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光讀取裝置和物鏡的制作方法

文檔序號(hào):6778124閱讀:133來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:光讀取裝置和物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及下述物鏡,該物鏡由塑料形成,其用于光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置采用從激光射出的光束,通過物鏡,借助光信息記錄媒體的透明基板,在信息記錄面上,形成光點(diǎn),以光學(xué)方式記錄和/或再生信息,本發(fā)明特別是涉及下述物鏡,該物鏡在第1光信息記錄媒體的記錄和/或再生中,采用波長(zhǎng)λ1的第1光源,在第2光信息記錄媒體的記錄和/或再生中,采用波長(zhǎng)λ2的第2光源,通過衍射,對(duì)因第1光信息記錄媒體的透明基板厚度t1與第2光信息記錄媒體的透明基板厚度t2的不同而產(chǎn)生的球面象差進(jìn)行補(bǔ)償。
背景技術(shù)
近年來(lái),伴隨短波紅色半導(dǎo)體激光器的實(shí)用化,作為光信息記錄媒體,以與過去的CD(compact disk)相同的尺寸實(shí)現(xiàn)大容量化處理的高密度的DVD(digital versatile disc)正在商品化。在于該DVD上記錄或再生信息時(shí),必須要求635nm或650nm的短波半導(dǎo)體激光器,以及數(shù)值孔徑(NA)約為0.6的物鏡。
此外,伴隨可寫入的光信息記錄媒體即CD-R(write-once compact disk)的普及,光學(xué)讀出裝置還要求可對(duì)該CD-R與DVD兩者記錄和/或再生信息的所謂信息記錄媒體的互換性??墒?,由于該CD-R的反射率在短波長(zhǎng)側(cè)降低,無(wú)法獲得必要的信號(hào)(再生信號(hào),聚焦誤差信號(hào),跟蹤誤差信號(hào)),故在這些CD-R中,780nm的半導(dǎo)體激光器是獨(dú)立于DVD用的短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器而配備的。另外,在CD-R(下面稱為“CD”)的信息記錄和/或再生中,物鏡的NA必須約為0.45。此外,本說(shuō)明書中所說(shuō)的“必要數(shù)值孔徑”指由光信息記錄媒體上必要的光點(diǎn)尺寸d與使用波長(zhǎng)λ1計(jì)算出的數(shù)值孔徑,一般,其可通過NA=0.83λ/d表示。
這些光信息記錄媒體的信息記錄面通過透明基板保護(hù),透明基板的厚度根據(jù)各光信息記錄媒體的規(guī)格確定,對(duì)于DVD,上述厚度為0.6mm,對(duì)于CD系列,上述厚度為1.2mm。如果不考慮互換性,可相對(duì)相應(yīng)的透明基板厚度,適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)讀出光學(xué)系統(tǒng)的球面象差。但是,為了實(shí)現(xiàn)透明基板厚度不同的DVD與CD的互換,必須對(duì)應(yīng)于上述的球面象差補(bǔ)償,要求某種機(jī)構(gòu)。
比如,在JP特開2000-81566號(hào)公報(bào)中,作為該球面象差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的實(shí)例,針對(duì)使用波長(zhǎng)在DVD與CD不同的光學(xué)讀出裝置,公開了一種采用衍射光的物鏡??蓪⒃撗苌渫哥R的倍數(shù)劃分為作為母非球面的折射部的倍數(shù)和衍射部分的倍數(shù)。即,通過引入衍射作用,在為單透鏡的同時(shí),增加設(shè)計(jì)自由度。另外,衍射部分具有與倍數(shù)和波長(zhǎng)成比例的折射光學(xué)系統(tǒng)不同的作用。通過適當(dāng)?shù)胤峙溥@些衍射部和折射部的倍數(shù),可同時(shí)確保球面象差補(bǔ)償。
但是,在相對(duì)CD的信息記錄和/或再生時(shí),如果在必要數(shù)值孔徑NA2=0.45的外側(cè)區(qū)域,仍進(jìn)行球面象差補(bǔ)償,則光點(diǎn)過于集中。于是,為了使用具有DVD與CD共同的開口尺寸的光圈,NA2=0.45的外側(cè)區(qū)域在使用CD時(shí),不得不進(jìn)行形成光斑的球面象差設(shè)計(jì)。按照上述方式,在可相對(duì)DVD和CD這兩者,適當(dāng)?shù)鼐奂馐模^的衍射互換透鏡中,接合有從不同的構(gòu)思,進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)的衍射面,由此,可通過1個(gè)物鏡和1個(gè)純孔徑光闌,形成光學(xué)讀出裝置。
一般,在衍射透鏡中,如上所述,倍數(shù)由衍射部分倍數(shù)與衍射基面的折射部分倍數(shù)的總和表示。此時(shí),在由塑料形成衍射透鏡的場(chǎng)合,呈現(xiàn)溫度特性和波長(zhǎng)特性相反的特性。下面對(duì)其原因進(jìn)行描述。
比如,考慮衍射透鏡的溫度上升的場(chǎng)合。由于隨溫度上升,激光器波長(zhǎng)變長(zhǎng),故在衍射部分,產(chǎn)生過(over)球面象差,但是,在主(ベ-ス)折射部分,由于伴隨溫度上升的折射率下降,產(chǎn)生欠(under)球面象差,在折射部分和衍射部分,產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)抵消(cancell)方向的球面象差。因此,在進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合,只要使衍射部分和折射部分產(chǎn)生的球面象差的絕對(duì)值接近即可。在僅僅由于激光器振蕩波長(zhǎng)誤差而朝向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)移動(dòng)的場(chǎng)合,在衍射部分,產(chǎn)生過球面象差,但是衍射部分的色象差比球面象差小,其結(jié)果是,衍射部分的過球面象差成分不能抵消而殘留下來(lái)。即,具有下述傾向,當(dāng)將波長(zhǎng)特性改善某個(gè)等級(jí)以上時(shí),則溫度特性開始變差,當(dāng)將溫度特性改善某個(gè)等級(jí)以上時(shí),則波長(zhǎng)特性開始變差,必須確保兩者之間的平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)上述問題而提出的,本發(fā)明的目的在于提供一種采用衍射的互換物鏡,包括以DVD/CD的互換性為基礎(chǔ),考慮溫度特性的物鏡及考慮波長(zhǎng)特性的物鏡,以及使這些特性取得平衡的物鏡,還有本發(fā)明提供一種采用這些物鏡的光學(xué)讀出裝置。
第1項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈開口尺寸為所述第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生;在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù)且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在7~40μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在7~40μm的范圍內(nèi),由此,在采用同一物鏡,針對(duì)不同的光信息記錄媒體進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,可通過上述衍射部的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整反射光斑量,特別可良好地確保溫度特性。
