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光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置和用于該裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):2790655閱讀:89來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置和用于該裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種將信息記錄在不同規(guī)格的多種光盤(pán)上并且/或者從該光盤(pán)再現(xiàn)信息的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),以及一種安裝有這種物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)
存在有例如DVD (Digital Versatile Disc,數(shù)字通用光盤(pán))和 BD (Blu-ray Disc, 藍(lán)光盤(pán))等各種規(guī)格的光盤(pán),它們有不同的記錄密度、保護(hù)層厚度等。因此,在光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置上安裝的物鏡光學(xué)系統(tǒng)需要具有與多種光盤(pán)的兼容性。這里,“兼容性”是指即使當(dāng)所用的光盤(pán)改變時(shí)也不需要更換部件就能保證實(shí)現(xiàn)信息記錄和信息再現(xiàn)。另外,在本說(shuō)明書(shū)中,“光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置”包括既能再現(xiàn)信息也能記錄信息的裝置,專(zhuān)用于信息再現(xiàn)的裝置,和專(zhuān)用于信息記錄的裝置。為了對(duì)不同規(guī)格的多種光盤(pán)有兼容性,需要校正不同光盤(pán)間的隨光盤(pán)保護(hù)層厚度 (即,光盤(pán)的記錄面與保護(hù)層表面之間的距離)的不同而變化的球面像差,并通過(guò)改變用于信息記錄或信息再現(xiàn)的數(shù)值孔徑NA,隨光盤(pán)記錄密度的不同形成良好的束斑。通常光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置根據(jù)所使用的光盤(pán)的記錄密度從波長(zhǎng)不同的多種激光中選擇使用一種激光。例如,光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置將波長(zhǎng)大約為790nm的光(即,所謂近紅外激光)用于CD的信息記錄或信息再現(xiàn),將波長(zhǎng)大約為660nm的光(即,所謂紅激光)用于DVD的信息記錄或信息再現(xiàn),將波長(zhǎng)大約為405nm的光(即,所謂藍(lán)激光)用于BD的信息記錄或信息再現(xiàn)。日本專(zhuān)利公開(kāi)第2006-164498A號(hào)(下面,稱(chēng)作JP2006-164498A)和公開(kāi)號(hào)為 W02008/007552的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了對(duì)三種光盤(pán)具有兼容性的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的具體例子。JP2006-164498A中公開(kāi)的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置具有物鏡光學(xué)系統(tǒng),物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)表面的各個(gè)區(qū)域上設(shè)有不同的衍射結(jié)構(gòu),以提高對(duì)各激光束的光利用效率。衍射結(jié)構(gòu)中靠?jī)?nèi)區(qū)域的衍射效率低,靠外區(qū)域的衍射效率高。因此,在光盤(pán)的記錄面上形成的束斑因超分辨率而減小到比期望值小得多的水平,并且副瓣變大。因此,有可能不能進(jìn)行良好的信息記錄或信息再現(xiàn)。在W02008/007552公開(kāi)的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置中,使用藍(lán)激光時(shí)的衍射效率在靠?jī)?nèi)的區(qū)域低,在靠外的區(qū)域高。因此,與JP2006-164498A的情況相同,束斑過(guò)度減小, 并且副瓣變大。在這種情況下,無(wú)法對(duì)光盤(pán)進(jìn)行良好的信息記錄或信息再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將信息記錄在諸如BD、DVD和CD等不同規(guī)格的多種光盤(pán)上并且/或者從該光盤(pán)再現(xiàn)信息的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),以及一種安裝有這種物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,并且/或者從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息。當(dāng)λ 1表示第一波長(zhǎng), λ 2表示第二波長(zhǎng),λ 3表示第三波長(zhǎng)時(shí),第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件 λ1<λ2<λ3,λ1、λ2*λ3的單位為nm。當(dāng)tl表示使用第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3表示使用第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2和t3滿(mǎn)足如下條件:tl < t2 < t3,以及t3-tl彡1. 0,tl、t2和t3的單位為 mm。當(dāng)NAl表示第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件NA1 > NA2 > NA3。在上述設(shè)置中,物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡。物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面包括由如下光路差函數(shù)定義衍射結(jié)構(gòu)的衍射表面φ ik (h) = (Pik2 X h2+Pik4 X h4+Pik6X h6+Pik8 X h8+Pikl0 X h10+Pikl2 X h12) mik λ其中,h表示距離光軸的高度,h的單位為mm,Pik2、Pik4、Pik6...表示第k區(qū)域的第 i光路差函數(shù)的二階、四階、六階光路差系數(shù),i、k為自然數(shù),Hii, k表示使入射光束的衍射效率關(guān)于第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)最大化的衍射級(jí),λ表示入射光束的使用波長(zhǎng),λ的單位為nm。衍射表面包括第一區(qū)域,將第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在第一光盤(pán)、 第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面上。第一區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使第一光束、第二光束和第三光束的衍射效率分別最大化的衍射級(jí)為第一級(jí)。當(dāng)λ Bik表示第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的閃耀波長(zhǎng)時(shí),第一區(qū)域的衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件0. 03 < (λ B11- λ 1) / λ 1 < 0. 40……(1)。衍射表面包括位于第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,第二區(qū)域?qū)⒌谝还馐偷诙馐謩e聚集在第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的記錄面上,但不聚集第三光束。第二區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使第一光束和第二光束的衍射效率分別最大化的衍射級(jí)為第一級(jí)。第二區(qū)域的衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件-0. 35 < (λ B12- λ B11) / λ 1 < 0· 35……(2)。衍射表面包括位于第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,第三區(qū)域?qū)⒌谝还馐奂诘谝还獗P(pán)的記錄面上,但對(duì)第二光束和第三光束都不聚集。第三區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí)。第三區(qū)域的衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件-0. 23 < Iii13X ((λ B13- λ 1) / λ 1) <0. 23......(3)。通過(guò)滿(mǎn)足上述條件(在各區(qū)域采用的衍射級(jí)以及條件(1)_03)),光學(xué)信息記錄/ 再現(xiàn)裝置可以得到對(duì)第一光盤(pán)至第三光盤(pán)的每一個(gè)進(jìn)行信息記錄和信息再現(xiàn)的足夠的衍射效率,并且可以在第一光盤(pán)至第三光盤(pán)的每一個(gè)的記錄面上形成良好的束斑。當(dāng)條件⑴的中間項(xiàng)小于條件⑴的下限時(shí),當(dāng)使用波長(zhǎng)為λ 3的第三光束時(shí)的衍射效率變低。當(dāng)條件(1)的中間項(xiàng)大于條件(1)的上限時(shí),當(dāng)使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率變低。如果衍射效率這樣下降,將難于進(jìn)行高速記錄或高速再現(xiàn)。為了補(bǔ)償衍射效率的下降,設(shè)計(jì)者可以考慮采用大功率輸出性能的光源,這不利于降低成本。而且, 當(dāng)衍射效率下降時(shí),將出現(xiàn)諸如再現(xiàn)信號(hào)等信號(hào)的信噪比下降的問(wèn)題。
當(dāng)條件⑵的中間項(xiàng)小于條件(2)的下限時(shí),在第二光盤(pán)的記錄面上形成的束斑不能減小到適于對(duì)第二光盤(pán)進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的大小。當(dāng)條件O)的中間項(xiàng)大于條件O)的上限時(shí),在第二光盤(pán)的記錄面上形成的束斑因超分辨率的影響而過(guò)度減小,并且這時(shí)副瓣變大。當(dāng)條件(3)的中間項(xiàng)小于條件(3)的下限時(shí),當(dāng)使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率變低,并且波長(zhǎng)為λ2的第二光束和波長(zhǎng)為λ3的第三光束的不必要衍射級(jí)的光 (例如,第0級(jí)的衍射光)均增加,這將引起可能惡劣影響光束的聚集的擔(dān)心。當(dāng)條件(3) 的中間項(xiàng)大于條件(3)的上限時(shí),當(dāng)使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率變低,并且波長(zhǎng)為λ2的第二光束和波長(zhǎng)為λ3的第三光束的不必要衍射級(jí)的光(例如,第一級(jí)的衍射光)均增加,這將引起可能惡劣影響光束的聚集的擔(dān)心。在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面可以滿(mǎn)足如下條件0. 14 < (λΒη_λ 1)/入 1 < 0. 37......(4)。在這種情況下,可以進(jìn)一步提高波長(zhǎng)為λ 3的第三光束的衍射效率,并且進(jìn)一步抑制波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率的劣化。在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面可以滿(mǎn)足如下條件-0. 14 < Iii13X ((AB13-A 1)/λ 1) < 0. 14 ......(5)。在這種情況下,可以進(jìn)一步提高波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率。在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面可以滿(mǎn)足如下條件-0. 17 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 17......(6)。在這種情況下,可以得到波長(zhǎng)為λ 2的第二光束的更理想的束斑特性。在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面的第一區(qū)域還可以包括由第二光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第二光路差函數(shù)定義成使第一光束、第二光束和第三光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)分別為第二級(jí)、第一級(jí)和第一級(jí)。在這種情況下,衍射表面滿(mǎn)足以下條件-0. 12 < (AB21-A 1)/λ 1 < 0. 12......(7)。通過(guò)滿(mǎn)足條件(7),可以更有效地避免波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率劣化。當(dāng)條件(7)的中間項(xiàng)小于條件(7)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率變低。