專利名稱：物鏡單元制造裝置及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來制造由多個(gè)物鏡構(gòu)成的物鏡單元的裝置和方法，該物鏡單元可以有利地用于光學(xué)拾取器，而光學(xué)拾取器又用于在光學(xué)記錄介質(zhì)上寫入信息信號(hào)并讀出存儲(chǔ)在光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息信號(hào)。
背景技術(shù)：
迄今為止，以光盤為示例的光學(xué)記錄介質(zhì)已經(jīng)用作信息信號(hào)的記錄介質(zhì)。光學(xué)拾取裝置用于在光學(xué)記錄介質(zhì)上寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀出信息信號(hào)。光學(xué)拾取裝置包括作為光源的半導(dǎo)體激光器，用于將光束照射到光學(xué)記錄介質(zhì)上，并包括物鏡單元，用于會(huì)聚從半導(dǎo)體激光器照射的光束，該半導(dǎo)體激光器用來將光束照射到光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上。
在光學(xué)拾取裝置中，可以減小照射在光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上的光束的斑直徑，以實(shí)現(xiàn)記錄在光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息信號(hào)的高記錄密度，并能夠讀出高密度記錄的信息信號(hào)。
為了減小照射到光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上的光束的斑直徑，縮短從光源發(fā)出的光束的波長(zhǎng)并增大會(huì)聚光束的物鏡的數(shù)值孔徑(NA)是有效的。
在日本公開的專利申請(qǐng)H-8-315404和日本公開的專利申請(qǐng)H-10-123410中，本受讓人已經(jīng)提出了一種大數(shù)值孔徑(NA)的物鏡單元。在這個(gè)專利公開中公開的物鏡由雙透鏡組構(gòu)成，并具有不小于0.7的數(shù)值孔徑，其中雙透鏡組由兩個(gè)透鏡組成。
迄今為止，單透鏡組成的一個(gè)透鏡組構(gòu)成的透鏡，或所謂的單透鏡已經(jīng)廣泛用作光學(xué)拾取裝置中所用的物鏡單元。單透鏡通過所謂的玻璃模制成形(mold forming)而制備。通過制造高精度的金屬模具并通過在鑄造過程中的高精度溫度控制，可以以大生產(chǎn)率形成高性能透鏡。如果透鏡具有較大的數(shù)值孔徑值，例如0.7或更大，就需要透鏡的折射能力較強(qiáng)，從而透鏡的光束入射側(cè)的第一表面要成為具有較大曲率的非球面。鑒于例如脫模特性(mold release property)，利用金屬模具形成具有大曲率非球面的物鏡單元是極其困難的。此外，對(duì)于具有大曲率非球面和較大數(shù)值孔徑(NA)的物鏡單元，從光源發(fā)出的光束不能夠被精確會(huì)聚到信號(hào)記錄表面上，即使在發(fā)生由相對(duì)于光軸最輕微傾斜造成的擾動(dòng)的情況下。
如上面公開物所述，對(duì)于由兩個(gè)透鏡組成的雙透鏡組所構(gòu)成的物鏡單元，折射能力可以分散到兩個(gè)透鏡上，以緩解相應(yīng)透鏡表面的曲率，并減小非球面系數(shù)。于是，物鏡單元可以利用金屬模具形成為所需的加工精度，從而可以抑制由于例如透鏡相對(duì)于光軸傾斜而造成的光學(xué)性能惡化。
對(duì)于由兩個(gè)透鏡組成的雙透鏡所構(gòu)成的物鏡單元，相應(yīng)的透鏡可以用金屬模具模制，從而防止其光學(xué)特性惡化。然而，各個(gè)透鏡需要高精度彼此對(duì)準(zhǔn)，即，需要使物鏡單元的各個(gè)透鏡的光軸彼此高精度對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)在各個(gè)透鏡中不會(huì)產(chǎn)生偏心率，并高精度保持各個(gè)透鏡之間的距離和平行度。
為了制造由兩個(gè)透鏡組成的雙透鏡所構(gòu)成的物鏡單元，存在如下的方法使激光落到放置到一起的物鏡上，通過相應(yīng)的透鏡形成一個(gè)干涉儀，以調(diào)節(jié)它們的相對(duì)位置；并存在如下這種方法使激光透射過放置到一起的物鏡，并觀察激光的近場(chǎng)圖案，以進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過這些方法，所觀察到的現(xiàn)象不會(huì)與各個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)獨(dú)立地變化，從而由于要實(shí)現(xiàn)最終性能需要很多循環(huán)步驟使得調(diào)節(jié)極其費(fèi)時(shí)。
在組裝過程中，存在如下的這種方法在透鏡托架3和透鏡之間設(shè)置一個(gè)間隙，并在該間隙范圍內(nèi)調(diào)節(jié)透鏡位置。通過這種方法，在調(diào)節(jié)之后，需要將諸如可UV固化樹脂的粘結(jié)劑填充到間隙中，并現(xiàn)場(chǎng)固化，以便將透鏡固定到透鏡托架上。以這種方式用粘結(jié)劑固定到透鏡托架某一位置處的透鏡易于經(jīng)受環(huán)境變化(如溫度或濕度增大)帶來的失調(diào)。
為了克服由粘結(jié)劑帶來的問題，已經(jīng)提出根據(jù)透鏡托架的加工精度沿著光軸的方向設(shè)定透鏡的傾角及其位置。即，在透鏡托架內(nèi)形成一個(gè)臺(tái)階，而透鏡的外邊沿抵靠在該臺(tái)階上，以沿著光軸設(shè)定透鏡的傾角及其位置。在這種結(jié)構(gòu)中，如果臺(tái)階以高精度形成，則透鏡位置同樣可以高精度設(shè)定。
例如在由兩個(gè)透鏡組成的雙透鏡組所構(gòu)成的物鏡單元具有3mm的有效直徑的情況下，需要將兩個(gè)透鏡之間的平行度保持在0.1度的數(shù)量級(jí)。為了保持這個(gè)精度，需要將沿著由透鏡托架內(nèi)臺(tái)階所托持的外透鏡邊沿表面的光軸的誤差保持在1μm的數(shù)量級(jí)上。然而，將安裝在透鏡托架內(nèi)的兩個(gè)透鏡保持在如此高精度下及其困難。另外，根據(jù)安裝環(huán)境，1μm微塵和污物趨于進(jìn)入到透鏡托架內(nèi)的臺(tái)階與透鏡之間的空間內(nèi)，從而使得保持兩個(gè)透鏡之間的平行度很困難。
在由兩個(gè)透鏡組成的雙透鏡組所構(gòu)成的物鏡組的情況下，由透鏡的曲面構(gòu)成的透鏡表面之間的距離可以保持恒定，以便抑制由于例如透鏡厚度誤差所造成的球面像差的產(chǎn)生，如日本公開的專利公開物H-10-255303所描述的。
在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的苛刻條件下的透鏡中，根據(jù)在組裝過程中探測(cè)球面像差量，組裝精度通過調(diào)節(jié)來達(dá)到最佳，以吸收由模制透鏡的金屬模具精度變化或模制條件變化所帶來的誤差。雖然經(jīng)調(diào)節(jié)的透鏡的球面像差可以利用干涉儀測(cè)量，但需要復(fù)雜的裝置，從而制造成本增大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造新型物鏡單元的方法和裝置，由此，前述傳統(tǒng)技術(shù)所固有的缺陷得以克服。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造新型物鏡單元的方法和裝置，由此，可以輕易制造如下的物鏡單元，該物鏡單元具有不小于0.7的數(shù)值孔徑，由多個(gè)物鏡構(gòu)成，其中各透鏡的相對(duì)位置可得以高精度調(diào)節(jié)，并可以抑制產(chǎn)生球面像差。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明提供了一種用于制造物鏡單元的物鏡單元制造裝置，該物鏡單元具有不小于0.7的數(shù)值孔徑并由多個(gè)透鏡構(gòu)成，該制造裝置包括定位機(jī)構(gòu)，用于以已經(jīng)安裝并固定到透鏡托架上的另一個(gè)透鏡為基準(zhǔn)，將一個(gè)透鏡定位在合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架中，并用于將所述一個(gè)透鏡固定到透鏡托架上，來設(shè)置這個(gè)透鏡與其他透鏡的相對(duì)位置。
本發(fā)明也提供了一種通過利用已經(jīng)安裝并固定到透鏡托架上的另一透鏡作為基準(zhǔn)將一個(gè)透鏡定位在合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架內(nèi)并將所述一個(gè)透鏡固定到透鏡托架上以設(shè)置這個(gè)透鏡和其他透鏡的相對(duì)位置來制造物鏡單元的物鏡單元制造方法，該物鏡單元具有不小于0.7的數(shù)值孔徑并由多個(gè)透鏡構(gòu)成，其中，該方法包括將光束入射到透鏡托架內(nèi)的相應(yīng)透鏡上，由反射元件反射通過相應(yīng)透鏡會(huì)聚的光束，使被反射元件反射的光束入射到相應(yīng)的透鏡上，從而基于透射過相應(yīng)透鏡的光束探測(cè)相對(duì)于反射信號(hào)的聚焦誤差信號(hào)，并基于反射元件沿著相應(yīng)透鏡的光軸移動(dòng)時(shí)聚焦誤差信號(hào)中的變化確定透射過相應(yīng)透鏡的光束中的球面像差量，從而基于球面像差量調(diào)節(jié)相應(yīng)透鏡之間的距離。
在根據(jù)本發(fā)明的用于物鏡單元的制造方法中，透鏡托架提供了透鏡插入部分，多個(gè)透鏡的外邊沿插入其中，以控制相應(yīng)透鏡的偏移。
根據(jù)本發(fā)明的用于物鏡單元的另一種制造方法是用于制造作為光學(xué)拾取裝置的物鏡單元的物鏡的方法，該光學(xué)拾取裝置用于在光學(xué)記錄介質(zhì)上寫入信息信號(hào)或從其上讀取信息信號(hào)，其中，物鏡單元制造裝置確定靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡表面與圍繞透鏡表面放置的透鏡托架的端面之間沿光軸的距離。
在根據(jù)本發(fā)明的用于物鏡單元的再一種制造方法中，用作所述一個(gè)透鏡的定位基準(zhǔn)的所述其他透鏡是遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡，且所述其他透鏡的外邊沿遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位所述一個(gè)透鏡所用的基準(zhǔn)表面。所述一個(gè)透鏡的外邊沿的靠近定位光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位基準(zhǔn)表面。在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面過程中，利用激光測(cè)量基準(zhǔn)表面和定位元件之間的平行度。
在用于制造物鏡的物鏡制造方法中，在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面的過程中，參照抵靠定位元件的表面來測(cè)量基準(zhǔn)表面和定位元件之間的平行度。
在用于制造物鏡單元的物鏡單元制造方法中，在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面過程中，透鏡在氣壓差作用下受到吸引，將基準(zhǔn)表面抵靠在定位元件上。