在第2項(xiàng)發(fā)明所述的光讀出裝置中,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm的關(guān)系,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑,由此,可確保光束的光點(diǎn)尺寸。即,如果上述某個(gè)位置h大于f2(NA2-0.03)mm,則可對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄媒體,確保分辨度,如果上述某個(gè)位置h小于f2(NA2+0.03)mm,則可確保相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的傾斜誤差的極限。
在第3項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量小于34μm,由此,可更加良好地確保溫度特性。
在第4項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量大于30μm,由此,可更加良好地確保溫度特性。
在第5項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部的上述有效直徑內(nèi)的上述某個(gè)位置h處,存在級(jí)差量小于9μm的球面象差的不連續(xù)部分,由此,不僅良好地確保溫度特性而且可良好地確保波長(zhǎng)特性。
第6項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),從球面象差的不連續(xù)部分,朝向上述光圈最外部,球面象差單調(diào)地變化。
在第7項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
第8項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為上述第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生;在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,通過上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h的光束存在球面象差的不連續(xù)部分,該不連續(xù)部分的衍射的母非球面也不連續(xù),由此,在采用同一物鏡,針對(duì)不同的光信息記錄媒體進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,可通過上述衍射部和母非球面的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光斑量,特別可良好地確保溫度特性。
在第9項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
在第10項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,由于上述衍射的母非球面的不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi),故可更好地確保波長(zhǎng)特性。
在第11項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,由于上述球面象差的不連續(xù)部分的級(jí)差量在8~16μm的范圍內(nèi),故可更好地確保波長(zhǎng)特性。
在第12項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
第13項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置包括光源和聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括用于光信息記錄媒體的信息記錄/再生用的物鏡;在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,形成同心圓狀的衍射部,上述衍射部的間距從光軸到某個(gè)位置h處,單調(diào)地減小,在某個(gè)位置h的兩相鄰處,上述衍射部的間距增加,從上述某個(gè)位置h朝向周邊,上述衍射部的間距單調(diào)地減小;外側(cè)與內(nèi)側(cè)相比較,沿厚度減小的方向,上述某個(gè)位置h處的上述衍射部的深度方向的級(jí)差量在1~10μm的范圍內(nèi),由此,可在采用同一物鏡,針對(duì)光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,通過上述衍射部的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光斑量,這樣,可兼顧波長(zhǎng)特性和溫度特性。
第14項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡涉及下述光學(xué)讀出裝置用的物鏡,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或或再生;在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù)且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在7~40μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在7~40μm的范圍內(nèi),由此,可在采用同一物鏡,針對(duì)不同的光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,通過上述衍射部的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光斑量,特別是可良好地確保溫度特性。
在第15項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡中,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
第16項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量小于34μm。
第17項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量大于30μm。
第18項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部的上述有效直徑內(nèi)的上述某個(gè)位置h處,存在級(jí)差量小于9μm的球面象差的不連續(xù)部分。
第19項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),從球面象差的不連續(xù)部分,朝向上述光圈最外部,球面象差單調(diào)地變化。
第20項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
第21項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡涉及下述光學(xué)讀出裝置用的物鏡,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生;在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;
當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,通過上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h的光束存在球面象差的不連續(xù)部分,該不連續(xù)部分的衍射的母非球面也是不連續(xù)的,由此,可在采用同一物鏡,針對(duì)不同的光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,通過上述衍射部和母非球面的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光斑量,特別是可良好地確保溫度特性。
第22項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
第23項(xiàng)發(fā)明所述的的物鏡的特征在于上述衍射的母非球面的不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi)。
