專利名稱：光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及使用它的光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠在進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)，對(duì)多種光記錄介質(zhì)，將工作光高效率地會(huì)聚在對(duì)應(yīng)的光記錄介質(zhì)上的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及使用它的光拾取裝置，特別是涉及一種將波長(zhǎng)大致相同的工作光良好地會(huì)聚在各個(gè)特性互不相同的多個(gè)光記錄介質(zhì)上的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及使用此的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
隨著近年的種種光記錄介質(zhì)的開發(fā)，能夠共用于兩種光記錄介質(zhì)的記錄/再生的光拾取裝置已被周知。例如，使用一個(gè)光拾取裝置，記錄/再生DVD(Digital Versatile Disc)和CD(壓縮盤。包括，-ROM、-R、-RW。)的裝置已被實(shí)用化。另外，對(duì)于DVD，為了尋求記錄密度的提高，使用例如大約658nm的可見光，而與之相對(duì)，對(duì)于CD由于存在對(duì)可見光區(qū)域的光不具有感光度的記錄介質(zhì)，因此使用784nm的近紅外光。另外，在這兩個(gè)光記錄介質(zhì)中，有必要根據(jù)各光記錄介質(zhì)的特性的不同而使各數(shù)值孔徑不同，進(jìn)而，基板的厚度(表示由PC(聚碳酸酯)等形成的保護(hù)層的幾何學(xué)厚度。以下也相同)被做成互不相同的規(guī)格，例如，DVD是0.6mm，CD是1.2mm)。
另一方面，隨著以GaN基板為基體的短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器(例如，出射波長(zhǎng)408nm的激光)被實(shí)用化，以及記錄容量的進(jìn)一步增大，將該短波長(zhǎng)的光用作照射光的一面一層的容量是大約20GB的AOD(高級(jí)光盤HD-DVD)也被實(shí)用化。另外，與此前后，將與AOD同樣的短波長(zhǎng)的光作為照射光使用的藍(lán)光光盤(以下稱BD)也漸漸實(shí)用化。
在上述的AOD的規(guī)格中，數(shù)值孔徑和基板的厚度被做成與上述的DVD同程度的值，數(shù)值孔徑(NA)被做成0.65，基板的厚度被做成0.6mm，另一方面，在上述的BD規(guī)格中，數(shù)值孔徑和基板厚度被做成與上述的DVD和CD均不相同的值(數(shù)值孔徑(NA)是0.85，基板厚度是0.1mm)。
由此，試圖能夠共用于在上述的DVD和CD上附加AOD或BD的三種光記錄介質(zhì)的光拾取裝置的開發(fā)也有所進(jìn)展。
如上所述由于在這些光記錄介質(zhì)中，根據(jù)光記錄介質(zhì)的種類而將工作光波長(zhǎng)和基板厚度做成相互不同的規(guī)格，因此因其保護(hù)層厚度的不同而產(chǎn)生的球面像差量也變得不同起來。為此，由于在這種光拾取裝置中有必要對(duì)任何的光記錄介質(zhì)均確實(shí)地進(jìn)行聚焦，且對(duì)用于進(jìn)行記錄/讀取的各波長(zhǎng)的光均最適化球面相差量，因而作為載置于這種裝置的光記錄介質(zhì)用物鏡透鏡，也有必要盡力做成對(duì)各種光記錄介質(zhì)具有相互不同的會(huì)聚作用的透鏡結(jié)構(gòu)。
因此，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人，也已經(jīng)進(jìn)行了作為這種光記錄介質(zhì)用物鏡透鏡的種種提案。(參照下述專利文獻(xiàn)1～3)。
在由這些專利文獻(xiàn)所公開的技術(shù)所代表的光記錄介質(zhì)用物鏡透鏡中，注意到CD、DVD、以及AOD(或BD)中所使用的光的波長(zhǎng)不同這一事實(shí)，通過使用例如組合了具有波長(zhǎng)選擇性的衍射光學(xué)元件和物鏡透鏡的兩組結(jié)構(gòu)的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系，做成使因保護(hù)層的厚度不同而產(chǎn)生的球面像差的量最適化的方式。
(專利文獻(xiàn)1)特愿2003-433434號(hào)說明書(專利文獻(xiàn)2)特愿2003-365482號(hào)說明書(專利文獻(xiàn)3〕特愿2003-328672號(hào)說明書因此，如上所述，由于AOD和BD變得漸漸實(shí)用化，因此，出現(xiàn)了希望通過一個(gè)光記錄介質(zhì)用物鏡透鏡，記錄/再生，除包含CD和DVD外，也包含AOD和BD的4種光記錄介質(zhì)的愿望。
然而，如上所述，AOD和BD，將相互大致相同波長(zhǎng)的光作為工作光(例如408nm)，因工作光波長(zhǎng)的不同而改變光會(huì)聚作用，這不能由上述各專利文獻(xiàn)所記載的技術(shù)處理。
因此，為了做成可至少共用于AOD和BOD的光記錄介質(zhì)用物鏡，有必要采用全新的思維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)所涉及的事情而形成，因此其目的為提供一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及使用此的光拾取裝置，能夠以工作光的波長(zhǎng)大致相同地，使該工作光有效地會(huì)聚在包含基板厚度相互不同的光記錄介質(zhì)的多個(gè)光記錄介質(zhì)上。
