專(zhuān)利名稱(chēng)：物鏡和光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物鏡和光拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在光拾取裝置中作為用于在光盤(pán)上記錄的信息再現(xiàn)和向光盤(pán)記錄信息的光源所使用的激光光源的短波長(zhǎng)化正在進(jìn)展，例如藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光和利用產(chǎn)生第二高波進(jìn)行紅外半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)變換的藍(lán)紫色SHG激光等波長(zhǎng)405nm的激光光源正在實(shí)用化。
若使用這些藍(lán)紫色激光光源，則在使用數(shù)字多用盤(pán)(以下略記為DVD)和相同數(shù)值孔徑(NA)的物鏡時(shí)，對(duì)直徑12cm的光盤(pán)能記錄15～20GB的信息，把物鏡的NA提高到0.85時(shí)，則對(duì)直徑12cm的光盤(pán)能記錄23～27GB的信息。以下在本說(shuō)明書(shū)中，把使用藍(lán)紫色激光光源的光盤(pán)以及光磁盤(pán)總稱(chēng)為“高密度光盤(pán)”。
但作為高密度光盤(pán)，現(xiàn)在有兩種規(guī)格被提案。一種是使用NA0.85的物鏡，保護(hù)層厚度是0.1mm的蘭光盤(pán)(以下略記為BD)，還有一種是使用NA0.65到0.67的物鏡，保護(hù)層厚度是0.6mm的HDDVD(以下略記為HD)。鑒于將來(lái)市場(chǎng)上有可能流通這兩種規(guī)格的高密度光盤(pán)，所以即使對(duì)任何高密度光盤(pán)，其也能對(duì)已有的DVD和CD進(jìn)行記錄·再現(xiàn)的互換用光拾取裝置是重要的，其中使用物鏡進(jìn)行互換的單透鏡方式是最理想的形式。
這樣，用一個(gè)物鏡進(jìn)行多個(gè)光盤(pán)之間互換的光拾取裝置，若物鏡對(duì)各波長(zhǎng)的光學(xué)系統(tǒng)倍率一致，則物鏡以外的光學(xué)元件就能共同化。而且，設(shè)定成是把平行光向物鏡射入的結(jié)構(gòu)，若物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率為0，則裝置的處理容易。因此，希望是物鏡對(duì)各波長(zhǎng)的光學(xué)系統(tǒng)倍率相同且是0的物鏡。
另一方面，為了在使用來(lái)自藍(lán)紫色激光光源的光進(jìn)行記錄·再現(xiàn)的BD、HD和CD之間進(jìn)行互換，就必須校正主要由基板厚度差引起的球差。
眾所周知，以往作為校正由在多個(gè)光信息記錄媒體上使用的保護(hù)基板厚度不同等而引起產(chǎn)生的像差的方法，是改變向物鏡光學(xué)系統(tǒng)射入光束的發(fā)散程度，或在構(gòu)成光拾取裝置的光學(xué)元件的光學(xué)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-298422號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的發(fā)明，作為完成在DVD/CD之間互換時(shí)的像差校正方法，其是改變向物鏡光學(xué)系統(tǒng)射入光束的發(fā)散程度。
但由于在高密度光盤(pán)的記錄·再現(xiàn)中使用的光的波長(zhǎng)與在CD的記錄·再現(xiàn)中使用的光的波長(zhǎng)有約兩倍的差異，所以使用DVD/CD互換用的透鏡而利用那樣的衍射作用進(jìn)行互換是困難的。
圖19(a)、圖19(b)表示了炫耀型衍射結(jié)構(gòu)中的與從藍(lán)紫色激光光源發(fā)出的光(波長(zhǎng)407nm)和CD用的光源的光(波長(zhǎng)785nm)相對(duì)應(yīng)的衍射光的級(jí)數(shù)和衍射效率。從如圖19(a)、圖19(b)所示可知，在波長(zhǎng)407nm中產(chǎn)生高的衍射效率的光(2m級(jí)光)的情況下，波長(zhǎng)785nm的光中也產(chǎn)生高的衍射效率的光(m級(jí)光)。2m級(jí)光和m級(jí)光由于通過(guò)衍射面衍射相同的Bragg角，所以?xún)蓚€(gè)波長(zhǎng)光之間的衍射作用沒(méi)有差別。
為了達(dá)到高密度光盤(pán)與CD之間的互換，若是把有限光向物鏡射入的結(jié)構(gòu)，則物鏡的倍率大，所以有跟蹤物鏡時(shí)產(chǎn)生彗差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是考慮了上述問(wèn)題的，其提供一種對(duì)具有高密度光盤(pán)的至少三種光盤(pán)在信息再現(xiàn)和/或記錄中所使用的，并且跟蹤特性沒(méi)問(wèn)題的物鏡和光拾取裝置。
鑒于以上點(diǎn)，本發(fā)明的光拾取裝置，其具備射出波長(zhǎng)λ1第一光束的第一光源、射出波長(zhǎng)λ3第三光束的第三光源、在所述第一和第三光束的共同光路上配置的物鏡，所述物鏡把所述第一光束作為會(huì)聚光射出，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3滿(mǎn)足-1/10≤m3＜0。
這樣，把在高密度光盤(pán)的記錄·再現(xiàn)中使用的光束作為平緩的會(huì)聚光(有限光)向物鏡射入，把在這以外的至少一種光盤(pán)的記錄·再現(xiàn)中使用的光束作為發(fā)散光(有限光)射入，通過(guò)設(shè)定成這種結(jié)構(gòu)，就能把對(duì)應(yīng)各自光束的物鏡的倍率，縮小到小于所述現(xiàn)有達(dá)到高密度光盤(pán)/CD之間互換的有限系統(tǒng)物鏡的有限倍率，還能消除跟蹤時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。
若犧牲記錄·再現(xiàn)中使用光束的光量，也可以把互換的一部分用衍射作用來(lái)承擔(dān)，但即使在這種情況下也可以通過(guò)利用本發(fā)明來(lái)得到跟蹤時(shí)性能惡化更小的光拾取裝置和物鏡。
本說(shuō)明書(shū)除了所述的BD和HD以外，高密度光盤(pán)還包括在信息記錄面上有幾nm～幾十nm左右厚度的保護(hù)膜的光盤(pán)和保護(hù)層或保護(hù)膜的厚度是0(零)的光盤(pán)。
本說(shuō)明書(shū)中，DVD是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盤(pán)的總稱(chēng)，CD是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光盤(pán)的總稱(chēng)。


圖1(a)和圖1(b)是表示相位結(jié)構(gòu)的圖2(a)和圖2(b)是表示相位結(jié)構(gòu)的圖3(a)和圖3(b)是表示相位結(jié)構(gòu)的圖4(a)和圖4(b)是表示相位結(jié)構(gòu)的圖5是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖6是表示物鏡光學(xué)面的圖7是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖8是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖9是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖10(a)和圖10(b)是表示波像差最小位置變化量dfb/dλ的圖表；
圖11(a)和圖11(b)是表示波像差最小位置變化量dfb/dλ的圖表；
圖12是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖13是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖14是表示圖13光拾取裝置物鏡的側(cè)面圖15是表示光拾取裝置結(jié)構(gòu)的主要部分的平面圖16(a)是表示實(shí)施例9物鏡特性的線(xiàn)圖，是HD波長(zhǎng)+10nm時(shí)的縱球差圖16(b)是表示實(shí)施例9物鏡特性的線(xiàn)圖，是CD基準(zhǔn)波長(zhǎng)的縱球差圖17(a)是表示比較例物鏡特性的線(xiàn)圖，是HD波長(zhǎng)+10nm時(shí)的縱球差圖17(b)是表示比較例物鏡特性的線(xiàn)圖，是CD基準(zhǔn)波長(zhǎng)的縱球差圖18是表示層式棱鏡的說(shuō)明圖19是表示炫耀型衍射結(jié)構(gòu)中的衍射級(jí)數(shù)和衍射效率的圖，圖19(a)是HD的波長(zhǎng)，圖19(b)是CD的波長(zhǎng)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
為了解決以上課題，項(xiàng)目1-1所述形式的光拾取裝置，其至少具備對(duì)保護(hù)基板厚度t1的第一光盤(pán)進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄的射出波長(zhǎng)λ1第一光束的第一光源、對(duì)保護(hù)基板厚度t3(t1＜t3)的第三光盤(pán)進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄的射出波長(zhǎng)λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)第三光束的第三光源、對(duì)所述各光盤(pán)進(jìn)行信息記錄或再現(xiàn)時(shí)在各自對(duì)應(yīng)的所述第一和第三光束的共同光路上配置的物鏡，所述物鏡把所述第一光束作為會(huì)聚光射出，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3滿(mǎn)足-1/10≤m3＜0。
作為第一光盤(pán)能使用HD、DVD和BD的任一個(gè)，但使用HD、DVD效果更好，是理想的。
項(xiàng)目1-2所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1所述的光拾取裝置中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m1最好滿(mǎn)足0＜m1≤1/10。
項(xiàng)目1-3所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-2所述的光拾取裝置中，最好滿(mǎn)足0＜m1≤1/15。
項(xiàng)目1-4所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-3任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好滿(mǎn)足-1/15≤m3＜0。
項(xiàng)目1-5所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-4任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，對(duì)保護(hù)基板厚度t2(0.9×t1≤t2)的第二光盤(pán)，最好使用從第二光源射出的波長(zhǎng)λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束進(jìn)行信息的再現(xiàn)和/或記錄。
若滿(mǎn)足保護(hù)基板厚度t2是0.9×t1≤t2、光學(xué)系統(tǒng)倍率m1是0＜m1≤1/15和光學(xué)系統(tǒng)倍率m3是-1/10≤m3＜0中的至少一個(gè)，則即使是比現(xiàn)有物鏡薄的超細(xì)長(zhǎng)透鏡，也能抑制跟蹤時(shí)像差的發(fā)生量。
項(xiàng)目1-6所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-5任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好在所述物鏡的第一光學(xué)面上設(shè)置相位結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目1-6所述的結(jié)構(gòu)，是在物鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置相位結(jié)構(gòu)，所以利用該相位結(jié)構(gòu)能進(jìn)行第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的互換，在物鏡是塑料材料時(shí)利用材料折射率的溫度依賴(lài)性來(lái)校正溫度變化時(shí)產(chǎn)生的像差，或進(jìn)行波長(zhǎng)最短的第一光盤(pán)的色校正等。
在物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)面上形成的相位結(jié)構(gòu)，是用于把由第一波長(zhǎng)λ1和第二波長(zhǎng)λ2的波長(zhǎng)差引起的色差，和/或由第一光盤(pán)的保護(hù)層與第二光盤(pán)的保護(hù)層的厚度差引起的球差進(jìn)行校正的結(jié)構(gòu)。在此所說(shuō)的色差是指由波長(zhǎng)差引起的光軸方向的波像差最小位置變動(dòng)。
所述的相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)、給予光路差結(jié)構(gòu)的任一個(gè)便可。作為衍射結(jié)構(gòu)，如圖1(a)和圖1(b)模式所示，是由多個(gè)環(huán)帶100構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀、如圖2(a)、圖2(b)模式所示，是由在臺(tái)階差101方向的有效徑內(nèi)由相同的多個(gè)環(huán)帶102構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀、如圖3(a)和圖3(b)模式所示，是在內(nèi)部形成有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的多個(gè)環(huán)帶103構(gòu)成、如圖4(a)和圖4(b)模式所示，是由在臺(tái)階差104方向的有效徑中途替換的多個(gè)環(huán)帶105構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀。作為給予光路差結(jié)構(gòu)，如圖4(a)和圖4(b)模式所示，是由在臺(tái)階差104方向的有效徑中途替換的多個(gè)環(huán)帶105構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀。因此，在圖4(a)和圖4(b)中模式表示的結(jié)構(gòu)，有是衍射結(jié)構(gòu)的情況，也有是給予光路差結(jié)構(gòu)的情況。從圖1(a)到圖4(b)，是模式表示把各相位結(jié)構(gòu)形成在平面上的情況，但也可以把各相位結(jié)構(gòu)形成在球面或非球面上。本說(shuō)明書(shū)把圖1(a)、圖1(b)、圖2(a)、圖2(b)和圖4(a)、圖4(b)所示的由多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)用記號(hào)“DOE”表示，把圖3(a)和圖3(b)所示的由內(nèi)部形成有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)用記號(hào)“HOE”表示。
項(xiàng)目1-7所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-6所述的光拾取裝置中，最好所述相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目1-7所述的結(jié)構(gòu)，由于相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)，所以能更有效地進(jìn)行第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的互換，校正物鏡對(duì)溫度的像差或第一光盤(pán)的色校正等。
項(xiàng)目1-8所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-7所述的光拾取裝置中，最好所述物鏡的阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90，所述衍射結(jié)構(gòu)在所述第三光盤(pán)的記錄或再現(xiàn)中沒(méi)使用的區(qū)域上形成的與各環(huán)帶之間光軸平行方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)。
k正的整數(shù)
n1所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率
根據(jù)項(xiàng)目1-8所述的結(jié)構(gòu)，由于物鏡的阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90，衍射結(jié)構(gòu)在第三光盤(pán)的記錄和/或再現(xiàn)中沒(méi)使用的區(qū)域上形成的與各環(huán)帶之間光軸平行方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)，所以通過(guò)了所述區(qū)域的波長(zhǎng)λ3的光束，其光量被分散成大于或等于兩個(gè)的不需要的衍射光，對(duì)第三光盤(pán)的調(diào)焦信號(hào)不產(chǎn)生強(qiáng)的疑似信號(hào)。因此物鏡能進(jìn)行良好的聚光。
項(xiàng)目1-9所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-8所述的光拾取裝置中，最好滿(mǎn)足
5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)。
根據(jù)項(xiàng)目1-9所述的結(jié)構(gòu)，由于滿(mǎn)足5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)，所以使用的波長(zhǎng)λ1、λ2光束的衍射光在理論上其衍射效率高。
項(xiàng)目1-10所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-8或項(xiàng)目1-9所述的光拾取裝置中，在所述物鏡的至少一個(gè)面上，設(shè)置所述波長(zhǎng)λ3光束記錄和/或再現(xiàn)中使用的第一區(qū)域和配置在所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，在把從所述第一光源射出的光束波長(zhǎng)變化了+10nm的光束射入時(shí)，把所述物鏡的近軸聚光位置設(shè)定為P0，在所述物鏡的所述第一區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P1，在所述物鏡的所述第二區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最近區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P2，在所述物鏡中把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P3時(shí)，最好滿(mǎn)足
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0
為了對(duì)記錄·再現(xiàn)信號(hào)沒(méi)有壞影響，則理想的是低光量的同時(shí)，且不需要的衍射光不聚光在波長(zhǎng)λ3光束聚光點(diǎn)的位置上。在光量最高的兩個(gè)衍射級(jí)數(shù)光聚光位置與球差中，球差由第二光盤(pán)對(duì)第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)倍率來(lái)決定。另一方面，由于波長(zhǎng)特性也由第二光盤(pán)對(duì)第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)倍率來(lái)決定，所以，根據(jù)球差和波長(zhǎng)特性這雙方的觀(guān)點(diǎn)來(lái)設(shè)定適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)倍率。
聚光位置由物鏡的色差決定。為了把耀斑的聚光位置盡可能地遠(yuǎn)離其聚光位置，就需要增大色差的絕對(duì)值。但若色差變大，則衍射間距變小，效率降低，有在跳模時(shí)不能記錄的問(wèn)題，所以取得色差與耀斑聚光位置的平衡是重要的。
根據(jù)此，只要如項(xiàng)目1-10所述的結(jié)構(gòu)那樣，把近軸聚光位置設(shè)定為P0，在波長(zhǎng)λ3光束記錄和/或再現(xiàn)中使用的第一區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P1，在配置第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最近區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P3時(shí)，滿(mǎn)足
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0，
則由于波長(zhǎng)短N(yùn)A高，所以對(duì)誤差靈敏度嚴(yán)的波長(zhǎng)λ1的光束來(lái)說(shuō)，在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，或跳模時(shí)也能抑制波像差?lèi)夯?。而且?duì)數(shù)值孔徑大于或等于NA3的波長(zhǎng)λ3的光束來(lái)說(shuō)，能在向光盤(pán)上與聚光點(diǎn)不同的位置聚光的同時(shí)把光密度降低。
項(xiàng)目1-11所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-8或項(xiàng)目1-9所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1的光束的波長(zhǎng)變化時(shí)，最好所述物鏡縱球差在所述第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向。
根據(jù)項(xiàng)目1-11所述的結(jié)構(gòu)，在所述波長(zhǎng)λ1的光束的波長(zhǎng)變化時(shí)，縱球差在所述第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向。所說(shuō)的縱球差在第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向，是指在第一區(qū)域隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光從物鏡離開(kāi)并與光軸相交時(shí)，在第二區(qū)域也隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光從物鏡離開(kāi)并與光軸相交。另一方面，在第一區(qū)域隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光與物鏡接近并與光軸相交時(shí)，在第二區(qū)域也隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光與物鏡接近并與光軸相交。在此，高級(jí)像差通過(guò)光學(xué)元件的組合而消除是困難的，但如上所述，只要通過(guò)第一區(qū)域的光束聚光位置的變化方向與通過(guò)所述第二區(qū)域的光束聚光位置的變化方向是同方向，則即使在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，波像差也不產(chǎn)生高級(jí)像差，在第三光盤(pán)側(cè)能進(jìn)行良好的孔徑限制。
項(xiàng)目1-12所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-7所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ3的光束向所述物鏡射入時(shí)，所述物鏡的所述光學(xué)面上通過(guò)大于或等于對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的數(shù)值孔徑區(qū)域的光，最好從在所述第三光盤(pán)上聚光的點(diǎn)位置離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置聚光。
根據(jù)項(xiàng)目1-12所述的結(jié)構(gòu)，由于波長(zhǎng)λ3的光束射入時(shí)，光學(xué)面上通過(guò)大于或等于對(duì)波長(zhǎng)λ3光束的數(shù)值孔徑區(qū)域的光，是從在第三光盤(pán)上聚光的點(diǎn)位置離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置聚光，所以，對(duì)大于或等于數(shù)值孔徑NA3的波長(zhǎng)λ3光束，在光盤(pán)中能使其向使波長(zhǎng)λ3的記錄·再現(xiàn)沒(méi)問(wèn)題程度地從聚光點(diǎn)離開(kāi)的位置聚光，而且能抑制誤差靈敏度大的波長(zhǎng)λ1光束的波長(zhǎng)變化、溫度變化、跳模時(shí)的波像差?lèi)夯?br> 所述相位結(jié)構(gòu)，也可以是對(duì)所述波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束給予正衍射作用的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于相位結(jié)構(gòu)，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束給予正衍射作用，所以例如在物鏡是塑料材料時(shí)能利用材料折射率的溫度依賴(lài)性來(lái)校正物鏡對(duì)溫度的像差特性。
項(xiàng)目1-13所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-7所述的光拾取裝置中，對(duì)所述第一、第二、第三光盤(pán)中的至少一個(gè)光盤(pán)，在其信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波像差成分，即溫度上升時(shí)所述物鏡的三級(jí)球差變化，最好是正的。
在此，只要相對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)變化的三級(jí)球差變化與相對(duì)溫度上升的三級(jí)球差變化其符號(hào)相反，則由于在通常的高溫環(huán)境下激光的振蕩波長(zhǎng)變長(zhǎng)，所以?xún)烧呦嗷サ窒?。并不是完全抵消，而是如?xiàng)目1-13那樣，作為球差變化殘留下正的球差時(shí)，能抑制波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)的波像差?lèi)夯?br> 項(xiàng)目1-14所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-7所述的光拾取裝置中，所述相位結(jié)構(gòu)的光焦度最好是負(fù)的。
如項(xiàng)目1-14所述的結(jié)構(gòu)，對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束，由于物鏡的光學(xué)面上設(shè)置的相位結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的負(fù)的衍射光焦度與由于物鏡材料而產(chǎn)生的正的折射光焦度抵消，這樣就能校正由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的色差。
項(xiàng)目1-15所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-6～項(xiàng)目1-14任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述相位結(jié)構(gòu)最好設(shè)置在所述光學(xué)面的所述波長(zhǎng)λ2光束通過(guò)的區(qū)域。
根據(jù)項(xiàng)目1-15所述的結(jié)構(gòu)，由于在光學(xué)面的所述波長(zhǎng)λ2光束通過(guò)的區(qū)域上設(shè)置了相位結(jié)構(gòu)，所以能把第一光盤(pán)與第二光盤(pán)互換。例如在第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的有效徑大致相同的HD與DVD的情況下，還能進(jìn)行第一光盤(pán)的色校正。
項(xiàng)目1-16所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-7～項(xiàng)目1-15任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述相位結(jié)構(gòu)最好使所述波長(zhǎng)λ1的光束以不被給予相位差而透射，而使所述波長(zhǎng)λ2的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射。
根據(jù)項(xiàng)目1-16所述的結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)相位結(jié)構(gòu)使波長(zhǎng)λ1的光束實(shí)質(zhì)上以不被給予相位差而透射，而使波長(zhǎng)λ2的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射，所以，能對(duì)波長(zhǎng)有選擇地給予衍射作用。
所述相位結(jié)構(gòu)，也可以是使所述波長(zhǎng)λ2的光束以不被給予相位差而透射，而使所述波長(zhǎng)λ1的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射的結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目1-17所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-14所述的光拾取裝置中，在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束波長(zhǎng)變化的在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好是滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]
項(xiàng)目1-18所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-14所述的光拾取裝置中，在所述第二光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ2光束波長(zhǎng)變化的在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好是滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.2[μm/nm]
所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，也可以是在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
8×λ1/(n1-1)≤d＜9×λ1/(n1-1)
