專利名稱：物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是使用多種單色光的多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)，涉及能夠應(yīng)用于可與例如CD(高密度盤也包含CD-R等CD)或DVD(數(shù)字通用光盤)等種類不同的光記錄媒體對(duì)應(yīng)的互換型錄放裝置的物鏡的設(shè)計(jì)方法、物鏡、通用的多波長(zhǎng)用透鏡、多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)、光傳感頭和光盤裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)提出一種能同時(shí)播放CD或DVD等種類不同的光盤的互換型光盤裝置。CD或DVD等(以下統(tǒng)稱為光盤)都使用透明基板，在該透明基板的一個(gè)面上設(shè)置信息記錄面。然后，用兩張透明基板，將它們的信息記錄面面對(duì)面貼合起來構(gòu)成光盤，或者，將該透明基板與透明的保護(hù)基板貼合起來，使透明基板的信息記錄面與保護(hù)基板面對(duì)面而構(gòu)成。在播放該構(gòu)成的光盤上存儲(chǔ)的信息時(shí)，必須由光盤裝置將來自光源的激光束通過透明基板聚焦在光盤的信息記錄面上。如后所述，在CD中使用的情況下與在DVD中使用的的情況下激光束的波長(zhǎng)不同。為了聚焦激光束，在光盤裝置中使用物鏡。在此，CD中用的透明基板的厚度是1.2mm，而DVD中用的透明基板的厚度是0.6mm，與光盤的種類(激光束的波長(zhǎng)不同)對(duì)應(yīng)，設(shè)置有信息記錄面的透明基板的厚度不同。播放種類不同的光盤的光盤裝置中，即使與光盤的種類對(duì)應(yīng)，透明基板的厚度不同，也必須把激光束聚焦在信息記錄面上。此外，近年提出的新的光盤裝置提出使用波長(zhǎng)400nm左右的藍(lán)色激光來進(jìn)行信息的播放。因而，期望在光盤裝置中，除CD和現(xiàn)行的DVD之外，為了下位互換，也能同時(shí)利用那樣的新的光盤。
作為這樣的互換型光盤裝置，考慮在拾波器上設(shè)置每種光盤的物鏡，與使用的光盤種類對(duì)應(yīng)交換物鏡，或設(shè)置每種光盤的拾波器，與使用的光盤種類對(duì)應(yīng)交換拾波器。但是，從成本方面考慮或?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化，最好能對(duì)任何種類的光盤都使用相同的透鏡作為物鏡。
日本公開專利特開平9-145995號(hào)公報(bào)中記載了作為這樣的物鏡的代表例。該文獻(xiàn)中記載的物鏡在半徑方向上劃分成3個(gè)以上的環(huán)形透鏡面，每隔一個(gè)的環(huán)形透鏡面與其它的透鏡面具有不同的折射能力。而且，對(duì)相同波長(zhǎng)的激光束，每隔一個(gè)的環(huán)形透鏡面使激光束聚焦在例如薄的透明基板(0.6mm)的光盤(DVD)的信息記錄面上，其它的環(huán)形透鏡面使激光束聚焦在例如厚的透明基板(1.2mm)的光盤(CD)的信息記錄面上。
此外，日本公開專利特開2000-81566號(hào)公報(bào)(美國(guó)專利US 6118594號(hào)公報(bào))中記載了另一個(gè)代表例。該文獻(xiàn)中，記載了對(duì)薄透明基板的DVD使用短波長(zhǎng)(635nm或650nm)的激光束，對(duì)厚基板的CD使用長(zhǎng)波長(zhǎng)(780nm)的激光束的光盤裝置。該光盤裝置具有對(duì)這些激光束通用的物鏡。而且，該物鏡形成了在具有正折射能力的折射透鏡的一個(gè)面上密集地設(shè)置許多環(huán)形階梯的衍射透鏡結(jié)構(gòu)。該衍射透鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成將對(duì)薄透明基板的DVD的短波長(zhǎng)的激光束的衍射光和對(duì)厚透明基板CD的長(zhǎng)波長(zhǎng)的激光束的衍射光聚焦在信息記錄面上。而且，任何衍射光都把同一次數(shù)的衍射光聚焦在信息記錄面上。另外，對(duì)DVD使用短波長(zhǎng)的激光束是因?yàn)榕cCD的情況相比，DVD的記錄密度較高，因此，必須縮小束斑。如所周知的那樣，光斑的大小與波長(zhǎng)成正比，與數(shù)值孔徑NA成反比。
也提出了在透鏡面上設(shè)置環(huán)形相移器的環(huán)形相位補(bǔ)償透鏡方式的物鏡(日本公開專利特開2001-51192號(hào)公報(bào))。該物鏡中，首先以使用于DVD的為了使因波長(zhǎng)λ1640nm的激光束產(chǎn)生的波面像差消失的透鏡面為基準(zhǔn)。進(jìn)而，在該物鏡中，在半徑方向上劃分成多個(gè)環(huán)形的折射面，分別從該基準(zhǔn)透鏡面按規(guī)定階梯(距透鏡中心的第i個(gè)階梯為di)形成這些折射面。利用該階梯，各個(gè)折射面使DVD的激光束對(duì)基準(zhǔn)透鏡面相移其波長(zhǎng)λ1的整數(shù)mi倍，由此來降低CD系統(tǒng)的波面像差。
上述任何現(xiàn)有例都能對(duì)DVD和CD一起使用通用的物鏡，因此不需要用于交換每個(gè)包括物鏡的DVD和CD的使用部件的裝置，在成本方面或結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化方面有利。
但是，日本公開專利特開平9-145995號(hào)公報(bào)中，由于物鏡中的每個(gè)對(duì)DVD和CD利用的環(huán)形透鏡面不同，因此對(duì)入射激光束無效的部分多，光利用效率明顯低。
此外，日本公開專利特開2000-81566號(hào)公報(bào)(美國(guó)特許6118594號(hào)公報(bào))中，因?yàn)槔糜裳苌渫哥R結(jié)構(gòu)生成的衍射光，因此對(duì)各個(gè)不同波長(zhǎng)的衍射效率不能同時(shí)達(dá)到100％。再有，該衍射透鏡中，對(duì)用于DVD的短波長(zhǎng)(635nm或650nm)的激光束和用于CD的長(zhǎng)波長(zhǎng)(780nm)的激光束，其大致中間的波長(zhǎng)的衍射效率為100％，對(duì)使用的激光束，衍射效率均衡。此外，由于在透鏡面上設(shè)置衍射透鏡結(jié)構(gòu)，因此需要微小的階梯，但容易受制造上的誤差的影響，衍射結(jié)構(gòu)脫離設(shè)計(jì)要求時(shí)，就導(dǎo)致衍射效率劣化。這樣，所謂衍射效率的劣化或本來衍射效率就達(dá)不到100％，就意味著不能把全部入射光聚焦在光盤的透明基板上設(shè)置的信息記錄面上，其相當(dāng)于光量損失。
