專利名稱：復(fù)合物鏡、光學(xué)頭裝置、光信息裝置、計(jì)算機(jī)、光盤播放機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將物鏡和作為衍射元件的綜合衍射元件復(fù)合的復(fù)合物鏡、光學(xué)頭裝置、光信息裝置以及使用這種光信息裝置的計(jì)算機(jī)、光盤播放機(jī)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、光盤記錄器、光盤服務(wù)器，該光學(xué)頭裝置通過這種復(fù)合物鏡使多個(gè)波長的光束聚光到光盤上實(shí)行信息的記錄、重放或消除，該光信息裝置裝載有這種光學(xué)頭裝置。
背景技術(shù)：
作為高密度、大容量的存儲(chǔ)媒體，使用具有凹點(diǎn)形圖案的光盤的光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)正在將其用途擴(kuò)展為數(shù)據(jù)錄音盤、錄象盤、文檔文件盤還有數(shù)字文件，并且逐漸實(shí)用化。通過微縮的光束以高可靠性為基礎(chǔ)順利完成對(duì)光盤的信息記錄重放的功能，可大致分為形成衍射界限的微小光點(diǎn)的聚光功能、光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)控制(焦點(diǎn)伺服)和跟蹤控制以及坑紋信號(hào)(信息信號(hào))的檢測。
近些年，由于光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步和作為光源的半導(dǎo)體激光器的短波長化，而正在開展具有比以往更大的存儲(chǔ)容量的高密度光盤的開發(fā)。作為高密度化的手段，目前正在研究將數(shù)值孔徑(NA)加大，該數(shù)值孔徑是將光束微縮到光盤上的聚光光學(xué)系統(tǒng)的光盤側(cè)的數(shù)值孔徑。此時(shí)，出現(xiàn)的問題是因光軸的傾斜(tilt)而產(chǎn)生的象差產(chǎn)生量的增大。若加大NA，則對(duì)傾斜所產(chǎn)生的象差量變大。為防止這個(gè)問題，可以使光盤的基片厚度(基材厚度)變薄。
可稱為第1代光盤的小型光盤(CD)使用紅外光(波長λ3為780nm～820nm)和NA為0.45的物鏡，并且盤的基材厚度是1.2mm。第2代的DVD使用紅色光(波長λ2為630nm～680nm，標(biāo)準(zhǔn)波長為660nm)和NA為0.6的物鏡，并且盤的基材厚度是0.6mm。而且還有，第3代的光盤(下面也稱為BD(Blue-ray Disk))使用藍(lán)色光(波長λ1為390nm～415nm，標(biāo)準(zhǔn)波長為405nm)和NA為0.85的物鏡，并且盤的基材厚度是0.1mm。還有，在本說明書中基材厚度指的是光盤(或信息媒體)上從光束所入射的面到信息記錄面的厚度。
這樣，隨著高密度化會(huì)使光盤的基材厚度變小。從經(jīng)濟(jì)性和裝置所占空間的觀點(diǎn)來看，人們期望著可以對(duì)上述基材厚度和記錄密度不同的光盤進(jìn)行記錄重放的光信息裝置。因此，具備有聚光光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)頭裝置是必要的，該聚光光學(xué)系統(tǒng)可以在不同基材厚度的光盤上至衍射界限為止對(duì)光束進(jìn)行聚光。
另外，在對(duì)基材厚的光盤進(jìn)行記錄重放的場合下，由于有必要從光盤表面將光束聚光到處于深處的記錄面上，因而必須使焦點(diǎn)距離更長。
以實(shí)現(xiàn)光學(xué)頭裝置為目的的結(jié)構(gòu)在特開平7-98431號(hào)公報(bào)中已做出說明，該光學(xué)頭裝置可實(shí)行對(duì)基材厚度不同的光盤的記錄重放。以此作為以往示例1，參照?qǐng)D25A及圖25B進(jìn)行說明。
在圖25A及圖25B中，40是物鏡，41是綜合衍射元件(ホログラム)。在綜合衍射元件41中在對(duì)入射光束44透明的基片上形成有同心圓狀的光柵模式。
物鏡40其數(shù)值孔徑NA大于0.6，并且如圖25A所示，設(shè)計(jì)有不進(jìn)行衍射而透過綜合衍射元件41的0次衍射光42，例如可做到在具有0.6mm基材厚度(t2)的光盤10上形成衍射界限的聚光點(diǎn)。另外，圖25B表示出在更厚的具有1.2mm基材厚度(t1)的光盤11上可形成衍射界限的聚光點(diǎn)。在圖25B中，由綜合衍射元件41所衍射的+1次衍射光43通過物鏡40聚光到光盤11上。在此，施行象差校正以使+1次衍射光43通過厚度為t1的基片縮小至衍射界限為止。
這樣，通過組合衍射入射光的綜合衍射元件41和物鏡40，并利用不同次數(shù)的衍射光來實(shí)現(xiàn)雙焦點(diǎn)透鏡，該雙焦點(diǎn)透鏡可以在具有不同基材厚度(t1和t2)的光盤10、11上分別形成至衍射界限為止進(jìn)行聚光的聚光點(diǎn)。另外，與上述相反設(shè)計(jì)綜合衍射元件41，使之具有凸透鏡作用，由于對(duì)基材厚度為t1的光盤11采用0次衍射光，并對(duì)具有基材厚度為t2的光盤10采用+1次衍射光，因而相對(duì)于具有基材厚度為t2的光盤10的記錄重放時(shí)的波長變動(dòng)，可減少焦點(diǎn)位置變動(dòng)，這也已經(jīng)做出說明。
除此之外，還說明了以采用光束進(jìn)行互換重放為目的的結(jié)構(gòu)，該光束對(duì)不同種類的光盤具有多個(gè)波長。作為以往示例2，將波長選擇相位板與物鏡進(jìn)行組合的結(jié)構(gòu)在特開平10-334504號(hào)公報(bào)和ISOM2001會(huì)議We-C-05(預(yù)備稿30頁)中已做出說明。對(duì)于ISOM2001會(huì)議We-C-05(預(yù)備稿30頁)中所說明的結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D26、圖27A及圖27B進(jìn)行說明。
圖26是表示作為以往示例2的光學(xué)頭裝置的大致結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖26中，從具有波長λ1＝405nm的藍(lán)色光源(未圖示)的藍(lán)色光光學(xué)系統(tǒng)51所射出的平行光可以透過分光鏡161、波長選擇相位板205，由物鏡50聚光到基材厚度為0.1mm的光盤9(第3代光盤BD)的信息記錄面上。在光盤9上所反射出的光可以追尋相反的路徑通過藍(lán)色光光學(xué)系統(tǒng)51的檢測器(未圖示)檢測出。另一方面，從具有波長λ2＝660nm的紅色光源(未圖示)的紅色光光學(xué)系統(tǒng)52所射出的發(fā)散光可以通過分光鏡161進(jìn)行反射，透過波長選擇相位板205，由物鏡50聚光到基材厚度為0.6mm的光盤10(第2代光盤DVD)的信息記錄面上。在光盤10上所反射出的光可以追尋相反的路徑通過紅色光光學(xué)系統(tǒng)52的檢測器(未圖示)檢測出。
物鏡50被設(shè)計(jì)成在射入平行光時(shí)可透過基材厚度0.1mm進(jìn)行聚光，因而在對(duì)基材厚度為0.6mm的DVD進(jìn)行記錄·重放時(shí)由于基材厚度的不同而產(chǎn)生球面象差。為了對(duì)該球面象差進(jìn)行校正，而將從紅色光光學(xué)系統(tǒng)52射出的光束變?yōu)榘l(fā)散光，與此同時(shí)采用波長選擇相位板205。若使物鏡50射入發(fā)散光則會(huì)產(chǎn)生新的球面象差，因此要采用該新的球面象差來消除因基材厚度不同而產(chǎn)生的球面象差，同時(shí)也通過波長選擇相位板205對(duì)波陣面進(jìn)行校正。
圖27A及圖27B分別是圖26的波長選擇相位板205的平面圖及剖面圖。波長選擇相位板205在將波長λ1上的折射率設(shè)為n1并且h＝λ1/(n1-1)的場合下，由高度h、3h的階差205a來構(gòu)成。對(duì)于波長λ1的光，因高度h的階差而產(chǎn)生的光程差是工作波長λ1，并且它相當(dāng)于相位差2π，因而與相位差0相同。因此，高度h的階差不會(huì)給波長λ1的光束的相位分布帶來影響，而不會(huì)影響到光盤9(圖26)的記錄重放。另一方面，對(duì)于波長λ2的光，若將波長λ2上的波長選擇相位板205的折射率設(shè)為n2，則為h×(n2-1)/λ2≒0.6，也就是說產(chǎn)生不是波長的整數(shù)倍的光程差。利用該光程差所產(chǎn)生的相位差，來實(shí)行上面所述的象差校正。
另外，作為以往示例3，機(jī)械性地切換并使用多個(gè)物鏡的結(jié)構(gòu)在特開平11-296890號(hào)公報(bào)等中已做出說明。
再者，作為以往示例4，這種結(jié)構(gòu)在特開平11-339307號(hào)公報(bào)中已做出說明，該結(jié)構(gòu)是反射鏡也同時(shí)具有使光軸折彎上升的(將光線方向從水平方向改為垂直方向，以便光線射在光盤上)反射鏡的功能，這種反射鏡具有反射面并且反射面具有不同的曲率半徑。
作為以往示例5，這樣的結(jié)構(gòu)在特開平2000-81566號(hào)公報(bào)中已做出說明，該結(jié)構(gòu)與第1個(gè)以往示例一樣，對(duì)折射型物鏡與綜合衍射元件進(jìn)行組合并利用在不同波長的光的相同次數(shù)的衍射光中產(chǎn)生的色象差，對(duì)基材厚度的差進(jìn)行校正。
作為以往示例6，如圖28所示，將折射型的物鏡281與具有衍射面和折射面的綜合衍射元件282進(jìn)行組合的結(jié)構(gòu)，記載于西岡澄人等人所做出的“BD/DVD/CD互換光拾音技術(shù)”(第50屆春季有關(guān)應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合演講會(huì)預(yù)備稿，27p-ZW-10(2003.3神奈川大學(xué)))(本申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)日后)中。在該以往示例6中，通過綜合衍射元件282對(duì)藍(lán)色光束使之產(chǎn)生+2次衍射光，對(duì)紅色光束使之產(chǎn)生+1次衍射光，來實(shí)行色象差的校正，并通過對(duì)藍(lán)色光束和對(duì)紅色光束分別使發(fā)散光和聚束光射入綜合衍射元件282和物鏡281，來校正因不同基材厚度而產(chǎn)生的球面象差。
上述以往示例1的技術(shù)思想至少提出下面的3點(diǎn)技術(shù)思想。第1是利用綜合衍射元件的衍射實(shí)現(xiàn)基材厚度不同的光盤之間的互換，第2是通過改變內(nèi)外圓周的設(shè)計(jì)來形成NA不同的聚光點(diǎn)，第3是利用綜合衍射元件的衍射對(duì)基材厚度不同的光盤使聚光點(diǎn)的焦點(diǎn)位置產(chǎn)生變化。這些技術(shù)思想并不限定光源所發(fā)出的光的波長。
在此，作為第2代光盤的DVD包括具有2個(gè)記錄面的2層盤。接近物鏡一側(cè)的記錄面(第1記錄面)由于有必要使光也向離物鏡遠(yuǎn)的面透過，所以其反射率設(shè)定為30％左右。不過，該反射率只保證對(duì)紅色光的透過，而在其他波長方面不能予以保證。因此，為了確實(shí)實(shí)行DVD的重放，而有必要采用紅色(波長λ2＝630nm～680nm)的光。另外，在作為第3代光盤的BD的記錄重放方面，由于使聚光點(diǎn)徑變得非常小，因而有必要采用藍(lán)色(波長λ1＝390nm～415nm)的光。這樣，在以往示例1中沒有說明這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特別是在采用紅色和藍(lán)色光對(duì)不同種類的光盤進(jìn)行互換時(shí)使光的利用效率進(jìn)一步提高。
另外，在以往示例1中已做出說明的實(shí)施示例是，使綜合衍射元件成為凸透鏡型并利用+1次衍射光，對(duì)一種光盤減少因波長變化而產(chǎn)生的焦點(diǎn)位置移動(dòng)，但是沒有說明對(duì)二種以上的光盤同時(shí)減少因各自的波長變化而產(chǎn)生的焦點(diǎn)位置移動(dòng)的方法。
在以往示例2中，作為互換元件采用波長選擇相位板。在對(duì)基材厚度厚的光盤進(jìn)行記錄重放時(shí)，由于記錄面對(duì)物鏡只以基材厚度的量變遠(yuǎn)，因而有必要使焦點(diǎn)距離延長。焦點(diǎn)距離也可以因互換元件具有透鏡動(dòng)力而得到伸長，而在波長選擇相位板上沒有透鏡動(dòng)力。另外，象以往示例2那樣，如果將紅色光變?yōu)榘l(fā)散光并實(shí)現(xiàn)所有的該透鏡動(dòng)力，在因軌跡跟蹤等而出現(xiàn)的物鏡移動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大的象差使記錄·重放特性惡化。
在以往示例3中，由于會(huì)對(duì)物鏡進(jìn)行切換，所以需要多個(gè)物鏡使部件數(shù)目變多，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)光學(xué)頭的小型化。另外，因需要切換機(jī)構(gòu)也會(huì)使裝置的小型化變得很困難。
在以往示例4中，使物鏡對(duì)反射鏡單獨(dú)驅(qū)動(dòng)(參照特開平11-339307號(hào)公報(bào)的第4圖到第6圖)。不過，由于采用具有如上的曲率半徑的反射鏡從平行光變換光束，所以如果物鏡因軌跡控制等而出現(xiàn)移動(dòng)，對(duì)入射光波陣面的物鏡的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生變化，并且產(chǎn)生象差使聚光特性惡化。另外，反射鏡的反射面由具有曲率半徑的面也就是球面來構(gòu)成，但是為了對(duì)基材厚度的差和波長的差進(jìn)行校正，采用球面是不夠的，并不能充分減少5次以上的高次象差。
在以往示例5中，如果將此直接使用于紅色光束和藍(lán)色光束中，就會(huì)因?yàn)椴ㄩL差過大，而不能使相同次數(shù)的衍射效率同時(shí)得到提高，而產(chǎn)生使光的利用效率下降的問題。
在以往示例6中，由于對(duì)藍(lán)色光束和對(duì)紅色光束分別使發(fā)散光和聚束光射入綜合衍射元件和物鏡，所以在焦點(diǎn)合并時(shí)(也就是說，光盤的信息記錄面上形成有衍射界限的聚光點(diǎn)的狀態(tài))，與從光盤所反射回來的光束也一樣，在藍(lán)色光束和紅色光束上使平行性不同，并且不能在藍(lán)色光束和紅色光束上共同使用為檢測伺服信號(hào)所用的光檢測器。也就是說，二個(gè)以上的光檢測器為必須的，并產(chǎn)生導(dǎo)致部件數(shù)目增多和與此相伴的成本提高這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往的問題所在而做出的，其目的在于提供復(fù)合物鏡，該復(fù)合物鏡可實(shí)現(xiàn)兩種光盤之間的互換重放和互換記錄并且具有較高的光利用效率，這兩種光盤是基材厚度為0.6mm并與波長λ2(標(biāo)準(zhǔn)上是約660nm)的紅色光束相應(yīng)的光盤和基材厚度為0.1mm并與波長λ1(標(biāo)準(zhǔn)上是約405nm)的藍(lán)色光束相應(yīng)的光盤。
另外，本發(fā)明的目的在于提供光信息裝置，該光信息裝置由于裝載有使用這種復(fù)合物鏡的光學(xué)頭裝置，而可以通過單一的光學(xué)頭裝置與記錄密度不同的多個(gè)光盤相適應(yīng)。