第24項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于上述球面象差的不連續(xù)部分的級(jí)差量在8~16μm的范圍內(nèi)。
第25項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡的特征在于,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
第26項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡涉及光信息記錄媒體的信息記錄/再生用的物鏡,在上述物鏡的至少1個(gè)面上,形成同心圓狀的衍射部,上述衍射部的間距自光軸至某個(gè)位置h處單調(diào)地減小,在某個(gè)位置h的兩相鄰處,上述衍射部的間距增加,從上述某個(gè)位置h朝向周邊,上述衍射部的間距單調(diào)地減??;外側(cè)與內(nèi)側(cè)相比較,沿物鏡厚度減小的方向,上述某個(gè)位置h處的上述衍射部的深度方向的級(jí)差量在1~10μm的范圍內(nèi),由此,可在采用同一物鏡,針對(duì)光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生的場(chǎng)合,通過上述衍射部的不連續(xù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光斑量,這樣,可兼顧波長(zhǎng)特性和溫度特性。
第27項(xiàng)發(fā)明的光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù),并且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在40~70μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.58<NA1<0.62,0.48<NA2<0.56在第28項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi)。
第29項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于
在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù),并且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在50~100μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的上述第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.62≤NA1<0.68,0.48<NA2<0.56在第30項(xiàng)發(fā)明所述的光學(xué)讀出裝置中,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~20μm的范圍內(nèi)。
第31項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡涉及下述光學(xué)讀出裝置用的物鏡,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù),并且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在40~70μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的上述第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.58<NA1<0.62,0.48<NA2<0.56在第32項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡中,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi)。
第33項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡涉及下述光學(xué)讀出裝置用的物鏡,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由單一的塑料形成的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,在上述物鏡中的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有同心圓狀的衍射面,并且衍射間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù)且衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在50~100μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.62≤NA1<0.68,0.48<NA2<0.56在第34項(xiàng)發(fā)明所述的物鏡中,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~20μm的范圍內(nèi)。
本說(shuō)明書中所說(shuō)的“衍射部”指在透鏡的表面,設(shè)置起伏部(relief),具有通過衍射,聚集光束,或?qū)⒐獍l(fā)散的作用的部分。作為起伏部(relief)的形狀,比如,在透鏡的表面上,形成以光軸為中心的基本同心圓狀的環(huán),如果以包含光軸的平面,觀看其剖面,對(duì)于各環(huán),知道有鋸齒的形狀,其包括這樣的形狀。
在本說(shuō)明書中,“物鏡”從狹義上說(shuō),指在光學(xué)讀出裝置上,安裝光信息記錄媒體的狀態(tài)下,在最靠近光信息記錄媒體側(cè)的位置,按照與其相對(duì)的方式設(shè)置的,具有聚光作用的透鏡,從廣義上說(shuō),不但指該透鏡和可通過致動(dòng)器至少沿其光軸方向動(dòng)作的透鏡組。在這里,上述“透鏡組”指至少1塊以上(比如,2塊)的透鏡。因此,在本說(shuō)明書中,“物鏡的光信息記錄媒體側(cè)(像側(cè))的數(shù)值孔徑NA”指物鏡中的最靠近光信息記錄媒體一側(cè)的透鏡面的數(shù)值孔徑NA。另外,在本說(shuō)明書中,必要數(shù)值孔徑NA表示各光信息記錄媒體的規(guī)格規(guī)定的數(shù)值孔徑,或?qū)Ω鞴庑畔⒂涗浢襟w,對(duì)應(yīng)于所采用的光源的波長(zhǎng),可得到進(jìn)行信息的記錄或再生所必需的光點(diǎn)直徑的衍射極限性能的物鏡的數(shù)值孔徑。
在本說(shuō)明書中,“第2光信息記錄媒體”指比如,CD-R,CD-RW,CD-Video,CD-ROM等各種CD系的光盤,“第1光信息記錄媒體”指DVD-ROM,DVD-RAM,DVD-R,DVD-RW,DVD-Video等各種DVD系的光盤。另外,在本說(shuō)明書中說(shuō)到透明基板厚度t時(shí),包含t=0的厚度。


圖1為包含本實(shí)施形式的物鏡的光學(xué)讀出裝置的基本結(jié)構(gòu)圖;圖2為以示意方式表示第1實(shí)施形式的物鏡的剖面圖;圖3為表示專用區(qū)域和共用區(qū)域的概念的圖;圖4(a)為使用DVD時(shí)的球面象差圖,圖4(b)為使用CD時(shí)的球面象差圖;圖5(a)~5(d)為表示改變使用CD時(shí)的光斑的形成方式的場(chǎng)合的DVD波長(zhǎng)特性以及DVD溫度特性的圖;圖6為表示相應(yīng)DVD/CD的光信息記錄媒體上的光點(diǎn)曲線圖;
圖7為以示意方式表示第2實(shí)施形式的物鏡的剖面圖;圖8為有關(guān)相應(yīng)DVD/CD的球面象差圖;圖9為表示相應(yīng)DVD/CD的光信息記錄媒體上的光點(diǎn)曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加具體的描述。
