專利名稱：用于光學頭的物鏡的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種一般用于光盤驅動器中光學頭的高NA物鏡，該光盤驅動器使用諸如DVD(數(shù)字通用盤)，MO(磁光)盤之類的光盤。
近來，為了滿足減小光盤驅動器的尺寸和重量的需要，已經(jīng)將兩個表面均為非球面的塑料物鏡應用在這種光盤驅動器中。
雖然塑料透鏡具有多種優(yōu)點，但與玻璃透鏡相比，塑料透鏡的折射率和/或形狀可以很容易地隨溫度變化而變化，并且由于這種可改變的特性，塑料透鏡的特性可能發(fā)生變化。例如，當溫度升高時，塑料透鏡的折射率減小。于是，塑料透鏡的球差在過校正方向上改變，波前像差增加。通常，塑料透鏡折射率改變相對于溫度變化的比值大約為-11×10-5/℃。因此，當光學頭的物鏡由塑料透鏡制成時，上述特性可能會影響該光學頭的性能。
表1表示焦距為3.0mm，工作波長為650nm的塑料透鏡，當溫度升高40℃(即折射率被改變了-440×10-5)時以NA(數(shù)值孔徑)為參數(shù)的波前像差(rms值，其單位為波長λ)。表1
通常，設計用于CD驅動器的物鏡，使得NA大約為0.45，波前像差允許范圍的上限為0.04λ。因而，即使溫度改變了90度，波前像差仍處于允許范圍之內(nèi)。因此，對用于CD驅動器的物鏡來說，實際上波前像差的變化不影響物鏡的性能。
通常將用于DVD的物鏡設計成使得NA大約為0.60。設計用于MO盤驅動器的物鏡，使得NA大約為0.55。對于這種透鏡波前像差的允許范圍的上限大約為0.03λ。從而，當溫度改變40到50度時，波前像差超過了允許范圍的上限，可能會影響數(shù)據(jù)記錄/讀出操作。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于光盤驅動器的單元件物鏡。該物鏡將激光源發(fā)射的激光束通過光盤的保護層會聚到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。該物鏡的一個表面被分成一包括物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域。該中心區(qū)域被加工成為一個沒有階躍部分的連續(xù)表面，而該外圍區(qū)域具有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)所形成的衍射透鏡結構。另外，該衍射透鏡結構被設計為可補償由于溫度改變所導致的物鏡會聚特性的變化。
通過提供如上所述的衍射透鏡結構，可以避免溫度變化的影響。應該注意到，在實際使用中，可以僅在外圍區(qū)域提供該衍射透鏡結構，并且會聚特性的改變可以被抑制在允許范圍之內(nèi)。
最好是，外圍區(qū)域的面積大于中心區(qū)域的面積。如果外圍區(qū)域大于中心區(qū)域，則球差對波長依賴性可能太大，以至于由于激光源中波長個體之間的差別，物鏡的性能可能被降低。
可供選擇地是，該衍射透鏡結構具有這樣一種特性，使得當入射到物鏡上的激光束的波長增加時，其球差在欠校正方向上變化。
應該注意到，當物鏡可由塑料構成時，當溫度升高時其折射率降低。另一方面，當溫度升高時激光束的波長增加。因而，由溫度改變所導致的折射透鏡的球差的改變和由波長改變所導致的衍射透鏡結構的球差的改變之間達到平衡，而波長的改變是溫度改變所引起的，則由于溫度變化所導致的物鏡會聚特性的變化可以被補償。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于光盤驅動器的單元件物鏡，該物鏡將激光源發(fā)射的激光束通過光盤的保護層會聚到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。該物鏡的一個表面被分成一包括物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域。僅在外圍區(qū)域形成有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)形成的衍射透鏡結構。該衍射透鏡結構被設計為可補償由于溫度改變所導致的物鏡會聚特性的變化。