另外，日本公開專利特開2001-51192號(hào)公報(bào)中公開的環(huán)狀相位補(bǔ)償透鏡方式中，雖然光利用效率高，但把對(duì)DVD激光束沒有波面像差而設(shè)計(jì)的透鏡面作為基準(zhǔn)，因此，為了降低對(duì)CD的激光束的波面像差，從該基準(zhǔn)面洼下僅DVD激光束波長(zhǎng)λ1的整數(shù)mi倍的階梯di作為折射面。當(dāng)然，以DVD作基準(zhǔn)僅設(shè)置階梯，對(duì)CD激光束，就不能充分地降低波面像差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種物鏡的設(shè)計(jì)方法、透鏡和用該透鏡的光學(xué)系統(tǒng)、光傳感頭、光盤裝置，以解決上述問題，對(duì)透明基板厚度不同的多種光學(xué)信息記錄媒體各種媒體，在可及地降低波面像差的狀態(tài)下，能將高光利用效率的光束聚焦在信息記錄面上。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中提出了一種具有正折射能力的物鏡的設(shè)計(jì)方法，該物鏡對(duì)透明基板厚度不同的多種光記錄媒體的每一種射入不同波長(zhǎng)的光束，能夠通過折射作用把光束聚焦在光記錄媒體側(cè)；該設(shè)計(jì)方法把透鏡面設(shè)計(jì)得使由光束的波長(zhǎng)差異引起的色像差大致抵消由光記錄媒體的透明基板的厚度差異引起的球面像差。
這樣，本發(fā)明提供一種物鏡，是具有正折射能力的物鏡，對(duì)透明基板厚度不同的多種光記錄媒體的每一種射入不同波長(zhǎng)的光束，能夠通過折射作用把光束聚焦在設(shè)置于光記錄媒體的該透明基板上的信息記錄面上；其特征在于由光束的波長(zhǎng)差異引起的色像差大致抵消由光記錄媒體的透明基板的厚度差異引起的球面像差，因此，對(duì)任何種類的光記錄媒體，都能夠把光束聚焦在該信息記錄面上，而RMS波面像差都在0.035λ以下，最好是0.033λ以下，更好是0.030λ以下。
或者，設(shè)第i個(gè)光束的波長(zhǎng)為λi(i＝1，2，¨¨)，把該多個(gè)光束聚焦在該信息記錄面上，RMS波面像差滿足公式1。
公式1(ΣWi2)/i≤0.028]]>(其中，設(shè)第i個(gè)光束的波長(zhǎng)為λi(i＝1，2，¨¨)，全部波長(zhǎng)的各個(gè)RMS波面像差的平方和為∑Wi2，波長(zhǎng)λi的光束的RMS波面像差為Wi·λi)上述公式左邊的值是0.026以下為好，最好是0.025以下，更好是0.023以下。或者，設(shè)該光束的RMS波面像差中的最大RMS波面像差為Wmax，最小RMS波面像差為Wmin，該各光束聚焦在該信息記錄面上，RMS波面像差的比滿足Wmax/Wmin≤1.8，最好是Wmax/Wmin≤1.6，更好是Wmax/Wmin≤1.4，或者，該具有正折射能力的物鏡對(duì)透明基板厚度不同的多種光記錄媒體的每一種射入不同波長(zhǎng)的光束，能夠通過折射作用把光束聚焦在設(shè)置于光記錄媒體的該透明基板上的信息記錄面上；其特征在于對(duì)任何種類的光記錄媒體，把光束聚焦在該信息記錄面上，RMS波面像差都在0.035λ以下。
此外，本發(fā)明初次提供一種多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)，包含利用每個(gè)單色光焦點(diǎn)位置不同，通過折射作用分別聚焦多種單色光的多波長(zhǎng)用透鏡的多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)，作為用來得到良好的RMS波面像差的方法，上述透鏡的至少一個(gè)透鏡面在全部單色光通用區(qū)域中分割成折射能力不同的多個(gè)非球面部，分割的任一非球面部都具有與各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的單一焦點(diǎn)，同時(shí)與上述各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)配置在各個(gè)不同的位置上，另外，設(shè)任意上述非球面部的光路長(zhǎng)度與其它非球面部的光路長(zhǎng)度相差該各單色光的波長(zhǎng)λi的大致整數(shù)倍，上述各非球面部中的上述各單色光的波面像差的最大值與最小值的差為ΔVd(λi)(d是用1，2，……的整數(shù)，表示各非球面部，i是1，2，……的整數(shù))時(shí)，任意非球面部中，各單色光的上述差的比都在0.4以上，2.5以下。
此外，上述多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)的各單色光的波面像差中，上述各非球面部的波長(zhǎng)λi的單色光的波面像差的差最好在0.14λi以下。而且，上述多個(gè)波長(zhǎng)是二波長(zhǎng)的情況下，例如，長(zhǎng)波長(zhǎng)是CD中的790nm附近，短波長(zhǎng)是655nm附近的二波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)；或者，長(zhǎng)波長(zhǎng)是655nm附近，短波長(zhǎng)是405nm附近的二波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)；短波長(zhǎng)是405nm附近，長(zhǎng)波長(zhǎng)是790nm附近的二波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)。另外，對(duì)使用這3個(gè)波長(zhǎng)的三波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)也能適用，特別是，二波長(zhǎng)系統(tǒng)的情況下，這些波面像差的形狀可以大致呈對(duì)稱形。


圖1是按照本發(fā)明的物鏡的第一實(shí)施例的示圖。
圖2是圖1所示的第一實(shí)施例的透鏡面形狀的一個(gè)具體例子的示圖。
圖3是說明由物鏡和光盤的透明基板構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中的光路長(zhǎng)度的示圖。