再者，其目的在于提供計(jì)算機(jī)、光盤播放機(jī)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、光盤記錄器、光盤服務(wù)器，這些設(shè)備由于內(nèi)置有這種光信息裝置，而可以根據(jù)不同的用途選擇不同種類的光盤穩(wěn)定地進(jìn)行信息的記錄或重放。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第1復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在一部分區(qū)域內(nèi)所形成的階梯狀剖面形狀，階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d1的整數(shù)倍，單位階差d1是對(duì)第1光束賦予約1波長的光程差的階差，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，光柵的一個(gè)周期是從綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)由單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
在第1復(fù)合物鏡中，光柵的階梯狀剖面形狀的階差幅度之比與單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序的高度分別對(duì)應(yīng)，為2∶3∶3∶2。
另外，在第1復(fù)合物鏡中，光柵只形成在綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分。
另外，第1復(fù)合物鏡通過厚度為t1的基材對(duì)第1光束的0次衍射光進(jìn)行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對(duì)第2光束的1次衍射光進(jìn)行聚光，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第2復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d2的整數(shù)倍，單位階差d2是對(duì)第1光束賦予約1.25波長的光程差的階差，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，光柵的一個(gè)周期是從綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)由單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
在第2復(fù)合物鏡中，光柵的階梯狀剖面形狀的階差幅度之比與上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序的高度分別對(duì)應(yīng)，為1∶1∶1∶1。
另外，在第2復(fù)合物鏡中，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，在外圓周部分上所形成的光柵的階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d3的整數(shù)倍，單位階差d3是對(duì)第1光束賦予約0.25波長的光程差的階差，在外圓周部分上所形成的光柵的一個(gè)周期是從綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)由單位階差d3的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
另外，第2復(fù)合物鏡通過厚度為t1的基材對(duì)第1光束的+1次衍射光進(jìn)行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對(duì)第2光束的-1次衍射光進(jìn)行聚光，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2并且透過在綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分上所形成的光柵。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第3復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h1是對(duì)第1光束賦予約2波長的光程差產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，并且是對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第4復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h2是對(duì)第2光束賦予約1波長的光程差產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2，并且是對(duì)第1光束產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第5復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對(duì)第1光束賦予比1.7波長大并且比2波長小的光程差產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，并且是對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
在第5復(fù)合物鏡中，理想的是鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對(duì)第1光束賦予1.9波長的光程差的深度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第6復(fù)合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征為綜合衍射元件對(duì)第1光束產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，并且對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2，折射型透鏡通過厚度為t1的基材對(duì)透過綜合衍射元件的第1光束的+2次衍射光進(jìn)行聚光，通過比厚度t1更大的厚度為t2的基材對(duì)透過綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分的第2光束的+1次衍射光進(jìn)行聚光。
在第3到第6的復(fù)合物鏡中，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對(duì)第1光束賦予約1波長的光程差產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，并且是也對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度。
在第2到第6的復(fù)合物鏡中，在通過厚度為t1的基材對(duì)第1光束進(jìn)行聚光的場合下，綜合衍射元件的構(gòu)成可做到為了減低與波長λ1的變化相對(duì)的焦點(diǎn)距離的變化，而作為凸透鏡發(fā)揮作用。
在第1到第6的復(fù)合物鏡中，綜合衍射元件的構(gòu)成可做到，為了將光盤一側(cè)的焦點(diǎn)位置從復(fù)合物鏡移開，而在通過厚度為t1的基材對(duì)第1光束進(jìn)行聚光的場合下，比起通過厚度為t2的基材對(duì)穿過綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分的第2光束進(jìn)行聚光的情形，會(huì)使作為凸透鏡所起的作用變得大，或者說在通過厚度為t2的基材對(duì)透過綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分的第2光束進(jìn)行聚光的場合下，比起通過厚度為t1的基材對(duì)第1光束進(jìn)行聚光的情形，會(huì)使作為凸透鏡所起的作用變得小。據(jù)此，可以將光盤一側(cè)的焦點(diǎn)位置從復(fù)合物鏡移開，也就是說可以擴(kuò)大工作距離。
在第3到第6的復(fù)合物鏡中，構(gòu)成綜合衍射元件的光柵的剖面形狀是形成綜合衍射元件的基材在外圓周上具有斜面的鋸齒形狀。
在第1到第6的復(fù)合物鏡中，理想的是綜合衍射元件和折射型透鏡可整體固定。
或者說，在第1到第6的復(fù)合物鏡中，理想的是折射型透鏡與聚光點(diǎn)相反一側(cè)的折射面是非球面。這種場合下，理想的是綜合衍射元件與折射型透鏡的非球面可一體形成。
或者說，在第1到第6的復(fù)合物鏡中，理想的是綜合衍射元件與折射型透鏡的表面可一體形成。
在第1到第6的復(fù)合物鏡中，在將通過厚度為t1的基材使第1光束進(jìn)行聚光的數(shù)值孔徑設(shè)為NAb并且將通過厚度為t2的基材使上述第2光束進(jìn)行聚光的數(shù)值孔徑設(shè)為NAr的場合下，NAb＞NAr。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的光學(xué)頭裝置的特征為，具備有射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、第1到第6的復(fù)合物鏡中的任意一個(gè)復(fù)合物鏡以及光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2，該復(fù)合物鏡接收從第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從第2激光光源射出的第2光束，通過比厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光盤的記錄面上，該光檢測器接收在第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
本發(fā)明所涉及的光學(xué)頭裝置，理想的是具備準(zhǔn)直校正透鏡，該透鏡將從第1及第2激光光源所分別射出的第1及第2光束變?yōu)槠叫泄猓⑶以趯⒌?光束聚光到第2光盤的記錄面上時(shí)，使準(zhǔn)直校正透鏡接近第2激光光源側(cè)，通過將第2光束變?yōu)閿U(kuò)散光并使之射入復(fù)合物鏡，將第2光盤側(cè)的焦點(diǎn)位置從復(fù)合物鏡移開。
在本發(fā)明所涉及的光學(xué)頭裝置中，第1及第2激光光源的配置可做到其發(fā)光點(diǎn)雙方對(duì)復(fù)合物鏡的第1及第2光盤側(cè)的焦點(diǎn)位置都處于成象關(guān)系，并且光檢測器對(duì)第1及第2光盤的記錄面上所分別反射的第1及第2光束共同設(shè)置，接收第1及第2光束以檢測伺服信號(hào)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的光信息裝置的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光學(xué)頭裝置、使第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)以及電路，該電路接收從光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)電動(dòng)機(jī)、復(fù)合物鏡、第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
在本發(fā)明所涉及的光信息裝置中，光學(xué)頭裝置具備準(zhǔn)直校正透鏡，該透鏡將從第1及第2激光光源所分別射出的第1及第2光束變?yōu)槠叫泄?，本發(fā)明所涉及的光信息裝置在裝入基材厚度t2為0.6mm的第2光盤的場合下，將準(zhǔn)直校正透鏡移動(dòng)控制到第2激光光源側(cè)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的計(jì)算機(jī)的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光信息裝置、輸入信息所用的輸入手段、運(yùn)算裝置以及輸出手段，運(yùn)算裝置以從輸入手段所輸入的信息及從光信息裝置所重放的信息為依據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，輸出手段用來顯示或輸出從輸入手段所輸入的信息、從光信息裝置所重放的信息及通過運(yùn)算裝置所運(yùn)算出的結(jié)果。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的光盤播放機(jī)的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光信息裝置和將從光信息裝置得到的信息信號(hào)變換為圖像信號(hào)的解碼器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光信息裝置和將從光信息裝置得到的信息信號(hào)變換為圖像信號(hào)的解碼器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的光盤記錄器的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光信息裝置和將圖像信號(hào)變換為記錄到光信息裝置中的信息信號(hào)的編碼器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的光盤服務(wù)器的特征為，具備有本發(fā)明所涉及的光信息裝置和輸入輸出終端設(shè)備，輸入輸出終端設(shè)備用來將從外部所輸入的信息信號(hào)記錄到光信息裝置中并且將從光信息裝置所重放的信息信號(hào)輸出到外部。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的光學(xué)頭裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的剖面圖。
圖2是表示由圖1的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖3A是表示圖2的綜合衍射元件131結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖3B是表示圖2的綜合衍射元件131結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4A是表示在圖3A所示的綜合衍射元件131的內(nèi)圓周部分131C上形成的光柵的一個(gè)周期(p1)間的階梯形狀的剖面圖。
圖4B表示的是與圖4A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖6A是表示圖5的綜合衍射元件132結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖6B是表示圖5的綜合衍射元件132結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7A是表示在綜合衍射元件132上形成的光柵的一個(gè)周期(p2)間的階梯形狀的剖面圖。
