專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備及其物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種物鏡，它安裝于一種使用多種不同波長(zhǎng)光束的設(shè)備，例如向記錄數(shù)據(jù)密度不同的多種光盤(pán)記錄數(shù)據(jù)和/或自記錄數(shù)據(jù)密度不同的多種光盤(pán)上再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)存的多種光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)(如CD，DVD等)在數(shù)據(jù)密度、保護(hù)層厚度等方面均有所不同。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)的光盤(pán)(HD DVD(高解析DVD)，BD(藍(lán)光光盤(pán))等)具備比DVD更高的數(shù)據(jù)密度，它們也將在近期完成實(shí)際應(yīng)用階段，從而實(shí)現(xiàn)更高的信息存儲(chǔ)容量。這種新標(biāo)準(zhǔn)的光盤(pán)的保護(hù)層厚度與DVD標(biāo)準(zhǔn)相比基本相同或者略小。由于用戶要面對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)的光盤(pán)，基于對(duì)用戶使用方便性的考慮，近期的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備(更確切的說(shuō)是設(shè)備上使用的物鏡)需要對(duì)于以上三種光盤(pán)具有兼容性。附帶說(shuō)明，在此說(shuō)明書(shū)中，“光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備”包括可同時(shí)再現(xiàn)信息和記錄信息的設(shè)備，僅再現(xiàn)信息設(shè)備和僅記錄信息的設(shè)備。上述“兼容性”指光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備確保在再現(xiàn)信息和/或記錄信息時(shí)，即便切換所使用光盤(pán)也無(wú)需更換組件。
為了提供一種對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)的光盤(pán)具備兼容性的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備，設(shè)備必須能夠產(chǎn)生合適的光斑，通過(guò)調(diào)整用于再現(xiàn)/寄存信息的光束的NA(數(shù)值孔徑)使其適合具有特定數(shù)據(jù)密度的新光盤(pán)(從一種光盤(pán)切換到不同標(biāo)準(zhǔn)的新光盤(pán))，同時(shí)校準(zhǔn)由不同的保護(hù)層厚度所帶來(lái)的球面像差。由于光斑直徑通常會(huì)隨著光束波長(zhǎng)的減小而變小，因此光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備根據(jù)光盤(pán)的不同的數(shù)據(jù)密度，有選擇的使用具有不同波長(zhǎng)的多束激光光束。比如，對(duì)DVD使用波長(zhǎng)大約為660nm(比CD使用的波長(zhǎng)約為790nm的激光波長(zhǎng)更短)的激光束。對(duì)于前面提到過(guò)的新標(biāo)準(zhǔn)光盤(pán)，使用比DVD使用的波長(zhǎng)更短的激光束(比如，所謂的“藍(lán)激光”，波長(zhǎng)約為408nm)，以便于處理超高的數(shù)據(jù)密度。
為了向多種光盤(pán)中的每一種上的記錄面會(huì)聚光束，提出了一種將物鏡配置成在其某一表面上具有環(huán)形區(qū)域結(jié)構(gòu)并包括環(huán)狀微型階梯(step)的技術(shù)。按照該技術(shù)，具有不同波長(zhǎng)的光束可以合適的分別會(huì)聚到多種光盤(pán)的記錄面上。
在日本專(zhuān)利臨時(shí)公開(kāi)No.2004-247025(以下稱(chēng)作JP2004-247025A)中已經(jīng)揭示了一種具有三種光盤(pán)兼容性的物鏡，例如兼容CD、DVD和HD DVD。
在JP2004-247025A揭示的光拾取器中，由于使用三種具有不同波長(zhǎng)的準(zhǔn)直光束，物鏡對(duì)三種不同數(shù)據(jù)密度的光盤(pán)具有兼容性并且具有校正球面像差的功能。
然而，JP2004-247025A中所揭示的光拾取器有一個(gè)不足，產(chǎn)生的非期望衍射級(jí)的光實(shí)際上與用于信息記錄和信息再現(xiàn)的正常衍射級(jí)數(shù)的光具備相同的量。由于此原因，需要一種在保持向多種光盤(pán)精確地記錄信息和/或從多種光盤(pán)再現(xiàn)信息的功能的同時(shí)，能夠使光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備可以精確地執(zhí)行信息記錄和信息再現(xiàn)的物鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，能夠提供一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備(它通過(guò)選擇使用具有不同波長(zhǎng)的多種光束，在三種不同標(biāo)準(zhǔn)的光盤(pán)上執(zhí)行信息記錄或再現(xiàn))的物鏡，它能夠在每種光盤(pán)的記錄面上形成所需的光斑，不依賴于使用三種光盤(pán)中的某種而減小各種像差(比如球面像差)，能夠不依賴于使用三種光盤(pán)中的某種，而實(shí)現(xiàn)高精確率的信息記錄/再現(xiàn)，同時(shí)保證高的衍射效率。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備中的物鏡，通過(guò)選擇使用包括第一、第二和第三光束的三種類(lèi)型光束中的一種，向包括具有最高記錄密度的第一光盤(pán)、具有次高記錄密度的第二光盤(pán)和具有最低記錄密度的第三光盤(pán)的三種類(lèi)型光盤(pán)記錄信息和/或再現(xiàn)信息。在此配置中，當(dāng)?shù)谝坏降谌馐牟ㄩL(zhǎng)分別表示為λ1(nm)、λ2(nm)和λ3(nm)時(shí)，滿足λ1＜λ2＜λ3。當(dāng)需要使用第一光束的第一光盤(pán)保護(hù)層厚度為表示為t1(mm)，需要使用第二光束的第二光盤(pán)保護(hù)層厚度為表示為t2(mm)，需要使用第三光束的第三光盤(pán)保護(hù)層厚度為表示為t3(mm)時(shí)，滿足t1≤t2＜t3。當(dāng)向第一光盤(pán)記錄信息或自第一光盤(pán)再現(xiàn)信息所必需的數(shù)值孔徑表示為NA1，向第二光盤(pán)記錄信息或自第二光盤(pán)再現(xiàn)信息所必需的數(shù)值孔徑表示為NA2，向第三光盤(pán)記錄信息或自第三光盤(pán)再現(xiàn)信息所必需的數(shù)值孔徑表示為NA3時(shí)，滿足關(guān)系NA1＞NA3并且NA2＞NA3。
進(jìn)一步說(shuō)，物鏡包括由不同材料制成并且在膠合面膠合在一起的第一光學(xué)部件和第二光學(xué)部件。膠合面上包括第一相移結(jié)構(gòu)，其具備多個(gè)與物鏡光軸同心的折射面區(qū)域。該第一相移結(jié)構(gòu)滿足條件(1)和(2)0.85＜Φ2/Φ1＜1.15 .....(1)0.10＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50 .....(2)其中，Φ1＝m(λ1)×(λ1/(n2(λ1)-n1(λ1)))，Φ2＝m(λ2)×(λ2/(n2(λ2)-n1(λ2)))，Φ3＝m(λ3)×(λ3/(n2(λ3)-n1(λ3)))，m(λ1)，m(λ2)，和m(λ3)是分別使第一到第三光束衍射效率最大化的衍射級(jí)數(shù)，n1(λ1)，n1(λ2)和n1(λ3)分別是第一光學(xué)部件的折射率，n2(λ1)，n2(λ2)，和n2(λ3)分別是第二光學(xué)部件的折射率。
即使第一到第三光束作為充分準(zhǔn)直的光束分別入射到物鏡上，通過(guò)設(shè)置物鏡使其滿足上述條件(1)和(2)，可以對(duì)三種類(lèi)型光盤(pán)中的每一種合適的校正球面像差。
在至少一個(gè)方面，第一相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(3)和(4)1.00≤Φ2/Φ1＜1.15.....(3)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50.....(4)。
在至少一個(gè)方面，相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(5)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.40.....(5)。
在至少一個(gè)方面，第一相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(6)和(7)0.85＜Φ2/Φ1＜1.00.....(6)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.35.....(7)。
在至少一個(gè)方面，物鏡包括除卻膠合面外的兩個(gè)面，并且兩個(gè)面中的一個(gè)包括第二相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。這樣，在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，可以設(shè)置第二相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束完全等于2λ1的附加光程長(zhǎng)度。
在至少一個(gè)方面，物鏡包括除卻膠合面外的兩個(gè)面，并且兩個(gè)面中的一個(gè)包括第二相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。這樣，在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，可以設(shè)置第二相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束完全等于10λ1的附加光程長(zhǎng)度。
在至少一個(gè)方面，在膠合面上的包括光軸的第一區(qū)域形成第一相移結(jié)構(gòu)。這樣，將第一區(qū)域設(shè)置為至少將第三光束會(huì)聚到第三光盤(pán)的記錄面上。
在至少一個(gè)方面，膠合面在第一區(qū)域之外有第二區(qū)域。這樣，將第二區(qū)域制成具有將第一和第二光束分別會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)的記錄面，而不對(duì)第三光束的會(huì)聚起作用的功能的折射面。