圖4是圖1所示的第一實(shí)施例的波面像差的測(cè)定結(jié)果的一個(gè)具體例子的圖表。
圖5是對(duì)使用圖1所示的第一實(shí)施例的光盤裝置中的種類不同的光盤的光斑的計(jì)算結(jié)果的示圖。
圖6是按照本發(fā)明的物鏡的第二實(shí)施例的波面像差的測(cè)定結(jié)果的一個(gè)具體例子的圖表。
圖7是對(duì)使用按照本發(fā)明的物鏡的第二實(shí)施例的光盤裝置中的種類不同的光盤的光斑的計(jì)算結(jié)果的示圖。
圖8是按照本發(fā)明的光傳感頭的一個(gè)實(shí)施例的示圖。
圖9是按照本發(fā)明的光盤裝置的一個(gè)實(shí)施例的示圖。
圖10是對(duì)光線高度的各波長(zhǎng)的波面像差的模式圖。
圖11是對(duì)實(shí)施例二中的光線高度的各波長(zhǎng)的波面像差的示圖。
圖12是對(duì)使用日本公開專利特開2001-51192號(hào)公報(bào)中記載的透鏡的情況下的光線高度的各波長(zhǎng)的波面像差的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，對(duì)使用厚度為t1的透明基板的第1光盤，假設(shè)使用第1光盤的光盤裝置中的物鏡能良好地進(jìn)行像差校正，激光束良好地聚焦在設(shè)置在該基板上的信息記錄面上。在該光盤裝置上使用與該透明基板厚度不同厚度t2的透明基板的第2光盤的情況下，由于該透明基板的厚度t2與厚度t1不同，由該物鏡和厚度為t2的透明基板產(chǎn)生球面像差，激光束就不能良好地聚焦在設(shè)置在該厚度為t2的透明基板上的信息記錄面上。
另一方面，在由該物鏡和透明基板構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中，若用不同波長(zhǎng)的激光束會(huì)產(chǎn)生色像差。在此，所謂色像差，就是向物鏡照射波長(zhǎng)不同的激光束的情況下，對(duì)應(yīng)于各個(gè)激光束產(chǎn)生的球面像差的差。例如，向物鏡照射波長(zhǎng)655nm的激光束和波長(zhǎng)790nm的激光束時(shí)的色像差，就是向物鏡照射波長(zhǎng)655nm的激光束時(shí)產(chǎn)生的球面像差與向物鏡照射波長(zhǎng)790nm的激光束時(shí)產(chǎn)生的球面像差之差。本發(fā)明利用該色像差來降低由上述基板的厚度差異產(chǎn)生的球面像差。即，每個(gè)基板厚度不同的光盤使用不同波長(zhǎng)的激光束，用由激光束的波長(zhǎng)差異產(chǎn)生的色像差來抵消由基板的厚度不同而產(chǎn)生的球面像差，對(duì)于任何厚度的基板，綜合的像差都在容許范圍內(nèi)。
即，設(shè)厚度為t1的情況下的球面像差為SA(t1)，厚度為t2的情況下的球面像差為SA(t2)，此外，設(shè)對(duì)波長(zhǎng)λ1的激光束產(chǎn)生的球面像差為SA(λ1)，對(duì)波長(zhǎng)λ2的激光束產(chǎn)生的球面像差為SA(λ2)，因波長(zhǎng)不同而產(chǎn)生的色像差用上述球面像差的差(SA(λ2)-SA(λ1))表示。這時(shí)，本發(fā)明中，設(shè)計(jì)透鏡面成盡量使下面的數(shù)學(xué)公式成立。
公式2SA(t2)-SA(t1)＝-(SA(λ2)-SA(λ1))這樣，即使對(duì)任何基板厚度不同的光盤，使用與其基板厚度對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的激光束的情況下，都經(jīng)過該激光束的通過物鏡和基板的全部光線良好地聚焦在該基板的信息記錄面上的光路長(zhǎng)度。
而且，如后述的實(shí)施例中具體說明，此時(shí)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透鏡的透鏡面被分割成多個(gè)非球面，分割后的任一非球面都具有與各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的單一焦點(diǎn)，同時(shí)與上述各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)被設(shè)計(jì)成配置在各自不同的位置上。
現(xiàn)在，圖3中，對(duì)用物鏡1使激光束聚焦在基板2的信息記錄面2a上的情況進(jìn)行說明。在此，物鏡1的面A是光入射面，面B是光射出面，基板2的信息記錄面2a在與物鏡1側(cè)的相反側(cè)上。
設(shè)入射到物鏡1的激光束為平行光(因而，圖3示出的光學(xué)系統(tǒng)是所謂的無限光學(xué)系統(tǒng))，圖3模式地示出從物鏡1的光軸OA到通過與它垂直的方向距離(光線高度)h的位置P1的光線到達(dá)橫切光軸OA的點(diǎn)(聚焦點(diǎn))P5的光路。在此，設(shè)該光路中的對(duì)物鏡1的入射點(diǎn)為P2，從物鏡1出來的出射點(diǎn)為P3，對(duì)透明基板2的入射點(diǎn)為P4；點(diǎn)P1～入射點(diǎn)P2空間距離＝S1h折射率＝n1入射點(diǎn)P2～出射點(diǎn)P3空間距離＝S2h折射率＝n2出射點(diǎn)P3～入射點(diǎn)P4空間距離＝S3h折射率＝n3入射點(diǎn)P4～聚焦點(diǎn)P5空間距離＝S4h折射率＝n4從點(diǎn)P1到聚焦點(diǎn)P5的光路長(zhǎng)度為L(zhǎng)h，用公式公式3Lh＝n1×S1h+n2×S2h+n3×S3h+n4×S4h表示。再者，光軸OA上的光路長(zhǎng)度Lh是該公式3中的h＝0的情況。
該公式3是對(duì)任意的光線高度h的，在像差校正的情況下，各個(gè)光線高度h的聚焦點(diǎn)P5在各自容許范圍內(nèi)位于信息記錄面2a上。即，由于本發(fā)明對(duì)每個(gè)例如厚度不同的多個(gè)基板用不同波長(zhǎng)的激光束，因此色像差與球面像差相抵消，對(duì)各個(gè)光線高度h的聚焦點(diǎn)P5就在各自容許范圍內(nèi)位于信息記錄面2a上。