圖7B表示的是與圖7A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖7C表示的是與圖7A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖8A是表示本發(fā)明實(shí)施方式3中圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的平面圖。
圖8B是表示本發(fā)明實(shí)施方式3中圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的剖面圖。
圖9A是表示在綜合衍射元件133的外圓周部分133C上形成的光柵的一個(gè)周期(p3)間的階梯形狀的剖面圖。
圖9B表示的是與圖9A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖9C表示的是與圖9A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式4中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖11A是表示圖10的綜合衍射元件134結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖11B是表示圖10的綜合衍射元件134結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12A是表示在綜合衍射元件134上形成的光柵的一個(gè)周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖12B表示的是與圖12A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖12C表示的是與圖12A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖13A是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的在綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分134C上形成的光柵的一個(gè)周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖13B表示的是與圖13A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖13C表示的是與圖13A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式5中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖15A是表示圖14的綜合衍射元件135結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖15B是表示圖14的綜合衍射元件135結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖16A是表示在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上形成的光柵的一個(gè)周期(p7)間的物理性鋸齒形狀的剖面圖。
圖16B表示的是與圖16A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖16C表示的是與圖16A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖17A是表示本發(fā)明實(shí)施方式7中在綜合衍射元件136的內(nèi)圓周部分136C上形成的光柵的一個(gè)周期(p8)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖17B表示的是與圖17A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量。
圖17C表示的是與圖17A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式8中復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖19是本發(fā)明實(shí)施方式9的光信息裝置的大致結(jié)構(gòu)圖。
圖20是表示本發(fā)明實(shí)施方式10的計(jì)算機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。
圖21是表示本發(fā)明實(shí)施方式11的光盤播放機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。
圖22是表示本發(fā)明實(shí)施方式12的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式13的光盤記錄器的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。
圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式14的光盤服務(wù)器的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。
圖25A是表示在以往示例1中將0次衍射光42聚光到基材厚度為0.6mm的光盤10上的光學(xué)頭裝置的大致結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖25B是表示在以往示例1中將+1次衍射光43聚光到基材厚度為1.2mm的光盤11上的光學(xué)頭裝置的大致結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖26是表示作為以往示例2的光記錄裝置的大致結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖27A是表示圖26的波長選擇相位板205結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖27B是表示圖26的波長選擇相位板205結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖28是表示作為以往示例6的光記錄裝置的大致結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，有關(guān)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，參照附圖予以說明。
(實(shí)施方式1)圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的光學(xué)頭裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的剖面圖。在圖1中，1是作為第1激光光源的藍(lán)色激光光源，第1激光光源用來射出具有波長λ1(390nm～415nm由于在標(biāo)準(zhǔn)上采用405nm的場合較多，因而將390nm～415nm的波長總稱為約405nm)的第1光束，20是作為第2激光光源的紅色激光光源，第2激光光源用來射出波長λ2(630nm～680nm由于在標(biāo)準(zhǔn)上采用660nm的場合較多，因而將630nm～680nm的波長總稱為約660nm)的第2光束，8是準(zhǔn)直校正透鏡，12是使光軸折彎的向上鏡體(rising mirror)，13是綜合衍射元件(hologram，衍射型光學(xué)元件)，14是作為折射型透鏡的物鏡。在此，用綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成本實(shí)施方式中的復(fù)合物鏡。
9是作為第3代光盤的BD(第1光盤)，第3代光盤BD其基材厚度t1是約0.1mm(將0.06mm～0.11mm的基材厚度稱為約0.1mm)或者更薄的基材厚度，并且可采用波長λ1的第1光束進(jìn)行記錄及重放，10是DVD等的第2代光盤(第2光盤)，DVD其基材厚度t2是約0.6mm(將0.54mm～0.65mm的基材厚度稱為約0.6mm)或者更薄的基材厚度并且可采用波長λ2的第2光束進(jìn)行記錄及重放。第1光盤9及第2光盤10只圖示出從光的射入面到記錄面的基材，但是實(shí)際上為了增加機(jī)械性的強(qiáng)度并將其外形制成與CD相同的1.2mm而貼上防護(hù)板。在第2光盤10上貼有厚度為0.6mm的防護(hù)板。在第1光盤9上帖有厚度為1.1mm的防護(hù)板。在所有的各個(gè)實(shí)施方式所參照的附圖中，為了使示例變得簡單而省略防護(hù)板。
藍(lán)色激光光源1及紅色激光光源20最好是作為半導(dǎo)體激光光源，由此可以使光學(xué)頭裝置及采用該裝置的光信息裝置小型化、輕量化、低消耗電力化。
在對(duì)記錄密度最高的第1光盤9進(jìn)行記錄重放時(shí)，從藍(lán)色激光光源1所射出的波長λ1的藍(lán)色光束61通過分光鏡4進(jìn)行反射，并通過1/4波長板5成為圓偏振光。1/4波長板5被設(shè)計(jì)成對(duì)波長λ1的藍(lán)色光束61及波長λ2的紅色光束62的雙方作為1/4波長板發(fā)揮作用。透過1/4波長板5的藍(lán)色光束61通過準(zhǔn)直校正透鏡8成為大致的平行光，進(jìn)而通過向上鏡體12使光軸折彎，并采用綜合衍射元件13和物鏡14，通過第1光盤9的厚度約為0.1mm的基材，將其聚光到信息記錄面91(參照?qǐng)D2)上。
在信息記錄面91上所反射出的藍(lán)色光束61反向追尋原先的光程(回復(fù)通路)，通過1/4波長板5成為與初期成直角方向的直線偏振光，并且基本上全透過分光鏡4，在分光鏡16上進(jìn)行全反射，通過檢測綜合衍射元件31進(jìn)行衍射，進(jìn)而通過檢測透鏡32使焦點(diǎn)距離延長，射入光檢測器33。通過對(duì)來自光檢測器33的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，獲得焦點(diǎn)控制和工作控制中使用的伺服信號(hào)和信息信號(hào)。
如上所述，分光鏡4是偏振光分離膜，該偏振光分離膜對(duì)于波長λ1的藍(lán)色光束，將一個(gè)方向的直線偏振光全反射，并使與其成直角方向的直線偏振光全透過。另外，分光鏡4如下所述，對(duì)于波長λ2的紅色光束，使從紅色激光光源20射出的紅色光束62全透過。這樣，分光鏡4是既有偏振光特性又有波長選擇性的光路分支元件。
其次，在對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄或重放時(shí)，采用從紅色激光光源20所射出的大致的直線偏振光，使波長λ2的紅色光束62透過分光鏡16和分光鏡4，通過準(zhǔn)直校正透鏡8成為大致的平行光，進(jìn)而通過向上鏡體12使光軸折彎，并且采用綜合衍射元件13和物鏡14，通過第2光盤10的厚度約為0.6mm的基材，將其聚光到信息記錄面101(參照?qǐng)D2)上。
在信息記錄面101上所反射出的紅色光束反向追尋原先的光路(回復(fù)通路)，并且基本上全透過分光鏡4，在分光鏡16上進(jìn)行全反射，通過檢測綜合衍射元件31進(jìn)行衍射，進(jìn)而通過檢測透鏡32使焦點(diǎn)距離延長，射入光檢測器33。通過對(duì)來自光檢測器33的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，獲得焦點(diǎn)控制和工作控制中使用的伺服信號(hào)和信息信號(hào)。
如上所述，為了從共用的光檢測器33得到第1光盤9和第2光盤10的伺服信號(hào)，藍(lán)色激光光源1和紅色激光光源20的配置可做到它們的發(fā)光點(diǎn)對(duì)物鏡14側(cè)的共用位置都處于成象關(guān)系。據(jù)此，可以減少光檢測器的數(shù)目及配線數(shù)量。
分光鏡16是偏振光分離膜，該偏振光分離膜對(duì)于波長λ2的紅色光束62，使一個(gè)方向的直線偏振光全透過，并使與其成直角方向的直線偏振光全反射。另外，分光鏡16使波長λ1的藍(lán)色光束61全透過。這樣，分光鏡16與分光鏡4一樣，也是既有偏振光特性又有波長選擇性的光路分支元件。
圖2是表示由圖1的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖2中，131是作為衍射型光學(xué)元件的綜合衍射元件。綜合衍射元件131不衍射波長λ1的藍(lán)色光束61而透過較多的光量，并且對(duì)于波長λ2的紅色光束62如下所述引起其衍射。還有，由于將在透過衍射元件時(shí)沒有受到衍射的光也稱為0次衍射光，所以下面將其記述為0次衍射光。
由于綜合衍射元件131以波長λ1的藍(lán)色光束61作為0次衍射光并使之透過，所以對(duì)藍(lán)色光束61不進(jìn)行波陣面變換。因此，物鏡141被設(shè)計(jì)成通過第1光盤9的厚度為t1的基材，將波長λ1的大致平行的藍(lán)色光束61聚光到信息記錄面91上。因?yàn)榫C合衍射元件131不對(duì)藍(lán)色光束61進(jìn)行波陣面變換，所以從第1光盤9的記錄·重放的觀點(diǎn)來看，沒有必要提高綜合衍射元件131和物鏡141相對(duì)位置的精確度。波長λ1的藍(lán)色光束61用來對(duì)波長最短并且記錄密度最高的第1光盤進(jìn)行記錄重放，對(duì)于波長λ1的藍(lán)色光束61可以加大物鏡141和綜合衍射元件131的容許位置誤差，并且如下所述，可以在通過波長更長的光束對(duì)記錄密度更低的光盤進(jìn)行記錄重放的場合下，考慮綜合衍射元件131和物鏡141的相對(duì)位置。因而，可以加大相對(duì)位置的容許誤差限度，并可以構(gòu)成在生產(chǎn)性方面優(yōu)良的光學(xué)頭裝置。
下面，詳細(xì)說明在采用紅色光束62對(duì)光盤10進(jìn)行記錄、重放時(shí)的綜合衍射元件131的作用。綜合衍射元件131以波長λ1的藍(lán)色光束61作為0次光并使之透過，使波長λ2的紅色光束62進(jìn)行衍射。然后，物鏡141通過第2光盤10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光盤10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度成為0.6mm，因而比起對(duì)基材厚度為0.1mm的第1光盤9進(jìn)行記錄、重放時(shí)的焦點(diǎn)位置，更有必要將焦點(diǎn)位置離開物鏡141更遠(yuǎn)。如圖2所示，通過波陣面變換而將紅色光束62變?yōu)榘l(fā)散光，以此來實(shí)現(xiàn)該焦點(diǎn)位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ2的紅色光束62通過綜合衍射元件131受到波陣面的變換。因而，如果在綜合衍射元件131和物鏡141的相對(duì)位置上出現(xiàn)誤差，依照設(shè)計(jì)的波陣面就不會(huì)射入物鏡141，而在射入到第2光盤10的波陣面上產(chǎn)生象差使聚光特性惡化。因此，最好是通過支撐體34將綜合衍射元件131和物鏡141整體固定，或者通過在物鏡141的表面上直接形成綜合衍射元件131，在進(jìn)行焦點(diǎn)控制和跟蹤控制時(shí)采用共用的驅(qū)動(dòng)手段15(圖1)實(shí)行整體驅(qū)動(dòng)。