可供選擇地是，該物鏡由塑料制成，當溫度升高時其折射率降低。另外，當溫度升高時激光束的波長增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于光盤驅動器的光學頭的光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)包括一發(fā)射激光束的激光源單元和一將該激光源單元發(fā)射的激光束通過一光盤的保護層會聚到該光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上的單元件物鏡。該物鏡的一個表面被分成一包括物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域。該外圍區(qū)域具有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)形成的衍射透鏡結構。該衍射透鏡結構被設計為可補償由于溫度改變所導致的物鏡會聚特性的變化。
可供選擇地是，該激光源單元被設計為有選擇地發(fā)射第一激光束和第二激光束其中之一，且第二激光束的波長長于第一激光束的波長。第一激光束作為發(fā)散光束入射到該物鏡上，第二激光束則作為其發(fā)散度小于第一激光束發(fā)散度的光束入射到該物鏡上。該物鏡將第一激光束通過第一光盤的第一保護層會聚到第一光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。另外，該物鏡將第二激光束通過第二光盤的第二保護層會聚到第二光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。第一光盤的數(shù)據(jù)密度大于第二光盤的數(shù)據(jù)密度，而第一保護層的厚度小于第二保護層的厚度。
應該注意，當溫度升高時激光源單元所發(fā)射激光束的波長可能增加，而由塑料構成的物鏡當溫度升高時折射率減小。
在這種情形下，依據(jù)球差設計衍射透鏡結構，使得當入射在所述物鏡上的激光束的波長增加時，球差在欠校正方向上改變。
首先，將描述光學系統(tǒng)的整體結構，然后將描述根據(jù)各個實施例的物鏡。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學頭的光學系統(tǒng)100。該光學系統(tǒng)100用于光盤驅動器中，在具有相當高密度的光盤(在下文中稱為第一光盤)如DVD上執(zhí)行數(shù)據(jù)記錄/讀出。
該光學系統(tǒng)100包括一激光微型組件21，一準直透鏡24和一物鏡10。
激光微型組件21是一種激光二極管與光探測器集成在一起的裝置。
物鏡10被設計為可沿其光軸方向移動，具有眾所周知的聚焦機制。另外，物鏡10也可以沿光盤的半徑方向移動，具有眾所周知的跟蹤機制。
該物鏡用在光盤驅動器(圖中沒有給出)的光學頭(圖中沒有給出)中，在具有相當高數(shù)據(jù)記錄密度和相當薄保護層(0.6mm)的第一光盤D1(例如DVD)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄/讀出。
為了使用第一光盤D1，為了在第一光盤D1的數(shù)據(jù)記錄表面上形成相當小的束斑，要求波長在635nm到665nm范圍內(nèi)的紅光。從而，激光微型組件21中設置有可發(fā)射650nm波長激光束的激光二極管。
將激光微型組件21設置為，使得準直透鏡24所發(fā)出的第一激光束作為平行光通量入射到物鏡10上，即其光發(fā)射點與準直透鏡24的前焦點重合，使物鏡10的物距為無限大。
第一激光微型組件21的激光二極管所發(fā)射的第一激光束(波長650nm)入射到物鏡10上，并被物鏡10會聚，在第一光盤D1的數(shù)據(jù)記錄表面上形成一個束斑。