在用于制造物鏡單元的物鏡單元制造方法中，所述其他物鏡外邊沿中遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面與所述一個(gè)透鏡外邊沿中靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面之間的平行度僅通過在光入射到所述其他透鏡外邊沿上且透射過該外邊沿并被該外邊沿中靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面反射的光不返回到光電探測(cè)器中的狀態(tài)下，利用光電探測(cè)器探測(cè)來自所述一個(gè)透鏡外邊沿中遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面的反射光來加以測(cè)量。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從閱讀如附圖所示的本發(fā)明實(shí)施例中變得清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元的縱向橫截面圖；圖2是內(nèi)置于物鏡托架的物鏡單元的縱向橫截面圖；圖3是從第一透鏡看的透視圖；圖4是從第二透鏡看的透視圖；圖5是形成物鏡單元的物鏡托架從第一透鏡配裝部分看的透視圖；圖6是形成物鏡單元的物鏡托架從第二透鏡配裝部分看的透視圖；圖7是示出形成本發(fā)明的物鏡單元的透鏡托架的平面圖；圖8是沿著圖7中線VIII-VIII取得的橫截面圖；圖9是示出形成本發(fā)明的物鏡單元的透鏡托架的底視圖；圖10是沿著圖9中的線X-X取得的橫截面圖；圖11是示出透鏡間的偏心率與波前像差之間的關(guān)系的曲線；圖12是示出用于形成透鏡托架的金屬模具的縱向橫截面圖；圖13是示出透鏡之間的平行度與波前像差的值的曲線；圖14是示出透鏡之間的距離與波前像差的值的曲線；圖15是示出組裝物鏡單元的過程的縱向橫截面圖；圖16是示出本發(fā)明的物鏡單元的第二透鏡已經(jīng)引入到透鏡托架中的狀態(tài)的示意性縱向橫截面圖；圖17是示出安裝到根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置上的物鏡單元的縱向橫截面圖；圖18是示出安裝到根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置的另一物鏡單元的縱向橫截面圖；圖19是示出安裝到根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置的再一物鏡單元的縱向橫截面圖；圖20是示出安裝到根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置上的傳統(tǒng)物鏡單元的縱向橫截面圖；圖21是示出其中透鏡托架設(shè)置有保護(hù)器的物鏡單元的縱向橫截面圖；
圖22是其平面圖；圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其中該裝置的一部分剖去；圖24A是示出用于在根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置中定位第一透鏡的裝置基準(zhǔn)平面的形狀的平面圖，圖24B示出其縱向橫截面圖，而圖24C是第一透鏡的基準(zhǔn)平面的平面圖；圖25是示出采用根據(jù)本發(fā)明的物鏡制造裝置的物鏡單元制造方法的操作次序的流程圖；圖26是示出接著圖25的操作次序的操作次序的流程圖；圖27是示出在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行第一調(diào)節(jié)的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖28是示出在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行第二調(diào)節(jié)的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖29是示出在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行第一透鏡安裝的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖30是示出在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行第二透鏡安裝的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖31是在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行第二透鏡向透鏡托架定位的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖32是在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中執(zhí)行透鏡之間偏移的確認(rèn)的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)視圖，其中該驅(qū)動(dòng)裝置的一部分被剖去；圖33是示出利用根據(jù)本發(fā)明的另一物鏡單元制造裝置制造物鏡單元的操作次序的流程圖；圖34是示出緊接著圖33的操作次序的操作次序的流程圖；圖35是示出根據(jù)本發(fā)明的另一物鏡單元制造裝置的第一裝置的側(cè)視圖；圖36是示出第二透鏡定位到圖35所示的物鏡單元制造裝置內(nèi)的透鏡托架上的狀態(tài)的側(cè)視圖，其中該裝置的一部分被剖去；圖37是示出定位在圖35所示的物鏡單元制造裝置中的第二透鏡和透鏡托架3的縱向橫截面圖；圖38是示出根據(jù)本發(fā)明的其他物鏡單元制造裝置的第二裝置的側(cè)視圖；圖39是示出根據(jù)本發(fā)明的其他物鏡單元制造裝置的第二裝置的主要部分的縱向橫截面圖；圖40是示出根據(jù)本發(fā)明的其他物鏡單元制造裝置的第二裝置的主要部分的平面圖，其中該裝置的一部分被剖去；圖41A到41C是示出物鏡單元中球面像差與聚焦誤差信號(hào)之間的關(guān)系的曲線；圖42是示出物鏡單元中的球面像差與聚焦誤差信號(hào)的中間值之間的關(guān)系的曲線；圖43是示出采用由根據(jù)本發(fā)明的方法或裝置制造的物鏡單元的物鏡驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖44是示出采用圖43所示的物鏡單元的物鏡驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖45是示出具有采用由根據(jù)本發(fā)明的方法或裝置制造的物鏡單元的物鏡單元驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)拾取裝置以及記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明的物鏡單元由多個(gè)透鏡構(gòu)成，每個(gè)透鏡具有0.7或更大的數(shù)值孔徑(NA)。具體地說，物鏡單元由兩個(gè)透鏡1、2的雙透鏡組構(gòu)成，并具有0.85的數(shù)值孔徑，如圖1所示。
本發(fā)明的物鏡單元置于光學(xué)拾取裝置內(nèi)，該光學(xué)拾取裝置具有光源，光源發(fā)出405nm中間波長(zhǎng)的光束。即，根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元主要用于會(huì)聚405nm波長(zhǎng)的光束。
在下面解釋中，假設(shè)物鏡單元具有3mm的有效直徑。具體地說，本發(fā)明的用于物鏡單元的制造方法是一種組裝物鏡單元的方法。根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元由第一和第二透鏡1、2，以及用于托持透鏡1、2的透鏡托架3構(gòu)成，如圖2、3和4所示。
第一和第二透鏡1、2由玻璃質(zhì)材料形成，并通過所謂的玻璃成形鑄造而制備，該成形鑄造是利用金屬模具成形玻璃質(zhì)材料。透鏡1、2的透鏡表面的形狀形成為非球面或球面，透鏡表面和外邊沿1a、2a等之間的位置取決于用于模制的金屬模具的加工精度，并取決于鑄造條件。
透鏡托架3由環(huán)氧樹脂注模、利用硅石(二氧化硅)作為填充劑，形成為大致為圓柱形，如圖5到10所示。為此，為了這個(gè)透鏡托架3配裝第一和第二透鏡1、2，插入到透鏡托架3某一位置處的第一和第二透鏡1、2用粘結(jié)劑，如可UV固化的樹脂固定。
在這個(gè)物鏡單元中，物鏡1、2相對(duì)于光軸P1的偏心率，即，在透鏡1、2之間相對(duì)位置中的透鏡在雙軸向的位置由透鏡1、2的外邊沿1a、2a設(shè)定，并由透鏡托架3的內(nèi)徑設(shè)定，其中雙軸向?qū)?yīng)于在垂直于光軸P1的平面內(nèi)的方向。即，在透鏡托架3的內(nèi)側(cè)形成第一和第二透鏡配裝部分4、5，透鏡1、2插入其中，并且該配裝部分4、5控制透鏡的偏心率。
在通過將第一和第二透鏡1、2結(jié)合而形成的物鏡中，如果在第一和第二透鏡1、2的透鏡表面之間產(chǎn)生相對(duì)偏心率，則像差增大，而惡化光學(xué)性能，如圖11所示。
應(yīng)指出的是，第一和第二透鏡1、2的透鏡表面之間的相對(duì)偏心率意味著在垂直于透鏡1、2的共同光軸的平面方向上以這個(gè)光軸為中心的位置偏移。
在有效直徑為3mm且數(shù)值孔徑NA為0.85的物鏡單元中，如果第一和第二透鏡1、2的透鏡表面之間的相對(duì)偏心率超過±30μm，像差的RMS值超過Marshall標(biāo)準(zhǔn)閾值(波前像差0.07λrms)。即，在通過將第一和第二透鏡1、2相結(jié)合而形成的物鏡單元中，如果有效直徑為3mm，數(shù)值孔徑為0.85，而工作中間波長(zhǎng)為405nm，則透鏡1、2、要固定到透鏡托架3上，使得相應(yīng)透鏡1、2的透鏡表面相對(duì)于透鏡托架3的外徑的同軸度的誤差范圍在30μm之內(nèi)。以下因素歸納起來對(duì)第一和第二透鏡1、2的透鏡表面之間的這些相對(duì)偏心率起作用(1)在透鏡1、2的外邊沿1a、2a的外周表面和透鏡表面之間的同軸度的偏差；(2)在透鏡托架3的透鏡配裝部分4、5之間的同軸度的偏差；以及(3)在透鏡配裝部分4、5和透鏡1、2的外邊沿1a、2a之間的間隙。
由于這三個(gè)因素的累積確定了相應(yīng)透鏡1、2透鏡表面的偏心率大小，因此至少相應(yīng)透鏡1、2透鏡表面相對(duì)于透鏡托架3的同軸度在30μm之內(nèi)是至關(guān)重要的。
即，由于透鏡1、2的外邊沿1a、2a的外周面1b、2b通過采用金屬模具的玻璃成形鑄造而與透鏡表面形成為一體，因此，外邊沿1a、2a的外周面1b、2b與透鏡表面之間的同軸度取決于用于鑄造的金屬模具的加工精度以及鑄造條件。當(dāng)物鏡的有效直徑為3mm時(shí)，外邊沿1a、2a的外周面1b、2b和透鏡表面形成為同軸度在30μm的誤差范圍內(nèi)。
用于形成金屬托架3的金屬模具由用于鑄造第一透鏡配裝部分4的部分101和用于形成第二透鏡配裝部分5的部分102構(gòu)成，這些部分4、5形成在相同的凸模103上，如圖12所示。用于形成透鏡托架3的金屬模具由凸模103和凹模104構(gòu)成，凸模103插入凹模104內(nèi)。在這種金屬模具中，隨著凸模103引入到凹模104之內(nèi)，在凸模103和凹模104之間限定的空間作用為型腔105，熔融的樹脂引入該型腔105之內(nèi)。由填充到型腔105內(nèi)的熔融樹脂形成透鏡托架3。
設(shè)置到用于形成透鏡托架3的凸模103上的分別用于鑄造第一透鏡配裝部分4和第二透鏡配裝部分5的部分101、102通過在車床上同時(shí)加工而形成，即，通過相同的裝卡操作來加工，從而高精度地保持同軸度。在物鏡單元的有效直徑為3mm且會(huì)聚工作中間波成為405nm的光束的情況下，所形成的透鏡托架3的第一透鏡配裝部分4形成為相對(duì)于第二透鏡配裝部分5具有較高同軸度，且誤差范圍小于30μm。
設(shè)置到透鏡托架3上的第一透鏡配裝部分4形成為具有內(nèi)徑R1，其大約等于第一透鏡1的外邊沿1a的外徑R2，如圖2所示。在物鏡的有效直徑為3mm，且要會(huì)聚工作中間波長(zhǎng)為405nm的光束的情況下，第一透鏡配裝部分4的內(nèi)徑R1設(shè)計(jì)成相對(duì)于第一透鏡1的外邊沿1a的外徑R2存在小于30μm的誤差。第二透鏡配裝部分5的內(nèi)徑R3大約等于第二透鏡2的外邊沿2a的外徑R4。應(yīng)指出的是，在物鏡單元有效直徑為3mm且要會(huì)聚工作中間波長(zhǎng)為405nm的光束的情況下，第二透鏡配裝部分5的內(nèi)徑R3設(shè)計(jì)成相對(duì)于第一透鏡2的外邊沿2a的外徑R4存在小于30μm的誤差。
在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元中，如果兩個(gè)透鏡1和2之間的平行度惡化，像差增大，則降低了光學(xué)特性，如圖14所示。在有效直徑為3mm且數(shù)值孔徑NA為0.85的物鏡單元中，如果要會(huì)聚工作中間波長(zhǎng)為405nm的光束，在第一和第二透鏡1、2之間的平行度超過±0.1度，則像差的RMS值超過Marshall標(biāo)準(zhǔn)閾值(0.07λrms的波前像差)。
對(duì)于2mm的透鏡外徑，如果第一和第二透鏡1、2之間的平行度包含在±0.1度的范圍內(nèi)，則根據(jù)以下方程需要在±3.5μm的誤差范圍內(nèi)由透鏡托架3支承第一和第二透鏡1、22[mm]×tan(±0.1度)＝±3.5μm利用金屬模具模制，以高生產(chǎn)率形成在上述誤差范圍內(nèi)的平行度托持第一和第二透鏡1、2的透鏡托架3是極其困難的。即使可以形成能夠以如此高的精度托持第一和第二透鏡1、2的透鏡托架3，將第一和第二透鏡1、2以及透鏡托架3在組裝物鏡單元的條件下不夾置微塵和污物地放置到一起也是極其困難的。結(jié)果，將第一和第二透鏡1、2以上面限定的誤差范圍內(nèi)的平行度安裝到透鏡托架3上是極其困難的。