(第1實(shí)施形式)對(duì)第1實(shí)施形式進(jìn)行描述。圖1為包含本實(shí)施形式的物鏡的光學(xué)讀出裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施形式中,對(duì)用于光學(xué)讀出裝置的物鏡進(jìn)行描述,該光學(xué)讀出裝置針對(duì)透明基板的厚度t1的第1光信息記錄媒體10(下面也稱為“DVD”),以及具有與厚度t1不同的厚度t2的透明基板的第2光信息記錄媒體10’(下面也稱為“CD”),記錄和/或再生信息。在這里,透明基板的厚度分別為t1=0.6mm,t2=1.2mm,在DVD中,物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1=0.60,在CD中,物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2=0.45。
光學(xué)讀出裝置作為光源包括,形成DVD10用的第1光源的第1半導(dǎo)體激光器1(波長(zhǎng)λ1=610~670nm),以及形成CD10’用的第2光源的第2半導(dǎo)體激光器2(波長(zhǎng)λ2=740~870nm)。根據(jù)要再生/記錄信息的光信息記錄媒體10,10’,有選擇地使用該第1半導(dǎo)體激光器1和第2半導(dǎo)體激光器2。另外,合成機(jī)構(gòu)3為可對(duì)從第1半導(dǎo)體激光器1射出的光束,以及從第2半導(dǎo)體激光器2射出的光束進(jìn)行合成處理的機(jī)構(gòu)。
首先,在再生透明基板厚度t1的DVD10的場(chǎng)合,從第1半導(dǎo)體激光器1,射出光束,所射出的光束透過合成機(jī)構(gòu)3,偏振光光束分光鏡4,平行光管透鏡5,1/4波長(zhǎng)板6,形成圓偏振光的平行光束。該光束通過光圈7集中,通過物鏡8,借助DVD10的透明基板10b,聚光于信息記錄面10a上。通過信息記錄面10a的信息凹坑調(diào)制而反射的光束再次透過物鏡8,1/4波長(zhǎng)板6,平行光管透鏡5,射入偏振光光束分光鏡4,在這里反射,通過柱狀透鏡11,獲得象散,射入作為感光元件的光檢測(cè)器12,采用從光檢測(cè)器12輸出的信號(hào),讀取記錄于DVD10上的信息,獲得信號(hào)。
檢測(cè)光檢測(cè)器12上的光點(diǎn)的形狀變化造成的光量分布變化,進(jìn)行對(duì)焦檢測(cè),或光道檢測(cè)。根據(jù)該檢測(cè),兩維致動(dòng)器9使物鏡8移動(dòng),從而使來(lái)自第1半導(dǎo)體激光器1的光在DVD10的信息記錄面10a上成像,并且使物鏡8移動(dòng),從而使來(lái)自第1半導(dǎo)體激光器1的光在規(guī)定的光道上成像。
在對(duì)透明基板厚度為t2(t1<t2)的CD10’進(jìn)行再生處理的場(chǎng)合,從第2半導(dǎo)體激光器2,射出光束,所射出的光束通過合成機(jī)構(gòu)3,改變光路,通過偏振光光束分光鏡4,平行光管透鏡5,1/4波長(zhǎng)板6,與第1光信息記錄媒體(DVD)10共同的開口尺寸的光圈7,物鏡8,借助CD10’的透明基板10b’,在信息記錄面10a’上聚光。由信息記錄面10a’的信息凹坑調(diào)制而反射的光束,再次通過物鏡8,1/4波長(zhǎng)板6,平行光管透鏡5,偏振光光束分光鏡4,柱狀透鏡11,射入光檢測(cè)器12,采用從光檢測(cè)器12輸出的信號(hào),讀取記錄于CD10’上的信息,獲得信號(hào)。
檢測(cè)光檢測(cè)器12上的光點(diǎn)的形狀變化造成的光量分布變化,進(jìn)行對(duì)焦檢測(cè),或光道檢測(cè)。根據(jù)該檢測(cè),兩維致動(dòng)器9使物鏡8移動(dòng),從而使來(lái)自第2半導(dǎo)體激光器2的光在CD10’的信息記錄面10a’上成像,并且使物鏡8移動(dòng),從而使來(lái)自第2半導(dǎo)體激光器2的光在規(guī)定的光道上成像。另外,即使在不僅進(jìn)行再生,而且在光記錄媒體10,10’上記錄信息的情況下,也進(jìn)行基本相同的動(dòng)作。
本實(shí)施形式的物鏡8象上述那樣,通過DVD/CD共同的開口尺寸光圈7,使來(lái)自相應(yīng)的半導(dǎo)體激光器1,2的光束在各光信息記錄媒體10,10’的信息記錄面10a,10a’上聚光。
圖2為以示意方式表示本實(shí)施形式的物鏡的剖面圖。點(diǎn)劃線表示光軸。該物鏡8的光源側(cè)的面S1由以光軸為中心的同心圓狀的衍射面8b構(gòu)成。另外,光信息記錄媒體側(cè)的折射面S2呈非球面形狀,其整體為具有正的倍數(shù)的凸透鏡。衍射部8a的間距自光軸至某個(gè)位置h處單調(diào)地減小,在某位置h的兩相鄰處,衍射面8b的間距暫時(shí)增加。然后,上述間距從某個(gè)位置h,朝向周邊進(jìn)一步減小。
此外,由于在DVD與CD中,物鏡8的必要數(shù)值孔徑不同,故如上所述,在采用共同的開口尺寸的光圈7的場(chǎng)合,對(duì)于專用區(qū)域和共有區(qū)域來(lái)說(shuō)要根據(jù)不同的觀點(diǎn),進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖3為表示專用區(qū)域和共用區(qū)域的概念的圖。在CD的信息記錄和/或再生時(shí)所要求的NA20.45附近,存在專用區(qū)域和共有區(qū)域的邊界,專用區(qū)域的外側(cè)的光線相當(dāng)于DVD的信息記錄和/或再生時(shí)所要求的NA10.60。
大致上說(shuō),NA1=sinθ1,NA2=sinθ2。本發(fā)明中所說(shuō)的球面象差的不連續(xù)部分相當(dāng)于該邊界部分。另外,光圈部的開口的最外部的光線相當(dāng)于DVD中的NA0.60光線。
在本實(shí)施形式中,在DVD中,進(jìn)行通過共有區(qū)域和專用區(qū)域的光束的總的球面象差補(bǔ)償。在CD中,針對(duì)通過共有區(qū)域的光束,進(jìn)行球面象差補(bǔ)償。另外,在本實(shí)施形式中,衍射面的母非球面在該邊界部分,基本連續(xù)地設(shè)計(jì)。該母非球面將在后面進(jìn)行描述。
下面通過第2實(shí)施形式,對(duì)母非球面為不連續(xù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行描述。本說(shuō)明書中的“小于衍射極限”指總的波象差小于作為馬來(lái)西亞(マレシヤル)極限值的0.07λrms。另外,將“直至來(lái)自半導(dǎo)體激光器的光束在光信息記錄媒體的信息記錄面上聚光”稱為“動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)”。
在這里,在CD的場(chǎng)合,還如圖3所示,并非采用通過共有區(qū)域的光束形成光點(diǎn),通過專用區(qū)域的光束作為光斑而靈活使用。但是,本發(fā)明人在考慮DVD的波長(zhǎng)特性與溫度特性的平衡的場(chǎng)合,發(fā)現(xiàn)必須在設(shè)計(jì)上考慮CD的光斑成分的出現(xiàn)情況。下面通過后面的附圖,對(duì)這些進(jìn)行描述。
圖4(a)為通過波長(zhǎng)λ1的光束,進(jìn)行DVD的信息記錄和/或再生時(shí)的球面象差圖,圖4(b)為通過波長(zhǎng)λ2的光束,進(jìn)行CD的信息記錄和/或再生時(shí)的球面象差圖。在圖4(b)中,x表示本發(fā)明所稱的使用CD時(shí)的“某個(gè)位置h”處的球面象差級(jí)差量,y表示通過使用CD時(shí)的光圈部的開口的最外部的光線的球面象差量(最外部球面象差量)。
圖5(a)~(b)表示改變使用CD時(shí)的光斑的形成方式的場(chǎng)合的DVD波長(zhǎng)特性的模擬結(jié)果,圖5(c)~(d)表示改變使用CD時(shí)的光斑的形成方式的場(chǎng)合的DVD溫度特性的模擬結(jié)果。在圖5(a)~(b)的DVD波長(zhǎng)特性中,縱軸表示在使用DVD時(shí),波長(zhǎng)變化δλ=+10nm(溫度變化δT=0℃)時(shí)的波象差的球面象差成分的變化量δWF(λrms)。圖5(a)中的橫軸表示使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量x(μm),圖5(b)中的橫軸表示使用CD時(shí)的最外部球面象差量y(μm)。在圖5(c)~(d)的DVD溫度特性中,縱軸表示在使用DVD時(shí),溫度變化δT=+30℃,波長(zhǎng)變化δλ=+6nm時(shí)的波象差的球面象差成分的變化量δWF(λrms)。圖5(c)中的橫軸表示使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量x(μm),圖5(d)中的橫軸表示使用CD時(shí)的最外部球面象差量y(μm)。
