專利名稱：高密度光學聚焦物鏡及其光拾取器及該光拾取器用的光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高數(shù)值孔徑(NA)的用于高密度光學聚焦的物鏡、采用這種物鏡的光拾取器及適合于該光拾取器的相對薄的光盤。
信息記錄和再現(xiàn)密度隨著通過光拾取器而聚焦在光盤上的光斑的尺寸降低而提高。從下面的公式(1)可推斷，光源的波長(λ)越短，物鏡的數(shù)值孔徑(NA)越大，光斑的尺寸越小。
光斑尺寸∝λ/NA…(1)對于更高的記錄和再現(xiàn)密度，光拾取器需要能夠發(fā)射更短的光波長的光源和具有高NA的物鏡。
但是，由于制造單一物鏡中的限制，不可能制造具有0.8或更大的NA的物鏡，從而難以滿足對0.07λrms的光學象差以下的容許誤差的需求。為滿足這些要求，已經(jīng)提出了一種傳統(tǒng)的光拾取器和物鏡，其具有

圖1和2所示的結(jié)構(gòu)。
參考圖1，用于信息記錄和再現(xiàn)的能夠用高密度在具有0.1mm厚的保護層的光盤1上記錄信息的傳統(tǒng)光拾取器包括具有400nm波長的光源11、用于衍射和透射入射束的光柵19、用于根據(jù)偏振方向改變光的傳播路徑的第一偏振束分離器(PBS)21、用于把圓形偏振束引向光盤1的λ/4片23、具有0.85的NA的物鏡單元50、用于透射或反射從光盤1反射的并經(jīng)第一PBS 21指向第二PBS 27的入射束的第二PBS 27、用于接收通過第二PBS 27的光束并從入射束檢測信息信號的主光電檢測器31以及用于接收從第二PBS27反射的光束并檢測那里的誤差信號的伺服光電檢測器37。
把用于校準入射束的準直透鏡31、用于整形入射束的束整形棱鏡15和用于延遲入射束的相位的λ/2片17設(shè)置在光源11與光柵16之間的光路上。還把用于延遲入射束的相位的另一個λ/2片25設(shè)置在第一PBS 21和第二PBS 27之間的光路上。把用于會聚平行入射束的第一會聚透鏡29設(shè)置在第二PBS 27和主光電檢測器31之間。把用于會聚平行入射束的第二會聚透鏡33和用于引起象散的象散透鏡35設(shè)置在第二PBS 27和伺服光電檢測器37之間。設(shè)置用于從第一PBS反射的且經(jīng)第三會聚透鏡39會聚的光束來監(jiān)測光源的光學功率的監(jiān)測光電檢測器41。
物鏡單元50包括用于聚焦入射束的物鏡51和設(shè)置在物鏡51與光盤1之間的用于提高物鏡單元50的NA的半球透鏡55。
在物鏡單元50的上述結(jié)構(gòu)中，可由物鏡51確保0.6的NA并且NA可通過半球透鏡55而被提高。只要半球透鏡55不引起入射光束衍射，如圖2所示，半球透鏡55的NA正比于sinθ和半球透鏡55的衍射率n的乘積，其中θ是入射到半球透鏡55的最大入射角θ，以公式(2)表示，從而物鏡單元50的NA可被提高到0.85。
NA=nsinθ………(2)但是，傳統(tǒng)的光拾取器采用兩個透鏡，以實現(xiàn)這樣高的NA，從而如果在半球透鏡55和物鏡51之間發(fā)生傾斜，難以保持低的象差。當半球透鏡55和物鏡51組裝到物鏡單元50時，需要限制控制半球透鏡55和物鏡51之間的距離和傾斜誤差，這使得批量生產(chǎn)困難。
在制造光盤1時，厚度誤差是3％或更大。因此，如果光盤1具有0.1mm的厚度，厚度誤差是±3μm或更大。
但是，當采用具有0.8或更大的高NA的物鏡單元時，這種厚度誤差引起嚴重的彗形象差和象散。從而在制造0.1mm厚光盤時需要限制誤差，使得厚度誤差在±3μm內(nèi)。為了這個原因，難以大規(guī)模制造帶有±3μm誤差的0.1mm厚光盤，而是優(yōu)選帶有5μm的最大厚度誤差。
在上述的傳統(tǒng)的光拾取器中，光盤厚度誤差引起的象散通過調(diào)整物鏡51和半球透鏡55之間的距離而糾正。結(jié)果，用于調(diào)整物鏡51和半球透鏡55之間的距離的致動器結(jié)構(gòu)變復雜。
為解決上述問題，本發(fā)明的一個目標是提供一種具有高數(shù)值孔徑(NA)的用于高密度聚焦的物鏡、采用這種物鏡的光拾取器及適合于該光拾取器的相對薄的光盤。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種物鏡，包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分，用于發(fā)散地透射入射束；面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分，用于透射入射束；形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分，用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束；以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分，用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。