對(duì)于本發(fā)明的物鏡，除非隨著透鏡的光軸P1重合且平行度保持在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)放置到一起的第一和第二透鏡1、2之間的距離保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則像差增大，同時(shí)光學(xué)特性惡化，如圖14所示。對(duì)于物鏡單元的有效直徑的數(shù)值孔徑分別為3mm和0.85，且對(duì)于要由其會(huì)聚的光束具有405nm的工作中間波長(zhǎng)，如果第一和第二透鏡1、2之間的距離的誤差超過±13μm，則像差的RMS值將超過Marshall標(biāo)準(zhǔn)(波前像差0.07λrms)。
利用金屬模具以高生產(chǎn)率形成能夠在第一和第二透鏡1、2之間的距離保持在上面限定誤差范圍內(nèi)的前提下托持第一和第二透鏡1、2的透鏡托架3是極其困難的。
由于第一和第二透鏡1、2的光軸P1要高精度對(duì)準(zhǔn)，在透鏡1、2之間要保持高度平行度，并由于要將透鏡1、2之間的距離誤差保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，僅僅基于利用金屬模具裝置的鑄造精度來形成能夠托持物鏡單元的透鏡托架3是極其困難的。
對(duì)于本發(fā)明的物鏡單元，利用能夠調(diào)節(jié)組裝精度的組裝夾具，而不依賴于鑄造透鏡托架3中的精度，可以保證第一和第二透鏡1、2之間的平行度和距離的精度。
即，在設(shè)定形成本發(fā)明的物鏡單元的第一和第二透鏡1、2的相對(duì)位置過程中，第一透鏡1插入透鏡托架3內(nèi)的第一透鏡配裝部分4內(nèi)，并利用可UV固化的樹脂固定。此時(shí)，第一透鏡1引入第一透鏡配裝部分4中，以便它的以較大曲率半徑凸出的第一表面S1從透鏡托架3中伸出，如圖2和15所示。第一透鏡1的第一表面S1在物鏡單元安裝到光學(xué)拾取裝置上時(shí)作用為自光源發(fā)出的光束的入射側(cè)。
固定到透鏡托架3上的第一透鏡1支承在夾具的基座墊塊30上。此時(shí)，第一透鏡1隨著其面向外邊沿1a第一表面的表面1c放置到夾具基座墊塊30上設(shè)置的支承表面上而得以承載。
與第一透鏡1相結(jié)合而形成本發(fā)明的物鏡單元的第二透鏡2由固定夾具31固定，它相對(duì)于和透鏡托架3一起支承第一透鏡1的基座墊塊30的相對(duì)位置以高精度保持。第二透鏡2引入到透鏡托架3的第二透鏡配裝部分5內(nèi)，并隨著這個(gè)固定夾具31向基座墊塊30移動(dòng)而由基座墊塊30承載。
同時(shí)，固定夾具31連接到空氣吸引裝置上，以便在其遠(yuǎn)端由空氣吸力沿著圖15中箭頭E所示方向固定第二透鏡2。
第二透鏡2引入到第二透鏡配裝部分5中，從而凸起成較大曲率半徑的透鏡表面面對(duì)固定到透鏡托架3上的第一透鏡的第二表面S2。
第二透鏡2的面對(duì)第一透鏡1的第二表面S2的凸面形成物鏡單元的第三表面S3。
引入到第二透鏡配裝部分5內(nèi)的第二透鏡2以固定到透鏡托架3的第一透鏡配裝部分4上的第一透鏡1為基準(zhǔn)定位，并利用諸如可UV固化的樹脂的粘結(jié)劑粘結(jié)到透鏡托架3上。
當(dāng)?shù)谝煌哥R1固定到透鏡托架3上時(shí)，通過使朝向外邊沿1a的第二表面S2的抵靠表面1d壓靠在臺(tái)階3a上來控制第一透鏡1沿其光軸相對(duì)于透鏡托架3的位置以及第一透鏡1相對(duì)于透鏡托架3的中軸的傾角，其中臺(tái)階3a設(shè)置在透鏡托架3上形成的第一透鏡配裝部分4上。
厚度在10μm數(shù)量級(jí)的粘結(jié)劑薄膜插入第一透鏡1外邊沿1a的抵靠表面1d和透鏡托架3內(nèi)的臺(tái)階3a之間，用于將第一透鏡1固定到透鏡托架3上。作為粘結(jié)劑，可以使用通過照射UV光而固化的可UV固化樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元用于光學(xué)拾取裝置，該光學(xué)拾取裝置適于在光學(xué)記錄介質(zhì)上寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)上讀取信號(hào)。當(dāng)用于光學(xué)拾取裝置中時(shí)，本發(fā)明的物鏡單元布置成第一透鏡1和第二透鏡2分別朝向發(fā)出光束的光源和朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110定位，如圖1和2所示。由于用在光學(xué)記錄介質(zhì)內(nèi)的物鏡單元用于將光源發(fā)出的光束會(huì)聚到光學(xué)記錄介質(zhì)110的信號(hào)記錄表面111上，第一和第二透鏡1、2結(jié)合成使得凸出成較大曲率半徑的第一表面S1和第三表面S3朝向發(fā)出光束的光源定位。
在本發(fā)明的物鏡單元中，第二透鏡2的安裝位置以第一透鏡1的安裝位置為基準(zhǔn)來設(shè)定。從而，對(duì)于本發(fā)明的物鏡單元，第二透鏡2以光束L1落于其上的第一透鏡1的外邊沿1a的表面1c為基準(zhǔn)來定位，如圖2所示。
以固定到透鏡托架3適當(dāng)位置上的第一透鏡1的安裝位置為基準(zhǔn)固定到透鏡托架3上的第二透鏡2引入透鏡托架3的第二透鏡配裝部分5中并由后者承載，并因此處于第一透鏡1相對(duì)于第一透鏡的光軸的偏心率得以抑制的狀態(tài)下，即處于第一透鏡1在垂直于光軸的平面方向的偏移得以抑制的狀態(tài)下。當(dāng)?shù)诙哥R2引入到第二透鏡配裝部分5中時(shí)，由于第二透鏡相對(duì)于第一透鏡1的光軸的偏心輪得以抑制，因此第二透鏡2處于能夠調(diào)節(jié)第二透鏡2相對(duì)于第一透鏡1的平行度，即能夠調(diào)節(jié)相對(duì)于光軸的傾角和距離的狀態(tài)下。
即，在形成第二透鏡2時(shí)，金屬模具沿著第二透鏡2的厚度方向加壓，即，沿著與其光軸平行的方向。對(duì)于通過這個(gè)模制過程形成的第二透鏡2，在外邊沿2a的外周側(cè)的角部2c、2c(該角部是在鑄造過程中玻璃質(zhì)材料最后到達(dá)的部分)呈現(xiàn)出曲面，而在外邊沿2a的外周面內(nèi)的部分(該部分成為與第二透鏡2的光軸平行的圓柱面)僅僅是在沿著厚度方向的中間部分處寬度W1大約為100μm的部分，如圖16所示。如此形成的第二透鏡2的外邊沿2a的外周面2b中與第二透鏡接觸部分5的內(nèi)周面相接觸的接觸表面僅僅是寬度為100μm數(shù)量級(jí)的環(huán)形部分。結(jié)果，插入到第二透鏡配裝部分5內(nèi)的第二透鏡2可以在與光軸垂直的方向上以寬度W1為100μm的環(huán)形部分為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，該環(huán)形部分與第二透鏡配裝部分5的內(nèi)周面相接觸。另外，第二透鏡2可以在沿著光軸的方向上在第二配裝部分5之內(nèi)移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置中，如后面將解釋的，第一透鏡1的光軸相對(duì)于裝置的基準(zhǔn)表面的傾角的探測(cè)是通過將激光照射到第一透鏡1的外邊沿1a中入射光束L1的基準(zhǔn)表面1c上，通過由反射鏡42反射從第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1c反射回來的光以使得光將入射到探測(cè)裝置，如第一CCD(成像裝置)32上，并通過將由CCD32探測(cè)到的輸出輸入到第一監(jiān)控器33中來實(shí)現(xiàn)的，如圖17所示。
在第一透鏡1外邊沿1a上朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110定位的表面1e形成為向外邊沿傾斜的表面，如圖18所示。即，由于第一透鏡1外邊沿1a中朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110定位的表面1e形成為傾斜表面，其外邊沿靠近基準(zhǔn)表面1c，照射到基準(zhǔn)表面1c并透射過這個(gè)基準(zhǔn)表面1c的激光的一部分如圖18中虛線所示那樣行進(jìn)，而不到達(dá)CCD32，即使該光線被朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110設(shè)置的表面1e反射，從而確保了最佳探測(cè)第一透鏡1的傾角。
也就是說，如果第一透鏡1外邊沿1a的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110放置的表面1e如圖20所示未傾斜，而是形成為與基準(zhǔn)表面1b平行的表面，則照射到基準(zhǔn)表面1c上的激光的一部分可以透射過基準(zhǔn)表面1c而到達(dá)與基準(zhǔn)表面1c平行的表面1e，以便然后由這個(gè)表面1e反射而如圖20中虛線所示的那樣行進(jìn)，從而在由反射鏡42反射后到達(dá)第一CCD32。如果由基準(zhǔn)表面1c反射的光和由朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面1e反射的光以混合狀態(tài)到達(dá)第一CCD32，則兩條光束進(jìn)行干涉，而判明是干涉對(duì)第一透鏡1傾角進(jìn)行探測(cè)的噪聲。也存在在基準(zhǔn)表面1c和朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面1e之間產(chǎn)生多重反射的風(fēng)險(xiǎn)，而使得滿意地探測(cè)第一透鏡1的傾角成為不可能。
另一方面，第一透鏡1外邊沿1a的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面1e可以形成為自外邊沿1a的外沿側(cè)向透鏡1的中心凹陷的傾斜表面，如圖18所示。在這種情況下，由朝向與基準(zhǔn)表面1c相面對(duì)的光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面所反射的光從中心向第一透鏡1的外邊沿反射，如圖18中虛線所示，從而可靠地防止從表面1e反射回來的光落到第一CCD32上。
第一透鏡1的外邊沿1a的表面1e也可以形成為從外邊沿1a的外沿側(cè)向透鏡1的中心凹陷的傾斜表面，并也可以平滑地合并到第一透鏡1的第二表面S2，如圖19所示。
此外，為了防止從第一透鏡1的外邊沿1a的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面反射回來的光落到第一CCD32上，AR涂層(防反射膜)可以設(shè)置在這個(gè)表面1e上，以阻止入射到這個(gè)表面1e上的激光發(fā)生反射。
當(dāng)本發(fā)明的物鏡用在光學(xué)拾取裝置中，而該光學(xué)拾取裝置用于在光學(xué)記錄介質(zhì)(如光盤)上寫入信息或從光學(xué)記錄介質(zhì)上讀取信息時(shí)，需要在從亞凝固點(diǎn)到60℃或更高的溫度環(huán)境范圍內(nèi)保證正常工作。如果溫度環(huán)境在這個(gè)范圍內(nèi)變化，則在插入到透鏡托架3中并由透鏡托架3承載的第一和第二透鏡1、2之間所形成的空間內(nèi)存在的空氣密度會(huì)相當(dāng)大地變化。
存在于第一和第二透鏡1、2之間的氣密空間內(nèi)的空氣由于溫度變化而氣壓明顯變化。即，如果溫度升高，透鏡1和2之間的氣壓大于大氣壓，從而產(chǎn)生趨于將透鏡1和2彼此分離的壓力。如果相反溫度下降，透鏡1和2之間的氣壓小于大氣壓，從而產(chǎn)生趨于使透鏡1和2彼此靠近的壓力。
同時(shí)，第一透鏡1具有一抵靠表面1d，該抵靠表面1d朝向外邊沿1a的第二表面S2放置，并用可UV固化樹脂粘結(jié)到第一透鏡配裝部分4的臺(tái)階3a上。另一方面，透鏡2用粘結(jié)劑粘結(jié)到位，該粘結(jié)劑填充到三個(gè)凹陷的粘結(jié)劑涂覆部分3b內(nèi)，該部分3b是通過將第二透鏡配裝部分5的內(nèi)邊沿一部分切開而形成的，如圖4和7所示。
由于如上所述第一和第二透鏡1、2用粘結(jié)劑固定到透鏡托架3上，將第一和第二透鏡1、2固定到透鏡托架3上的粘結(jié)劑，尤其是將第二透鏡2固定到透鏡托架3上的粘結(jié)劑因?yàn)闇囟鹊姆磸?fù)變化(表現(xiàn)為所謂的熱循環(huán))而承受應(yīng)力，從而在透鏡的距離和傾角上產(chǎn)生不可避免的變化，由此使得光學(xué)像差特性惡化。
假設(shè)由透鏡托架3承載的第一和第二透鏡1、2之間的空間是氣密空間，存在與第一和第二透鏡1、2之間空間內(nèi)的空氣被加壓，在第二透鏡2于將第一透鏡1安裝到透鏡托架3上之后插入到透鏡托架3中時(shí)，帶來的結(jié)果是在透鏡1和2之間總是存在作用于將透鏡1、2彼此分離的壓力。
從而，對(duì)于本發(fā)明的物鏡單元，在透鏡托架3中設(shè)置了通氣孔3c，如圖3和5所示，從而第一和第二透鏡1、2之間是與透鏡托架3外側(cè)連通的空間。通氣孔3c如下形成，即，通過在臺(tái)階3a中壓抵第一透鏡1的外邊沿1a的抵靠表面1d的部分內(nèi)形成凹陷3d，從而凹陷3d不與外邊沿1a的抵靠表面1d相接觸，并通過形成切口3e，切口3e用來在凹陷3d與透鏡托架3的外周面之間建立連通，如圖5所示。