本發(fā)明的提供一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，由在對(duì)至少兩種光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)所共用的多個(gè)透鏡組構(gòu)成，其特征在于，所述至少兩種光記錄介質(zhì)中的給定的至少兩種光記錄介質(zhì)是，通過相互大致相同的波長(zhǎng)的光進(jìn)行信息的記錄或再生，且基板的厚度相互不同；在所述給定的至少兩種光記錄介質(zhì)中任意一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況、和在其余的至少一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況下相比，所述多個(gè)透鏡組的空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔相互不同。
另外，優(yōu)選為，以如下方式構(gòu)成，即，一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，由在對(duì)至少四種光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)所共用的多個(gè)透鏡組構(gòu)成，其特征在于，所述至少四種光記錄介質(zhì)中的給定的兩種光記錄介質(zhì)是，通過相互大致相同的波長(zhǎng)的光進(jìn)行信息的記錄或再生，且基板的厚度相互不同；在所述給定的兩種光記錄介質(zhì)中一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況、和在其他的所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況相比，所述多個(gè)透鏡組的空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔相互不同。
另外，可以做成，在所述給定的兩種光記錄介質(zhì)中，所述一方的所述光記錄介質(zhì)是高級(jí)光盤即AOD，所述另一方的所述光記錄介質(zhì)是藍(lán)光光盤(blue ray disc)。
另外，優(yōu)選為，所述多個(gè)透鏡組，由在至少一個(gè)透鏡組中有衍射光學(xué)面的兩個(gè)透鏡組構(gòu)成。
進(jìn)而，本發(fā)明所涉及的光拾取裝置的特征在于備有上述任何光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
按照本發(fā)明所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，是共用于多個(gè)光記錄介質(zhì)的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，在這些多個(gè)光記錄介質(zhì)中，給定至少兩種光記錄介質(zhì)，以由相互大致相同波長(zhǎng)的光進(jìn)行信息的記錄或再生，并且基板的厚度相互不同的方式構(gòu)成，在所述的任意一個(gè)光記錄介質(zhì)被選擇的情況下，與在其余的至少一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況下相比，所述多個(gè)透鏡組的空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔相互不同。
也就是說，對(duì)于基板厚度相互不同的兩種光記錄介質(zhì)，在對(duì)一方的光記錄介質(zhì)的記錄、再生時(shí)將球面像差作得較小的情況下，對(duì)其他方的光記錄介質(zhì)的記錄、再生時(shí)球面像差變得過大。因此，通過將上述多個(gè)透鏡組空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔根據(jù)光記錄介質(zhì)的種類而變更，能夠阻止該過大的球面像差量的發(fā)生。
由此，能夠以工作光波長(zhǎng)大致相同地、高效地將該工作光會(huì)聚在包含基板厚度相互不同的光記錄介質(zhì)的多個(gè)光記錄介質(zhì)上。
另外，在本發(fā)明的光拾取裝置中，通過載置上述光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，以工作光波長(zhǎng)大致相同地，高效地將該工作光會(huì)聚在包含基板厚度相互不同的光記錄介質(zhì)的多個(gè)光記錄介質(zhì)上。


圖1是示意性表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)及其作用的剖面圖。
圖2是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光拾取裝置的概略圖。
圖中1a，1b，1c-半導(dǎo)體激光器，2a，2b-棱鏡，6-半反鏡，7-準(zhǔn)直透鏡，8-物鏡光學(xué)系統(tǒng)，9-光記錄介質(zhì)，9a-AOD，9b-DVD，9c-CD，9d-BD，10、10a、10b、10c、10d-記錄區(qū)域，11-激光，13-光電二極管，L1-衍射光學(xué)元件，L2-物鏡透鏡，R1～R5-透鏡面(其中，R5是光記錄介質(zhì)的保護(hù)層表面)的曲率半徑，D1～D5-軸上面間隔。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是示意性表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖，首先，用該圖作為代表說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，圖2是表示本發(fā)明所涉及的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是使用本發(fā)明所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。另外，在圖1的結(jié)構(gòu)圖中，衍射光學(xué)元件和各透鏡的形狀均被示意性地表示。另外，在圖2中，為了避免圖面變得繁雜，以從半導(dǎo)體激光器1a發(fā)出的光線軌跡為中心而表示，來自半導(dǎo)體激光器1b、1c的光線僅被描繪出到達(dá)棱鏡2a、2b的接合面前的軌跡。