優(yōu)選地，第二透射部分的直徑與入射在第一反射部分上的光束的外直徑的比率為0.5或更小，從而降低經(jīng)第二透射部分形成的光斑的旁瓣(side lobe)分量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光拾取器，包括用于發(fā)射激光束的光源；光路改變裝置，用于改變?nèi)肷涫膫鞑ヂ窂?；設(shè)置在光路改變裝置與光盤之間的光路上的物鏡，用于把來自光源的入射束聚焦以在光盤上形成光斑；及用于接收從光盤反射的并通過物鏡和光路改變裝置的光束的光電檢測器，其中物鏡包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分，用于發(fā)散地透射入射束；面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分，用于透射入射束；形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分，用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束；以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分，用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。
優(yōu)選地，光拾取器還包括在光路改變裝置與物鏡之間的光路上的檢測和/或糾正裝置，用于檢測光盤的厚度，和/或糾正光盤厚度變化引起的象差。
在另一個實施例中，提供一種光拾取器，包括用于發(fā)射激光束的光源；光路改變裝置，用于改變?nèi)肷涫膫鞑ヂ窂?；設(shè)置在光路改變裝置與光盤之間的光路上的物鏡，用于把來自光源的入射束聚焦以在光盤上形成光斑；用于接收從光盤反射的并通過物鏡和光路改變裝置的光束的光電檢測器；以及設(shè)置在光路改變裝置與物鏡之間的光路上的檢測和/或糾正裝置，用于檢測光盤的厚度，和/或糾正光盤厚度變化引起的象差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光盤，包括信息基片，該信息基片具有接收記錄/再現(xiàn)用的光的入射表面，并具有記錄信息信號的記錄表面，能夠反射一部分入射束，其中信息基片的入射表面到記錄表面的厚度小于0.1mm。
本發(fā)明的上述目標和優(yōu)點通過參考附圖具體描述優(yōu)選實施例而變得更明顯，其中圖1是表示采用高密度聚焦的物鏡的傳統(tǒng)光拾取器的光學設(shè)置圖；圖2是表示圖1所示的具有高數(shù)值孔徑(NA)的物鏡單元圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的用于高密度聚焦的物鏡的結(jié)構(gòu)圖，其設(shè)計得適合于平行入射束；
圖4圖示出根據(jù)本發(fā)明的物鏡聚焦的光斑的強度分布，其是用表1和2的光學數(shù)據(jù)設(shè)計的，適合于平行入射束，其中垂直軸代表相對于光斑峰值標準化的強度；圖5圖示圖3的物鏡的另一實施例；圖6是表示采用根據(jù)本發(fā)明的高密度聚焦的物鏡的光拾取器的優(yōu)選實施例的光學設(shè)置圖；圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的光拾取器的另一實施例的主要部件。
參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的用于高密度聚焦的物鏡150包括第一透射部分151，用于發(fā)散地透射入射束，其位于光軸周圍的近軸區(qū)；面對第一透射部分151設(shè)置的第二透射部分153，用于透射入射束；設(shè)置于第二透射部分153周圍的第一反射部分155，用于會聚和反射經(jīng)第一透射部分151入射的光束；以及設(shè)置于第一透射部分151周圍的第二反射部分157，用于會聚自第一反射部分155反射來的入射束和將其反射向第二透射部分153。
優(yōu)選地，第一透射部分151具有負功率的凹形曲面，以移除光學場象差。而且，第一透射部分151被設(shè)計成帶有球形和/或非球形表面，以根據(jù)入射束的條件最小化光學象差。