在此，n1是所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，也可以是在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
6×λ1/(n1-1)≤d＜7×λ1/(n1-1)
項(xiàng)目1-19所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-6～項(xiàng)目1-18任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，也可以是在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)
在此，n1是所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
所述光拾取裝置中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距f1，也可以滿(mǎn)足0.8mm≤f1≤4.0mm。
所述光拾取裝置中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距f1，也可以滿(mǎn)足1.3mm≤f1≤2.2mm。
所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的所述光盤(pán)側(cè)的數(shù)值孔徑NA3，也可以滿(mǎn)足0.49≤NA≤0.54。
項(xiàng)目1-20所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-19任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好t1＝t2。
項(xiàng)目1-21所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-20任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ2光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m2，最好是m2＝0。
項(xiàng)目1-22所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-21任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述物鏡最好是玻璃制的。
所述物鏡也可以是塑料制的。
所述物鏡也可以是由大于或等于兩個(gè)的透鏡組合的結(jié)構(gòu)，在最靠近所述光源側(cè)配置的透鏡上設(shè)置所述相位結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目1-23所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ3光束的光路上配置數(shù)值孔徑限制元件。
項(xiàng)目1-24所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述數(shù)值孔徑限制元件最好是液晶元件或是波長(zhǎng)選擇濾光片。
項(xiàng)目1-25所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ1光束的光路上配置色差校正元件，其具有校正所述波長(zhǎng)λ1光束色差的功能。
項(xiàng)目1-26所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好具備光檢測(cè)器，其在對(duì)所述第一光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)，接受由所述第一光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束，在對(duì)所述第二光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)，接受由所述第二光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束，在對(duì)所述第三光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)，接受由所述第三光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束。
項(xiàng)目1-27所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-26所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上配置在光軸方向上能移動(dòng)的耦合透鏡和驅(qū)動(dòng)所述耦合裝置的驅(qū)動(dòng)裝置。
在此，物鏡的倍率對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)雖然完全不同，但如項(xiàng)目1-27所述的結(jié)構(gòu)，把耦合透鏡配置在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，只要移動(dòng)耦合透鏡，使由物鏡和耦合透鏡組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)一致，就能對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)把傳感器共同化，和使用把多個(gè)光源組件化了的激光。耦合透鏡可以是單透鏡，也可以是多個(gè)透鏡，是多個(gè)透鏡時(shí)，可以?xún)H移動(dòng)其中的一個(gè)，也可以是多個(gè)同時(shí)移動(dòng)。
作為本結(jié)構(gòu)使用的驅(qū)動(dòng)裝置沒(méi)有特別限定，可以使用作為光拾取裝置光學(xué)元件驅(qū)動(dòng)裝置所使用的公知的驅(qū)動(dòng)裝置。
例如使用步進(jìn)電機(jī)和特開(kāi)平9-191676號(hào)公報(bào)等中所公開(kāi)的壓電元件(電氣-機(jī)械變換元件)的傳動(dòng)裝置等可以恰當(dāng)?shù)厥褂谩?br> 項(xiàng)目1-28所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-27所述的光拾取裝置中，最好在所述耦合透鏡的至少一個(gè)面形成衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目1-29所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-27所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)，其在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束波長(zhǎng)變化的在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]
項(xiàng)目1-30所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-27～項(xiàng)目1-29任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
項(xiàng)目1-31所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-26所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上配置耦合透鏡和液晶元件。
物鏡的倍率對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)雖然完全不同，但如項(xiàng)目1-31所述的結(jié)構(gòu)，把耦合透鏡和液晶元件配置在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，通過(guò)使由物鏡、耦合透鏡和液晶元件組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)一致，就能對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)把傳感器共同化，和使用把多個(gè)光源組件化了的激光。
項(xiàng)目1-32所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-31所述的光拾取裝置中，最好在所述耦合透鏡的至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目1-32所述的結(jié)構(gòu)，由于在所述耦合透鏡的至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)，所以使用衍射作用能抑制對(duì)波長(zhǎng)λ1光束的色差和溫度變化時(shí)產(chǎn)生的波像差。
項(xiàng)目1-33所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-32所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)，其在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束波長(zhǎng)變化在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]
項(xiàng)目1-34所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-31～項(xiàng)目1-33任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
而且也可以是把所述耦合透鏡與液晶元件一體化的結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目1-35所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-26～項(xiàng)目1-34任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好把所述第二光源和所述第三光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)，使其組件化。
項(xiàng)目1-36所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，其最好具備接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束以及由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的第一光檢測(cè)器，和接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的第二光檢測(cè)器。
項(xiàng)目1-37所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-36所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上配置耦合透鏡，最好在該耦合透鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目1-37所述的結(jié)構(gòu)，由于在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上配置耦合透鏡，且在該耦合透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)，所以利用該衍射結(jié)構(gòu)能把對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的傳感器共同化。而且衍射結(jié)構(gòu)還能同時(shí)進(jìn)行波長(zhǎng)λ1的色差校正。衍射結(jié)構(gòu)也可以在一個(gè)面或多個(gè)面上形成。若形成波長(zhǎng)λ3的光也通過(guò)耦合透鏡的結(jié)構(gòu)，則能減少整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的零件數(shù)。
在所述光拾取裝置中，所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距fc，滿(mǎn)足6mm≤fc≤15mm便可。
項(xiàng)目1-38所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-37所述的光拾取裝置中，在僅通過(guò)所述波長(zhǎng)λ1光束的光路中，最好配置對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的色差校正元件。
項(xiàng)目1-39所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-31～項(xiàng)目1-38任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，第一光檢測(cè)器與所述耦合透鏡之間的光路中設(shè)置像散板，最好至少所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束中的一個(gè)波長(zhǎng)的光束，在所述像散板反射之后再向所述耦合透鏡射入。
根據(jù)項(xiàng)目1-39所述的結(jié)構(gòu)，至少波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束中的一個(gè)波長(zhǎng)的光束，在像散板反射之后再向所述耦合透鏡射入，但該像散板不僅對(duì)射入光檢測(cè)器的光給予像散，而且還具有把從光源到耦合透鏡的光進(jìn)行彎曲的作用，所以，就不需要設(shè)置個(gè)別具有這些作用的零件，其結(jié)果是能減少光拾取裝置整體的零件個(gè)數(shù)。
項(xiàng)目1-40所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-31～項(xiàng)目1-38任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，第一光檢測(cè)器與所述耦合透鏡之間的光路中設(shè)置復(fù)合光束分光器，所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2的光束最好在所述復(fù)合光束分光器被光路合成后再向所述耦合透鏡射入，通過(guò)該復(fù)合光束分光器使所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束的去路和回路的光路不同。
根據(jù)項(xiàng)目1-40所述的結(jié)構(gòu)，由于是使用具有把波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束的光路合成，和把去路和回路分開(kāi)功能的多功能復(fù)合光束分光器，所以能減少光拾取裝置整體的零件個(gè)數(shù)。
項(xiàng)目1-41所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-40所述的光拾取裝置中，最好所述復(fù)合光束分光器具備第一面，其具有根據(jù)波長(zhǎng)透射或反射光的分色功能；第二面，其具有根據(jù)偏振光方向進(jìn)行透射或反射的光束分光功能；第三面，其把光進(jìn)行反射。
根據(jù)項(xiàng)目1-41所述的結(jié)構(gòu)，由于復(fù)合光束分光器在具有進(jìn)行光路合成的第一面、把去路和回路分開(kāi)的第二面之外，還具有反射光的第三面，所以能把復(fù)合光束分光器射出光對(duì)射入光的角度自由設(shè)定，能把光拾取裝置簡(jiǎn)潔化。
項(xiàng)目1-42所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-41所述的光拾取裝置中，最好所述波長(zhǎng)λ2的光束是從所述第二光源射出時(shí)，透射所述第一面和所述第二面之后從所述復(fù)合光束分光器射出，在從所述耦合透鏡射出時(shí)，由在所述第二面和所述第三面反射而從所述復(fù)合光束分光器射出，所述波長(zhǎng)λ1的光束從所述第一光源射出時(shí)，通過(guò)在所述第一面反射后透射第二面而從所述復(fù)合光束分光器射出，在從所述耦合透鏡射出時(shí)，通過(guò)在所述第二面和所述第三面反射而從所述復(fù)合光束分光器射出。
項(xiàng)目1-43所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-37所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成，所述衍射結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d最好滿(mǎn)足下式。
2×λ1/(n1-1)≤d＜3×λ1/(n1-1)
在此，n1是所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目1-44所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-37～項(xiàng)目1-43任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)最好形成在所述耦合透鏡的光盤(pán)側(cè)的光學(xué)面和所述光源側(cè)的光學(xué)面的這兩個(gè)面上。
項(xiàng)目1-45所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-44(權(quán)利要求52)所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡的所述光源側(cè)的光學(xué)面上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)，是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成，具有所述衍射結(jié)構(gòu)光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d最好滿(mǎn)足下式。
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)
在此，n1是所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目1-46所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-44或項(xiàng)目1-45所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡的所述光源側(cè)的光學(xué)面上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)，最好使所述波長(zhǎng)λ1的光束以不被給予實(shí)質(zhì)性的相位差而透射，使所述波長(zhǎng)λ2的光束被給予實(shí)質(zhì)性的相位差而進(jìn)行衍射。
項(xiàng)目1-47所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-37～項(xiàng)目1-46任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
項(xiàng)目1-48所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-37所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1以及波長(zhǎng)λ2光束的共同光路上，和在所述波長(zhǎng)λ3光束的共同光路上，分別配置耦合透鏡，最好在該耦合透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目1-49所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-36所述的光拾取裝置中，接受由所述第三光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源光束的光檢測(cè)器，最好是全息激光器。
項(xiàng)目1-50所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-48所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡的至少一側(cè)上設(shè)置衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
項(xiàng)目1-51所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，接受由所述第一、第二和第三光盤(pán)中至少一個(gè)的信息記錄面上反射的所述光束的光檢測(cè)器，最好具備接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束以及由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器，和接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器。
項(xiàng)目1-52所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-51所述的光拾取裝置中，最好具備帶有衍射結(jié)構(gòu)并且在所述第二和第三光束的共同光路上配置的耦合透鏡。
根據(jù)項(xiàng)目1-52所述的結(jié)構(gòu)，由于具備為了使波長(zhǎng)λ2和波長(zhǎng)λ3光束通過(guò)而被共同化的帶有衍射結(jié)構(gòu)的耦合透鏡，所以，通過(guò)耦合透鏡上設(shè)置的衍射結(jié)構(gòu)，使對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的物鏡與耦合透鏡組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)一致，就能把對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的傳感器共同化。若對(duì)波長(zhǎng)λ1的光束使用個(gè)別的耦合透鏡，則能自由地設(shè)定整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的倍率，若對(duì)所述波長(zhǎng)λ1、λ3的光束使用共同的耦合透鏡，則能減少光拾取裝置的零件。
項(xiàng)目1-53所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-51或項(xiàng)目1-52所述的光拾取裝置中，最好把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束以及由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器、所述第二光源和所述第三光源通過(guò)容納在同一個(gè)框體內(nèi)而被組件化。
項(xiàng)目1-54所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-52～項(xiàng)目1-53任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
項(xiàng)目1-55所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好具備光檢測(cè)器，其接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束；第一激光器，其把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化；第二激光器，其把接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化。
根據(jù)項(xiàng)目1-55所述的結(jié)構(gòu)，由于其具備第一激光器，其把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化；第二激光器，其把接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器與所述第三光源組件化，所以即使對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)的光束而把耦合透鏡與物鏡組合的共軛長(zhǎng)有不同時(shí)，也能以少的零件數(shù)來(lái)構(gòu)成拾取光學(xué)系統(tǒng)。
項(xiàng)目1-56所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好把具有多個(gè)棱鏡功能的層式棱鏡，配置在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3的各光束中至少兩個(gè)光束的共同光路上。
根據(jù)項(xiàng)目1-56所述的結(jié)構(gòu)，由于把具有多個(gè)棱鏡功能的層式棱鏡配置在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3的各光束中至少兩個(gè)光束的共同光路上，所以能使波長(zhǎng)不同的多個(gè)光束接近并進(jìn)行光路合成。因此，能減少零件數(shù)和提高光拾取裝置的簡(jiǎn)潔化。
項(xiàng)目1-57所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-5～項(xiàng)目1-26、項(xiàng)目1-35、項(xiàng)目1-36、項(xiàng)目1-51、項(xiàng)目1-55、項(xiàng)目1-56任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上設(shè)置具有衍射光柵的耦合透鏡，最好把所述物鏡在與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
物鏡的跟蹤檢測(cè)方法之一是三光束法，這是把由衍射光柵產(chǎn)生的三個(gè)衍射光用傳感器接受。其衍射光柵若與耦合透鏡一體化，則能減少零件數(shù)。
項(xiàng)目1-58所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目1-1～項(xiàng)目1-22任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中所使用的物鏡。
根據(jù)本發(fā)明，能得到對(duì)具有高密度光盤(pán)的至少三種光盤(pán)進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄中使用的，在跟蹤特性上不出現(xiàn)問(wèn)題的物鏡，以及使用該物鏡的光拾取裝置。
下面說(shuō)明本發(fā)明的其他實(shí)施方式。
項(xiàng)目2-1所述的結(jié)構(gòu)，其至少具備對(duì)保護(hù)基板厚度t1的第一光盤(pán)使用從第一光源射出的波長(zhǎng)λ1的光束進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄，和對(duì)保護(hù)基板厚度t2(t1≤t2)的第二光盤(pán)使用從第二光源射出的波長(zhǎng)λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的光束進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄，和對(duì)保護(hù)基板厚度t3(t2＜t3)的第三光盤(pán)使用從第三光源射出的波長(zhǎng)λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的光束進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄的光拾取裝置用的物鏡中，所述物鏡在對(duì)所述各光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)，是把各自對(duì)應(yīng)的所述波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束射入而使用，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m1滿(mǎn)足0＜m1≤1/10。
作為保護(hù)基板厚度t2，更理想的是最好0.9×t1≤t2。
項(xiàng)目2-2所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1所述的物鏡中，最好滿(mǎn)足0＜m1≤1/20。
作為光學(xué)系統(tǒng)倍率m1，更理想的是最好0＜m1≤1/15。
項(xiàng)目2-3所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1或項(xiàng)目2-2所述的物鏡中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3，最好滿(mǎn)足-1/10≤m3＜0。
項(xiàng)目2-4所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-3所述的物鏡中，最好滿(mǎn)足-1/20≤m3＜0。
作為光學(xué)系統(tǒng)倍率m3，更理想的是最好滿(mǎn)足-1/15≤m3＜0。
在物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)面上形成的相位結(jié)構(gòu)，是用于把由第一波長(zhǎng)λ1和第二波長(zhǎng)λ2的波長(zhǎng)差引起的色差，和/或由第一光盤(pán)的保護(hù)層與第二光盤(pán)的保護(hù)層的厚度差引起的球差進(jìn)行校正的結(jié)構(gòu)。在此所說(shuō)的色差是指由波長(zhǎng)差引起的光軸方向的波像差最小位置變動(dòng)。
所述的相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)、給予光路差結(jié)構(gòu)的任一個(gè)便可。作為衍射結(jié)構(gòu)，如圖1(a)和圖1(b)模式所示，是由多個(gè)環(huán)帶100構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，和如圖2(a)和圖2(b)模式所示，是由在臺(tái)階差101方向的有效徑內(nèi)相同的多個(gè)環(huán)帶102構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀，和如圖3(a)和圖3(b)模式所示，是由內(nèi)部形成有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的多個(gè)環(huán)帶103構(gòu)成，和如圖4(a)和圖4(b)模式所示，是由在臺(tái)階差104方向的有效徑中途替換的多個(gè)環(huán)帶105構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀。作為給予光路差結(jié)構(gòu)，如圖4模式所示，是由在臺(tái)階差104方向的有效徑中途替換的多個(gè)環(huán)帶105構(gòu)成，且具有光軸的斷面形狀是臺(tái)階形狀。因此，在圖4中模式表示的結(jié)構(gòu)，有是衍射結(jié)構(gòu)的情況，也有是給予光路差結(jié)構(gòu)的情況。從圖1(a)到圖4(b)，是模式表示把各相位結(jié)構(gòu)形成在平面上的情況，但也可以把各相位結(jié)構(gòu)形成在球面或非球面上。本說(shuō)明書(shū)把圖1(a)、圖1(b)、圖2(a)、圖2(b)和圖4(a)、圖4(b)所示由多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)用記號(hào)“DOE”表示，把圖3(a)和圖3(b)所示形成在內(nèi)部的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)用記號(hào)“HOE”表示。