從圖5(a)~(b)知道,使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量和最外部球面象差量越多,使用DVD時(shí)的波象差的球面象差成分的變化量越小,DVD波長(zhǎng)特性越好。從圖5(c)~(d)知道,使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量和最外部球面象差量越少,使用DVD時(shí)的波象差的球面象差成分的變化量越小,DVD溫度特性越好。如上所述,相對(duì)使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量和最外部球面象差量,DVD波長(zhǎng)特性與DVD溫度特性呈現(xiàn)相反的傾向。因此,如果考慮DVD波長(zhǎng)特性與DVD溫度特性之間的平衡,則最好在圖5(a)~(c)的近似回歸直線的交點(diǎn)附近,設(shè)定使用CD時(shí)的球面象差級(jí)差量,在圖5(b)~(d)的近似回歸直線的交點(diǎn)附近,設(shè)定使用CD時(shí)的最外部球面象差量。
通過按照上述方式,適當(dāng)?shù)卦O(shè)定這些光斑量,則可一邊確保DVD與CD之間的互換性,一邊使DVD的溫度特性提高,或使波長(zhǎng)特性提高,或者兼顧DVD的波長(zhǎng)特性和溫度特性。
另外,本發(fā)明不限于本實(shí)施形式。在這里給出了相當(dāng)于DVD的必要數(shù)值孔徑NA1=0.60,CD的必要數(shù)值孔徑NA2=0.45的光學(xué)讀出裝置用的物鏡,但是,對(duì)于除此以外的互換,也只要適當(dāng)?shù)胤謩e設(shè)計(jì)共有區(qū)域和專用區(qū)域即可。同樣在此場(chǎng)合,CD系的光點(diǎn)形成也是靈活使用通過共有區(qū)域部分的光束,將通過專用區(qū)域的光束作為光斑,但是,為了兼顧DVD系的溫度特性和波長(zhǎng)特性,只要注意切換位置的光斑出現(xiàn)量和DVD的最周邊部分的光線光斑量即可。通過設(shè)計(jì),分派此場(chǎng)合切換位置的球面象差的不連續(xù)量,可確保波長(zhǎng)特性與溫度特性之間的平衡。
此外,使共有區(qū)域,專用區(qū)域的整個(gè)面形成與光軸同心的圓狀的衍射面,但是并不限于此,即使在由折射環(huán)形成一部分環(huán)的情況下,也是相同的。另外,針對(duì)下述實(shí)例進(jìn)行了描述,在該實(shí)例中,使作為光源的,DVD/CD用的單獨(dú)半導(dǎo)體激光器的光束,射入單一的物鏡,但是,也適合采用近年開發(fā)的,實(shí)現(xiàn)2個(gè)發(fā)光點(diǎn)單片(one tip)化的光源。
(第2實(shí)施形式)下面對(duì)第2實(shí)施形式進(jìn)行描述。本實(shí)施形式與第1實(shí)施形式的較大的不同之處在于邊界部分的衍射面的母非球面是不連續(xù)的。由于除此以外的方面與上述的場(chǎng)合相同,故省略對(duì)重復(fù)部位的描述。
圖7為以示意方式表示本實(shí)施形式的物鏡的剖面圖。該物鏡8’的光源側(cè)的面S1由光軸呈同心圓狀的衍射面8b’形成。另外,光信息記錄媒體側(cè)的折射面S2呈非球面形狀,作為整體,為具有正的倍數(shù)的凸透鏡。衍射部8a’的間距自光軸至某個(gè)位置h單調(diào)地減少,在某個(gè)位置h的兩相鄰處,間距暫時(shí)增加。然后,從某個(gè)位置h,朝向周邊,上述間距進(jìn)一步減小。另外,衍射面8b’的母非球面按照在某個(gè)位置h不連續(xù)的方式設(shè)計(jì)。另外,級(jí)差δ在某個(gè)位置h的外側(cè),沿透鏡厚度減小的方向設(shè)置??赏ㄟ^設(shè)計(jì)這樣的母非球面的級(jí)差δ,形成波長(zhǎng)特性,溫度特性較強(qiáng)的物鏡8’。在后面將要描述的表4中,給出母非球面的級(jí)差量和球面象差的變化量之間的關(guān)系。
還如圖7所示,由于在衍射面的母非球面上,設(shè)置級(jí)差δ,故同樣在衍射面8b’的切換部(在距光軸,某個(gè)位置h處)處,具有級(jí)差。級(jí)差沿在圖7中外側(cè)減薄的方向設(shè)置,這樣對(duì)于波長(zhǎng)特性,溫度特性的提高是有效的。
同樣在本實(shí)施形式中,最好某個(gè)位置h設(shè)定在CD的必要數(shù)值孔徑NA2附近,如果其設(shè)置于高于此處的位置,則雖然CD光點(diǎn)尺寸會(huì)減小,但相對(duì)于光盤傾斜誤差的界限就會(huì)變得很小。反之,如果將h設(shè)定在較低的位置,則CD的分辨度不足,該方式是不好的。
此外,還如圖7所示,CD的專用區(qū)域的球面象差為上方呈凸的曲線狀的球面象差。通過采用該方式,可提高CD的光點(diǎn)的最高強(qiáng)度。
顯然,在本實(shí)施形式中,也與第1實(shí)施形式相同,通過對(duì)針對(duì)第2光信息記錄媒體(CD)10’的信息記錄和/或再生時(shí)的球面象差的不連續(xù)部分的級(jí)差量,以及相當(dāng)于針對(duì)第2光信息記錄媒體10’的信息記錄和/或再生時(shí)的NA1的光線的球面象差量進(jìn)行控制,可獲得波長(zhǎng)特性更好的物鏡,或溫度特性更好的物鏡,或者這些特性保持平衡的物鏡。
(實(shí)施例)下面對(duì)用于上述實(shí)施形式的光讀取裝置的優(yōu)選的物鏡的實(shí)施例進(jìn)行描述。
(實(shí)施例1)本實(shí)施例為上述的第1實(shí)施形式的實(shí)施例。
一般,衍射面的衍射環(huán)間距采用相位差函數(shù),或光路差函數(shù)定義。具體來(lái)說(shuō),相位差函數(shù)Φb按照單位為弧度的方式,由下述的“數(shù)學(xué)公式1”表示,光路差函數(shù)ΦB按照單位為mm的方式,由數(shù)學(xué)公式2表示。
數(shù)學(xué)公式1Φb=Σi=0∞b2ih2i]]>數(shù)學(xué)公式2ΦB=Σi=0∞B2ih2i]]>這2個(gè)表示方法的單位不同,但是,在表示衍射環(huán)的間距的意義方面,是同等的。即,相對(duì)主波長(zhǎng)λ(單位mm),當(dāng)將λ/2π與相位差函數(shù)的系數(shù)b相乘時(shí),可換算為光路差函數(shù)的系數(shù)B,另外,與此相反,如果用λ/2π除光路差函數(shù)的系數(shù)B,可換算為相位差函數(shù)的系數(shù)b。
在根據(jù)上述的定義的情況下,通過使相位差函數(shù)或光路差函數(shù)的2次系數(shù)為非零的值,則可使透鏡保持倍數(shù)。另外,通過使相位差函數(shù)或光路差函數(shù)的2次以外的系數(shù),比如,4次系數(shù),6次系數(shù),8次系數(shù),10次系數(shù)等為非零的值,則可對(duì)球面象差進(jìn)行控制。在這里所述的“進(jìn)行控制”指對(duì)折射部分所具有的球面象差,在衍射部分具有反向的球面象差,從整體上對(duì)球面象差進(jìn)行補(bǔ)償,或?qū)ρ苌洳糠值那蛎嫦蟛钸M(jìn)行操作,使總的球面象差或?yàn)樗璧墓獍吡俊?br> 另外,在至少1側(cè)的面上,形成上述衍射面,并且具有由下述的“數(shù)學(xué)公式3”表示的非球面形狀。
數(shù)學(xué)公式3Z=h2/r1+1-(1+k)(h/r)2+Σi=1∞Aihpi]]>其中,Z表示光軸方向的軸,h表示與光軸相垂直的方向的軸(距光軸的高度以光的行進(jìn)方向?yàn)檎?,r表示近軸曲率半徑,k表示圓錐系數(shù),A表示非球面系數(shù),P表示非球面的冪數(shù)。
在DVD中,基準(zhǔn)設(shè)計(jì)波長(zhǎng)λ1=655nm,基準(zhǔn)溫度T=25℃,焦距f=3.36mm,數(shù)值孔徑NA1=0.60,光信息記錄媒體的透明基板的厚度t1=0.6mm。另外,在CD中,基準(zhǔn)設(shè)計(jì)波長(zhǎng)λ2=785nm,光信息記錄媒體的透明基準(zhǔn)的厚度t2=1.2mm。
