專利名稱：物鏡和光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及會聚光束的物鏡，尤其涉及在光拾取裝置上使用的有用物鏡和使用該物鏡的光拾取裝置。
原來，提出過對于信息信號的記錄密度和記錄容量等的規(guī)格不同的多種光記錄媒體，例如，象DVD(數(shù)字多能盤)規(guī)格的光盤和CD(致密盤)規(guī)格的光盤的不同的規(guī)格的光盤進(jìn)行信息信號的記錄或再現(xiàn)的光拾取設(shè)備。
作為這種光拾取設(shè)備，有一種在特開平7-98431號公報(bào)中記載。該公報(bào)中記載的光拾取裝置在物鏡的部分表面上形成全息件(hologram)，修正在使用不同規(guī)格的光盤時(shí)成為問題的球面像差。使用于該光拾取裝置的物鏡形成為經(jīng)厚度為0.6mm的覆蓋層，例如光盤的盤基片在數(shù)值孔徑(NA)0.6下把650nm波長的光束會聚到光盤的信號記錄層上。在物鏡表面上形成的全息件經(jīng)厚度為1.2mm的覆蓋層，例如光盤的盤基片在數(shù)值孔徑(NA)0.45下把780nm波長的光束會聚到光盤的信號記錄層上。
該光拾取裝置根據(jù)以650nm為波長λ的光束的透過全息件的0次光和不形成全息件的區(qū)域中的透射光對DVD規(guī)格的光盤進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)，根據(jù)以780nm為波長λ的光束的經(jīng)全息件衍射的1次光對CD規(guī)格的光盤進(jìn)行記錄再現(xiàn)。
配置上述這種物鏡的光拾取裝置不能把波長λ為650nm的光束的透過全息件的0次光的衍射率和以780nm為波長λ的光束在全息件中的1次光的衍射率作到大至40％以上。在該光拾取裝置中，從光源發(fā)射經(jīng)物鏡和衍射光學(xué)元件到達(dá)光記錄媒體、從光記錄媒體反射、再經(jīng)物鏡和衍射光學(xué)元件在光接收元件上接收的往返光束的利用效率因2次通過衍射光學(xué)元件而成為降低到16％以下的低效率。
使用全息件的光拾取裝置有不需要的衍射光帶來的光漫射問題。
另外，用合成樹脂形成物鏡時(shí)，出現(xiàn)的問題是產(chǎn)生伴隨溫度變化的合成樹脂的折射率變化引起的像差。
本發(fā)明鑒于上述情況而作出，目的是提供一種克服上述已有的光拾取裝置和物鏡所具有的問題的新型光拾取裝置和物鏡。
本發(fā)明的目的是提供一種高效率地利用光源發(fā)射的光束并且對信息信號的記錄密度不同的多種光記錄媒體進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)的光拾取裝置和物鏡。
而且，本發(fā)明的目的是提供一種可抑制不需要的衍射光等帶來的光漫射和伴隨溫度變化的像差的產(chǎn)生的光拾取裝置和物鏡。
為達(dá)到這樣的目的而提出的本發(fā)明的物鏡配置凸透鏡、在該凸透鏡的至少一個(gè)面上或其附近設(shè)置的衍射光學(xué)元件，把入射到凸透鏡的光束經(jīng)規(guī)定厚度的平行平板會聚到光會聚面上，以沒有衍射光學(xué)元件的狀態(tài)作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的狀態(tài)把衍射光學(xué)元件衍射的光束會聚到光會聚面上。
本發(fā)明的光拾取裝置配置發(fā)射彼此不同的波長的光束的2個(gè)光源、把從各個(gè)光源發(fā)射的各個(gè)光束經(jīng)光記錄媒體具有的透明覆蓋層會聚到光記錄媒體的信號記錄面上的物鏡、使把由信號記錄面反射的光束返回到光源的光路分支的光束分支元件、接收由該光束分支元件分支的光束的光檢出器。這里，物鏡由凸透鏡、在該凸透鏡的至少一個(gè)面上或其附近設(shè)置的衍射光學(xué)元件構(gòu)成，通過把衍射光學(xué)元件對各個(gè)光源發(fā)射的波長不同的2個(gè)光束的每一個(gè)作相同次數(shù)的衍射得到的衍射光會聚到信號記錄面上，以修正了透明覆蓋層上產(chǎn)生的球面像差的狀態(tài)把各個(gè)光束會聚在信號記錄面上。
本發(fā)明的光拾取裝置配置發(fā)射光束的光源、把從該光源發(fā)射的光束會聚到光記錄媒體的信號記錄面上的物鏡、使把由信號記錄面反射的光束返回到光源的光路分支的光束分支元件、接收由該光束分支元件分支的光束的光檢出器。這里使用的物鏡由合成樹脂制成的凸透鏡、在該凸透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置的全息件構(gòu)成，通過使用該全息件的+1次衍射光或-1次衍射光，消除由伴隨溫度變化發(fā)生的合成樹脂制造的凸透鏡的折射率的變化產(chǎn)生的球面像差。