如項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-4所述的結(jié)構(gòu)，把波長(zhǎng)λ1的光束作為平緩會(huì)聚光向物鏡射入，把波長(zhǎng)λ3的光束作為平緩發(fā)散光向物鏡射入，這樣，例如與把波長(zhǎng)λ1的光束作為平行光射入的情況相比，能抑制物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率，能抑制跟蹤時(shí)像差的發(fā)生量。
若滿(mǎn)足保護(hù)基板厚度t2是0.9×t1≤t2、光學(xué)系統(tǒng)倍率m1是0＜m1≤1/15和光學(xué)系統(tǒng)倍率m3是-1/15≤m3＜0中的至少一個(gè)，則即使是比現(xiàn)有物鏡薄的超細(xì)長(zhǎng)透鏡，也能抑制跟蹤時(shí)像差的發(fā)生量。
項(xiàng)目2-5所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-4任一項(xiàng)所述的物鏡中，最好在所述物鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置相位結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目2-5所述的結(jié)構(gòu)，是在物鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置相位結(jié)構(gòu)，所以利用該相位結(jié)構(gòu)能進(jìn)行第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的互換，在物鏡是塑料材料時(shí)利用材料折射率的溫度依賴(lài)性來(lái)校正溫度變化時(shí)產(chǎn)生的像差，或進(jìn)行波長(zhǎng)最短的第一光盤(pán)的色校正等。
項(xiàng)目2-6所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)最好是衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目2-6所述的結(jié)構(gòu)，由于相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)，所以能把第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的互換、校正物鏡對(duì)溫度的像差或第一光盤(pán)的色校正等更有效地進(jìn)行。
項(xiàng)目2-7所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6所述的物鏡中，最好所述物鏡的阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90，所述衍射結(jié)構(gòu)在所述第三光盤(pán)的記錄或再現(xiàn)中沒(méi)使用的區(qū)域上形成的與各環(huán)帶之間光軸平行方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)。
根據(jù)項(xiàng)目2-7所述的結(jié)構(gòu)，由于物鏡的阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90，衍射結(jié)構(gòu)在第三光盤(pán)的記錄和/或再現(xiàn)中沒(méi)使用的區(qū)域上形成的與各環(huán)帶之間光軸平行方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)，所以通過(guò)了所述區(qū)域的波長(zhǎng)λ3的光束，其光量被分散成大于或等于兩個(gè)的不需要的衍射光，對(duì)第三光盤(pán)的調(diào)焦信號(hào)不產(chǎn)生強(qiáng)的疑似信號(hào)。因此物鏡能進(jìn)行良好的調(diào)焦。
項(xiàng)目2-8所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-7所述的物鏡中，最好滿(mǎn)足
5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)。
根據(jù)項(xiàng)目2-8所述的結(jié)構(gòu)，由于滿(mǎn)足5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)，所以使用的波長(zhǎng)λ1、λ2光束的衍射光在理論上其衍射效率高。
項(xiàng)目2-9所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-7或項(xiàng)目2-8所述的物鏡中，在把從所述第一光源射出的光束波長(zhǎng)變化了+10nm的光束射入時(shí)，把近軸聚光位置設(shè)定為P0，把所述波長(zhǎng)λ3光束記錄和/或再現(xiàn)時(shí)所使用的第一區(qū)域中的通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P1，把配置所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域中的通過(guò)距離光軸最近區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P3時(shí)，最好滿(mǎn)足
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0
為了對(duì)記錄·再現(xiàn)信號(hào)沒(méi)有不良影響，理想的是低光量的同時(shí)，把不需要的衍射光不聚光在波長(zhǎng)λ3光束聚光點(diǎn)的位置上。在光量最高的兩個(gè)衍射級(jí)數(shù)光聚光位置與球差中，球差由第二光盤(pán)對(duì)第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)倍率來(lái)決定。另一方面，由于波長(zhǎng)特性也由第二光盤(pán)對(duì)第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)倍率來(lái)決定，所以，根據(jù)球差和波長(zhǎng)特性這雙方的觀(guān)點(diǎn)來(lái)設(shè)定適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)倍率。
聚光位置由物鏡的色差決定。為了把耀斑的聚光位置盡可能地遠(yuǎn)離其調(diào)焦位置，就需要增大色差的絕對(duì)值。但若色差變大，則衍射間距變小，效率降低，有跳模時(shí)不能記錄的問(wèn)題，所以取得色差與耀斑聚光位置的平衡是重要的。
根據(jù)此，只要如項(xiàng)目2-9所述的結(jié)構(gòu)那樣，把近軸聚光位置設(shè)定為P0，在波長(zhǎng)λ3光束記錄和/或再現(xiàn)中使用的第一區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P1，配置在第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域中把通過(guò)距離光軸最近區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P3時(shí)，滿(mǎn)足
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0，
則由于波長(zhǎng)短N(yùn)A高，所以對(duì)誤差靈敏度嚴(yán)的波長(zhǎng)λ1的光束來(lái)說(shuō)，在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，或跳模時(shí)也能抑制波像差?lèi)夯?。而且?duì)數(shù)值孔徑大于或等于NA3的波長(zhǎng)λ3的光束來(lái)說(shuō)，能在向光盤(pán)上與聚光點(diǎn)不同的位置聚光的同時(shí)把光密度降低。
項(xiàng)目2-10所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-7或項(xiàng)目2-8所述的物鏡中，在所述波長(zhǎng)λ1的光束的波長(zhǎng)變化時(shí)，最好縱球差在所述第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向。
根據(jù)項(xiàng)目2-10所述的結(jié)構(gòu)，在所述波長(zhǎng)λ1的光束的波長(zhǎng)變化時(shí)，縱球差在所述第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向。所說(shuō)的縱球差在第一區(qū)域內(nèi)的像差斜率與在第二區(qū)域內(nèi)的像差斜率是同方向，是指在第一區(qū)域隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光從物鏡離開(kāi)并與光軸相交時(shí)，在第二區(qū)域也隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光從物鏡離開(kāi)并與光軸相交。另一方面，在第一區(qū)域隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光與物鏡接近并與光軸相交時(shí)，在第二區(qū)域也隨著光從通過(guò)的光軸離開(kāi)的距離而光與物鏡接近并與光軸相交。在此，高級(jí)像差通過(guò)光學(xué)元件的組合而消除是困難的，但如上所述，只要通過(guò)第一區(qū)域的光束聚光位置的變化方向與通過(guò)所述第二區(qū)域的光束聚光位置的變化方向是同方向，則即使在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，波像差也不產(chǎn)生高級(jí)像差，在第三光盤(pán)側(cè)能進(jìn)行良好的孔徑限制。
項(xiàng)目2-11所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6所述的物鏡中，在所述波長(zhǎng)λ3的光束射入時(shí)，所述光學(xué)面上通過(guò)大于或等于對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的數(shù)值孔徑區(qū)域的光，最好從在所述第三光盤(pán)上聚光的點(diǎn)位置離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置聚光。
根據(jù)項(xiàng)目2-11所述的結(jié)構(gòu)，由于波長(zhǎng)λ3的光束射入時(shí)，光學(xué)面上通過(guò)大于或等于對(duì)波長(zhǎng)λ3光束的數(shù)值孔徑區(qū)域的光，是從在第三光盤(pán)上聚光的點(diǎn)位置離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置聚光，所以，對(duì)大于或等于數(shù)值孔徑NA3的波長(zhǎng)λ3光束，在其光盤(pán)中能使其向使波長(zhǎng)λ3的記錄·再現(xiàn)沒(méi)問(wèn)題程度地從聚光點(diǎn)離開(kāi)的位置聚光，而且能抑制誤差靈敏度大的波長(zhǎng)λ1光束的波長(zhǎng)變化、溫度變化、跳模時(shí)的波像差?lèi)夯?br> 項(xiàng)目2-12所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)最好是對(duì)所述波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束給予正衍射作用的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目2-12所述的結(jié)構(gòu)，由于相位結(jié)構(gòu)，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束給予正衍射作用，所以例如在物鏡是塑料材料時(shí)能利用材料折射率的溫度依賴(lài)性來(lái)校正物鏡對(duì)溫度的像差特性。
項(xiàng)目2-13所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-10所述的物鏡中，對(duì)所述第一、第二、第三光盤(pán)中的至少一個(gè)光盤(pán)，在其信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波像差成分，即溫度上升時(shí)的三級(jí)球差變化，最好是正的。
在此，只要相對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)變化的三級(jí)球差變化與相對(duì)溫度上升的三級(jí)球差變化的符號(hào)相反，則由于在通常的高溫環(huán)境下激光的振蕩波長(zhǎng)變長(zhǎng)，所以?xún)烧呦嗷サ窒２⒉皇峭耆窒?，而是如?xiàng)目2-13那樣，作為球差變化殘留下正的球差時(shí)，能抑制波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)的波像差?lèi)夯?br> 項(xiàng)目2-14所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)的光焦度最好是負(fù)的。
如項(xiàng)目2-14所述的結(jié)構(gòu)，設(shè)置在物鏡光學(xué)面上的相位結(jié)構(gòu)對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的光束中至少一個(gè)光束是負(fù)的衍射光焦度，其與物鏡材料的正的折射光焦度抵消，這樣就能校正由波長(zhǎng)變動(dòng)引起的色差。
項(xiàng)目2-15所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5～項(xiàng)目2-14任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)最好設(shè)置在所述光學(xué)面上所述波長(zhǎng)λ2光束通過(guò)的區(qū)域。
根據(jù)項(xiàng)目2-15所述的結(jié)構(gòu)，由于在光學(xué)面的所述波長(zhǎng)λ2光束通過(guò)的區(qū)域上設(shè)置了相位結(jié)構(gòu)，所以能把第一光盤(pán)與第二光盤(pán)互換。例如在第一光盤(pán)與第二光盤(pán)的有效徑大致相同的HD與DVD的情況下，還能進(jìn)行第一光盤(pán)的色校正。
項(xiàng)目2-16所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6～項(xiàng)目2-15任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)最好是使所述波長(zhǎng)λ1的光束實(shí)質(zhì)上以不被給予相位差而透射，而使所述波長(zhǎng)λ2的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射。
根據(jù)項(xiàng)目2-16所述的結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)相位結(jié)構(gòu)使波長(zhǎng)λ1的光束實(shí)質(zhì)上以不被給予相位差而透射，而使波長(zhǎng)λ2的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射，所以，能對(duì)波長(zhǎng)有選擇地給予衍射作用。
項(xiàng)目2-17所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-6～項(xiàng)目2-15任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)最好是使所述波長(zhǎng)λ2的光束以不被給予相位差而透射，而使所述波長(zhǎng)λ1的光束實(shí)質(zhì)上被給予相位差而衍射的結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目2-18所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-14所述的物鏡中，在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束波長(zhǎng)變化在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好是滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]
項(xiàng)目2-19所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-14所述的物鏡中，在所述第二光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ2光束波長(zhǎng)變化在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好是滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.2[μm/nm]
項(xiàng)目2-20所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5～項(xiàng)目2-19任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，最好在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
8×λ1/(n1-1)≤d＜9×λ1/(n1-1)
n1所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目2-21所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5～項(xiàng)目2-19任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，最好在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
6×λ1/(n1-1)≤d＜7×λ1/(n1-1)
n1所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目2-22所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5～項(xiàng)目2-19任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述相位結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，所述相位結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，最好在波長(zhǎng)λ3記錄和/或再現(xiàn)所使用的區(qū)域形成的所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d滿(mǎn)足下式的結(jié)構(gòu)。
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)
n1是所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目2-23所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-22任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距f1，最好滿(mǎn)足0.8mm≤f1≤4.0mm。
項(xiàng)目2-24所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-23所述的物鏡中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距f1，最好滿(mǎn)足1.3mm≤f1≤2.2mm。
項(xiàng)目2-25所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-24任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ3光束的所述光盤(pán)側(cè)的數(shù)值孔徑NA3，最好滿(mǎn)足0.49≤NA3≤0.54。
項(xiàng)目2-26所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-25任一項(xiàng)所述的物鏡中，最好t1＝t2。
項(xiàng)目2-27所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-26任一項(xiàng)所述的物鏡中，所述物鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ2光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m2，最好是m2＝0。
根據(jù)項(xiàng)目2-27所述的結(jié)構(gòu)，由于物鏡對(duì)波長(zhǎng)λ2光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m2，是m2＝0，所以對(duì)NA高的第二光盤(pán)向物鏡射入平行光，在跟蹤時(shí)不產(chǎn)生彗差。
項(xiàng)目2-28所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-27任一項(xiàng)所述的物鏡中，其最好是塑料制的。
項(xiàng)目2-29所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-27任一項(xiàng)所述的物鏡中，其最好是玻璃制的。
項(xiàng)目2-30所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-29任一項(xiàng)所述的物鏡中，其最好是把兩個(gè)透鏡組合的結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目2-31所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-5所述的物鏡中，所述物鏡也可以是大于或等于兩個(gè)透鏡的結(jié)構(gòu)，最好在最靠近所述光源側(cè)配置的透鏡上設(shè)置所述相位結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目2-32所述的結(jié)構(gòu)是其最好具備項(xiàng)目2-1～項(xiàng)目2-31任一項(xiàng)所述的物鏡。
項(xiàng)目2-33所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ3光束的光路上配置數(shù)值孔徑限制元件。
項(xiàng)目2-34所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，所述數(shù)值孔徑限制元件最好是液晶元件或是波長(zhǎng)選擇濾光片。
項(xiàng)目2-35所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，最好在所述波長(zhǎng)λ1光束的光路上配置色差校正元件，其具有校正所述波長(zhǎng)λ1光束色差的功能。
項(xiàng)目2-36所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，最好具備光檢測(cè)器，其在對(duì)所述第一光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第一光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束，在對(duì)所述第二光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第二光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束，在對(duì)所述第三光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第三光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束。
項(xiàng)目2-37所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-36所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，最好配置在光軸方向上能移動(dòng)的耦合透鏡。
在此，物鏡的倍率對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)雖然完全不同，但如項(xiàng)目2-37所述的結(jié)構(gòu)，把耦合透鏡配置在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，只要移動(dòng)耦合透鏡，使由物鏡和耦合透鏡組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)一致，就能對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)把傳感器共同化，使用把多個(gè)光源組件化了的激光器。耦合透鏡可以是單透鏡，也可以是多個(gè)透鏡，是多個(gè)透鏡時(shí)，可以?xún)H移動(dòng)其中的一個(gè)，也可以是多個(gè)同時(shí)移動(dòng)。
項(xiàng)目2-38所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-37所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，最好配置耦合透鏡和液晶元件。
物鏡的倍率對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)雖然完全不同，但如項(xiàng)目2-38所述的結(jié)構(gòu)，把耦合透鏡和液晶元件配置在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，通過(guò)使由物鏡、耦合透鏡和液晶元件組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)一致，就能對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)把傳感器共同化，使用把多個(gè)光源組件化了的激光器。
項(xiàng)目2-39所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-37或項(xiàng)目2-38所述的光拾取裝置中，最好在所述耦合透鏡的至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目2-39所述的結(jié)構(gòu)，由于在所述耦合透鏡的至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)，所以使用衍射作用能抑制對(duì)波長(zhǎng)λ1光束的色差和溫度變化時(shí)產(chǎn)生的波像差?lèi)夯?br> 項(xiàng)目2-40所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-39所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)，其在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束波長(zhǎng)變化在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ，最好滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]
項(xiàng)目2-41所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-37所述的光拾取裝置中，最好把所述耦合透鏡與液晶元件一體化。
項(xiàng)目2-42所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-36～項(xiàng)目2-41任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，最好把所述第二光源和所述第三光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)，使其組件化。
項(xiàng)目2-43所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-31所述的光拾取裝置中，接受由所述第一、第二、第三光盤(pán)中至少一個(gè)的信息記錄面上反射光束的光檢測(cè)器，最好具備接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束以及由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器，和接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器。
項(xiàng)目2-44所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-43所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上配置耦合透鏡，最好在該耦合透鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)項(xiàng)目2-44所述的結(jié)構(gòu)，由于在波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，配置耦合透鏡，且在該耦合透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)，所以利用該衍射結(jié)構(gòu)能把對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的傳感器共同化。而且衍射結(jié)構(gòu)還能同時(shí)進(jìn)行波長(zhǎng)λ1的色差校正。衍射結(jié)構(gòu)也可以形成在一個(gè)面或多個(gè)面上。若是波長(zhǎng)λ3的光也通過(guò)耦合透鏡的結(jié)構(gòu)時(shí)，則能減少整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的零件數(shù)。
項(xiàng)目2-45所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距fc，最好滿(mǎn)足6mm≤fc≤15mm。
項(xiàng)目2-46所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44所述的光拾取裝置中，最好在僅通過(guò)所述波長(zhǎng)λ1光束的光路中配置對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的色差校正元件。