此外,半導(dǎo)體激光器具有下述特性,即如果使用環(huán)境溫度變化,則激光器的波長(zhǎng)也變化。在下述的本實(shí)施例中,半導(dǎo)體激光器的溫度造成的波長(zhǎng)變化為0.2nm/℃。另外,在本說(shuō)明書中所述的“溫度特性”指假定使用環(huán)境溫度變化時(shí),包含光源的波長(zhǎng)變化和溫度變化的特性。另外,“波長(zhǎng)特性”指假定使用環(huán)境溫度不變化,包含僅僅光源的波長(zhǎng)變化的影響的特性。
作為物鏡材料的塑料為烯烴系樹脂,其折射率也伴隨溫度而變化,δn/δT=約3×E-5。另外,在下述中(包含表的透鏡數(shù)據(jù)),采用E(比如,2.5×E-3),表示10的冪的乘數(shù)(比如,2.5×10-3)。
表1表示物鏡數(shù)據(jù)。i表示面序號(hào),i=1指光圈。另外,在物鏡透鏡中的激光器側(cè)的面上,形成衍射面,i=2指共有區(qū)域的數(shù)據(jù),i=2’指專用區(qū)域的數(shù)據(jù)。i=4,5表示光信息記錄媒體。h表示距光軸的高度,專用區(qū)域和共有區(qū)域內(nèi)部由相應(yīng)的光路差函數(shù)、非球面系數(shù)表示。此外, 中所述的“某個(gè)位置h”指區(qū)域的切換位置,在本實(shí)施例中,h=1.5885mm。圖4為關(guān)于相應(yīng)的DVD/CD的球面象差圖。
表1 f1=3.36mm

非球面數(shù)據(jù)第2面(0<h<1.5885mmDVD/CD共有區(qū)域)非球面系數(shù)k -2.2075×E-0A1 +2.0119×E-2P1 4.0A2 -7.0650×E-4P2 6.0A3 -4.3563×E-4P3 8.0A4 +8.8717×E-5P10 10.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)720nm)B2 -2.0188×E-3B4 +7.3880×E-4B6 -3.6841×E-4B8 +5.7087×E-5第2’面(1.5885mm<hDVD專用區(qū)域)非球面系數(shù)k +6.2742×E-2A1 +1.4278×E-2P1 4.0A2 -6.2694×E-3P2 6.0A3 +1.1432×E-3P3 8.0A4 -1.4237×E-4P4 10.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)655nm)
B2 +2.3672×E-2B4 -2.2032×E-2B6 +8.2055×E-3B8 -1.5045×E-3B10 +1.0754×E-4第3面 非球面系數(shù)k +2.8703×E-0A1 +2.2701×E-2P1 4.0A2 -1.2631×E-2P2 6.0A3 +5.8438×E-3P3 8.0A4 -1.6771×E-3P4 10.0A5 +2.4271×E-4P5 12.0A6 -1.2458×E-5P6 14.0在表2中,給出本實(shí)施例中的,使用CD時(shí),切換位置的球面象差級(jí)差量與使用CD時(shí)光圈部的開口的最外部的光線的球面象差量,以及溫度變化時(shí)波長(zhǎng)變化時(shí)的波象差的球面象差成分的變化量。為了參照,記載了圖5所示的設(shè)計(jì)實(shí)例的各特性。圖6表示相應(yīng)的DVD/CD的光信息記錄媒體上的光點(diǎn)曲線,可確認(rèn)獲得相當(dāng)于必要數(shù)值孔徑的光點(diǎn)直徑。
表2

(實(shí)施例2)
本實(shí)施例為上述第2實(shí)施形式的實(shí)施例。
表3表示物鏡數(shù)據(jù)。i表示面序號(hào),i=1指光圈。另外,在物鏡透鏡中的激光器側(cè)的面上,形成衍射面,i=2指共有區(qū)域的數(shù)據(jù),i=2’指專用區(qū)域的數(shù)據(jù)。i=4,5表示光信息記錄媒體。權(quán)利要求書中所述的“某個(gè)位置h”指區(qū)域的切換位置,在本實(shí)施例中,h=1.0951mm。此外,衍射面的母非球面的某個(gè)位置h的級(jí)差量δ為4.1μm,變更為衍射實(shí)際形狀的場(chǎng)合的級(jí)差量為2.6μm。即使在這樣的設(shè)定情況下,DVD中的球面象差的不連續(xù)量仍可按照與實(shí)施例1相同的程度,進(jìn)行象差補(bǔ)償,在實(shí)際使用方面沒有問題。表4表示本實(shí)施例的波象差的球面象差的變化量。
表3 f1=2.33mm

非球面數(shù)據(jù)第2面(0<h<1.0951mmDVD/CD共有區(qū)域)非球面系數(shù)k -1.7548×E-0A1 +4.05003×E-2 P14.0A2 +3.14654×E-3 P26.0A3 -5.72872×E-3 P38.0A4 +1.16004×E-3 P10 10.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)720nm)B4 -6.75958×E-3
B6 +2.19750×E-3B8 -2.44083×E-3B10 +6.53100×E-4第2面(1.0951mm<hDVD專用區(qū)域)非球面系數(shù)k -2.37743×E-1A1 +2.65976×E-2 P14.0A2 -1.62599×E-2 P26.0A3 -3.3313×E-3 P38.0A4 +1.17216×E-3 P10 10.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)655nm)B2 -1.09818×E-2B4 +8.60593×E-3B6 -1.77199×E-3B8 -3.35676×E-3B10 +1.18213×E-3第2面 非球面系數(shù)k +5.90481×E-0A1 +4.23950×E-2P1 4.0A2 -8.29666×E-3P2 6.0A3 -2.07583×E-2P3 8.0A4 +2.23298×E-2P4 10.0A5 -9.11000×E-3P5 12.0A6 +1.38455×E-3P6 14.0
表4

實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例2相同,為上述的第2實(shí)施形式的實(shí)施例。
表5表示物鏡數(shù)據(jù),表6表示波象差中的球面象差成分的變化量。
表5 f1=3.36mm

衍射,非球面數(shù)據(jù)第2’面(h>1.724mm專用區(qū)域)非球面系數(shù)
k -6.1561×E-1A1 -1.3167×E-2P1 4.0A2 +9.5822×E-4P2 6.0A3 +5.3625×E-4P3 8.0A4 -5.1391×E-5P4 10.0A5 -7.7984×E-6P5 12.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)655nm)B2 +7.5522×E-3B4 -8.6739×E-3B6 +2.9392×E-3B8 -4.4636×E-3B10 +2.5503×E-5第2面(h<1.724mm共有區(qū)域)非球面系數(shù)k -2.7919×E-0A1 +3.0085×E-2P1 4.0A2 -4.3858×E-3P2 6.0A3 +7.0599×E-4P3 8.0A4 -6.0461×E-5P4 10.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)730nm)B2 0.0B4 -1.4891×E-3B6 +7.2906×E-5B8 -4.4409×E-5B10 +2.8827×E-6第3面非球面系數(shù)k +1.2215×E+01A1 +0.26642×E-1P1 4.0A2 -0.11604×E-1P2 6.0A3 +0.57574×E-2P3 8.0
A4 -0.16622×E-2P4 10.0A5 +0.22803×E-3P5 12.0A6 -0.95715×E-5P6 14.0表6

實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例2相同,為上述的第2實(shí)施形式的實(shí)施例。
表7表示物鏡數(shù)據(jù),表8表示波象差中的球面象差成分的變化量。
表7 f1=3.22mm