在至少一個(gè)方面，膠合面在第一區(qū)域之外有第二區(qū)域。這樣，第二區(qū)域被制成將第一和第二光束分別會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)的記錄面，而不對(duì)第三光束的會(huì)聚起作用。這樣，第二區(qū)域可以包括第三相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。
在至少一個(gè)方面，在物鏡的兩個(gè)面中的一個(gè)面上的第三區(qū)域形成第二相移結(jié)構(gòu)。這樣，第三區(qū)域被制成至少將第三光束的會(huì)聚到第三光盤(pán)的記錄面上。
在至少一個(gè)方面，除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)包括在第三區(qū)域范圍以外的第四區(qū)域，第四區(qū)域包括具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域的第四相移結(jié)構(gòu)。這樣，在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，可以設(shè)置第四相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束完全等于3λ1的附加光程長(zhǎng)度。
在至少一個(gè)方面，除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)包括第三區(qū)域以外的第四區(qū)域，第四區(qū)域包括第四相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。這樣，在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，可以設(shè)置第四相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束完全等于5λ1的附加光程長(zhǎng)度。
在至少一個(gè)方面，物鏡滿足條件(8)f1×NA1＞f2×NA2.....(8)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)確定的焦距。在此情況下，膠合面包括在第二區(qū)域之外的第五區(qū)域，該區(qū)域被設(shè)置成僅將第一光束會(huì)聚到第一光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第二和第三光束的會(huì)聚不起作用。
在至少一個(gè)方面，物鏡滿足條件(9)f1×NA1＜f2×NA2.....(9)其中，膠合面包括在第二區(qū)域之外的第五區(qū)域，該區(qū)域被設(shè)置成僅將第二光束會(huì)聚到第二光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第一和第三光束的會(huì)聚不起作用。
在至少一個(gè)方面，第五區(qū)域包括第五相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。這樣，第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成使得相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第二區(qū)域帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
在至少一個(gè)方面，第五區(qū)域包括第五相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。這樣，第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成使得相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第二區(qū)域帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
在至少一個(gè)方面，物鏡滿足條件(8)f1×NA1＞f2×NA2.....(8)在此情況下，除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括在第四區(qū)域范圍以外的第六區(qū)域，該區(qū)域設(shè)置成僅將第一光束會(huì)聚到第一光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第二和第三光束的會(huì)聚不起作用。第六區(qū)域包括第六相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域的。進(jìn)一步，第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成使得相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第四區(qū)域帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
在至少一個(gè)方面，物鏡滿足條件(9)f1×NA1＜f2×NA2.....(9)在此情況下，除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括在第四區(qū)域范圍以外的第六區(qū)域，該區(qū)域設(shè)置成僅將第二光束會(huì)聚到第二光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第一和第三光束的會(huì)聚不起作用。第六區(qū)域包括第六相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。進(jìn)一步，第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成使得相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第四區(qū)域帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
在至少一個(gè)方面，將物鏡設(shè)置成滿足條件(10)0.01＜d1/d2＜0.20.....(10)其中d1表示第一光學(xué)部件的中心厚度(單位mm)，并且d2表示第二光學(xué)部件的中心厚度(單位mm)。
按照本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備中的物鏡，通過(guò)選擇使用包括第一、第二和第三光束的三種類(lèi)型光束中的一種，向包括具有最高記錄密度的第一光盤(pán)、具有次高記錄密度的第二光盤(pán)和具有最低記錄密度的第三光盤(pán)的三種類(lèi)型光盤(pán)記錄信息和/或再現(xiàn)信息。光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備包括分別發(fā)射具備不同波長(zhǎng)的第一、第二和第三光束的光源；和上述提到的物鏡。
在至少一個(gè)方面，t1大約為0.6mm，t2大約為0.6mm，t3大約為1.2mm。


圖1是顯示光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備的完整結(jié)構(gòu)的原理圖，此設(shè)備裝備了按照本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)物鏡。
圖2A-2C表示在分別使用從第一到第三光盤(pán)D1-D3的情況下，物鏡、光盤(pán)和激光束光路(第一激光束，第二激光束，第三激光束)之間關(guān)系的原理圖。
圖3是物鏡配置示例的截面圖。
圖4是另一個(gè)物鏡配置示例的截面圖。
圖5A到5C分別顯示了當(dāng)使用第一到第三激光束時(shí)，由按照第一示例的物鏡帶來(lái)的球面像差。
圖6A到6C分別顯示了當(dāng)使用第一到第三激光束時(shí)，由按照第二示例的物鏡帶來(lái)的球面像差。
圖7A到7C分別顯示了當(dāng)使用第一到第三激光束時(shí)，由按照第三示例的物鏡帶來(lái)的球面像差。
圖8A到8C分別顯示了當(dāng)使用第一到第三激光束時(shí)，由按照第四示例的物鏡帶來(lái)的球面像差。
圖9A到9C分別顯示了當(dāng)使用第一到第三激光束時(shí)，由按照第五示例的物鏡帶來(lái)的球面像差。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，詳細(xì)描述按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)節(jié)。
下面將描述一個(gè)按照本發(fā)明的實(shí)施例的物鏡。這個(gè)實(shí)施例的物鏡具有對(duì)三種不同標(biāo)準(zhǔn)(保護(hù)層厚度，數(shù)據(jù)密度等)光盤(pán)的兼容性，它安裝在光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備上。
在下面的解釋中，為表述方便，一種(三種之一)具有最高數(shù)據(jù)密度(比如新標(biāo)準(zhǔn)光盤(pán)，如HD DVD，DVD或BD)的光盤(pán)將被稱(chēng)為“第一光盤(pán)D1”，相對(duì)第一光盤(pán)D1具有較低數(shù)據(jù)密度的光盤(pán)(DVD，DVD-R等)被稱(chēng)為“第二光盤(pán)D2”，而具有最低數(shù)據(jù)密度的光盤(pán)(CD，CD-R等)將被稱(chēng)為“第三光盤(pán)D3”。
如果第一到第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度分別設(shè)為t1、t2、t3，則保護(hù)層厚度滿足如下關(guān)系t1≤t2＜t3 為了實(shí)現(xiàn)在第一光盤(pán)D1到第三光盤(pán)D3的每個(gè)上的信息再現(xiàn)/記錄，信息再現(xiàn)/記錄所需的NA(數(shù)值孔徑)需要適當(dāng)變化，從而可以形成適于每種光盤(pán)的特定數(shù)據(jù)密度的光斑。當(dāng)對(duì)三種光盤(pán)D1，D2和D3的信息再現(xiàn)/記錄的最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值孔徑分別定義為NA1，NA2和NA3時(shí)，數(shù)值孔徑(NA1，NA2，NA3)滿足如下關(guān)系(NA1＞NA3)且(NA2＞NA3) 明確的說(shuō)，對(duì)第一或第二光盤(pán)D1，D2(具有較高數(shù)據(jù)密度)的信息記錄/再現(xiàn)，因?yàn)樾枰纬杀容^小的光斑，所以需要相對(duì)較大的數(shù)值孔徑。另一方面，對(duì)第三光盤(pán)D3(具有最低數(shù)據(jù)密度)信息記錄/再現(xiàn)需要的數(shù)值孔徑較小。附帶提及，每一種光盤(pán)在實(shí)現(xiàn)信息記錄/再現(xiàn)時(shí)都裝在轉(zhuǎn)盤(pán)(未畫(huà)出)上并且高速旋轉(zhuǎn)。