第一光盤D1所反射的激光束被第一激光微型組件21中的光探測器接收?；诠馓綔y器的輸出，探測聚焦誤差信號，跟蹤誤差信號和數(shù)據(jù)被讀出時的數(shù)據(jù)再現(xiàn)信號。
圖2A～2C表示物鏡10的結構。圖2A為前視圖，圖2B為物鏡10的剖面圖，圖2C為物鏡10的局部放大側視剖面圖。
物鏡10是具有第一和第二非球面11和12的雙凸塑料透鏡。第一表面11被分為一包括光軸的中心區(qū)域RC和一在中心區(qū)域RC外部(即外圍)的外圍區(qū)域RE。外圍區(qū)域RE與中心區(qū)域RC的面積比小于1。即，外圍區(qū)域的面積小于中心區(qū)域RC的面積。
在第一表面11上，在外圍區(qū)域RE以內(nèi)，形成包括多個階梯形同心環(huán)形區(qū)的衍射透鏡結構，如圖2A和2C所示。階梯部分(即相鄰環(huán)形區(qū)之間的邊界)沿平行于光軸的方向延伸。第一表面11的中心區(qū)域RC和第二表面12分別為連續(xù)表面，不形成具有階梯部分的這種衍射透鏡結構。
將形成在外圍區(qū)域RE的衍射透鏡結構設計成使得溫度變化所導致的會聚特性的變化被補償。特別是，將衍射透鏡結構設計成使得當入射光波長增加時，其球差被改變到欠校正的方向。
當溫度升高時折射透鏡的球差在過校正方向上改變。另外，激光二極管所發(fā)射的激光束的波長以大約0.2mm/℃的比率改變。因而，如果溫度增加40度，則激光束的波長增加8nm。
因此，通過形成具有上述特性的衍射透鏡結構，即當波長增加時球差在欠校正方向上改變，折射透鏡在過校正方向上的球差的改變，可以被由于溫度升高導致的波長改變所引起的衍射透鏡結構在過校正方向的改變補償。
應該注意，在上述結構中，衍射透鏡結構僅形成在第一表面11上的外圍區(qū)域中。不過，本發(fā)明不限于這種結構，可以進行多種變型。例如，如果物鏡10用于DVD和CD，可以在中心區(qū)域RC形成另一種衍射透鏡結構，以補償色差。或者，衍射透鏡結構可以形成在第二表面12上而不形成在第一表面11上。數(shù)字實施例下文中，將描述四個用數(shù)字實施例。
第一實施例圖3示意性地表示根據(jù)第一數(shù)字實施例的物鏡。在圖3中，表示物鏡10和第一光盤D1。激光束作為平行光通量入射到物鏡10上(即物距為無限大)，并被會聚到第一光盤D1的數(shù)據(jù)記錄表面上。表2表示數(shù)值。
在第一實施例中，第一表面11被分為一中心區(qū)域RC和一外圍區(qū)域RE。中心區(qū)域RC被限定為0≤h＜1.50(mm)的區(qū)域，外圍區(qū)域RE被限定為1.50≤h的區(qū)域，其中h表示相對于物鏡10光軸的高度。中心區(qū)域RC是沒有階躍部分的連續(xù)表面，外圍區(qū)域RE具有衍射透鏡結構，其改變了球差對通過其中的光波長的依賴性。
中心區(qū)域RC的曲率和外圍區(qū)域RE的基礎曲線(不具有衍射透鏡結構的折射透鏡的形狀)是由不同系數(shù)分別限定的不同非球面。第二表面12是旋轉對稱非球面，其中不具有衍射透鏡結構。
第一表面11的中心區(qū)域RC和外圍區(qū)域RE也是旋轉對稱非球面。通常，旋轉對稱非球面由下式表示X(h)=ch21+1-(1+K)c2h2+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12]]>其中，X(h)為SAG，即表面上距離光軸高度為h的一點相對于光軸處切面的距離；符號c表示該表面的頂點的曲率(1/r)；K為錐形常數(shù)；以及A4，A6，A8，A10和A12分別為第四，第六，第八，第十和第十二級非球面系數(shù)。
衍射透鏡結構所附加的光程長度φ(h)由下面的光程差函數(shù)表示φ(h)＝(P2h2+P4h4+P6h6+...)×m×λ其中P2，P4和P6為第二，第四和第六級系數(shù)；h表示到光軸的高度；m表示衍射級；以及