在圖2所示的光拾取裝置中，半導(dǎo)體激光器1a～1c輸出的激光11被半反鏡6所反射，被準(zhǔn)直透鏡7做成大致的平行光，被光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)8做成會(huì)聚光，而照射在光記錄介質(zhì)9的記錄區(qū)域10上。
作為該光拾取裝置的對(duì)象的光記錄介質(zhì)9，使用下述的3個(gè)條件式(1)～(3)的條件。另外，在本發(fā)明的光拾取裝置中，當(dāng)然不限于滿足以下的條件式(1)～(3)的器件。
λ1＝λ4＜λ2＜λ3 …(1)NA4＞NA2≥NA2＞NA3…(2)T4＜T1≤T2＜T3 …(3)其中，λ1…對(duì)應(yīng)于所述第1光記錄介質(zhì)的工作光波長(zhǎng)(第1波長(zhǎng))λ2…對(duì)應(yīng)于所述第2光記錄介質(zhì)的工作光波長(zhǎng)(第2波長(zhǎng))λ3…對(duì)應(yīng)于所述第3光記錄介質(zhì)的工作光波長(zhǎng)(第3波長(zhǎng))λ4…對(duì)應(yīng)于所述第4光記錄介質(zhì)的工作光波長(zhǎng)(第4波長(zhǎng))NA1…對(duì)應(yīng)于所述第1光記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑(第1數(shù)值孔徑)NA2…對(duì)應(yīng)于所述第2光記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑(第2數(shù)值孔徑)NA3…對(duì)應(yīng)于所述第3光記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑(第3數(shù)值孔徑)NA4…對(duì)應(yīng)于所述第4光記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑(第4數(shù)值孔徑)T1…所述第1光記錄介質(zhì)的基板厚度(第1基板厚度)T2…所述第2光記錄介質(zhì)的基板厚度(第2基板厚度)T3…所述第3光記錄介質(zhì)的基板厚度(第3基板厚度)T4…所述第4光記錄介質(zhì)的基板厚度(第4基板厚度)這里，光記錄介質(zhì)9作為下述器件的總稱而說明作為第1光記錄介質(zhì)的AOD9a(數(shù)值孔徑NA1＝0.65，工作光波長(zhǎng)λ1＝408nm，基板厚度d1＝0.6mm)，作為第2光記錄介質(zhì)的DVD9b(數(shù)值孔徑NA2＝0.65，工作光波長(zhǎng)λ2＝658nm，基板厚度d2＝0.6mm)，作為第3光記錄介質(zhì)的CD9c(數(shù)值孔徑NA3＝0.50，工作光波長(zhǎng)λ3＝784nm，基板厚度d3＝1.2mm)，以及作為第4光記錄介質(zhì)的BD9d(數(shù)值孔徑NA4＝0.85，工作光波長(zhǎng)λ4＝408nm，基板厚度d4＝0.1mm)。
半導(dǎo)體激光器1a，是輸出AOD用和BD用的、波長(zhǎng)408nm(λ1、λ4)的可見光區(qū)域的激光的光源。另外，半導(dǎo)體激光器1b，是輸出DVD用的、波長(zhǎng)658nm(λ2)的可見光區(qū)域的激光的光源。半導(dǎo)體激光器1c，是輸出CD-R(可記錄光記錄介質(zhì))等的CD系用的(以下，以此為代表而作為CD說明)、波長(zhǎng)784nm(λ3)的近紅外光區(qū)域的激光的光源。半導(dǎo)體激光器1a～1c，雖然不能排除重復(fù)輸出的情況，但優(yōu)選為，對(duì)應(yīng)于光記錄介質(zhì)9是AOD9a，DVD9b，CD9c，BD9d，而擇一輸出。由半導(dǎo)體激光器1a、1b輸出的激光11，通過棱鏡2a、2b，照射在半反鏡6上；另外，由半導(dǎo)體激光器1c輸出的激光11，通過棱鏡2b，照射在半反鏡6上。
另外，準(zhǔn)直透鏡7，不限于圖2中示意性示出的1片結(jié)構(gòu)的器件，而寧可優(yōu)選為做成對(duì)上述的各波長(zhǎng)光進(jìn)行良好的色像差校正的器件。
在本實(shí)施方式的光拾取裝置中，作為配置于給定位置(回轉(zhuǎn)臺(tái))上的光記錄介質(zhì)9，在選擇AOD9a，DVD9b，CD9c，BD9d諸光記錄介質(zhì)9中的任意一種的情況下，均將工作光相對(duì)于物鏡光學(xué)系統(tǒng)8作為平行光入射。物鏡光學(xué)系8被做成無限共軛的光學(xué)系統(tǒng)。通過衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的衍射作用和折射作用，各工作光被聚焦在，圖1(A)所示的AOD9a，圖1(B)所示的DVD9b，圖1(C)所示的CD9c，圖1(D)所示的BD9d的，進(jìn)行各信息記錄或再生的所述光記錄介質(zhì)的給定位置10a、10b、10c、10d(以下，將此總稱為記錄區(qū)域10)。