在以上對(duì)三種光盤(pán)D1-D3(具有不同數(shù)據(jù)密度)的使用中，光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備通過(guò)選擇地使用具有不同波長(zhǎng)的多束激光光束，可以在正在使用光盤(pán)的記錄面上形成適合每一種數(shù)據(jù)密度的光斑。明確的說(shuō)，對(duì)第一光盤(pán)D1的信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，從光源發(fā)出具有最短波長(zhǎng)(第一波長(zhǎng))的“第一激光束”在第一光盤(pán)D1的記錄面上形成最小的光斑。另一方面，對(duì)第三光盤(pán)D3的信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，從光源發(fā)出的具有最長(zhǎng)波長(zhǎng)(第三波長(zhǎng))的“第三激光束”在第三光盤(pán)D3的記錄面上形成最大的光斑。對(duì)第二光盤(pán)D2的信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，從光源發(fā)出“第二激光束”從而在第二光盤(pán)D2的記錄面上形成相對(duì)小的光斑，第二激光束具有比第一激光束的波長(zhǎng)長(zhǎng)而比第三激光束的波長(zhǎng)短的波長(zhǎng)(第二波長(zhǎng))。
圖1是光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100完整結(jié)構(gòu)的原理圖，此設(shè)備裝備了按照本實(shí)施例的物鏡10。光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100包括發(fā)出第一激光束的光源1A，發(fā)出第二激光束的光源1B，發(fā)出第三激光束的光源1C，耦合鏡2A，2B和2C，分束器41和42，半透半反鏡5A，5B和5C，和感光器單元6A，6B和6C。附帶提及，由于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100要支持對(duì)不同光盤(pán)的信息記錄/再現(xiàn)所需要的不同的數(shù)值孔徑，因此在第三激光束光路中光源1C和物鏡10之間也可以放置一個(gè)孔徑限制元件(雖然沒(méi)有在圖1中表示)，來(lái)限制第三激光束的光束直徑。
如圖1所示，由光源1A，1B和1C發(fā)出的激光光束(第一激光束，第二激光束，第三激光束)通過(guò)耦合鏡2A，2B和2C分別會(huì)聚成準(zhǔn)直光束。因而，在這個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)耦合鏡(2A，2B，2C)的功能都是準(zhǔn)直鏡。每一個(gè)經(jīng)過(guò)耦合鏡(2A，2B，2C)的激光束通過(guò)分束器41和42導(dǎo)入公共光路從而進(jìn)入物鏡10。每一束經(jīng)過(guò)物鏡10的激光束以信息再現(xiàn)/記錄為目標(biāo)，會(huì)聚在光盤(pán)(D1，D2，D3)記錄面附近一點(diǎn)。在記錄面反射后，激光束分別通過(guò)半透半反鏡5A，5B和5C，然后激光束分別被感光器單元6A，6B和6C探測(cè)到。
如上文提到，通過(guò)使每一個(gè)耦合鏡2A-2C將每一束激光束(入射到物鏡10上)會(huì)聚成準(zhǔn)直光束，可以抑制在物鏡10的追蹤期間產(chǎn)生的離軸像差(比如慧差)。
附帶提及，由于如光源1A-1C的個(gè)體差異和安裝位置等各種因素，以及光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100的環(huán)境變量，也有可能使得經(jīng)過(guò)耦合鏡(2A，2B，2C)發(fā)出的每一條激光束，都不是嚴(yán)格意義上的準(zhǔn)直光束。無(wú)論如何，由于以上因素產(chǎn)生的光束發(fā)散角都非常小，由此在追蹤移動(dòng)中產(chǎn)生的像差同樣小到可以忽略，所以在實(shí)際應(yīng)用中它完全不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。
圖2A-2C是一個(gè)原理圖，它顯示了在分別使用光盤(pán)D1到D3時(shí)物鏡10，光盤(pán)(D1-D3)以及激光光束(第一激光束，第二激光束，第三激光束)的光路之間的關(guān)系。在2A-2C的每幅圖中，光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100的光學(xué)系統(tǒng)的參考軸AX由虛線表示。順便提及，在圖2A-2C的顯示中，當(dāng)物鏡10的光軸與光學(xué)系統(tǒng)的參考軸重合時(shí)，由于追蹤操作導(dǎo)致物鏡的光軸自參考軸AX移開(kāi)。
如圖2A-2C所示，每種光盤(pán)D1-D3都具有保護(hù)層21和記錄面22。附帶提及，記錄面22被夾在實(shí)際光盤(pán)D1-D3中的保護(hù)層21與標(biāo)記層(未畫(huà)出)之間。
圖3是物鏡10的截面圖。如圖3所示，物鏡10由在膠合面13處膠合在一起的兩個(gè)光學(xué)部件10A和10B(由不同材料制成)構(gòu)成。膠合而成的物鏡10有第一表面11(在光源一端)和第二表面12。物鏡10是由塑料制成的雙凸膠合透鏡，它的第一表面、第二表面和膠合面11、12和13都是非球面的。每一個(gè)非球面表面可以由如下表達(dá)式表示X(h)=Ch21+1-(K+1)C2h2+Σi=2A2ih2i]]>其中X(h)表示非球面上坐標(biāo)點(diǎn)的SAG量(SAG量從接觸光軸上的非球面的切面測(cè)量的距離)，從光軸到非球面的高度(距離)為h，“C”表示光軸上非球面的曲率(1/r)，“K”表示圓錐常數(shù)，每一個(gè)“A2i”(i比1大的整數(shù))都表示第2i階(表達(dá)式中的總和包括四階、六階、八階、十階、十二階等等的非球面系數(shù)A4，A6，A8，A10，A12，...)的非球面系數(shù)。
在這個(gè)實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中，在對(duì)不同種光盤(pán)D1-D3使用不同波長(zhǎng)的多激光束的情況下，由于物鏡10的折射率以及保護(hù)層21的厚度(隨使用光盤(pán)的種類(lèi)的變化而變化)的變化而產(chǎn)生球面像差。
因此，為了校正球面像差(在使用3種光盤(pán)D1-D3時(shí)以不同的方式產(chǎn)生)，并且得到對(duì)光盤(pán)D1-D3的兼容性，至少在這個(gè)實(shí)施例的物鏡10的膠合面13上有相移結(jié)構(gòu)，它對(duì)三種激光束都有衍射效果。在膠合面13上形成的相移結(jié)構(gòu)包括多個(gè)環(huán)繞光軸AX的同心折射面(環(huán)形區(qū)域)，且包括多個(gè)在相鄰折射面間形成的微型階梯。
這個(gè)實(shí)施例的物鏡10具有會(huì)聚功能，它將第一到第三激光束分別會(huì)聚到相對(duì)應(yīng)光盤(pán)(D1，D2，D3)的記錄面上，同時(shí)它通過(guò)膠合面13的衍射和折射效應(yīng)，以及第一和第二表面11和12的折射效應(yīng)，將球面像差校正到大約為0。
本實(shí)施例的物鏡10的相移結(jié)構(gòu)的設(shè)置將由光程差函數(shù)詳細(xì)說(shuō)明，下面將解釋光程差函數(shù)。按照到光軸上的高度為h的光程長(zhǎng)度之和，光程差函數(shù)表示了物鏡10作為衍射透鏡的函數(shù)。光程差函數(shù)φ(h)如下表示φ(h)=mλΣi=1P2ih2i]]> 在上面的光程差函數(shù)φ(h)中，每一個(gè)“P2i”(i正整數(shù))表示第2i階的系數(shù)(表達(dá)式總共包括2階、4階、6階等等的系數(shù)P2，P4，P6，...)，“m”表示使所使用的激光光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)數(shù)，“λ”表示所用激光器的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)。
為了提高函數(shù)的效率以校正球面像差，將相移結(jié)構(gòu)設(shè)置在按照本實(shí)施例的物鏡10的膠合面13中，并滿足下列條件(1)和(2)0.85＜Φ2/Φ1＜1.15.....(1)0.10＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50.....(2)其中Φ1＝m(λ1)×(λ1/(n2(λ1)-n1(λ1)))，Φ2＝m(λ2)×(λ2/(n2(λ2)-n1(λ2)))，Φ3＝m(λ3)×(λ3/(n2(λ3)-n1(λ3)))，m(λ1)，m(λ2)，和m(λ3)分別是第一到第三激光束衍射效率最大化的衍射級(jí)數(shù)，n1(λ1)，n1(λ2)，和n1(λ3)分別是光學(xué)部件10A的折射率，并且n2(λ1)，n2(λ2)，和n2(λ3)分別是光學(xué)部件10B的折射率。
Φ1，Φ2和Φ3分別對(duì)應(yīng)通過(guò)相移結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)階梯，給予第一到第三激光束的附加光程長(zhǎng)度。即條件(1)涉及通過(guò)膠合面13的階梯給予第一和第二激光束的附加光程長(zhǎng)度之間的比率。條件(2)涉及通過(guò)膠合面13的階梯給予第一到第三激光束的附加光程長(zhǎng)度之間的比率。
關(guān)于條件(1)，當(dāng)Φ2/Φ1大于條件(1)的上限時(shí)，球面像差校正過(guò)度，特別是對(duì)于使用第二光盤(pán)D2時(shí)。此外，當(dāng)Φ2/Φ1小于條件(1)的下限時(shí)，球面像差校正不足，特別是對(duì)于使用第二光盤(pán)D2時(shí)。
關(guān)于條件(2)，當(dāng)|(Φ3-Φ2)/Φ1|大于條件(2)的上限時(shí)，球面像差校正過(guò)度，特別是對(duì)于使用第三光盤(pán)D3時(shí)。此外，當(dāng)|(Φ3-Φ2)/Φ1|小于條件(2)的下限時(shí)，球面像差校正不足，特別是對(duì)于使用第三光盤(pán)D3時(shí)。
當(dāng)Φ2/Φ1滿足如下條件(3)(也就是，膠合面13的每一階梯帶給第二激光束的附加光程長(zhǎng)度大于膠合面13的每一階梯帶給第一激光束的附加光程長(zhǎng)度)，設(shè)置物鏡10滿足如下條件(4)。
1.00≤Φ2/Φ1＜1.15.....(3)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50.....(4) 對(duì)通過(guò)滿足下列條件(5)，膠合面13(其滿足條件(3))能夠合適的抑制對(duì)最佳設(shè)計(jì)波長(zhǎng)有微小頻移的每一束激光(例如，用于第一光盤(pán)D1的第一激光束)的波長(zhǎng)所帶來(lái)的球面像差。
0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.40.....(5) 當(dāng)Φ2/Φ1滿足如下條件(6)(也就是，膠合面13的每一階梯帶給第一激光束的附加光程長(zhǎng)度大于膠合面13的每一階梯帶給第二激光束的附加光程長(zhǎng)度)，設(shè)置物鏡10滿足如下條件(7)。
0.85＜Φ2/Φ1＜1.00.....(6)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.35.....(7)。