λ表示工作波長。光程差φ(h)表示距離光軸高度為h處不通過衍射透鏡結構的假想光線的光程長度與被衍射透鏡結構所衍射的光線的光程長度的差。換句話說，光程差φ(h)表示被衍射透鏡結構所衍射的每束光線的附加光程長度。所附加的長度為正號表示相對于光軸上的光程長度光軸上的光程長度被延長。
衍射透鏡結構的實際微觀形狀通過從光程差φ(h)中減掉整數(shù)倍的波長λ×m(m是整數(shù))來確定，即整數(shù)個λ，得到與菲涅爾透鏡相似的階躍式的附加光程長度φ′(h)。特別是，附加光程長度φ′(h)由下式表示φ′(h)＝(MOD(P2h2+P4h4+P6h6+...+CONST，1)-CONST)×λB其中MOD為模殊余數(shù)函數(shù)，λB為閃耀波長，在閃耀波長處衍射透鏡結構的微小階躍所產(chǎn)生的光程差等于一個波長，即衍射效率最大。常數(shù)CONST定義了環(huán)形區(qū)之間邊界處的相位，并且可以是滿足條件0≤CONST＜1的任意值。應該注意，模殊余數(shù)函數(shù)MOD(x，y)表示x被y除時的余數(shù)。
當MOD(P2h2+P4h4+P6h6+...+CONST，1)等于零時，距離光軸高度為h的位置表示兩環(huán)形區(qū)之間邊界的位置。
在表2中，表示限定中心區(qū)域RC的系數(shù)，外圍區(qū)域RE的基礎曲線，衍射透鏡結構，表面之間的距離，d-線的折射率，阿貝數(shù)vd，限定第二表面12的非球面形狀的系數(shù)。
在表中，NA1，f1，λ1，WD1和OD1分別為使用第一光盤D1時的數(shù)值孔徑，物鏡10的焦距(單位mm)，波長(單位nm)，工作距離(單位mm)和物距(單位mm)。
表2
圖4A表示根據(jù)第一實施例的對于第一光盤D1的波長為650nm時物鏡的球差SA和正弦條件SC。圖4B表示在650nm、645nm和655nm波長處由球差所表示的色差。每個圖中水平軸表示存在的像差(單位mm)，豎軸表示數(shù)值孔徑NA。
當使用第一光盤D1時，第一激光束(波長650nm)作為平行光(物距∞)入射到物鏡10上。在這種情形下，高NA專有區(qū)域RE用于補償像差。從而，通過公共區(qū)域RC的激光束部分和通過高NA專有區(qū)域RE的激光束部分會聚到一點，形成一個束斑，該束斑對于在第一光盤D1上的數(shù)據(jù)記錄/讀出來說足夠小。
圖5A表示與表2所示物鏡10相似的物鏡的球差SA和正弦條件SC，不過折射率減小了0.0044。這種折射率的改變相當于溫度增加40度。當折射率由于溫度升高而減小時，隨著NA的增加球差SA在過校正方向上改變。不過在中心區(qū)域和外圍區(qū)域之間的邊界處在欠校正方向特性得到恢復，可以抑制外圍區(qū)域中球差的產(chǎn)生。應該注意，如果不提供衍射透鏡結構，則隨著NA的增加球差在過校正方向上單調(diào)地變化，因而外圍區(qū)域RE中所產(chǎn)生的球差非常大。
第二實施例表3表示物鏡10的用數(shù)值表示的結構。第二實施例的結構與第一實施例基本相同，除了外圍區(qū)域RE中的結構不同以外。
表3
圖6A表示根據(jù)第二實施例的對于第一光盤D1的波長為650nm時物鏡的球差SA和正弦條件SC。圖6B表示在650nm、645nm和655nm處由球差所表示的色差。
圖7A和7B分別表示與圖6A和6B所示相似的像差，不過形成物鏡的樹脂的折射率被減小了0.0044。當溫度升高從而折射率減小時，隨著NA的增加，在中心區(qū)域RC中球差SA在過校正一方如圖7A所示發(fā)生改變。不過在中心區(qū)域RC和外圍區(qū)域RE之間的邊界附近，球差SA在欠校正一方發(fā)生改變，從而隨著NA的增加，在外圍區(qū)域中球差在欠校正方向發(fā)生改變。結果，由于具有這種結構，可以抑制在外圍區(qū)域RE中球差的出現(xiàn)。
第三實施例圖8表示根據(jù)第三實施例的物鏡10的前視圖。與第一和第二實施例相似，物鏡10的第一表面11被分為一中心區(qū)域RC(0≤h＜1.50)和一外圍區(qū)域RE(1.50≤h)。在外圍區(qū)域RE中，形成可改變球差對通過其中的光的波長依賴性的衍射透鏡結構。另外根據(jù)第三實施例，在中心區(qū)域RC中形成另一衍射透鏡結構，以補償色差。物鏡10的第二表面12為不具有衍射透鏡結構的旋轉對稱非球面。