記錄區(qū)域10上載持信息的凹坑，以被排列為信道狀的方式而形成，來自該區(qū)域10上的上述激光11的反射光，以載持信號(hào)信息的狀態(tài)，通過物鏡光學(xué)系統(tǒng)8和準(zhǔn)直鏡7，而入射到半反鏡6上，透過該半反鏡6而入射到4分割的光點(diǎn)二極管13上。由于被分割的4個(gè)二極管位置的各受光量可以由電信號(hào)的狀態(tài)而得到，因此基于該受光量，在圖中未示出的運(yùn)算裝置中，進(jìn)行給定的運(yùn)算，得到數(shù)據(jù)信號(hào)、以及焦點(diǎn)信號(hào)和跟蹤信號(hào)的各誤差信號(hào)。
另外，由于半反鏡6以相對(duì)于來自光記錄介質(zhì)9的返回光的光路傾斜45°角的狀態(tài)插入著，因此產(chǎn)生與柱狀透鏡相同的作用，且透過該半反鏡6的光束變得具有非點(diǎn)像差，根據(jù)4分割的光點(diǎn)二極管13上的該返回光的束斑形狀而決定焦點(diǎn)誤差的量。另外，通過在半導(dǎo)體激光器1a～1c和半反鏡6a之間插入光柵，而可以通過3束而檢測(cè)跟蹤誤差。
另外，本實(shí)施方式的物鏡光學(xué)系8，如圖1所示，從光源側(cè)順次由以下構(gòu)成，在至少一個(gè)面具有衍射光學(xué)面的衍射光學(xué)元件L1(第1透鏡組)，以及具有正的折射能力的物鏡透鏡L2(第2透鏡組)。于是，在對(duì)于工作光成為大致相同波長(zhǎng)的多個(gè)記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)，衍射光學(xué)元件L1和/或物鏡透鏡L2被做成可移動(dòng)的器件，以便根據(jù)該光記錄介質(zhì)的種類而變更衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的間隔。例如，以在選擇AOD9a時(shí)與選擇BD9d時(shí)衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔相互不同的方式而構(gòu)成。
在圖1所示的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8中，與對(duì)AOD9a進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(參照?qǐng)D1(A))相比，對(duì)BD9d進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(參照?qǐng)D1(B))衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔D2設(shè)置得較大。
也就是說，對(duì)于基板厚度相互不同的兩種光記錄介質(zhì)，在構(gòu)成為對(duì)其中一種光記錄介質(zhì)記錄、再生時(shí)球面像差較小的情況下，對(duì)其他的光記錄介質(zhì)記錄、再生時(shí)球面像差變得過大。因此，根據(jù)對(duì)記錄介質(zhì)的基板厚度被做成0.6mm的AOD9a進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)，以及對(duì)記錄介質(zhì)的基板厚度被做成0.1mm的BD9d進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)，通過調(diào)整衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔，能夠阻止這種過大的球面像差的發(fā)生。特別是，對(duì)于AOD9a和BD9d，由于工作光的波長(zhǎng)被做得相相互同，很難采用以往的根據(jù)該工作光的波長(zhǎng)而改變光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系的折射作用和衍射作用從而改變光會(huì)聚位置的方法，因此不依賴工作光波長(zhǎng)的本實(shí)施方式所涉及的方法極為有效。
但是，本實(shí)施方式所涉及的方法，不僅對(duì)工作光波長(zhǎng)被做成相相互同的多個(gè)光記錄介質(zhì)適用，也能夠?qū)ぷ鞴獠ㄩL(zhǎng)被做成相互不同的多個(gè)光記錄介質(zhì)適用。
例如，在圖1所示的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8中，相對(duì)于對(duì)AOD9a進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(參照?qǐng)D1(A))，在對(duì)記錄介質(zhì)的基板厚度被相同做成0.6mm后的DVD9b進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(參照?qǐng)D1(B))，衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔D2被設(shè)定為大致相等，但是在對(duì)記錄介質(zhì)的基板厚度被做成厚度較大的1.2mm的CD9c進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(參照?qǐng)D1(C))，衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔D2被設(shè)定得較小。
雖然一般地已經(jīng)考慮到，在對(duì)工作光波長(zhǎng)相互不同的兩種光記錄介質(zhì)同時(shí)入射平行光的情況下，通過僅滿足使用衍射光學(xué)元件L1這一要件，也能夠?qū)⑵叫泄庖跃M(jìn)行良好像差校正的狀態(tài)聚焦到各給定位置，但對(duì)其他的光記錄介質(zhì)也入射平行光并以進(jìn)行良好的像差校正的狀態(tài)聚焦到給定位置時(shí)，球面像差的發(fā)生變得過大，出現(xiàn)困難?？墒?，通過像本實(shí)施方式那樣將衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2之間的間隔隨著記錄介質(zhì)的種類而變更，做成如下方式，其對(duì)所有的光記錄介質(zhì)，以進(jìn)行良好的像差校正的狀態(tài)，聚焦在各給定位置。