第一反射部分155具有負功率(negative power)的凹形反射表面，其保持高的NA，例如0.7或更大，并且會聚和反射入射束，使得第二透射部分153的尺寸可被最小化。
第二反射部分157具有正功率的凹形反射表面，以最小化入射束的球差和彗形象差和其它的留下來的光學象差。第二反射部分157可設(shè)計成帶有非球形表面，象第一透射部分151一樣。
如圖3所示，第二透射部分153設(shè)計為平面。另一種情況是，第二透射部分153可設(shè)計成與第一反射部分155的凹形反射表面具有相同的曲度，以使制造過程簡單。
優(yōu)選地，第一透射部分151、第二反射部分157、第二透射部分153和第一反射部分155包圍的空間填充具有不同于空氣的衍射率的衍射率n的光學材料。換言之，根據(jù)本發(fā)明的物鏡150可通過把透明光學材料處理成上述結(jié)構(gòu)來獲得。
圖3圖示用于聚焦平行入射束到光盤100上的物鏡150的一個示例。對于這種情況，優(yōu)選地光盤100具有0.2mm或更小的厚度D，但是更優(yōu)選地，D為大約0.05mm(50μm)，從而克服在具有高NA的物鏡150處發(fā)生的彗形象差和象散。
第一反射部分155設(shè)計成具有負功率的凹形曲面的原因是為最小化第二透射部分153的尺寸，這使得可超高分辨率地把光斑聚焦在光盤100上，來用于信息記錄和再現(xiàn)。
由于從第一透射部分151通過第二透射部分153的光束發(fā)散，其不允許在光盤100的記錄表面107上聚焦，發(fā)散束不能用于在光盤100上記錄信息和從那里再現(xiàn)信息。而且，從光盤100的記錄表面107反射的光量是可忽略的。
從而，第二透射部分153用作從第一透射部分151直接入射的光的屏蔽部件，即近軸區(qū)的光的屏蔽部件。相反，僅從第一透射部分151入射到第一反射部分155的光束被用于在光盤100上記錄信息和從那里再現(xiàn)信息，其中這些光束被依次反射向第二反射部分157并被第二反射部分157反射，之后再入射到第二透射部分153上。
當近軸束被第二透射部分153屏蔽掉時，如前面提到的那樣，聚焦在光盤100的記錄表面107上的光斑的尺寸急劇降低。不必要的旁瓣分量(在圖4中以“s”表示)相應于第二透射部分153的尺寸出現(xiàn)在光斑周圍。旁瓣分量降低高密度光斑的分辨率。
同時，如果第一反射部分155被設(shè)計成具有凹形曲面，與根據(jù)本發(fā)明的物鏡150中一樣，第一和第二反射部分155和157反射的并且然后入射向第二透射部分153的光束可被聚焦在小區(qū)域中。在這種情況下，第二透射部分153可形成為具有遠小于第一反射部分155的外直徑的直徑，并且更優(yōu)選的是，小于入射到第一反射部分155上的光束的直徑，從而急劇降低光斑的旁瓣分量。根據(jù)本發(fā)明的物鏡150可以以具有0.8或更大的高的NA的單一透鏡結(jié)構(gòu)來制造，這使得形成帶有超高分辨率的高密度光斑。
在本實施例中，當?shù)诙干洳糠值耐庵睆脚c在第一反射部分155上入射的光束的外直徑的比率是0.5或更小時，更優(yōu)選地是，在第二透射部分153的外直徑與在第一反射部分155上入射的光束的外直徑的比率滿足下面的條件(1)時，根據(jù)本發(fā)明的物鏡150可有效地用于形成小光斑，以從光盤100再現(xiàn)信息。
0.1＜第二透射部分的直徑/第一反射部分上入射的光的外直徑＜0.3 …(1)當在空氣中光軸與在已經(jīng)通過第一透射部分151后通過第二透射部分153并被第一和第二反射部分155和157反射的光的最外側(cè)的光線之間的角度α大于或等于36度時，更優(yōu)選是角度α滿足下面的條件(2)時，根據(jù)本發(fā)明的物鏡150可有效地最小化聚焦在光盤100上的光斑的尺寸36℃≤α≤65℃……(2)用于具有根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的物鏡150的光學數(shù)據(jù)的示例在表1中示出。表1表示當物鏡150的發(fā)射表面與光盤100的接收表面103之間的工作距離是1.1mm時適合于平行入射束的物鏡150的設(shè)計數(shù)據(jù)。光盤100由在該領(lǐng)域常用的普通材料構(gòu)成。表2表示表1中列出的非球形表面的非球形率。
表1
表2
當光斑被設(shè)計有上面的數(shù)據(jù)的物鏡150聚焦時，光斑的強度如圖4所示分布。以“s”表示的旁瓣分量被維持在光斑的峰值強度的5％或更少。在l/e2的強度電平處，光斑的尺寸在光盤100的切向上是0.35μm，在徑向上是0.37μm，是幾乎接近于圓形的微型光斑。