衍射,非球面數(shù)據(jù)第2’面(h>1.620mm專用區(qū)域)非球面系數(shù)k -0.38630×E-0A1 -3.6881×E-3P1 4.0A2 -7.6396×E-3P2 6.0A3 +2.7410×E-3P3 8.0A4 +1.3137×E-5P4 10.0A5 -3.2928×E-4P5 12.0A6 +8.8661×E-4P6 14.0A7 -7.7648×E-6P7 16.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)660nm)B2 -2.8433×E-3B4 -2.2070×E-4B6 +2.9686×E-4B8 -2.4044×E-4B10 +3.4921×E-5第2面(h<1.620mm共有區(qū)域)非球面系數(shù)k -1.7051×E-0A1 +1.8305×E-2P1 4.0A2 -2.3146×E-3P2 6.0A3 +2.5402×E-3P3 8.0A4 -2.3158×E-3P4 10.0A5 +1.0966×E-3P5 12.0A6 -2.6244×E-3P6 14.0A7 +2.5284×E-4P7 16.0光路差函數(shù)(光路差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)720nm)B2 0.0B4 -1.6819×E-3B6 +1.0984×E-4
B8 -1.1022×E-4B10 +1.3615×E-5第3面非球面系數(shù)k +6.5698×E-0A1 +0.22484×E-1P1 4.0A2 -0.11494×E-1P2 6.0A3 +0.51114×E-2P3 8.0A4 -0.13723×E-2P4 10.0A5 +0.22696×E-3P5 12.0A6 -0.27661×E-5P6 14.0A7 +0.18819×E-5P7 16.0表8

圖8為關(guān)于相應(yīng)的DVD/CD的球面象差圖。另外,圖9表示信息記錄媒體上的光點(diǎn)曲線,同樣在本實(shí)施例中,可確認(rèn)獲得與必要數(shù)值孔徑相當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)直徑。
如上所述,采用本發(fā)明,可提供下述物鏡和具有該物鏡的光學(xué)讀出裝置,該物鏡無(wú)論相對(duì)光學(xué)讀出裝置的氣氛氣溫度變化引起激光器振蕩波長(zhǎng)變化和物鏡材料折射率變化的場(chǎng)合,或者,相對(duì)僅僅激光器振蕩波長(zhǎng)變化的場(chǎng)合,均可獲得球面象差變差的平衡,即相對(duì)誤差原因,具有較強(qiáng)的抵抗性。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料材料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù)且間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在所述衍射部在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在7~40μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在7~40μm的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm的關(guān)系,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量小于34μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量大于30μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部的上述有效直徑內(nèi)的上述某個(gè)位置h處,存在球面象差級(jí)差量小于9μm的球面象差的不連續(xù)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),從球面象差的不連續(xù)部分,朝向上述光圈最外部,球面象差單調(diào)地變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
8.一種光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,通過上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h的光束存在球面象差的不連續(xù)部分,該不連續(xù)部分的衍射的母非球面也不連續(xù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,上述衍射的母非球面的不連續(xù)長(zhǎng)度在1~10μm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8~10中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,上述球面象差的不連續(xù)部分的級(jí)差量在8~16μm的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8~11中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
13.一種光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括光源和聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括用于光信息記錄媒體的信息記錄/再生用的物鏡,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,形成同心圓狀的衍射部,上述衍射部的間距從光軸到某個(gè)位置h處,單調(diào)地減小,在某個(gè)位置h的兩相鄰處,上述衍射部的間距增加,從上述某個(gè)位置h朝向周邊,上述衍射部的間距單調(diào)地減小;沿外側(cè)與內(nèi)側(cè)相比較透鏡厚度減小的方向,上述某個(gè)位置h處的上述衍射部的深度方向的級(jí)差長(zhǎng)度在1~10μm的范圍內(nèi)。
14.一種物鏡,用于光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,所述物鏡的特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射的母非球面連續(xù)且間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在7~40μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在7~40μm的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的物鏡,其特征在于,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量小于34μm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14~16中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量大于30μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求14~17中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部的上述有效直徑內(nèi)的上述某個(gè)位置h處,存在級(jí)差量小于9μm的球面象差的不連續(xù)部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求14~18中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),從球面象差的不連續(xù)部分,朝向上述光圈最外部,球面象差單調(diào)地變化。
20.根據(jù)權(quán)利要求14~19中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