通過在透鏡托架3中形成通氣孔3c，第一和第二透鏡1、2之間的空間不呈現(xiàn)為氣密空間，而在這個(gè)空間內(nèi)的空氣也不會(huì)經(jīng)歷氣壓變化，即使隨著溫度變化空氣密度變化，從而不會(huì)有壓力施加到透鏡1、2上，并因此盡管發(fā)生溫度反復(fù)變化也不會(huì)產(chǎn)生光學(xué)像差特性的惡化。
由于第一和第二透鏡1、2之間的空間不呈現(xiàn)為氣密空間，因此，不存在如下風(fēng)險(xiǎn)，即當(dāng)?shù)诙哥R2于將第一透鏡1安裝到透鏡托架3上之后插入到透鏡托架3中時(shí)第一透鏡和第二透鏡1、2之間的空間內(nèi)存在的空氣被壓縮并加壓。
為了在透鏡托架3的臺(tái)階3a內(nèi)提供凹陷3d，用于形成透鏡托架3的凸模103的目的在于形成凹陷3d的部分通過切割而除去，以產(chǎn)生臺(tái)階3a。
另一方面，在注模透鏡托架3的過程中設(shè)置用來將熔融樹脂填充到金屬模具中的澆口G設(shè)置在溝槽3f中，該溝槽3f形成于透鏡托架3外周面，與形成通氣孔3c的切口3e對(duì)齊，如圖5所示。
當(dāng)本發(fā)明的物鏡用于光學(xué)拾取裝置，且該光學(xué)拾取裝置用于在光學(xué)記錄介質(zhì)上寫入信息信號(hào)或從其上讀取信息信號(hào)時(shí)，需要在從亞凝固點(diǎn)到60℃或更高的溫度環(huán)境范圍內(nèi)保證正常工作。如果溫度環(huán)境在這個(gè)范圍內(nèi)變化，第一和第二透鏡1、2之間的距離由于透鏡托架3本身的熱膨脹或收縮而變化。
對(duì)于3mm的有效直徑、405nm工作中間頻率和0.85的數(shù)值孔徑，如果第一和第二透鏡1、2之間的距離存在13μm內(nèi)的誤差，且形成透鏡托架3的材料的線性膨脹系數(shù)為α，則可推導(dǎo)出以下關(guān)系α×Δt×L＜13×10-3(mm)在此，Δt(溫度變化)和L(透鏡托架的長(zhǎng)度)如下設(shè)定Δt＝60/2＝30(℃)，而L＝2(mm)。
從這些條件，可以推導(dǎo)出以下的針對(duì)構(gòu)成透鏡托架3的材料的線性膨脹系數(shù)α的條件α＜2×10-4同時(shí)，如果以硅石(二氧化硅)為填充劑的環(huán)氧樹脂被選作形成透鏡托架3的材料，則線性膨脹系數(shù)可以被抑制到1×10-5數(shù)量級(jí)的數(shù)值。
數(shù)值孔徑(NA)不小于0.7的由兩個(gè)透鏡構(gòu)成的雙透鏡組的物鏡單元具有比在傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置內(nèi)使用的單物鏡的工作距離小的工作距離(光學(xué)記錄介質(zhì)表面和物鏡端面之間的物理距離)。在光學(xué)拾取裝置中，物鏡位置通過以光學(xué)記錄介質(zhì)表面和物鏡端面之間的距離總是為預(yù)設(shè)工作距離的方式的聚焦伺服來控制。聚焦伺服又控制由物鏡會(huì)聚的光束，從而由物鏡會(huì)聚的光束將聚焦到光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上。例如，如果諸如外部振動(dòng)的干擾施加到光學(xué)拾取裝置上，物鏡單元會(huì)從其設(shè)計(jì)位置處偏移。在這種情況下，如果工作距離較長(zhǎng)，則光學(xué)記錄介質(zhì)和物鏡單元之間碰撞的可能性就較低。然而，如果工作距離較短，則邊沿和物鏡單元碰撞的可能性就較大。
當(dāng)光學(xué)記錄介質(zhì)和物鏡單元之間發(fā)生碰撞時(shí)，如果光學(xué)記錄介質(zhì)的表面直接與物鏡單元的透鏡表面接觸，則這些表面會(huì)被損壞，而使記錄和/或再現(xiàn)特性惡化。
對(duì)于本發(fā)明的物鏡單元，在透鏡托架3的一個(gè)端面上安裝有保護(hù)器6，用于圍繞第二透鏡2的外周邊，以便不損壞光學(xué)記錄介質(zhì)的表面或物鏡單元的透鏡表面，如圖20和21所示。保護(hù)器6例如由呈現(xiàn)出彈性的含氟樹脂薄膜形成，并設(shè)置成突出，而比第二透鏡2中最靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡表面更靠近光學(xué)記錄介質(zhì)110，如圖20所示。保護(hù)器6有助于放置光學(xué)記錄介質(zhì)110的表面與物鏡單元的透鏡表面直接接觸，同時(shí)緩沖由光學(xué)記錄介質(zhì)110和物鏡單元之間的碰撞所造成的沖擊的力。此外，由于保護(hù)器相對(duì)于光學(xué)記錄介質(zhì)表面僅具有較小的摩擦系數(shù)，因此，它也可以避免刮擦。
如果如上所述設(shè)置了這個(gè)保護(hù)器6，并且該保護(hù)器相對(duì)于光學(xué)記錄介質(zhì)110表面碰撞，則保護(hù)器6將有效地起作用而防止光學(xué)記錄介質(zhì)110表面被損壞。然而，形成保護(hù)器6的含氟樹脂等材料是剝落性的，來自保護(hù)器6的這種碎屑6a累積在第二透鏡2的透鏡表面上。如果碎屑6a累積在第二透鏡2的透鏡表面中光束掃過的區(qū)域內(nèi)，光束的光路被中斷，從而降低了傳輸比，同時(shí)影響光學(xué)特性，如光學(xué)空間頻率。
同時(shí)，保護(hù)器6的脫落物所產(chǎn)生的碎屑6a沿著光學(xué)記錄介質(zhì)110相對(duì)于物鏡單元相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向移動(dòng)，即，沿著光學(xué)記錄介質(zhì)110的切向移動(dòng)，如圖22中箭頭X所示。
從而，在本發(fā)明的物鏡單元中，保護(hù)器6形成為帶有切口7的那種，切口7寬度大于第二透鏡2的透鏡表面上的光束L1的直徑R5，如圖21所示。在使用中，這個(gè)透鏡單元安裝成切口7在光學(xué)記錄介質(zhì)110相對(duì)于物鏡單元相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路徑上。
參照附圖，現(xiàn)在解釋根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造裝置，用于制造上述物鏡單元。
參照?qǐng)D23，本發(fā)明的物鏡單元制造裝置包括組裝單元，用于將第一和第二透鏡1、2定位到透鏡托架3上；以及探測(cè)單元，用于監(jiān)控第一和第二透鏡1和2的透鏡表面與外邊沿1a和2a的平行度。
組裝單元包括底座單元30，其具有裝置基準(zhǔn)表面30a，在其上設(shè)定第一透鏡1；并包括固定單元31，其具有裝置基準(zhǔn)表面31a，其上將第二透鏡2設(shè)定到位。調(diào)節(jié)作為基座單元30的上表面的裝置基準(zhǔn)表面30a，以使其精確垂直于其上放置的第一透鏡1的光軸。
這個(gè)基座單元30基本上是圓柱形的，具有內(nèi)部間隔，從而通過將第一透鏡1的外邊沿1a放置到裝置基準(zhǔn)表面30a上，并通過經(jīng)吸入孔30b將內(nèi)部空氣排出到外側(cè)，第一透鏡1可以由橫跨其內(nèi)側(cè)和外側(cè)的氣壓差而固定到位。此時(shí)，單元30的上端由第一透鏡1封閉。用于氣密地密封內(nèi)部間隔的玻璃罩安裝到基座單元30的上端上。玻璃罩34相對(duì)于上端的裝置基準(zhǔn)表面30a傾斜，以反射例如照射到第一透鏡1外邊沿1a上的激光，以便不產(chǎn)生漫射光。
固定單元31基本為圓柱形，從而限定了一個(gè)內(nèi)部間隔，并適于在跨過第二透鏡內(nèi)側(cè)和外側(cè)的氣壓差作用下固定第二透鏡2，該氣壓差是由通過吸入孔31b將內(nèi)部空氣排出到外側(cè)同時(shí)將第二透鏡2的外邊沿2a抵靠單元下端的裝置基準(zhǔn)表面31a而形成的。此時(shí)，固定單元31的下端由第二透鏡單元2封閉。固定單元31的上端配裝有玻璃罩35，用于氣密地密封內(nèi)部間隔。玻璃罩35相對(duì)于單元下端處的裝置基準(zhǔn)表面31a傾斜，從而不產(chǎn)生例如由反射照射到第二透鏡2上的激光而造成的漫射光。
固定單元31由所謂的橫滾支承件(cross roll bearing)，即一種單一軸向運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)36來支撐，并沿著第一和第二透鏡1和2的光軸可移動(dòng)。這個(gè)固定單元31的移動(dòng)量可以通過例如磁性長(zhǎng)度測(cè)量裝置37來測(cè)量。固定單元31由驅(qū)動(dòng)源38，如氣壓缸、線性馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)來移動(dòng)。
設(shè)定在基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a上的第一透鏡1的外邊沿1a相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面30a的平行度可以由設(shè)置了第一激光源39的探測(cè)系統(tǒng)來探測(cè)，作為第一激光源39，出來半導(dǎo)體激光器之外，任何適當(dāng)?shù)膯紊庠?，如其他激光器或固態(tài)激光器都可以使用。
從第一激光源39發(fā)出的激光束由準(zhǔn)直透鏡和光束擴(kuò)展器40轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光，同時(shí)光束直徑擴(kuò)大?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光的光束透射過分束器41、反射鏡42和基座單元30下端處的玻璃罩34，從而落到基座單元30的上端上。如果第一透鏡1設(shè)定在基座單元30上端處的裝置基準(zhǔn)表面30a上，這個(gè)準(zhǔn)直光由第一透鏡1的外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b反射，并由此通過玻璃罩34和反射鏡42返回到分束器41。
同時(shí)，在基座單元30上端的裝置基準(zhǔn)表面30a不會(huì)覆蓋第一透鏡1外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b的整個(gè)表面，而只是例如在三個(gè)位置處壓在基準(zhǔn)表面1b的一部分上，而覆蓋所討論的部分，如圖24A到24C所示。從而，來自于基座單元30下端的激光L2入射到第一透鏡1外邊沿1a的未被基座單元30上端處的裝置基準(zhǔn)表面30a覆蓋的部分上并由該部分反射，如圖24C所示。
自第一透鏡1外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b的返回光從分束器41的反射表面反射回來并從到第一激光源39的返回光路中分出，而通過反射鏡43落到作用為探測(cè)裝置的第一CCD32上。由第一CCD32拾取的圖象顯示在第一監(jiān)視器33上。來自第一光源的光束的準(zhǔn)直根據(jù)第一CCD32的成像表面來調(diào)節(jié)，從而光束直徑將最小。
由固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a吸引而固定的第二透鏡2的外邊沿2a的平行度通過具有第二激光源44的探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)。作為第二激光源44，除了半導(dǎo)體激光器之外可以使用諸如氣體激光器或固態(tài)激光器的任何適當(dāng)?shù)膯紊庠础?br> 從第二激光源發(fā)出的激光束由準(zhǔn)直透鏡和光束擴(kuò)展器45轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光的光束透射過分束器46、反射經(jīng)47和固定單元31上端的玻璃罩35，從而落到固定單元31下端上。如果第一透鏡固定在固定單元31下端處的裝置基準(zhǔn)表面31a上，則這個(gè)準(zhǔn)直光被第一透鏡1外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b反射，并由此通過玻璃罩3和反射鏡47返回到分束器46。返回光從分束器46的反射表面反射回來，并從到達(dá)第二激光源44的返回光路中分出，從而通過反射鏡48落到作用為探測(cè)裝置的第二CCD49上。由第二CCD49拾取的圖象顯示在第二監(jiān)視器50上。來自第二激光源44的光束的準(zhǔn)直根據(jù)第二CCD49的圖象表面加以調(diào)節(jié)，從而可以使光束直徑最小。
如上所述，現(xiàn)在參照?qǐng)D25和26所示的流程圖解釋組裝物鏡單元的操作次序。假設(shè)物鏡單元用于光學(xué)拾取裝置，具有0.85的數(shù)值孔徑(NA)，中心工作波長(zhǎng)λ為405nm，而有效直徑為3mm。應(yīng)指出的是在完整的物鏡中，靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的第二透鏡2的外邊沿2a的主表面與遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的第一透鏡1外邊沿1a的主表面需要在大約0.2mrad到0.3mrad的傾斜范圍內(nèi)。從而，對(duì)于物鏡單元制造裝置，用于定位第一透鏡1外邊沿1a的表面和用于定位第二透鏡2的外邊沿2a的表面需要在開始就調(diào)節(jié)到精度高于這些透鏡1和2所需的。