表4表示根據(jù)第三實施例的物鏡10的用數(shù)值表示的結構。
表4
圖9A表示根據(jù)第三實施例的對于第一光盤D1的波長為650nm時物鏡的球差SA和正弦條件SC。圖9B表示在650nm、645nm和655nm處由球差所表示的色差。
圖10A和10B分別表示與圖9A和9B所示相似的像差，不過形成物鏡的樹脂的折射率被減小了0.0044。當溫度升高從而折射率減小時，隨著NA的增加，在中心區(qū)域RC中球差SA在過校正一方發(fā)生改變，如圖10A所示。不過，在中心區(qū)域RC和外圍區(qū)域RE之間的邊界附近，球差SA在欠校正一方發(fā)生改變，從而隨著NA的增加，在外圍區(qū)域中在見校正方向球差發(fā)生改變。結果，由于具有這種結構，可以抑制在外圍區(qū)域RE中球差的出現(xiàn)。
第四實施例圖11表示根據(jù)第四實施例的物鏡10C的后視圖。在第四實施例中，物鏡10C的第二表面12分為中心區(qū)域RC(0≤h＜1.20)和外圍區(qū)域RE(1.20≤h)。在外圍區(qū)域RE中，形成可改變球差對通過其中的光的波長依賴性的衍射透鏡結構。物鏡10C的第一表面11為不具有衍射透鏡結構的旋轉對稱非球面。
表5表示根據(jù)第四實施例的物鏡的用數(shù)值所表示的結構。
表5
圖12A表示根據(jù)第四實施例的對于第一光盤D1的波長為650nm時物鏡的球差SA和正弦條件SC。圖12B表示在650nm、645nm和655nm波長處由球差所表示的色差。
圖13A和13B分別表示與圖12A和12B所示相似的像差，不過形成物鏡的樹脂的折射率被減小了0.0044。當溫度升高從而折射率減小時，隨著NA的增加，在中心區(qū)域RC中球差SA在過校正一方發(fā)生改變，如圖12A所示。不過，在中心區(qū)域RC和外圍區(qū)域RE之間的邊界附近，球差SA在欠校正一方發(fā)生改變，從而隨著NA的增加，在外圍區(qū)域中在欠校正方向球差發(fā)生改變。結果，由于具有這種結構，可以抑制在外圍區(qū)域RE中球差的出現(xiàn)。
下面的表6表示相對于溫度改變AT度球差的變化(rms，單位λ)。在此表中，對比物鏡是未形成有衍射透鏡結構的透鏡。圖14為相應于表6的曲線。表6
如表6和圖14所示，通過在外圍區(qū)域RE中形成衍射透鏡結構，由于溫度變化所導致的波前像差被抑制到不到一半。即，通過在外圍區(qū)域RE中形成用于溫度補償?shù)难苌渫哥R結構，可以抑制波前像差的產(chǎn)生。另外，該物鏡適用于根據(jù)不同標準的多種類型光盤的光學頭，對于多種類型光盤來說中心區(qū)域是公用的。
如果在中心區(qū)域RC也形成用于溫度補償?shù)难苌渫哥R結構，可以很好地抑制諸如DVD的第一光盤D1中溫度改變所導致的波前像差。不過，這種透鏡具有相當大的波長依賴性，從而不能被用于要求不同工作波長的另一種光盤中。相反，如果僅在外圍區(qū)域RE中形成用于溫度補償?shù)难苌渫哥R結構，盡管外圍區(qū)域RE僅對第一光盤D1起作用，中心區(qū)域RC可以對要求不同工作波長的另一種光盤起作用。
特別是，當使用數(shù)據(jù)密度相當?shù)?、保護層相當厚并且要求具有相當長波長的激光束的光盤(將被稱為第二光盤D2)，諸如CD，進行數(shù)據(jù)記錄/讀出時，通過外圍區(qū)域RE的激光束部分被漫反射，對形成束斑沒有貢獻，僅僅通過中心區(qū)域RC的光束部分對形成束斑有貢獻。即，對于第二光盤D2可以得到相當小的NA，從而通過在外圍區(qū)域RE中形成上述衍射透鏡結構，在數(shù)據(jù)記錄表面上所形成的束斑不會變小。
圖15示意性地表示可使用第一光盤D1(DVD)或第二光盤D2(CD，CD-R)的光學驅動器的光學頭的光學系統(tǒng)100?？梢允褂酶鶕?jù)上述第一到第四實施例中任何一個的物鏡作為圖15所示光學系統(tǒng)100的物鏡。該光學系統(tǒng)100包括第一激光微型組件21，第二激光微型組件22，分束器23，準直透鏡24和物鏡10。