本發(fā)明的其他目的、由本發(fā)明得到的具體的優(yōu)點(diǎn)從下面說明的實(shí)施例中變得更明顯。


圖1是表示本發(fā)明的物鏡和使用該物鏡的光拾取裝置的側(cè)面圖；圖2是表示把說明構(gòu)成物鏡的凸透鏡而使用的透明覆蓋層形成為第一厚度的例子的側(cè)面圖；圖3是表示把透明覆蓋層形成為第二厚度的例子的側(cè)面圖；圖4是表示本發(fā)明的物鏡的截面圖；圖5是表示本發(fā)明的物鏡的截面圖；圖6是表示本發(fā)明的物鏡的光學(xué)特性的特性圖；圖7是物鏡的數(shù)值孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域中產(chǎn)生的光斑圖；圖8是表示物鏡特性的開口孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中產(chǎn)生的光斑圖；圖9是本發(fā)明的物鏡的另一例子的截面圖；圖10是表示拱(braced)型全息件的截面圖。
下面參考圖面說明本發(fā)明的物鏡和使用該物鏡的光拾取裝置。
如圖1所示，使用本發(fā)明的物鏡的光拾取裝置包括發(fā)射第一波長λ1的光束的第一光源1、發(fā)射第二波長λ2的光束的第二光源2。在這些光源中使用半導(dǎo)體激光器。從第一光源1發(fā)射的第一波長λ1的光束和從第二光源2發(fā)射的第二波長λ2的光束由分束棱鏡3在同一光路上合成，由構(gòu)成光束分支元件的分色(dichroism)束分離器4反射向配置準(zhǔn)直透鏡5的方向。
準(zhǔn)直透鏡5把入射的光束校準(zhǔn)成平行光，入射到全息一體型的物鏡6。全息一體型的物鏡6由合成樹脂形成的凸透鏡、作為在凸透鏡的一個(gè)面的整個(gè)面上一體形成的衍射光學(xué)元件的全息件構(gòu)成。入射到該物鏡6的光束透過構(gòu)成光盤7的透明覆蓋層7b被會聚在作為光記錄媒體的光盤7的信號記錄面7a上。這里，透明覆蓋層7b是構(gòu)成光盤的盤基片。
本發(fā)明的光拾取裝置的第一和第二光源1，2不同時(shí)使用，在使用第一光盤時(shí)，從第一光源1發(fā)射光束，在使用第二光盤時(shí)從第二光源2發(fā)射光束。這里，第一光盤把構(gòu)成盤基片的透明覆蓋層的厚度作成0.6mm的第一厚度，使用數(shù)值孔徑(NA)為0.6的物鏡、通過波長為630nm到660nm的光束進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)來構(gòu)成。作為這種光盤，使用DVD(數(shù)字多能盤)規(guī)格的光盤。
第二光盤把構(gòu)成盤基片的透明覆蓋層的厚度作成1.2mm的第二厚度，使用數(shù)值孔徑(NA)為0.4到0.55的物鏡、通過波長為775nm到795nm的光束進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)來構(gòu)成。作為這種光盤，使用CD(致密盤)規(guī)格的光盤。
對于記錄密度等的規(guī)格分別不同的光盤來說，當(dāng)?shù)谝还獗P為DVD規(guī)格的光盤時(shí)，630nm到660nm的第一波長λ1的光束用于記錄再現(xiàn)，第二光盤為CD規(guī)格的光盤時(shí)，775nm到795nm的第二波長λ2的光束用于記錄或再現(xiàn)。
入射到光盤7在光盤7的信號記錄面7a反射的光束順序透過物鏡6、準(zhǔn)直透鏡5，通過平行平板型束分離器4后由構(gòu)成光檢出器的光電二極管8檢出。
構(gòu)成全息一體型的物鏡6的基板(base)的凸透鏡的表面形狀形成為數(shù)值孔徑(NA)為0.6、對透明覆蓋層的厚度為2.5mm的虛擬盤的球面像差最小。這里，虛擬盤的透明覆蓋層的厚度為t0。僅用這種凸透鏡會聚光束時(shí)，如圖2所示，對于透明覆蓋層的厚度t1為0.6mm的第一光盤，成為球面像差修正不足(欠)的狀態(tài)。此時(shí)，對透明覆蓋層的厚度t2為1.2mm的第二光盤的球面像差，如圖3和下面的式子所示，相對于透明覆蓋層的厚度t1為0.6mm的球面像差，擴(kuò)大了1.2倍。