條件(6)和(7)的上限和下限與條件(3)和(4)的上限和下限的意義相同。如上文描述，通過(guò)在膠合面13上形成相移結(jié)構(gòu)，相比在透鏡和空氣之間的界面形成相移結(jié)構(gòu)的情況，可以更有效率的利用物鏡10的兩光學(xué)部件10A和10B的折射率之差來(lái)得到上面提到的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
如上文所述，以物鏡10在圖3中的設(shè)置為例，在膠合面13上形成單獨(dú)的相移結(jié)構(gòu)。然而，膠合面13可以分成對(duì)透射過(guò)的激光束具有不同效果的多個(gè)區(qū)域，這樣可以更精確的實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)或記錄。圖4顯示了按照本實(shí)施例的物鏡10的另一個(gè)示例。
如圖4的物鏡10的示例所示，膠合面13具有包括光軸AX的第一區(qū)域13a和位于第一區(qū)域13a之外的第二區(qū)域13b。當(dāng)入射到物鏡10的第一表面11的第一激光束的直徑，與入射到物鏡10的第一表面11的第二激光束的直徑不相同時(shí)，在第二區(qū)域13b之外有第五區(qū)域13c。在第一區(qū)域13a形成相移結(jié)構(gòu)，它對(duì)第一到第三光盤(pán)D1到D3的再現(xiàn)或記錄時(shí)分別使用的第一到第三激光束的會(huì)聚起作用。在第一區(qū)域13a形成的相移結(jié)構(gòu)滿足上述條件(1)到(7)。以后，在第一區(qū)域13a形成的相移結(jié)構(gòu)稱(chēng)為“第一相移結(jié)構(gòu)”。
將第二區(qū)域13b設(shè)置成適合校正第一和第二激光束的球面像差，從而第一和第二激光束分別合適的會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)的記錄面上。如前文提到，物鏡10由具有不同折射率的兩光學(xué)部件10A和10B組成。這樣，通過(guò)形成材料具有校正第一和第二激光束的球面像差的特性(即，折射率)的光學(xué)部件10A和10B，可以在抑制球面像差的情況下提高第一和第二激光束的每一光束的利用效率。
第二區(qū)域13b可以提供對(duì)第一和第二激光束分別會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)的記錄面上起作用，但是對(duì)第三激光束的會(huì)聚不起作用的相移結(jié)構(gòu)(第三相移結(jié)構(gòu))。
當(dāng)以下條件成立時(shí)形成第五區(qū)域13cf1×NA1＞f2×NA2.....(8)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)D1時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)D2時(shí)確定的焦距。換句話說(shuō)，當(dāng)入射到物鏡10入射面的第一激光束的直徑大于入射到物鏡10的入射面的第二激光束的直徑時(shí)，形成第五區(qū)域13c。第五區(qū)域13c的功能是適當(dāng)?shù)男Ｕ婕暗谝患す馐那蛎嫦癫睿瑥亩?，第一到第三激光束都可以合適的會(huì)聚到相關(guān)光盤(pán)的記錄面。
與第二區(qū)域13b對(duì)比，當(dāng)條件(8)成立時(shí)形成的第五區(qū)域13c對(duì)第二激光束的會(huì)聚并不起作用。即為，當(dāng)條件(8)成立時(shí)形成的第五區(qū)域13c相對(duì)于第二和第三激光束具有孔徑光闌的作用。例如，如果第五區(qū)域13c提供相移結(jié)構(gòu)(第五相移結(jié)構(gòu))，則第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由相鄰折射面區(qū)域間的每個(gè)階梯帶給第一激光束的光程長(zhǎng)度差與第二區(qū)域13c帶給第一激光束的光程長(zhǎng)度差不同。更確切的說(shuō)，第五相移結(jié)構(gòu)被照耀導(dǎo)致第一激光束的衍射效率最大化。
作為選擇的，當(dāng)下列條件(9)成立時(shí)，形成第五區(qū)域13c。
f1×NA1＜f2×NA2.....(9)換句話說(shuō)，當(dāng)?shù)诙す馐肷涞轿镧R10的入射面的直徑大于第一激光束入射到物鏡10的入射面的直徑時(shí)，形成第五區(qū)域13c。第五區(qū)域13c具備適當(dāng)?shù)男Ｕ婕暗诙す馐那蛎嫦癫畹墓δ?，從而第一到第三激光束中的每一束都能合適的會(huì)聚到相關(guān)光盤(pán)的記錄面。
與第二區(qū)域13b對(duì)比，當(dāng)條件(9)成立時(shí)形成的第五區(qū)域13c對(duì)第一激光束的會(huì)聚并無(wú)貢獻(xiàn)。即為，當(dāng)條件(9)成立時(shí)形成的第五區(qū)域13c相對(duì)于第一和第三激光束具有孔徑光闌的作用。例如，如果第五區(qū)域13c提供相移結(jié)構(gòu)(第五相移結(jié)構(gòu))，則第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由相鄰折射面區(qū)域間的每個(gè)階梯帶給第二激光束的光程長(zhǎng)度差與第二區(qū)域13b帶給第二激光束的光程長(zhǎng)度差不同。更確切的說(shuō)，第五相移結(jié)構(gòu)被照耀導(dǎo)致第二激光束的衍射效率最大化。
為抑制由于波長(zhǎng)的變化帶來(lái)的像差，或者為賦予物鏡10作為第三激光束的孔徑光闌的功能，物鏡10可以這樣設(shè)置，其第一表面11或第二表面12(即，透鏡與空氣之間的界面)被分成多個(gè)區(qū)域，分別擁有不同的相移結(jié)構(gòu)。
然而，由于在聚焦過(guò)程中，物鏡10有可能位于安置在轉(zhuǎn)臺(tái)上的光盤(pán)附近，所以相移結(jié)構(gòu)最好安排在第一表面11上。如圖4所示，通過(guò)使邊界到光軸的高度分別與定義膠合面13上的第一、第二和第五區(qū)域13a、13b和13c的邊界到光軸的高度相同，將第一表面11分成11a，11b和11c(第三，第四和第六區(qū)域)三個(gè)區(qū)域。即第三區(qū)域11a與第一區(qū)域13a對(duì)應(yīng)，第四區(qū)域11b與第二區(qū)域13b相對(duì)應(yīng)，第六區(qū)域11c與第五區(qū)域13c相對(duì)應(yīng)。這樣，如果將物鏡10如下設(shè)置，在膠合面13的整個(gè)區(qū)域形成單一的相移結(jié)構(gòu)(也就是，如圖3所示的如果膠合面僅僅由第一區(qū)域13a組成)，則在透鏡與空氣之間的界面(例如，第一表面11)僅有第三區(qū)域11a。
在第三區(qū)域11a上提供相移結(jié)構(gòu)(第二相移結(jié)構(gòu))，其具有帶給第一激光束完全等于2λ1(其中λ1表示第一激光束的波長(zhǎng))的附加光程長(zhǎng)度的功能。因此，分別使第一、第二和第三激光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)間比率的值對(duì)第一到第三激光束按順序?yàn)?∶1∶1。這樣，可以分別對(duì)第一到第三激光束得到高衍射效率。關(guān)于對(duì)第一到第三光盤(pán)D1到D3的信息記錄或再現(xiàn)，在保持高的光利用效率的情況下，它對(duì)光源發(fā)出的激光束的波長(zhǎng)偏離設(shè)計(jì)波長(zhǎng)所帶來(lái)的球面像差也有校正功能。
在第四區(qū)域11b上形成相移結(jié)構(gòu)(第四相移結(jié)構(gòu))，它具備將第一和第二激光束分別合適的會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)D1和D2的記錄面的功能，同時(shí)它對(duì)第三激光束的會(huì)聚不起作用。對(duì)第三激光束，此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)物鏡10的孔徑光闌的功能。這樣，通過(guò)形成第四相移結(jié)構(gòu)，可以排除對(duì)孔徑光闌的需要。
更確切的說(shuō)，如上述設(shè)置的第四相移結(jié)構(gòu)具有階梯結(jié)構(gòu)，對(duì)第一激光束帶來(lái)充分等于3λ1或5λ1的附加光程長(zhǎng)度。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可以提高第一和第二激光束的衍射效率，同時(shí)可以校正在光源1A、1B和1C的每一個(gè)發(fā)出的激光束相對(duì)設(shè)計(jì)波長(zhǎng)有頻移時(shí)導(dǎo)致的球面像差。
當(dāng)下列條件(8)成立時(shí)，形成第六區(qū)域11cf1×NA1＞f2×NA2.....(8)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)D1時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)D2時(shí)確定的焦距。換句話說(shuō)，當(dāng)入射到物鏡10入射面的第一激光束的直徑大于入射到物鏡10的入射面的第二激光束直徑時(shí)，形成第六區(qū)域11c。
對(duì)比第四區(qū)域11b，當(dāng)條件(8)成立時(shí)形成的第六區(qū)域11c具有對(duì)第二激光束的會(huì)聚不起作用的相移結(jié)構(gòu)(第六相移結(jié)構(gòu))。即，當(dāng)條件(8)成立時(shí)形成的第六區(qū)域11c對(duì)第二和第三激光束具備孔徑光闌的功能。更確切的說(shuō)，第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由相鄰折射面區(qū)域間的每個(gè)階梯帶給第一激光束的光程長(zhǎng)度差與第四區(qū)域11b帶給第一激光束的光程長(zhǎng)度差不同。第六相移結(jié)構(gòu)被照耀導(dǎo)致第一激光束的衍射效率最大化。
作為選擇的，當(dāng)下列條件(9)成立時(shí)，形成第六區(qū)域11c。
f1×NA1＜f2×NA2.....(9)換句話說(shuō)，當(dāng)?shù)诙す馐肷涞轿镧R10的入射面的直徑大于第一激光束入射到物鏡10的入射面的直徑時(shí)，形成第六區(qū)域11c。
對(duì)比第四區(qū)域11b，當(dāng)條件(9)成立時(shí)形成的第六區(qū)域11c具有對(duì)第一激光束的會(huì)聚不起作用的相移結(jié)構(gòu)(第六相移結(jié)構(gòu))。即，當(dāng)條件(9)成立時(shí)形成的第六區(qū)域11c對(duì)第一和第三激光束具備孔徑光闌的功能。更確切的說(shuō)，第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由相鄰折射面區(qū)域間的每個(gè)階梯帶給第二激光束的光程長(zhǎng)度差與第四區(qū)域11b帶給第二激光束的光程長(zhǎng)度差不同。第六相移結(jié)構(gòu)被照耀導(dǎo)致第二激光束的衍射效率最大化。
如上文所述，按照實(shí)施例可以在第一到第六區(qū)域的任一區(qū)域提供相移結(jié)構(gòu)。但是，只要第一區(qū)域13a擁有第一相移結(jié)構(gòu)，其它區(qū)域就不需要相移結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，對(duì)于第二到第六區(qū)域，例如根據(jù)物鏡10設(shè)計(jì)的難易程度或物鏡10所需的光學(xué)性能等不同的要求決定是否在區(qū)域形成相移結(jié)構(gòu)。