因此，根據(jù)本發(fā)明的物鏡150可以單一透鏡結(jié)構(gòu)實現(xiàn)0.85或更高的高NA，從而對于需要高NA的微型光學系統(tǒng)是實用的，這種系統(tǒng)例如是安裝有充電耦合裝置(CCD)攝像機的包括物鏡和目鏡的顯微鏡、制造半導體器件中掩膜構(gòu)圖中使用的包括物鏡、光源和準直透鏡的光學曝光裝置以及制造光盤的母盤制作裝置。
應理解物鏡150的光學設(shè)計數(shù)據(jù)可適當變化來用于會聚或發(fā)散入射束。
圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的物鏡150的結(jié)構(gòu)。圖5所示的物鏡150的結(jié)構(gòu)的特征在于還包括路徑差產(chǎn)生部分157a，其例如從第二反射部分157的凹形曲面突出或凹入那里，用以對入射到第二反射部分157上的光束產(chǎn)生不同路徑，從而減少光斑的旁瓣分量。
在這個結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生從第一反射部分155入射到路徑差產(chǎn)生部分157a上的光束與入射到第二反射部分157上的其它部分的光束之間的光路差，即相位差。不同光路引起的干擾還降低光斑的旁瓣分量。另一種情況是，路徑差產(chǎn)生部分157a可形成在第一反射部分155中。
優(yōu)選地，圖3和5所示的根據(jù)本發(fā)明的光盤100具有小于0.1μm的厚度D，更優(yōu)選是50μm，從而可克服發(fā)生在具有高NA的物鏡150處的彗形象差和象散，而不需要糾正由于光盤厚度不同引起的球差。
對于50μm薄的光盤10，考慮制造光盤中的3％的厚度誤差，光盤100的厚度D在47.5到52.5μm范圍內(nèi)變化。即，光盤100可在±5μm的厚度誤差范圍內(nèi)制造，但是優(yōu)選是用5μm的最大厚度誤差。從而，有一個優(yōu)點是可省略糾正由于光盤厚度變化引起的球差。
光盤100包括信息基片101，該信息基片具有接收信息記錄和再現(xiàn)用的光的入射表面103、保護層105和記錄信息信號并且至少反射一部分入射束的記錄表面107。光盤100的厚度D相應于保護層105的厚度，即從信息基片101的入射表面103與記錄表面107之間的厚度。
圖6圖示采用根據(jù)本發(fā)明的用于高密度聚焦的物鏡的光拾取器的優(yōu)選實施例的光學設(shè)置。參考圖6，光拾取器包括用于發(fā)射激光束的光源110；光路改變裝置120，用于改變?nèi)肷涫膫鞑ヂ窂?；用于把入射束聚焦以在光盤100上形成光斑的物鏡150；及用于接收從光盤100反射的并通過物鏡150和光路改變裝置120的光束以檢測信息和誤差信號的光電檢測器160。在本實施例中，光盤100具有0.2mm或更小的厚度的保護層，但是優(yōu)選的是0.05mm厚，用于例如大約20千兆字節(jié)或更大的記錄密度。
優(yōu)選地，光源110是半導體激光器，如邊沿發(fā)光激光器，用于發(fā)射具有500nm或更小的但優(yōu)選是大約400nm的波長的藍激光束。從光源110發(fā)出的光被準直透鏡125校準并入射到光路改變裝置120上。
光路改變裝置120包括例如具有鏡面表面121a的偏振束分離器(PBS)121，用于根據(jù)它們的偏振透射和反射入射束，以及改變?nèi)肷涫钠竦牟ㄆ?25。圖6的PBS 121還用來對來自光源110的入射束的偏振進行整形。當把用于在堆層的半導體材料層中發(fā)射光的垂直洞表面發(fā)射層(VCSEL)用作光源110時，在光拾取器中使用立方型PBS。
設(shè)置在光源110與物鏡150之間的光路上的PBS 121透射入射束的一個偏振分量并反射其它的偏振分量。優(yōu)選地，設(shè)置在PBS 121與物鏡150之間的光路上的波片125是1/4波片，用于把從光源110發(fā)射的光束移動λ/4的相位。當光從光盤100反射后向后傳播經(jīng)過物鏡150時，波片125改變?nèi)肷涫钠?，從而從光盤100反射的光束被PBS 121的鏡面表面121a反射并向光電檢測器160行進。
物鏡150在光盤100的聚焦和跟蹤方向上被致動器159驅(qū)動。如前面參考圖3到5提到的那樣，例如，物鏡150包括用于發(fā)散地透射入射束的第一透射部分151；面對第一透射部分151設(shè)置的第二透射部分153，用于透射入射束；設(shè)置于第二透射部分153周圍的第一反射部分155，用于會聚和反射經(jīng)第一透射部分151入射的光束；以及用于會聚自第一反射部分155反射來的入射束和將其反射向第二透射部分153的第二反射部分157。在本實施例中，第一和第二透射部分151和153以及第一和第二反射部分155和157具有與前面提到的那些近似相同的結(jié)構(gòu)和功能，從而其描述不再重復。