(t2－t0)/(t1－t0)＝1.2如圖4所示，構(gòu)成這個(gè)基板的凸透鏡的表面形狀的第一面(光源側(cè))上，一體形成拱型全息件是本發(fā)明的全息一體型物鏡6。該物鏡6把對于入射到厚度t1為0.6mm的透明覆蓋層的波長為630到660nm的第一波長λ1的光束而言由拱型全息件帶來的一次衍射光的球面像差，如圖5所示，修正到(λ1)/100RMS以下，更好是(λ1)/200RMS以下。
此時(shí)，透過該全息件的775nm到795nm的第二波長λ2的光束的一次衍射光的衍射角如下面的式子所示，成為第一波長λ1的一次衍射光的衍射角的1.2倍。
λ2/λ1＝1.2因此，通過該全息件，對于入射到厚度t2為1.2mm的透明覆蓋層的第二波長λ2而言光束的一次衍射光的球面像差可同時(shí)修正到(λ2)/300RMS以下。
這里，全息一體型物鏡6的數(shù)值孔徑NA2為0.5時(shí)，已知如圖6所示，對于通過數(shù)值孔徑(NA)為0.5以下的，即比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域的光束而言可將入射到厚度為1.2mm的透明覆蓋層的775nm到795nm的第二波長λ2的光束的一次衍射光的球面像差抑制到非常低。另一方面，對于數(shù)值孔徑(NA)為0.5以上的，即比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的光束，該球面像差急劇增大。
使用本發(fā)明的全息一體型物鏡6把第二波長λ2的光束透過第二厚度t2的透明覆蓋層后會聚到光盤的信號記錄面上時(shí)的光斑圖在圖7和8中表示。圖7是數(shù)值孔徑NA比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域產(chǎn)生的光斑圖，圖8是數(shù)值孔徑NA比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域產(chǎn)生的光斑圖。從圖8可知，透過數(shù)值孔徑NA比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的光束產(chǎn)生的光斑很寬地?cái)U(kuò)散，基本不影響從光盤讀出信息信號。
使用本發(fā)明的物鏡的光拾取裝置進(jìn)行DVD規(guī)格的光盤的信息信號的記錄再現(xiàn)時(shí)，使用光束全息件衍射波長λ為630到660nm的第一波長λ1的光束時(shí)的1次衍射光，進(jìn)行CD規(guī)格的光盤上記錄的信息信號的再現(xiàn)時(shí)，使用光束全息件衍射波長λ為775到795nm的第二波長λ2的光束時(shí)的1次衍射光。這樣，第一波長λ1的光束和第二波長λ2的光束只要是相同次數(shù)的衍射光就行，不必要限制于是1次衍射光。通過適當(dāng)選擇拱型全息件的深度，透過波長λ為630到660nm的第一波長λ1的光束時(shí)的1次衍射光的衍射效率以及透過波長λ為775到795nm的第二波長λ2的光束時(shí)的1次衍射光的衍射效率可分別達(dá)到75％以上，更好是90％以上。
使用比波長λ為775到795nm的第二波長λ2長的第三波長λ3的光束、把物鏡6的數(shù)值孔徑(NA)設(shè)為比值為0.5的第二數(shù)值孔徑NA2小的第三數(shù)值孔徑NA3時(shí)，本發(fā)明的物鏡6在使用比第二波長λ2長的第三波長λ3的光束時(shí)，通過衍射光學(xué)元件的1次衍射光，可把透明覆蓋層厚度為比第二厚度t2，即1.2mm更厚的第三厚度t3時(shí)的球面像差修正到λ3/50RMS以下。
接著，參考圖9說明本發(fā)明的物鏡6的另一例子。
圖9所示的物鏡6在數(shù)值孔徑(NA)為不足0.5的比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域中與上述物鏡6同樣地形成。那么，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中，把構(gòu)成基板的凸透鏡的表面形狀設(shè)定成對于具有第一厚度t1，即0.6mm的厚度的透明覆蓋層的光盤而言球面像差為最小，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中，不設(shè)置全息元件。