激光微型組件21與22中的每一個均為一激光二極管和一光探測器集成在一起的裝置。
第一光盤D1(例如DVD)具有高數(shù)據(jù)記錄密度和相當薄的保護層(0.6mm)。第二光盤D2(例如CD或CD-R)具有低數(shù)據(jù)記錄密度和相當厚的保護層(1.2mm)。
第一激光微型組件21與圖1所示激光微型組件21相似，包括一發(fā)射波長為650nm激光束的激光二極管。為了實現(xiàn)第二光盤D2特別是CD-R的數(shù)據(jù)記錄/讀出，由于它的光譜反射率，應該使用近紅外光束。因此，第二激光微型組件22具有一發(fā)射波長為780nm激光束的激光二極管。
當使用第一光盤D1時(在圖15中用實線表示)，第一激光微型組件21被激勵。在這種情形下，物鏡10設置在圖15中實線所表示的位置處。第一激光微型組件21的激光二極管所發(fā)射的第一激光束(波長650nm)照射到圖15中由實線所表示的物鏡10上，被物鏡10會聚，在第一光盤D1的數(shù)據(jù)記錄表面上形成一個束斑。
當使用第二光盤D2時(在圖15中用虛線表示)，第二激光微型組件22被激勵。在這種情形下，物鏡10設置在圖15中虛線所表示的位置處，與實線所表示的位置相比更接近于光盤。第二激光微型組件22的激光二極管所發(fā)射的第二激光束(波長780nm)作為發(fā)散光束照射到物鏡10上，被物鏡10會聚，在第二光盤D2的數(shù)據(jù)記錄表面上形成一個束斑。
形成在外圍區(qū)域RE中的衍射透鏡結構抑制了第一激光束被會聚在第一光盤D1上時的波前像差，并且當?shù)诙す馐鴷墼诘诙獗PD2上時產(chǎn)生球差。從而，當使用第一光盤D1時，通過中心區(qū)域RC和外圍區(qū)域RE的激光束部分會聚到相同位置。由于得到了大NA，可以在第一光盤D1上形成足夠小的束斑。另外，溫度改變對物鏡光會聚特性的影響很小。
當使用第二光盤D2時，通過外圍區(qū)域RE的激光束部分被漫反射，僅僅通過中心區(qū)域RC的激光束部分對束斑的形成有貢獻。從而，得到相當大的NA，在第二光盤D2上所形成的束斑尺寸大于在第一光盤D1上所形成的束斑尺寸。應該注意到，當使用第二光盤D2時由于NA相當小，溫度改變對波前像差的影響很小。
當根據(jù)第一到第四實施例的物鏡用于圖15所示的光學系統(tǒng)時，最好是第二激光微型組件22所發(fā)射的激光束(波長780nm)作為發(fā)散光束入射到物鏡10上，使物距為-52.0mm。由于這種結構，可以在第二光盤D2的數(shù)據(jù)記錄表面上形成最適宜的束斑。
權利要求
1.一種用于光盤驅動器的單元件物鏡，該物鏡將激光源所發(fā)射的激光束通過一光盤的保護層會聚到該光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上，其中所述物鏡的一個表面被分為一包括所述物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域，所述中心區(qū)域被形成為一個沒有階躍部分的連續(xù)表面，所述外圍區(qū)域具有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)所形成的衍射透鏡結構，所述衍射透鏡結構被設計來補償由于溫度改變導致的所述物鏡的會聚特性的改變。
2.根據(jù)權利要求1所述的物鏡，其中所述外圍區(qū)域的面積大于所述中心區(qū)域的面積。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的物鏡，其中所述衍射透鏡結構被設計為具有依據(jù)球差的特性，使當入射到所述物鏡上的激光束的波長增加時，其球差在欠校正方向上改變。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的物鏡，由塑料制成，當溫度升高時其折射率減小，當溫度升高時激光束的波長增加。