圖3A是表示圖2的綜合衍射元件131結(jié)構(gòu)的平面圖，圖3B是表示綜合衍射元件131結(jié)構(gòu)的與圖2相同的剖面圖。綜合衍射元件131所具有的構(gòu)造是在內(nèi)外圓周界線131A的內(nèi)側(cè)(內(nèi)圓周部分131C)和外側(cè)(內(nèi)外圓周界線131A和有效范圍131D之間的外圓周部分131B)上有所不同。內(nèi)圓周部分131C是包括綜合衍射元件131和光軸的交叉點(diǎn)也就是中心的區(qū)域。該區(qū)域在采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄、重放時(shí)以及在采用藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄、重放時(shí)都可以使用。
因而，在內(nèi)圓周部分131C上可形成同心圓狀的衍射光柵。對(duì)于外圓周部分131B，由于有必要使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤進(jìn)行記錄、重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄、重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍(lán)色光束61及紅色光束62對(duì)各自相應(yīng)的第1光盤9和和第2光盤10進(jìn)行聚光的內(nèi)圓周部分131C的周圍，設(shè)置外圓周部分131B，該外圓周部分只將藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行聚光，并使紅色光束62對(duì)第2光盤10具有象差。
在本實(shí)施方式中，不在外圓周部分131B上形成綜合衍射元件。以下述方式設(shè)計(jì)物鏡141透過外圓周部分131B的藍(lán)色光束61在透過約0.1mm的基材之后對(duì)第1光盤9進(jìn)行聚光，由此不會(huì)使穿過外圓周部分131B的紅色光束62對(duì)第2光盤10縮小，而可以實(shí)現(xiàn)NAb＞NAr的條件。
圖4A及圖4B分別是表示在圖3A所示的綜合衍射元件131的內(nèi)圓周部分131C上形成的光柵的一個(gè)周期(p1)間的物理性階差的剖面圖，以及表示與圖4A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。在此，本實(shí)施方式的綜合衍射元件131是具有透鏡作用的透鏡，并且光柵間隔在局部有所變化。再者，光柵間隔只不過是以綜合衍射元件131上的任意點(diǎn)為代表所取出的。以下，在其他的實(shí)施方式中也是一樣的。在圖4A及圖4B中，下側(cè)表示綜合衍射元件基材側(cè)(折射率高的一側(cè))，上側(cè)表示空氣側(cè)(折射率低的一側(cè))。以下，在類似的附圖中使用相同的定義。
在圖4A中，縱向表示階差。如此，在本申請(qǐng)書中將組合有矩形形狀的這種形狀稱為階梯形狀。nb是對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，則nb＝1.5302。在此，只是作為一個(gè)示例列舉出BK7。也可以采用其他的玻璃材料，還有聚碳酸酯和聚環(huán)烯烴(polycycloolefin)的樹脂材料。這在下面的實(shí)施方式中也是一樣的。
假設(shè)階差的一個(gè)單位對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約1波長，也就是說相位差成為約2π的量。單位階差d1成為d1＝λ1/(nb-1)＝0.764μm。
如果使光柵的階差成為單位階差d1的整數(shù)倍，并變?yōu)殡A梯狀的剖面形狀，因該形狀而產(chǎn)生的對(duì)藍(lán)色光束61的相位調(diào)制量就成為2π的整數(shù)倍，這在實(shí)際上沒有相位調(diào)制。
另一方面，如果將對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率設(shè)為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，并且因單位階差d1而在紅色光束62中產(chǎn)生的光程長度差成為d1×(nr-1)/λ2＝0.595，也就是波長λ2的約0.6倍。
因此，如圖4A所示，如果從右使階差成為d1的0倍、2倍、1倍、3倍順序的階梯形狀，首先就會(huì)象上面所說明的一樣，對(duì)于藍(lán)色光束61在原理上不會(huì)引起相位調(diào)制而不引起衍射，也就是說使0次衍射光成為最強(qiáng)。而且，對(duì)于紅色光束62使光程長度差變化為波長λ2的0倍、1.2倍、0.6倍、1.8倍順序的階梯形狀，但是其中整數(shù)倍也一樣沒有相位調(diào)制，因此實(shí)際上會(huì)變化為波長λ2的0倍、0.2倍、0.6倍、0.8倍順序的階梯形狀，成為圖4B所示的那樣。對(duì)于這種階梯形狀的變化，進(jìn)一步使一個(gè)周期中各個(gè)階梯的幅度起變化并計(jì)算出衍射效率，這樣如圖4A所示，可知在將階梯幅度之比設(shè)為約2∶3∶3∶2時(shí)，紅色光束62的+1次衍射光的衍射效率成為最高，根據(jù)標(biāo)量計(jì)算得出約75％。
還有，最好是此處所述的階梯幅度之比是在周圍的光柵間隔為一定時(shí)原狀態(tài)下的物理長度之比，而在周圍的光柵間隔產(chǎn)生急劇變化時(shí)與其變化一致使之也產(chǎn)生變化。在此后所述的實(shí)施方式中這一點(diǎn)也是相同的。這樣的階梯狀構(gòu)造在作為以往示例2所舉出的特開平10-334504號(hào)公報(bào)和ISOM2001會(huì)議We-C-05(預(yù)備稿30頁)中也已做出說明，這種階梯狀態(tài)構(gòu)造對(duì)于藍(lán)色光束61不會(huì)引起相位調(diào)制，而對(duì)于紅色光束62使之進(jìn)行衍射，但是沒有表示出，象本實(shí)施方式那樣作為使階差成單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍順序的階梯形狀，以及將階梯幅度之比設(shè)為約2∶3∶3∶2。
根據(jù)本實(shí)施示例的構(gòu)成，首先，將階差設(shè)至單位階差d1的3倍為止，例如，階差作為4級(jí)的階梯形狀成為最小，從而將因制作誤差和階梯的立面(按附圖的上下方向豎立的面)而引起的光量損失限制為最小限度，與此同時(shí)通過找出最佳的階梯幅度之比，可以使紅色光束62的+1次衍射的光量增多，并且特別有利于確保記錄光量，但是采用以往示例不能獲得這種效果。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，在下面表示出附加的有效結(jié)構(gòu)示例。下面的說明在所有的實(shí)施方式中都是有效的。但是，本實(shí)施方式的重要之處在于為了實(shí)現(xiàn)第1光盤9和第2光盤10的互換重放·記錄所用的綜合衍射元件13(本實(shí)施方式中為131)和與之組合使用的物鏡14(本實(shí)施方式中為141)，除此之外將要說明的結(jié)構(gòu)包括下述結(jié)構(gòu)，并且在已經(jīng)說明的結(jié)構(gòu)中分光鏡16和檢測透鏡32、檢測綜合衍射元件31也不是必須的要件，作為理想的結(jié)構(gòu)雖然具有各自的效果，但其他的結(jié)構(gòu)也是可以適當(dāng)使用的。
在圖1中，由于在從藍(lán)色激光光源1到分光鏡4之間進(jìn)一步配置3個(gè)射束光柵(衍射元件)3，因而也可以通過眾所周知的差動(dòng)推挽(DPP)法檢測出第1光盤9的跟蹤誤差信號(hào)。
另外，在將與光軸垂直的2個(gè)方向定義為x方向和y方向的場合下，例如通過進(jìn)一步在從藍(lán)色激光光源1到分光鏡4之間配置只使x方向擴(kuò)大的這種射束整形元件2，可以使藍(lán)色光束61的遠(yuǎn)視野圖像接近以光軸為中心與點(diǎn)對(duì)稱體系相近的強(qiáng)度分布，并可以謀求光利用效率的提高。射束整形元件2可以通過采用雙面的圓柱形透鏡等來構(gòu)成。
由于在從紅色激光光源20到分光鏡16之間進(jìn)一步配置3個(gè)射束光柵(衍射元件)22，因而也可以通過眾所周知的差動(dòng)推挽(DPP)法檢測出第2光盤10的跟蹤誤差信號(hào)。
另外，由于將準(zhǔn)直校正透鏡8移向光軸方向(圖1的左右方向)，因而使光束的平行性產(chǎn)生變化也是有效的。如果出現(xiàn)基材厚度的誤差和在第1光盤9是2層盤的場合下因?qū)娱g厚度而引起的基材厚度的不同，就會(huì)產(chǎn)生球面象差，這樣可以通過將準(zhǔn)直校正透鏡8移向光軸方向，對(duì)其球面象差進(jìn)行校正。如此，因移動(dòng)準(zhǔn)直校正透鏡8而做出的球面象差校正，在對(duì)第1光盤9的聚光的數(shù)值孔徑NA是0.85的場合下，可以是數(shù)值100mλ左右，并且也可以對(duì)±30μm的基材厚度進(jìn)行校正。
但是，在采用與基材厚度0.1mm相應(yīng)的物鏡14對(duì)DVD進(jìn)行記錄·重放時(shí)，有必要將基材厚度的差補(bǔ)償?shù)?.5mm以上。在這種情況下，只采用準(zhǔn)直校正透鏡8的移動(dòng)，球面象差的校正能力是不充分的，需要綜合衍射元件13(作為一個(gè)示例是131)做出的波陣面變換。但是，在采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放的場合下，也可以通過預(yù)先將準(zhǔn)直校正透鏡8移動(dòng)到圖1的左側(cè)，也就是接近紅色激光光源20的一側(cè)，使朝向物鏡14的紅色光束62變?yōu)榘l(fā)散光，并且使對(duì)第2光盤10的聚光點(diǎn)進(jìn)一步離開物鏡14，與此同時(shí)對(duì)因基材厚度而引起的象差的一部分進(jìn)行校正，減少在綜合衍射元件13中所需的象差校正量，并擴(kuò)大綜合衍射元件間隔，容易地制作出綜合衍射元件13。
還有，由于使分光鏡4的結(jié)構(gòu)成為可透過從藍(lán)色激光光源1射出的直線偏振光的光的一部分(例如，10％左右)，通過聚光透鏡6進(jìn)一步將所透過的光束引向光檢測器7，因而也可以采用從光檢測器7得到的信號(hào)，監(jiān)視藍(lán)色激光光源1的發(fā)光光量變化，進(jìn)而反饋其光量變化以進(jìn)行控制，該控制用來將藍(lán)色激光光源1的發(fā)光光量保持在一定程度。
再者，由于使分光鏡4的結(jié)構(gòu)成為可反射從紅色激光光源20射出的直線偏振光的光的一部分(例如，10％左右)，通過聚光透鏡6進(jìn)一步將所反射的光束引向光檢測器7，因而也可以采用從光檢測器7得到的信號(hào)，監(jiān)視紅色激光光源20的發(fā)光光量變化，進(jìn)而反饋其光量變化以進(jìn)行控制，該控制用來將紅色激光光20的發(fā)光光量保持在一定程度。
另外，如圖2所示，為了使數(shù)值孔徑(NA)達(dá)到所希望的值(約0.85)而設(shè)置孔徑限制手段341，這是非常有效的，上述數(shù)值孔徑(NA)是將藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行聚光時(shí)的數(shù)值孔徑。特別是，在采用支撐體34將物鏡141和綜合衍射元件131固定為整體并通過驅(qū)動(dòng)手段15(圖1)對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)的場合下，如果使支撐體34的形狀例如成為圖2的那種形狀，同時(shí)將孔徑限制手段341一體形成，就可以減少部件數(shù)目。
另外，在圖2中由于切下一部分(形成缺口部1411)，該部分是作為物鏡14(作為一個(gè)示例是141)的接近第2光盤10的一側(cè)并且遠(yuǎn)離光軸的不通過藍(lán)色光束61的部分，或者，形成為從開始就沒有部件的狀態(tài)，所以在對(duì)放入光盤盒內(nèi)的光盤進(jìn)行記錄或重放時(shí)，也可以防止向光盤盒的物鏡14的接觸。
(實(shí)施方式2)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式2予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1有所不同。
圖5是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖5中，132是綜合衍射元件。綜合衍射元件132使波長λ1的藍(lán)色光束61進(jìn)行衍射，起到凸透鏡作用，對(duì)于波長λ2的紅色光束62如下所述，使之進(jìn)行衍射，起到凹透鏡作用。在此，將受到凸透鏡作用的最低次衍射定義為+1次衍射。于是，紅色光束62通過與+1次衍射光共軛的也就是綜合衍射元件132上的各點(diǎn)中衍射方向相反的-1次衍射，受到凹透鏡作用。
物鏡142被設(shè)計(jì)成，在波長λ1的藍(lán)色光束61通過綜合衍射元件132進(jìn)行衍射，受到凸透鏡作用之后，進(jìn)一步使藍(lán)色光束61進(jìn)行聚束并通過第1光盤9的厚度約為0.1mm的基材，將其聚光到信息記錄面91上。
下面，詳細(xì)說明在采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的綜合衍射元件132的作用。綜合衍射元件132對(duì)波長λ2的紅色光束62進(jìn)行-1次衍射，起到凹透鏡作用。然后，物鏡142通過第2光盤10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光盤10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度變厚為0.6mm，需要使焦點(diǎn)位置與對(duì)基材厚度為0.1mm的第1光盤9進(jìn)行記錄重放時(shí)的焦點(diǎn)位置相比，離物鏡142更遠(yuǎn)。如圖5所示，通過波陣面變換，而將藍(lán)色光束61變?yōu)榫凼獠⒓t色光束62變?yōu)榘l(fā)散光，據(jù)此實(shí)現(xiàn)該焦點(diǎn)位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ1的藍(lán)色光束61和波長λ2紅色光束62都通過綜合衍射元件132而接受波陣面變換。因而，如果綜合衍射元件132和物鏡142的相對(duì)位置出現(xiàn)誤差，依照設(shè)計(jì)的波陣面就不會(huì)射入物鏡142，而在射入到第1光盤9和第2光盤10的波陣面上產(chǎn)生象差，使聚光特性惡化。因此，最好是將綜合衍射元件132和物鏡142整體固定，在進(jìn)行焦點(diǎn)控制和跟蹤控制時(shí)，通過共用的驅(qū)動(dòng)手段15(圖1)實(shí)行整體驅(qū)動(dòng)。
圖6A是表示綜合衍射元件132結(jié)構(gòu)的平面圖，圖6B是表示綜合衍射元件132結(jié)構(gòu)的與圖5相同的剖面圖。綜合衍射元件132所具有的構(gòu)造在內(nèi)外圓周界線132A的內(nèi)側(cè)(內(nèi)圓周部分132C)和外側(cè)(內(nèi)外圓周界線132A和有效范圍132D之間的外圓周部分132B)上有所不同。內(nèi)圓周部分132C是包括綜合衍射元件132和光軸的交叉點(diǎn)也就是中心的區(qū)域。該區(qū)域在采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)以及在采用藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)都可以使用。因此，內(nèi)圓周部分132C的衍射光柵和從此處進(jìn)行衍射的紅色光束62所通過的物鏡142部分，可以設(shè)計(jì)成使藍(lán)色光束61的+1次衍射光聚光到第1光盤9上，并且使紅色光束62的-1次衍射光聚光到第2光盤10上。