當(dāng)條件(7)的中間項(xiàng)大于條件(7)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束和波長(zhǎng)為λ 2的第二光束的衍射效率均變低。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面可以設(shè)置成在第三區(qū)域的由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)中,使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí)。在本發(fā)明的至少一方面,衍射表面的第二區(qū)域還可以包括由第二光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第二光路差函數(shù)定義成使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí)。在這種情況下,衍射表面滿(mǎn)足以下條件(8)-0. 28 < m22 X (( λ B22- λ 1) / λ 1) < 0. 28......(8)。通過(guò)滿(mǎn)足條件(8),可以避免波長(zhǎng)為λ 1的第一光束和波長(zhǎng)為λ 2的第二光束的衍射效率劣化。當(dāng)條件(8)的中間項(xiàng)落在條件(8)限定的范圍之外時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率變低,這是不希望的。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),衍射表面可以設(shè)置成在第二區(qū)域的由第二光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)中,使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第三級(jí)、第五級(jí)和第七級(jí)之一。當(dāng)使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第三級(jí)時(shí)通過(guò)滿(mǎn)足條件(9),當(dāng)使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第五級(jí)時(shí)通過(guò)滿(mǎn)足條件 (10),或者當(dāng)使第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第七級(jí)時(shí)通過(guò)滿(mǎn)足條件(11),可以得到足夠的衍射效率和適用于第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的束斑特性-0. 02 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 08......(9),-0. 05 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 05......(10),-0. 03 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 02......(11)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,并且/或者從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息。當(dāng)λ 1表示第一波長(zhǎng), λ 2表示第二波長(zhǎng),λ 3表示第三波長(zhǎng)時(shí),第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件 λ1<λ2<λ3,λ1、λ2*λ3的單位為nm。當(dāng)tl表示使用第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3表示使用第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2和t3滿(mǎn)足如下條件:tl < t2 < t3,以及t3-tl彡1. 0,tl、t2和t3的單位為 mm。當(dāng)NAl表示第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件NA1 > NA2 > NA3。在上述設(shè)置中,物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡。物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面為具有相移結(jié)構(gòu)的相移表面,該相移表面具有多個(gè)同心劃分的折射面區(qū),并且在多個(gè)折射面區(qū)中相鄰的折射面區(qū)的邊界處,對(duì)入射光束產(chǎn)生不同的光路差。相移表面包括第一區(qū)域,將第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面上。第一區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),滿(mǎn)足如下條件1. 03 < Δ OPD11/λ 1 < 1.50…… (12),其中,Δ OPDik表示由第k區(qū)域的第i臺(tái)階產(chǎn)生的光路差。相移結(jié)構(gòu)包括位于第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,第二區(qū)域?qū)⒌谝还馐偷诙馐謩e聚集在第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的記錄面上,但不聚集第三光束。第二區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),滿(mǎn)足如下條件-0. 38
<Δ OPD12/λ 1卜| Δ OPD11/λ 1 <0.33……(13)。相移結(jié)構(gòu)包括位于第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,第三區(qū)域?qū)⒌谝还馐奂诘谝还獗P(pán)的記錄面上,但對(duì)第二光束和第三光束都不聚集。第三區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),滿(mǎn)足如下條件2L+0. 75 < |Δ0Ρ 13/λ1
<2L+1. 25……(14),其中L為整數(shù)。通過(guò)滿(mǎn)足條件(1 _(14),光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置可以得到對(duì)第一光盤(pán)至第三光盤(pán)的每一個(gè)進(jìn)行信息記錄和信息再現(xiàn)的足夠的衍射效率,并且可以在第一光盤(pán)至第三光盤(pán)的每一個(gè)的記錄面上形成良好的束斑。當(dāng)條件(12)的中間項(xiàng)小于條件(12)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 3的第三光束的光使用效率變低,這是不希望的。當(dāng)條件(12)的中間項(xiàng)大于條件(12)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率變低,這是不希望的。具體講,因?yàn)楣馐褂眯实?,所以,將難于進(jìn)行高速記錄或高速再現(xiàn)。為了補(bǔ)償光使用效率的下降,需要采用大功率輸出性能的光源,這不利于降低成本。而且,因?yàn)橛晒馐褂眯实南陆狄鸩槐匾苌浼?jí)的光增加,所以,將出現(xiàn)諸如再現(xiàn)信號(hào)等信號(hào)的信噪比下降的問(wèn)題。當(dāng)條件(13)的中間項(xiàng)小于條件(13)的下限時(shí),在第二光盤(pán)的記錄面上形成的束斑不能減小到適于對(duì)第二光盤(pán)進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的大小。當(dāng)條件(13)的中間項(xiàng)大于條件(1 的上限時(shí),在第三光盤(pán)的記錄面上形成的束斑因超分辨率的影響而過(guò)度減小, 并且副瓣變大。在本發(fā)明的至少一方面,相移表面可以滿(mǎn)足如下條件(15)1. 16 < I Δ OPD11/λ 11 < 1. 40......(15)。在這種情況下,可以更良好地抑制波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率的降低, 并且可以更良好地保證波長(zhǎng)為λ3的第三光束的光使用效率。在本發(fā)明的至少一方面,相移表面可以滿(mǎn)足如下條件(16)2L+0. 82 < | Δ OPD13/ λ 11 < 2L+1. 18......(16),其中L為整數(shù)。在這種情況下,可以更良好地保證波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率。在本發(fā)明的至少一方面,相移表面可以滿(mǎn)足如下條件(17)-0. 19 < I Δ OPD12/ λ 11 -1 Δ OPD11/ λ 11 <0. 19 ......(17)。在這種情況下,尤其可以得到波長(zhǎng)為λ 2的第二光束的良好的束斑特性。在本發(fā)明的至少一方面,相移表面的第一區(qū)域還可以包括具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)。在這種情況下,相移表面滿(mǎn)足如下條件1. 75 < I Δ OPD21/λ 11 < 2. 25......(18)。通過(guò)滿(mǎn)足條件(18),可以更有效地避免波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率的降低。當(dāng)條件(18)的中間項(xiàng)落在條件(18)限定的范圍之外時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率降低,這是不希望的。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),在本發(fā)明的至少一方面,相移表面可以滿(mǎn)足如下條件(19)0. 83 < I Δ0Ρ 13/λ 11 < 1. 17......(19)。在本發(fā)明的至少一方面,相移表面的第二區(qū)域還可以包括具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)。在這種情況下,相移表面滿(mǎn)足如下條件00)2L+0. 68 < | Δ OPD22/ λ 11 < 2L+1. 32......(20),其中L為整數(shù)。通過(guò)滿(mǎn)足條件(20),可以更有效地避免波長(zhǎng)為λ 1的第一光束和波長(zhǎng)為λ 2的第二光束的光使用效率降低。當(dāng)條件00)的中間項(xiàng)落在條件00)限定的范圍之外時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的光使用效率降低,這是不希望的。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),進(jìn)一步為了得到足夠的光使用效率和對(duì)第一光盤(pán)和第二光盤(pán)均得到足夠的束斑特性,相移表面可以滿(mǎn)足如下條件 (21)至 03)之一2.94 <Δ OPD22/'λ1< 3.27……01),4.73 <Δ OPD22/'λ1< 5.27……02),6.75 <Δ OPD22/'λ1< 7.17......03)。
物鏡光學(xué)系統(tǒng)可以包括獨(dú)立于物鏡設(shè)置的光學(xué)部件,在這種情況下,光學(xué)部件的至少一個(gè)表面具有衍射表面或相移表面。在物鏡光學(xué)系統(tǒng)中,物鏡的至少一個(gè)表面可以具有衍射表面或相移表面。物鏡光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足如下條件35 ^ vd ^ 80......04),其中vd表示物鏡在d線(xiàn)的阿貝數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置,光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,并且/或者從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息。當(dāng)λ 1表示第一波長(zhǎng),λ 2表示第二波長(zhǎng),λ 3 表示第三波長(zhǎng)時(shí),第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件λ1<λ2<λ3,λ1、λ2 和λ 3的單位為nm。當(dāng)tl表示使用第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3表示使用第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2和t3滿(mǎn)足如下條件tl大致為0. Imm ;t2大致為0. 6mm ;以及t3大致為1. 2mm。當(dāng)NAl表示第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3 滿(mǎn)足如下條件NA1 > NA2 > NA3。在上述設(shè)置中,光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置包括光源,分別發(fā)射第一光束和第三光束;至少一個(gè)耦合透鏡,變換第一光束、第二光束和第三光束的發(fā)散程度或聚集程度;以及具有物鏡的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。當(dāng)nl和n3分別表示物鏡對(duì)第一波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的折射率時(shí), 光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置滿(mǎn)足如下條件05)0. 4< (λ 1/(η3-1))/(λ 3/(nl-l)) <0.6......05)。