這樣，若按照本實(shí)施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8，由于在對(duì)任何的光記錄介質(zhì)(AOD9a，DVD9b，CD9c，BD9d)進(jìn)行信息的記錄、再生時(shí)，均能夠使工作光以平行光的狀態(tài)入射在光學(xué)系8上，因此能夠提高光學(xué)系的配置選擇的自由度，尋求裝置的緊湊化，同時(shí)也能尋求跟蹤穩(wěn)定性的提高。
另外，上述的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔的變化，通過利用周知的透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等使這些衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的至少其一移動(dòng)而進(jìn)行。
另外，該物鏡光學(xué)系8，做成衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的兩組結(jié)構(gòu)，并且做成這些間隔可變的結(jié)構(gòu)，由此能夠?qū)⒁蚬庥涗浗橘|(zhì)制造不均性而引起的基板厚度的變化而產(chǎn)生的球面像差，和2層盤等多層盤中所要求的球面像差的校正也對(duì)應(yīng)起來。
上述的物鏡光學(xué)系8，如上述的AOD9a和DVD9b的情況那樣，在任何1個(gè)光記錄介質(zhì)9被選擇的情況下與其余的任何一個(gè)光記錄介質(zhì)9被選擇的情況下，以衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔相互不同的方式而構(gòu)成時(shí)，能夠以如下方式構(gòu)成，在任何兩個(gè)光記錄介質(zhì)9被選擇的情況下，衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔相相互等，且與任何其余的一個(gè)光學(xué)記錄介質(zhì)9被選擇時(shí)的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔相互不同。通過將2個(gè)光學(xué)記錄介質(zhì)9被選擇的情況下將空氣間隔做得相等，能夠減輕用于將衍射光學(xué)元件L1和/或物鏡透鏡L2做成可動(dòng)的機(jī)構(gòu)控制的負(fù)擔(dān)，并能夠?qū)⒀b置結(jié)構(gòu)做得簡(jiǎn)略。
另外，該物鏡光學(xué)系統(tǒng)8，在任何1個(gè)光記錄介質(zhì)9被選擇的情況下與其余的任何一個(gè)光記錄介質(zhì)9被選擇的情況下，以衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔相互不同的方式而構(gòu)成時(shí)，也可以構(gòu)成為在4個(gè)光學(xué)元件9均被選擇的情況下空氣間隔均不相同。按照該結(jié)構(gòu)，由于能夠使對(duì)應(yīng)于各光記錄介質(zhì)而設(shè)定不同的配置位置，因此能夠提高設(shè)計(jì)的自由度。
另外，該物鏡光學(xué)系統(tǒng)8中衍射光學(xué)元件L1的衍射光學(xué)面，優(yōu)選為以如下方式做成工作形狀，對(duì)所述第1波長(zhǎng)(以及第4波長(zhǎng))的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)，與對(duì)所述第2波長(zhǎng)的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)相互不同，并且對(duì)所述第1波長(zhǎng)(以及第4波長(zhǎng))的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)，與對(duì)所述第3波長(zhǎng)的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)相互不同。通過像上述那樣對(duì)各工作光設(shè)定衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)，對(duì)任何工作光均能使之高利用效率地會(huì)聚在所望的位置。
另外，所述衍射光學(xué)面，優(yōu)選為以如下方式做成工作形狀，對(duì)所述第1波長(zhǎng)(以及第4波長(zhǎng))的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)為2次，對(duì)所述第2波長(zhǎng)的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)為1次，對(duì)所述第3波長(zhǎng)的光其衍射光的光量成為最大的衍射次數(shù)為1次。通過選擇該次數(shù)，能夠使衍射光學(xué)面的衍射溝槽變淺，不增加模具加工和透鏡成型的負(fù)擔(dān)，且能夠高利用效率地會(huì)聚任何的工作光。