通過這樣構(gòu)成物鏡6，在數(shù)值孔徑(NA)為比0.6的第一數(shù)值孔徑NA小的區(qū)域，即在凸透鏡的整個(gè)面上，把入射到第一厚度t1的透明覆蓋層的第一波長λ1的光束的球面像差保持到最小，同時(shí)，在數(shù)值孔徑(NA)為不足0.5的比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域，把入射到第二厚度t2的透明覆蓋層的第二波長λ2的光束的球面像差保持到最小，并且在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域，可把入射到第二厚度t2的透明覆蓋層的第二波長λ2的光束的球面像差作得非常大。
通過如圖9所示構(gòu)成物鏡6，在具有第二厚度t2，即1.2mm的厚度的透明覆蓋層的第二光盤的信號記錄面上會聚775到795nm的第二波長λ2的光束時(shí)，通過把光束透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域，可把信號記錄面上形成的光束的光斑直徑作成比使用前述的物鏡時(shí)大，能更準(zhǔn)確地進(jìn)行把透明覆蓋層的厚度作成1.2mm的CD規(guī)格的光盤上記錄的信息信號的讀取。
另外，本發(fā)明的光拾取裝置上使用的物鏡通過在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中設(shè)置深度比數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域的全息元件淺的衍射元件，能夠把透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域的630nm到660nm的第一波長λ1的光束的1次衍射光的衍射效果和透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的第一波長λ1的光束的0次衍射光的衍射效率作成相等。這樣一來，可進(jìn)行透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域，即物鏡周圍部分的光量的調(diào)節(jié)。
還有，本發(fā)明的光拾取裝置上使用的物鏡在數(shù)值孔徑(NA)不足0.5的比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域和數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中可變化凸透鏡球面形狀和全息圖案。即，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2，即0.5小的區(qū)域中，構(gòu)成為把入射到厚度為1.2mm的第二厚度t2的透明覆蓋層的775nm到795nm的第二波長λ2的光束的1次衍射光的球面像差抑制到很低，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中，把構(gòu)成基板的凸透鏡表面形狀設(shè)定成虛擬盤的透明覆蓋層的厚度比第一厚度t1薄，比前述的厚度t0厚的厚度t0’，例如為-1.0mm，把球面像差作成最小。
此時(shí)，物鏡中數(shù)值孔徑(NA)不足0.5的比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域和數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的曲面的曲率相同，透鏡的鏡度相同。但是，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中，采用虛擬的鏡度，即虛擬地延長到透鏡中心的虛擬厚度。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，對于在數(shù)值孔徑(NA)不足0.5的比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域中的厚度為0.6mm的第一厚度t1的透明覆蓋層的球面像差修正不足(欠)，而且，由相當(dāng)于數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的部分產(chǎn)生的球面像差縮小。
接著，在數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中也形成全息件，以便修正入射到第一厚度t1的透明覆蓋層的630nm到660nm波長的第一波長λ1的光束的+1次衍射光的球面像差。