圖1是概括表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)的模塊圖。圖2Α和2Β概括表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的物鏡的結(jié)構(gòu)。圖3Α和3C表示為不同規(guī)格的第一光盤(pán)至第三光盤(pán)(Dl至分別定義的物鏡橫剖面。圖4是表示衍射效率與條件(1)或(3)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖5是表示當(dāng)使用第二光盤(pán)時(shí)定義的條件( 的值與一個(gè)實(shí)施方式中形成的束斑相對(duì)于理想束斑的束斑直徑比率之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖6是表示衍射效率與條件(7)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖7是表示衍射效率與條件(9)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖8是表示衍射效率與條件(10)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖9是表示衍射效率與條件(11)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖IOA至IOC表示在根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置中為第一光盤(pán)至第三光盤(pán)分別定義的展開(kāi)光路。
15
圖11是概括表示根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)的模塊圖。圖12A至12C表示在根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置中為第一光盤(pán)至第三光盤(pán)分別定義的展開(kāi)光路。圖13是概括表示根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)的模塊圖。圖14A至14C表示在根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置中為第一光盤(pán)至第三光盤(pán)分別定義的展開(kāi)光路。圖15A和15B是對(duì)理想束斑與第一實(shí)施例中形成的束斑進(jìn)行比較的曲線(xiàn)圖。圖16A和16B是對(duì)理想束斑與比較例中形成的束斑進(jìn)行比較的曲線(xiàn)圖。圖17A和17B是表示第二實(shí)施例中形成的束斑的光強(qiáng)分布的曲線(xiàn)圖。圖18A和18B是表示第三實(shí)施例中形成的束斑的光強(qiáng)分布的曲線(xiàn)圖。圖19A和19B是表示第四實(shí)施例中形成的束斑的光強(qiáng)分布的曲線(xiàn)圖。圖20A和20B是表示第五實(shí)施例中形成的束斑的光強(qiáng)分布的曲線(xiàn)圖。圖21A和21B是表示第六實(shí)施例中形成的束斑的光強(qiáng)分布的曲線(xiàn)圖。圖22A至22C是表示第一實(shí)施例或第二實(shí)施例中產(chǎn)生的球面像差圖。圖23A至23C是表示第三實(shí)施例中產(chǎn)生的球面像差圖。圖24A至24C是表示第四實(shí)施例中產(chǎn)生的球面像差圖。圖25A至25C是表示第五實(shí)施例或第六實(shí)施例中產(chǎn)生的球面像差圖。圖沈表示光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的變形例。
具體實(shí)施例方式下面,參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。根據(jù)本實(shí)施方式的光學(xué)信息記錄/ 再現(xiàn)裝置100(參見(jiàn)圖1)與三種光盤(pán)有兼容性,該三種光盤(pán)有不同的保護(hù)層厚度、記錄密度等。下面,在這三種光盤(pán)當(dāng)中,高記錄密度光盤(pán)(例如,BD)稱(chēng)作光盤(pán)Dl,記錄密度比BD低的光盤(pán)(例如,DVD和DVD-R)稱(chēng)作光盤(pán)D2,記錄密度比DVD低的光盤(pán)(例如,⑶)稱(chēng)作光盤(pán) D3。當(dāng)光盤(pán)Dl、D2和D3的保護(hù)層厚度分別被定義為tl、t2和t3 (單位mm)時(shí),以下
關(guān)系成立tl < t2 < t3,t3_tl 彡 1.0,tl 大致為 0.1,t2 大致為 0.6,t3 大致為 1.2。當(dāng)對(duì)光盤(pán)D1、D2和D3進(jìn)行信息記錄和信息再現(xiàn)時(shí),需要改變數(shù)值孔徑NA,以便隨光盤(pán)Dl至D3之間記錄密度的不同能夠形成良好的束斑。當(dāng)對(duì)光盤(pán)Dl、D2和D3進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的光學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)值孔徑分別被定義為ΝΑΙ、NA2和NA3時(shí),以下關(guān)系成立NAl > NA2 > NA3。S卩,當(dāng)使用最高記錄密度的光盤(pán)Dl時(shí),需要形成比使用光盤(pán)D2和D3時(shí)小的束斑, 因此,對(duì)光盤(pán)Dl需要最大的NA。另一方面,當(dāng)使用最低記錄密度的光盤(pán)D3時(shí),需要形成比使用光盤(pán)Dl和D2時(shí)大的束斑,因此,對(duì)光盤(pán)D3需要最小的NA。當(dāng)對(duì)記錄密度不同的光盤(pán)Dl至D3進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)時(shí),在光學(xué)信息記錄 /再現(xiàn)裝置100中使用波長(zhǎng)不同的激光束,以便隨光盤(pán)Dl至D3的記錄密度的不同能夠分別得到良好的束斑。具體地,當(dāng)使用光盤(pán)Dl時(shí),從光源發(fā)射波長(zhǎng)為λ (單位nm)的激光束(第一激光束),以在光盤(pán)Dl的記錄面上形成較小的束斑。當(dāng)使用光盤(pán)D2時(shí),從光源發(fā)射波長(zhǎng)為比λ 1長(zhǎng)的λ 2 (單位nm)的激光束(第二激光束),以在光盤(pán)D2的記錄面上形成比光盤(pán)Dl上的束斑大的束斑。當(dāng)使用光盤(pán)D3時(shí),從光源發(fā)射波長(zhǎng)為比λ2長(zhǎng)的λ3(單位mm)的激光束(第三激光束),以在光盤(pán)D3的記錄面上形成比光盤(pán)D2上的束斑大的束斑。即,關(guān)于波長(zhǎng)λ 1、λ 2和λ 3,以下關(guān)系成立λ 1 < λ 2 < λ 3。圖1是概括表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的結(jié)構(gòu)的模塊圖。光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100包括發(fā)射波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光源1Α,發(fā)射波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光源1Β,發(fā)射波長(zhǎng)為λ 3的激光束的光源1C,衍射光柵2Α至2C,耦合透鏡3Α至3C,分束器41和42,半透鏡5Α至5C,感光器6Α至6C和物鏡10。在圖1中, 點(diǎn)劃線(xiàn)表示光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的基準(zhǔn)軸ΑΧ。實(shí)線(xiàn)、短劃線(xiàn)和點(diǎn)線(xiàn)分別表示波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和λ 3的激光束。在正常狀態(tài)下,物鏡10的光軸與基準(zhǔn)軸AX —致。然而,當(dāng)物鏡10在所使用的光盤(pán)的徑向上被跟蹤機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí),物鏡10的光軸會(huì)偏離基準(zhǔn)軸ΑΧ。如上所述,在光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100中,光盤(pán)Dl至D3的NA互不相同。因此,光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100可以設(shè)有分別限制波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和λ 3的激光束的直徑的孔徑光闌(未示出)。當(dāng)使用光盤(pán)Dl時(shí),從光源IA發(fā)射波長(zhǎng)為λ 1的激光束。當(dāng)使用光盤(pán)D2時(shí),從光源IB發(fā)射波長(zhǎng)為λ 2的激光束。當(dāng)使用光盤(pán)D3時(shí),從光源IC發(fā)射波長(zhǎng)為λ 3的激光束。 波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和λ 3的激光束分別通過(guò)衍射光柵2Α、2Β和2C,然后,波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和入3的激光束的光路分別被半透鏡5々、58和5(彎曲。然后,波長(zhǎng)為λ1、λ2和λ3的激光束分別入射在耦合透鏡3AJB和3C上。耦合透鏡3Α至3C分別將入射在其上的激光束轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束。波長(zhǎng)為λ 1和λ 2的激光束(準(zhǔn)直光束)經(jīng)由分束器41和42入射在物鏡 10上,波長(zhǎng)為λ 3的激光束(準(zhǔn)直光束)經(jīng)由分束器42入射在物鏡10上。物鏡10將波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和λ 3的準(zhǔn)直激光束分別聚集在光盤(pán)Dl至D3的記錄面附近的位置。經(jīng)聚集的激光束分別在光盤(pán)Dl至D3的記錄面上形成束斑。分別被光盤(pán)Dl至D3反射的激光束,沿與激光束分別向光盤(pán)Dl至D3行進(jìn)時(shí)相同的光路返回,并且在分別通過(guò)半透鏡5Α至5C后分別被感光器6Α至6C檢測(cè)。感光器6Α至6C分別向信號(hào)處理電路(未示出)輸出檢測(cè)信號(hào)。信號(hào)處理電路處理感光器6Α至6C的輸出,以檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)和各光盤(pán)上記錄的再現(xiàn)信號(hào)。如上所述,從耦合透鏡3Α至3C形成的激光束均是準(zhǔn)直激光束。即,耦合透鏡3Α 至3C均起準(zhǔn)直透鏡的作用。因此,在光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100中,準(zhǔn)直光束入射在物鏡10上,即使當(dāng)物鏡10因跟蹤操作而被移動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生軸外像差(例如,彗差)。例如, 可以采用將發(fā)散程度低的發(fā)散光束入射在光盤(pán)D3上的結(jié)構(gòu)(即,finite optical system, 有限光學(xué)系統(tǒng))。通過(guò)采用這種有限光學(xué)系統(tǒng),在對(duì)使用光盤(pán)D3時(shí)殘留的球面像差進(jìn)行校正的同時(shí),易于保證足夠的動(dòng)作距離。
另外,當(dāng)對(duì)光盤(pán)Dl至D3分別使用波長(zhǎng)互不相同的激光束時(shí),因物鏡10的折射率不同或光盤(pán)Dl至D3的保護(hù)層厚度互不相同而產(chǎn)生相對(duì)球面像差。為了使光學(xué)信息記錄/ 再現(xiàn)裝置100具有對(duì)光盤(pán)Dl至D3的兼容性,需要校正這種球面像差。還需要在抑制副瓣的同時(shí)形成與各種光盤(pán)的記錄密度(凹坑大小)相對(duì)應(yīng)的大小的束斑,以便提高再現(xiàn)信號(hào)的信噪比。為了滿(mǎn)足這種要求,本實(shí)施方式的物鏡10結(jié)構(gòu)如下。圖2A是物鏡10的主視圖,圖2B是物鏡10的側(cè)剖面圖。圖3A表示在使用光盤(pán)Dl 的情況下物鏡10的橫剖面,圖;3B表示在使用光盤(pán)D2的情況下物鏡10的橫剖面,圖3C表示在使用光盤(pán)D3的情況下物鏡10的橫剖面。如上所述,物鏡10安裝在與不同規(guī)格的多種光盤(pán)(即,光盤(pán)Dl至D3)兼容的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的光學(xué)頭上,物鏡10具有將半導(dǎo)體激光器(光源IA至1C)發(fā)射的不同波長(zhǎng)的各激光束聚集在各光盤(pán)的記錄面上的功能。物鏡10是由樹(shù)脂制成的雙凸面單片透鏡,具有朝向分束器42的第一表面IOa和朝向光盤(pán)的第二表面10b。物鏡10的第一表面IOa和第二表面IOb均為非球面。非球面的形狀用下式表示其中,SAG (sag amount,垂度)為非球面上距光軸高度為h (單位mm)的點(diǎn)與非球面在光軸處的切面之間的距離,r為非球面在光軸上的曲率半徑(單位mm),即,Ι/r表示非球面在光軸上的曲率,κ為錐度系數(shù)(conical coefficient), A4, A6>...表示高于或等于四階的非球面系數(shù)。由于物鏡10的各個(gè)表面均為非球面,可以控制各種像差,例如球面像