項(xiàng)目2-47所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44～項(xiàng)目2-46任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，把像散板配置在接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束以及由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述耦合透鏡之間的光路中，最好至少所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束中的一個(gè)波長(zhǎng)的光束，在所述像散板反射之后再向所述耦合透鏡射入。
根據(jù)項(xiàng)目2-47所述的結(jié)構(gòu)，至少波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束中的一個(gè)波長(zhǎng)的光束，在像散板反射之后再向所述耦合透鏡射入，但該像散板不僅對(duì)射入光檢測(cè)器的光給予像散，而且還具有把從光源到耦合透鏡的光進(jìn)行彎曲的作用，所以，就不需要設(shè)置個(gè)別具有這些作用的零件，其結(jié)果是能減少光拾取裝置整體的零件個(gè)數(shù)。
項(xiàng)目2-48所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44～項(xiàng)目2-46任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，把復(fù)合光束分光器配置在接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束以及由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述耦合透鏡之間的光路中，所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2的光束在所述復(fù)合光束分光器被光路合成后再向所述耦合透鏡射入，最好通過(guò)該復(fù)合光束分光器使所述波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束的去路和回路的光路不同。
根據(jù)項(xiàng)目2-48所述的結(jié)構(gòu)，由于是使用具有把波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束的光路合成，和把去路和回路分開(kāi)功能的多功能復(fù)合光束分光器，所以能減少光拾取裝置整體的零件個(gè)數(shù)。
項(xiàng)目2-49所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-48所述的光拾取裝置中，最好所述復(fù)合光束分光器具備第一面，其具有根據(jù)波長(zhǎng)透射或反射光的分色功能；第二面，其具有根據(jù)偏振光方向進(jìn)行透射或反射的光束分光功能；第三面，其反射光。
根據(jù)項(xiàng)目2-49所述的結(jié)構(gòu)，由于復(fù)合光束分光器在具有進(jìn)行光路合成的第一面、把去路和回路分開(kāi)的第二面之外，還具有反射光的第三面，所以能把復(fù)合光束分光器射出光對(duì)射入光的角度自由設(shè)定，能把光拾取裝置簡(jiǎn)潔化。
項(xiàng)目2-50所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-49所述的光拾取裝置中，最好所述波長(zhǎng)λ2的光束，在從所述第二光源射出時(shí)，透射所述第一面和所述第二面之后從所述復(fù)合光束分光器射出，在從所述耦合透鏡射出時(shí)，通過(guò)在所述第二面和所述第三面反射而從所述復(fù)合光束分光器射出。所述波長(zhǎng)λ1的光束從所述第一光源射出時(shí)，則是通過(guò)在所述第一面反射后透射第二面而從所述復(fù)合光束分光器射出，在從所述耦合透鏡射出時(shí)，通過(guò)在所述第二面和所述第三面反射而從所述復(fù)合光束分光器射出。
項(xiàng)目2-51所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成，具有所述衍射結(jié)構(gòu)光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d最好滿(mǎn)足下式。
2×λ1/(n1-1)≤d＜3×λ1/(n1-1)
n1所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目2-52所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44～項(xiàng)目2-51任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)最好形成在所述耦合透鏡的光盤(pán)側(cè)的光學(xué)面和所述光源側(cè)的光學(xué)面這兩個(gè)面上。
項(xiàng)目2-53所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-52所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡的所述光源側(cè)的光學(xué)面上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)，是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成，所述衍射結(jié)構(gòu)具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d最好滿(mǎn)足下式。
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)
n1所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
項(xiàng)目2-54所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-52或項(xiàng)目2-53所述的光拾取裝置中，在所述耦合透鏡的所述光源側(cè)的光學(xué)面上形成的所述衍射結(jié)構(gòu)，最好使所述波長(zhǎng)λ1的光束以不被給予實(shí)質(zhì)性的相位差而透射，使所述波長(zhǎng)λ2的光束被給予實(shí)質(zhì)性的相位差而進(jìn)行衍射。
項(xiàng)目2-55所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-44所述的光拾取裝置中，最好把通過(guò)所述波長(zhǎng)λ1和λ2光束的耦合透鏡與通過(guò)所述波長(zhǎng)λ3光束的耦合透鏡分別進(jìn)行配置。
項(xiàng)目2-56所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-43所述的光拾取裝置中，最好接受由所述第三光盤(pán)信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源光束的光檢測(cè)器是全息激光器。
項(xiàng)目2-57所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，接受由所述第一、第二和第三光盤(pán)中至少一個(gè)的信息記錄面上反射的所述光束的光檢測(cè)器，最好具備接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束以及由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器，和接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第一光源的光束的光檢測(cè)器。
項(xiàng)目2-58所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-57所述的光拾取裝置中，最好具備使所述波長(zhǎng)λ2和波長(zhǎng)λ3的光束通過(guò)而共同化的帶有衍射結(jié)構(gòu)耦合透鏡。
根據(jù)項(xiàng)目2-58所述的結(jié)構(gòu)，由于具備為了使波長(zhǎng)λ2和波長(zhǎng)λ3光束通過(guò)的被共同化的帶有衍射結(jié)構(gòu)的耦合透鏡，所以，通過(guò)耦合透鏡上設(shè)置的衍射結(jié)構(gòu)，使對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的物鏡與耦合透鏡組合的光學(xué)系統(tǒng)的共軛長(zhǎng)一致，就能把對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ2光束的傳感器共同化。若對(duì)波長(zhǎng)λ1的光束使用個(gè)別的耦合透鏡，則能自由地設(shè)定整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的倍率，若對(duì)波長(zhǎng)λ1、λ3的光束使用共同的耦合透鏡，則能減少光拾取裝置的零件。
項(xiàng)目2-59所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-57或項(xiàng)目2-58所述的光拾取裝置中，最好把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束以及由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器、所述第二光源和所述第三光源通過(guò)容納在同一個(gè)框體內(nèi)而被組件化。
項(xiàng)目2-60所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，最好具備光檢測(cè)器，其接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束；第一激光器，其把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化；第二激光器，其把接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化。
根據(jù)項(xiàng)目2-60所述的結(jié)構(gòu)，由于其具備第一激光器，其把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第二光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化；第二激光器，其把接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的來(lái)自所述第三光源的光束的光檢測(cè)器與所述第二光源組件化，所以即使對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)的光束而把耦合透鏡與物鏡組合的共軛長(zhǎng)有不同時(shí)，也能以少的零件數(shù)來(lái)構(gòu)成拾取光學(xué)系統(tǒng)。
項(xiàng)目2-61所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32所述的光拾取裝置中，最好把具有多個(gè)棱鏡功能的層式棱鏡，配置在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3的各光束中至少兩個(gè)光束的共同光路上。
根據(jù)項(xiàng)目2-61所述的結(jié)構(gòu)，由于把具有多個(gè)棱鏡功能的層式棱鏡配置在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3的各光束中至少兩個(gè)光束的共同光路上，所以能使波長(zhǎng)不同的多個(gè)光束接近并進(jìn)行光路合成。因此，能減少零件數(shù)和提高光拾取裝置的簡(jiǎn)潔化。
項(xiàng)目2-62所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-32～項(xiàng)目2-36、項(xiàng)目2-42、項(xiàng)目2-43、項(xiàng)目2-57、項(xiàng)目2-60、項(xiàng)目2-61任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上設(shè)置具有衍射光柵的耦合透鏡，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
項(xiàng)目2-63所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-37～項(xiàng)目2-41、項(xiàng)目2-44～項(xiàng)目2-55、項(xiàng)目2-58、項(xiàng)目2-59任一項(xiàng)所述的光拾取裝置中，所述耦合透鏡上設(shè)置有衍射光柵，最好把所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)由所述耦合透鏡的所述衍射光柵來(lái)檢測(cè)。
物鏡的跟蹤檢測(cè)方法之一是三光束法，這是把由衍射光柵產(chǎn)生的三級(jí)衍射光用傳感器接受。其衍射光柵若如項(xiàng)目2-62、項(xiàng)目2-63所述結(jié)構(gòu)那樣與耦合透鏡一體化，則能減少零件數(shù)。
項(xiàng)目2-64所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-36所述的光拾取裝置中具備耦合透鏡，其最好能在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上，在光軸方向上移動(dòng)。
項(xiàng)目2-65所述的結(jié)構(gòu)是最好把項(xiàng)目2-64所述的耦合透鏡與液晶元件一體化。
項(xiàng)目2-66所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-43所述的光拾取裝置中具備耦合透鏡，最好在該耦合透鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)，且配置在所述波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3各光束的共同光路上。
項(xiàng)目2-67所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-66所述的耦合透鏡中，對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的焦距fc，最好是滿(mǎn)足6mm≤fc≤15mm。
項(xiàng)目2-68所述的結(jié)構(gòu)是項(xiàng)目2-66所述的耦合透鏡，最好是把通過(guò)所述波長(zhǎng)λ1和λ2光束的耦合透鏡與通過(guò)所述波長(zhǎng)λ3光束的耦合透鏡分別進(jìn)行配置。
項(xiàng)目2-69所述的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)目2-57所述的光拾取裝置中具備耦合透鏡，該耦合透鏡最好具有衍射結(jié)構(gòu)和為了所述波長(zhǎng)λ2和波長(zhǎng)λ3的光束通過(guò)而被共同化。
根據(jù)本發(fā)明，能得到對(duì)具有高密度光盤(pán)的至少三種光盤(pán)進(jìn)行信息再現(xiàn)和/或記錄中使用的，在跟蹤特性上不出現(xiàn)問(wèn)題的物鏡，以及使用該物鏡的光拾取裝置。
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。
圖5是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU1結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層(保護(hù)基板)PL1的厚度t1＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。
但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。作為第一光盤(pán)也可以使用保護(hù)層PL1的厚度t1是0.1mm左右的BD。
對(duì)第一光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和/或再現(xiàn)時(shí)，物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率(第一倍率m1)是0＜m1≤1/10。即本實(shí)施例的物鏡OBJ是把第一光束作為平緩的會(huì)聚光射入的結(jié)構(gòu)。
對(duì)第二光盤(pán)和第三光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和/或再現(xiàn)時(shí)，物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率(第二倍率m2和第三倍率m3)沒(méi)有特別的限制，但本實(shí)施例是把第二光束作為平緩的會(huì)聚光而射入、把第三光束作為平緩的發(fā)散光(-1/10≤m3＜0而射入的結(jié)構(gòu)。
光拾取裝置PU1包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其把對(duì)高密度光盤(pán)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；第一光束用光檢測(cè)器PD1，其接受把由HD信息記錄面上反射的來(lái)自藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1的光束進(jìn)行反射的光束；光源單元LU，其把對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)的紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，和對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器LD3(第三光源)一體化；光檢測(cè)器PD2，其接受由DVD信息記錄面反射的來(lái)自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束和由CD信息記錄面反射的來(lái)自紅外半導(dǎo)體激光器LD3的光束；第一準(zhǔn)直透鏡COL1，其僅通過(guò)第一光束；第二準(zhǔn)直透鏡COL2，其通過(guò)第二光束和第三光束；物鏡OBJ，其光學(xué)面上形成有作為相位結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)，且具有把激光光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光的功能的兩面是非球面；第一光束分光器BS1；第二光束分光器BS2；第三光束分光器BS3；光圈STO；1/4波長(zhǎng)板RE；傳感器透鏡SEN1和SEN2等。
光拾取裝置PU1在對(duì)高密度光盤(pán)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖5中實(shí)線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束，通過(guò)第一光束分光器BS1到達(dá)第一準(zhǔn)直透鏡COL1。
透射第一準(zhǔn)直透鏡COL1時(shí)第一光束被變換成平緩的的會(huì)聚光，并通過(guò)第二光束分光器BS2和1/4波長(zhǎng)板RE到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第一保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC1進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、1/4波長(zhǎng)板RE、第二光束分光器BS2、第一準(zhǔn)直透鏡COL1，在第一光束分光器BS1被分開(kāi)，由傳感器透鏡SEN1給予像散，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD1的輸出信號(hào)能讀取記錄在高密度光盤(pán)HD上的信息。
在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖5中虛線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3到達(dá)第二準(zhǔn)直透鏡COL2。
透射第二準(zhǔn)直透鏡COL2時(shí)其被變換成平緩的會(huì)聚光，在第二光束分光器BS2被反射并通過(guò)1/4波長(zhǎng)板RE到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第二保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC1進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
或是也可以把第二光束通過(guò)第二準(zhǔn)直透鏡COL2時(shí)變換成平緩的發(fā)散光，在第二光束分光器BS2反射，通過(guò)1/4波長(zhǎng)板RE向物鏡OBJ射入。
在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、1/4波長(zhǎng)板RE，在第二光束分光器BS2被反射后通過(guò)準(zhǔn)直透鏡COL2，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD2的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD2的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖5中點(diǎn)劃線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅外半導(dǎo)體激光器LD3發(fā)光。從紅外半導(dǎo)體激光器LD3射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3到達(dá)第二準(zhǔn)直透鏡COL2。
透射第二準(zhǔn)直透鏡COL2時(shí)其被變換成平緩的發(fā)散光束，在第二光束分光器BS2被反射并通過(guò)1/4波長(zhǎng)板RE到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第三保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC1進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、1/4波長(zhǎng)板RE，在第二光束分光器BS2被反射后通過(guò)準(zhǔn)直透鏡COL2，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD2的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD2的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
下面說(shuō)明物鏡OBJ的結(jié)構(gòu)。
物鏡是其光源側(cè)的光學(xué)面S1和光盤(pán)側(cè)的光學(xué)面S2都是非球面結(jié)構(gòu)的塑料透鏡。
物鏡的光學(xué)面S1，被分割成與NA3內(nèi)區(qū)域?qū)?yīng)的具有光軸的第一區(qū)域AREA1，和與從NA3到NA2區(qū)域?qū)?yīng)的第二區(qū)域AREA2。
第一區(qū)域AREA1用于在光軸的中心側(cè)進(jìn)行第一光束、第二光束、第三光束的記錄和/或再現(xiàn)。而第二區(qū)域AREA2是配置在第一區(qū)域外側(cè)，用于進(jìn)行第一光束和第二光束的記錄和/或再現(xiàn)。
在高密度光盤(pán)是BD時(shí)，第二區(qū)域AREA2最好被分割成從NA3到NA2的區(qū)域。
也可以如后面實(shí)施例那樣把光學(xué)面S1、S2都進(jìn)行分割，例如，也可以是把第一區(qū)域AREA1與第二區(qū)域AREA2的分割在光學(xué)面S1進(jìn)行，把第二區(qū)域AREA2與第三區(qū)域AREA3的分割在光學(xué)面S2進(jìn)行，這樣也可以是用兩個(gè)光學(xué)面分擔(dān)的結(jié)構(gòu)。而且也可以HD和DVD的有效徑差小，而如圖6那樣設(shè)置第三區(qū)域AREA3的結(jié)構(gòu)。
第二區(qū)域AREA2中衍射結(jié)構(gòu)HOE的各環(huán)帶之間與光軸平行方向的臺(tái)階差量dout形成得滿(mǎn)足(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)，最好是滿(mǎn)足5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)。在此，物鏡OBJ的阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90。
只要這樣形成物鏡OBJ，則通過(guò)CD記錄和/或再現(xiàn)時(shí)不使用的區(qū)域的波長(zhǎng)λ3的光束，其光量被分散成大于或等于兩個(gè)的不需要衍射光，而對(duì)CD的調(diào)焦信號(hào)不產(chǎn)生強(qiáng)的疑似信號(hào)。因此，能良好地進(jìn)行物鏡的調(diào)焦。
在第三光束射入時(shí)，也可以把通過(guò)第二區(qū)域AREA2的光從CD上聚光點(diǎn)離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置聚光。這樣，對(duì)大于或等于數(shù)值孔徑NA3的第三光束，能使其向使CD上第三光束的記錄·再現(xiàn)沒(méi)問(wèn)題程度地從聚光點(diǎn)離開(kāi)的位置聚光，而且能抑制誤差靈敏度大的第一光束的波長(zhǎng)變化、溫度變化、跳模時(shí)的波像差?lèi)夯?br> 也可以把第二區(qū)域AREA2設(shè)定成與后述的第一區(qū)域AREA1相同的結(jié)構(gòu)，使用物鏡另外配置的數(shù)值孔徑限制元件來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)于NA3的孔徑限制。也可以在物鏡OBJ的光學(xué)面S1近旁配置數(shù)值孔徑限制元件AP，通過(guò)雙軸傳動(dòng)裝置把數(shù)值孔徑限制元件AP與物鏡OBJ一體進(jìn)行跟蹤驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
在數(shù)值孔徑限制元件AP的光學(xué)面上，形成有具有透過(guò)率波長(zhǎng)選擇性的波長(zhǎng)選擇濾光片WF。該波長(zhǎng)選擇濾光片WF由于具有在NA3內(nèi)的區(qū)域使第一波長(zhǎng)λ1到第三波長(zhǎng)λ3的所有波長(zhǎng)透射，在從NA3到NA1的區(qū)域僅遮斷第三波長(zhǎng)λ3而使第一波長(zhǎng)λ1和第二波長(zhǎng)λ2透射的透過(guò)率波長(zhǎng)選擇性，所以利用該波長(zhǎng)選擇性能進(jìn)行對(duì)應(yīng)于NA3的孔徑限制。
作為孔徑限制的方法，不僅是利用波長(zhǎng)選擇濾光片WF的方法，而且也可以是機(jī)械切換光圈的方式和后述的利用液晶相位控制元件LCD的方式。
形成在第一區(qū)域AREA1上的衍射結(jié)構(gòu)HOE，其在各環(huán)帶內(nèi)形成的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的深度D，設(shè)定成是由D·(N-1)/λ1＝2·q計(jì)算出的值，把各環(huán)帶內(nèi)的分割數(shù)P設(shè)定為5。但λ1把從第一發(fā)光點(diǎn)EP1射出的激光光束的波長(zhǎng)用微米單位來(lái)表示(在此，λ1＝0.408μm)，q是自然數(shù)。
對(duì)于光軸方向的深度D是這樣設(shè)定的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在第一波長(zhǎng)λ1的第一光束射入時(shí)，在鄰接的臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生2×λ1(μm)的光路差，由于第一光束實(shí)質(zhì)上不被給予相位差，所以其不衍射地原樣進(jìn)行透射(本說(shuō)明書(shū)中叫做“0級(jí)衍射光”)。
對(duì)于該臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在第三波長(zhǎng)λ3(在此，λ3＝0.785μm)的第三光束射入時(shí)，在鄰接的臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生(2×λ1/λ3)×λ3(μm)的光路差。由于第三波長(zhǎng)λ3是λ1的大致兩倍，所以在鄰接的臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生大致1×λ3(μm)的光路差，第三光束也與第一光束同樣地實(shí)質(zhì)上不被給予相位差，所以其不衍射地原樣進(jìn)行透射(0級(jí)衍射光)。
另一方面相對(duì)該臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在第二波長(zhǎng)λ2(在此，λ2＝0.658μm)的第二光束射入時(shí)，在鄰接的臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生2×0.408×(1.5064-1)/(1.5242-1)-0.658＝0.13(μm)的光路差。由于把各環(huán)帶內(nèi)的分割數(shù)P設(shè)定為5，所以在鄰接的環(huán)帶之間產(chǎn)生第二波長(zhǎng)λ2一個(gè)波長(zhǎng)分的光路差為(0.13×5＝0.65≈1×0.658)，第二光束向+1級(jí)方向衍射(+1級(jí)衍射光)。這時(shí)第二光束+1級(jí)衍射光的衍射效率是87.5％，是對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的足夠的光量。
衍射結(jié)構(gòu)HOE各環(huán)帶的寬度，被設(shè)定為在第二光束射入時(shí)通過(guò)衍射作用對(duì)+1級(jí)衍射光附加限定的球差。對(duì)第一光盤(pán)的倍率、基板厚度、波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，由第二光盤(pán)的倍率、基板厚度、波長(zhǎng)產(chǎn)生的球差通過(guò)由衍射附加的球差而消除，這樣第二光束在DVD的信息記錄面RL2上形成良好的點(diǎn)。
在物鏡OBJ光學(xué)面S1的第一區(qū)域AREA1上，也可以形成由具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)DOE1或DOE2(圖1(a)相當(dāng)于DOE1、圖1(b)相當(dāng)于DOE2)。
衍射結(jié)構(gòu)DOE中臺(tái)階在光軸方向的距離D，設(shè)定為對(duì)波長(zhǎng)407nm(形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE的光學(xué)元件對(duì)波長(zhǎng)407nm的折射率是1.559806)的8級(jí)衍射光的衍射效率是100％。若對(duì)設(shè)定有這樣臺(tái)階深度的衍射結(jié)構(gòu)DOE1射入第二光束(形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE的光學(xué)元件對(duì)波長(zhǎng)655nm的折射率是1.540725)時(shí)，則+5級(jí)衍射光產(chǎn)生87.8％的衍射效率，若射入第三光束(形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE的光學(xué)元件對(duì)波長(zhǎng)785nm的折射率是1.537237)時(shí)，則+4級(jí)衍射光產(chǎn)生99.9％的衍射效率，所以，在任何波長(zhǎng)區(qū)域都能得到足夠的衍射效率。