5.一種用于光盤驅動器的單元件物鏡，所述物鏡將激光源所發(fā)射的激光束通過一光盤的保護層會聚到該光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上，其中該物鏡的一個表面被分為一包括所述物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域，僅在所述外圍區(qū)域中由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)形成衍射透鏡結構，所述衍射透鏡結構被設計成補償由于溫度改變導致的所述物鏡的會聚特性的改變。
6.根據(jù)權利要求5所述的物鏡，由塑料制成，當溫度升高時其折射率降低，當溫度升高時激光束的波長增加。
7.一種用于光盤驅動器的光學頭的光學系統(tǒng)，包括一發(fā)射激光束的激光源單元；以及一將該激光源單元所發(fā)射的激光束通過一光盤的保護層會聚在該光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上的單一元件物鏡，其中所述物鏡的一個表面被分為一包括所述物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域，所述外圍區(qū)域具有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)所形成的衍射透鏡結構，所述衍射透鏡結構被設計為補償由于溫度改變導致的所述物鏡的會聚特性的改變。
8.根據(jù)權利要求7所述的光學系統(tǒng)，其中所述中心區(qū)域形成為一沒有階躍部分的連續(xù)表面。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的光學系統(tǒng)，其中所述激光源單元有選擇地發(fā)射第一激光束和第二激光束其中之一，且所述第二激光束的波長大于所述第一激光束的波長，所述第一激光束作為發(fā)散光束入射到所述物鏡上，所述第二激光束作為其發(fā)散度小于所述第一激光束的光束入射到所述物鏡上，所述物鏡將第一激光束通過第一光盤的第一保護層會聚到第一光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上，所述物鏡將第二激光束通過第二光盤的第二保護層會聚到第二光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上，第一光盤的數(shù)據(jù)密度大于第二光盤的數(shù)據(jù)密度，第一保護層的厚度小于第二保護層的厚度。
10.根據(jù)權利要求7、8或9所述的光學系統(tǒng)，其中當溫度升高時所述激光源單元所發(fā)射的激光束的波長增加，其中所述物鏡由塑料制成，當溫度升高時其折射率減小。
11.根據(jù)權利要求10所述的物鏡，其中所述衍射透鏡結構具有依據(jù)球差的特性，使當入射到所述物鏡上的激光束的波長增加時，所述物鏡的球差在欠校正方向上改變。
全文摘要
一種用于光盤驅動器的單元件物鏡,將激光源所發(fā)射的激光束通過一光盤的保護層會聚到該光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。該物鏡的一個表面被分為一包括物鏡光軸的中心區(qū)域和一環(huán)繞該中心區(qū)域的外圍區(qū)域。外圍區(qū)域設置有由多個包括微小臺階的同心環(huán)形區(qū)所形成的衍射透鏡結構。中心區(qū)域是不具有階躍部分的連續(xù)表面。該衍射透鏡結構可補償由于溫度變化所導致的物鏡的會聚特性的改變。
文檔編號G02B27/00GK1348110SQ01135419
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權日2000年10月12日
發(fā)明者竹內(nèi)修一, 丸山晃一 申請人:旭光學工業(yè)株式會社