例如，用CD中的790nm的單色光(λ1)和DVD中的655nm的單色光(λ2)的情況下，在將這兩個(gè)波長(zhǎng)通用的區(qū)域定為分割成多個(gè)非球面部的透鏡面的方法中，使任意上述非球面部的光路長(zhǎng)度與另外非球面部的光路長(zhǎng)度相差大致成該各單色光的波長(zhǎng)λi的整數(shù)倍，并且設(shè)上述各非球面部中的上述各單色光的波面像差的最大值和最小值的差為ΔVd(λ1)和ΔVd(λ2)(d是1，2……的整數(shù)，表示各非球面部)時(shí)，使任何非球面部的各單色光的上述差的比都在0.4以上，2.5以下，最好為0.5以上，2.0以下，因此，作為透鏡整體，能確保兩個(gè)波長(zhǎng)的RMS波面像差在容許范圍內(nèi)。再者，在此所說的波面像差用公式4表示，設(shè)光線高度(h)在h＝0時(shí)的光路長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，各光線高度中的光路長(zhǎng)度為L(zhǎng)h，波面像差為Vh。
公式4Vh＝(Lh-L0)/λi圖10示出對(duì)比CD與DVD的波長(zhǎng)的透鏡的波面像差的模式圖，橫軸是光線高度，縱軸是波面像差，上側(cè)表示CD的各非球面部的波面像差，下側(cè)表示用上述公式求得的DVD的各非球面部的波面像差。例如，非球面部的第1區(qū)域中的其非球面部?jī)?nèi)的波面像差的最大值與最小值的差用ΔV1(λ1)和ΔV1(λ2)定義。本發(fā)明中，如后述的實(shí)施例說明的那樣，任何非球面部的各波長(zhǎng)的波面像差的最大值與最小值的差的比都在0.4以上，2.5以下。即，本發(fā)明任何波長(zhǎng)中各非球面部上的波面像差都具有一定的分布，這一點(diǎn)與以現(xiàn)有的一個(gè)波長(zhǎng)為基準(zhǔn)構(gòu)成透鏡面，僅利用其他波長(zhǎng)的相移進(jìn)行校正波面像差的方式不同。再者，雖然也依據(jù)分割的非球面數(shù)來作為上述整數(shù)倍，但最好取為0倍～±10倍，0倍～±5倍最好。
此外，本發(fā)明的多波長(zhǎng)用透鏡中，任何非球面部的各區(qū)域中的各波長(zhǎng)的上述波面像差的最大值與最小值的差也在0.14λi以下(例如，波長(zhǎng)是790nm的情況下為±110.6nm以下，波長(zhǎng)是655nm的情況下為±91.7nm以下)，最好在0.12λi以下，更好是0.10λi以下，因此對(duì)各波長(zhǎng)更能確保良好的光學(xué)特性。
另外，本發(fā)明中，由于在二波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)中使用各波長(zhǎng)的波面像差大致呈對(duì)稱形的多波長(zhǎng)用透鏡，因此，能取得二波長(zhǎng)的均衡，更能降低RMS波面像差。
再者，若從降低RMS波面像差的方面考慮，在CD的情況下，RMS波面像差僅由到圖10中光線高度1.58mm的DVD和CD的通用區(qū)域的波面像差決定，但DVD的情況下，在上述通用區(qū)域的外側(cè)有DVD專用區(qū)域(圖10中光線高度在1.58～2.02mm的范圍)，RMS(均方根)波面像差值由上述通用區(qū)域與上述DVD專用區(qū)域的波面像差求得。因此，DVD的情況下，即使上述通用區(qū)域的波面像差不太好，但對(duì)于DVD專用區(qū)域，若全部忽視CD而僅使DVD的波面像差好，就能把DVD的RMS波面像差充分降低到容許值內(nèi)。例如，在圖10的模式圖中，DVD和CD的通用區(qū)域中，DVD的波面像差是0～-0.106λ，CD的波面像差是0～+0.088，CD的波面像差小于DVD的波面像差。此外，DVD專用區(qū)域的波面像差是-0.052λ。其結(jié)果，作為RMS波面像差，DVD是0.0212λRMS，CD是0.0222λRMS，DVD和CD的RMS波面像差值大致相等。這樣，作為RMS波面像差，DVD和CD等于相同值的情況下，在DVD和CD通用區(qū)域中，CD的波面像差比DVD的波面像差好，對(duì)于DVD的RMS波面像差，用DVD的專用區(qū)域來補(bǔ)償通用區(qū)域上的劣化部分，這樣做比較有效。在想改變DVD與CD的RSM波面像差的比率時(shí)，同樣也可以考慮，對(duì)于DVD，即使通用區(qū)域的波面像差不太好，但可以用專用區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，即使對(duì)例如基板的厚度不同的任何光盤，都能在信息記錄面上形成良好的光斑。這樣，即使在不是盤基板的厚度不同，即，厚度相同而波長(zhǎng)不同的情況下，也能通過使上述聚焦點(diǎn)P5在各自容許范圍內(nèi)而應(yīng)用。此外，不限于光記錄媒體，在光通信等中，使不同波長(zhǎng)的激光束經(jīng)過同一透鏡或光學(xué)系統(tǒng)這樣的情況下也可以應(yīng)用。
下面，以透明基板的厚度不同的兩種光盤，即DVD和CD為例，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡是從制造上的難易程度出發(fā)，將由非晶質(zhì)聚烯構(gòu)成的樹脂注塑成形來制作的。第二實(shí)施例的透鏡是按玻璃的折射率設(shè)計(jì)的，在想用塑料樹脂作透鏡材料的情況下，可以按塑料樹脂的折射率進(jìn)行設(shè)計(jì)。
圖1是按照本發(fā)明的物鏡的第一實(shí)施例的工作簡(jiǎn)圖，其中圖1(a)是針對(duì)DVD的，圖1(b)是針對(duì)CD的。圖中，1是本實(shí)施例的物鏡，2是DVD的透明基板(以下稱為DVD基板)，3是CD的透明基板(以下稱為CD基板)，4和5是激光束。
首先，圖1(a)中，物鏡1設(shè)置在圖中沒有示出的光盤裝置的光傳感頭上。然后，在該光盤裝置中裝進(jìn)DVD，由物鏡1聚焦作為平行光射入的激光束4進(jìn)行錄放。在此，DVD基板2的厚度t1是0.6mm，作為這時(shí)的激光束4，用波長(zhǎng)λ1＝655nm的激光束作為數(shù)值孔徑NA＝0.63的光束。在這樣的條件下，該激光束被聚焦在位于與DVD基板2的物鏡1側(cè)相對(duì)側(cè)的面的信息記錄面2a上。
圖1(b)示出在與上述相同的光盤裝置中裝進(jìn)CD，用相同物鏡1進(jìn)行錄放的情況。在此，CD基板3的厚度t2是1.2mm，作為這時(shí)的激光束5用波長(zhǎng)λ2＝790nm的激光束作大致數(shù)值孔徑NA＝0.63的光束，但實(shí)質(zhì)上，數(shù)值孔徑NA＝0.47的光束在CD基板3的信息記錄面3a上聚焦，經(jīng)過用剖面線示出的大致NA＝0.47～0.63的物鏡1的遠(yuǎn)離光軸OA的部分的光束不聚焦在該信息記錄面3a上。這樣，數(shù)值孔徑NA大致到0.47的上述的透鏡區(qū)域就成為DVD和CD的通用區(qū)域。