對(duì)于外圓周部分132B，由于有必要使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍(lán)色光束61及紅色光束62對(duì)各自相應(yīng)的第1光盤9和和第2光盤10進(jìn)行聚光的內(nèi)圓周部分的周圍，設(shè)置外圓周部分132B及與此相應(yīng)的物鏡142的外圓周部分，以便做到只將藍(lán)色光束61的+1次衍射光對(duì)第1光盤9進(jìn)行聚光，使紅色光束62的-1次衍射光對(duì)第2光盤10具有象差。也就是說，雖然沒有圖示，但最好是物鏡142也與綜合衍射元件132一樣，因內(nèi)外圓周的不同而做出不同的設(shè)計(jì)。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)最佳的NA也就是NAb＞NAr的條件。
圖7A、圖7B及圖7C分別是表示在綜合衍射元件132上形成的光柵的一個(gè)周期(p2)間的物理性階差的剖面圖、表示與圖7A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量的附圖以及表示與圖7A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。
在圖7A中，縱向表示階差。nb是對(duì)藍(lán)色光束61的全息(hologram)材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，則nb＝1.5302。假設(shè)階差的一個(gè)單位對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約1.25波長，也就是說相位差成為約2π+π/2的量，單位階差d2就成為d2＝1.25×λ1/(nb-1)＝0.955μm。
如果使光柵的階差成為單位階差d2的整數(shù)倍并成為在4級(jí)上階梯幅度之比為1∶1∶1∶1的階梯狀的剖面形狀，因該形狀而產(chǎn)生的對(duì)藍(lán)色光束61的相位調(diào)制量就成為2π+π/2的整數(shù)倍，這在實(shí)際上相位調(diào)制量每一階梯是π/2。
另一方面，假設(shè)對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率為nr，在全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由于單位階差d2而在紅色光束62中產(chǎn)生的光程長度差成為d2×(nr-1)/λ2＝0.744，也就是說成為波長λ2的約3/4倍，并且相位調(diào)制量每一階梯為約-π/2。
因此，如圖7A所示，如果使光柵的階差成為單位階差d2的整數(shù)倍并成為4級(jí)的階梯狀的剖面形狀，對(duì)于藍(lán)色光束61使階差疊加，如圖7B所示，則相位調(diào)制量每一階梯分別變化π/2，也就是說光程長度差分別變化λ1的+0.25倍。如果像圖7A那樣制出階差的物理形狀，就會(huì)計(jì)算(標(biāo)量計(jì)算)出藍(lán)色光束61受到凸透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約80％，并且在衍射次數(shù)中會(huì)變得最強(qiáng)。
而且，對(duì)于紅色光束62若使階差疊加，如圖7C所示，則相位調(diào)制量每一階梯分別變化-π/2，也就是說光程長度差分別變化λ2的-0.25倍。如果像圖7A那樣制作階差的物理形狀，就會(huì)計(jì)算(標(biāo)量計(jì)算)出紅色光束62受到凹透鏡作用的-1次衍射光的衍射效率約為80％，并且在衍射次數(shù)中會(huì)變得最強(qiáng)。
對(duì)于本實(shí)施方式中所說明的采用綜合衍射元件結(jié)構(gòu)并利用各自具有50％以上衍射效率的+1次衍射光和-1次衍射光的不同種類光盤的互換記錄·重放，在上面所舉出的任一個(gè)以往示例中都沒有進(jìn)行說明，上述綜合衍射元件結(jié)構(gòu)具有每一階梯產(chǎn)生波長的1.25倍的光程長度差的這種階梯狀剖面形狀。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)上述的新結(jié)構(gòu)，藍(lán)色光束61和紅色光束62其衍射次數(shù)分別成為+1次衍射光和-1次衍射光，并且其次數(shù)差為2。因此，為了使相同的象差校正效果和焦點(diǎn)位置的移動(dòng)效果得到施展，而可以將必要的綜合衍射元件的最小間隔比實(shí)施方式1的該間隔進(jìn)一步擴(kuò)大，可以容易地制作綜合衍射元件，另外還可以輕易地獲得與計(jì)算一樣的衍射光量。
另外，對(duì)于藍(lán)色光束61，綜合衍射元件132具有凸透鏡作用。由于色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡142進(jìn)行組合時(shí)，具有可以抵消并減少對(duì)數(shù)值nm以內(nèi)的波長變化的色象差尤其是焦點(diǎn)距離的波長相關(guān)性這樣的優(yōu)點(diǎn)。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，也可以組合實(shí)施方式1中所附加記述的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式3)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式3予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1、2有所不同。
圖8A及圖8B分別是表示圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的平面圖及剖面圖。在圖8A及圖8B中，133是綜合衍射元件。綜合衍射元件133的內(nèi)圓周部分133C與實(shí)施方式2中所列舉及說明的綜合衍射元件132的內(nèi)圓周部分1 32C相同。另外，外圓周部分133B的光柵間隔也與實(shí)施方式2中所列舉及說明的綜合衍射元件132的外圓周部分132B相同，但是如圖8B所示，在外圓周部分133B上所形成的光柵的剖面形狀有所不同。
圖9A、圖9B及圖9C分別是表示在綜合衍射元件133的外圓周部分133B上形成的光柵的一個(gè)周期(p3)間的物理性階差的剖面圖、表示與圖9A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量的附圖以及表示與圖9A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。
在圖9A中，縱向表示階差。nb是對(duì)藍(lán)色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，則nb＝1.5302。
假設(shè)階差的一個(gè)單位對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約0.25波長，也就是說相位差成為約π/2的量，單位階差d3就成為d3＝0.25×λ1/(nb-1)＝0.191μm。
另一方面，如果將對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率設(shè)為nr，在全息材料是BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由于單位階差d3而在紅色光束62中產(chǎn)生的光程長度差成為d3×(nr-1)/λ2＝0.149，也就是波長λ2的約0.15倍，并且相位調(diào)制量每一階梯為約0.3π。
因此，如圖9A所示，如果使光柵的階差成為單位階差d3的整數(shù)倍并成為在4級(jí)上各階梯幅度之比大致為1∶1∶1∶1的階梯狀的剖面形狀，對(duì)于藍(lán)色光束61使階差疊加，如圖9B所示，則相位調(diào)制量每一階梯分別變化π/2，也就是說光程長度差分別變化λ1的+0.25倍。如果像圖9A那樣制作階差的物理性形狀，就會(huì)計(jì)算(標(biāo)量計(jì)算)出藍(lán)色光束61受到凸透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約80％，并且在衍射次數(shù)中會(huì)變得最強(qiáng)。
而且，對(duì)于紅色光束62，如果使階差繼續(xù)疊加，就會(huì)如圖9C所示，相位調(diào)制量每一階梯分別變化-0.3π，也就是說光程長度差分別變化λ2的0.15倍。如果像圖9A那樣制作階差的物理形狀，就會(huì)計(jì)算(標(biāo)量計(jì)算)出紅色光束62受到凹透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約50％，并且在衍射次數(shù)中會(huì)變得最強(qiáng)，但這是與藍(lán)色光束61相同的次數(shù)，因而紅色光束62使得相對(duì)于第2光盤10象差較大，不能進(jìn)行聚光。另外，紅色光束62非常微弱，受到凹透鏡作用的-1次衍射光的衍射效率為10％以下。因而，通過減小紅色光束62的對(duì)第2光盤10的數(shù)值孔徑，可以容易地實(shí)現(xiàn)這樣的條件，該條件是使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)。
對(duì)于本實(shí)施方式中所說明的綜合衍射元件結(jié)構(gòu)和內(nèi)圓周部分133C利用共軛光的不同種類光盤的互換記錄及重放，在上面所舉出的任一個(gè)以往示例中都沒有進(jìn)行說明，上述綜合衍射元件結(jié)構(gòu)只在綜合衍射元件133的外圓周部分133B上具有每一階梯產(chǎn)生波長的0.25倍的光程長度差的階梯狀剖面形狀。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)上述的新結(jié)構(gòu)，加上實(shí)施方式2中所列舉出的優(yōu)點(diǎn)，由于可以降低使綜合衍射元件133的光柵間隔變得比較狹小的外圓周部分133B的光柵高度，所以能夠容易地制作綜合衍射元件，并且減小紅色光束62的對(duì)第2光盤10的數(shù)值孔徑，因而具有這種優(yōu)點(diǎn)，這種優(yōu)點(diǎn)是可以容易地實(shí)現(xiàn)使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)這樣的條件。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，也可以組合實(shí)施方式1中所附加記述的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式4)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式4予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1～3有所不同。
圖10是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖10中，134是綜合衍射元件。綜合衍射元件134對(duì)波長λ1的藍(lán)色光束61進(jìn)行衍射，起到凸透鏡的作用，并且對(duì)于波長λ2的紅色光束62如下所述，進(jìn)行衍射并受到比對(duì)藍(lán)色光束61的作用更弱的凸透鏡作用。在此，將受到凸透鏡作用的最低次衍射定義為+1次衍射。在本實(shí)施方式中，綜合衍射元件134被設(shè)計(jì)成，對(duì)于藍(lán)色光束61使+2次衍射為最強(qiáng)。這樣一來，對(duì)紅色光束62就使+1次衍射為最強(qiáng)。結(jié)果是，雖然紅色光束62方面比藍(lán)色光束61波長更長，但是綜合衍射元件134上各點(diǎn)的衍射角度會(huì)變小。也就是說，綜合衍射元件134使對(duì)波長λ1的藍(lán)色光束61進(jìn)行衍射時(shí)的凸透鏡作用變得比對(duì)波長λ2的紅色光束62所受到的凸透鏡作用更強(qiáng)。換言之，紅色光束62雖然通過綜合衍射元件134受到凸透鏡作用，但是如果以藍(lán)色光束61所受到的作用為基準(zhǔn)，相對(duì)來說因衍射的不同而受到凹透鏡作用。
物鏡144被設(shè)計(jì)成，在波長λ1的藍(lán)色光束61通過綜合衍射元件134進(jìn)行+2次衍射并受到凸透鏡的作用之后，進(jìn)一步使藍(lán)色光束61聚束并通過第1光盤9的厚度約為0.1mm的基材將其聚光到信息記錄面91上。
下面，有關(guān)采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的綜合衍射元件134的作用，予以詳細(xì)說明。綜合衍射元件134對(duì)波長λ2的紅色光束62進(jìn)行+1次衍射，受到凸透鏡的作用。然后，物鏡144通過第2光盤10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光盤10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度變厚為0.6mm，并且比起對(duì)基材厚度為0.1mm的第1光盤9進(jìn)行記錄重放時(shí)的焦點(diǎn)位置，更有必要使焦點(diǎn)位置從物鏡144移開。如圖10所示，通過波陣面變換而將藍(lán)色光束61變?yōu)榫凼?，并使紅色光束62的聚束度變得比藍(lán)色光束61的聚束度更慢，據(jù)此來實(shí)現(xiàn)該焦點(diǎn)位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ1的藍(lán)色光束61和波長λ2的紅色光束62都通過綜合衍射元件134受到波陣面變換。因而，如果在綜合衍射元件142和物鏡144的相對(duì)位置上出現(xiàn)誤差，依照設(shè)計(jì)的波陣面就不會(huì)射入物鏡144，而在射入第1光盤9和第2光盤10的波陣面上產(chǎn)生象差使聚光特性惡化。因此，最好是將綜合衍射元件134和物鏡144整體固定，在進(jìn)行焦點(diǎn)控制和跟蹤控制時(shí)通過共用的驅(qū)動(dòng)手段15(圖1)實(shí)行整體驅(qū)動(dòng)。
圖11A是表示綜合衍射元件134結(jié)構(gòu)的平面圖，圖11B是表示綜合衍射元件134結(jié)構(gòu)的與圖10相同的剖面圖。綜合衍射元件134所具有的構(gòu)造在內(nèi)外圓周界線134A的內(nèi)側(cè)(內(nèi)圓周部分134C)和外側(cè)(內(nèi)外圓周界線134A和有效范圍134D之間的外圓周部分134B)上有所不同。內(nèi)圓周部分134C是包括綜合衍射元件132和光軸的交叉點(diǎn)也就是中心的區(qū)域。該區(qū)域在采用紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)以及在采用藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)都可以使用。因此，內(nèi)圓周部分134C的衍射光柵和從此處衍射的紅色光束62所通過的物鏡144部分被設(shè)計(jì)成藍(lán)色光束61的+2次衍射光聚光到第1光盤9上，使紅色光束62的+1次衍射光聚光到第2光盤10上。