而只要對(duì)衍射結(jié)構(gòu)DOE2也設(shè)定同樣的在光軸方向的距離D，則對(duì)第一、第二和第三光束來(lái)說(shuō)，各自的衍射光具有相同的衍射效率。
如本實(shí)施例這樣，通過(guò)衍射效率是100％的光的波長(zhǎng)(炫耀化波長(zhǎng))不是λ1而是從λ1稍微離開(kāi)，就能提高對(duì)λ2的衍射效率，所以也能取得衍射效率對(duì)各自波長(zhǎng)的光的平衡。
在衍射結(jié)構(gòu)DOE的情況下，以第一光束波長(zhǎng)變化+10nm時(shí)，若把近軸聚光位置設(shè)定為P0，把通過(guò)第一區(qū)域AREA1中距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P1，把通過(guò)第二區(qū)域AREA2中距離光軸最近區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域光束的聚光位置設(shè)定為P3時(shí)，則滿(mǎn)足下面的關(guān)系。
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0
通過(guò)滿(mǎn)足該關(guān)系，則由于波長(zhǎng)短N(yùn)A高，所以對(duì)誤差靈敏度嚴(yán)的第一光束來(lái)說(shuō)，在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，或跳模時(shí)也能抑制波像差?lèi)夯６覍?duì)數(shù)值孔徑大于或等于NA3的波長(zhǎng)λ3的光束來(lái)說(shuō)，能在向光盤(pán)上與聚光點(diǎn)不同的位置聚光的同時(shí)把光密度降低。
以第一光束變化波長(zhǎng)時(shí)，最好第一區(qū)域AREA1上的聚光位置與第二區(qū)域AREA2上的聚光位置的變位方向是同方向。在此，所說(shuō)的聚光位置的變位方向是同方向，是指在第一區(qū)域AREA1隨著從光軸離開(kāi)的距離而光從物鏡OBJ離開(kāi)而聚光時(shí)，在第二區(qū)域AREA2也隨著從光軸離開(kāi)而光從物鏡OBJ離開(kāi)而聚光，在第一區(qū)域AREA1隨著向光軸靠近距離而光向光軸靠近而聚光時(shí)，在第二區(qū)域AREA2也隨著向光軸靠近而光向物鏡OBJ靠近而聚光。這樣即使在波長(zhǎng)變化時(shí)和溫度變化時(shí)，波像差也不產(chǎn)生高級(jí)像差，在第三光盤(pán)側(cè)能進(jìn)行良好的孔徑限制。
本實(shí)施例的物鏡OBJ，主要對(duì)性能容許范圍狹窄的高密度光盤(pán)滿(mǎn)足正弦條件。因此，在使用高密度光盤(pán)時(shí)對(duì)物鏡OBJ射入平緩的會(huì)聚光，則由物鏡OBJ的跟蹤引起的彗差就幾乎沒(méi)有問(wèn)題。而CD，對(duì)高密度光盤(pán)主要是保護(hù)層厚度和物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率有大的不同而不能滿(mǎn)足正弦條件，但在物鏡OBJ進(jìn)行跟蹤時(shí)成為產(chǎn)生彗差主要原因的倍率與正弦條件中，其倍率小，所以，彗差是在充分進(jìn)行記錄·再現(xiàn)中能使用的水平。
但想進(jìn)一步校正在跟蹤時(shí)的球差時(shí)，也可以在物鏡OBJ的光源側(cè)設(shè)置彗差校正元件，或設(shè)置具有校正功能準(zhǔn)直透鏡或耦合透鏡。
第二準(zhǔn)直透鏡COL2就是具有降低該彗差功能的彗差校正元件，在紅外半導(dǎo)體激光器LD3的發(fā)光點(diǎn)位于物鏡OBJ光軸上的狀態(tài)下，在第三光束通過(guò)的有效徑內(nèi)，球差被校正到小于或等于衍射界限，在有效徑的外側(cè)，設(shè)計(jì)成使球差向校正過(guò)大方向產(chǎn)生。
這樣，物鏡OBJ進(jìn)行跟蹤時(shí)，第三光束由于通過(guò)設(shè)計(jì)成具有大的球差的區(qū)域，所以在透射了第二準(zhǔn)直透鏡COL2和物鏡OBJ的第三光束上被附加了彗差。第二準(zhǔn)直透鏡COL2有效徑外側(cè)的球差的方向和大小，被決定成該彗差和紅外半導(dǎo)體激光器LD3的發(fā)光點(diǎn)成為軸外物點(diǎn)而引起的彗差相抵消。
也可以是通過(guò)與物鏡OBJ跟蹤同步地傾斜驅(qū)動(dòng)物鏡OBJ而把由物鏡OBJ跟蹤產(chǎn)生的彗差與由傾斜驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彗差相抵消的結(jié)構(gòu)。作為傾斜驅(qū)動(dòng)物鏡OBJ的方法，也可以是通過(guò)由三軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行傾斜驅(qū)動(dòng)而把由物鏡OBJ跟蹤產(chǎn)生的彗差與由傾斜驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彗差相抵消的結(jié)構(gòu)。
也可以是通過(guò)與物鏡OBJ跟蹤同步地由雙軸傳動(dòng)裝置把第二準(zhǔn)直透鏡COL2在與光軸垂直方向上驅(qū)動(dòng)，而把物鏡OBJ對(duì)CD的跟蹤特性成為良好的結(jié)構(gòu)。
如上，本實(shí)施例所示的光拾取裝置PU1，對(duì)第一光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和/或再現(xiàn)時(shí)，把物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率(第一倍率m1)設(shè)定為0＜m1≤1/10的范圍內(nèi)，把第一光束作為平緩的會(huì)聚光射入，而且在對(duì)第三光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和/或再現(xiàn)時(shí)，把物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率(第三倍率m3)設(shè)定為-1/10≤m3＜0的范圍內(nèi)，把第三光束作為平緩的發(fā)散光射入的結(jié)構(gòu)。
這樣，例如與設(shè)定第一倍率m1＝0、第三倍率m3＜-1/10，把第一光束作為平行光射入的同時(shí)把第三光束作為發(fā)散光射入的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，其能抑制物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率，能得到可抑制跟蹤時(shí)像差發(fā)生量的高密度光盤(pán)/DVD/CD互換用的光拾取裝置。
本實(shí)施例中第二準(zhǔn)直管L2把波長(zhǎng)λ2的光束作為平緩的會(huì)聚光射出，而把波長(zhǎng)λ3的光束作為平緩的發(fā)散光射出，但并不限定于此，其也可以是第二準(zhǔn)直管L2把波長(zhǎng)λ2和λ3的光束一起作為不同的平緩的發(fā)散光射出的結(jié)構(gòu)。
物鏡OBJ從重量輕、便宜的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，希望是塑料的，但從耐溫性、耐光性來(lái)考慮，則其也可以是玻璃制作的。現(xiàn)在主要在市場(chǎng)上市的是折射型玻璃注塑非球面透鏡，但若使用正在開(kāi)發(fā)的低熔點(diǎn)玻璃，則還能制作設(shè)置有衍射結(jié)構(gòu)的玻璃注塑透鏡。光學(xué)用途塑料的開(kāi)發(fā)也正在進(jìn)行中，有由溫度引起的折射率變化小的材料。由溫度引起的折射率變化的符號(hào)即使是相反或相同的符號(hào)，也能夠通過(guò)混合絕對(duì)值小的無(wú)機(jī)微粒子來(lái)減小樹(shù)脂整體由溫度引起的折射率變化。同樣地，也有把分散小的無(wú)機(jī)微粒子進(jìn)行混合來(lái)減小樹(shù)脂整體的分散的材料，把這些在BD用物鏡中使用，則更加有效果。
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明用的實(shí)施例。
本實(shí)施例的光拾取裝置PU2，與所述第一實(shí)施例表示的光拾取裝置PU1比較，其主要不同點(diǎn)是代替第一準(zhǔn)直透鏡COL1和第二準(zhǔn)直透鏡COL2而具備耦合透鏡CUL。
圖7是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU2結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層PL1的厚度t1＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。
光拾取裝置PU2包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；第一光束用光檢測(cè)器PD1，其接受由HD信息記錄面上反射的來(lái)自藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1的第一光束；光源單元LU23，其把對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)的紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，和對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器LD3(第三光源)一體化；光檢測(cè)器PD23，其接受由DVD信息記錄面反射的來(lái)自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的第二光束和由CD信息記錄面反射的來(lái)自紅外半導(dǎo)體激光器LD3的第三光束；耦合透鏡CUL，其通過(guò)第一～第三光束；物鏡OBJ，其具有把各光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光的功能；第一光束分光器BS1；第二光束分光器BS2；第三光束分光器BS3；光圈STO；傳感器透鏡SEN1和SEN2；單軸傳動(dòng)裝置AC1；雙軸傳動(dòng)裝置AC2；光束整形元件BSH等。
本實(shí)施例具備作為波長(zhǎng)λ2和波長(zhǎng)λ3光束用而被共同化了光檢測(cè)器PD23和波長(zhǎng)λ1光束用的光檢測(cè)器PD1，但并不限定于此，其也可以是具備作為波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3光束用而被共同化了的一個(gè)光檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)。
耦合透鏡CUL是從光源側(cè)順序配置的，由具有正折射力的第一透鏡L1和具有負(fù)折射力的第二透鏡L2的兩個(gè)塑料制的透鏡所構(gòu)成。
詳細(xì)說(shuō)明在后面敘述，但使用光拾取裝置時(shí)是在波長(zhǎng)λ1或λ2的光束通過(guò)時(shí)和波長(zhǎng)λ3的光束通過(guò)時(shí)變化第一透鏡L1的位置，這樣來(lái)改變第一透鏡與第二透鏡在光軸方向上的間隔，使各光束的射出角變化。
光拾取裝置PU2對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P1。
然后，如圖7中實(shí)線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束通過(guò)透射光束整形元件BSH而其斷面形狀從橢圓形被整形成圓形之后，通過(guò)第一、第二光束分光器BS1、BS2，由通過(guò)第一透鏡L1和第二透鏡而被變換成平緩的的會(huì)聚光后，到達(dá)物鏡OBJ。
把通過(guò)物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)接受衍射作用而產(chǎn)生的第一光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)HD的保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上聚光而形成第一聚光點(diǎn)。該第一聚光點(diǎn)的色差被抑制在進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄所必須的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是，第一聚光點(diǎn)的色差絕對(duì)值被抑制在小于或等于0.15μm/nm。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第二透鏡L2、第一透鏡L1、第二光束分光器BS2，在第一光束分光器BS1被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN1被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD1的輸出信號(hào)能讀取記錄在HD上的信息。
在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，與對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)同樣，首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P1。
然后，如圖7中虛線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3，在第二光束分光器BS2反射，由通過(guò)第一透鏡L1和第二透鏡而被變換成平行光束后，到達(dá)物鏡OBJ。
把通過(guò)物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)接受衍射作用而產(chǎn)生的第二光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)DVD的保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上聚光而形成第二聚光點(diǎn)。該第二聚光點(diǎn)的色差被抑制在進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄所必須的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是，第二聚光點(diǎn)的色差絕對(duì)值被抑制在小于或等于0.25μm/nm。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第二透鏡L2、第一透鏡L1，在第二光束分光器BS2被反射，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN2被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD23的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD23的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P2。把在該時(shí)刻的第一透鏡用圖7的虛線(xiàn)表示。
然后，如圖7中點(diǎn)劃線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅外半導(dǎo)體激光器LD3發(fā)光。從紅外半導(dǎo)體激光器LD3射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3，在第二光束分光器BS2被反射，并通過(guò)第一透鏡L1和第二透鏡。
在此，如上所述，由于把第一透鏡L1在光軸上的位置向光信息記錄媒體側(cè)移動(dòng)，所以作為發(fā)散光向第一透鏡L1射入的第三光束，并不作為會(huì)聚光從第二透鏡L2射出，而是作為與向第一透鏡L1射入時(shí)發(fā)散角不同的發(fā)散光射出，到達(dá)物鏡OBJ。
把通過(guò)物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)接受衍射作用而產(chǎn)生的第三光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)CD的保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上聚光而形成第三聚光點(diǎn)。該第三聚光點(diǎn)的色差被抑制在進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄所必須的范圍內(nèi)。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第二透鏡L2、第一透鏡L1，在第二光束分光器BS2被反射，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN2被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD23的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD23的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
這樣，在使用HD時(shí)和使用CD時(shí)變化第一透鏡L1與第二透鏡L2的間隔，通過(guò)使物鏡OBJ對(duì)波長(zhǎng)λ1光束和對(duì)波長(zhǎng)λ3光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率不同，來(lái)校正由HD與CD保護(hù)層厚度不同而引起的球差。
如上所述，本實(shí)施例所示的光拾取裝置PU2，在波長(zhǎng)λ1光束通過(guò)時(shí)和在波長(zhǎng)λ3光束通過(guò)時(shí)，通過(guò)使第一透鏡沿光軸方向移動(dòng)而改變第一透鏡與第二透鏡在光軸方向上的間隔，使波長(zhǎng)λ1的光束作為平緩的會(huì)聚光向物鏡OBJ射入，并且使波長(zhǎng)λ2的光束作為不同的會(huì)聚光向物鏡OBJ射入，使波長(zhǎng)λ3的光束作為發(fā)散光向物鏡OBJ射入。這樣，使物鏡OBJ對(duì)波長(zhǎng)λ1光束和對(duì)波長(zhǎng)λ3光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率不同，能校正由HD與CD保護(hù)層厚度不同而引起的球差，能校正波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2由波長(zhǎng)差引起的色球差。
本實(shí)施例中耦合透鏡CUL是把波長(zhǎng)λ2的光束作為平行光射出的，但并不限定于此，其也可以是作為發(fā)散光和會(huì)聚光射出的結(jié)構(gòu)。但即使在這時(shí)，為了確保所述校正由HD與CD保護(hù)層厚度不同而引起的球差的功能，也是把波長(zhǎng)λ3的光束以比波長(zhǎng)λ2光束大的發(fā)散角從耦合透鏡CUL射出。
如圖7所示，并不是在光源單元LU23的近旁配置衍射光柵，而是在耦合透鏡CUL上設(shè)置衍射光柵，若通過(guò)衍射光柵檢測(cè)物鏡在光軸垂直方向上的移動(dòng)，則在減少零件個(gè)數(shù)的方面是理想的。
使用了把第二光源LD2和第三光源LD3組件化了的光源單元LU23，但并不限定于此，其也可以把第二光源LD2和第三光源LD3分別配置。通過(guò)使用光源單元LU23而把構(gòu)成光拾取裝置PU2光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件在第二光束和第三光束上共同化，所以能實(shí)現(xiàn)光拾取裝置PU2的小型化和減少零件個(gè)數(shù)。
在使用CD時(shí)把第一透鏡L1沿光軸方向向光信息記錄媒體移動(dòng)，但并不限定于此，其也可以把第二透鏡L2向光源側(cè)移動(dòng)。
在HD和DVD是從光源側(cè)向光軸方向順序地至少由透明保護(hù)基板、第一信息記錄面、中間層、第二信息記錄面層合構(gòu)成的雙層盤(pán)等多層盤(pán)時(shí)，就產(chǎn)生需要校正在記錄/再現(xiàn)時(shí)由層問(wèn)調(diào)焦跳躍而引起產(chǎn)生的球差。作為該球差的校正方法，可以舉出變化向物鏡OBJ射入光束的射入角的方法。
把為了校正由HD與CD保護(hù)層厚度不同而引起的球差而在使用CD時(shí)移動(dòng)的透鏡(第一透鏡L1或第二透鏡L2)，設(shè)定成校正由層間調(diào)焦跳躍而引起產(chǎn)生的球差用的結(jié)構(gòu)，這樣，光拾取裝置PU2就不需要新設(shè)置校正由多層盤(pán)的調(diào)焦跳躍而引起產(chǎn)生的球差用的機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)光拾取裝置PU2的小型化和減少零件個(gè)數(shù)。
使用CD時(shí)作為第一透鏡或第二透鏡的移動(dòng)距離，最好在1mm～3mm的范圍內(nèi)。
作為由于校正由多層盤(pán)的調(diào)焦跳躍而引起產(chǎn)生的球差用的第一透鏡或第二透鏡的移動(dòng)距離，最好在0.1mm～0.5mm的范圍內(nèi)。
代替所述第二實(shí)施例所示的在光軸方向上能移動(dòng)的耦合透鏡CUL，也可以是如圖8的光拾取裝置PU3所示那樣，把固定型且具備衍射結(jié)構(gòu)的耦合透鏡CUL配置在波長(zhǎng)λ1～λ3光束的共同光路上，并僅在波長(zhǎng)λ2和λ3光束通過(guò)的光路上配置具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件GL的結(jié)構(gòu)。
這時(shí)，通過(guò)使從耦合透鏡CUL到第一光源LDI的距離與從耦合透鏡CUL到光源單元LU23的距離不同，而使物鏡OBJ對(duì)波長(zhǎng)λ1光束與波長(zhǎng)λ3的光學(xué)系統(tǒng)倍率不同，同時(shí)能利用衍射結(jié)構(gòu)校正由HD與CD保護(hù)層厚度不同而引起的球差。
在圖8光拾取裝置PU3的第一光束與第二光束的共同光路上，若配置具有多個(gè)棱鏡功能的層式棱鏡時(shí)，則能省略第一光束分光器BS1和第二光束分光器BS2，在減少零件和光拾取裝置PU3的簡(jiǎn)潔化方面是理想的。圖18是表示層式棱鏡的說(shuō)明圖，在這種層式棱鏡LP上由于設(shè)置有對(duì)第一光束的第一棱鏡面LP1和對(duì)第二光束的第二棱鏡面LP2，所以利用一個(gè)層式棱鏡LP1就能把第一光束和第二光束進(jìn)行分光。
若把具有三個(gè)棱鏡面的層式棱鏡配置在第一光束、第二光束、第三光束的共同光路上，則還能省略第一光束分光器BS1、第二光束分光器BS2和第三光束分光器BS3，在減少零件和進(jìn)一步提高小型化上是理想的。
圖9是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU4結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層(保護(hù)基板)PL1的厚度t1＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。
但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。作為第一光盤(pán)也可以使用保護(hù)層PL1的厚度t1是0.1mm左右的BD。
本實(shí)施例的物鏡OBJ，是把波長(zhǎng)λ1的第一光束和波長(zhǎng)λ2的第二光束作為平緩的會(huì)聚光射入，把第三光束作為平緩的發(fā)散光射入的結(jié)構(gòu)。
光拾取裝置PU4包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，其對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)；第一光束與第二光束公用的光檢測(cè)器PD1；全息激光器LD3，其把對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器(第三光源)與第三光束用光檢測(cè)器一體化；耦合透鏡CUL，其通過(guò)第一～第三光束；物鏡OBJ，其光學(xué)面上形成有衍射結(jié)構(gòu)，且具有把激光光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光功能的兩面是非球面；雙軸傳動(dòng)裝置(未圖示)，其把物鏡OBJ向規(guī)定方向移動(dòng)；第一光束分光器BS1；第二光束分光器BS2；第三光束分光器BS3；光圈STO等。
光拾取裝置PU4在對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖9中實(shí)線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束，通過(guò)第一～第三光束分光器BS1～3到達(dá)耦合透鏡CUL。
透射耦合透鏡CUL時(shí)第一光束被變換成平緩的會(huì)聚光，通過(guò)光圈STO到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第一保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第三光束分光器BS3、第二光束分光器BS2，在第一光束分光器BS1被分開(kāi)，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD1的輸出信號(hào)能讀取記錄在高密度光盤(pán)HD上的信息。
在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖9中虛線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，在第二光束分光器BS2被反射，通過(guò)第三光束分光器BS3到達(dá)耦合透鏡CUL。
透射耦合透鏡CUL時(shí)的第二光束，由耦合透鏡CUL的衍射結(jié)構(gòu)其被變換成與HD不同的平緩的會(huì)聚光，通過(guò)光圈STO到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第二保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第三光束分光器BS3、第二光束分光器BS2，在第一光束分光器BS1被分開(kāi)，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD1的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖9中點(diǎn)劃線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使全息激光器LD3的紅外半導(dǎo)體激光器發(fā)光。從紅外半導(dǎo)體激光器射出的發(fā)散光束，在第三光束分光器BS3被反射并到達(dá)耦合透鏡CUL。
透射耦合透鏡CUL時(shí)，由于從紅外半導(dǎo)體激光器到耦合透鏡CUL的距離與從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1到耦合透鏡CUL的距離不同，所以第三光束被變換成平緩的發(fā)散光，并通過(guò)光圈STO到達(dá)物鏡OBJ，由物鏡OBJ通過(guò)第三保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上形成點(diǎn)。物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。
在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，并會(huì)聚在全息激光器的光檢測(cè)器的受光面上。然后使用光檢測(cè)器的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
下面說(shuō)明耦合透鏡CUL的結(jié)構(gòu)。
耦合透鏡CUL是塑料制的單透鏡，在其射出面(光盤(pán)的光學(xué)面)的大致整個(gè)區(qū)域上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。
衍射結(jié)構(gòu)DOE是由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶構(gòu)成，具有光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離d設(shè)定為滿(mǎn)足下式。
2×λ1/(n1-1)≤d＜3×λ1/(n1-1)
n1耦合透鏡CUL對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率。
這樣，對(duì)波長(zhǎng)407nm(形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE的物鏡對(duì)波長(zhǎng)407nm的折射率是1.559806)衍射級(jí)數(shù)是奇數(shù)的衍射光(例如在N＝2時(shí)的+3級(jí)衍射光)的衍射效率大致是100％。把第二光束(形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE的物鏡對(duì)波長(zhǎng)655nm的折射率是1.540725)對(duì)該衍射結(jié)構(gòu)DOE射入時(shí)，由于+2級(jí)衍射光產(chǎn)生88％的衍射效率，所以，在第一光束和第二光束任一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域都能得到足夠的衍射效率。
耦合透鏡CUL的衍射結(jié)構(gòu)DOE，把在HD的信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的色差設(shè)定為對(duì)Δλ＝1nm的波長(zhǎng)變動(dòng)是小于或等于0.1μm，是理想的。
說(shuō)明第四實(shí)施例。圖12是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU5結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層PL1的厚度t1＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。
光拾取裝置PU5包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，其對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)；全息激光器LD3，其把對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器與第三光束用光檢測(cè)器一體化；光檢測(cè)器PD，其公用于第一光束、第二光束和第三光束；耦合透鏡CUL，其通過(guò)第一～第三光束；物鏡OBJ，其具有把激光光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光的功能；像散板AP，其使到達(dá)光檢測(cè)器PD的光產(chǎn)生像散；監(jiān)控傳感器透鏡MSE；監(jiān)控光檢測(cè)器MPD；第一光束分光器BS1；第二光束分光器BS2；光圈STO等。
在此，最好把耦合透鏡CUL對(duì)波長(zhǎng)λ1這第一光束的焦距fc，設(shè)定為滿(mǎn)足6mm≤fc≤15mm，把物鏡OBJ對(duì)波長(zhǎng)λ1這第一光束的焦距f1，設(shè)定為滿(mǎn)足1.3mm≤f1≤2.2mm。把各焦距f1、fc收容在上述范圍內(nèi)，就能得到對(duì)被叫做超細(xì)長(zhǎng)透鏡的光拾取裝置合適的物鏡。