例如，在后述的實(shí)施方式所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，設(shè)定衍射光學(xué)面，以使得對(duì)于與AOD9a和BD9d相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)408nm(λ1、λ4)的光是2次，對(duì)于與DVD9c相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)658nm(λ2)的光是1次，對(duì)于與CD9b相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)784nm(λ3)的光相對(duì)應(yīng)的是1次的衍射光的光量成為最大。
另外，本發(fā)明所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8的衍射光學(xué)面，優(yōu)選為在假想的平面上，形成衍射光學(xué)元件結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選為其衍射光學(xué)元件結(jié)構(gòu)是鋸齒狀。“鋸齒狀”即所謂的被稱作基諾全息照片的形狀。衍射光學(xué)面的相位差，由以下所述的相位差函數(shù)表示。假設(shè)波長(zhǎng)為λ，衍射光學(xué)面相位差函數(shù)為φ，則通過該衍射光學(xué)面，在衍射光上附加mλ×φ/(2π)的光路長(zhǎng)。在這里m表示衍射次數(shù)。
(式1)Φ=Σi=1BiY2i]]>其中，Y離開光軸的高度；Bi2i次的系數(shù)。
另外，考慮對(duì)所工作的各波長(zhǎng)光的各次數(shù)的衍射光的比例，而設(shè)定衍射光學(xué)面的具體的鋸齒形狀的階高。另外，綜合考慮所入射的3種波長(zhǎng)的激光11的束徑以及物鏡光學(xué)系統(tǒng)8的數(shù)值孔徑，而設(shè)定衍射光學(xué)面的最外徑。
在后述的實(shí)施例1所涉及的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系8的衍射面上，在任何假想平面上形成光學(xué)元件結(jié)構(gòu)。但是在圖1的結(jié)構(gòu)圖中，為了表示衍射光學(xué)面的存在，以比實(shí)際的衍射光學(xué)面的鋸齒狀形狀更夸張地示出。
另外，在本發(fā)明的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8中，優(yōu)選為，物鏡透鏡L2至少一個(gè)面由非球面形成。該非球面，更優(yōu)選為，由下式所述的非球面式所表示的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面形成。通過形成這樣的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面，能夠?qū)θ魏蔚墓庥涗浗橘|(zhì)9，均能進(jìn)行良好的像差校正，確實(shí)以良好地進(jìn)行記錄/再生的方式構(gòu)成。
(式2)Z=Y2C1+1-KY2C2+Σi=2AiY2i]]>其中，Z從離開光軸高度為Y的非球面上的點(diǎn)到非球面頂點(diǎn)的切平面(垂直于光軸的平面)所畫的垂線的長(zhǎng)度；Y離開光軸的高度；K圓錐常數(shù)；C光軸近旁的曲率Ai2i次的系數(shù)優(yōu)選為，衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2上所形成的衍射光學(xué)面和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面等的面形狀，被適當(dāng)設(shè)定，以使得，該面的工作波長(zhǎng)的光能夠良好地像差校正并會(huì)聚在對(duì)應(yīng)的記錄區(qū)域10上。
另外，本發(fā)明的物鏡光學(xué)系統(tǒng)8中衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L8，可以被做成由各種塑料形成的器件。使用塑料材料的好處可列舉如下制造成本的降低、輕量化且可高速地記錄和讀取、提高模具的加工性。特別是，在光學(xué)面的形狀的加工中，使用塑料材料很有利。
另外，衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2，可以被做成由各種玻璃形成的器件。使用玻璃材料的好處可列舉如下不容易受溫度和濕度的影響、容易得到，即使以短波長(zhǎng)的光長(zhǎng)時(shí)間地使用衍射光學(xué)元件和正的透鏡，其透過率的劣化也很少的材料。
以下，對(duì)本發(fā)明的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)8，以實(shí)施例1表示，并進(jìn)一步說明。
<實(shí)施例1>
實(shí)施例1的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)8，如圖1所示，從光源側(cè)，順次排列配置衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2。該衍射光學(xué)元件L1整體具有正的折射能力，其光源側(cè)的面被做成在假想平面上形成衍射光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)面，另外該光記錄介質(zhì)側(cè)的面被做成凸?fàn)畹男D(zhuǎn)對(duì)稱非球面。另一方面，上述物鏡透鏡L2被做成具有正的折射能力的雙凸透鏡，光源側(cè)的面和光記錄介質(zhì)側(cè)的面均被做成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面。
另外，衍射光學(xué)面和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面，由上述的相位差函數(shù)和非球面式所規(guī)定。并且，對(duì)于衍射光學(xué)面，其截面形狀由鋸齒狀的同心圓光柵形成。