對(duì)于外圓周部分134B，由于有必要使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄·重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍(lán)色光束61及紅色光束62對(duì)各自相應(yīng)的第1光盤9和和第2光盤10進(jìn)行聚光的內(nèi)圓周部分的周圍設(shè)置外圓周部分132B及與此相應(yīng)的物鏡144的外圓周部分，以便做到只將藍(lán)色光束61的+2次衍射光對(duì)第1光盤9進(jìn)行聚光，使紅色光束62的+1次衍射光對(duì)第2光盤10具有象差。也就是說，雖然沒有圖示，但最好是物鏡144也與綜合衍射元件134一樣，因內(nèi)外圓周的不同而做出不同的設(shè)計(jì)。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)最佳的NA也就是NAb＞NAr的條件。
圖12A、圖12B及圖12C分別是表示在綜合衍射元件134上形成的光柵的一個(gè)周期(p4)間的物理形狀的剖面圖、表示與圖12A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量的附圖以及表示與圖12A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。
在圖12A中，光柵的一個(gè)周期(p4)間的物理剖面形狀具有鋸齒狀的剖面形狀。在此，為了表示鋸齒狀的剖面形狀上的斜面方向，而將圖12A的剖面形狀表現(xiàn)為基材在左側(cè)有斜面的剖面形狀。按照這種說法，將圖11B所示的綜合衍射元件134的剖面形狀表現(xiàn)為基材在外圓周一側(cè)有斜面的鋸齒狀的剖面形狀(或者，只是鋸齒形狀)。
在圖12A中，縱向表示具有鋸齒狀的剖面形狀的光柵的深度。nb是對(duì)藍(lán)色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，就是nb＝1.5302。
假設(shè)鋸齒狀光柵的深度h1對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約2波長，也就是說相位差為約4π的量，就成為h1＝2×λ1/(nb-1)＝1.53μm。
因該形狀而產(chǎn)生的對(duì)藍(lán)色光束61的相位調(diào)制量在光柵一個(gè)周期之中變化4π(＝2×2π)，因此對(duì)藍(lán)色光束61使+2次衍射光的強(qiáng)度成為最大，并且標(biāo)量計(jì)算上為100％的衍射效率。
另一方面，如果將對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率設(shè)為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由于深度h1而在紅色光束62中產(chǎn)生的光程長度差成為h1×(nr-1)/λ2＝1.19，也就是說成為波長λ2的約1.2倍，并且相位調(diào)制量成為約2.4π。因此，對(duì)紅色光束62使+1次衍射光的強(qiáng)度成為最強(qiáng)，并且標(biāo)量計(jì)算上的衍射效率為約80％。
如圖12A所示，如果將光柵一個(gè)周期的形狀變?yōu)樯疃萮1的鋸齒狀剖面形狀，對(duì)藍(lán)色光束61就如上面所說明的，+2次衍射為最強(qiáng)，因而確定衍射角度的光柵周期實(shí)際是p4/2，并且相位變化成為圖12B那樣。而且，對(duì)紅色光束62，+1次衍射為最強(qiáng)，因而確定衍射角度的光柵周期實(shí)際是p4。
對(duì)于本實(shí)施方式中所說明的利用綜合衍射元件并通過紅色光束62的+1次衍射光對(duì)不同種類的光盤進(jìn)行記錄·重放的概念，在上面所舉出的任一個(gè)以往示例中也沒有進(jìn)行說明，上述綜合衍射元件具有對(duì)藍(lán)色光束61使波長λ1的2倍光程長度差產(chǎn)生并且引起+1次衍射的深度的鋸齒狀剖面形狀。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)上述的新結(jié)構(gòu)，綜合衍射元件134對(duì)藍(lán)色光束61和紅色光束62的任一個(gè)都具有凸透鏡作用。由于色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡144進(jìn)行組合的場合下，具有可以抵消并減少對(duì)數(shù)值nm以內(nèi)的波長變化的色象差尤其是焦點(diǎn)距離的波長相關(guān)性這樣的優(yōu)點(diǎn)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，只通過綜合衍射元件134就能夠獲得一并解決3個(gè)課題的顯著效果，這3個(gè)課題是不同種類光盤的互換和色象差校正、焦點(diǎn)位置校正。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，也可以組合實(shí)施方式1中所附加記述的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式5)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式5予以說明。本實(shí)施方式只對(duì)實(shí)施方式4的綜合衍射元件134在內(nèi)圓周部分134C上形成的光柵剖面形狀進(jìn)行了變更。
圖13A、圖13B及圖13C分別是表示本實(shí)施方式的在綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分134C上形成的光柵的一個(gè)周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖、表示與圖13A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量的附圖以及表示與圖13A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。
在圖13A中，縱向表示鋸齒狀光柵的深度。在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式4有所不同，深度是以紅色光束62為基準(zhǔn)來決定的。nr是對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，則nr＝1.5142。
假設(shè)鋸齒狀光柵的深度h2如對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約1波長，也就是說相位差為約2π的量，就成為h2＝λ2/(nr-1)＝1.28μm。
另一方面，如果將對(duì)藍(lán)紅色光束61的全息材料的折射率設(shè)為nb，全息材料為BK7的場合下就是nb＝1.5302，因此由于鋸齒狀光柵的深度h2而在藍(lán)色光束61中產(chǎn)生的光程長度差成為h2×(nb-1)/λ1＝1.68，也就是說成為波長λ1的約1.7倍，并且相位調(diào)制量成為約3.35π。因此，對(duì)藍(lán)色光束61使+2次衍射光的強(qiáng)度成為最大，并且標(biāo)量計(jì)算上成為約80％的衍射效率。
如圖13A所示，如果使光柵一個(gè)周期的形狀成為深度h2的鋸齒狀剖面形狀，對(duì)藍(lán)色光束61就如上面所說明的，+2次衍射為最強(qiáng)，因而確定衍射角度的光柵周期實(shí)際是p4/2，并且相位變化成為圖13B那樣。由于圖13A所示的每個(gè)形狀周期p4的相位調(diào)制量是約3.35π，所以如圖13B所示如果考慮到實(shí)際的每一周期p4/2的光程長度差，就為波長λ1的0.83倍，并且相位調(diào)制量為約1.7π。而且，對(duì)紅色光束62使+1次衍射光的強(qiáng)度為最大，標(biāo)量計(jì)算上衍射效率為100％，并可以提高光的利用效率。
另外，雖然藍(lán)色光束61的+2次衍射光的衍射效率下降到80％左右，但是與中心部分下降相對(duì)應(yīng)會(huì)使外圓周部分的光量上升。半導(dǎo)體激光光源的遠(yuǎn)視野圖像在外圓周部分附近強(qiáng)度較低并且只能使用其中一部分，這樣如果使內(nèi)圓周部分的光量下降，則可以使用遠(yuǎn)視野圖像的更寬的范圍，因而可以提高光的利用效率。這可以通過縮短準(zhǔn)直校正透鏡8的焦點(diǎn)距離來實(shí)現(xiàn)，據(jù)此，可以對(duì)內(nèi)圓周部分光量下降的量進(jìn)行彌補(bǔ)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式如采用圖13A所說明的，通過將綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分作為深度h2的鋸齒狀光柵，可以使紅色光束62的衍射光強(qiáng)度變?yōu)樽畲?，并且在這時(shí)不會(huì)降低對(duì)藍(lán)色光束61的聚光點(diǎn)的光的利用效率。
在本實(shí)施方式中，綜合衍射元件134對(duì)藍(lán)色光束61和紅色光束62的任一個(gè)也都具有凸透鏡作用。由于色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡144進(jìn)行組合的場合下，具有可以抵消并減少對(duì)數(shù)值nm以內(nèi)的波長變化的色象差尤其是焦點(diǎn)距離的波長相關(guān)性這樣的優(yōu)點(diǎn)。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，只通過綜合衍射元件1 34就能夠獲得一并解決3個(gè)課題的顯著效果，這3個(gè)課題是不同種類光盤的互換和色象差校正、焦點(diǎn)位置校正。
另外，NA高的透鏡制作的難易程度較高，但是由于綜合衍射元件134充當(dāng)因而凸透鏡作用，也具有可以緩解進(jìn)行組合的折射型物鏡144的制作難易程度這樣的優(yōu)點(diǎn)。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，也可以組合實(shí)施方式1中所附加記述的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式6)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式6予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1～5有所不同。
圖14是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的具體示例的剖面圖。圖15A是表示綜合衍射元件135結(jié)構(gòu)的平面圖，圖15B是表示綜合衍射元件135結(jié)構(gòu)的與圖14相同的剖面圖。
在圖14、圖15A及圖15B中，135是綜合衍射元件。在圖15A中，綜合衍射元件135的內(nèi)圓周部分135C所具有的構(gòu)造例如與實(shí)施方式4或5的綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分134C相同。在此，綜合衍射元件135的內(nèi)圓周部分135C也可以是實(shí)施方式1～5中所表示的任一個(gè)結(jié)構(gòu)，但是在制造與綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分134C相同的結(jié)構(gòu)方面，由于鋸齒形狀這種形狀的相似性而具有更為容易制作的優(yōu)點(diǎn)。
圖16A、圖16B及圖16C分別是表示本實(shí)施方式的在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上形成的光柵的一個(gè)周期(p7)間的物理性鋸齒形狀的剖面圖、表示與圖16A相應(yīng)的對(duì)藍(lán)色光束61(波長λ1)的相位調(diào)制量的附圖以及表示與圖16A相應(yīng)的對(duì)紅色光束62(波長λ2)的相位調(diào)制量的附圖。
在圖16A中，縱向表示鋸齒形狀的深度。nb是對(duì)藍(lán)色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設(shè)為BK7，就是nb＝1.5302。
假設(shè)鋸齒形狀的深度h3對(duì)藍(lán)色光束61光程長度差是約1波長(圖16B)，也就是說相位差為約2π的量，就成為h3＝λ1/(nb-1)＝0.764μm。
另一方面，如果將對(duì)紅色光束62的全息材料的折射率設(shè)為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由于深度h3而在紅色光束62中產(chǎn)生的光程長度差如圖16C所示，成為h3×(nr-1)/λ2＝0.593，也就是說成為波長λ2的約0.6倍，并且相位調(diào)制量是約1.2π。因此，對(duì)紅色光束62使+1次衍射光的強(qiáng)度成為最強(qiáng)，并且是約60％。
這樣，如圖16A所示，如果使光柵一個(gè)周期的形狀成為深度h3的鋸齒狀剖面形狀，對(duì)藍(lán)色光束61，+1次衍射就為最強(qiáng)(在實(shí)施方式4和5中在外圓周部分+2次衍射光也是最強(qiáng)的，但是本實(shí)施方式中在這一點(diǎn)上有所不同)，因而確定衍射角度的光柵周期實(shí)際是p7，相位變化成為圖16B那樣。而且，對(duì)紅色光束62，+1次衍射也是最強(qiáng)，確定衍射角度的光柵周期實(shí)際還是p7。
綜合衍射元件135的外圓周部分135B被設(shè)計(jì)成藍(lán)色光束61通過厚度約為0.1mm的基材進(jìn)行聚光。此時(shí)，紅色光束62也受到作為與藍(lán)色光束61相同的衍射次數(shù)的+1次衍射，并且紅色光束62的波長λ2比藍(lán)色光束的波長λ1更長，因而衍射角度會(huì)變大。
綜合衍射元件135的外圓周部分135B的發(fā)光方向的設(shè)計(jì)與內(nèi)圓周部分135C一樣，可具有凸透鏡作用。此時(shí)，比起藍(lán)色光束61，紅色光束62的衍射角度更大，因而紅色光束62在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上受到較強(qiáng)的凸透鏡作用。這與例如實(shí)施方式4或5的在綜合衍射元件134的內(nèi)圓周部分134C上使紅色光束62方面受到比藍(lán)色光束61更弱的凸透鏡作用，或者例如實(shí)施方式1的在綜合衍射元件131的內(nèi)圓周部分131C上受到凹透鏡作用完全不同。因此，通過外圓周部分135B進(jìn)行衍射的紅色光束62不會(huì)聚光到與透過內(nèi)圓周部分135C的紅色光束62相同的地點(diǎn)。
這樣一來，可以使通過藍(lán)色光束61對(duì)第1光盤9進(jìn)行記錄及重放時(shí)數(shù)值孔徑NAb比通過紅色光束62對(duì)第2光盤10進(jìn)行記錄及重放時(shí)的數(shù)值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)。