光電檢測器160接收從光盤100反射的并通過PBS 121指向光電檢測器160的入射束，并被分為很多部分，用于各個光電變換。光電檢測器160的這種分離結(jié)構(gòu)是顯然的，從而不提供對它的描述。
優(yōu)選地，用于衍射和透射入射束以分離成誤差信號檢測束和信息檢測束的全息光學元件(HOE)161以及用于會聚通過HOE 161的光束的會聚透鏡163還被設(shè)置在PBS 121與光電檢測器160之間的光路上。
考慮在制造光盤100時保持保護層105的厚度誤差在±3μm以下的困難性，優(yōu)選地根據(jù)本發(fā)明的光拾取器還包括在光路改變裝置與物鏡150之間的光路上的糾正裝置130，用于糾正保護層的厚度變化和/或采用具有不同厚度的另一個光盤引起的球差。
例如，如圖6所示，糾正裝置130包括用于會聚來自光源110的入射束的中繼透鏡131、設(shè)置在中繼透鏡131與物鏡150之間的光路上的糾正透鏡135以及用于沿著光軸驅(qū)動糾正透鏡135的致動器137。光盤100的厚度變化引起的象差通過沿著光軸用致動器137驅(qū)動糾正透鏡135而被檢測和/或糾正。
優(yōu)選地，致動器137與用于沿著聚焦和跟蹤方向驅(qū)動物鏡150的致動器159獨立地安裝，從而應用于物鏡150的致動器159的負載被降低。另一種情況是，用于檢測和/或糾正光盤100的厚度變化引起的象差的致動器137可附接于中繼透鏡131。
設(shè)置在光路改變裝置120與物鏡150之間的光路上的中繼裝置131把從光源110入射的平行光束會聚以在物鏡150的前面聚焦焦點f，如圖6所示。設(shè)置在焦點f與物鏡150之間的糾正透鏡135把在經(jīng)被中繼透鏡131聚焦為焦點f后發(fā)散的光束會聚起來，使得平行光束朝向物鏡150前進。
當沿著光軸移動糾正透鏡135時，入射到物鏡150的第一透射部分151上的光束的尺寸變化。尤其，當致動器137沿著光軸向光盤100驅(qū)動糾正透鏡135時，入射到物鏡150的光束的尺寸提高。在相反的情況下，物鏡150的入射束的尺寸降低。
光斑的聚焦位置可通過調(diào)整物鏡150的入射束的尺寸而改變，從而光盤厚度變化和/或采用另一個具有不同厚度的光盤帶來的球差可被糾正。
糾正裝置130可被用在檢測由于光盤100的厚度變化引起的象差。尤其，在沿著光軸驅(qū)動糾正透鏡135時，光斑被連續(xù)聚焦在光盤100的記錄表面107和入射表面103上，并且從記錄和入射表面107和103的每一個反射的光束被光電檢測器160接收到，并且檢測來自記錄和入射表面107和103的聚焦誤差信號。如果光盤100的保護層105超出參考厚度，聚焦在記錄表面107上的光束包括失焦象差，而聚焦在入射表面103上的光束不包括象差。結(jié)果，兩個失焦誤差信號具有相對的偏差，并且光盤100的厚度偏離可從偏差度檢測到。換言之，兩個聚焦誤差信號之間的時間推移使用一電路計算，并且光盤100的厚度可通過用糾正透鏡135的掃描速度乘以時間推移來計算。這樣做，采用的光盤100的厚度偏離可被檢測到。
另一種情況是，為檢測光盤100的厚度偏離，用于選擇地衍射和/或透射近軸光束和遠軸光束以分別將其聚焦在記錄表面107和入射表面103上的HOE(未示出)可進一步被設(shè)置在光源110與光路改變裝置120之間。然后，當沿著光軸輕微驅(qū)動糾正透鏡135或物鏡150，從記錄表面107和入射表面103反射的兩個光斑被光電檢測器160接收到，以檢測從光斑檢測到的兩個聚焦誤差信號之間的時間推移。光盤100的厚度偏離可基于時間推移來檢測。這個用于檢測光盤的厚度偏離的裝置可被用于檢測光盤傾斜引起的彗形象差。
上述的采用糾正裝置130的光拾取器通過沿著光軸驅(qū)動糾正透鏡135來檢測和/或糾正光盤100的厚度偏離引起的象差。這樣，無論光盤100的厚度誤差怎樣，光斑可被聚焦在記錄表面107上，從而可獲得高質(zhì)量記錄和再現(xiàn)信號。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的光拾取器的另一實施例的主要部分的光學設(shè)置。本發(fā)明的特征在于包括僅一個糾正透鏡135，作為糾正裝置130。在這種情況下，物鏡150被設(shè)計為適合于發(fā)散的入射束。
在使用單一糾正透鏡135的本實施例中，平行入射束被糾正透鏡135會聚以在物鏡150的前面聚焦交點f，如圖7所示，然后，聚焦點發(fā)散并進入物鏡150。
物鏡150的第一透射部分157的入射束的尺寸可通過沿著光軸適當?shù)仳?qū)動糾正透鏡135而改變，使得光盤100的厚度變化和/或采用另一個具有不同厚度的光盤帶來的球差可被檢測和/或糾正，如參考圖6所述的那樣。