為了更容易的制造物鏡10，物鏡10可以設(shè)置成滿足如下條件(10)0.01＜d1/d2＜0.20.....(10)其中d1表示第一光學(xué)部件10A的中心厚度(單位mm)，d2表示第二光學(xué)部件10B的中心厚度(單位mm)。
此后，將描述按照上提到的實(shí)施例的五個(gè)獨(dú)立的示例(第一到第五示例)。圖3顯示了按照第一和第二示例配置的物鏡10，圖4顯示了按照第三到第五示例配置的物鏡10。在下面示例中，光盤(pán)D1具有最高的數(shù)據(jù)密度，保護(hù)層厚度為0.6mm，光盤(pán)D2具有次高的數(shù)據(jù)密度，保護(hù)層厚度為0.6mm，光盤(pán)D3具有最低數(shù)據(jù)密度，保護(hù)層厚度1.2mm。
第一示例 下列表1顯示按照第一示例的物鏡10的具體參數(shù)。
表1
通過(guò)表1中的“放大率M”可知，對(duì)于第一到第三光盤(pán)D1到D3都是準(zhǔn)直的激光束入射到物鏡10上。當(dāng)安裝了具有表1所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100使用第一光盤(pán)D1時(shí)，下列表2顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)安裝了具有表1所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100使用第二光盤(pán)D2時(shí)，下列表3顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)安裝了具有表1所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100使用第三光盤(pán)D3時(shí)，下列表4顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。
表2
表3
表4
在表4-6中，“r”表示每一個(gè)光學(xué)表面的曲率半徑(mm)，“d”表示在信息再現(xiàn)/記錄中從一個(gè)光學(xué)表面到下一個(gè)光學(xué)表面的距離(mm)，“n(X nm)”表示從一個(gè)光學(xué)平面到下一個(gè)光學(xué)平面間的介質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為X nm的光的折射率(下列相似表格意義同上)。
如在表2-4中的“注釋”所述(以及在下列相似表格中)，編號(hào)0表面代表光源(1A-1C)，編號(hào)1表面代表物鏡10的第一表面11，編號(hào)2表面代表物鏡10的膠合面13，編號(hào)3表面代表物鏡10的第二表面12，編號(hào)4表面代表光盤(pán)(D1-D3)的保護(hù)層21的表面，編號(hào)5表面代表光盤(pán)(D1-D3)的記錄面22。附帶說(shuō)明，為了解釋的方便，在表2-4中，省略了在每一個(gè)光源(1A-1C)到物鏡10之間的光學(xué)部件(元件)的數(shù)值配置。
物鏡10的第一表面11，膠合面13和第二表面12(表面編號(hào)1、2和3)是非球面。下列表5詳細(xì)說(shuō)明確定每一個(gè)非球面(11，12，13)形狀的圓錐常數(shù)和非球面系數(shù)。附帶說(shuō)明，表5(以及在下列相似表格中)中的符號(hào)“E”表示10的次方，具體指數(shù)為E右邊的數(shù)(舉例說(shuō)明，“E-04”表示“×10-4”)。
表5
按照第一示例的物鏡10在整個(gè)膠合面13上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于第一相移結(jié)構(gòu))。下列表6顯示了光程差函數(shù)的系數(shù)P2i(i正整數(shù))，它詳細(xì)說(shuō)明按照第一示例的物鏡10的相移結(jié)構(gòu)。表7顯示了使第一到第三激光束得到最大化衍射效率的衍射級(jí)數(shù)。
表6
表7
從上述表中可以得到，Φ1＝0.043，Φ2＝0.044，且Φ3＝0.054，且Φ2/Φ1＝1.023，且|(Φ3-Φ2)/Φ1|＝0.233。這樣，滿足條件(1)到(5)。在具有按照第一示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)，表8顯示了分別得到的衍射效率。作為比較性的使用傳統(tǒng)單原件物鏡的示例(表8中的“比較性示例1”)，表8同樣顯示了當(dāng)分別使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)定義的衍射效率。
表8
如表8所示，對(duì)于第二和第三光盤(pán)D2和D3，第一示例得到的衍射效率高于比較性示例1。這樣，對(duì)第一到第三激光束(即第一到第三光盤(pán)D1到D3)第一示例得到高的光利用效率。
圖5A是球面像差圖，顯示在具有按照第一示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一激光束帶來(lái)的球面像差。圖5B是球面像差圖，顯示在具有按照第一示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二激光束帶來(lái)的球面像差。圖5C是球面像差圖，顯示在具有按照第一示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三激光束帶來(lái)的球面像差。在圖5A到圖5C中(以及在下列相似圖中)，實(shí)線表示當(dāng)具有表1中的波長(zhǎng)的激光束入射到物鏡10上引起的球面像差，虛線表示當(dāng)激光波長(zhǎng)相對(duì)表1中的波長(zhǎng)頻移為5nm時(shí)引起的球面像差。
如圖5A到5C的實(shí)線所示，對(duì)光盤(pán)D1到D3中的任一種，都可以合適的校正球面相差。即通過(guò)采用與第一示例一致的物鏡10，可以將第一到第三激光束分別合適的會(huì)聚到第一到第三光盤(pán)D1到D3的記錄面上。
從圖5A到5C的虛線可以看出，同樣也可以抑制由于光源1A到1C的每個(gè)發(fā)出的激光束的微小波長(zhǎng)頻移帶來(lái)的球面像差。即通過(guò)使用與第一示例一致的物鏡10，對(duì)第一到第三激光束即使在激光束波長(zhǎng)有微小頻移時(shí)也可以保持合適的會(huì)聚狀態(tài)。應(yīng)該注意的是，在圖5A到5C中的虛線(代表球面像差)在橫向的移動(dòng)對(duì)于聚焦操作不會(huì)有任何問(wèn)題，因?yàn)檫@樣的球面像差在橫向的移動(dòng)可以通過(guò)調(diào)整物鏡10或者光盤(pán)在光軸方向的位置來(lái)校正。
如表2到4所示，第一光學(xué)部件10A的中心厚度d1是0.10，第二光學(xué)部件10B的中心厚度d2是2.20。這樣，d1/d2是0.045。因此按照第一示例的物鏡10滿足條件(10)。
第二示例 下列表9顯示按照第二示例的物鏡10的具體參數(shù)。
表9
通過(guò)表9中的“放大率M”可知，對(duì)于第一到第三光盤(pán)D1到D3都是準(zhǔn)直的激光束入射到物鏡10上。當(dāng)在安裝了具有表9所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一光盤(pán)D1時(shí)，下列表10顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表9所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二光盤(pán)D2時(shí)，下列表11顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表9所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三光盤(pán)D3時(shí)，下列表12顯示此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。
表10
表11
表12
物鏡10的第一表面11，膠合面13和第二表面12(表面編號(hào)1、2和3)是非球面。下列表13詳細(xì)說(shuō)明確定每一個(gè)非球面(11，12，13)形狀的圓錐常數(shù)和非球面系數(shù)。
表13
按照第二示例的物鏡10在整個(gè)膠合面13上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于第一相移結(jié)構(gòu))。下列表14顯示了光程差函數(shù)的系數(shù)P2i(i正整數(shù))，它詳細(xì)說(shuō)明按照第二示例的物鏡10的相移結(jié)構(gòu)。表15顯示了使第一到第三激光束得到最大化衍射效率的衍射級(jí)數(shù)。
表14
表15
從上述表中可以得到，Φ1＝0.072，Φ2＝0.067，且Φ3＝0.081，且Φ2/Φ1＝0.931，且|(Φ3-Φ2)/Φ1|=0.194。這樣，滿足條件(1)，(2)(4)到(7)。在具有按照第二示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)，表16顯示了分別得到的衍射效率。作為比較性的使用傳統(tǒng)單原件物鏡的示例(表16中的“比較性示例2”)，表16同樣顯示當(dāng)分別使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)定義的衍射效率。
表16
在表16中可以看出，當(dāng)在第二示例中使用第二激光束(即第二光盤(pán)D2)時(shí)定義的衍射效率，比起在比較性示例2中使用第二激光束(即第二光盤(pán)D2)定義的衍射效率略低。然而，第二示例使用第三激光束得到的衍射效率是比較性示例2使用第三激光束得到衍射效率的兩倍。這樣，按照第二示例，在得到三種光盤(pán)的兼容性的同時(shí)可以保持對(duì)所有光盤(pán)D1到D3的高的光利用效率。
圖6A是球面像差圖，顯示在具有按照第二示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一激光束帶來(lái)的球面像差。圖6B是球面像差圖，顯示在具有按照第二示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二激光束帶來(lái)的球面像差。圖6C是球面像差圖，顯示在具有按照第二示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三激光束帶來(lái)的球面像差。
如圖6A到6C的實(shí)線所示，對(duì)光盤(pán)D1到D3中的任一種，都可以合適的校正球面相差。即通過(guò)采用與第二示例一致滿足條件(1)，(2)和(4)到(7)的物鏡10，可以將第一到第三激光束(分別具有不同的設(shè)計(jì)波長(zhǎng))分別合適的會(huì)聚到第一到第三光盤(pán)D1到D3的記錄面上。
從圖6A到6C的虛線可以看出，同樣也可以抑制由于光源1A到1C的每個(gè)發(fā)出的激光束的微小波長(zhǎng)頻移帶來(lái)的球面像差。即通過(guò)使用與第二示例一致的物鏡10，對(duì)第一到第三激光束即使在激光束波長(zhǎng)有微小頻移時(shí)也可以保持合適的會(huì)聚狀態(tài)。