還有，作為光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，也可以組合實(shí)施方式1中所附加記述的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式7)下面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式7予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1～6有所不同。
本實(shí)施方式作為上面所說明的實(shí)施方式4和本實(shí)施方式5的中間方式，將綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分上鋸齒形狀的光柵深度h4設(shè)為h2＜h4＜h1。
圖17是表示本實(shí)施方式中在綜合衍射元件136的內(nèi)圓周部分136C上形成的鋸齒狀光柵的深度h4和衍射效率的關(guān)系的曲線圖。在圖17中，橫軸表示由鋸齒狀光柵的深度h4確定的藍(lán)色光束61的光程長度差為波長λ1的多少倍?？v軸表示是衍射效率的計(jì)算值。
使鋸齒狀光柵的深度h4成為h2＜h4＜h1意味著作為橫軸的(光程長度差/λ1)選擇比1.7大并且比2更小的范圍的值。特別是，將(光程長度差/λ1)選擇為1.88(約1.9)可使紅色光束62的+1次衍射光和藍(lán)色光束61的+2次衍射光的衍射效率大致相等。也就是說，鋸齒狀光柵的深度h4的選擇，可滿足h4×(nb-1)/λ1＝1.88。
這樣一來，在計(jì)算上對(duì)紅色光束62的+1次衍射光以及對(duì)藍(lán)色光束61的+2次衍射光都可以得到約95％的衍射效率，并且不管哪一個(gè)都能夠?qū)⒐饬繐p失抑制為較少。
滿足上述條件的h4是λ1為405nm，并且在將全息材料設(shè)為BK7的場合下，成為約1.44μm。
(實(shí)施方式8)下面對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式8予以說明。本實(shí)施方式的光學(xué)頭裝置的總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結(jié)構(gòu)大致相同。在本實(shí)施方式中，由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構(gòu)成的復(fù)合物鏡的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1～7有所不同。
圖18是表示本實(shí)施方式中物鏡的具體示例的剖面圖。在圖18中，本實(shí)施方式的折射型物鏡147是作為第2透鏡1471和第2透鏡1472這樣的2件套透鏡來構(gòu)成的。2件套透鏡當(dāng)然具有4個(gè)折射面，因而設(shè)計(jì)的自由度較高，例如可以減小在對(duì)藍(lán)色光束61使物鏡147傾斜時(shí)產(chǎn)生的象差和軸外象差等，能夠使物鏡的象差特性得到提高。特別是，通過將第1透鏡1471的外側(cè)(遠(yuǎn)離第2透鏡1472的一側(cè))的折射面作為非球面，可以減小軸外象差。
另外，象實(shí)施方式1中所說明的那樣，由于在物鏡147的表面形成綜合衍射元件137，因而具有可以減少部件數(shù)目的優(yōu)點(diǎn)，特別是由于在第1透鏡1471的外側(cè)(離聚光點(diǎn)和第2透鏡1472最遠(yuǎn)的一側(cè))的面上形成綜合衍射元件137，所以具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，這種優(yōu)點(diǎn)是對(duì)紅色光束62和藍(lán)色光束61的雙方可以減少在物鏡147傾斜時(shí)出現(xiàn)的象差。再者，作為綜合衍射元件137可以采用實(shí)施方式5～7的任一個(gè)綜合衍射元件結(jié)構(gòu)。
上述的以往示例6起初看起來很象本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，但是并沒有說明將第1透鏡1471的外側(cè)(遠(yuǎn)離第2透鏡1472的一側(cè))的折射面作為非球面，而在不能獲得充分的象差特性方面有所不同。另外，以往示例6在使紅色光束成為較強(qiáng)的發(fā)散光并射入綜合衍射元件和物鏡的方面，與本實(shí)施方式不同，并且對(duì)紅色光束和藍(lán)色光束不能采用共用的光檢測器來檢測伺服信號(hào)。
(實(shí)施方式9)圖19是本發(fā)明的實(shí)施方式9的光信息裝置的大致結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的光信息裝置采用實(shí)施方式1到8中的任一個(gè)光學(xué)頭裝置。
在圖19中，第1光盤9(或者第2光盤10，下同)裝在轉(zhuǎn)盤82上并通過電動(dòng)機(jī)64進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。光學(xué)頭裝置55通過光學(xué)頭裝置的驅(qū)動(dòng)裝置51大致驅(qū)動(dòng)到第1光盤9上存在所希望的信息的軌跡。
而且，光學(xué)頭裝置55與第1光盤9之間的位置關(guān)系相對(duì)應(yīng)，并且將焦點(diǎn)誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)傳送給電路53。電路53接收該信號(hào)并向光學(xué)頭裝置55傳送使物鏡微動(dòng)所用的信號(hào)。根據(jù)該信號(hào)，光學(xué)頭裝置55對(duì)第1光盤9實(shí)行焦點(diǎn)控制和跟蹤控制，同時(shí)實(shí)行信息的讀出或?qū)懭?記錄)和消除。
光信息裝置67作為光學(xué)頭裝置采用實(shí)施方式1到8中的任一個(gè)光學(xué)頭裝置，因此通過單一的光學(xué)頭裝置就可以與記錄密度不同多個(gè)光盤相適應(yīng)。
(實(shí)施方式10)圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式10的計(jì)算機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。還有，本實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)100內(nèi)置有實(shí)施方式9的光信息裝置67。
在圖20中，計(jì)算機(jī)100由光信息裝置67、輸入裝置101、運(yùn)算裝置102以及輸出裝置103來構(gòu)成，輸入裝置101是進(jìn)行信息輸入所需的鍵盤或鼠標(biāo)、接觸面板等，運(yùn)算裝置102是以從輸入裝置101所輸入的信息和從光信息裝置67所讀出的信息等為依據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的中央運(yùn)算裝置(CPU)等，輸出裝置103是對(duì)通過運(yùn)算裝置102所運(yùn)算出的結(jié)果等的信息進(jìn)行顯示的CRT顯示裝置和液晶顯示裝置、打印機(jī)等。還有，圖18所示例出的情形是作為輸入裝置101采用鍵盤并且作為輸出裝置103采用CRT顯示裝置。
(實(shí)施方式11)圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式11的光盤播放機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。再者，本實(shí)施方式的光盤播放機(jī)110內(nèi)置有實(shí)施方式9的光信息裝置67。
在圖21中，光盤播放機(jī)110由光信息裝置67、將從光信息裝置67得到的信息信號(hào)變換為圖像信號(hào)的譯碼器111以及液晶監(jiān)視器112來構(gòu)成。再者，在本實(shí)施方式中，對(duì)于使作為顯示裝置的液晶監(jiān)視器112成為一體的攜帶式光盤播放機(jī)110進(jìn)行了舉例及說明，但顯示裝置也可以是作為分體的形式。
(實(shí)施方式12)圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式12的裝載有汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的汽車的大致結(jié)構(gòu)圖。在圖22中，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS(Global PositioningSystem)161、實(shí)施方式11的光盤播放機(jī)110以及對(duì)來自光盤播放機(jī)110的圖象信號(hào)進(jìn)行顯示的顯示裝置163來構(gòu)成。在此，作為光盤播放機(jī)110可以是能夠從光盤重放圖象、游戲、地圖等信息的裝置，并且對(duì)其用途沒有限定。
在裝載有這種汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的汽車中，可以采用藍(lán)色光束對(duì)大容量的映象等進(jìn)行重放，可以處理范圍廣并且詳細(xì)的地圖數(shù)字，與此同時(shí)可以享受這樣的便利性，這種便利性是也可應(yīng)用現(xiàn)有的DVD中所記錄的信息。
再者，在本實(shí)施方式中作為交通工具舉例說明了汽車，但是不言而喻，該系統(tǒng)并不限于汽車，也可以使用于電車、飛機(jī)、船舶等其他的交通工具。
(實(shí)施方式13)圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施方式13的光盤記錄器的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。還有，本實(shí)施方式的光盤記錄器120內(nèi)置有實(shí)施方式9的光信息裝置67。
在圖23中，光盤記錄器120由光信息裝置67、將圖象信號(hào)變換為記錄到光盤上的信息信號(hào)的編碼器121以及將從光信息裝置67獲得的信息信號(hào)變換為圖象信號(hào)的譯碼器111來構(gòu)成，并且在光盤記錄器120上連接有CRT顯示裝置等的輸出裝置103。據(jù)此，通過編碼器121將所輸入的圖象信號(hào)變換為信息信號(hào)并記錄到光盤上，同時(shí)對(duì)光盤上已經(jīng)記錄有的信息信號(hào)進(jìn)行重放，并通過譯碼器111將其變換為圖象信號(hào)，可以使之顯示于作為輸出裝置103的CRT顯示裝置上。
(實(shí)施方式14)圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式14的光盤服務(wù)器的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的簡略圖。還有，本實(shí)施方式的光盤服務(wù)器150內(nèi)置有實(shí)施方式9的光信息裝置67。
在圖24中，光盤服務(wù)器150由光信息裝置67、有線或無線的輸入輸出終端設(shè)備151以及在光信息裝置67中取出并放入多個(gè)光盤的變換器152來構(gòu)成，上述輸入輸出終端設(shè)備151用來從外部獲取記錄到光信息裝置67中的信息信號(hào)，或?qū)墓庑畔⒀b置67所讀出的信息信號(hào)輸出到外部。另外，在光盤服務(wù)器150上作為輸入裝置101連接有鍵盤，作為輸出裝置103連接有CRT顯示裝置。
據(jù)此，光盤服務(wù)器150與網(wǎng)絡(luò)153也就是多個(gè)設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、電話、電視調(diào)諧器等交換信息，并且它們可以作為對(duì)多個(gè)設(shè)備的共有信息服務(wù)器來利用。另外，由于內(nèi)置變換器152，而可以對(duì)更多的信息進(jìn)行記錄及儲(chǔ)存。
象上面所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明可以提供實(shí)現(xiàn)兩種光盤之間的互換重放和互換記錄并且具有較高的光利用效率的復(fù)合物鏡，這兩種光盤是基材厚度為0.6mm并且與波長λ2(標(biāo)準(zhǔn)上是約660nm)的紅色光束所進(jìn)行的記錄重放相應(yīng)的光盤，以及基材厚度為0.1mm并且與波長λ1(標(biāo)準(zhǔn)上是約405nm)的藍(lán)色光束所進(jìn)行的記錄重放相應(yīng)的光盤。
另外，由于將這種復(fù)合物鏡使用于光學(xué)頭裝置中并將這種光記錄頭裝置裝載于光信息裝置中，因而通過單一的光學(xué)頭裝置就可以與記錄密度不同的多個(gè)光盤相適應(yīng)。
再者，由于將上述光信息裝置內(nèi)置于計(jì)算機(jī)和光盤播放機(jī)、光盤記錄器、光盤服務(wù)器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中，而可以對(duì)不同種類的光盤進(jìn)行穩(wěn)定的信息記錄或重放，因此可以使用于廣泛的用途。
權(quán)利要求
1.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在一部分區(qū)域內(nèi)所形成的階梯狀剖面形狀，上述階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d1的整數(shù)倍，上述單位階差d1是對(duì)具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1的第1光束，賦予約1波長的光程差的階差，上述光柵的一個(gè)周期是由從上述綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)上述單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述光柵的階梯狀剖面形狀的階差的幅度之比分別與上述單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序的高度相對(duì)應(yīng)，為2∶3∶3∶2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述光柵只形成在上述綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述復(fù)合物鏡通過厚度為t1的基材使上述第1光束的0次衍射光進(jìn)行聚光，通過比上述厚度t1大的厚度為t2的基材對(duì)第2光束的1次衍射光進(jìn)行聚光，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