具有根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的物鏡具有屏蔽近軸光束的效果，從而在單一透鏡結(jié)構(gòu)中可實現(xiàn)0.8或更大的高NA。物鏡能夠急劇降低光斑的旁瓣分量，從而可在光盤上聚焦帶有超高分辨率的高密度光斑。
因此，當根據(jù)本發(fā)明的物鏡被采用于光拾取器、顯微鏡、制造半導體器件所用的光學曝光裝置以及制造光盤的原版盤指著裝置中時，可最小化它們的帶有高NA的光學系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的光拾取器采用單一物鏡，從而致動器的結(jié)構(gòu)是簡單的，并且光學象差被保持在低水平。簡單的組裝過程是本發(fā)明的光拾取器的另一個優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的光盤的保護層比0.1mm還薄，從而制造中的厚度誤差可被降低到±5μm或更小，優(yōu)選是±3μm或更小。這樣，有一個優(yōu)點是糾正由于光盤的厚度偏離引起的球差是不必要的。
盡管本發(fā)明參考其優(yōu)選實施例進行了特定的表示和說明，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應理解在不背離后附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下可對其進行形式和細節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1．一種用于聚焦入射束的物鏡，其特征在于，包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分，用于發(fā)散地透射入射束；面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分，用于透射入射束；形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分，用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束；以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分，用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的物鏡，其特征在于，第二透射部分的直徑與入射在第一反射部分上的光束的外直徑的比率出0.5或更小，從而降低經(jīng)第二透射部分形成的光斑的旁瓣分量。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的物鏡，其特征在于，第一和/或第二反射部分還包括路徑差產(chǎn)生部分，用以對一部分入射束產(chǎn)生分離的光路，從而通過第二透射部分形成的光斑的旁瓣分量進一步通過入射到路徑差產(chǎn)生部分上的一部分光束與入射束的剩余部分的路徑差而被降低。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的物鏡，其特征在于，第一透射部分具有帶有負功率的曲面。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的物鏡，其特征在于，光軸與通過第一透射部分并被第一和第二反射部分反射后通過第二透射部分的光的最外側(cè)的光線之間的角度α在空氣中滿足下面的條件α≥36度。
6．一種光拾取器，包括用于發(fā)射激光束的光源；光路改變裝置，用于改變?nèi)肷涫膫鞑ヂ窂?；設(shè)置在光路改變裝置與光盤之間的光路上的物鏡，用于把來自光源的入射束聚焦以在光盤上形成光斑；及用于接收從光盤反射的并通過物鏡和光路改變裝置的光束的光電檢測器，其特征在于，物鏡包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分，用于發(fā)散地透射入射束；面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分，用于透射入射束；形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分，用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束；以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分，用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的光拾取器，其特征在于，第二透射部分的直徑與入射在第一反射部分上的光束的外直徑的比率出0.5或更小，從而降低經(jīng)第二透射部分形成的光斑的旁瓣分量。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的光拾取器，其特征在于，光軸與通過第一透射部分并被第一和第二反射部分反射后通過第二透射部分的光的最外側(cè)的光線之間的角度α在空氣中滿足下面的條件α≥36度。