差和彗差。如圖2A所示,物鏡10的第一表面IOa具有以光軸的位置為中心的圓形的第一區(qū)域R1,位于第一區(qū)域Rl外部的環(huán)形的第二區(qū)域R2,和位于第二區(qū)域R2外部的環(huán)形的第三區(qū)域R3。第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2和第三區(qū)域R3的有效半徑分別取決于NA3、NA2和NAl。 在包括第一區(qū)域Rl、第二區(qū)域R2和第三區(qū)域R3在內(nèi)的整個(gè)區(qū)域內(nèi),形成有環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)。如圖2A以及圖2B中的圓形放大視圖所示,環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)具有以光軸為中心形成的同心圓狀的多個(gè)折射面區(qū)(環(huán)狀區(qū)),并具有在多個(gè)折射面區(qū)中各相鄰折射面區(qū)之間形成并在與物鏡 10的光軸平行的方向上延伸的微臺(tái)階。在本實(shí)施方式中,環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)形成在物鏡10的第一表面IOa上。然而,在其他實(shí)施方式中,環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以?xún)H設(shè)置在物鏡10的第二表面IOb 上,或者相互獨(dú)立地設(shè)置在物鏡10的第一表面IOa和第二表面IOb上。由于在第一表面IOa上(而不在第二表面IOb上)設(shè)置環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu),可以得到如下效果。例如,可以增加環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的最小環(huán)狀區(qū)的寬度。在這種情況下,可以抑制由相鄰的環(huán)狀區(qū)之間形成的各個(gè)臺(tái)階部引起的光量損失。而且,即使當(dāng)用鏡頭清潔器刷拭物鏡10 時(shí),也不會(huì)使物鏡10磨損。環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在與物鏡10相互獨(dú)立的其他光學(xué)部件上(參見(jiàn)圖沈中的光學(xué)部件91,圖沈表示裝置100的變形例)。如圖沈所示,具有環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的光學(xué)部件91 可以布置在物鏡10與分束器42之間。在這種情況下,環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在獨(dú)立的光學(xué)部件91的至少一個(gè)表面上,或者可以相互獨(dú)立地設(shè)置在光學(xué)部件91的兩個(gè)表面上。然而, 考慮到當(dāng)光學(xué)部件91的光軸與物鏡10的光軸被相對(duì)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生像差,所以?xún)?yōu)選將光學(xué)部件91設(shè)置成與物鏡10 —起被移動(dòng)。環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的各個(gè)臺(tái)階在通過(guò)相鄰環(huán)狀區(qū)的邊界(臺(tái)階)以?xún)?nèi)的光束與通過(guò)該邊界以外的光束之間產(chǎn)生規(guī)定的光路差。通常,這種環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是衍射結(jié)構(gòu)。規(guī)定的光路差為特定波長(zhǎng)α的η倍(η:整數(shù))的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可被認(rèn)為是閃耀波長(zhǎng)為α的η階衍射結(jié)構(gòu)。當(dāng)具有特定波長(zhǎng)λ β的光束通過(guò)衍射結(jié)構(gòu)時(shí),使衍射效率最大化的衍射光的衍射級(jí),可以取作波長(zhǎng)為λ β的光束的光路差除以波長(zhǎng)λ β得到的值最接近的整數(shù)m。另外,通過(guò)相鄰環(huán)狀區(qū)(折射面區(qū))的邊界以?xún)?nèi)的光束與通過(guò)邊界以外的光束之間產(chǎn)生光路差,可以認(rèn)為是在環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的各個(gè)臺(tái)階的作用下光束相互之間相位發(fā)生偏移的現(xiàn)象。因此,可以認(rèn)為環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)是移動(dòng)入射光束的相位的結(jié)構(gòu)(即,相移結(jié)構(gòu))。環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以由第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)(tik(h)表示。這里,k和i為自然數(shù)。光路差函數(shù)Φ ik(h)表示在距物鏡10的光軸的高度為h處的附加光路長(zhǎng)度,以此表示物鏡10(衍射透鏡)的功能。光路差函數(shù)ctik(h)可由下式表示(Mk(h) = (Pik2Xh2+Pik4Xh4+Pik6Xh6+Pik8Xh8+Pikl0Xh10+Pikl2Xh12)mikX其中,Pik2、Pik4、Pik6. .. (i 自然數(shù))表示第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的二階、四階、 六階系數(shù),h (單位mm)表示距離光軸的高度,mik表示使入射激光束的衍射效率關(guān)于第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)最大化的衍射級(jí),λ (單位nm)表示所使用的激光束的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)。除了用一種光路差函數(shù)定義環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的形狀之外,還可以用多種光路差函數(shù) (例如,包括第一光路差函數(shù)和第二光路差函數(shù)的兩種光路差函數(shù))的組合來(lái)定義環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的形狀。通過(guò)組合多種光路差函數(shù),可以使環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)入射光束產(chǎn)生不同的光路差。 這樣,可以對(duì)入射光束產(chǎn)生多種光學(xué)影響。下面,由第一光路差函數(shù)、第二光路差函數(shù)等定義的衍射結(jié)構(gòu)分別稱(chēng)作第一衍射結(jié)構(gòu)、第二衍射結(jié)構(gòu)等。就實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果而言,將每個(gè)區(qū)域中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)為由單光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)就足夠了,不必將每個(gè)區(qū)域中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)為由多種光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)。然而,組合的光路差函數(shù)的數(shù)目越多,衍射結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)越復(fù)雜的光學(xué)功能。因此, 通過(guò)組合多種光路差函數(shù),可以更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。例如,在用一種光路差函數(shù)限定區(qū)域Rl中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的情況下,如果在使用光盤(pán)D3期間大致準(zhǔn)直的光束入射到物鏡10 上,球面像差將有殘留。為了校正這種殘留的球面像差,一般將光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成,在使用光盤(pán)D3期間將發(fā)散程度低的發(fā)散光束入射在物鏡10上。然而,在這種情況下,當(dāng)物鏡10因跟蹤操作而被移動(dòng)時(shí)可能產(chǎn)生軸外像差。鑒于此,根據(jù)本實(shí)施方式的區(qū)域Rl中的衍射結(jié)構(gòu)具有由多種光路差函數(shù)限定的形狀。因此,在使用光盤(pán)D3期間將大致準(zhǔn)直的光束入射到物鏡10上的同時(shí),可以校正球面像差。區(qū)域Rl中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)有助于聚集波長(zhǎng)為λ1、λ2和λ3的激光束。S卩,區(qū)域Rl 中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)將波長(zhǎng)為λ 1的激光束聚集在光盤(pán)Dl的記錄面上,將波長(zhǎng)為λ 2的激光束聚集在光盤(pán)D2的記錄面上,將波長(zhǎng)為λ 3的激光束聚集在光盤(pán)D3的記錄面上。下面,使波長(zhǎng)為λ 1、λ 2和λ 3的激光束的衍射效率最大化的衍射級(jí),分別稱(chēng)為“BD用衍射級(jí)”、“DVD 用衍射級(jí)”和“CD用衍射級(jí)”。若將BD用衍射級(jí)設(shè)定為偶數(shù)級(jí)(例如,第二級(jí)),則CD用衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí)(例如,
19第一級(jí))。在這種情況下,與波長(zhǎng)為λ 1的激光束相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的冪次,等于與波長(zhǎng)為λ 3的激光束相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的冪次,這里,波長(zhǎng)λ 3大致為波長(zhǎng)λ 1的兩倍。因此, 在這種情況下,難以校正在光盤(pán)Dl與光盤(pán)D3之間產(chǎn)生的相對(duì)球面像差。這是因?yàn)榄h(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)的冪次正比于波長(zhǎng)和衍射級(jí)。因此,在區(qū)域Rl中,有必要將用于至少一種衍射結(jié)構(gòu)的 BD用衍射級(jí)設(shè)定為奇數(shù)級(jí)。衍射級(jí)越低,由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的變化就越小,并且金屬鑄模的處理和模鑄就越簡(jiǎn)單。因此,將區(qū)域Rl中的第一衍射結(jié)構(gòu)設(shè)置成,BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和 CD用衍射級(jí)為第一級(jí)。而且,區(qū)域Rl中的第一衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足以下條件(1)0. 03 < (λΒη-λ 1)/λ 1 < 0. 40......(1),其中,λ Bik表示所述第k區(qū)域中的第i光路差函數(shù)的閃耀波長(zhǎng)。區(qū)域R2中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)僅有助于聚集波長(zhǎng)為λ 和λ 2的激光束。S卩,區(qū)域R2 中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)將波長(zhǎng)為λ 1的激光束聚集在光盤(pán)Dl的記錄面上,將波長(zhǎng)為λ 2的激光束聚集在光盤(pán)D2的記錄面上,但不將波長(zhǎng)為λ 3的激光束聚集在光盤(pán)Dl至D3的任一記錄面上。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),區(qū)域R2中的第一衍射結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成BD用衍射級(jí)和DVD用衍射級(jí)均為第一級(jí)。而且,區(qū)域R2中的第一衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足以下條件⑵-0. 35 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 35......(2)。區(qū)域R3中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)僅有助于聚集波長(zhǎng)為λ 1的激光束。S卩,區(qū)域R3中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)將波長(zhǎng)為λ 1的激光束聚集在光盤(pán)Dl的記錄面上,但不將波長(zhǎng)為λ 2的激光束和波長(zhǎng)為λ 3的激光束聚集在光盤(pán)Dl至D3的任一記錄面上。區(qū)域R3中的第一衍射結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成BD用衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí)。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),BD 用衍射級(jí)優(yōu)選為第一級(jí)。而且,區(qū)域R3中的第一衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足以下條件(3)-0. 23 < Iii13X ((AB13-A 1)/λ 1) <0.23......(3)。通過(guò)滿(mǎn)足上述條件(即,在各區(qū)域中采用的衍射級(jí)以及條件(1)-(3)),物鏡10可以得到對(duì)第一光盤(pán)Dl至第三光盤(pán)D3中的每一個(gè)進(jìn)行信息記錄和/或信息再現(xiàn)的足夠的衍射效率,并且可以在各光盤(pán)的記錄面上形成良好的束斑。圖4是表示衍射效率(單位% )與條件⑴或⑶的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。 在圖4中,縱軸表示衍射效率,橫軸表示條件(1)和條件(3)的值。