21.一種物鏡,用于光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,所述物鏡的特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述衍射部中,通過上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h的光束存在球面象差的不連續(xù)部分,該不連續(xù)部分的衍射的母非球面也是不連續(xù)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的物鏡,其特征在于,在下述場(chǎng)合,上述某個(gè)位置h滿足f2(NA2-0.03)mm≤h≤f2(NA2+0.03)mm,該下述場(chǎng)合指由f2表示針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí)的上述物鏡的焦距,由NA2表示上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的物鏡,其特征在于,上述衍射的母非球面的不連續(xù)長(zhǎng)度在1~10μm的范圍內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21~23中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,上述球面象差的不連續(xù)部分的級(jí)差量在8~16μm的范圍內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21~24中的任何一項(xiàng)所述的物鏡,其特征在于,在針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA1,基板厚度t1,光源波長(zhǎng)λ1分別滿足下述關(guān)系,即0.57<NA1<0.63,0.55mm<t1<0.65mm,640nm<λ1<670nm,在針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),上述物鏡的必要數(shù)值孔徑NA2,基板厚度t2,光源波長(zhǎng)λ2分別滿足下述關(guān)系,即0.44<NA2<0.48,1.15mm<t2<1.25mm,770nm<λ2<795nm。
26.一種物鏡,用于光信息記錄媒體的信息記錄/或再生,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,形成同心圓狀的衍射部,上述衍射部的間距自光軸至某個(gè)位置h處單調(diào)地減小,在某個(gè)位置h的兩相鄰處,上述衍射部的間距增加,從上述某個(gè)位置h朝向周邊,上述衍射部的間距單調(diào)地減小;沿外側(cè)與內(nèi)側(cè)相比較物鏡厚度減小的方向,上述某個(gè)位置h處的衍射部的深度方向的級(jí)差長(zhǎng)度在1~10μm的范圍內(nèi)。
27.一種光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在40~70μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的上述第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.58<NA1<0.62,0.48<NA2<0.56。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi)。
29.一種光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,其特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限。當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在50~100μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.62≤NA1<0.68,0.48<NA2<0.56。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)讀出裝置,其特征在于,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~20μm的范圍內(nèi)。
31.一種物鏡,用于光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,所述物鏡的特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限。當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在40~70μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.58<NA1<0.62,0.48<NA2<0.56
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的物鏡,其特征在于,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~10μm的范圍內(nèi)。
33.一種物鏡,用于光學(xué)讀出裝置,該光學(xué)讀出裝置包括波長(zhǎng)λ1的第1光源,該第1光源對(duì)透明基板的厚度為t1的第1光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;波長(zhǎng)λ2(λ1<λ2)的第2光源,該第2光源對(duì)透明基板的厚度為t2(t1<t2)的第2光信息記錄媒體,照射光束,記錄和/或再生信息;聚光光學(xué)系統(tǒng),該聚光光學(xué)系統(tǒng)包括由塑料形成的單一的物鏡,該物鏡通過上述第1和第2光信息記錄媒體的透明基板,使從上述第1和第2光源射出的光束,聚光于信息記錄面上;光圈,該光圈的開口尺寸為第1和第2光信息記錄媒體共同的開口尺寸,該光學(xué)讀出裝置對(duì)各光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄和/或再生,所述物鏡的特征在于在上述物鏡的至少1個(gè)面上,在有效的直徑內(nèi),設(shè)置有多個(gè)環(huán)帶,并且多個(gè)環(huán)帶的間距從光軸,朝向周邊,慢慢地減小,但是在某個(gè)位置h處,存在衍射間距增加的衍射部;當(dāng)針對(duì)上述第1光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在上述有效直徑內(nèi),對(duì)通過上述衍射部的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限;當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),在動(dòng)作的光學(xué)系統(tǒng)中,在上述有效直徑內(nèi)的某個(gè)位置h,對(duì)通過球面象差的級(jí)差量在10~30μm的范圍內(nèi)的球面象差的不連續(xù)部分以內(nèi)的區(qū)域的光束進(jìn)行象差補(bǔ)償處理,使其小于衍射極限,并且當(dāng)針對(duì)上述第2光信息記錄媒體,進(jìn)行信息的記錄或再生時(shí),通過上述光圈最外部的光線的球面象差量在50~100μm的范圍內(nèi),相對(duì)上述物鏡的上述第1光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA1,相對(duì)上述第2光信息記錄媒體的必要數(shù)值孔徑NA2分別滿足下述關(guān)系0.62≤NA1<0.68,0.48<NA2<0.56。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的物鏡,其特征在于,在上述某個(gè)位置h處,衍射的母非球面是不連續(xù)的,該不連續(xù)量在1~20μm的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種光學(xué)讀出裝置,包括:波長(zhǎng)λ
文檔編號(hào)G11B7/00GK1357885SQ0114332
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月2日
發(fā)明者齊藤真一郎, 坂本勝也 申請(qǐng)人:柯尼卡株式會(huì)社
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