5.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，上述階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d2的整數(shù)倍，上述單位階差d2是對(duì)具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1的第1光束賦予約1.25波長的光程差的階差，上述光柵的一個(gè)周期是由從上述綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述光柵的階梯狀剖面形狀的階差的幅度之比分別與上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序的高度相對(duì)應(yīng)，為1∶1∶1∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d3的整數(shù)倍，上述單位階差d3是對(duì)上述第1光束賦予約0.25波長的光程差的階差，上述在外圓周部分上所形成的光柵的一個(gè)周期，是由從上述綜合衍射元件的外圓周側(cè)向光軸側(cè)上述單位階差d3的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構(gòu)成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述復(fù)合物鏡通過厚度為t1的基材對(duì)上述第1光束的+1次衍射光進(jìn)行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對(duì)第2光束的-1次衍射光進(jìn)行聚光，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2并且通過在上述綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分上所形成的光柵。
9.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h1是對(duì)第1光束賦予約2波長的光程差，產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1；并且是對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對(duì)上述第1光束賦予約1波長的光程差，產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度；并且是也對(duì)上述第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度。
11.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h2是對(duì)第2光束賦予約1波長的光程差產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；并且是對(duì)第1光束產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對(duì)上述第1光束賦予約1波長的光程差產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度；并且是也對(duì)上述第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度。
13.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內(nèi)圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對(duì)第1光束賦予比1.7波長大并且比2波長小的光程差、產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1；并且是對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對(duì)上述第1光束賦予1.9波長的光程差的深度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對(duì)上述第1光束賦予約1波長的光程差、產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度；并且是也對(duì)上述第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度。
16.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構(gòu)成的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件對(duì)第1光束產(chǎn)生+2次衍射光并使之最強(qiáng)，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1；并且對(duì)第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2，上述折射型透鏡通過厚度為t1的基材，對(duì)通過上述綜合衍射元件的上述第1光束的+2次衍射光進(jìn)行聚光，并通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，對(duì)通過上述綜合衍射元件內(nèi)圓周部分的上述第2光束的+1次衍射光進(jìn)行聚光。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對(duì)上述第1光束賦予約1波長的光程差、產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度；并且是也對(duì)上述第2光束產(chǎn)生+1次衍射光并使之最強(qiáng)的深度。
18.根據(jù)權(quán)利要求5、9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，在通過厚度為t1的基材對(duì)上述第1光束進(jìn)行聚光的場合下，上述綜合衍射元件為了減低與上述波長λ1的變化相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)距離的變化，而作為凸透鏡發(fā)揮作用。
19.根據(jù)權(quán)利要求4、8、9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件的構(gòu)成使得為了使光盤一側(cè)的焦點(diǎn)位置從復(fù)合物鏡離開，在通過厚度為t1的基材對(duì)上述第1光束進(jìn)行聚光的情況下，比起通過厚度為t2的基材對(duì)透過上述綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分的上述第2光束進(jìn)行聚光的情況，作為凸透鏡的作用大；或者，在通過厚度為t2的基材對(duì)透過上述綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分的上述第2光束進(jìn)行聚光的情況下，比起通過厚度為t1的基材對(duì)上述第1光束進(jìn)行聚光的情況，作為凸透鏡的作用小。
20.根據(jù)權(quán)利要求9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，構(gòu)成上述綜合衍射元件的光柵的剖面形狀，是形成上述綜合衍射元件的基材在外圓周一側(cè)具有斜面的鋸齒形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、5、9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件和上述折射型透鏡整體固定。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、5、9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述折射型透鏡與聚光點(diǎn)相反一側(cè)的折射面為非球面。
23.根據(jù)權(quán)利要求22中記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件在上述折射型透鏡的上述非球面一體形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1、5、9、11、13和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，上述綜合衍射元件在上述折射型透鏡的表面一體形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求4、8、10、12、15和16中的任一項(xiàng)記載的復(fù)合物鏡，其特征在于，在將透過厚度為t1的基材使上述第1光束進(jìn)行聚光的數(shù)值孔徑設(shè)為Nab、并且將透過厚度為t2的基材使上述第2光束進(jìn)行聚光的數(shù)值孔徑設(shè)為NAr的場合下，NAb＞NAr。
26.一種光學(xué)頭裝置，其特征在于，具備有射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡、光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26中記載的光學(xué)頭裝置，其特征在于，上述光學(xué)頭裝置具備準(zhǔn)直校正透鏡，該準(zhǔn)直校正透鏡將從上述第1及第2激光光源分別射出的上述第1及第2光束變?yōu)槠叫泄?，在將上述?光束聚光到上述第2光盤的記錄面上時(shí)，使上述準(zhǔn)直校正透鏡接近上述第2激光光源側(cè)，并通過將上述第2光束變?yōu)閿U(kuò)散光使之射入上述復(fù)合物鏡，使上述第2光盤側(cè)的焦點(diǎn)位置從上述復(fù)合物鏡移開。
28.根據(jù)權(quán)利要求26中記載的光學(xué)頭裝置，其特征在于，上述第1及第2激光光源的配置使得其發(fā)光點(diǎn)雙方對(duì)上述復(fù)合物鏡的上述第1及第2光盤側(cè)的焦點(diǎn)位置都處于成象關(guān)系，上述光檢測器對(duì)上述第1及第2光盤的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束共同設(shè)置，并且接收上述第1及第2光束以檢測伺服信號(hào)。
29.一種光信息裝置，其特征在于，具備有光學(xué)頭裝置、使第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)，并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29中記載的光信息裝置，其特征在于，上述光學(xué)頭裝置具備準(zhǔn)直校正透鏡，該準(zhǔn)直校正透鏡將從上述第1及第2激光光源分別射出的上述第1及第2光束變?yōu)槠叫泄猓鲜龉庑畔⒀b置在裝入基材厚度為t2為0.6mm的上述第2光盤的場合下，將上述準(zhǔn)直校正透鏡移動(dòng)控制到上述第2激光光源側(cè)。
31.一種計(jì)算機(jī)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)具備有光信息裝置、輸入信息所用的輸入手段、以從上述輸入手段輸入的信息及從上述光信息裝置所重放的信息為依據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算裝置、顯示或輸出從上述輸入手段所輸入的信息、從上述光信息裝置所重放的信息及通過上述運(yùn)算裝置所運(yùn)算出的結(jié)果的輸出手段，上述光信息裝置具備有光學(xué)頭裝置、使上述第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
32.一種光盤播放機(jī)，其特征在于，該光盤播放機(jī)具備有光信息裝置、將從上述光信息裝置得到的信息信號(hào)變換為圖像信號(hào)的解碼器，上述光信息裝置具備有光學(xué)頭裝置、使上述第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
33.一種汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，該汽車導(dǎo)航系統(tǒng)具備有光信息裝置、將從上述光信息裝置得到的信息信號(hào)變換為圖像信號(hào)的解碼器，上述光信息裝置具備有光學(xué)頭裝置、使上述第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
34.一種光盤記錄器，其特征在于，該光盤記錄器具備有光信息裝置、將圖像信號(hào)變換為記錄到上述光信息裝置中的信息信號(hào)的編碼器，上述光信息裝置具備有光學(xué)頭裝置、使上述第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
35.一種光盤服務(wù)器，其特征在于，該光盤服務(wù)器具備有光信息裝置、將從外部所輸入的信息信號(hào)記錄到上述光信息裝置中，并將從上述光信息裝置所重放的信息信號(hào)輸出到外部的輸入輸出終端，上述光信息裝置具備有光學(xué)頭裝置、使上述第1及第2光盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、接收從上述光學(xué)頭裝置得到的信號(hào)并以該信號(hào)為依據(jù)對(duì)上述電動(dòng)機(jī)、上述復(fù)合物鏡、上述第1及第2激光光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電路，上述光學(xué)頭裝置具備射出第1光束的第1激光光源、射出第2光束的第2激光光源、權(quán)利要求1、5、9、11、13或16中記載的復(fù)合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm范圍內(nèi)的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm范圍內(nèi)的波長λ2；該復(fù)合物鏡接收從上述第1激光光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光盤的記錄面上，并接收從上述第2激光光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光盤的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光盤的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應(yīng)的電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供由綜合衍射元件和物鏡構(gòu)成并且可以在兩種光盤之間進(jìn)行穩(wěn)定且高精度的互換重放·記錄的復(fù)合物鏡，這兩種光盤是與藍(lán)色光束(波長λ1)相應(yīng)的基材厚度約為0.1mm的BD和與紅色光束(波長λ2)相應(yīng)的基材厚度約為0.6mm的DVD。在綜合衍射元件的內(nèi)圓周部分形成具有剖面形狀的光柵，該剖面形狀以從外圓周側(cè)向光軸側(cè)對(duì)藍(lán)色光束賦予約1波長的光程差的單位階差的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯為一個(gè)周期。該綜合衍射元件不衍射藍(lán)色光束而作為0次衍射光以原狀態(tài)使之透過，并且以透過內(nèi)圓周部分的紅色光束作為+1次衍射使之發(fā)散，通過物鏡進(jìn)行聚光。據(jù)此，使紅色光束的焦點(diǎn)距離與藍(lán)色光束相比變長，使工作距離變大。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1467528SQ03141329
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月10日
發(fā)明者金馬慶明 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社