這個(gè)調(diào)節(jié)是通過從第一激光源39發(fā)出的激光來進(jìn)行的，如圖27所示。機(jī)，在圖25所示的步驟st1中，透鏡1和2從制造裝置上拆下，并使得從第一激光源30發(fā)出、從固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a反射回來的激光落到第一CCD32上。在步驟st2中，隨著第一監(jiān)視器33觀察，調(diào)節(jié)第一CCD32的位置，以便光接收位置在中心位置。
在第一監(jiān)視器33中，由于固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a是環(huán)形的(圓環(huán)形)，可以觀察到同心衍射圖案，如圖27所示。在調(diào)節(jié)第一CCD32的位置的過程中，調(diào)節(jié)如此進(jìn)行以使得這個(gè)同心圖案的中心與第一監(jiān)視器的圖象格式(image format)的中心對(duì)齊。
在圖25的步驟st3中，平面反射鏡51放置在基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a上，如圖28所示。在圖25的下一步驟st4中，裝置基準(zhǔn)表面30a相對(duì)傾角加以調(diào)節(jié)，使得當(dāng)來自第一激光源39的光束由反射鏡51的反射光入射到第一CCD32上，透射到第一監(jiān)視器33上的光束將在圖象格式的中心。
直到這個(gè)步驟st4，使得固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a平行于基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a。
類似地，在步驟st5，第二CCD49的位置利用第二激光源44和第二監(jiān)視器50加以調(diào)節(jié)。
然后，過程進(jìn)行到步驟st8，第一透鏡1已經(jīng)在步驟st6和st7中引入到透鏡托架3中并粘結(jié)于其上，在步驟st8中，第一透鏡1安裝到基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a上，如圖29所示。此時(shí)，基座單元30內(nèi)的空氣被吸到外側(cè)以降低內(nèi)部壓力，從而將第一透鏡1吸引在裝置基準(zhǔn)表面30a上。
應(yīng)指出的是第一透鏡1外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b需要精確抵靠基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a。原因在于例如如果灰塵和污物夾在這些基準(zhǔn)表面1b和30a之間，則在組裝后，透鏡1和2會(huì)經(jīng)歷彼此傾斜，從而使光學(xué)性能(如像差)變差。從而，即使在第一透鏡1放置在基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a上時(shí)，也要求可以觀察到第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b與裝置基準(zhǔn)表面30a之間的平行。
參照?qǐng)D24B，切口設(shè)置在裝置基準(zhǔn)表面30a內(nèi)，如圖24B所示，從而由于保持這個(gè)裝置基準(zhǔn)表面30a，因此在第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b上反射的光可以返回到第一CCD32。
由于第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b為環(huán)形，因此在圖25的步驟st9中，在這個(gè)基準(zhǔn)表面1b上的反射光可以被觀察為一個(gè)同心衍射圖案。如果第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b完全與基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a緊密接觸，則顯示在第一監(jiān)視器33上的同心衍射圖案處于圖象格式的中心，這是由于基準(zhǔn)表面1b和30a彼此完全平行。
如果在步驟st10已經(jīng)由第一監(jiān)視器33的顯示表面確認(rèn)到由于在基準(zhǔn)表面1b、30a之間駐留的灰塵和污物使得基準(zhǔn)表面1b和30a之間的平行度未處于基準(zhǔn)值之內(nèi)，即，如果同心衍射圖案未處于第一監(jiān)視器33圖象格式的中心，則過程返回到步驟st8，以再次設(shè)定第一透鏡1或清掃基準(zhǔn)表面1b和30a。
直到這個(gè)步驟，可以確認(rèn)第一透鏡1和基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a的光軸的垂直度或平行度。在進(jìn)行到下一步驟之前可以探測(cè)到第一透鏡1的故障狀態(tài)。
然后，過程轉(zhuǎn)到步驟st11，在該步驟，通過抽吸固定單元31內(nèi)部的空氣而將第二透鏡2固定到固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a上。
然后，過程轉(zhuǎn)到圖25的步驟st12，在該步驟，以與上面相同的方式確認(rèn)從第二透鏡2反射的光是否入射到第二CCD49的中心上，在步驟st13，如果反射光的中心與圖象中心的偏移未包括在基準(zhǔn)值之內(nèi)，則過程返回到步驟st11，以再次安裝第二透鏡2，或清掃裝置基準(zhǔn)表面31a。
直到這個(gè)步驟，第二透鏡2和第一透鏡1之間的平行度已包括在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。在這種狀態(tài)下，在圖26的步驟st14，使第二透鏡2從上面下降到透鏡托架3，如圖31所示。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙哥R1、2吸引到裝置基準(zhǔn)表面30a、31a上時(shí)，保持這些透鏡1和2之間的平行度。然而，這些透鏡1和2并未相對(duì)于偏移而定位。
如上所述，透鏡托架3由熱固性樹脂模制，并具有將第一和第二透鏡1和2之間的偏移抑制到小于幾微米的功能。即，第一和第二透鏡1和2之間的偏移可以通過沿著垂直于光軸的兩個(gè)軸線移動(dòng)第二透鏡2來除去，從而在將第二透鏡2引入透鏡托架3內(nèi)的同時(shí)，沿著透鏡托架3的內(nèi)徑定位。
在第一和第二透鏡1、2之間的偏移已經(jīng)被透鏡托架3除去之后，在圖26的步驟st15，使得透鏡托架31下降到預(yù)設(shè)位置處，在該位置處第二透鏡2最終定位。為了裝置基準(zhǔn)表面31a中止在這個(gè)位置處，例如提供一個(gè)擋塊。同時(shí)，長(zhǎng)度測(cè)量裝置37可以用于監(jiān)控固定單元31是否已經(jīng)降低到正確位置處。
在步驟st16，檢查透鏡1和2的基準(zhǔn)表面1b和2a之間的平行度。如果平行度不滿意，過程返回到步驟st18，如果平行度滿意，則過程轉(zhuǎn)到下一步驟st17。從而在本制造裝置中，可以在將第二透鏡2定位并粘結(jié)到透鏡托架3上之前檢查透鏡1和2之間的平行度和距離是否包括在基準(zhǔn)值之內(nèi)。
在下一步驟st17，由于第二透鏡2已經(jīng)在基準(zhǔn)范圍內(nèi)定位到透鏡托架3上，第二透鏡2利用可UV光固化的粘結(jié)劑粘結(jié)到透鏡托架3上。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的制造裝置，在步驟st18，可以通過觀察第二CCD49中的光束位置來檢查第一和第二透鏡1和2之間的平行度市斗在基準(zhǔn)程度之內(nèi)，即使在可UV光固化的樹脂固化之后。如果兩個(gè)透鏡1和2之間的平行度未限制在基準(zhǔn)值之內(nèi)，則廢棄這個(gè)透鏡單元。
在步驟st19，當(dāng)粘結(jié)劑完全固化時(shí)，第二透鏡2相對(duì)于固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a的吸引取消。由透鏡1和2以及透鏡托架3構(gòu)成的透鏡組件與裝置基準(zhǔn)表面31a分離。
在下一步驟st20，固定單元31向上面退回，并且偏移確認(rèn)反射鏡52插入到透鏡組件之上的空間內(nèi)，如圖32所示。從第一激光源39發(fā)出的激光入射到透鏡組件的相應(yīng)透鏡1和2上并透射過相應(yīng)的透鏡1和2，才能夠而通過偏移檢查反射鏡52由第三CCD53接收。由這個(gè)第三CCD53成像的衍射圖案顯示在第三監(jiān)視器54上。
在步驟st21，如圖26所示，檢查第一和第二透鏡1和2之間的偏移是否包含在規(guī)定范圍之內(nèi)。對(duì)于兩個(gè)透鏡之間偏移的探測(cè)，可以通過將激光透射過第一和第二透鏡1和2并通過遠(yuǎn)程探測(cè)透射光衍射圖案的中心位置來探測(cè)第二透鏡2相對(duì)于第一透鏡1的偏移，如在日本公開的專利公開物H-10-255304中所述。如果兩個(gè)透鏡1和2之間的平行度未限制在基準(zhǔn)值之內(nèi)，則廢棄這個(gè)透鏡。
在步驟st22，測(cè)量由第一和第二透鏡1和2構(gòu)成的物鏡單元的像差。對(duì)于基準(zhǔn)范圍內(nèi)的像差，過程轉(zhuǎn)到步驟st23，從而完成物鏡單元。對(duì)于像差在基準(zhǔn)范圍之外的物鏡單元，則決定廢棄這個(gè)物鏡單元。
現(xiàn)在解釋用于將第一透鏡1引入到透鏡托架3內(nèi)的裝置，在該透鏡托架3中，第二透鏡2已經(jīng)引入并粘結(jié)到位。
現(xiàn)在參照?qǐng)D33和34所示的流程圖解釋利用后面將描述的制造裝置來制造物鏡單元的過程。
物鏡單元制造裝置由用于將第二透鏡2引入到透鏡托架3中的裝置部分(如圖35所示)和用于將第一透鏡1引入到其中已經(jīng)引入第二透鏡2的透鏡托架3中的裝置部分(如圖38所示)構(gòu)成。
如圖35所示，用于將第二透鏡2引入透鏡托架3的裝置部分包括固定單元31和基座單元30，如同上述制造裝置中的一樣。這個(gè)裝置部分將第二透鏡引入透鏡托架3中的適當(dāng)位置處。
固定單元31基本為圓柱形，具有內(nèi)部間隔，如在上述制造裝置中的，并在通過吸入通孔31b將空氣抽到外側(cè)而抽真空內(nèi)部間隔同時(shí)第二透鏡2的外邊沿2a抵靠在下部裝置基準(zhǔn)表面31a上時(shí)，在橫跨第二透鏡內(nèi)側(cè)和外側(cè)的氣壓差作用下容納第二透鏡2。固定單元31的下端此時(shí)由第二透鏡2保持封閉。這個(gè)固定單元31的上端配裝有玻璃罩35，用于氣密地密封內(nèi)部間隔。
固定單元31由所謂的橫滾支承件，即單軸向移動(dòng)工作臺(tái)36支撐，并沿著第二透鏡2的光軸可移動(dòng)。這個(gè)固定單元31的移動(dòng)量例如由磁性長(zhǎng)度測(cè)量裝置37探測(cè)。固定單元31由驅(qū)動(dòng)源38，如氣壓缸、線性馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
基座單元30基本上為柱狀，并且其上表面為裝置基準(zhǔn)表面30a。在前面的實(shí)施例中這個(gè)裝置基準(zhǔn)表面30a成形為容納第一透鏡1的外邊沿1a。在本實(shí)施例中，裝置基準(zhǔn)表面30a成形為將透鏡托架3直接設(shè)定在其上。
在本制造裝置中，裝置基準(zhǔn)表面30a、31a沿著光軸的絕對(duì)距離可以由長(zhǎng)度測(cè)量裝置37探測(cè)。
首先，在步驟st31，如圖33所示，固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a與基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a之間的平行度開始加以精確調(diào)節(jié)。在步驟st32，如果裝置基準(zhǔn)表面31a、30a之間的平行度包含在預(yù)設(shè)值之內(nèi)，則過程轉(zhuǎn)到步驟st33，否則，過程返回到步驟st31。
在下一步驟st33，透鏡托架3設(shè)定到基座單元30的裝置基準(zhǔn)表面30a上，如圖35所示。裝置基準(zhǔn)表面30a的外徑設(shè)定為等于第一透鏡1的外徑，同時(shí)臺(tái)階3a作為透鏡托架3抵靠裝置基準(zhǔn)表面30a的基準(zhǔn)表面。