在圖4中,實(shí)線(xiàn)代表使用波長(zhǎng)為λ 1的激光束時(shí)的衍射效率,虛線(xiàn)代表使用波長(zhǎng)為λ 2的激光束時(shí)的衍射效率,點(diǎn)劃線(xiàn)代表使用波長(zhǎng)為λ 3的激光束時(shí)的衍射效率。在圖4中,波長(zhǎng)λ 1、λ 2禾Π λ 3分別為 405nm、660nm和790nm。圖4中對(duì)線(xiàn)型和使用波長(zhǎng)的定義,也適用于下面類(lèi)似的附圖。如圖4所示,當(dāng)閃耀波長(zhǎng)λ B11為波長(zhǎng)λ 1時(shí),盡管在這種情況下波長(zhǎng)為λ 1的激光束的衍射效率高,但波長(zhǎng)為λ 3的激光束的衍射效率低。因此,根據(jù)本實(shí)施方式,將閃耀波長(zhǎng)λ B11設(shè)為大于波長(zhǎng)λ 1,以便保證波長(zhǎng)為λ 3的激光束有足夠的衍射效率(參見(jiàn)圖 4)。而且,通過(guò)提高波長(zhǎng)為λ 3的激光束的衍射效率,不必要的衍射級(jí)的光減少,因此,聚焦功能的劣化得到抑制。當(dāng)條件⑴的中間項(xiàng)小于條件⑴的下限時(shí),使用波長(zhǎng)為λ 3的第三光束時(shí)的衍射效率過(guò)低,這不利于對(duì)光盤(pán)D3進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件(1)的中間項(xiàng)大于條件(1)的上限時(shí),當(dāng)使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率過(guò)低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。具體講,在這種情況下,因?yàn)檠苌湫实?,所以難于進(jìn)行高速記錄(或高速再現(xiàn))。為了補(bǔ)償衍射效率的下降,需要采用大功率輸出性能的光源,但這不利于降低成本。而且,因衍射效率下降,不必要衍射級(jí)的光增加,因此,將出現(xiàn)諸如再現(xiàn)信號(hào)等信號(hào)的信噪比下降的問(wèn)題。因?yàn)閰^(qū)域R3是光盤(pán)Dl的專(zhuān)用區(qū)域,所以,最好是通過(guò)將閃耀波長(zhǎng)XB13S得接近波長(zhǎng)λ 1 (參照?qǐng)D4),將使用波長(zhǎng)為λ 1的激光束時(shí)的衍射效率設(shè)高(參見(jiàn)圖4)。當(dāng)條件 (3)的中間項(xiàng)小于條件(3)的下限時(shí),使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率過(guò)低,這是不希望的。而且,在這種情況下,波長(zhǎng)為λ 2的第二光束和波長(zhǎng)為λ 3的第三光束的不必要衍射級(jí)的光(例如,第0級(jí)的衍射光)增加。當(dāng)條件(3)的中間項(xiàng)大于條件(3)的上限時(shí), 使用波長(zhǎng)為λ 1的第一光束時(shí)的衍射效率過(guò)低,這是不希望的。而且,在這種情況下,波長(zhǎng)為λ 2的第二光束和波長(zhǎng)為λ 3的第三光束的不必要衍射級(jí)的光(例如,第一級(jí)的衍射光) 均增加。圖5是表示束斑質(zhì)量參數(shù)(S卩,與理想束斑的比率)與使用第二光盤(pán)D2時(shí)的條件 ⑵的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。在圖5中,縱軸表示束斑質(zhì)量參數(shù),橫軸表示條件⑵的值。 具體講,在圖5中,實(shí)線(xiàn)代表束斑直徑(實(shí)際束斑直徑與理想束斑直徑的比率),虛線(xiàn)代表副瓣強(qiáng)度(副瓣強(qiáng)度與理想束斑強(qiáng)度的比率)。當(dāng)條件O)的中間項(xiàng)取-0. 40附近的值時(shí),相對(duì)于區(qū)域Rl中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量而言,區(qū)域R2中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量過(guò)低。這樣,如圖5所示,束斑不能減小到適于進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的大小。因此,在本實(shí)施方式中,將物鏡10設(shè)計(jì)得使得條件O)的中間項(xiàng)大于條件O)的下限。然而,條件( 的中間項(xiàng)越大,區(qū)域R2中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的衍射效率越高。結(jié)果,區(qū)域R2中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量變得比區(qū)域Rl中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量大。在這種情況下,超分辨率的影響變大,如圖5所示,束斑減小,副瓣變大。為了抑制這種束斑特性的劣化,有必要如圖5所示降低條件O)的值。因此,在本實(shí)施方式中,將物鏡10設(shè)計(jì)得使得條件O)的中間項(xiàng)小于條件O)的上限。即,將物鏡10設(shè)計(jì)得滿(mǎn)足條件(2),以便在抑制使用波長(zhǎng)為λ 2的激光束時(shí)引起的束斑特性的劣化的同時(shí),對(duì)光盤(pán)Dl至 D3均進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。為了在進(jìn)一步抑制波長(zhǎng)為λ 1的激光束的衍射效率劣化的同時(shí)進(jìn)一步提高波長(zhǎng)為λ 3的激光束的衍射效率,區(qū)域Rl中的第一衍射結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件0. 14 < (λΒη-λ 1)/λ 1 < 0. 37......(4)。為了進(jìn)一步提高波長(zhǎng)為λ 1的激光束的衍射效率,區(qū)域R3中的第一衍射結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得滿(mǎn)足如下條件(5)-0. 14 < Iii13X ((AB13-A 1)/λ 1) < 0. 14 ......(5)。為了得到波長(zhǎng)為λ 2的激光束的更良好的束斑特性,區(qū)域R2中的第一衍射結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得滿(mǎn)足如下條件(6)-0. 17 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 17......(6)。如上所述,在區(qū)域Rl中,除第一衍射結(jié)構(gòu)之外,還有與定義第一衍射結(jié)構(gòu)的光路差函數(shù)不同的光路差函數(shù)定義的第二衍射結(jié)構(gòu)。為了得到波長(zhǎng)為λ1、λ2和λ 3的激光束的(尤其是波長(zhǎng)為λ 1的激光束)高衍射效率,最好通過(guò)將區(qū)域Rl中的第二衍射結(jié)構(gòu)的BD
21用衍射級(jí)設(shè)為偶數(shù)級(jí)。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),優(yōu)選將BD 用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)均設(shè)定為低衍射級(jí)。因此,區(qū)域Rl中的第二衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)分別為第二級(jí)、第一級(jí)和第一級(jí),并且滿(mǎn)足如下條件(7)-0. 12 < (AB21-A 1)/λ 1 < 0. 12......(7)。圖6是表示衍射效率(單位% )與條件(7)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。在圖6 中,縱軸表示衍射效率,橫軸表示條件(7)的值。如圖6所示,由于滿(mǎn)足條件(7),在具有第一衍射結(jié)構(gòu)和第二衍射結(jié)構(gòu)的區(qū)域Rl中,可以避免波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率劣化。如果條件(7)的中間項(xiàng)落在條件(7)限定的范圍之外,波長(zhǎng)為λ 1的第一光束的衍射效率變低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。如上所述,在區(qū)域R2中,除第一衍射結(jié)構(gòu)之外,還設(shè)有與定義第一衍射結(jié)構(gòu)的光路差函數(shù)不同的光路差函數(shù)定義的第二衍射結(jié)構(gòu)。區(qū)域R2中的第二衍射結(jié)構(gòu)的BD用衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí),并且滿(mǎn)足如下條件(8)-0. 28 < m22 X (( λ B22- λ 1) / λ 1) < 0. 28......(8)。由于滿(mǎn)足條件(8),在具有第一衍射結(jié)構(gòu)和第二衍射結(jié)構(gòu)的區(qū)域R2中,可以避免波長(zhǎng)為λ 1禾π λ 2的激光束的衍射效率劣化。如果條件⑶的中間項(xiàng)落在條件⑶限定的范圍之外,波長(zhǎng)為λ 1的激光束的衍射效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),區(qū)域R2中的第二衍射結(jié)構(gòu)的BD用衍射級(jí)最好是,例如,第三級(jí)、第五級(jí)和第七級(jí)之一。當(dāng)BD用衍射級(jí)為第三級(jí)時(shí),當(dāng)滿(mǎn)足下列條件(9)時(shí),對(duì)光盤(pán)Dl和D2可以得到良好的衍射效率和束斑特性;當(dāng)BD用衍射級(jí)為第五級(jí)時(shí),當(dāng)滿(mǎn)足下列條件(10)時(shí),對(duì)光盤(pán)Dl和D2可以得到良好的衍射效率和束斑特性;當(dāng)BD用衍射級(jí)為第七級(jí)時(shí),當(dāng)滿(mǎn)足下列條件(11)時(shí),對(duì)光盤(pán)Dl和D2可以得到
良好的衍射效率和束斑特性-0. 02 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 08......(9),-0. 05 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 05......(10),-0. 03 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 02......(11)。圖7是表示衍射效率(單位% )與條件(9)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖8是表示衍射效率(單位% )與條件(10)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖9是表示衍射效率 (單位% )與條件(11)的值之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖7-圖9的縱軸表示衍射效率,圖 7-圖9的橫軸表示條件(9)-(11)的值。在圖7中,BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)分別為第三級(jí)、第二級(jí)和第一級(jí)。在圖8中,BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)分別為第五級(jí)、第三級(jí)和第二級(jí)。在圖9中,BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)分別為第七級(jí)、第四級(jí)和第三級(jí)。如圖7和圖8所示,當(dāng)條件(9)和條件(10)的中間項(xiàng)分別小于條件(9)和條件 (10)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 和λ 2的激光束的衍射效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl和D2進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件(9)和條件(10)的中間項(xiàng)分別大于條件(9)和條件 (10)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的衍射效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。如圖9所示,當(dāng)條件(11)的中間項(xiàng)小于條件(11)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ
22的激光束的衍射效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件 (11)的中間項(xiàng)大于條件(11)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 和λ 2的激光束的衍射效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl和D2進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。區(qū)域Rl至區(qū)域R3的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以被看作相移結(jié)構(gòu)。下面,將上述環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)看作相移結(jié)構(gòu),以另一種表達(dá)方式說(shuō)明物鏡10。區(qū)域Rl中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)可以被定義為相移結(jié)構(gòu),該相移結(jié)構(gòu)在多個(gè)折射面區(qū)中相鄰的折射面區(qū)之間的邊界處具有對(duì)入射光束產(chǎn)生光路差的至少一種臺(tái)階(第一臺(tái)階)。 應(yīng)當(dāng)注意,當(dāng)相移結(jié)構(gòu)具有多種臺(tái)階時(shí),該多種臺(tái)階對(duì)入射光束產(chǎn)生不同的光路差。當(dāng)?shù)?k區(qū)域的第i臺(tái)階產(chǎn)生的光路差被表示為AOPD11時(shí),區(qū)域Rl中的相移結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件