此時(shí)，透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域后入射到第二厚度t2的透明覆蓋層的波長為775到795nm的第二波長λ2的光束的球面像差不由全息件充分修正，成為比前述的圖4所示的物鏡更大的球面像差。因此，使用第二波長λ2的光束對具有厚度為1.2mm的第二厚度t2的透明覆蓋層的光盤記錄再現(xiàn)信息信號時(shí)，透過數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域的光束不被有利于信息信號的記錄再現(xiàn)。
這樣設(shè)計(jì)的透鏡由曲面構(gòu)成，使得數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域和數(shù)值孔徑(NA)比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域由以彼此不連續(xù)的非球面函數(shù)表示的曲面構(gòu)成。
這里，作為全息件的形狀，如圖10所示，作為同心圓狀的拱形形狀，假設(shè)在波長λ為第一波長λ1時(shí)物鏡的介質(zhì)折射率為n1、第二波長λ2時(shí)物鏡的介質(zhì)折射率為n2，其高度d為以下式表示的值。
0.8·λ1/(n1-1)＜d＜1.2·λ2/(n2-1)希望高度d為下式表示的值。
d＝{λ1/(n1－1)+λ2/(n2－1)}/2＝λ1/2(n1－1)+λ2/2(n2－1)這樣通過選擇拱型的高度d，可把第一波長λ1和第二波長λ2的光束的+1次衍射光的衍射效率分別作成95％以上。
此時(shí)的拱型形狀的傾斜方向分布在凸透鏡的整個(gè)表面上，如圖10所示，是從中心側(cè)向外周側(cè)逐漸變低的方向。這是由于對于基板的凸透鏡的表面形狀為第一厚度t1的透明覆蓋層，球面像差的修正不足(欠)通過同心圓狀的全息件，利用把(+1)次衍射光衍射向透鏡的中心側(cè)方向而進(jìn)行修正球面像差。
但是，為形成物鏡而使用的合成樹脂材料在環(huán)境溫度上升時(shí)折射率下降。因此，合成樹脂形成的物鏡成為過度修正球面像差的狀態(tài)，即球面凹透鏡的狀態(tài)。為消除這樣的球面像差修正過度的狀態(tài)，利用設(shè)置全息件、隨著環(huán)境溫度上升把半導(dǎo)體激光器的振動(dòng)波長移動(dòng)到長波長側(cè)來造成球面像差修正不足。通過這樣構(gòu)成，把合成樹脂形成的物鏡的溫度改變產(chǎn)生的球面像差可被抑制到不會出現(xiàn)問題的很低水平。
這里使用的物鏡是使例如光源發(fā)射的光束直接在光盤上成像的合成樹脂制造的單玉透鏡，并且可使用的有限。例如，是下面表示的表1中表示的形狀并且為消除溫度變化時(shí)的折射率變化帶來的球面像差的產(chǎn)生，在透鏡的至少一個(gè)面上具有拱型全息件。
(表1)
此時(shí)，把物鏡光源側(cè)作為第一面、把光記錄媒體側(cè)作為第二面時(shí)，對于第一面的曲率半徑r1，下式成立0.67＜r1/f≤0.70對于第二面的曲率半徑r2，下式成立1.33＜r2/f≤1.50設(shè)置厚度為2.5mm以上的物鏡。通過這樣設(shè)計(jì)，消除了透鏡的軸外像差，得到具有良好光學(xué)特性的物鏡。
通過使用這樣形成的物鏡，使用記錄密度等不同、波長不同的光束進(jìn)行記錄再現(xiàn)的第一和第二光盤上分別照射波長不同的光束而進(jìn)行記錄再現(xiàn)時(shí)，可修正在這些光盤上分別照射的光束的球面像差，還可抑制溫度上升變化帶來的球面像差。
本發(fā)明可抑制向記錄密度和記錄再現(xiàn)所使用的光束的波長不同的多種光記錄媒體分別入射的光束的球面像差的產(chǎn)生，對于不同種類的光記錄媒體，由于使用衍射光學(xué)原件的相同次的光束，可提高使用的次數(shù)的衍射光的衍射效率。
即，本發(fā)明能夠構(gòu)成一種高效率地利用光源發(fā)射的光束并且可對多種光記錄媒體進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)、沒有由不需要的衍射光等帶來的光漫射問題和伴隨溫度變化的像差產(chǎn)生的問題的光拾取裝置。
權(quán)利要求
1.一種物鏡，配置凸透鏡、在上述凸透鏡的至少一個(gè)面上或其附近設(shè)置的衍射光學(xué)元件，其特征在于上述凸透鏡經(jīng)規(guī)定厚度的平行平板把入射的光束會聚到光會聚面上，以不存在上述衍射光學(xué)元件的狀態(tài)作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的狀態(tài)把上述衍射光學(xué)元件衍射的光束會聚到上述光會聚面上。