如表10到12所示，第一光學(xué)部件10A的中心厚度d1是0.10，第二光學(xué)部件10B的中心厚度d2是2.50。這樣，d1/d2是0.040。因此符合第一示例的物鏡10滿足條件(8)。
第三示例 與第三示例一致的物鏡10是按照第二示例的物鏡10修正的。如下文所述，為改善光學(xué)性能，與第三示例一致的物鏡10在第一表面11上具有衍射結(jié)構(gòu)(即第二相移結(jié)構(gòu))。下列表17顯示了按照第三示例的物鏡10的具體參數(shù)。
表17
當(dāng)在安裝了具有表17所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一光盤(pán)D1時(shí)，下列表18顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表17所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二光盤(pán)D2時(shí)，下列表19顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表17所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三光盤(pán)D3時(shí)，下列表20顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。
表18
表19
表20
物鏡10的第一表面11，膠合面13和第二表面12(表面編號(hào)1、2和3)是非球面。下列表21詳細(xì)說(shuō)明確定每一個(gè)非球面(11，12，13)形狀的圓錐常數(shù)和非球面系數(shù)。
表21
按照第三示例的物鏡10在整個(gè)膠合面13上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于上述第一相移結(jié)構(gòu))并且在整個(gè)第一表面11上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于上述第二相移結(jié)構(gòu)。下列表22顯示了光程差函數(shù)的系數(shù)P2i(i正整數(shù))，它詳細(xì)說(shuō)明按照第三示例的物鏡10的相移結(jié)構(gòu)。表23顯示了使第一到第三激光束得到最大化衍射效率的衍射級(jí)數(shù)。
表22
表23
從上述表中可以得到，Φ1＝0.072，Φ2＝0.067，且Φ3＝0.081，且Φ2/Φ1＝0.931，且|(Φ3-Φ2)/Φ1|＝0.194。這樣，滿足條件(1)，(2)(4)到(7)。在具有按照第三示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)，表24顯示了分別得到的衍射效率。作為比較性的使用傳統(tǒng)單原件物鏡的示例(表24中的“比較性示例2”)，表24同樣顯示當(dāng)分別使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)定義的衍射效率。
表24
在表24中可以看出，雖然在第三示例中使用第二光盤(pán)D2時(shí)定義的衍射效率，比起在比較性示例2中使用第二光盤(pán)D2時(shí)定義的衍射效率略低，但是第三示例使用第三光盤(pán)D3得到的衍射效率大約是在比較性示例2使用第三光盤(pán)D3時(shí)得到的衍射效率的兩倍。這樣，按照第三示例，在得到對(duì)三種光盤(pán)的每種的兼容性的同時(shí)可以保持對(duì)所有光盤(pán)D1到D3的高的光利用效率。
圖7A是球面像差圖，顯示在安裝了按照第三示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一激光束帶來(lái)的球面像差。圖7B是球面像差圖，顯示在安裝了按照第三示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二激光束帶來(lái)的球面像差。圖7C是球面像差圖，顯示在安裝了按照第三示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三激光束帶來(lái)的球面像差。
如圖7A到7C的實(shí)線所示，對(duì)光盤(pán)D1到D3中的任一種，都可以合適的校正球面相差。即通過(guò)采用與第三示例一致的物鏡10，可以將第一到第三激光束(分別具有不同的設(shè)計(jì)波長(zhǎng))分別合適的會(huì)聚到第一到第三光盤(pán)D1到D3的記錄面上。
從圖7A到7C的虛線可以看出，同樣也可以抑制由于光源1A到1C的每個(gè)發(fā)出的激光束的微小波長(zhǎng)頻移帶來(lái)的球面像差。即，通過(guò)使用與第三示例一致的物鏡10，對(duì)第一到第三激光束即使在激光束波長(zhǎng)有微小頻移時(shí)也可以保持合適的會(huì)聚狀態(tài)。
如表18到20所示，第一光學(xué)部件10A的中心厚度d1是0.30，第二光學(xué)部件10B的中心厚度d2是2.30。這樣，d1/d2是0.130。因此符合第三示例的物鏡10滿足條件(10)。
第四示例 與第四示例一致的物鏡10是在按照上述第二和第三示例的物鏡10的配置的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。更確切的說(shuō)，在按照第四示例的物鏡10的第一表面11上，設(shè)置具有第二相移結(jié)構(gòu)的第三區(qū)域，并在第三區(qū)域以外設(shè)置具有第四相移結(jié)構(gòu)的第四區(qū)域。下列表25顯示了按照第四示例的物鏡10的具體參數(shù)。
表25
當(dāng)在安裝了具有表25所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一光盤(pán)D1時(shí)，下列表26顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表25所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二光盤(pán)D2時(shí)，下列表27顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表25所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三光盤(pán)D3時(shí)，下列表28顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。
表26
表27
表28
在表26到28中，編號(hào)0表面表示光源(1A，1B，1C)，編號(hào)1表面表示物鏡10的第一表面11，編號(hào)2表面表示物鏡10的膠合面13，編號(hào)3表面表示物鏡10的第二表面12，編號(hào)4和5表面表示光盤(pán)的保護(hù)層21和記錄面22。在表26到28中的每一個(gè)表中，為編號(hào)1表面的第三區(qū)域和第四區(qū)域分配獨(dú)立的兩行。
物鏡10的第一表面11，膠合面13和第二表面12(表面編號(hào)1、2和3)是非球面。下列表29顯示了具體說(shuō)明每一個(gè)非球面(11，12，13)形狀的圓錐常數(shù)和非球面系數(shù)。
表29

按照第四示例的物鏡10在整個(gè)膠合面13上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于上述第一相移結(jié)構(gòu))。另外，在物鏡10的第一表面11上在包括光軸的第三區(qū)域形成第二相移結(jié)構(gòu)，而且在第三區(qū)域以外的第四區(qū)域形成第四相移結(jié)構(gòu)。下列表30顯示了光程差函數(shù)的系數(shù)P2i(i正整數(shù))，它詳細(xì)說(shuō)明按照第四示例的物鏡10的每個(gè)相移結(jié)構(gòu)。表31顯示了使第一到第三激光束得到最大化衍射效率的衍射級(jí)數(shù)，以及區(qū)域與表面的有效半徑(單位mm)。
表30
表31
從上述表中可以得到，Φ1＝0.072，Φ2＝0.067，且Φ3＝0.081，且Φ2/Φ1＝0.931，且|(Φ3-Φ2)/Φ1|＝0.194。這樣，滿足條件(1)，(2)(4)到(7)。在具有按照第四示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)，表32顯示了分別得到的衍射效率。作為比較性的使用傳統(tǒng)單原件物鏡的示例(表32中的“比較性示例2”)，表32同樣顯示了當(dāng)分別使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)的衍射效率。
表32
在表32中可以看出，對(duì)于光盤(pán)D2和D3的每一個(gè)，第四示例得到了相對(duì)比較性示例2的更高的衍射效率。這樣，與第四示例一致的物鏡10對(duì)第一到第三激光束的每一個(gè)都可以得到高的光利用效率。
圖8A是球面像差圖，顯示在安裝了按照第四示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一激光束帶來(lái)的球面像差。圖8B是球面像差圖，顯示在安裝了按照第四示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二激光束帶來(lái)的球面像差。圖8C是球面像差圖，顯示在安裝了按照第四示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三激光束帶來(lái)的球面像差。
如圖8A到8C的實(shí)線所示，對(duì)光盤(pán)D1到D3中的任一種，都可以合適的校正球面相差。即通過(guò)采用與第四示例一致的物鏡10，可以將第一到第三激光束(分別具有不同的設(shè)計(jì)波長(zhǎng))分別合適的會(huì)聚到第一到第三光盤(pán)D1到D3的記錄面上。
從圖8A到8C的虛線可以看出，同樣也可以將由于光源1A到1C的每個(gè)發(fā)出的激光束的微小波長(zhǎng)頻移帶來(lái)的球面像差抑制在較低的水平。即，通過(guò)使用與第四示例一致的物鏡10，對(duì)第一到第三激光束即使在激光束波長(zhǎng)有微小頻移時(shí)也可以保持合適的會(huì)聚狀態(tài)。
如上文所述，配置在按照第四示例的物鏡10的第一表面11上形成的第四區(qū)域，使得第一激光束的衍射效率被最大化的衍射級(jí)為5級(jí)。這樣，穿過(guò)第四區(qū)域的第三激光束不會(huì)對(duì)第三激光束的會(huì)聚產(chǎn)生影響。即，按照第四示例的物鏡10對(duì)第三激光束有孔徑光闌的功能。
如表26到28所示，第一光學(xué)部件10A的中心厚度d1是0.10，第二光學(xué)部件10B的中心厚度d2是2.50。這樣，d1/d2是0.040。因此符合第四示例的物鏡10滿足條件(10)。
第五示例 與第五示例一致的物鏡10是在按照上述第四示例的物鏡10的配置的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。更確切的說(shuō)，在按照第五示例的物鏡10的第一表面11上設(shè)置具有第六相移結(jié)構(gòu)的第六區(qū)域。下列表33顯示了按照第五示例的物鏡10的具體參數(shù)。
表33