由于像散板AP是配置在作為波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2共同化了的監(jiān)控光檢測(cè)器MPD與耦合透鏡CUL之間的光路中，所以波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2光束的大部分是在像散板AP反射后向耦合透鏡CUL射入，而一部分向監(jiān)控光檢測(cè)器MPD射入。
光拾取裝置PU5在對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖12中實(shí)線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束，通過(guò)第一光束分光器BS1到達(dá)像散板AP，由該像散板AP分開(kāi)，大部分的光透射第二光束分光器BS2后在耦合透鏡CUL受到衍射作用而到達(dá)物鏡OBJ。而由像散板AP分開(kāi)的一部分的光透射監(jiān)控傳感器透鏡MSL，并向監(jiān)控光檢測(cè)器聚光，用于藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1的輸出調(diào)整。
把由物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)而接受衍射作用產(chǎn)生的第一光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)HD的保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上聚光，形成第一聚光點(diǎn)。
物鏡OBJ利用在其周邊配置的未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第二光束分光器BS2、像散板AP，在光檢測(cè)器PD的受光面上聚光。然后使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)能讀取記錄在HD上的信息。
在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖12中虛線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，在第一光束分光器BS1被反射而到達(dá)像散板AP，由該像散板AP分開(kāi)，大部分的光透射第二光束分光器BS2后在耦合透鏡CUL受到衍射作用而到達(dá)物鏡OBJ。而由像散板AP分開(kāi)的一部分的光透射監(jiān)控傳感器透鏡MSL，并向監(jiān)控光檢測(cè)器聚光，用于紅色半導(dǎo)體激光器LD2的輸出調(diào)整。
把物鏡OBJ通過(guò)得到衍射結(jié)構(gòu)的衍射作用而產(chǎn)生的第二光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)DVD的保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上聚光，形成第二聚光點(diǎn)。該第二聚光點(diǎn)的色差被抑制在進(jìn)行信息記錄和/或再現(xiàn)所需要的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是把第二聚光點(diǎn)色差的絕對(duì)值抑制到小于或等于0.25μm/nm。
物鏡OBJ利用在其周邊配置的未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第二光束分光器BS2、像散板AP，在光檢測(cè)器PD的受光面上聚光。然后使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，如圖12中點(diǎn)劃線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使全息激光器LD3發(fā)光。從全息激光器LD3射出的發(fā)散光束，在第二光束分光器BS2被反射后在耦合透鏡CUL接受衍射作用，并到達(dá)物鏡OBJ。
把由物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)而接受衍射作用產(chǎn)生的第三光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)CD的保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上聚光，形成第三聚光點(diǎn)。該第三聚光點(diǎn)的色差被抑制在進(jìn)行信息記錄和/或再現(xiàn)所需要的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是把第三聚光點(diǎn)色差的絕對(duì)值抑制到小于或等于0.25μm/nm。
物鏡OBJ利用在其周邊配置的未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第二光束分光器BS2，在全息激光器LD3的受光面上聚光。然后使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
說(shuō)明第五實(shí)施例。圖13和圖14是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU6結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層PL1的厚度t1＝0.6nm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。
光拾取裝置PU6包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，其對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)；全息激光器HG，其把對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器LD3(第三光源)與第三光束用光檢測(cè)器一體化；光檢測(cè)器PD，其公用于第一光束與第二光束；耦合透鏡CUL，其通過(guò)第一～第三光束；物鏡OBJ，其具有把各光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光的功能；反射鏡MIR，其把從耦合透鏡CUL射出的各光束向物鏡OBJ反射；復(fù)合光束分光器HBS；第一光束分光器BS1；傳感器透鏡SEN；光束整形器BSH；光圈STO；監(jiān)控傳感器透鏡ML；監(jiān)控光檢測(cè)器MPD；1/4波長(zhǎng)板RE；衍射光柵GT等。
在此，圖14是表示物鏡OBJ的側(cè)面圖，如該圖14所示，物鏡OBJ配置在反射鏡MIR的上方。在物鏡OBJ的上面，各光盤(pán)的信息記錄面RL1、RL2、RL3與之相對(duì)，透射物鏡OBJ的各光束在各光盤(pán)的信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光。
復(fù)合光束分光器HBS具備第一面CA1，其具有根據(jù)波長(zhǎng)而透射或反射的分色功能；第二面CA2，其具有把透射或反射了第一面CA1的光根據(jù)偏振光方向透射或反射的光束分光功能；第三面CA3，其把透射或反射了第二面CA2的光進(jìn)行反射。詳細(xì)說(shuō)明時(shí)則是，若把從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的波長(zhǎng)λ2的第二光束向復(fù)合光束分光器HBS射入，則該第二光束透射第一面CA1和第二面CA2后從復(fù)合光束分光器HBS射出。而若把從耦合透鏡CUL射出的波長(zhǎng)λ2的第二光束向復(fù)合光束分光器HBS射入，則該第二光束在第二面CA2和第三面CA3被反射后從復(fù)合光束分光器HBS射出。若把從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的波長(zhǎng)λ1的第一光束向復(fù)合光束分光器HBS射入，則該第一光束在第一面CA1被反射后透射第二面CA2而從復(fù)合光束分光器HBS射出。而若把從耦合透鏡CUL射出的波長(zhǎng)λ1的第一光束向復(fù)合光束分光器HBS射入，則該第一光束在第二面CA2和第三面CA3被反射后從復(fù)合光束分光器HBS射出。
在此，由于把傳感器透鏡SEN配置在復(fù)合光束分光器HBS與光檢測(cè)器PD之間，所以在第三面CA3被反射而從復(fù)合光束分光器HBS射出的光，由傳感器透鏡SEN給予像散，并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD的受光面上。
由于在藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1與復(fù)合光束分光器HBS之間配置有光束整形器BSH和衍射光柵GT，所以由光束整形器BSH把來(lái)自藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1的光束徑整形到接近正圓，由衍射光柵GT檢測(cè)使用HD、DVD時(shí)物鏡OBJ的跟蹤。
光拾取裝置PU6在對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，使圖13中的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束，透射復(fù)合光束分光器HBS、第一光束分光器BS1和耦合透鏡CUL而到達(dá)反射鏡MIR。利用該反射鏡MIR使由第一光束構(gòu)成的發(fā)散光束到達(dá)物鏡OBJ。然后，把由物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)而接受衍射作用產(chǎn)生的第一光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)HD的保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上聚光而形成第一聚光點(diǎn)(去路)。
物鏡OBJ利用在其周邊配置的未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、反射鏡MIR、耦合透鏡CUL、第一光束分光器BS1。然后，由第一光束構(gòu)成的反射光束向復(fù)合光束分光器HBS射入時(shí)，則如上所述，在第二面CA2和第三面CA3被反射而從復(fù)合光束分光器HBS射出，并通過(guò)傳感器透鏡SEN在光檢測(cè)器PD的受光面上聚光。然后使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)能讀取記錄在HD上的信息(回路)。
光拾取裝置PU6在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，使圖13中的紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，透射復(fù)合光束分光器HBS、第一光束分光器BS1和耦合透鏡CUL而到達(dá)反射鏡MIR。利用該反射鏡MIR使由第二光束構(gòu)成的發(fā)散光束到達(dá)物鏡OBJ。然后，把由物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)而接受衍射作用產(chǎn)生的第二光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)DVD的保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上聚光而形成第二聚光點(diǎn)。(去路)
物鏡OBJ利用未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、反射鏡MIR、耦合透鏡CUL、第一光束分光器BS1。然后，由第二光束構(gòu)成的反射光束向復(fù)合光束分光器HBS射入時(shí)，則如上所述，在第二面CA2和第三面CA3被反射而從復(fù)合光束分光器HBS射出，并通過(guò)傳感器透鏡SEN在光檢測(cè)器PD的受光面上聚光。然后使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。(回路)
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，使圖13中的全息激光器HG發(fā)光。從全息激光器HG射出的發(fā)散光束，在第一光束分光器BS1被反射后透射耦合透鏡CUL而到達(dá)物鏡OBJ。
然后，把由物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)而接受衍射作用產(chǎn)生的第三光束規(guī)定級(jí)數(shù)的衍射光，通過(guò)CD的保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上聚光而形成第三聚光點(diǎn)。
物鏡OBJ利用未圖示的雙軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、耦合透鏡CUL、第一光束分光器BS1，在全息激光器HG的受光面上聚光。然后使用全息激光器HG的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
這樣，只要使用復(fù)合光束分光器HBS就能省略光束分光器，能把光拾取裝置PU6自身變得更簡(jiǎn)潔。
而且光束分光器BS1的光合成面沒(méi)有偏振光依賴(lài)性，波長(zhǎng)λ1、λ2的光束通過(guò)約90％，把剩余的向監(jiān)控傳感器透鏡MSL方向分開(kāi)，而波長(zhǎng)λ3的光束約80％被反射，把剩余的向監(jiān)控傳感器透鏡MEL分開(kāi)。因此，來(lái)自光束分光器BS1的所有波長(zhǎng)的光束都向監(jiān)控傳感器透鏡MSL方向分開(kāi)，并利用監(jiān)控光檢測(cè)器MPD的檢測(cè)而感知激光器的輸出。通過(guò)該光束分光器BS1的分開(kāi)還能把監(jiān)控傳感器透鏡MEL、監(jiān)控光檢測(cè)器MPD對(duì)三個(gè)波長(zhǎng)的光束共同化，能減少零件個(gè)數(shù)。
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明用的實(shí)施例。
上述第一實(shí)施例表示的光拾取裝置PU1，是以在信息記錄面上反射的第一光束、第二光束的光路是共同的，而第三光束的光路是單獨(dú)的，這樣形成的情況為例進(jìn)行的說(shuō)明，但本實(shí)施例的光拾取裝置PU6，其第一光束、第二光束、第三光束的光路是共同的。
圖15是概略表示對(duì)HD(第一光盤(pán))和DVD(第二光盤(pán))和CD(第三光盤(pán))的任一個(gè)都能恰當(dāng)進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)的光拾取裝置PU6結(jié)構(gòu)的圖。HD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ1＝407nm，保護(hù)層PL1的厚度t1＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.65，DVD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ2＝655nm，保護(hù)層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學(xué)規(guī)格是波長(zhǎng)λ3＝785nm，保護(hù)層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。但波長(zhǎng)、保護(hù)層厚度和數(shù)值孔徑的組合并不限定于此。
光拾取裝置PU6包括藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1(第一光源)，其對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出407nm激光光束(第一光束)；光源單元LU23，其把對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出655nm激光光束(第二光束)的紅色半導(dǎo)體激光器LD2(第二光源)，和對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)發(fā)光并射出785nm激光光束(第三光束)的紅外半導(dǎo)體激光器LD3(第三光源)一體化；光檢測(cè)器PD1，其接受由HD、DVD和CD的至少一個(gè)信息記錄面上反射的光束；耦合透鏡CUL，其通過(guò)第一～第三光束；物鏡OBJ，其具有把各光束向信息記錄面RL1、RL2、RL3上聚光的功能；第一光束分光器BS1；第二光束分光器BS2；第三光束分光器BS3；光圈STO；傳感器透鏡SEN2；單軸傳動(dòng)裝置AC1；雙軸傳動(dòng)裝置AC2；光束整形元件BSH等。
耦合透鏡CUL是從光源側(cè)順序配置的，由具有負(fù)折射力的第二透鏡L2和具有正折射力的第一透鏡L1的兩個(gè)塑料制的透鏡所構(gòu)成。
在使用光拾取裝置時(shí)是在波長(zhǎng)λ1或λ2的光束通過(guò)時(shí)和波長(zhǎng)λ3的光束通過(guò)時(shí)改變第一透鏡L1的位置，這樣來(lái)改變第一透鏡與第二透鏡在光軸方向上的間隔，使各光束的射出角變化。
光拾取裝置PU6對(duì)HD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P1。
然后，如圖15中實(shí)線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束通過(guò)透射光束整形元件BSH而其斷面形狀從橢圓形被整形成圓形之后，通過(guò)第一、第二光束分光器BS2，由通過(guò)第二透鏡L2和第一透鏡L1而被變換成平緩的會(huì)聚光后，到達(dá)物鏡OBJ。
把物鏡OBJ通過(guò)得到衍射結(jié)構(gòu)的衍射作用而產(chǎn)生的第一光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)HD的保護(hù)層PL1在信息記錄面RL1上聚光而形成第一聚光點(diǎn)。該第一聚光點(diǎn)其色差被抑制在進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄所必須的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是，第一聚光點(diǎn)的色差絕對(duì)值被抑制在小于或等于0.05μm/nm。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL1上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第一透鏡L1、第二透鏡L2后，在第二光束分光器BS2被反射，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN2被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD1的輸出信號(hào)能讀取記錄在HD上的信息。
在對(duì)DVD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，也是首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P2。
然后，如圖15中虛線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅色半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光。從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3，在第二光束分光器BS2反射，由通過(guò)第二透鏡L2和第一透鏡L1而被變換成與HD不同的平緩的會(huì)聚光后，到達(dá)物鏡OBJ。
把物鏡OBJ通過(guò)得到衍射結(jié)構(gòu)的衍射作用而產(chǎn)生的第二光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)DVD的保護(hù)層PL2在信息記錄面RL2上聚光而形成第二聚光點(diǎn)。該第二聚光點(diǎn)其色差被抑制在進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄所必須的范圍內(nèi)，具體說(shuō)就是，第二聚光點(diǎn)的色差絕對(duì)值被抑制在小于或等于0.25μm/nm。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL2上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第二透鏡L2、第一透鏡L1，在第二光束分光器BS2被反射，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN2被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD23的輸出信號(hào)能讀取記錄在DVD上的信息。
在對(duì)CD進(jìn)行信息記錄/再現(xiàn)時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)單軸傳動(dòng)裝置AC1，把第一透鏡L1移動(dòng)到光軸上的位置P3。把在該時(shí)刻的第一透鏡用圖15的虛線(xiàn)表示。
然后，如圖15中點(diǎn)劃線(xiàn)描繪的其光線(xiàn)路徑那樣，首先使紅外半導(dǎo)體激光器LD3發(fā)光。從紅外半導(dǎo)體激光器LD3射出的發(fā)散光束，通過(guò)第三光束分光器BS3，在第二光束分光器BS2被反射，并通過(guò)第二透鏡L2和第一透鏡L1。
在此，如上所述，由于把第一透鏡L1在光軸上的位置向光信息記錄媒體側(cè)移動(dòng)，所以作為發(fā)散光向第一透鏡L1射入的第三光束，與向第一透鏡L1射入時(shí)發(fā)散角不同的發(fā)散光射出，到達(dá)物鏡OBJ。
把物鏡OBJ通過(guò)得到衍射結(jié)構(gòu)的衍射作用而產(chǎn)生的第三光束的規(guī)定級(jí)數(shù)衍射光，通過(guò)CD的保護(hù)層PL3在信息記錄面RL3上聚光而形成第三聚光點(diǎn)。
物鏡OBJ利用配置在其周邊的雙軸傳動(dòng)裝置AC2進(jìn)行調(diào)焦和跟蹤。在信息記錄面RL3上由信息位調(diào)制的反射光束，再次通過(guò)物鏡OBJ、第二透鏡L2、第一透鏡L1，在第二光束分光器BS2被反射，在第三光束分光器BS3被分開(kāi)，通過(guò)傳感器透鏡SEN2被給予像散并會(huì)聚在光檢測(cè)器PD1的受光面上。然后使用光檢測(cè)器PD23的輸出信號(hào)能讀取記錄在CD上的信息。
下面說(shuō)明在所述實(shí)施方式中表示的物鏡的實(shí)施例。
表1表示的是實(shí)施例1的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例1 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距 f1＝3.00mm f2＝3.10mm f3＝3.12mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.65NA2＝0.65NA3＝0.51
2面衍射級(jí)數(shù) n110 n26n35
2′面衍射級(jí)數(shù) n15n23
倍率m11/31.0 m21/54.3 m3-1/29.9
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 -90.00 -166.02 96.40 1(光 圈徑) ∞ 0.01(φ 3.964mm) 0.01(φ 3.964mm) 0.01(φ 3.288mm) 2 1.92355 1.65000 1.559806 1.65000 1.540725 1.65000 1.537237
2′ 1.98118 0.00583 1.559806 0.00583 1.540725 0.00583 1.537257 3 -16.03440 1.55 1.0 1.67 1.0 1.47 1.0 3′ -13.18912 0.00000 1.0 0.00000 1.0 0.00000 1.0 4 ∞ 0.6 1.61869 0.6 1.57752 12 1.57063 5 ∞
*di表示從第i面到第i+1面的變位。
*d2′、d3′分別表示從第2面到第2′面和從第3面到第3′面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第2面(0＜h≤1.662mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -4.4662×E-1
A4+8.7126×E-4
A6-1.9063×E-3
A8+9.2646×E-4
A10 -2.1198×E-4
A12 +1.6273×E-7
A14 +1.3793×E-6
光路差函數(shù)
B2-2.3141×E-1
B4-2.0141×E-2
B6-7.5021×E-3
B8+1.3559×E-3
B10 -4.0867×E-4
第2′面(1.662mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -4.1961×E-1
A4+3.0725×E-3
A6-2.5861×E-3
A8+9.6551×E-4
A10 -1.3826×E-4
A12+7.5482×E-6
A14-7.5795×E-7
光路差函數(shù)
B2 -5.4710×E-1
B4 -2.6404×E-2
B6 -1.5524×E-2
B8 -1.0308×E-3
B10+1.1379×E-3
第3面(0＜h≤1.362mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域
非球面系數(shù)
k -8.0653×E+2
A4 -5.5926×E-3
A6 +1.1660×E-2
A8 -6.4291×E-3
A10+1.5528×E-3
A12-1.3029×E-4
A14-3.4460×E-6
第3′面(1.362mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域
非球面系數(shù)
k -1.2782×E+3
A4 -7.3881×E-3
A6 +1.1800×E-2
A8 -6.0862×E-3
A10+1.6068×E-3
A12-2.3565×E-4
A14+1.5370×E-5
如表1所示，本實(shí)施例的物鏡是HD/DVD/CD互換用的物鏡，設(shè)定為波長(zhǎng)λ1＝407nm時(shí)的焦距f1＝3.00mm、倍率m1＝1/31.0，波長(zhǎng)λ2＝655nm時(shí)的焦距f2＝3.10mm、倍率m2＝1/54.3，波長(zhǎng)λ3＝785nm時(shí)的焦距f3＝3.12mm、倍率m3＝-1/29.9。
物鏡的射入面被區(qū)分成把光軸作為中心的高度0mm≤h≤1.662mm的第2面和1.662mm＜h的第2′面，物鏡的射出面被區(qū)分成把光軸作為中心的高度0mm≤h≤1.362mm的第3面和1.362mm＜h的第3′面。
第2面、第2′面、第3面和第3′面，是形成得由把表1表示的系數(shù)帶入下式(式1)的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
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在此，x是光軸方向的軸(把光行進(jìn)的方向設(shè)定為正)，k是圓錐系數(shù)，A2i是非球面系數(shù)。
在第2面和第2′面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差在把h(mm)設(shè)定為垂直光軸方向的高度，把B2i設(shè)定為光路差函數(shù)系數(shù)，把n設(shè)定為射入光束的衍射光中具有最大衍射效率的衍射光的衍射級(jí)數(shù)，把λ(nm)設(shè)定為射入衍射結(jié)構(gòu)的光束的波長(zhǎng)，把λB(nm)設(shè)定為衍射結(jié)構(gòu)的制造波長(zhǎng)時(shí)，由把表1表示的系數(shù)帶入下面的數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
<math> <mrow> <mi>&Phi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mn>5</mn> </munderover> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>h</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>i</mi> </mrow> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&times;</mo> <mi>n</mi> <mo>&times;</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>/</mo> <mi>&lambda;B</mi> </mrow> </math>
衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)λB是1.0mm。
表2表示的是實(shí)施例2的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例2 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距 f1＝3.00mm f2＝3.09mm f3＝3.12mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.65 NA2＝0.65 NA3＝0.51
2面衍射級(jí)數(shù) n18 n25 n34
2′面衍射級(jí)數(shù) n18 n25
倍率m11/34.2 m21/50.3 m3-1/30.5
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 -100 -152.15 98.11
1(光 圈徑) ∞ 0.01(φ 3.946mm) 0.01(φ 3.946mm) 0.01(φ 3.286mm) 2 1.95579 1.65000 1.559806 1.65000 1.540725 1.65000 1.537237 2′ 1.98098 0.00719 1.559806 0.00719 1.540725 0.00719 1.537237 3 -16.36147 1.56 1.0 1.66 1.0 1.46 1.0 3′ -13.60880 0.00000 1.0 0.00000 1.0 0.00000 1.0 4 ∞ 0.6 1.61869 0.6 1.57752 1.2 1.57063 5 ∞
*di表示從第i面到第i+1面的變位。
*d2′、d3′分別表示從第2面到第2′面和從第3面到第3′面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第2面(0＜h≤1.669mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -4.3361×E-1
A4+1.6282×E-3
A6-2.0857×E-3
A8+1.0150×E-3
A10 -1.9142×E-4
A12 -7.1077×E-6
A14 +2.7406×E-6
光路差函數(shù)
B2-4.6300×E-1
B4-3.5115×E-2
B6-6.2907×E-3
B8+2.0853×E-3
B10 -3.0419×E-4
第2′面(1.669mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -4.2244×E-1
A4+3.0487×E-3
A6-2.6223×E-3
A8+9.4560×E-4
A10 -1.4603×E-4
A12 +5.0391×E-6
A14 -1.3667×E-6
光路差函數(shù)
B2-4.2194×E-1
B4-2.1032×E-2
B6-1.3189×E-2
B8-1.5405×E-3
B10 +4.9103×E-4