該物鏡光學(xué)系統(tǒng)8，如圖1(A)～(D)所示，將各工作光λ＝408nm(λ1、λ4)，λ＝658nm(λ2)和λ＝784nm(λ3)，良好地會(huì)聚在作為光記錄介質(zhì)9的AOD9a、DVD9b、CD9c和BD9d的記錄區(qū)域10a、10b、10c、10d上。另外，在圖1(B)～(D)中，為了避免圖面變得繁雜，省略表示與圖1(A)相同的器件的曲率半徑R和面間隔D的記載。
另外，物鏡光學(xué)系統(tǒng)8被做成，這些工作光均以大致的平行光入射的無限共軛光學(xué)系。另外，各工作光對(duì)應(yīng)于光記錄介質(zhì)9，而擇一地輸出。
另外，該物鏡光學(xué)系8被做成，以衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的間隔D2滿足下式條件(4)的方式可變。
d3＜d1＝d2＜d4 …(4)其中，d1…聚焦于AOD9a時(shí)的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔；d2…聚焦于DVD9b時(shí)的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔；d3…聚焦于CD9c時(shí)的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔；d4…聚焦于BD9d時(shí)的衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的空氣間隔；該物鏡光學(xué)系統(tǒng)8被做成，對(duì)于各個(gè)以滿足上述條件式(1)～(3)的方式而設(shè)定的4種光記錄介質(zhì)，使工作光良好地會(huì)聚在所望位置的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)。衍射光學(xué)元件L1和物鏡透鏡L2的間隔被做成，例如，對(duì)AOD9a的信息記錄再生時(shí)為1.5mm(d1)，對(duì)DVD9b的信息記錄再生時(shí)為1.5mm(d2)，對(duì)CD9c的信息記錄再生時(shí)為0.1mm(d3)，對(duì)BD9d的信息記錄再生時(shí)為2.2mm(d4)。
另外，本發(fā)明的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)并不限于上述的器件而可以作各種方式的變更。同時(shí)，本發(fā)明的光拾取裝置也可以作各種方式的變更。
例如，關(guān)于本發(fā)明的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，以相互大致相同波長(zhǎng)的光而進(jìn)行信息記錄或再生，并且對(duì)于以基板厚度相互不同的方式而構(gòu)成的至少2種光記錄介質(zhì)也適用，即使這種光記錄介質(zhì)是三種以上，也能夠通過，以根據(jù)光記錄介質(zhì)的種類適當(dāng)變更透鏡組間隔的方式調(diào)整，而適用。因此，在上述所例示的器件中，也可以做成，也能夠共用于例如在AOD和BD上進(jìn)一步添加具有不同基板厚度的光記錄介質(zhì)的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
另外，除此之外，在對(duì)工作光的波長(zhǎng)相互不同的光記錄介質(zhì)也適用的情況下，該種類的數(shù)目不特別做限定。
另外，雖然在上述實(shí)施方式中，說明了對(duì)所有種類的光記錄介質(zhì)工作光以平行光狀態(tài)入射的情況，但也可以做成，對(duì)其中一種或多種光記錄介質(zhì)，工作光以發(fā)散光或會(huì)聚光狀態(tài)入射的方式。
另外，雖然在上述的實(shí)施方式的器件中，透鏡組被做成兩組的結(jié)構(gòu)，但是也可以做成3組以上的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，也可以做成透鏡組間的多個(gè)空氣間隔根據(jù)光記錄介質(zhì)的種類而變更的方式。
另外，雖然上述實(shí)施方式中是在第1透鏡組上設(shè)置衍射光學(xué)面，但也可以在第2透鏡組或兩個(gè)透鏡組上設(shè)置衍射光學(xué)面。另外，在做成3組以上的透鏡結(jié)構(gòu)的情況下，設(shè)置衍射光學(xué)面的透鏡組也不做限定。
另外，該衍射光學(xué)面也可以在凸?fàn)罨虬紶畹木哂姓凵淠芰Φ拿嫔闲纬桑部梢栽诜乔蛎嫔闲纬?。另外，?duì)于衍射光學(xué)元件，也可以是，光源側(cè)的面被做成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，光記錄介質(zhì)側(cè)的面被做成衍射光學(xué)面。另外，雖然實(shí)施例的衍射光學(xué)元件中不是衍射光學(xué)面一方的面使用了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，但也可以將此改變而做成平面、球面或非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面。例如在具有折射能力的面上形成衍射光學(xué)面，可以將其他的面做成平面。另外，也可以將衍射光學(xué)元件的兩面做成衍射光學(xué)面。
另外，物鏡光學(xué)系統(tǒng)的衍射光學(xué)面，理想地，若其光量各自成為大約100％，則效果最佳。另外，衍射光學(xué)面的元件結(jié)構(gòu)不限于鋸齒狀，也可以使用例如階梯狀。
另外，所有透鏡組都可以沒有衍射光學(xué)面。