在步驟st34，如圖33所示，第二透鏡2的基準(zhǔn)表面2b抵靠固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a，而這個(gè)固定單元31內(nèi)的空氣通過抽吸而抽出，以便將第二透鏡2吸引到固定單元31上。在步驟st35，如圖33所示，利用激光監(jiān)控第二透鏡2的基準(zhǔn)表面2b與固定裝置31的裝置基準(zhǔn)表面31a之間的平行度是否得以保持。如果這個(gè)平行度在規(guī)定范圍之內(nèi)，則過程轉(zhuǎn)到步驟st36，而否則，過程返回到步驟st34，用于更新設(shè)定或清掃基準(zhǔn)表面2b和31a。上述操作次序重復(fù)，直掃達(dá)到預(yù)定平行度為止。
在步驟st36，固定單元31朝向透鏡托架3下降。在步驟st37，固定單元31在固定單元31的裝置基準(zhǔn)表面31a距基座單元30的裝置基座表面30a預(yù)定距離時(shí)中止，如圖36所示。第二透鏡2和透鏡托架3之間的位置關(guān)系選擇成第二透鏡2的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)的表面與透鏡托架3的保護(hù)器的表面6分隔開預(yù)定距離，如圖37所示。
如果自透鏡托架3的臺(tái)階3a到保護(hù)器6的表面的距離(由圖37中箭頭a所示)得以精確限定，則第二透鏡2的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)的表面和保護(hù)器6的表面之間的距離可以通過限定從抵靠臺(tái)階3a的基座表面30的裝置基準(zhǔn)表面30a到第二透鏡2的朝向光學(xué)記錄介質(zhì)的表面之間的距離(如圖37中箭頭b所示)來加以精確限定。
如上所述，透鏡托架3例如由熱固性樹脂形成，并模制成從臺(tái)階3a到其承載保護(hù)器6的端面的距離大約在±3μm內(nèi)。保護(hù)器由具有緩沖和低摩擦系數(shù)的保護(hù)器材料，如氟涂覆材料形成，并形成為厚度精度在小于幾十微米之內(nèi)。于是，將從臺(tái)階3a到保護(hù)器6的表面的距離保持在幾十微米數(shù)量級(jí)的精度下，如圖37中箭頭a所示。從裝置基準(zhǔn)表面30a到第二透鏡2的表面的距離中的誤差(如圖37中箭頭b所示)由物鏡單元制造裝置保持在小于幾微米。于是，對(duì)于在第二透鏡2表面和保護(hù)器6的表面之間的距離，可以保持大約小于幾十微米的精度。
在圖34的下一步驟st38中，承載第二透鏡2的透鏡托架3安裝到用于將第一透鏡1引入到透鏡托架3內(nèi)的裝置部分上，如圖38所示。
這個(gè)裝置部分包括可移動(dòng)的基座單元59，該基座單元能夠通過吸力將第一透鏡1固定在裝置基準(zhǔn)表面58上，并包括固定單元56，其能夠通過吸力將承載第二透鏡2的透鏡托架3固定到裝置基準(zhǔn)表面55上。作為可移動(dòng)基座單元59的上表面的裝置基準(zhǔn)表面58調(diào)節(jié)成精確垂直于其上放置的第一透鏡1的光軸。
可移動(dòng)基座單元59基本為圓柱形，帶有內(nèi)部間隔，并在跨過內(nèi)側(cè)和外側(cè)產(chǎn)生的氣壓差作用下固定第一透鏡1，且第一透鏡1的外邊沿1a抵靠裝置基座表面58，其中該氣壓差是在通過吸入通孔將其中的空氣抽出到外側(cè)來抽真空內(nèi)部間隔時(shí)產(chǎn)生的?？梢苿?dòng)基座單元59的上端此時(shí)由第一透鏡1封閉。這個(gè)可移動(dòng)單元59的下端配裝有玻璃罩34，用來氣密地密封內(nèi)部間隔。玻璃罩34相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面58朝向其上端傾斜，以反射照射到第一透鏡1外邊沿1a上的激光，以便不產(chǎn)生漫射光。
可移動(dòng)基座單元59由所謂的橫滾支承件，即單軸向運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)36支撐，并沿著第一和第二透鏡1和2的光軸可移動(dòng)。這個(gè)可移動(dòng)基座單元59的移動(dòng)量可以例如通過磁性長(zhǎng)度測(cè)量裝置37來探測(cè)。固定單元31通過驅(qū)動(dòng)源38，如氣壓缸、線性馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。
固定單元56基本是圓柱形的，具有內(nèi)部間隔，并在跨過內(nèi)側(cè)和外側(cè)的氣壓差作用下固定第二透鏡2，同時(shí)承載第二透鏡2的透鏡托架3抵靠在裝置基準(zhǔn)表面55上，其中氣壓差是在通過吸入通孔將其中空氣抽到外側(cè)而抽真空內(nèi)部間隔時(shí)產(chǎn)生的。安裝第二透鏡2的透鏡托架3由其承載保護(hù)器6的表面固定，該保護(hù)器6壓在裝置基準(zhǔn)表面55上。固定單元56的下端此時(shí)由透鏡托架3和第二透鏡2封閉。這個(gè)固定托架56的上端配裝有面向其下端的玻璃罩35，用于氣密地密封內(nèi)部間隔。玻璃罩35相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面55向其上端傾斜，以反射照射到第二透鏡2外邊沿2a上的激光，以便不產(chǎn)生漫射光。
固定單元56由傾斜的工作臺(tái)57支承，以用于傾角調(diào)節(jié)。
這個(gè)裝置包括探測(cè)系統(tǒng)，該探測(cè)系統(tǒng)包括第一激光源39，用于探測(cè)設(shè)定在可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58上的第一透鏡外邊沿相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面58的平行度。作為第一激光源39，除了半導(dǎo)體激光器之外，還可以使用任何適當(dāng)?shù)膯紊庠?，如氣體激光器或固態(tài)激光器。
從第一激光源39發(fā)出的光束由準(zhǔn)直透鏡和光束擴(kuò)展器40轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光并且光束直徑擴(kuò)大?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光的光束透射過分束器41、反射鏡42、和在可移動(dòng)基座單元59下端的玻璃罩34，從而落到可移動(dòng)基座單元59的上端上。如果第一透鏡固定在可移動(dòng)基座單元59上端的裝置基準(zhǔn)表面58上，這個(gè)準(zhǔn)直光被第一透鏡1的外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b反射，而由此通過玻璃罩34和反射鏡42返回到分束器41。
從第一透鏡1外邊沿1a的基準(zhǔn)表面1b反射回來的返回光從分束器41的反射表面反射回來，并從到第一激光源39的返回光路中分出，從而通過反射鏡43落到作用為探測(cè)裝置的第一CCD32上。由第一CCD32拾取的圖象顯示在第二監(jiān)視器33上。來自第一激光源39的光束的準(zhǔn)直根據(jù)第一CCD32的圖象表面來調(diào)節(jié)，以便光束直徑最小。
這個(gè)裝置包括探測(cè)系統(tǒng)，該探測(cè)系統(tǒng)包括第二激光源44，用于探測(cè)在吸力下固定于固定單元56的裝置基準(zhǔn)表面55上的第二透鏡的外邊沿相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面55的平行度。作為第一激光源39，除了半導(dǎo)體激光器之外，還可以使用任何適當(dāng)?shù)膯紊庠?，如氣體激光器或固態(tài)激光器。
從第二激光源44發(fā)出的激光束由準(zhǔn)直透鏡和光束擴(kuò)展器45轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光，并且光束直徑擴(kuò)大。現(xiàn)在轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光的光束透射過分束器46、反射鏡41、和在固定單元56上端處的玻璃罩35，從而落到固定單元56的下端上。如果第二透鏡2固定到固定單元56的下端處的裝置基準(zhǔn)表面55上，則這個(gè)準(zhǔn)直光被第二透鏡2外邊沿的基準(zhǔn)表面反射，并由此通過玻璃罩35和反射鏡41返回到分束器46。返回光從分束器46的反射表面反射回去并從到第一激光源44的返回光路中分出，從而通過反射鏡48落到作用為探測(cè)裝置的第二CCD49上。由第二CCD49拾取的圖象顯示在第二監(jiān)視器50上。來自第二激光源44的光束的準(zhǔn)直基于第二CCD49的成像表面來調(diào)節(jié)，以使光束直徑最小。
這個(gè)裝置包括聚焦誤差信號(hào)探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)60。類似于在用于光盤的光學(xué)拾取裝置中所用的光學(xué)系統(tǒng)，這個(gè)聚焦誤差信號(hào)探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)60是通過所謂的象散像差方法或差分同心方法來探測(cè)聚焦誤差信號(hào)的光學(xué)系統(tǒng)。這個(gè)聚焦誤差信號(hào)探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)60包括作為光源的半導(dǎo)體激光器61，并通過準(zhǔn)直透鏡62準(zhǔn)直從半導(dǎo)體激光器61發(fā)出的光束，且將所形成的準(zhǔn)直光束通過分束器63、反射鏡64和玻璃罩34從可移動(dòng)基座單元59的下側(cè)照射到可移動(dòng)基座單元59的內(nèi)側(cè)。如果第一透鏡1設(shè)置在可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58上，則光束入射到第一透鏡1上。如果第二透鏡2由固定單元56安裝到透鏡托架3上，則光束落到第二透鏡2上。依次入射到第一和第二透鏡1和2上的準(zhǔn)直光束聚焦到第二透鏡2之上的一點(diǎn)處。反射鏡64可相對(duì)于可移動(dòng)基座單元59的下部顛倒，并包括于物鏡單元的有效直徑相一致的孔徑。
具有反射表面的玻璃罩69安裝到物鏡單元的焦點(diǎn)附近，如圖39所示。這個(gè)玻璃罩69設(shè)計(jì)成厚度和折射率與和物鏡單元一同使用的光學(xué)記錄介質(zhì)的覆蓋層相同。由第一和第二透鏡1和2會(huì)聚的光束由玻璃罩69的反射表面反射，并通過第二透鏡2、第一透鏡1、玻璃罩34和反射鏡64返回到分束器63，如圖38所示。在分束器63上，這個(gè)返回光由分束器63的反射表面發(fā)射，并從到半導(dǎo)體激光器61的返回光路中分出。如果使用象素方法，這個(gè)返回光通過反射鏡65、會(huì)聚透鏡66和柱面透鏡67傳輸而產(chǎn)生象素像差，以便然后會(huì)聚到光電探測(cè)器68的光接收表面上。
光電探測(cè)器68的光接收表面從中心處分成四個(gè)徑向區(qū)域，彼此獨(dú)立地輸出光電探測(cè)器信號(hào)?？梢曰诠怆娞綔y(cè)器68輸出的四個(gè)光電探測(cè)器信號(hào)通過計(jì)算產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)和引入信號(hào)(pull-in signal)，如隨后將解釋的。
玻璃罩69通過固定到作為驅(qū)動(dòng)裝置的音圈電機(jī)的可移動(dòng)部分上而得以支承，驅(qū)動(dòng)裝置在光軸方向上可致動(dòng)，如圖39所示。這個(gè)音圈電機(jī)具有片簧70。玻璃罩69和線圈72由這個(gè)片簧70承載，以便玻璃罩69和線圈72可以移動(dòng)，而作為可移動(dòng)部分。音圈電機(jī)是移動(dòng)部分，并在線圈72附近包括磁鐵71。
在音圈電機(jī)中，通過向線圈72提供驅(qū)動(dòng)電流，在供給到線圈72上的電流和磁鐵71產(chǎn)生的磁場(chǎng)的相互作用下，玻璃罩69沿著光軸方向移動(dòng)。
音圈電機(jī)的片簧70包括用于傳輸?shù)耐?3，該通孔小于第二透鏡2的直徑，以便從第二激光源44發(fā)出的激光照射到第二透鏡2中接近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面上，例如如圖39和40中所示。通過具有第二激光源44的探測(cè)系統(tǒng)，第二透鏡2靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面與可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58的平行度可以通過這個(gè)通孔73進(jìn)行監(jiān)視。