(12)1. 03 < I Δ OPD11/λ 11 < 1. 50......(12)。區(qū)域R2中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)也被定義為具有至少一種臺(tái)階(第一臺(tái)階)的相移結(jié)構(gòu)。 區(qū)域R2中的相移結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件(13)-0. 38 < I Δ0Ρ 12/λ 1 卜| Δ0Ρ η/λ 11 < 0. 33......(13)。區(qū)域R3中的環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)也定義為具有至少一種臺(tái)階(第一臺(tái)階)的相移結(jié)構(gòu)。區(qū)域R3中的相移結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件(14)2L+0. 75 < | Δ OPD13/ λ 11 < 2L+1. 25......(14),其中L為整數(shù)。當(dāng)滿(mǎn)足條件(1幻_(14)時(shí),物鏡10具有足夠的衍射效率以對(duì)光盤(pán)Dl至D3進(jìn)行信息記錄和信息再現(xiàn),并且可以在光盤(pán)Dl至D3的記錄面上形成良好的束斑。當(dāng)條件(12)的中間項(xiàng)小于條件(12)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 3的激光束的光使用效率過(guò)低,這是不希望的。當(dāng)條件(12)的中間項(xiàng)大于條件(12)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率過(guò)低,這是不希望的。當(dāng)條件(13)的中間項(xiàng)小于條件(13)的下限時(shí),相對(duì)于區(qū)域Rl中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量而言,區(qū)域R2中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量過(guò)小。在這種情況下,波長(zhǎng)為λ 2的激光束的束斑不能減小到適于進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的大小。當(dāng)條件(13) 的中間項(xiàng)大于條件(13)的上限時(shí),相對(duì)于區(qū)域Rl中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量而言, 區(qū)域R2中波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光傳輸量過(guò)大。在這種情況下,束斑受超分辨率影響而過(guò)度減小,并且副瓣變大。當(dāng)條件(14)的中間項(xiàng)小于條件(14)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率過(guò)低,這是不希望的。而且,在這種情況下,會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ2和λ3的激光束的不必要衍射級(jí)的光(例如,第0級(jí)的衍射光)增加的問(wèn)題。當(dāng)條件(14)的中間項(xiàng)大于條件(14) 的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率過(guò)低,這是不希望的。而且,在這種情況下,會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ 2和λ 3的激光束的不必要衍射級(jí)的光(例如,第1級(jí)的衍射光)增加的問(wèn)題。為了更良好地抑制波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率的降低,并且更良好地保證波長(zhǎng)為λ 3的激光束的光使用效率,在區(qū)域Rl中具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件(15)1. 16 < I Δ OPD11/λ 11 < 1. 40......(15)。
為了更良好地保證波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率,區(qū)域R3中的相移結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件(16)2L+0. 82 < | Δ OPD13/ λ 11< 2L+1. 18......(16),其中L為整數(shù)。為了得到波長(zhǎng)為λ 2的激光束的良好的束斑特性,區(qū)域R2中的相移結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件(17)-0. 19 < I Δ OPD12/ λ 11 -1 Δ OPD11/ λ 11 <0. 19 ......(17)。除第一臺(tái)階之外,在區(qū)域Rl中還可以設(shè)置具有與第一臺(tái)階不同的第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),區(qū)域Rl中的具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件(18)1. 75 < I Δ OPD21/λ 11 < 2. 25......(18)。當(dāng)滿(mǎn)足條件(18)時(shí),在設(shè)置有具有第一臺(tái)階和第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)的區(qū)域Rl中, 可以更有效地避免波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率的降低。當(dāng)條件(18)的中間項(xiàng)落在條件(18)限定的范圍之外時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl 進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。為了便于制造和抑制由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的衍射效率的波動(dòng),區(qū)域R3中的相移結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件(19)0. 83 < I Δ0Ρ 13/λ 11 < 1. 17......(19)。除第一臺(tái)階之外,在區(qū)域R2中還可以設(shè)置具有與第一臺(tái)階不同的第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),區(qū)域R2中的具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件00)2L+0. 68 < | Δ OPD22/ λ 11 < 2L+1. 32......(20),其中L為整數(shù)。當(dāng)滿(mǎn)足條件00)時(shí),在設(shè)置有具有第一臺(tái)階和第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)的區(qū)域R2中, 可以更有效地避免波長(zhǎng)為λ 和λ 2的激光束的光使用效率的降低。當(dāng)條件00)的中間項(xiàng)落在條件00)限定的范圍之外時(shí),波長(zhǎng)為λ 2的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)D2進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。為了在使用光盤(pán)Dl或D2時(shí)得到足夠的光使用效率和良好的束斑特性,區(qū)域R2中的具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足如下條件至03)2. 94 < I Δ OPD22/ λ 11 <3. 27......(21),4. 73 < I Δ OPD22/ λ 11 < 5. 27......(22),6. 75 < I Δ OPD22/λ 11 < 7. 17......(23)。當(dāng)條件和02)的中間項(xiàng)分別小于條件和02)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1 和λ 2的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl和D2進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件(21)和02)的中間項(xiàng)分別大于條件和02)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件 (23)的中間項(xiàng)小于條件03)的下限時(shí),波長(zhǎng)為λ 1的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。當(dāng)條件03)的中間項(xiàng)大于條件03)的上限時(shí),波長(zhǎng)為λ 和λ 2的激光束的光使用效率降低,這不利于對(duì)光盤(pán)Dl和D2進(jìn)行良好的信息記錄和信息再現(xiàn)。為了良好地校正使用光盤(pán)Dl時(shí)產(chǎn)生的色差,物鏡10可以滿(mǎn)足如下條件04)
35 彡 vd 彡 80......(24),其中vd表示物鏡10在d線(xiàn)的阿貝數(shù)。為了關(guān)于BD用衍射級(jí)、DVD用衍射級(jí)和CD用衍射級(jí)均得到更高的衍射效率,物鏡 10可以滿(mǎn)足如下條件05) 0. 4 < ( λ 1/(n3-l))/( λ 3/(nl_l)) < 0. 6 ......(25),其中,nl和n3分別表示λ 1和λ 3的折射率。當(dāng)在圖沈所示的光學(xué)部件91上設(shè)置環(huán)狀區(qū)結(jié)構(gòu)時(shí),使光學(xué)部件91滿(mǎn)足條件05)。下面,說(shuō)明安裝有物鏡10的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的六個(gè)具體實(shí)施例(第一實(shí)施例至第六實(shí)施例)。第一實(shí)施例至第六實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100具有如圖1所示的總體結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例至第六實(shí)施例的物鏡10具有如圖2Α和圖2Β的總體結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例至第六實(shí)施例的光學(xué)部件的形狀差異極小,在附圖的比例尺下無(wú)法表現(xiàn)出來(lái)。所以,參照?qǐng)D1說(shuō)明第一實(shí)施例至第三實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的總體結(jié)構(gòu),參照?qǐng)D2Α和圖2Β說(shuō)明第一實(shí)施例至第六實(shí)施例的物鏡10的結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例下面,說(shuō)明光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100的第一實(shí)施例。下列表1表示第一實(shí)施例的光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置100上安裝的物鏡10的規(guī)格。具體講,表1表示物鏡10的使用波長(zhǎng)、焦距、NA和放大倍率。對(duì)第一實(shí)施例中表格的各種定義也適用于其他實(shí)施例中的表格。表1
權(quán)利要求