這樣，該第一實(shí)施例中，雖然能對(duì)DVD與CD同時(shí)良好地降低像差，在信息記錄面2a和3a上得到良好的光斑，但因此，設(shè)定物鏡1的透鏡面形狀，以使對(duì)任意光線高度h的上述公式3示出的光路長(zhǎng)度Lh成為使DVD和CD兩者同時(shí)把像差降低在容許值內(nèi)。下面，用圖2對(duì)該透鏡面形狀的一個(gè)具體例進(jìn)行說明。
圖2中，關(guān)于物鏡1的光射出面B，設(shè)光線高度h的點(diǎn)為c，從該點(diǎn)c到與光軸OA平行方向上的光射出面B上的點(diǎn)為d，該光射出面B的面形狀用對(duì)任意光線高度h的點(diǎn)c與d間的距離ZB表示。
公式5ZB=ch21+1-(K+1)c2·h2+A4·h4+A6·h6+A8·h8+A10·h10]]>其中，C＝-0.12301 K＝3.312138 A4＝0.01628151A6＝-0.004311717A8＝0.000682316 A10＝-0.00004157469公式5中，代入上述系數(shù)C，K，A4，A6，A8，A10的值，求出對(duì)任意光線高度h(≠0)的距離ZB，其值等于負(fù)值，但它示出光射出面B上的點(diǎn)d位于使點(diǎn)c在該光射出面B的光軸OA經(jīng)過的面頂點(diǎn)e的射出面?zhèn)?圖2中的左側(cè))。距離ZB是正值時(shí)表示位于相反的右側(cè)。
下面，關(guān)于物鏡1的光入射面A，設(shè)光線高度h的點(diǎn)為a，從該點(diǎn)a到與光軸OA平行的方向上的光入射面A面上的點(diǎn)為b，光入射面A的面形狀設(shè)定成光線高度h(mm)與對(duì)該光線高度h的點(diǎn)a和b間的距離ZA(mm)有下表1示出的關(guān)系的透鏡面形狀。
表1


物鏡1的用上述公式5表示的光射出面B，和用上述表1的點(diǎn)列數(shù)據(jù)表示的光入射面A都形成連續(xù)的非球面。此外，物鏡1的光軸上的面頂點(diǎn)f和e間的距離，即中心厚度t0是2.2mm，波長(zhǎng)λ1＝655nm(DVD)下的折射率n是1.54014，波長(zhǎng)λ2＝790nm(CD)下的折射率n是1.5365。
(i)在此，作為用于評(píng)估像差的上述像差容許值，對(duì)于向物鏡1射入的激光束在入射角是0°的情況下(即，與光軸OA平行的平行光)，規(guī)定DVD(波長(zhǎng)λ1＝655nm)與CD(波長(zhǎng)λ2＝790nm)的RMS波面像差同時(shí)為0.035λ，最好是0.033λ，更好是0.030λ。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，為了使DVD和CD的波面像差等于該容許值以下，將光射出面B和光入射面A設(shè)定成上述的面形狀。
本發(fā)明的第一實(shí)施例中，示出了用兩種不同波長(zhǎng)λ1和λ2的情況，但一般地，用n種(其中n是2以上的整數(shù))不同波長(zhǎng)λi(其中i＝1，2，¨¨，n)的情況也一樣。
(ii)此外，對(duì)于象這樣用n種波長(zhǎng)λi的情況，若將這些波長(zhǎng)λi的入射激光束的入射角是0°時(shí)的各個(gè)RMS波面像差設(shè)為Wi·λi，則這些像差滿足公式6，公式6(ΣWi2)/i≤W0]]>(其中，設(shè)第i個(gè)光束的波長(zhǎng)為λi(i＝1，2，¨¨)，全部波長(zhǎng)的各個(gè)RMS波面像差的平方和是∑Wi2，波長(zhǎng)λi光束的RMS波面像差為Wi·λi)作為這時(shí)的容許值W0，規(guī)定為0.028，最好是0.026，更好是0.025，0.023更好。上述第一實(shí)施例中，設(shè)DVD的RMS波面像差為W1，CD的RMS波面像差為W2，并且i＝1，2，上述公式6就變?yōu)?b>公式7(W12+W22)/2≤W0]]>(iii)或者，用不同的n種波長(zhǎng)λi的激光束的情況下，在各個(gè)波長(zhǎng)λi中，設(shè)最大的RMS波面像差為Wmax，最小的RMS波面像差為Wmix，則1≤Wmax/Wmin＜Wth作為這時(shí)的容許值Wth，取為1.8，最好是1.6，更好是1.4。在上述第一實(shí)施例的情況下，DVD的RMS波面像差W1與CD的RMS波面像差W2中的某一個(gè)是最大的RMS波面像差Wmax，另一個(gè)就是最小的RMS波面像差Wmin。
圖4示出該第一實(shí)施例中的RMS波面像差的計(jì)算結(jié)果，橫軸取像高(mm)，縱軸取RMS波面像差。
圖4(a)示出對(duì)DVD(波長(zhǎng)λ1＝655nm)的RMS波面像差，在像高＝0mm時(shí)，RMS波面像差＝0.02130λ1。此外，圖4(b)示出對(duì)CD(波長(zhǎng)λ2＝790nm)的RMS波面像差，像高＝0mm時(shí)，RMS波面像差＝0.02410λ2。
為了評(píng)估該數(shù)值，若插入到上述各條件式中，
(i)首先，對(duì)于DVD和CD，RMS波面像差是0.02130λ和0.02410λ，上述的容許值是0.035λ，最好是0.033λ，最好是0.030λ，DVD和CD的RMS波面像差比上述的容許值小。
(ii)對(duì)于DVD和CD，根據(jù)上述公式7，則公式8(W12+W22)/2=(0.021302+0.024102)/2=0.0227]]>上述容許值是0.028，最好是0.026，更好是0.025，0.023為最好，因此其值在上述容許值以下。
(iii)對(duì)于DVD和CD，Wmax/Wmin為Wmax/Wmin＝0.02410/0.02130＝1.1315上述容許值是1.8，最好是1.6，更好是1.4，因此在上述容許值以下。
圖5是用具有上述公式5所示的面形狀的光射出面B和上述表1所示的面形狀的入射面A的物鏡1的DVD和CD的信息記錄面上的光斑的計(jì)算結(jié)果圖，橫軸是用距離(mm)表示以信息記錄面上的光軸為基準(zhǔn)點(diǎn)的光軸上垂直方向的位置，縱軸表示將該基準(zhǔn)點(diǎn)(＝0mm)上的光強(qiáng)度設(shè)為1時(shí)的各位置的相對(duì)光強(qiáng)度。
圖5(a)示出對(duì)DVD的光斑，相對(duì)光強(qiáng)度等于1/e2(＝13.5％)的光斑直徑φD是0.85μm。圖5(b)示出對(duì)CD的光斑，相對(duì)光強(qiáng)度等于1/e2的光斑直徑φC是1.37μm。這樣，能同時(shí)對(duì)DVD和CD在信息記錄面上得到良好的光斑。
下面，說明按照本發(fā)明的物鏡的第二實(shí)施例。