當(dāng)在安裝了具有表33所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一光盤(pán)D1時(shí)，下列表34顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表33所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二光盤(pán)D2時(shí)，下列表35顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。當(dāng)在安裝了具有表33所示參數(shù)的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三光盤(pán)D3時(shí)，下列表36顯示了此時(shí)確定的詳細(xì)數(shù)值配置。
表34
表35
表36
在表34到36中，編號(hào)0表面表示光源(1A，1B，1C)，編號(hào)1表面表示物鏡10的第一表面11，編號(hào)2表面表示物鏡10的膠合面13，編號(hào)3表面表示物鏡10的第二表面12，編號(hào)4和5表面表示光盤(pán)的保護(hù)層21和記錄面22。在表34到36中的每一個(gè)表中，為編號(hào)1表面的第三區(qū)域，第四區(qū)域和第六區(qū)域分配獨(dú)立的三行。
物鏡10的第一表面11，膠合面1 3和第二表面12(表面編號(hào)1、2和3)是非球面。下列表37顯示了具體說(shuō)明每一個(gè)非球面(11，12，13)形狀的圓錐常數(shù)和非球面系數(shù)。
表37
按照第五示例的物鏡10在整個(gè)膠合面13上具有相移結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)于上述第一相移結(jié)構(gòu))。另外，在物鏡10的第一表面11上在包括光軸的第三區(qū)域形成第二相移結(jié)構(gòu)，在第三區(qū)域以外的第四區(qū)域形成第四相移結(jié)構(gòu)，以及在第四區(qū)域以外的第六區(qū)域形成第六相移結(jié)構(gòu)。下列表38顯示了光程差函數(shù)的系數(shù)P2i(i正整數(shù))，它詳細(xì)說(shuō)明按照第四示例的物鏡10的每個(gè)相移結(jié)構(gòu)。表39顯示了使第一到第三激光束得到最大化衍射效率的衍射級(jí)數(shù)，以及區(qū)域與表面的有效半徑(單位mm)。
表38
表39

從上述表中可以得到，Φ1＝0.072，Φ2＝0.067，且Φ3＝0.081，且Φ2/Φ1＝0.931，且|(Φ3-Φ2)/Φ1|＝0.194。這樣，滿足條件(1)，(2)(4)到(7)。在具有按照第五示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)，表40顯示了分別得到的衍射效率。作為比較性的使用傳統(tǒng)單原件物鏡的示例(表40中的“比較性示例2”)，表40同樣顯示當(dāng)分別使用第一到第三激光束(光盤(pán)D1到D3)時(shí)定義的衍射效率。
表40
在表40中可以看出，對(duì)于光盤(pán)D2和D3的每一個(gè)，第五示例得到了相對(duì)比較性示例2的更高的衍射效率。這樣，與第四示例一致的物鏡10對(duì)第一到第三激光束都可以得到高的光利用效率。
圖9A是球面像差圖，顯示在具有按照第五示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第一激光束帶來(lái)的球面像差。圖9B是球面像差圖，顯示在具有按照第五示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第二激光束帶來(lái)的球面像差。圖9C是球面像差圖，顯示在具有按照第五示例的物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備100中使用第三激光束帶來(lái)的球面像差。
如圖9A到9C的實(shí)線所示，對(duì)光盤(pán)D1到D3中的任一種，都可以合適的校正球面相差。即通過(guò)采用與第五示例一致的物鏡10，可以將第一到第三激光束(分別具有不同的設(shè)計(jì)波長(zhǎng))分別合適的會(huì)聚到第一到第三光盤(pán)D1到D3的記錄面上。
從圖9A到9C的虛線可以看出，同樣也可以將由于光源1A到1C的每個(gè)發(fā)出的激光束的微小波長(zhǎng)頻移帶來(lái)的球面像差抑制在較低水平。即，通過(guò)使用與第五示例一致的物鏡10，對(duì)第一到第三激光束即使在激光束波長(zhǎng)有微小頻移時(shí)也可以保持合適的會(huì)聚狀態(tài)。
如上文所述，按照第五示例的物鏡10具有第四和第六區(qū)域。配置在按照第五示例的物鏡10的第一表面11上形成的第四區(qū)域，使得第一激光束的衍射效率被最大化的衍射級(jí)為5級(jí)。這樣，第四區(qū)域不會(huì)對(duì)第三激光束的會(huì)聚產(chǎn)生影響。
進(jìn)一步說(shuō)，按照第五示例的物鏡10滿足條件(9)，配置第六區(qū)域，使得第二激光束的衍射效率被最大化的衍射級(jí)數(shù)為1級(jí)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，第六區(qū)域?qū)Φ谝患す馐臅?huì)聚不起作用。這樣，按照第五示例的物鏡10有孔徑光闌的功能。
如表34到36所示，第一光學(xué)部件10A的中心厚度d1是0.10，第二光學(xué)部件10B的中心厚度d2是2.50。這樣，d1/d2是0.040。因此符合第五示例的物鏡10滿足條件(10)。
雖然本發(fā)明描述了相當(dāng)多的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)其特定的優(yōu)選實(shí)施例，其它的實(shí)施例也有可能。
例如，上述膠合面可以分成具有不同相移結(jié)構(gòu)(例如，第一和第三相移結(jié)構(gòu))的兩個(gè)區(qū)域(例如，第一區(qū)域和第二區(qū)域)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)第三激光束的相移結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備的物鏡，通過(guò)有選擇地使用包括第一、第二和第三光束的三種光束中的一種，來(lái)對(duì)包括具有最高記錄密度的第一光盤(pán)、具有次高記錄密度的第二光盤(pán)和具有最低記錄密度的第三光盤(pán)在內(nèi)的三種光盤(pán)進(jìn)行記錄信息和/或再現(xiàn)信息，當(dāng)?shù)谝坏降谌馐牟ㄩL(zhǎng)分別表示為λ1(nm)，λ2(nm)和λ3(nm)時(shí)，滿足λ1＜λ2＜λ3，當(dāng)需要使用第一光束的第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t1(mm)，需要使用第二光束的第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t2(mm)，需要使用第三光束的第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t3(mm)時(shí)，滿足t1≤t2＜t3，當(dāng)對(duì)第一光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA1，對(duì)第二光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA2，對(duì)第三光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA3時(shí)，滿足NA1＞NA3和NA2＞NA3，其中物鏡包括第一光學(xué)部件和第二光學(xué)部件，它們材料不同且通過(guò)膠合面膠合在一起；膠合面包括具備多個(gè)與物鏡光軸同心的折射面區(qū)域的第一相移結(jié)構(gòu)；該第一相移結(jié)構(gòu)滿足條件(1)和(2)0.85＜Φ2/Φ1＜1.15.....(1)0.10＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50.....(2)其中，Φ1＝m(λ1)×(λ1/(n2(λ1)-n1(λ1)))，Φ2＝m(λ2)×(λ2/(n2(λ2)-n1(λ2)))，Φ3＝m(λ3)×(λ3/(n2(λ3)-n1(λ3)))，m(λ1)，m(λ2)，和m(λ3)是分別使第一到第三光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)數(shù)，n1(λ1)，n1(λ2)和n1(λ3)分別是第一光學(xué)部件的折射率，n2(λ1)，n2(λ2)，和n2(λ3)分別是第二光學(xué)部件的折射率。
2.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其第一相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(3)和(4)1.00≤Φ2/Φ1＜1.15.....(3)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50.....(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中第一相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(5)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.40.....(5)。
4.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中第一相移結(jié)構(gòu)進(jìn)一步滿足條件(6)和(7)0.85＜Φ2/Φ1＜1.00.....(6)0.20＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.35 .....(7)。
5.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中物鏡除膠合面以外包括兩個(gè)表面；兩個(gè)表面中的一個(gè)面包括第二相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域；并且在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，設(shè)置第二相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束等于2λ1的附加光程長(zhǎng)度。
6.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中物鏡除膠合面以外包括兩個(gè)表面；兩個(gè)表面中的一個(gè)面包括第二相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域；并且在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間，設(shè)置第二相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束等于10λ1的附加光程長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中在膠合面上的包括光軸的第一區(qū)域形成第一相移結(jié)構(gòu)；并且將第一區(qū)域設(shè)置成至少將第三光束會(huì)聚到第三光盤(pán)的記錄面上。