1. 一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息分別記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,或者分別從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息,當(dāng)λ 1表示所述第一波長(zhǎng),λ 2表示所述第二波長(zhǎng),λ 3表示所述第三波長(zhǎng)時(shí),所述第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件 λ 1 < λ 2 < λ 3, λ 1、λ 2禾口 λ 3的單位為nm,當(dāng)tl表示使用所述第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用所述第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3 表示使用所述第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2 和t3滿(mǎn)足如下條件 tl < t2 < t3,以及 t3-tl 彡 1. 0, tl、t2和t3的單位為mm,當(dāng)NAl表示所述第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示所述第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示所述第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件 NAl > NA2 > NA3, 所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡, 其中所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面包括由如下光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)的衍射表面Φ ik (h) = (Pik2 X h2+Pik4 X h4+Pik6 X h6+Pik8 X h8+Pikl0 X h10+Pikl2 X h12) mik λ 其中,h表示距離光軸的高度,h的單位為mm,Pik2, Pik4, Pik6...表示第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的二階、四階、六階光路差系數(shù),i、k為自然數(shù),mi,k表示使入射光束的衍射效率關(guān)于第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)最大化的衍射級(jí),λ表示所述入射光束的使用波長(zhǎng),λ的單位為nm ;所述衍射表面包括第一區(qū)域,其將所述第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在所述第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面;所述第一區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成分別使所述第一光束、第二光束和第三光束的衍射效率分別最大化的衍射級(jí)為第一級(jí);當(dāng)λ ^t表示所述第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的閃耀波長(zhǎng)時(shí),所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件·0. 03 < (λΒη-λ 1)/入 1 < 0. 40......(1),所述衍射表面包括位于所述第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,所述第二區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐偷诙馐謩e聚集在所述第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的所述記錄面,但不聚集所述第三光束;所述第二區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使所述第一光束和第二光束的衍射效率分別最大化的衍射級(jí)為第一級(jí);所述第二區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件-0. 35 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 35......(2),所述衍射表面包括位于所述第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,所述第三區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐奂谒龅谝还獗P(pán)的所述記錄面,但不聚集所述第二光束和第三光束;所述第三區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí); 所述第三區(qū)域中的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件-0. 23 < Iii13X ((λ B13- λ 1) / λ 1) < 0. 23......(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中, 所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件0. 14 < (λΒη-λ 1)/入 1 < 0. 37......(4)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中, 所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件-0. 14 < Iii13X ((λ B13- λ 1) / λ 1) < 0. 14......(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中, 所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件-0. 17 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 17......(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述衍射表面的所述第一區(qū)域還包括由第二光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第二光路差函數(shù)定義成使所述第一光束、第二光束和第三光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)分別為第二級(jí)、第一級(jí)和第一級(jí);以及所述衍射表面滿(mǎn)足以下條件-0. 12 < (入化「入 1)/入 1 < 0. 12......(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中,所述衍射表面構(gòu)成為,在所述第三區(qū)域的由所述第一光路差函數(shù)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)中,使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述衍射表面的所述第二區(qū)域還包括由第二光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第二光路差函數(shù)定義成使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí);以及所述衍射表面滿(mǎn)足以下條件-0. 28 < m22X (( λ B22- λ 1)/λ 1) <0. 28......(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述衍射表面構(gòu)成為,在所述第二區(qū)域的由所述第二光路差函數(shù)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)中,使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第三級(jí);以及所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件-0. 02 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 08......(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),所述衍射表面構(gòu)成為,在所述第二區(qū)域的由所述第二光路差函數(shù)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)中,使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第五級(jí);以及所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件-0. 05 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 05......(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),所述衍射表面構(gòu)成為,在所述第二區(qū)域的由所述第二光路差函數(shù)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)中,使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第七級(jí);以及所述衍射表面滿(mǎn)足如下條件-0. 03 < ( λ B22- λ 1) / λ 1 < 0. 02......(11)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),包括獨(dú)立于所述物鏡設(shè)置的光學(xué)部件, 其中,所述光學(xué)部件的至少一個(gè)表面具有所述衍射表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中,所述物鏡的至少一個(gè)表面具有所述衍射表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足如下條件35 ^ vd ^ 80......04),其中vd表示所述物鏡在d線(xiàn)的阿貝數(shù)。
14.一種光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置,所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息分別記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,或者分別從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息,當(dāng)λ 1表示所述第一波長(zhǎng),λ 2表示所述第二波長(zhǎng),λ 3表示所述第三波長(zhǎng)時(shí),所述第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件 λ 1 < λ 2 < λ 3, λ 1、λ 2禾口 λ 3的單位為nm,當(dāng)tl表示使用所述第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用所述第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3 表示使用所述第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2 和t3滿(mǎn)足如下條件 tl大致為0. Imm ; t2大致為0. 6mm;以及 t3大致為1. 2mm,當(dāng)NAl表示所述第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示所述第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示所述第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件 NAl > NA2 > NA3, 所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置包括 光源,其分別發(fā)射所述第一光束和第三光束;至少一個(gè)耦合透鏡,其變換所述第一光束、第二光束和第三光束的發(fā)散程度或聚集程度;以及具有物鏡的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面包括由如下光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu)的衍射表面Φ ik (h) = (Pik2 X h2+Pik4 X h4+Pik6 X h6+Pik8 X h8+Pikl0 X h10+Pikl2 X h12) mik λ 其中,h表示距離光軸的高度,h的單位為mm,Pik2, Pik4, Pik6...表示第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的二階、四階、六階光路差系數(shù),i、k為自然數(shù),mi,k表示使入射光束的衍射效率關(guān)于第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)最大化的衍射級(jí),λ表示所述入射光束的使用波長(zhǎng),λ的單位為nm ;所述衍射表面包括第一區(qū)域,其將所述第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在所述第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面;所述第一區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成分別使所述第一光束、第二光束和第三光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí);當(dāng)λ Bik表示所述第k區(qū)域的第i光路差函數(shù)的閃耀波長(zhǎng)時(shí),所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件·0. 03 < (λΒη-λ 1)/入 1 < 0. 40......(1),所述衍射表面包括位于所述第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,所述第二區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐偷诙馐謩e聚集在所述第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的所述記錄面,但不聚集所述第三光束;所述第二區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使所述第一光束和第二光束的衍射效率分別最大化的衍射級(jí)為第一級(jí); 所述第二區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件 -0. 35 < ( λ B12- λ B11) / λ 1 < 0. 35......(2),所述衍射表面包括位于所述第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,所述第三區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐奂谒龅谝还獗P(pán)的所述記錄面,但不聚集所述第二光束和第三光束;所述第三區(qū)域包括由第一光路差函數(shù)定義的衍射結(jié)構(gòu),第一光路差函數(shù)定義成使所述第一光束的衍射效率最大化的衍射級(jí)為第一級(jí); 所述第三區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足如下條件 -·0. 23 < Iii13X ((λ B13- λ 1) / λ 1) < 0. 23 ......(3),當(dāng)nl和n3分別表示所述物鏡對(duì)所述第一波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的折射率時(shí),所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置滿(mǎn)足如下條件·0. 4 < (λ 1/(n3-l))/( λ 3/ (nl_l)) < 0. 6 ......05)。