該第二實(shí)施例的基本構(gòu)成與上述第一實(shí)施例相同，但將光入射面A在半徑方向上劃分成多個(gè)區(qū)間，設(shè)定各個(gè)區(qū)間的面形狀，以使能同時(shí)對(duì)DVD和CD把像差良好地降低到容許值內(nèi)。
用圖2對(duì)該第二實(shí)施例的光入射面A的面形狀進(jìn)行說明。在此，將從該光入射面A的光線高度h方向(半徑方向)的光軸OA側(cè)到第j個(gè)區(qū)間上的點(diǎn)a和b間的距離用下面的函數(shù)ZAJ表示，即用公式9表示。
公式9

ZAJ=B+ch21+1-(K+1)c2·h2+A4·h4+A6·h6+A8·h8]]>+A10·h10+A12·h12+A14·h14+A16·h16]]>再有，公式9中的光線高度h是第j個(gè)區(qū)間上的光線高度。
每個(gè)用于DVD和CD同時(shí)良好地把像差降低到容許值內(nèi)的公式9中的區(qū)間，其范圍(h的范圍)和各常數(shù)B，C，K，A4，A6，A8，A10，A12，A14，A16如下表2所示。
表2



此外，該第二實(shí)施例中的光射出面B的面形狀ZB用下面公式10表示。
公式10

ZB=ch21+1-(K+1)c2·h2+A4·h4+A6·h6+A8·h8+A10·h10]]>其中，C＝-0.0747792 K＝15.7398 A4＝0.012308A6＝-0.0037652A8＝0.00068571A10＝-0.000048284此外，物鏡1的光軸上的面頂點(diǎn)f和e間的距離，即中心厚度t0是2.2mm，波長(zhǎng)λ1＝655nm(DVD)下的折射率n是1.604194，波長(zhǎng)λ2＝790nm(CD)下的折射率n是1.599906。
在此，作為用于評(píng)估像差的上述像差的容許值，與上述第一實(shí)施例相同。
圖6示出該第二實(shí)施例中的RMS波面像差的計(jì)算結(jié)果，橫軸和縱軸表示的與圖4一樣。
圖6(a)示出對(duì)DVD(波長(zhǎng)λ1＝655nm)的RMS波面像差，在像高＝0mm時(shí)，RMS波面像差＝0.01945λ1。圖6(b)示出對(duì)CD(波長(zhǎng)λ2＝790nm)的RMS波面像差，像高＝0mm時(shí)，RMS波面像差＝0.02525λ2。
利用所計(jì)算的圖11中上述透鏡的通用區(qū)域的波面像差的結(jié)果，用表3示出各非球面部中的波面像差的差及其比值。
表3


如表3所示，790nm和655nm的通用區(qū)域中，各波面像差的差的比ΔVd(λ790)/ΔVd(λ655)進(jìn)入1.00～1.04間。此外，ΔVd(λ655)/ΔVd(λ790)進(jìn)入0.96～1.00間。其各區(qū)域的波面像差自身兩波長(zhǎng)也在0.14λ以下。此外，該透鏡中，波面像差出現(xiàn)在790nm波長(zhǎng)中的+側(cè)，655nm波長(zhǎng)中的一側(cè)，兩波面像差大致呈對(duì)稱。
再有，在中心分割光軸的鄰接的各非球面部上產(chǎn)生光路長(zhǎng)度的差，但該差被設(shè)計(jì)成與各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的大致成整數(shù)倍，此外，本實(shí)施例中，由偶數(shù)分割的非球面部構(gòu)成。
為了評(píng)估該數(shù)值，與第一實(shí)施例一樣，若插入到上述各條件式中，(i)首先，對(duì)于DVD和CD，RMS波面像差是0.01945λ1和0.02525λ2，上述的容許值是0.035λ，最好是0.033λ，最好是0.030λ，DVD和CD的RMS波面像差比上述的容許值小。
(ii)關(guān)于DVD和CD，根據(jù)上述公式7，因?yàn)槭?b>公式11(W12+W22)/2=(0.019452+0.025252)/2=0.02254]]>上述容許值是0.028，最好是0.026，更好是0.025，0.023為最好，因此其值在上述容許值以下。
(iii)關(guān)于DVD和CD，Wmax/Wmin為Wmax/Wmin＝0.02525/0.02130＝1.298上述容許值是1.8，最好是1.6，更好是1.4，因此其值在上述容許值以下。
圖7是示出用具有上述公式10示出的面形狀的光射出面B和上述公式9和上述表2示出的面形狀的入射面A的物鏡1的DVD和CD的信息記錄面上的光斑的計(jì)算結(jié)果的圖，橫軸和縱軸表示的與圖5相同。
圖7(a)示出對(duì)DVD的光斑，相對(duì)光強(qiáng)度等于1/e2(＝13.5％)的光斑直徑φD是0.89μm。圖7(b)示出對(duì)CD的光斑，相對(duì)光強(qiáng)度等于1/e2的光斑直徑φC是1.30μm。這樣，能同時(shí)對(duì)DVD與CD在信息記錄面上得到良好的光斑。
再有，本第二實(shí)施例中，上述表3中的上述比是0.96～1.04，作為RMS波面像差，DVD是0.01945λ1，CD是0.02525λ2，但如上述圖10的說明所述，若使通用區(qū)域中的DVD的波面像差再稍稍劣化，使CD波面像差良好，作為RMS波面像差，也就能同時(shí)使DVD和CD為0.022～0.023λ范圍的同等的RMS波面像差。
作為一例，列舉現(xiàn)有的日本公開專利特開2001-51192號(hào)公報(bào)中記載的DVD和CD的RMS波面像差的兩個(gè)例子，例1)DVD0.001λ1CD0.047λ2例2)DVD0.019λ1CD0.037λ2
其中，λ1＝640nm λ2＝780nm即使任何一個(gè)例子中，對(duì)于CD，都超過上述容許值0.035λ。
此外，用公報(bào)記載的透鏡數(shù)據(jù)計(jì)算該例2)的透鏡的各波長(zhǎng)中的波面像差所求得的值，如下表4和圖12所示，其比在0.03～33.44，在本發(fā)明的范圍之外，因此偏離兩者的均衡狀態(tài)。再者，DVD方面的波面像差在0.14λ以下，但CD方面的波面像差變大，透鏡整體的RMS波面像差也就變大了。
表4


此外，公式12的這些值公式12(W12+W22)/2]]>分別為0.0332和0.0294，上述容許值是0.028，最好是0.026，更好是0.025，更好是0.023，哪一個(gè)都超過了上述容許值，再者，這些Wmax/Wmin也分別為47和1.847，上述容許值是1.8，最好是1.6，更好是1.4，哪一個(gè)都超過上述容許值。