在步驟st39，如圖34所示，調(diào)節(jié)用于定位第一透鏡1的可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58與安裝到固定單元56所固定的透鏡托架3上的第二透鏡中靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面之間的平行度。如果第二透鏡2的表面和可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58之間的平行度未包含在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則調(diào)節(jié)傾斜工作臺(tái)57，以便第二透鏡2的表面和可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58之間的平行度包含在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。在步驟st40，檢查裝置基準(zhǔn)表面58與第二透鏡2的表面之間的平行度，如果該平行度在規(guī)定范圍之內(nèi)，則過程轉(zhuǎn)到步驟st41。否則，過程返回到步驟st39。
在步驟st41，第一透鏡1安裝到可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58上，如圖38所示。在步驟st42，檢查來自第一激光源39并由第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b反射的激光，以確認(rèn)第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b與可移動(dòng)基座單元59的裝置基準(zhǔn)表面58之間的平行度。此時(shí)，聚焦誤差信號(hào)探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)60的反射鏡64從可移動(dòng)基座單元59之下的位置回退。
在步驟st43，如果平行度在規(guī)定范圍之內(nèi)，則過程轉(zhuǎn)到步驟st44，如果平行度未在規(guī)定范圍內(nèi)，則過程返回到步驟st41，用于重新設(shè)定和清掃基準(zhǔn)表面1b和58。這個(gè)操作次序重復(fù)，直到平行度處于規(guī)定值之內(nèi)為止。
在第一透鏡1的基準(zhǔn)表面1b相對(duì)于裝置基準(zhǔn)表面58的平行度得以確認(rèn)時(shí)，聚焦誤差信號(hào)探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)60的反射鏡64插入到可移動(dòng)基座單元59之下的位置，如圖38所示。
如果雙透鏡組的相應(yīng)透鏡的折射曲面和厚度都等于設(shè)計(jì)值，則在透鏡組的兩個(gè)透鏡之間的距離等于設(shè)計(jì)值時(shí)球面像差應(yīng)為零。然而，由于例如用于模制的金屬模具與設(shè)計(jì)值有偏差或模制條件的變動(dòng)，實(shí)際上，相應(yīng)透鏡的折射曲面和厚度與設(shè)計(jì)值偏差，而該折射曲面和厚度有可能影響球面像差。公知的是調(diào)節(jié)兩個(gè)透鏡之間的距離以使在雙透鏡組組裝狀態(tài)下的球面像差最小。在這個(gè)物鏡制造裝置中，可以通過以如下方式利用這個(gè)原理進(jìn)行調(diào)節(jié)，即，由于探測(cè)到聚焦誤差信號(hào)，裝置基準(zhǔn)表面58升高到聚焦誤差信號(hào)的中心值為零的位置處，以便在利用可變金屬模具模制透鏡的情況下或在可變的模制條件共存的情況下使物鏡單元上的球面像差最小。
即，在圖34所示的步驟st44中，可移動(dòng)基座單元59上抬，以將設(shè)定于裝置基準(zhǔn)表面58上的第一透鏡1引入透鏡托架3中。在步驟st45，玻璃罩69沿著光軸由音圈電機(jī)振動(dòng)。即，當(dāng)可移動(dòng)單元59升高時(shí)，例如正弦驅(qū)動(dòng)電壓施加到音圈電機(jī)的線圈72上，從而沿著光軸振動(dòng)玻璃罩69。
在采用光學(xué)記錄介質(zhì)的記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的光學(xué)拾取裝置中，物鏡單元沿著光軸由物鏡單元驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器振動(dòng)，以探測(cè)所謂的聚焦誤差信號(hào)(S形信號(hào))和要入射到探測(cè)其上的和信號(hào)(引入信號(hào))，從而設(shè)定聚焦伺服的施加定時(shí)。在本制造裝置中，物鏡單元固定，而不是通過物鏡單元驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器振動(dòng)物鏡單元，同時(shí)玻璃罩69被強(qiáng)制振動(dòng)。此時(shí)，探測(cè)聚焦誤差信號(hào)和引入信號(hào)，如圖41A到41C所示。
參照?qǐng)D38，對(duì)于來自光學(xué)探測(cè)器68的光接收表面的相應(yīng)區(qū)域的光學(xué)探測(cè)器信號(hào)A到D，在例如象散方法情況下的聚焦誤差信號(hào)的信號(hào)電平由[A+C-(B+D)]來限定，而引入電平由[A+C+B+D]來限定。
參照?qǐng)D41A到41C，下面將解釋聚焦誤差信號(hào)的S形波形和物鏡單元的球面像差之間的關(guān)系。對(duì)于零球面像差，聚焦誤差信號(hào)的S形波形在上下方向成為對(duì)稱，同時(shí)對(duì)于最大引入電平，聚焦誤差信號(hào)變?yōu)榱鉜。如果球面像差為負(fù)極性，則聚焦誤差信號(hào)的S形波形在上下方向成為非對(duì)稱，且聚焦誤差信號(hào)在最大引入電平處為負(fù)極性，如圖41A所示。如果相反物鏡單元的球面像差為正極性，則聚焦誤差信號(hào)的S形波形在上下方向成為非對(duì)稱，同時(shí)聚焦誤差信號(hào)在最大引入電平處成為正極性，如圖41C所示。
聚焦誤差信號(hào)電平的狀態(tài)可以從在引入電平最大點(diǎn)處的聚焦誤差信號(hào)電平來估計(jì)。另外，聚焦誤差信號(hào)電平的狀態(tài)可以通過探測(cè)聚焦誤差信號(hào)S性信號(hào)的中心值的電平來估計(jì)。
聚焦誤差信號(hào)的S形波形的中心值的電平(V中心)可以由以下限定V中心＝(Vt+Vb)/2其中，Vt和Vb分別是聚焦誤差信號(hào)的S形信號(hào)的峰值電壓(top voltage)和谷值電壓(bottom voltage)。
如果物鏡單元的球面像差相對(duì)于聚焦誤差信號(hào)的S形信號(hào)波形的中心值(電壓)繪出，則可以獲得一恒定關(guān)系，如圖42所示。同時(shí)，曲線示出其中共存多個(gè)由多個(gè)金屬模具模制的透鏡的數(shù)據(jù)，該透鏡具有0.85的數(shù)值孔徑(NA)、工作波長(zhǎng)λ為405nm，且有效直徑為3mm。基于這個(gè)關(guān)系，可以找到對(duì)應(yīng)于球面像差絕對(duì)值最小的S形信號(hào)的中心值。
在步驟st46中，如圖34所示，探測(cè)聚焦誤差信號(hào)的S形信號(hào)的中心值，以檢查所探測(cè)的值相對(duì)于預(yù)設(shè)值是否在預(yù)定范圍之內(nèi)。如果中心值在規(guī)定值之內(nèi)，則過程轉(zhuǎn)到步驟st47，否則，過程返回到步驟st44，以重復(fù)調(diào)節(jié)第一透鏡1的位置的步驟。
在步驟st47中，第一透鏡1粘結(jié)到透鏡托架3上，在步驟st48中，在粘結(jié)劑固化后，物鏡單元就完成了。
類似于傳統(tǒng)的單透鏡玻璃模制物鏡和合成樹脂形成的物鏡，利用根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法組裝的物鏡單元用于光學(xué)拾取裝置。類似于傳統(tǒng)物鏡，該物鏡單元可以安裝到傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置所用的物鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，如圖43和44所示。
作為其上承載本發(fā)明的物鏡單元的物鏡單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以使用類似于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)。例如，如圖43和44所示，在其中用四根導(dǎo)線以懸臂方式承載物鏡單元的四線型物鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，承載物鏡的線圈架8利用四根彈性導(dǎo)線9由基塊10可移動(dòng)地支承。緩沖材料(dumper material)設(shè)置到由基塊10承載的導(dǎo)線9的近側(cè)。聚焦線圈12和跟蹤線圈13安裝到線圈架8上。在基塊10上安裝了磁鐵14和磁軛15。磁鐵14和磁軛15布置成聚焦線圈12和跟蹤線圈13放置在由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流施加到聚焦線圈12上時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電流和磁鐵14及磁軛15產(chǎn)生的磁場(chǎng)的相互作用下，物鏡單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得線圈架8沿著聚焦方向平行于物鏡單元的光軸移動(dòng)。此外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流施加到跟蹤線圈13上時(shí)，物鏡單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得線圈架8沿著平面跟蹤方向垂直于物鏡單元的光軸移動(dòng)。
光學(xué)拾取裝置控制施加到聚焦線圈12和跟蹤線圈13上以導(dǎo)致物鏡單元移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流，從而以由物鏡會(huì)聚的光束的光斑總是形成在光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上的方式控制物鏡單元的位置，以跟蹤光學(xué)記錄介質(zhì)上形成的記錄軌道。
如果光學(xué)記錄介質(zhì)是光盤，圖43中的上下方向和圖44中的深度方向?qū)?yīng)于光盤的徑向，而圖43和44中的左右方向?qū)?yīng)于光盤的切向。
具有物鏡單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和根據(jù)本發(fā)明的物鏡的光學(xué)拾取裝置包括作為光源的半導(dǎo)體激光器(LD)16，如圖45所示。作為發(fā)散光束從半導(dǎo)體激光器16發(fā)出的線性偏振光束L1被準(zhǔn)直透鏡17準(zhǔn)直，并且其光路由反射鏡18旋轉(zhuǎn)90°，從而落到偏振分束器(PBS)19上。透射過偏振分束器19的光束由λ/4板(四分之一波板)20轉(zhuǎn)變成圓偏振光，而落到由凹反射鏡和凸透鏡構(gòu)成的光束擴(kuò)展器21上，以便由此擴(kuò)大光束直徑，而落到物鏡單元51上。這個(gè)物鏡單元51由物鏡單元驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)支承，用于在平行于光軸的聚焦方向F1和垂直于光軸的平面跟蹤方向T1上移動(dòng)。
入射到物鏡單元上的光束由這個(gè)物鏡單元51會(huì)聚，并照射到光學(xué)記錄介質(zhì)110，如光盤的信號(hào)記錄表面上。照射到光學(xué)記錄介質(zhì)110的信號(hào)記錄表面上的光束L1在偏振方向方面以預(yù)設(shè)方式由這個(gè)信號(hào)記錄表面調(diào)制，并被反射，而落到物鏡單元51上。返回光束L2透射過光束擴(kuò)展器21，并由λ/4板(四分之一波板)轉(zhuǎn)變成偏振方向與入射到光學(xué)記錄介質(zhì)110上的光束L1的偏振方向向垂直的線性偏振光，所形成的線性偏振光返回到偏振分束器19。
返回光束L2被分束器19之內(nèi)的反射表面反射，而落到第二偏振分束器22上。這個(gè)第二偏振分束器22設(shè)定成在返回光束L2未被光學(xué)記錄介質(zhì)110調(diào)制的情況下透射光量等于反射光量。透射過第二偏振分束器22的返回光束L2由第一光電探測(cè)器(PD1)25上的放大透鏡系統(tǒng)23和24會(huì)聚。被第二偏振分束器22反射的返回光束L2通過會(huì)聚透鏡系統(tǒng)26和刃口27會(huì)聚到第二光電探測(cè)器(PD2)28上?；趶墓怆娞綔y(cè)器25、28輸出的光的探測(cè)信號(hào)，可以產(chǎn)生諸如RF信號(hào)、聚焦誤差信號(hào)或跟蹤誤差信號(hào)的可變信號(hào)，以便讀出記錄在光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息信號(hào)。