2.一種光拾取裝置，配置發(fā)射彼此不同的波長的光束的2個(gè)光源、把從上述各個(gè)光源分別發(fā)射的光束通過光記錄媒體上設(shè)置的透明覆蓋層會聚到上述光記錄媒體的信號記錄面上的物鏡、使把由上述信號記錄面反射的光束返回到上述光源的光路分支的光束分支元件、接收由上述光束分支元件分支的光束的光檢出器，其特征在于，上述物鏡具有凸透鏡、在該凸透鏡的至少一個(gè)面上或其附近設(shè)置的衍射光學(xué)元件，通過將衍射光學(xué)元件衍射上述各個(gè)光源分別發(fā)射的波長不同的2個(gè)光束的每一個(gè)得到的相同次數(shù)的衍射光會聚到上述信號記錄面上，以修正了上述透明覆蓋層中產(chǎn)生的球面像差的狀態(tài)把上述光束會聚在上述信號記錄面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光拾取裝置，其特征在于構(gòu)成上述物鏡的凸透鏡把光源入射的光束會聚到信號記錄面上，以不存在上述衍射光學(xué)元件的狀態(tài)作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的狀態(tài)把上述衍射光學(xué)元件衍射的光束會聚到上述光會聚面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光拾取裝置，其特征在于上述各個(gè)光源分別發(fā)射具有第一波長λ1的光束和比上述第一波長λ1的波長更長的第二波長λ2的光束，把對上述第一波長λ1的光束的物鏡的數(shù)值孔徑設(shè)置為第一數(shù)值孔徑NA1、把對上述第二波長λ2的光束的物鏡的數(shù)值孔徑設(shè)置為第二數(shù)值孔徑NA2，把對應(yīng)于第一波長λ1的光束的透明覆蓋層的厚度設(shè)置為第一厚度t1、把對應(yīng)于第二波長λ2的光束的透明覆蓋層的厚度設(shè)置為比第一厚度t1更厚的第二厚度t2時(shí)，光束波長為第一波長λ1且數(shù)值孔徑為第一數(shù)值孔徑NA1時(shí)，通過上述衍射光學(xué)元件衍射的1次衍射光把透明覆蓋層的厚度為第一厚度t1時(shí)的球面像差修正到λ/100RMS以下，光束波長為第二波長λ2且數(shù)值孔徑為第二數(shù)值孔徑NA2時(shí)，通過上述衍射光學(xué)元件衍射的1次衍射光把透明覆蓋層的厚度為第二厚度t2時(shí)的球面像差修正到λ/30RMS以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的光拾取裝置，其特征在于上述衍射光學(xué)元件是具有拱形形狀的全息件，即使光源入射的光束的波長為第一波長λ1和第二波長λ2中的任何一種，1次衍射效率都在75％以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光拾取裝置，其特征在于上述衍射光學(xué)元件對于上述第一波長λ1和第二波長λ2的光束的1次衍射效率在90％以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的光拾取裝置，其特征在于上述第一波長λ1為630nm到660nm，上述第二波長λ2為775nm到795nm，上述第一厚度t1為0.6mm，上述第二厚度t2為1.2mm，第一數(shù)值孔徑NA1為0.6，第二數(shù)值孔徑NA2大于0.4小于0.55。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的光拾取裝置，其特征在于使用比上述第二波長λ2更長的波長λ3，在比上述第二數(shù)值孔徑NA2小的第三數(shù)值孔徑NA3中，使用比上述第二波長λ2更長的波長λ3的光束時(shí)，通過上述衍射光學(xué)元件的1次衍射，把上述透明覆蓋層的厚度為比第二厚度t2厚的第三厚度t3時(shí)的球面像差修正到λ/50RMS以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的光拾取裝置，其特征在于構(gòu)成上述物鏡的凸透鏡的數(shù)值孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域和數(shù)值孔徑比上述第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域由以彼此不連續(xù)的非球面函數(shù)表示的曲面構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的光拾取裝置，其特征在于構(gòu)成上述物鏡的凸透鏡的數(shù)值孔徑比上述第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域設(shè)定成對于第一厚度t1的透明覆蓋層的球面像差最小。