這樣，上述第一和第二實(shí)施例都能把像差抑制在上述容許值內(nèi)，但是，這就要設(shè)計(jì)透鏡面形狀，使像差利用由基板厚度的差產(chǎn)生的球面像差與色像差相抵消，而歸到該容許值內(nèi)。對(duì)此，現(xiàn)有的日本公開專利特開2001-51192號(hào)公報(bào)中，利用僅將入射激光束進(jìn)行相移DVD激光束的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，從而實(shí)現(xiàn)CD的像差降低，因此，對(duì)于任一個(gè)波長(zhǎng)，能充分小地抑制像差，但對(duì)于全部波長(zhǎng)，就不能同時(shí)使像差歸到如上所述小的容許值內(nèi)。
以上實(shí)施例中，DVD和CD中因基板厚度分別為0.6mm和1.2mm的不同產(chǎn)生的球面像差，利用因655nm和790nm的波長(zhǎng)差產(chǎn)生的色像差進(jìn)行抵消，綜合的像差就降低，但從圖5和圖7示出的光斑及圖4和圖6示出的波面像差的圖表可知。此外，以上實(shí)施例中，物鏡1的光入射面A的面形狀由上述表1示出的點(diǎn)列數(shù)據(jù)和公式9及表2給定，光射出面B的面形狀由上述公式5和公式10中示出的非球面公式給定，因此不用現(xiàn)有實(shí)施例那樣的衍射透鏡結(jié)構(gòu)，此外，對(duì)記錄或播放必要的數(shù)值孔徑(NA)能聚焦大致全部光束，因此能得到高光利用效率。
再有，以上實(shí)施例中，如圖1所示，大致從數(shù)值孔徑NA＝0.47到數(shù)值孔徑NA＝0.63的物鏡1的外側(cè)區(qū)域僅用于DVD，CD上不使用，因此，實(shí)施對(duì)該外側(cè)區(qū)域上的光入射面A和光射出面B中任一方或兩方透射DVD時(shí)的波長(zhǎng)655nm光，不透射CD時(shí)的波長(zhǎng)790nm的光的薄膜處理，或者，也可以形成衍射光柵，對(duì)該外側(cè)區(qū)域上的光入射面A和光射出面B中任一方或兩方二波長(zhǎng)655nm的光不作用，但作用于波長(zhǎng)790nm的光，不喪失波長(zhǎng)655nm的光利用效率，而喪失二波長(zhǎng)790nm的光利用效率。
即，通過以上實(shí)施例，在不同的數(shù)值孔徑的系統(tǒng)中通用時(shí)，在不能設(shè)定與數(shù)值孔徑對(duì)應(yīng)的光圈的情況下，在數(shù)值孔徑小的光學(xué)系統(tǒng)中，就收容多余光束，因此，與數(shù)值孔徑大的光學(xué)系統(tǒng)一致，經(jīng)過已設(shè)計(jì)的透鏡外側(cè)區(qū)域部分的光最好不能對(duì)數(shù)值孔徑小的光學(xué)系統(tǒng)造成影響。例如，為了使通過了透鏡外側(cè)區(qū)域的光不在盤面上聚焦，橫向像差量最好在0.015mm以上。
此外，以上實(shí)施例中，以DVD和CD的兩種光盤為例，但本發(fā)明不限于此，也可以是除此之外的種類不同的光盤，此外，對(duì)于基板厚度不同的3種以上的光盤也能應(yīng)用，可以使每個(gè)使用的激光束的波長(zhǎng)分別不同，與此對(duì)應(yīng)，為使色像差抵消波面像差而設(shè)定透鏡面形狀。
此外，即使基板厚度相同，由于使用的波長(zhǎng)不同，因此現(xiàn)有的通常的透鏡上產(chǎn)生了大的像差的情況下，也能應(yīng)用本發(fā)明降低像差。
圖8是示出用按照本發(fā)明的物鏡的光傳感頭的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，11是DVD激光器，12是CD激光器，13和14是半棱鏡，15是準(zhǔn)直透鏡，16是檢測(cè)透鏡，17是光檢測(cè)器，18是衍射光柵，19是致動(dòng)器，與圖1對(duì)應(yīng)的部分使用相同的符號(hào)。
圖中，記錄或播放DVD盤2時(shí)，驅(qū)動(dòng)DVD激光器11。從DVD激光器11產(chǎn)生的波長(zhǎng)655nm的激光束用半棱鏡13反射，透射半棱鏡14，射入準(zhǔn)直透鏡15。經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡15變?yōu)槠叫泄獾募す馐涞轿镧R1聚焦，在DVD盤2的信息記錄面上形成光斑。然后，用DVD盤2反射的反射光由物鏡1變?yōu)槠叫泄猓淙氲綔?zhǔn)直透鏡15。準(zhǔn)直透鏡15使該平行光成為會(huì)聚光，該會(huì)聚光透射半棱鏡14和13，經(jīng)過檢測(cè)透鏡16，到達(dá)光檢測(cè)器17。光檢測(cè)器17的檢測(cè)輸出信號(hào)被送到信號(hào)處理電路(圖中沒有示出)，得到信息錄放信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)及跟蹤誤差信號(hào)。圖中沒有示出的系統(tǒng)控制電路基于聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路(圖中沒有示出)，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器19，以使物鏡1位于最佳的聚焦位置和跟蹤位置上。
在記錄或播放CD盤3時(shí)，驅(qū)動(dòng)CD激光器12。從CD激光器12產(chǎn)生的波長(zhǎng)790nm的激光束經(jīng)過衍射光柵18，用半棱鏡14反射，射入到準(zhǔn)直透鏡15。經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡15變?yōu)槠叫泄獾募す馐涞轿镧R1聚焦，在CD盤3的信息記錄面上形成光斑。然后，由CD盤3反射的反射光由物鏡1變?yōu)槠叫泄?，射入到?zhǔn)直透鏡15。準(zhǔn)直透鏡15使該平行光成為會(huì)聚光，該會(huì)聚光透射半棱鏡14和13，經(jīng)過檢測(cè)透鏡16，到達(dá)光檢測(cè)器17。光檢測(cè)器17的檢測(cè)輸出信號(hào)被送到圖中沒有示出的信號(hào)處理電路，得到信息錄放信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)及跟蹤誤差信號(hào)。
再有，CD盤3情況下，由衍射光柵18分支來自CD激光器12的激光束成0次光和±1次光，由這些±1次光得到跟蹤誤差信號(hào)。
利用這樣得到的跟蹤誤差信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)，與DVD盤2同樣，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器19，以使物鏡1位于最佳的聚焦位置和跟蹤位置上。