為了探測(cè)聚焦誤差信號(hào)，除了上述刃口方法之外可以使用所謂的象散方法或所謂的差分同心方法。為了探測(cè)跟蹤誤差信號(hào)，可以使用所謂的推拉法，或所謂的差分推拉法(DPP法)。此外，本光學(xué)拾取裝置不僅能夠從光學(xué)記錄介質(zhì)讀出信息信號(hào)，而且能夠在光學(xué)記錄介質(zhì)110上寫入信息信號(hào)。
記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備可以通過提供如上所述的光學(xué)拾取裝置和記錄介質(zhì)固定機(jī)構(gòu)來構(gòu)成，記錄介質(zhì)固定機(jī)構(gòu)適于固定并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)光學(xué)記錄介質(zhì)110(如光盤)，如圖45所示。在記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中，如圖45所示，由光學(xué)拾取裝置從光學(xué)記錄介質(zhì)110讀出的信號(hào)由信號(hào)處理電路處理，而產(chǎn)生RF信號(hào)和各種誤差信號(hào)。從外側(cè)輸入到這個(gè)記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中的信號(hào)由信號(hào)處理電路處理，以便由光學(xué)拾取裝置寫入光學(xué)記錄介質(zhì)110上。
工業(yè)應(yīng)用性對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的物鏡單元制造方法和裝置，其中一個(gè)透鏡利用已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架中的另一透鏡為基準(zhǔn)定位在該透鏡托架中，并且所述一個(gè)透鏡固定到透鏡托架上，用于設(shè)定所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)位置，從而可以在短時(shí)間內(nèi)高效組裝由兩個(gè)透鏡構(gòu)成的雙透鏡組，該雙透鏡組的數(shù)值孔徑(NA)不小于0.7。由于要求透鏡托架具有所需的最小精度，因此可以擴(kuò)大透鏡托架的鑄造公差，從而提高產(chǎn)量。此外，由于沿著物鏡光軸的透鏡間隔和透鏡之間的平行度通過物鏡單元制造裝置的精度來保持，因此，可以提高組裝生產(chǎn)率和產(chǎn)量。
對(duì)于本發(fā)明，可以制造數(shù)值孔徑不小于0.7的由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元，其中各透鏡之間的相對(duì)位置可以高精度調(diào)節(jié)，并且可以降低球面像差。
權(quán)利要求
1.一種用于制造數(shù)值孔徑不小于0.7并由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元的物鏡單元制造方法，其中，以已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架上的另一透鏡為基準(zhǔn)，一個(gè)透鏡通過配裝到所述透鏡托架的透鏡插入部分上而固定到所述透鏡托架上，用于實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)定位，所述透鏡插入部分容納所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的外邊沿部分，以控制所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的偏移，所述物鏡單元用作光學(xué)拾取裝置所用的物鏡單元，該光學(xué)拾取裝置用于向光學(xué)記錄介質(zhì)寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀取信息信號(hào)，所述方法包括確定所述透鏡中最靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡表面與圍繞所述透鏡表面的透鏡托架的端面之間的沿著光軸的距離。
2.一種物鏡單元制造方法，用于制造數(shù)值孔徑不小于0.7且由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元，其中，以已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架上的另一透鏡為定位基準(zhǔn)，將一個(gè)透鏡通過配裝到所述透鏡托架的透鏡插入部分中來定位并固定到所述透鏡托架上，用于實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)定位，所述透鏡插入部分容納所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的外邊沿部分，以控制所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的偏移，所述物鏡單元用作光學(xué)拾取裝置中所用的物鏡單元，該光學(xué)拾取裝置用于向光學(xué)記錄介質(zhì)寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀取信息信號(hào)，其中為所述一個(gè)透鏡作為定位基準(zhǔn)的所述另一透鏡是遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡，且所述另一透鏡外邊沿中的遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位所述一個(gè)透鏡的基準(zhǔn)表面；所述一個(gè)透鏡外邊沿中的靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位基準(zhǔn)表面；以及在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面過程中，所述基準(zhǔn)表面和所述定位元件之間的平行度利用激光測(cè)量。
3.一種物鏡單元制造方法，用于制造數(shù)值孔徑不小于0.7且由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元，其中，以已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架上的另一透鏡為定位基準(zhǔn)，將一個(gè)透鏡通過配裝到所述透鏡托架的透鏡插入部分中來定位并固定到所述透鏡托架上，用于實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)定位，所述透鏡插入部分容納所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的外邊沿部分，以控制所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的偏移，所述物鏡單元用作光學(xué)拾取裝置中所用的物鏡單元，該光學(xué)拾取裝置用于向光學(xué)記錄介質(zhì)寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀取信息信號(hào)，其中為所述一個(gè)透鏡作為定位基準(zhǔn)的所述另一透鏡是遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡，且所述另一透鏡外邊沿中的遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位所述一個(gè)透鏡的基準(zhǔn)表面；所述一個(gè)透鏡外邊沿中的靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位基準(zhǔn)表面；并且在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面過程中，所述基準(zhǔn)表面和所述定位元件之間的平行度用抵靠所述定位元件的所述基準(zhǔn)表面來測(cè)量。
4.一種物鏡單元制造方法，用于制造數(shù)值孔徑不小于0.7且由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元，其中，以已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架上的另一透鏡為定位基準(zhǔn)，將一個(gè)透鏡通過配裝到所述透鏡托架的透鏡插入部分中來定位并固定到所述透鏡托架上，用于實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)定位，所述透鏡插入部分容納所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的外邊沿部分，以控制所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的偏移，所述物鏡單元用作光學(xué)拾取裝置中所用的物鏡單元，該光學(xué)拾取裝置用于向光學(xué)記錄介質(zhì)寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀取信息信號(hào)，其中為所述一個(gè)透鏡作為定位基準(zhǔn)的所述另一透鏡是遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡，且所述另一透鏡外邊沿中的遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位所述一個(gè)透鏡的基準(zhǔn)表面；所述一個(gè)透鏡外邊沿中的靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位基準(zhǔn)表面；并且在利用定位元件定位透鏡基準(zhǔn)表面過程中，透鏡在氣壓差作用下被吸引，用來將所述基準(zhǔn)表面抵靠在所述定位元件上。
5.一種物鏡單元制造方法，用于制造數(shù)值孔徑不小于0.7且由多個(gè)透鏡構(gòu)成的物鏡單元，其中，以已經(jīng)安裝并固定到合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架上的另一透鏡為定位基準(zhǔn)，將一個(gè)透鏡通過配裝到所述透鏡托架的透鏡插入部分中來定位并固定到所述透鏡托架上，用于實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的相對(duì)定位，所述透鏡插入部分容納所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的外邊沿部分，以控制所述一個(gè)透鏡和所述另一透鏡的偏移，所述物鏡單元用作光學(xué)拾取裝置中所用的物鏡單元，該光學(xué)拾取裝置用于向光學(xué)記錄介質(zhì)寫入信息信號(hào)或從光學(xué)記錄介質(zhì)讀取信息信號(hào)，其中為所述一個(gè)透鏡作為定位基準(zhǔn)的所述另一透鏡是遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的透鏡，且所述另一透鏡外邊沿中的遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位所述一個(gè)透鏡的基準(zhǔn)表面；所述一個(gè)透鏡外邊沿中的靠近光學(xué)記錄介質(zhì)的表面用作定位基準(zhǔn)表面；并且通過利用光電檢測(cè)器在如下狀態(tài)下只探測(cè)來自所述另一透鏡的所述外邊沿中遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面的反射光，測(cè)量所述另一透鏡外邊沿中遠(yuǎn)離光學(xué)記錄介質(zhì)的表面和所述一個(gè)透鏡外邊沿中靠近所述光學(xué)記錄介質(zhì)的表面之間的平行度，該狀態(tài)為光線入射到所述另一透鏡的外邊沿上，且透射過所述外邊沿并由所述外邊沿中靠近所述光學(xué)記錄介質(zhì)的表面反射的光不返回到所述光電探測(cè)器。
全文摘要
一種物鏡單元制造裝置，用于制造由多個(gè)透鏡構(gòu)成且具有不小于0.7的數(shù)值孔徑的物鏡，該裝置包括定位機(jī)構(gòu)(31)，用來以如下方式確定各透鏡之間的相對(duì)位置，即，相對(duì)于其上牢固附著一個(gè)透鏡(1)的合成樹脂材料的圓柱形透鏡托架(3)，另一透鏡(2)基于所述一個(gè)透鏡定位，并相對(duì)于透鏡托架固定。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1673794SQ200510059050
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月29日
發(fā)明者前田史貞, 長(zhǎng)島紳一 申請(qǐng)人:索尼公司