9．根據(jù)權(quán)利要求6-8的任一項的光拾取器，其特征在于，第一和/或第二反射部分還包括路徑差產(chǎn)生部分，用以對至少一部分入射束產(chǎn)生分離的光路，從而通過第二透射部分形成的光斑的旁瓣分量進一步通過入射到路徑差產(chǎn)生部分上的一部分光束與入射束的剩余部分的路徑差而被降低。
10．根據(jù)權(quán)利要求6的光拾取器，其特征在于，第一透射部分具有帶有負功率的曲面。
11．根據(jù)權(quán)利要求6的光拾取器，其特征在于，還包括在光路改變裝置與物鏡之間的光路上的檢測和/或糾正裝置，用于檢測光盤的厚度，和/或糾正光盤厚度變化引起的象差。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的光拾取器，其特征在于，檢測和/或糾正裝置包括設(shè)置在光路上的第一透鏡和第二透鏡，第一透鏡比第二透鏡更靠近光源，其中通過沿著光軸驅(qū)動第一和第二透鏡的至少之一檢測光盤的厚度和/或糾正光盤的厚度變化引起的象差。
13．一種光拾取器，包括用于發(fā)射激光束的光源；光路改變裝置，用于改變?nèi)肷涫膫鞑ヂ窂剑辉O(shè)置在光路改變裝置與光盤之間的光路上的物鏡，用于把來自光源的入射束聚焦以在光盤上形成光斑；用于接收從光盤反射的并通過物鏡和光路改變裝置的光束的光電檢測器；其特征在于，光拾取器還包括設(shè)置在光路改變裝置與物鏡之間的光路上的檢測和/或糾正裝置，用于檢測光盤的厚度，和/或糾正光盤厚度變化引起的象差。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的光拾取器，其特征在于，檢測和/或糾正裝置包括設(shè)置在光路上的第一透鏡和第二透鏡，第一透鏡比第二透鏡更靠近光源，其中通過沿著光軸驅(qū)動第一和第二透鏡的至少之一檢測光盤的厚度和/或糾正光盤的厚度變化引起的象差。
15．根據(jù)權(quán)利要求13或14的光拾取器，其特征在于，物鏡包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分，用于發(fā)散地透射入射束；面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分，用于透射入射束；形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分，用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束；以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分，用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。
16．一種光盤，包括信息基片，該信息基片具有接收記錄/再現(xiàn)用的光的入射表面，并具有記錄信息信號的記錄表面，能夠反射一部分入射束，其特征在于，信息基片的入射表面到記錄表面的厚度小于0.1mm。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的光盤，其特征在于，從信息基片的入射表面到記錄表面的厚度誤差在±5μm內(nèi)。
全文摘要
提供一種物鏡、采用物鏡的光拾取器和適合于光拾取器的光盤。物鏡包括放置于光軸的相對近軸區(qū)的第一透射部分,用于發(fā)散地透射入射束;面對第一透射部分設(shè)置的第二透射部分,用于透射入射束;形成于第二透射部分周圍以具有負功率的第一反射部分,用于會聚和反射自第一透射部分入射的光束;以及形成于第一透射部分周圍以具有正功率的第二反射部分,用于會聚第一反射部分反射來的入射束和將其反射向第二透射部分。
文檔編號G11B7/135GK1305184SQ0013294
公開日2001年7月25日 申請日期2000年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者劉長勛, 趙虔皓, 鄭丞臺, 李哲雨, 申東鎬 申請人:三星電子株式會社