本發(fā)明中，取代物鏡1，對(duì)準(zhǔn)直透鏡15或半棱鏡14等兩盤通用的光學(xué)系統(tǒng)，也能光學(xué)設(shè)計(jì)出具有與本發(fā)明的物鏡相同的功能。此外，圖中沒有示出，但也可以將具有與本發(fā)明的物鏡相同功能的其他的光學(xué)元件配置在從半棱鏡14到盤2或盤3的光路上。
再有，不一定必須要準(zhǔn)直透鏡15，只要是所謂有限系的光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明都能適用。
圖9是示出用按照本發(fā)明的物鏡的光盤裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，20是致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路，21是信號(hào)處理電路，22是激光器驅(qū)動(dòng)電路，23是系統(tǒng)控制電路，24是盤判別裝置，與圖8對(duì)應(yīng)部分用同一符號(hào)。
該圖中，對(duì)于光拾波裝置部分，與圖8示出的結(jié)構(gòu)相同。
首先，由盤判別裝置24判別裝進(jìn)的盤的種類。作為該盤判別方法，可以考慮用光學(xué)的或機(jī)械的方法檢測(cè)盤基板的厚度的方法、檢測(cè)賦予記錄在盤或盤的卡盤上的識(shí)別標(biāo)記的方法等?；蛘?，也可以是假定盤的厚度和種類，播放盤的信號(hào)，若得不到正常的信號(hào)，就判斷是另外的厚度和種類的盤的方法。盤判別結(jié)果被從盤判別裝置24傳達(dá)到系統(tǒng)控制電路23。
在判別為是DVD盤的情況下，由系統(tǒng)控制電路23對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路22傳達(dá)使DVD激光器11啟動(dòng)的信號(hào)，由激光器驅(qū)動(dòng)電路22啟動(dòng)DVD激光器11。這樣，在光傳感頭中，與圖8示出的實(shí)施方式同樣的二波長(zhǎng)655nm的激光束到達(dá)光檢測(cè)器17。來自該光檢測(cè)器17的檢測(cè)信號(hào)被送到信號(hào)處理電路21，生成信息錄放信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)及跟蹤誤差信號(hào)，被送到系統(tǒng)控制電路23。系統(tǒng)控制電路23中，基于這些聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)，控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路20，基于該控制，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路20驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器19，使物鏡1向聚焦方向和跟蹤方向移動(dòng)，利用所謂伺服電路的運(yùn)作，正常地進(jìn)行聚焦控制和跟蹤控制，為了使物鏡1位于對(duì)盤2的正確位置上，上述各電路和致動(dòng)器19動(dòng)作，其結(jié)果，能良好地得到信息錄放信號(hào)。
在判別為裝進(jìn)的盤是CD盤3的情況下，系統(tǒng)控制電路23對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路22傳達(dá)使CD激光器12啟動(dòng)的信號(hào)。這樣，從CD激光器12產(chǎn)生波長(zhǎng)790nm的激光束。這以后的工作與圖8中的光傳感頭的情況相同，該激光束到達(dá)光檢測(cè)器17，與上述的DVD盤2的情況相同，各電路和致動(dòng)器19動(dòng)作，進(jìn)行伺服操作，良好地得到信息錄放信號(hào)。
如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)透明基板厚度不同的2種以上的光盤，不用衍射透鏡結(jié)構(gòu)，而能利用折射作用按記錄或播放必要的數(shù)值孔徑(NA)，將全部光束可及地具有少量像差地聚焦在期望的位置上，能進(jìn)一步提高光利用效率。此外，從上述說明可以知道，本發(fā)明在用多個(gè)單色光的多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)中，分割的任何一個(gè)非球面部都具有與各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的單一焦點(diǎn)，同時(shí)與上述各單色光的固有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)能分別配置在不同的位置上，在光通信等中的光學(xué)系統(tǒng)中也能夠應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種物鏡，具有正折射能力，對(duì)透明基板厚度不同的多種光記錄媒體的每一種記錄媒體通過該透明基板射入不同波長(zhǎng)的單色光光束，把光束聚焦在該光記錄媒體的該透明基板上設(shè)置的信息記錄面上；其特征在于使光束聚焦在不同的多種光記錄媒體的信息記錄面上的不同波長(zhǎng)的光束通過的透鏡面區(qū)域，從光軸至半徑方向被區(qū)分為多個(gè)區(qū)間，該區(qū)間被分別設(shè)定為因?yàn)樵摴馐ㄩL(zhǎng)λ的差異產(chǎn)生的色像差與因?yàn)樵摴庥涗浢襟w的透明基板的厚度差異產(chǎn)生的球面像差相互抵消的非球面的透鏡面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡，其特征在于該非球面為對(duì)于任何種類的光記錄媒體，都能夠使相應(yīng)的光束在滿足RMS波面像差在0.035λ以下的條件下聚焦的、該色像差與該球面像差相互抵消的透鏡面形狀。
全文摘要
本發(fā)明是使用多種單色光的多波長(zhǎng)用光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)透明基板厚度不同的多種光記錄媒體，能以高的光利用效率使光束聚焦在信息記錄面上。在光盤裝置中裝進(jìn)DVD基板2的厚度t
文檔編號(hào)G11B7/1374GK1896772SQ20061010178
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者杉靖幸, 丸山竹介 申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社