第3面(0＜h≤1.367mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -1.1568×E+3
A4-5.4870×E-3
A6+1.1312×E-2
A8-6.5163×E-3
A10 +1.5966×E-3
A12 -1.1506×E-4
A14 -9.7212×E-6
第3′面(1.367mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -1.3413×E+3
A4-7.1899×E-3
A6+1.1899×E-2
A8-6.0565×E-3
A10 +1.6060×E-3
A12 -2.4616×E-4
A14 +1.7102×E-5
如表2所示，本實(shí)施例的物鏡是HD/DVD/CD互換用的物鏡，設(shè)定為波長(zhǎng)λ1＝407nm時(shí)的焦距f1＝3.00mm、倍率m1＝1/34.2，波長(zhǎng)λ2＝655nm時(shí)的焦距f2＝3.09mm、倍率m2＝1/50.3，波長(zhǎng)λ3＝785nm時(shí)的焦距f3＝3.12mm、倍率m3＝-1/30.5。
物鏡的射入面被區(qū)分成把光軸作為中心的高度0mm≤h≤1.669mm的第2面和1.669mm＜h的第2′面，物鏡的射出面被區(qū)分成把光軸作為中心的高度0mm≤h≤1.669mm的第3面和1.669mm＜h的第3′面。
第2面、第2′面、第3面和第3′面，是形成得由把表2表示的系數(shù)帶入所述式1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第2面和第2′面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表2表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)是1.0mm。
圖10(a)、圖10(b)，圖11(a)、圖11(b)是表示實(shí)施例1和實(shí)施例2中波長(zhǎng)變動(dòng)與fb變動(dòng)的關(guān)系，即相對(duì)于各光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的各光束波長(zhǎng)變化的在光軸方向上的波像差最小位置變化量dfb/dλ的圖。
表3表示的是實(shí)施例3的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例3 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距 f1＝2.2mmf2＝2.26mmf3＝2.27mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.85NA2＝0.60 NA3＝0.48
倍率m11/23.3 m2-1/28.9 m3-1/11.2
第i面 ri di(408nm) ni(408nm) di(658nm) ni(658nm) di(785nm) ni(785nm)0 -50.00 66.71 26.861(光圈徑) ∞ 0.1(φ 3.65mm) 0.1(φ 2.77mm) 0.1(φ 2.30mm)2 1.37808 2.60000 1.524461 2.60000 1.506634 2.60000 1.5034533 -2.48805 0.62 1.0 0.53 1 0.29 1.04 ∞ 0.0875 1.61829 0.6 1.577315 1.2 1.570635 ∞
*di表示從第i面到第i+1面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第2面
非球面系數(shù)
k -6.6478×E-1
A4 +1.1830×E-2
A6 +2.1368×E-3
A8 +6.0478×E-5
A10 +4.1813×E-4
A12 -2.1208×E-5
A14 -2.7978×E-5
A16 +1.0575×E-5
A18 +1.8451×E-6
A20 -4.8060×E-7
第3面
非球面系數(shù)
k -5.7511×E+1
A4+8.1811×E-2
A6-4.7203×E-2
A8+9.3444×E-3
A10 +1.6660×E-3
A12 -7.2478×E-4
如表3所示，本實(shí)施例的物鏡是HD/DVD/CD互換用的物鏡，設(shè)定為波長(zhǎng)λ1＝408nm時(shí)的焦距f1＝2.20mm、倍率m1＝1/23.3，波長(zhǎng)λ2＝658nm時(shí)的焦距f2＝2.26mm、倍率m2＝-1/28.9，波長(zhǎng)λ3＝785nm時(shí)的焦距f3＝2.27mm、倍率m3＝-1/11.2。
物鏡的射入面(第2面)和射出面(第3面)，是形成得由把表3表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
表4表示的是實(shí)施例4的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例4
物鏡的焦距 f1＝2.6mm f2＝2.66mmf3＝2.69mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.65 NA2＝0.65 NA3＝0.51
第3面衍射級(jí)數(shù) 10 6 5
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 -100 -100 74.66 1(光 圈徑) ∞ 0.1(φ 3.31mm) 0.1(φ 3.394mm) 0.1(φ 2.822mm) 2 5.4220 0.80 1.54277 0.80 1.52915 0.80 1.52915 3 16.7489 0.05 1.0 0.05 1.0 0.05 1.0 4 1.6288 1.20 1.54277 1.20 1.52915 1.20 1.52915 5 17.5499 1.20 1.0 1.24 1.0 1.04 1.0 6 ∞ 0.6 1.61869 0.6 1.57752 1.2 1.57752 7 ∞
非球面數(shù)據(jù)
第2面
非球面系數(shù)
k -1.6812E+01
A41.0785E-02
A6-2.2098E-03
A81.7714E-04
A10 2.2112E-05
第3面
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-1.0683E-03
B41.5754E-04
B6-9.3265E-06
B8-1.9798E-05
B10 5.0212E-06
第4面
非球面系數(shù)
k -8.0229E-01
A42.0212E-02
A61.7702E-03
A83.2493E-03
A10 -1.6175E-03
A12 7.1667E-04
A14 -1.1745E-04
第5面
非球面系數(shù)
k -3.6034E+01
A4-2.9538E-03
A61.7171E-02
A8-1.1832E-02
A10 3.9259E-03
A12 -8.4255E-04
A14 1.0293E-04
本實(shí)施例的物鏡是把兩個(gè)塑料透鏡組合構(gòu)成的HD/DVD/CD互換用的物鏡，設(shè)定為波長(zhǎng)λ1＝407nm時(shí)的焦距f1＝2.60mm，波長(zhǎng)λ2＝655nm時(shí)的焦距f2＝2.66mm，波長(zhǎng)λ3＝785nm時(shí)的焦距f3＝2.69mm。
把構(gòu)成物鏡的兩個(gè)透鏡中配置在光源側(cè)透鏡的射入面(第2面)和射出面(第3面)，以及配置在光盤(pán)側(cè)透鏡的射入面(第4面)和射出面(第5面)，形成得由把表4表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第3面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表4表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)是407nm。
表5表示的是實(shí)施例5的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例5 透鏡數(shù)據(jù)
第3面的衍射級(jí)數(shù) 10 6 5
第4面的衍射級(jí)數(shù) 21 1
整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率m16.8 m26.8 m25.1
物鏡的焦距 f1＝3.2mmf2＝3.29mm f3＝3.27mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.65NA2＝0.65 NA3＝0.51
物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率 m11/30.03 m21/51.81m3-1/31.15
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 0.00 0.00 0.00 1 ∞ 6.25 1.529942 6.25 1.514362 6.25 1.51108 2 ∞ 17.42 1.0 17.42 1.0 10.75 1.0 3 883.0746 1.70 1.559806 1.70 1.540725 1.70 1.537237 4 -21.4166 1.00 1.0 1.00 1.0 1.00 1.0 5 ∞ 2.80 1.529942 2.80 1.514362 2.80 1.51108 6 ∞ 5.00 1.00 5.00 1.00 5.00 1.00 7(光 圈徑) ∞ 0.01(φ 3.901mm) 0.01(φ 4.082mm) 0.01( 3.389mm 8 1.9846 1.65000 1.581901 1.65000 1.586 1.65000 1.58191 9 -23.4721 1.65 1.0 1.77 1.0 1.57 1.0 10 ∞ 0.6 1.61869 0.6 1.57752 1.2 1.57063 11 ∞
*di表示從第i面到第i+1面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第3面
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-6.3217E-04
第4面
非球面系數(shù)
k -9.8321E-01
A4-6.5493E-06
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-4.0351E-03
B43.7789E-06
第8面
非球面系數(shù)
k -6.2316E-01
A43.5193E-03
A6-8.8455E-04
A81.1392E-03
A10 -4.4959E-04
A12 9.5050E-05
A14 -8.3859E-06
第9面
非球面系數(shù)
k -1.1584E+03
A4-2.3693E-03
A67.4703E-03
A8-4.4122E-03
A10 1.3821E-03
A12 -2.3560E-04
A14 1.6617E-05
如圖9所示，本實(shí)施例的物鏡和耦合透鏡是HD/DVD/CD互換用的，物鏡與耦合透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng)倍率，設(shè)定為HD是6.8倍，DVD是6.8倍，CD是5.1倍。
物鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝3.20mm、倍率m1＝1/30.03，DVD時(shí)的焦距f2＝3.29mm、倍率m2＝1/51.81，CD時(shí)的焦距f3＝3.27mm、倍率m3＝-1/31.15。
耦合透鏡的射入面(第3面)和射出面(第4面)、物鏡的射入面(第8面)和射出面(第9面)是形成得由把表5表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第3面和第4面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表5表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第3面和第4面的衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)都是407nm。
該衍射結(jié)構(gòu)DOE在HD和DVD能使傳感器共同化，并且設(shè)計(jì)成HD通過(guò)物鏡與耦合透鏡的組合來(lái)校正色差。物鏡由于其兩面都由折射面構(gòu)成，所以在擔(dān)心耐光性、耐熱性時(shí)能用玻璃作為材料進(jìn)行制造。在用便宜、重量輕是優(yōu)點(diǎn)的樹(shù)脂制造時(shí)，只要在物鏡上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)，就能僅在耦合透鏡單面上設(shè)置衍射結(jié)構(gòu)而構(gòu)成相同的光拾取裝置。
表6表示的是實(shí)施例6的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例6 透鏡數(shù)據(jù)
第3面的衍射級(jí)數(shù)2 1 1
第6面的衍射級(jí)數(shù)10 6 5
第6′面的衍射級(jí)數(shù) 5 3
整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率 m17.1 m27.3 m26.4
耦合透鏡的焦距 f1＝9.8mm f2＝10.4mm f3＝10.7mm
物鏡的焦距 f1＝1.85mm f2＝1.90mm f3＝1.91mm
像方數(shù)值孔徑 NA1＝0.67 NA2＝0.65 NA3＝0.51
物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率 m11/18.2 m21/23.0 m3-1/24.9
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 0.00 0.00 0.00 1 ∞ 5.15 1.5299 5.15 1.5144 5.15 1.5111 2 ∞ 9.70 1.0 9.70 1.0 7.70 1.0 3 16.586 0.90 1.5428 0.90 1.5292 0.90 1.5254 4 -10.144 3.50 1.0 3.50 1.0 3.50 1.0 5(光 圈徑) ∞ 0.00( 2.3mm) 0.00( 2.3mm) 0.00(φ 2.3mm) 6 1.1268 1.00000 1.5428 1.00000 1.5292 1.00000 1.5254 6′ 1.1268 0.00000 1.5428 0.00000 1.5292 0.00000 1.5254 7 -5.8696 0.76 1.0 0.81 1.0 0.59 1.0 8 ∞ 0.6 1.6187 0.6 1.5775 1.2 1.5706 9 ∞
*di表示從第i面到第i+2面的變位。
第3面
非球面系數(shù)
k-1.0000E+00
A11.2630E-04
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-4.2815E-03
B42.2648E-05
第6面(0mm≤h≤0.993mm)
非球面系數(shù)
k -3.5439E-01
A19.3103E-04
A2-2.2020E-02
A31.9563E-02
A42.1640E-03
A5-9.0776E-03
A68.9517E-04
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-5.4634E-04
B4-5.2429E-05
B6-3.6016E-03
B87.4264E-04
B10 -3.9449E-04
第6′面(0.993mm≤h)
非球面系數(shù)
k -3.5439E-01
A19.3103E-04
A2-2.2020E-02
A31.9563E-02
A42.1640E-03
A5-9.0776E-03
A68.9517E-04
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-1.0927E-03
B4-1.0486E-04
B6-7.2032E-04
B81.4853E-03
B10 -7.8897E-04
第7面
非球面系數(shù)
k -2.8046E+02
A1-4.6928E-02
A21.5971E-01
A3-1.8631E-01
A41.0705E-01
A5-2.6542E-02
A61.1769E-03
本實(shí)施例的物鏡和耦合透鏡是HD/DVD/CD互換用的，物鏡與耦合透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng)倍率，設(shè)定為HD是7.1倍，DVD是7.3倍，CD是6.4倍。
物鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝1.85mm、倍率m1＝1/18.2，DVD時(shí)的焦距f2＝1.90mm、倍率m2＝1/23.0，CD時(shí)的焦距f3＝1.91mm、倍率m3＝-1/24.9。
耦合透鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝9.80mm，DVD時(shí)的焦距f2＝10.4mm，CD時(shí)的焦距f3＝10.7mm。
耦合透鏡的射入面(第3面)、物鏡的射入面(第6面、第6′面)和射出面(第7面)是形成得由把表6表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第3面和第6面、第6′面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表6表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第3面和第6面、第6′面的衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)都是407nm。
表7表示的是實(shí)施例7的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例7 透鏡數(shù)據(jù)
第3面的衍射級(jí)數(shù) 2 11
第4面的衍射級(jí)數(shù)0 10
整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率 m17.0 m26.9 m24.7
耦合透鏡的焦距 f1＝10.0mm f2＝10.5mm f3＝10.4mm
物鏡的焦距 f1＝1.80mm f2＝1.86mm f3＝1.87mm
像方數(shù)值孔徑 NA1＝0.65 NA2＝0.65NA3＝0.51
物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率 m11/18.7 m21/22.8 m3-1/26.4
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 0.00 0.00 0.00 1 ∞ 5.15 1.5299 5.15 1.5144 5.15 1.5111 2 ∞ 9.84 1.0 9.84 1.0 4.67 1.0 3 38.005 0.90 1.5428 0.90 1.5292 0.90 1.5254 4 -10.360 3.50 1.0 3.50 1.0 3.50 1.0 5 ∞ 0.50 1.5299 0.50 1.5144 0.50 1.5111 6 ∞ 0.00 1.0 0.00 1.0 0.00 1.0 7(光 圈徑) ∞ 0.00(φ 3.35mm) 0.00(φ 3.41mm) 0.00(φ 2.81mm) 8 1.1688 1.61 1.5428 1.00 1.5860 1.00 1.5819 9 -10.8790 0.75 1.0 0.81 1.0 0.59 1.0 10 ∞ 0.60 1.6187 0.60 1.5775 1.20 1.5706 11 ∞
*di表示從第i面到第i+2面的變位。
第3面
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-4.2815E-03
第4面
非球面系數(shù)
k -1.0080E+00
A11.6438E-04
光路差函數(shù)(制造波長(zhǎng)655nm)
B2-1.5106E-03
B41.4920E-05
第8面
非球面系數(shù)
k -3.9716E-01
A14.6474E-03
A2-1.5718E-02
A31.7397E-02
A4-1.0620E-03
A5-6.3364E-03
A61.3825E-03
第9面
非球面系數(shù)
k -1.3755E+03
A1-3.6840E-02
A21.5170E-01
A3-1.8213E-01
A48.4255E-02
A5-1.6139E-04
A6-8.1375E-03
本實(shí)施例的物鏡和耦合透鏡是HD/DVD/CD互換用的，物鏡與耦合透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng)倍率，設(shè)定為HD是7.0倍，DVD是6.9倍，CD是4.7倍。
物鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝1.80mm、倍率m1＝1/18.7，DVD時(shí)的焦距f2＝1.86mm、倍率m2＝1/22.8，CD時(shí)的焦距f3＝1.87mm、倍率m3＝-1/26.4。
耦合透鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝10.0mm，DVD時(shí)的焦距f2＝10.5mm，CD時(shí)的焦距f3＝10.4mm。
耦合透鏡的射出面(第4面)、物鏡的射入面(第8面)和射出面(第9面)是形成得由把表7表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第3面和第4面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表7表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第3面衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)是407nm，第4面衍射結(jié)構(gòu)DOE的制造波長(zhǎng)655nm。第4面上形成有斷面是臺(tái)階狀的波長(zhǎng)選擇型衍射結(jié)構(gòu)，通過(guò)該衍射結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)λ1、λ3的光束是透射的，而波長(zhǎng)λ2的光則受到衍射作用。
本實(shí)施例物鏡是由兩面非球面構(gòu)成的折射透鏡，所以，能把玻璃作為材料，能得到耐熱性、耐光性?xún)?yōu)良的物鏡。
表8表示的是實(shí)施例8的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例8 透鏡數(shù)據(jù)
第4面的衍射級(jí)數(shù) 2
第6面的衍射級(jí)數(shù) 10 6 5
整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率 m17.0 m26.9 m24.9
耦合透鏡的焦距f1＝9.8mmf2＝10.4mmf3＝11.9mm
物鏡的焦距f1＝1.80mm f2＝1.86mmf3＝1.87mm
像方數(shù)值孔徑 NA1＝0.65NA2＝0.65 NA3＝0.51
物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率m11/18.7 m21/22.8m3-1/26.4
第i 面 ri di(407nm) ni(407nm) r i di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 0.00 0.00 0.00 1 ∞ 5.15 1.5299 ∞ 5.15 1.5144 5.15 1.5111 光束 分光 器 2 ∞ 3.00 1.0 ∞ 10.45 1.0 5.34 1.0 3 ∞ 1.00 1.5428 色校 正元 件 4 -137.91 8.28 1.0 5 16.045 0.90 1.5428 0.90 1.5292 0.90 1.5254 耦合 透鏡 6 -9.8179 3.50 1.0 3.50 1.0 3.50 1.0 7 ∞ 0.50 1.5299 0.50 1.5144 0.50 1.5111 波片 8 ∞ 0.00 1.0 0.00 1.0 0.00 1.0
9(光 圈 徑) ∞ 0.0(φ 3.35mm) 0.0(φ 3.41mm) 0.0(φ 2.81mm) 10 11688 1.61 1.5428 1.00 1.5860 1.00 1.5819 物鏡 11 -10.8190 0.75 1.0 0.81 1.0 0.59 1.0 12 ∞ 0.60 1.6187 0.60 1.5775 1.20 1.5706 13 ∞
*di表示從第i面到第i+2面的變位。
第4面
光路差函數(shù)(炫耀化波長(zhǎng)407nm)
B2-1.0675E-02
第6面
非球面系數(shù)
k -1.0291E+00
A11.8107E-04
光路差函數(shù)(制造波長(zhǎng)407nm)
B27.1710E-04
B4-4.4438E-06
第10面
非球面系數(shù)
k -3.9716E-01
A14.6474E-03
A2-1.5718E-02
A31.7397E-02
A4-1.0620E-03
A5-6.3364E-03
A61.3825E-03
第11面
非球面系數(shù)
k -1.3755E+03
A1-3.6840E-02
A21.5170E-01
A3-1.8213E-01
A48.4255E-02
A5-1.6139E-04
A6-8.1375E-03
本實(shí)施例的物鏡和耦合透鏡是HD/DVD/CD互換用的，色差校正元件是HD專(zhuān)用的。HD的色差校正元件、耦合透鏡、物鏡的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率是7.0倍，DVD和CD的耦合透鏡與物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率，分別設(shè)定為6.9倍和4.9倍。
物鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝1.80mm、倍率m1＝1/18.7，DVD時(shí)的焦距f2＝1.86mm、倍率m2＝1/22.8，CD時(shí)的焦距f3＝1.87mm、倍率m3＝-1/26.4。
耦合透鏡單體設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝9.80mm，DVD時(shí)的焦距f2＝10.4mm，CD時(shí)的焦距f3＝11.9mm。
耦合透鏡的射出面(第6面)、物鏡的射入面(第10面)和射出面(第11面)是形成得由把表8表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第4面和第6面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表8表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第4面和第6面衍射結(jié)構(gòu)DOE的炫耀化波長(zhǎng)都是407nm。
本實(shí)施例物鏡是由兩面非球面構(gòu)成的折射透鏡，所以，能把玻璃作為材料，能得到耐熱性、耐光性?xún)?yōu)良的物鏡。
表9表示的是實(shí)施例9的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例9 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距 f1＝3.10mm f2＝3.18mmf3＝3.20mm
像方數(shù)值孔徑NA1＝0.673 NA2＝0.65 NA3＝0.51
物鏡光學(xué)系統(tǒng)倍率m11/29.9 m21/55.6m3-1/25.5
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 -90 -173.32 87.91
1(光 圈徑) ∞ 0.0(φ 2.02mm) 0.0(φ 2.02mm) 0.0(φ 2.02mm) 2 1.8260 1.70000 1.5428 1.70000 1.5292 1.70000 1.5254 2′ 1.8098 -0.04392 1.5428 -0.04392 1.5292 -0.04392 1.5254 3 -10.8700 1.69 1.0 1.80 1.0 1.61 1.0 4 ∞ 0.6 1.6187 0.6 1.5775 1.2 1.5706 5 ∞
*di表示從第i面到第i+2面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第2面(0≤h≤1.73mm)
非球面系數(shù)
k -1.0013E+00
A1 -1.9929E-02
A2 1.6960E-02
A3 -3.2510E-03
A4 -1.2679E-04
A5 1.0129E-04
A6 -8.8567E-06
光路差函數(shù)(HD DVD10級(jí)，DVD6級(jí)，CD5級(jí)，制造波長(zhǎng)407nm)
B24.3607E-04
B4-1.7745E-03
B61.0655E-03
B8-2.8475E-04
B10 2.5699E-05
第2′面(1.73mm≤h)
非球面系數(shù)
k -7.1254E-01
A1-1.0163E-02
A25.3796E-03
A34.6039E-04
A4-7.3796E-04
A52.0228E-04
A6-2.2545E-05
光路差函數(shù)(HD DVD5級(jí)，DVD3級(jí)，制造波長(zhǎng)407nm)
B2-3.2170E-03
B4-8.8993E-04
B61.1991E-03
B8-3.2240E-04
B10 2.3826E-05
第3面
非球面系數(shù)
k -2.6305E+02
A1-2.6697E-03
A25.2741E-03
A3-2.7900E-03
A49.0361E-04
A5-1.8256E-04
A61.4142E-05
本實(shí)施例的物鏡是HD/DVD/CD互換用。物鏡設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝3.10mm、倍率m1＝1/29.9，DVD時(shí)的焦距f2＝3.18mm、倍率m2＝1/55.6，CD時(shí)的焦距f3＝3.20mm、倍率m3＝-1/25.5。
在第2面和第2′面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE，該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表9表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第2面和第2′面衍射結(jié)構(gòu)DOE的制造波長(zhǎng)都是407nm。
圖16(a)、圖16(b)是表示實(shí)施例9物鏡特性的線(xiàn)圖，圖16(a)是把從第一光源射出的光束波長(zhǎng)變化+10nm的光束射入時(shí)的縱球差圖，其把近軸聚光位置表示為P0，把第一區(qū)域AREA1中通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域的光束聚光位置表示為P1，把第二區(qū)域AREA2中通過(guò)距離光軸最近區(qū)域的光束聚光位置表示為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域的光束聚光位置表示為P3，圖16(b)表示的是第三光束的縱球差。如圖16(a)所示，|P2-P3|＝0.011mm，滿(mǎn)足P1≤P2≤P0和1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3。因此，如圖16(b)所示，透射第二區(qū)域AREA2的第三光束衍射光的聚光位置a2、a3，從透射第一區(qū)域AREA1的第三光束的聚光位置a1成非線(xiàn)形地發(fā)散。在此，在聚光位置a2聚光的光在記錄面上以光軸為中心成環(huán)形分布。即產(chǎn)生環(huán)形光分布(耀斑)。在聚光位置a3聚光的光也在記錄面上產(chǎn)生別的環(huán)形光分布。該兩個(gè)環(huán)形光分布能重疊的環(huán)形光分布的內(nèi)徑是0.012mm。透射第二區(qū)域AREA2的第三光束的聚光位置a2、a3雖然沒(méi)從透射第一區(qū)域AREA1的第三光束的聚光位置a1離開(kāi)，但球差的斜率越小地橫向進(jìn)入對(duì)波長(zhǎng)特性和溫度特性影響越大，但光的密度變薄，耀斑的影響減小。