15. 一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息分別記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán)上,并且/或者分別從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息,當(dāng)λ 1表示所述第一波長(zhǎng),λ 2表示所述第二波長(zhǎng),λ 3表示所述第三波長(zhǎng)時(shí),所述第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件λ 1 < λ 2 < λ 3, λ 1、λ 2禾口 λ 3的單位為nm,當(dāng)tl表示使用所述第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用所述第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3 表示使用所述第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2 和t3滿(mǎn)足如下條件 tl < t2 < t3,以及 t3-tl 彡 1. 0, tl、t2和t3的單位為mm,當(dāng)NAl表示所述第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示所述第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示所述第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件 NAl > NA2 > NA3, 所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡, 其中所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面為具有相移結(jié)構(gòu)的相移表面,該相移表面具有多個(gè)同心劃分的折射面區(qū),并且在所述多個(gè)折射面區(qū)中相鄰的折射面區(qū)的邊界處,對(duì)入射光束產(chǎn)生不同的光路差;所述相移表面包括第一區(qū)域,其將所述第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在所述第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面;所述第一區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件·1. 03 < I Δ0Ρ η/λ 11 < 1. 50......(12),其中,Δ OPDik表示由第k區(qū)域的第i臺(tái)階產(chǎn)生的光路差;所述相移結(jié)構(gòu)包括位于所述第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,所述第二區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐偷诙馐謩e聚集在所述第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的所述記錄面,但不聚集所述第三光束; 所述第二區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件-0. 38 < I Δ OPD12/ λ 11 -1 △ OPD11/ λ 1 <0. 33 ......(13),所述相移結(jié)構(gòu)包括位于所述第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,所述第三區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐奂谒龅谝还獗P(pán)的所述記錄面上,但不聚集所述第二光束和第三光束; 所述第三區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件2L+0. 75 < I Δ OPD13/ λ 11 < 2L+1. 25......(14),其中L為整數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件·1. 16 < I Δ0Ρ η/λ 11 < 1. 40......(15)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件2L+0. 82 < I Δ OPD13/ λ 11 < 2L+1. 18......(16),其中L為整數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件-0. 19 < I Δ OPD12/ λ 11-| Δ OPD11/ λ 1 <0. 19 ......(17)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),其中所述相移表面的所述第一區(qū)域還包括具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu);以及所述相移表面滿(mǎn)足如下條件1.75 < I Δ0Ρ 21/λ 11 < 2. 25......(18)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件0. 83 < I Δ OPD13/ 入 11 <1. 17......(19)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述相移表面的所述第二區(qū)域還包括具有第二臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu);以及所述相移表面滿(mǎn)足如下條件2L+0. 68 < I Δ OPD22/ λ 11 < 2L+1. 32 ......(20),其中L為整數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件2.94 < I Δ0Ρ 22/λ 11 < 3. 27......01)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件4. 73 < I Δ OPD22/ λ 11 < 5. 27......(22)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述相移表面滿(mǎn)足如下條件6. 75 < I Δ OPD22/ λ 11 <7. 17......(23)。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),包括獨(dú)立于所述物鏡設(shè)置的光學(xué)部件,其中,所述光學(xué)部件的至少一個(gè)表面具有所述相移表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述物鏡的至少一個(gè)表面具有所述相移表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中,所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足如下條件35 ≤ vd ≤ 80......04),其中vd表示所述物鏡在d線(xiàn)的阿貝數(shù)。
28.一種光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置,所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置通過(guò)選擇使用分別具有第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的第一光束、第二光束和第三光束這三種光束,將信息分別記錄在記錄密度不同的第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)這三種光盤(pán),或者分別從該三種光盤(pán)再現(xiàn)信息,當(dāng)λ 1表示所述第一波長(zhǎng),λ 2表示所述第二波長(zhǎng),λ 3表示所述第三波長(zhǎng)時(shí),所述第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)滿(mǎn)足如下條件 λ 1 < λ 2 < λ 3, λ 1、λ 2禾口 λ 3的單位為nm,當(dāng)tl表示使用所述第一光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第一光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t2表示使用所述第二光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第二光盤(pán)的保護(hù)層厚度,t3 表示使用所述第三光束進(jìn)行信息記錄或信息再現(xiàn)的所述第三光盤(pán)的保護(hù)層厚度時(shí),tl、t2 和t3滿(mǎn)足如下條件 tl大致為0. Imm ; t2大致為0. 6mm;以及 t3大致為1. 2mm,當(dāng)NAl表示所述第一光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA2表示所述第二光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑,NA3表示所述第三光盤(pán)的信息記錄或信息再現(xiàn)所需要的數(shù)值孔徑時(shí),NAU NA2和NA3滿(mǎn)足如下條件 NAl > NA2 > NA3, 所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置包括 光源,其分別發(fā)射所述第一光束和第三光束;至少一個(gè)耦合透鏡,其變換所述第一光束、第二光束和第三光束的發(fā)散程度或聚集程度;以及具有物鏡的物鏡光學(xué)系統(tǒng), 其中所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面為具有相移結(jié)構(gòu)的相移表面,該相移表面具有多個(gè)同心劃分的折射面區(qū),并且在所述多個(gè)折射面區(qū)中相鄰的折射面區(qū)的邊界處,對(duì)入射光束產(chǎn)生不同的光路差;所述相移表面包括第一區(qū)域,其將所述第一光束、第二光束和第三光束分別聚集在所述第一光盤(pán)、第二光盤(pán)和第三光盤(pán)的記錄面上;所述第一區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件.1. 03 < I Δ OPD11/λ 11 < 1. 50......(12),其中,Δ OPDik表示由第k區(qū)域的第i臺(tái)階產(chǎn)生的光路差;所述相移結(jié)構(gòu)包括位于所述第一區(qū)域外部的第二區(qū)域,所述第二區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐偷诙馐謩e聚集在所述第一光盤(pán)和第二光盤(pán)的所述記錄面上,但不聚集所述第三光束;所述第二區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件 -0. 38 < I Δ OPD12/ λ 1 卜 I Δ OPD11/ λ 11 <0. 33 ......(13),所述相移結(jié)構(gòu)包括位于所述第二區(qū)域外部的第三區(qū)域,所述第三區(qū)域?qū)⑺龅谝还馐奂谒龅谝还獗P(pán)的所述記錄面上,但不聚集所述第二光束和第三光束; 所述第三區(qū)域包括具有第一臺(tái)階的相移結(jié)構(gòu),該第一臺(tái)階滿(mǎn)足如下條件 2L+0. 75 < I Δ OPD13/ λ 11 < 2L+1. 25......(14),其中L為整數(shù);當(dāng)nl和n3分別表示所述物鏡對(duì)所述第一波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的折射率時(shí),所述光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置滿(mǎn)足如下條件0. 4 < (λ 1/(n3-l))/( λ 3/ (nl_l)) < 0. 6......05)。
全文摘要
一種用于光學(xué)信息記錄/再現(xiàn)裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng),物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)光學(xué)表面包括衍射表面,衍射表面包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域;第一區(qū)域有助于聚集第一光束、第二光束和第三光束,并且包括使第一光束、第二光束和第三光束的使用衍射級(jí)為第一級(jí)并且滿(mǎn)足條件0.03<(λB11-λ1)/λ1<0.40的衍射結(jié)構(gòu);第二區(qū)域有助于僅聚集第一光束和第二光束,并且包括使使用衍射級(jí)為第一級(jí)并且滿(mǎn)足條件-0.35<(λB12-λB11)/λ1<0.35的衍射結(jié)構(gòu);第三區(qū)域僅有助于聚集第一光束,并且包括使第一光束的使用衍射級(jí)為奇數(shù)級(jí)并且滿(mǎn)足條件-0.23<m13×((λB13-λ1)/λ1)<0.23的衍射結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G02B13/18GK102194486SQ20111006591
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
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