另外，由于物鏡光學(xué)系統(tǒng)被做成衍射光學(xué)元件和物鏡透鏡的兩部件的結(jié)構(gòu)，因此，在做成任何一方的光學(xué)元件均可以傾斜的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠良好地校正由光記錄介質(zhì)的傾斜而產(chǎn)生的彗形像差。
另外，作為物鏡光學(xué)系統(tǒng)的物鏡透鏡，也不限于，如實(shí)施例的器件那樣，將光源側(cè)的面和光記錄介質(zhì)側(cè)的面均做成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面的結(jié)構(gòu)。也能夠適用于例如，平面、球面、非球面。
另外，今后，作為光記錄介質(zhì)，除上述外，假設(shè)例如工作波長(zhǎng)更短波長(zhǎng)化的規(guī)格的器件被開發(fā)，不用說，在那種情況下，也能夠適用本發(fā)明。此時(shí)，作為透鏡材料，優(yōu)選為，使用工作光波長(zhǎng)中具有良好透過率的材料。例如，作為本發(fā)明的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡材料，可以使用螢石(fluorite)或石英。
另外，雖然用于上述說明的光拾取裝置中，設(shè)置了輸出波長(zhǎng)彼此不同的光的三個(gè)光源，但作為光源也可以做成如下方式，使用能夠?qū)墒煌ㄩL(zhǎng)的光從接近的輸出口輸出的一個(gè)光源。在這種情況下，也可以做成配置一個(gè)棱鏡的結(jié)構(gòu)，而代替例如圖2中的棱鏡2a、2b。進(jìn)而，也可以使用能夠?qū)⑷煌ㄩL(zhǎng)的光從接近的輸出口輸出的一個(gè)光源。在這種情況下，例如圖2的棱鏡2a、2b不再必要。
另外，在該光拾取裝置中，也可以在物鏡光學(xué)系的光源側(cè)配置光闌或波長(zhǎng)選擇性的某種開口限制元件，也可以使衍射光學(xué)元件L1或物鏡透鏡L2中具有開口限制功能。
另外，也可以將輸出AOD9a和BD9b各工作光的光源，做成相互獨(dú)立的光源。另外，在這種情況下，由各光源輸出的工作光的波長(zhǎng)若大致相同則更好，但不要求嚴(yán)格一致。
權(quán)利要求
1.一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，由在對(duì)至少兩種光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)所共用的多個(gè)透鏡組構(gòu)成，其特征在于，所述至少兩種光記錄介質(zhì)中的給定的至少兩種光記錄介質(zhì)是，通過相互大致相同的波長(zhǎng)的光進(jìn)行信息的記錄或再生，且基板的厚度相互不同，在所述給定的至少兩種光記錄介質(zhì)中任意一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況、和在其余的至少一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況下相比，所述多個(gè)透鏡組的空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔相互不同。
2.一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，由在對(duì)至少四種光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)所共用的多個(gè)透鏡組構(gòu)成，其特征在于，所述至少四種光記錄介質(zhì)中的給定的兩種光記錄介質(zhì)是，通過相互大致相同的波長(zhǎng)的光進(jìn)行信息的記錄或再生，且基板的厚度相互不同；在所述給定的兩種光記錄介質(zhì)中一個(gè)所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況、和在其他的所述光記錄介質(zhì)被選擇的情況相比，所述多個(gè)透鏡組的空氣間隔中的至少一個(gè)空氣間隔相互不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，在所述給定的兩種光記錄介質(zhì)中，所述一方的所述光記錄介質(zhì)是高級(jí)光盤即AOD，所述另一方的所述光記錄介質(zhì)是藍(lán)光光盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡組由在至少一個(gè)透鏡組中有衍射光學(xué)面的兩個(gè)透鏡組構(gòu)成。
5.一種光拾取裝置，其特征在于，載置有權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所記載的光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
一種光記錄介質(zhì)用物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及使用它的光拾取裝置，其能夠以工作光的波長(zhǎng)大致相同地，使該工作光會(huì)聚在包含型號(hào)相互不同的光記錄介質(zhì)的多個(gè)光記錄介質(zhì)上。與對(duì)基板厚度被做成0.6mm的AOD9a進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(A)相比，在對(duì)基板厚度被做成0.1mm的BD9d進(jìn)行信息的記錄和再生時(shí)(B)，衍射光學(xué)元件L
文檔編號(hào)G02B13/00GK1779817SQ200510107538
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者勝間敏明, 北原有, 森將生, 小里哲也 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社