而如透射第二區(qū)域AREA2的第三光束的聚光位置a4、a5那樣，球差的斜率比聚光位置a2、a3越大，記錄面上的光密度就越濃，波長(zhǎng)和溫度變化時(shí)的像差?lèi)夯冃　?br> 斜率如聚光位置a4、a5不動(dòng)，若把兩者從聚光位置a1分光，則光束不進(jìn)入檢測(cè)器的主傳感器內(nèi)，是理想的，但若過(guò)于分光，則對(duì)第一光束的色差變大，衍射環(huán)帶與光軸垂直方向上的寬度變窄，加工性降低，且光量損失增加。
表10表示的是作為比較例的物鏡透鏡數(shù)據(jù)。
比較例 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距 f1＝3.10mmf2＝3.18mmf3＝3.20mm
像方數(shù)值孔徑 NA1＝0.673NA2＝0.65 NA3＝0.51
物鏡光學(xué)系統(tǒng)倍率 m11/30.0m21/43.1m3-1/33.8
第i面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 0 -90.00 -134.07 11.33 1(光 圈徑) ∞ 0.0(φ 2.02mm) 0.0(φ 2.02mm) 0.0(φ 2.02mm) 2 1.8010 1.70000 1.5428 1.70000 1.5292 1.70000 1.5254 2′ 1.7937 -0.02300 1.5428 -0.02300 1.5292 -0.02300 1.5254 3 -13.3097 1.67 1.0 1.76 1.0 1.56 1.0 4 ∞ 0.6 1.6187 0.6 1.5775 1.2 1.5706 5 ∞
*di表示從第i面到第i+2面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第2面(0mm≤h≤1.73mm)
非球面系數(shù)
k -9.5975E-01
A1 -1.9249E-02
A2 1.8179E-02
A3 -3.7756E-03
A4 1.3915E-04
A5 3.8291E-05
A6 -3.6421E-06
光路差函數(shù)(HD DVD10級(jí)，DVD6級(jí)，CD5級(jí)，制造波長(zhǎng)407nm)
C2 3.1537E-04
C4 -1.5497E-03
C6 1.0384E-03
C8 -2.7555E-04
C10 2.4383E-05
第2′面(1.73mm≤h)
非球面系數(shù)
k -6.9211E-01
A 1-9.5032E-03
A25.4615E-03
A34.4722E-04
A4-7.4676E-04
A52.0247E-04
A6-1.9628E-05
光路差函數(shù)(HD DVD5級(jí)，DVD3級(jí)，制造波長(zhǎng)407nm)
C2-1.5882E-03
C4-1.0627E-03
C61.1232E-03
C8-3.2858E-04
C10 3.2113E-05
第3面
非球面系數(shù)
k -9.8864E+01
A16.7144E-04
A25.3244E-03
A3-3.0571E-03
A48.7675E-04
A5-1.5241E-04
A61.1280E-05
本實(shí)施例的物鏡是HD/DVD/CD互換用。物鏡設(shè)定為HD時(shí)的焦距f1＝3.10mm、倍率m1＝1/30.0，DVD時(shí)的焦距f2＝3.18mm、倍率m2＝1/43.1，CD時(shí)的焦距f3＝3.20mm、倍率m3＝-1/33.8。
在第2面和第2′面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE，該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表10表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。
第2面和第2′面衍射結(jié)構(gòu)DOE的制造波長(zhǎng)都是407nm。
圖17(a)、圖17(b)是表示比較例物鏡特性的線(xiàn)圖，圖17(a)是把從第一光束波長(zhǎng)變化+10nm時(shí)的近軸聚光位置表示為P0，把第一區(qū)域AREA1中通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域的光束聚光位置表示為P1，把第二區(qū)域AREA2中通過(guò)距離光軸最近區(qū)域的光束聚光位置表示為P2，把通過(guò)距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域的光束聚光位置表示為P3，圖17(b)表示的是第三光束的縱球差。如圖17(a)所示，雖然滿(mǎn)足P1≤P2≤P0，但其|P2-P3|＝0.0015mm，不滿(mǎn)足1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3。因此，如圖17(b)所示，透射第二區(qū)域AREA2的第三光束的色差A(yù)2、A3從透射第一區(qū)域AREA1的第三光束的色差A(yù)1連續(xù)發(fā)散。若這樣連續(xù)，則在與聚光點(diǎn)同位置的近旁產(chǎn)生耀斑。
表11表示的是實(shí)施例11的透鏡數(shù)據(jù)。
實(shí)施例11 透鏡數(shù)據(jù)
物鏡的焦距f1＝3.00mmf2＝3.10mmf3＝3.12mm
像方數(shù)值孔徑 NA1＝0.65 NA2＝0.65 NA3＝0.51
第6面衍射級(jí)數(shù)n18 n25 n34
第4面衍射級(jí)數(shù)n110 n26 n35
第6′面衍射級(jí)數(shù) n15 n23
整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)倍率 m17.22m27.26 m38.12
物鏡的倍率 m11/31.0 m21/54.3 m3-1/29.9
第i 面 ri di(407nm) ni(407nm) di(655nm) ni(655nm) di(785nm) ni(785nm) 光學(xué) 元件 名 0 16.56 16.56 16.56 1 20.227 1.50 1.559806 1.5 1.540725 1.50 1.537237 耦合 透鏡 2 7.5605 4.00 1.0 3.59 1.0 0.70 1.0 3 22.654 1.70 1.559806 1.70 1.540725 1.70 1.537237 4 -11.139 20.00 1.0 20.41 10 23.30 1.0 5(光 圈 徑) ∞ 0.01(φ 3.964mm) 1.0 0.01(φ 3.964mm) 1.0 0.01(φ 3.288mm) 1.0 6 1.92355 1.65000 1.559806 1.65000 1.540725 1.65000 1.537237 物鏡 6′ 1.98118 0.00583 1.559806 0.00583 1.540725 0.00583 1.537237 7 -16.03440 1.55 1.0 1.67 1.0 1.47 1.0 7′ -13.18912 0.00000 1.0 0.00000 1.0 0.00000 1.0 8 ∞ 0.6 1.61869 0.6 1.57752 1.2 1.57063 光盤(pán) 9 ∞
*di表示從第i面到第i+1面的變位。
*d6′、d7′分別表示從第6面到第6′面和從第7面到第7′面的變位。
非球面數(shù)據(jù)
第1面
非球面系數(shù)
k -6.6320×E-1
A1-1.9246×E-3
第2面
非球面系數(shù)
k -4.8851
A1 -1.1656×E-3
第3面
非球面系數(shù)
k -1.1684
A1 -1.3579×E-4
第4面
非球面系數(shù)
k -1.0547
A1 -7.5635×E-5
光路差函數(shù)
B2 9.0203×E-1
第6面(0＜h≤1.662mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -4.4662×E-1
A1+8.7126×E-4
A2-1.9036×E-3
A3+9.2646×E-4
A4-2.1198×E-4
A5+1.6273×E-7
A6+1.3793×E-6
光路差函數(shù)
B2-2.3141×E-1
B4-2.0141×E-2
B6-7.5021×E-3
B8+1.3559×E-3
B10 -4.0867×E-4
第6′面(1.662mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -41961×E-1
A1+3.0725×E-3
A2-2.5861×E-3
A3+9.6551×E-4
A4-1.3826×E-4
A5+7.5482×E-6
A6-7.5795×E-7
光路差函數(shù)
B2-5.4710×E-1
B4-2.6404×E-2
B6-1.5524×E-2
B8-1.0308×E-3
B10 +1.1379×E-3
第7面(0＜h≤1.362mmHD DVD/DVD/CD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -8.0653×E+2
A1-5.5926×E-3
A2+1.1660×E-2
A3-6.4291×E-3
A4+1.5528×E-3
A5-1.3029×E-4
A6-3.4460×E-6
第7′面(1.362mm＜hHD DVD/DVD共有區(qū)域)
非球面系數(shù)
k -1.2782×E+3
A1-7.3881×E-3
A2+1.1800×E-2
A3-6.0862×E-3
A4+1.6068×E-3
A5-2.3565×E-4
A6+1.5370×E-5
如表15所示，本實(shí)施例的物鏡和耦合透鏡是HD/DVD/CD互換用的。
物鏡使用實(shí)施例1的物鏡。
耦合透鏡的第1面、第2面、第3面、第4面是形成得由把表11表示的系數(shù)帶入所述數(shù)1的數(shù)式所限定的圍繞光軸L的軸對(duì)稱(chēng)非球面。
在第4面上形成有衍射結(jié)構(gòu)DOE。該衍射結(jié)構(gòu)DOE以通過(guò)該結(jié)構(gòu)附加在透射波陣面上的光路差表示。該光路差由把表10表示的系數(shù)帶入所述數(shù)式2所定義的光路差函數(shù)φ(h)(mm)表示。把炫耀化波長(zhǎng)設(shè)定在1mm。利用該衍射結(jié)構(gòu)校正HD的色差。
若形成本實(shí)施例11的光學(xué)系統(tǒng)，則能把在信息記錄面上反射第一光束、第二光束、第三光束的光路共同化。
在實(shí)施例11中，若把第一透鏡L1的位置P1作為基準(zhǔn)，則把從位置P1到位置P2的間隔設(shè)定為0.41mm，把從位置P1到位置P3的間隔設(shè)定為3.3mm。
權(quán)利要求
1.一種光拾取裝置，其包括第一光源，其射出波長(zhǎng)λ1的第一光束，該第一光束在具有厚度t1的保護(hù)基板的第一光盤(pán)上進(jìn)行信息的記錄及/或再現(xiàn)；
第三光源，其射出波長(zhǎng)λ3(1.8×λ1≤λ3≤2.2×λ1)的第三光束，該第三光束在具有厚度t3(t1＜t3)的保護(hù)基板的第三光盤(pán)上進(jìn)行信息的記錄及/或再現(xiàn)；
物鏡，其配置在當(dāng)所述光拾取裝置在所述第一和第三光盤(pán)的每個(gè)進(jìn)行信息記錄及/或再現(xiàn)時(shí)的所述第一和第三光束的共同光路上，
其中，所述第一光束作為會(huì)聚光射入所述物鏡，所述物鏡對(duì)所述第三光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3滿(mǎn)足-1/10≤m3＜0。
2.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡對(duì)所述第一光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m1滿(mǎn)足0＜m1≤1/10。
3.如權(quán)利要求2所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡對(duì)所述第一光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m1滿(mǎn)足0＜m1≤1/15。
4.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡對(duì)所述第三光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3滿(mǎn)足-1/15≤m3＜0。
5.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，還包括第二光源，其射出波長(zhǎng)λ2(1.5×λ1≤λ2≤1.7×λ1)的第二光束，該第二光束在具有厚度t2(0.9×t1≤t2)的保護(hù)基板的第二光盤(pán)上進(jìn)行信息的記錄及/或再現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，在所述物鏡的第一光學(xué)面上設(shè)置相位結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其中，所述相位結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其中，阿貝數(shù)γd滿(mǎn)足40≤γd≤90，所述衍射結(jié)構(gòu)具有環(huán)帶，其形成在所述物鏡的所述第一光學(xué)面的區(qū)域中，并且該區(qū)域沒(méi)有用于第三光盤(pán)的信息記錄或再現(xiàn)，各環(huán)帶在平行于光軸方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
(2k-1)×λ1/(n1-1)≤dout＜2k×λ1/(n1-1)，
k為正的整數(shù)；n1為所述物鏡對(duì)所述第一光束的折射率。
9.如權(quán)利要求8所述的光拾取裝置，其中，所述各環(huán)帶在平行于光軸方向上的臺(tái)階差量dout滿(mǎn)足
5×λ1/(n1-1)≤dout＜6×λ1/(n1-1)。
10.如權(quán)利要求8所述的光拾取裝置，其中，在所述物鏡的至少一個(gè)面上設(shè)置用于所述第三光束的信息記錄和/或再現(xiàn)的第一區(qū)域和所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，在把從所述第一光源射出的光束波長(zhǎng)變化了+10nm的第一光束射入到所述物鏡時(shí)，所述物鏡滿(mǎn)足
1.7×10-3≤|P2-P3|≤7.0×10-3
P0≤P2≤P1，或P1≤P2≤P0
P0為光束通過(guò)所述物鏡時(shí)的近軸聚焦位置；
P1為光束通過(guò)第一區(qū)域中距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)的聚光位置；
P2為光束通過(guò)所述第二區(qū)域中距離光軸最近區(qū)域時(shí)的聚光位置；
P3為光束通過(guò)物鏡中距離光軸最遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)的聚光位置。
11.如權(quán)利要求8所述的光拾取裝置，其中，在所述第一光源射出波長(zhǎng)改變的所述第一光束時(shí)，第一區(qū)域中的縱球差與第二區(qū)域中的縱球差朝向相同方向傾斜。
12.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其中，在所述第三光束向所述物鏡射入時(shí)，所述物鏡把通過(guò)所述物鏡的所述第一光學(xué)面上的第三光束的數(shù)值孔徑外側(cè)區(qū)域的光，會(huì)聚在從所述第三光盤(pán)上聚光的點(diǎn)位置離開(kāi)大于或等于0.01mm的位置。
13.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡的三級(jí)球差是所述第一至第三光盤(pán)中的至少一個(gè)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波像差成分，所述物鏡的三級(jí)球差的變化量在溫度上升時(shí)發(fā)生變化，并且變化量為正。
14.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其中，所述相位結(jié)構(gòu)的光焦度為負(fù)。
15.如權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其中，所述相位結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述物鏡的所述第一光學(xué)面上通過(guò)所述第二光束的區(qū)域。
16.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其中，所述相位結(jié)構(gòu)不給予相位差地透射所述第一光束，給予相位差地衍射所述第二光束。
17.如權(quán)利要求14所述的光拾取裝置，其中，滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]，
dfb/dλ為對(duì)應(yīng)在所述第一光盤(pán)信息介質(zhì)記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波長(zhǎng)變化1nm的所述第一光束，在光軸方向上的波像差為最小的位置的變化量。
18.如權(quán)利要求14所述的光拾取裝置，其中，滿(mǎn)足
|dfb/dλ|≤0.2[μm/nm]，
dfb/dλ為對(duì)應(yīng)在所述第一光盤(pán)信息介質(zhì)記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波長(zhǎng)變化1nm的所述第二光束，在光軸方向上的波像差為最小的位置的變化量。
19.如權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其中，所述相位結(jié)構(gòu)是具有多個(gè)環(huán)帶的衍射結(jié)構(gòu)，其帶光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，所述各環(huán)帶的中心配置在光軸上，設(shè)n1為所述物鏡對(duì)波長(zhǎng)λ1光束的折射率，d為所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離，則滿(mǎn)足
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)。
20.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，滿(mǎn)足t1＝t2。
21.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，設(shè)m2為第二光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率時(shí)，滿(mǎn)足m2＝0。
22.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡由玻璃材料構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，還包括數(shù)值孔徑限制元件，其配置在所述第三光束的光路上。
24.如權(quán)利要求23所述的光拾取裝置，其中，所述數(shù)值孔徑限制元件是液晶元件或是波長(zhǎng)選擇濾光片。
25.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，還包括色差校正元件，其配置在所述第一光束的光路上，用于校正所述第一光束的色差。
26.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，還包括光檢測(cè)器，其在所述光拾取裝置對(duì)所述第一光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第一光盤(pán)信息記錄面上反射的所述第一光束，在所述光拾取裝置對(duì)所述第二光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第二光盤(pán)信息記錄面上反射的所述第二光束，在所述光拾取裝置對(duì)所述第三光盤(pán)進(jìn)行信息的再現(xiàn)或記錄時(shí)接受由所述第三光盤(pán)信息記錄面上反射的所述第三光束。
27.如權(quán)利要求26所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述第一至第三光束的共同光路上的耦合透鏡和驅(qū)動(dòng)該耦合透鏡的驅(qū)動(dòng)裝置。
28.如權(quán)利要求27所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡在至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)。
29.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]，dfb/dλ為對(duì)應(yīng)在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波長(zhǎng)變化1nm的所述第一光束，在光軸方向上的波像差為最小的位置的變化量。
30.如權(quán)利要求27所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡具有衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
31.如權(quán)利要求26所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述第一至第三光束的共同光路上的耦合透鏡和液晶元件。
32.如權(quán)利要求31所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡在至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)。
33.如權(quán)利要求32所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡的衍射結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足|dfb/dλ|≤0.1[μm/nm]，dfb/dλ為對(duì)應(yīng)在所述第一光盤(pán)信息記錄面上形成的聚光點(diǎn)的波長(zhǎng)變化1nm的所述第一光束，在光軸方向上的波像差為最小的位置的變化量。
34.如權(quán)利要求31所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡具有衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
35.如權(quán)利要求31所述的光拾取裝置，其中，把所述第二光源和所述第三光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)，使其組件化。
36.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，還包括第一光檢測(cè)器，其接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第一光束和由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第二光束；第二光檢測(cè)器，其接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第三光束。
37.如權(quán)利要求36所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述第一至第三光束的共同光路上的耦合透鏡，其在至少一個(gè)面上形成衍射結(jié)構(gòu)。
38.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在僅通過(guò)所述第一光束的光路上的色差校正元件，其對(duì)第一光束進(jìn)行色差校正。
39.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述耦合透鏡與所述第一光檢測(cè)器之間的光路上的像散板，至少所述第一光束和所述第二光束中的一個(gè)光束在被所述像散板反射之后再向所述耦合透鏡射入。
40.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述耦合透鏡與所述第一光檢測(cè)器之間的光路上的復(fù)合光束分光器，該復(fù)合光束分光器合并所述第一光束和所述第二光束的光路，所述第一光束與所述第二光束的光路被所述復(fù)合光束分光器合并后射入所述耦合透鏡，該復(fù)合光束分光器使所述第一光束和所述第二光束的去路和回路的光路不同。
41.如權(quán)利要求40所述的光拾取裝置，其中，所述復(fù)合光束分光器具備第一面，其具有根據(jù)入射光束的波長(zhǎng)來(lái)透射或反射入射光束的分色功能；第二面，其具有根據(jù)入射光的偏振光方向來(lái)透射或反射入射光束的光束分光功能；第三面，其將入射光束反射。
42.如權(quán)利要求41所述的光拾取裝置，其中，所述第二光源發(fā)出的所述第二光束通過(guò)所述第一面和所述第二面之后，從所述復(fù)合光束分光器射出；在被所述第二面和所述第三面反射后，所述耦合透鏡射出的第二光束從所述復(fù)合光束分光器射出；所述第一光源發(fā)出的所述第一光束在被所述第一面反射并通過(guò)所述第二面束后，從所述復(fù)合光束分光器射出；在被所述第二面和所述第三面反射后，所述耦合透鏡射出的所述第一光束從所述復(fù)合光束分光器射出。
43.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡的所述衍射結(jié)構(gòu)具有由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶，并且包含所述光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，設(shè)n1為所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率，d為所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離時(shí)，滿(mǎn)足下式
2×λ1/(n1-1)≤d＜3×λ1/(n1-1)。
44.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)形成在所述耦合透鏡的光學(xué)面的光盤(pán)側(cè)和所述耦合透鏡的光學(xué)面的光盤(pán)側(cè)的每一個(gè)面上。
45.如權(quán)利要求44所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡的所述衍射結(jié)構(gòu)具有由以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶，并且包含所述光軸的斷面形狀是鋸齒形狀，設(shè)n1為所述耦合透鏡對(duì)所述波長(zhǎng)λ1光束的折射率，d為所述各環(huán)帶在光軸方向的臺(tái)階差的距離時(shí)，滿(mǎn)足下式
10×λ1/(n1-1)≤d＜12×λ1/(n1-1)。
46.如權(quán)利要求44所述的光拾取裝置，其中，在所述耦合透鏡的光學(xué)面的所述光源側(cè)形成所述衍射結(jié)構(gòu)，不給予相位差地透射所述第一光束，給予相位差地衍射所述第二光束。
47.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
48.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，包括配置在所述第一及第二光束的共同光路上的第一耦合透鏡、配置在所述第三光束的光路上的第二耦合透鏡、形成在所述第一和第二耦合透鏡的至少一個(gè)表面上的衍射結(jié)構(gòu)。
49.如權(quán)利要求36所述的光拾取裝置，其中，所述第二光檢測(cè)器是全息激光器。
50.如權(quán)利要求48所述的光拾取裝置，其中，在所述耦合透鏡的至少一個(gè)光學(xué)面上設(shè)置衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
51.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，還包括第一光檢測(cè)器，其接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第二光束和由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第三光束；第二光檢測(cè)器，其接受由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第一光束。
52.如權(quán)利要求51所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡具有衍射結(jié)構(gòu)并且配置在所述第二和第三光束的共同光路上。
53.如權(quán)利要求51所述的光拾取裝置，其中，把所述第一光檢測(cè)器、所述第二光源以及所述第三光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)，而被組件化。
54.如權(quán)利要求52所述的光拾取裝置，其中，在所述耦合透鏡上設(shè)置衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
55.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，還包括光檢測(cè)器，其接收由所述第一光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第一光束；第一激光器，其把接受由所述第二光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第二光束的光檢測(cè)器與所述第二光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)；第二激光器，其把接受由所述第三光盤(pán)的信息記錄面上反射的所述第三光束的光檢測(cè)器與所述第三光源容納在同一個(gè)框體內(nèi)。
56.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，還包括配置在所述第一至第三光束中至少兩個(gè)光束的共同光路上的具有多個(gè)棱鏡功能的分層棱鏡。
57.如權(quán)利要求5所述的光拾取裝置，其中，所述耦合透鏡在所述第一至第三光束的共同光路上設(shè)置衍射光柵，其檢測(cè)所述物鏡向與光軸垂直方向的移動(dòng)量。
58.一種光學(xué)物鏡，其使用于權(quán)利要求1所述的光拾取裝置中。
全文摘要
一種光拾取裝置，其包括第一光源，其射出波長(zhǎng)λ1的第一光束，該第一光束在具有厚度t1的保護(hù)基板的第一光盤(pán)上進(jìn)行信息的記錄及/或再現(xiàn)；第三光源，其射出波長(zhǎng)λ3的第三光束，該第三光束在具有厚度t3的保護(hù)基板的第三光盤(pán)上進(jìn)行信息的記錄及/或再現(xiàn)；物鏡，其配置在當(dāng)所述光拾取裝置在所述第一和第三光盤(pán)的每個(gè)進(jìn)行信息記錄及/或再現(xiàn)時(shí)的所述第一和第三光束的共同光路上，其中，所述第一光束作為會(huì)聚光射入所述物鏡，所述物鏡對(duì)所述第三光束的光學(xué)系統(tǒng)倍率m3滿(mǎn)足－1/10≤m3＜0。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1684164SQ20051006384
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者池中清乃, 黑釜龍司, 和智美佳 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社