8.如權(quán)利要求7所述的物鏡，其中膠合面具有在第一區(qū)域之外的第二區(qū)域；并且第二區(qū)域被形成為折射面，其具有將第一和第二光束分別會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)的記錄面的功能，并且對(duì)第三光束的會(huì)聚不起作用。
9.如權(quán)利要求7所述的物鏡，其中膠合面具有第一區(qū)域之外的第二區(qū)域；可以將第二區(qū)域設(shè)置成將第一和第二光束分別會(huì)聚到第一和第二光盤(pán)記錄面上，并且對(duì)第三光束的會(huì)聚不起作用；并且第二區(qū)域包括第三相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域。
10.如權(quán)利要求5所述的物鏡，其中在物鏡的兩個(gè)表面中的一個(gè)的第三區(qū)域形成第二相移結(jié)構(gòu)；并且將第三區(qū)域設(shè)置成至少將第三光束會(huì)聚到第三光盤(pán)的記錄面上。
11.如權(quán)利要求10所述的物鏡，其中除膠合面外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括第三區(qū)域以外的第四區(qū)域；第四區(qū)域包括第四相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域；并且在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域間，設(shè)置第四相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束等于3λ1的附加光程長(zhǎng)度。
12.如權(quán)利要求10所述的物鏡，其中除膠合面外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括在第三區(qū)域以外的第四區(qū)域；第四區(qū)域包括第四相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域；并且在相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域間，設(shè)置第四相移結(jié)構(gòu)以帶給第一光束等于5λ1的附加光程長(zhǎng)度。
13.如權(quán)利要求8所述的物鏡，其中物鏡滿足條件(8)f1×NA1＞f2×NA2.....(8)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)確定的焦距；并且膠合面包括在第二區(qū)域之外的第五區(qū)域，該區(qū)域被設(shè)置成僅將第一光束會(huì)聚到第一光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第二和第三光束的會(huì)聚不起作用。
14.如權(quán)利要求8所述的物鏡，其中物鏡滿足條件(9)f1×NA1＜f2×NA2.....(9)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)確定的焦距；并且膠合面包括在第二區(qū)域之外的第五區(qū)域，該區(qū)域被設(shè)置成僅將第二光束會(huì)聚到第二光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第一和第三光束的會(huì)聚不起作用。
15.如權(quán)利要求13所述的物鏡，其中第五區(qū)域包括第五相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域并且將第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成，相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域間帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第二區(qū)域帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
16.如權(quán)利要求14所述的物鏡，其中第五區(qū)域包括第五相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域并且將第五相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成，相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域間帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第二區(qū)域帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
17.如權(quán)利要求11所述的物鏡，其中物鏡滿足條件(8)f1×NA1＞f2×NA2.....(8)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)確定的焦距；并且除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括在第四區(qū)域范圍以外的第六區(qū)域，該區(qū)域設(shè)置成僅將第一光束會(huì)聚到第一光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第二和第三光束的會(huì)聚不起作用。第六區(qū)域包括第六相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域的；并且將第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成，相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域間帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第四區(qū)域帶給第一光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
18.如權(quán)利要求11所述的物鏡，其中物鏡滿足條件(9)f1×NA1＜f2×NA2.....(9)其中，f1表示當(dāng)使用第一光盤(pán)時(shí)確定的焦距，f2表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)確定的焦距；除膠合面以外的兩個(gè)面中的一個(gè)面包括在第四區(qū)域范圍以外的第六區(qū)域，該區(qū)域設(shè)置成僅將第二光束會(huì)聚到第二光盤(pán)的記錄面上，并對(duì)第一和第三光束的會(huì)聚不起作用，第六區(qū)域包括第六相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與光軸同心的折射面區(qū)域的；并且將第六相移結(jié)構(gòu)設(shè)置成，相鄰的多個(gè)折射面區(qū)域之間帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值與第四區(qū)域帶給第二光束的光程長(zhǎng)度差的絕對(duì)值不同。
19.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中將物鏡設(shè)置成滿足條件(10)0.01＜d1/d2＜0.20.....(10)其中d1表示第一光學(xué)部件的中心厚度(單位mm)，并且d2表示第二光學(xué)部件的中心厚度(單位mm)。
20.一種光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備，通過(guò)選擇地使用包括第一、第二和第三光束的三種光束中的一種，來(lái)對(duì)包括具有最高記錄密度的第一光盤(pán)、具有次高記錄密度的第二光盤(pán)和具有最低記錄密度的第三光盤(pán)在內(nèi)的三種光盤(pán)進(jìn)行記錄信息和/或再現(xiàn)信息，該光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備包括分別發(fā)出具有不同波長(zhǎng)的第一、第二和第三光束的光源；和物鏡，其中當(dāng)?shù)谝坏降谌馐牟ㄩL(zhǎng)分別表示為λ1(nm)，λ2(nm)和λ3(nm)時(shí)，滿足λ1＜λ2＜λ3，當(dāng)需要使用第一光束的第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t1(mm)，需要使用第二光束的第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t2(mm)，需要使用第三光束的第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度表示為t3(mm)時(shí)，滿足t1≤t2＜t3，當(dāng)對(duì)第一光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA1，對(duì)第二光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA2，對(duì)第三光盤(pán)記錄信息或者再現(xiàn)信息所需要的數(shù)值孔徑表示為NA3時(shí)，滿足NA1＞NA3和NA2＞NA3，其中物鏡包括第一光學(xué)部件和第二光學(xué)部件，它們材料不同且通過(guò)膠合面膠合在一起；其中膠合面包括第一相移結(jié)構(gòu)，第一相移結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與物鏡光軸同心的折射面區(qū)域；該第一相移結(jié)構(gòu)滿足條件(1)和(2)0.85＜Φ2/Φ1＜1.15 .....(1)0.10＜|(Φ3-Φ2)/Φ1|＜0.50 .....(2)其中，Φ1＝m(λ1)×(λ1/(n2(λ1)-n1(λ1)))，Φ2＝m(λ2)×(λ2/(n2(λ2)-n1(λ2)))，Φ3＝m(λ3)×(λ3/(n2(λ3)-n1(λ3)))，m(λ1)，m(λ2)，和m(λ3)是分別使第一到第三光束衍射效率最大化的衍射級(jí)數(shù)，n1(λ1)，n1(λ2)和n1(λ3)分別是第一光學(xué)部件的折射率，n2(λ1)，n2(λ2)，和n2(λ3)分別是第二光學(xué)部件的折射率。
21.如權(quán)利要求20所述的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備，其中t1約為0.6mm，t2約為0.6mm，t3約為1.2mm。
全文摘要
一種物鏡，它包括在膠合面膠合在一起的不同材料的第一光學(xué)部件和第二光學(xué)部件。在膠合面上的第一相移結(jié)構(gòu)具備多個(gè)與物鏡光軸同心的折射面區(qū)域。第一相移結(jié)構(gòu)滿足條件(1)和(2)0.85＜Φ2/Φ1＜1.15……(1)；0.10＜|(Φ3－Φ2)/Φ1|＜0.50……(2)；其中，Φ1＝m(λ
文檔編號(hào)G11B7/135GK101093690SQ20071011257
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者是枝大輔, 竹內(nèi)修一 申請(qǐng)人:賓得株式會(huì)社