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光拾取裝置，其特征在于上述衍射光學(xué)元件在上述物鏡的數(shù)值孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中設(shè)置成深度比數(shù)值孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2小的區(qū)域中小。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的光拾取裝置，其特征在于僅在數(shù)值孔徑比第二數(shù)值孔徑NA2大的區(qū)域中，上述物鏡形成衍射光學(xué)元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求2的光拾取裝置，其特征在于上述衍射光學(xué)元件是拱形形狀的全息件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光拾取裝置，其特征在于上述拱形形狀的傾斜方向?yàn)閺奈镧R中心向外周側(cè)變低的方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的光拾取裝置，其特征在于設(shè)光束的波長λ為第一波長λ1時(shí)物鏡的介質(zhì)折射率為n1、第二波長λ2時(shí)物鏡的介質(zhì)折射率為n2，上述拱形的深度d為以下式表示的值0.8·λ1/(n1-1)＜d＜1.2·λ2/(n2-1)。
16.根據(jù)權(quán)利要求2的光拾取裝置，其特征在于構(gòu)成上述物鏡的凸透鏡由合成樹脂形成，上述衍射光學(xué)元件是在上述凸透鏡的至少一面上設(shè)置的拱型全息件，通過使用上述全息件的+1次衍射光或-1次衍射光，消除由伴隨溫度變化的構(gòu)成上述凸透鏡的合成樹脂材料的折射率變化產(chǎn)生的球面像差。
17.根據(jù)權(quán)利要求3的光拾取裝置，其特征在于構(gòu)成上述物鏡的凸透鏡由合成樹脂形成，上述衍射光學(xué)元件是在上述凸透鏡的至少一面上設(shè)置的拱型全息件，通過使用上述全息件的+1次衍射光或-1次衍射光，消除由伴隨溫度變化的構(gòu)成上述凸透鏡的合成樹脂材料的折射率變化產(chǎn)生的球面像差。
18.一種光拾取裝置，配置發(fā)射光束的光源；把上述光源發(fā)射的擴(kuò)散光束會聚到光記錄媒體的信號記錄面上的有限系物鏡；使把由上述信號記錄面反射的光束返回到上述光源的光路分支的光束分支元件、接收由上述光束分支元件分支的光束的光檢出器，其特征在于，上述物鏡由合成樹脂形成的凸透鏡、在該凸透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置的拱形全息件構(gòu)成，通過使用上述全息件的+1次衍射光或-1次衍射光，消除由構(gòu)成上述凸透鏡的合成樹脂材料伴隨溫度變化的折射率變化產(chǎn)生的球面像差。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的光拾取裝置，其特征在于上述物鏡把光源側(cè)作為第一面、把光記錄媒體側(cè)作為第二面時(shí)，對于第一面的曲率半徑r1，下式成立0.67＜r1/f≤0.70對于第二面的曲率半徑r2，下式成立1.33＜r2/f≤1.50厚度為2.5mm以上。
全文摘要
在物鏡上設(shè)置樹脂孔徑小的區(qū)域和大的區(qū)域,對應(yīng)于各區(qū)域形成特性不同的全息件,使用從2個(gè)光源的每一個(gè)發(fā)射的不同波長的光束的每一個(gè)的同次衍射光束,通過對光盤進(jìn)行記錄再現(xiàn),高效地利用光束,可對種類不同的多個(gè)光學(xué)記錄媒體進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn),而且因不需要的衍射光等帶來的光漫射問題。
文檔編號G11B7/135GK1339157SQ00803315
公開日2002年3月6日 申請日期2000年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月6日
發(fā)明者中野聰 申請人:索尼公司