光拾取装置及物镜制造方法及图纸

一种对具有厚度为ｔ１的透明基板的第一光学信息记录个质和具有厚度为ｔ２（ｔ２＞ｔ１）的透明基板的第二光学信息记录介质进行信息的再生和／或记录的光拾取装置，其聚光光学系统在至少一个面的有效直径面上或在大致有效直径面上具有衍射部，当所述聚光光学系统把第二光束聚集在第二信息记录面上以便进行第二光学信息记录介质的记录再生时，球面象差具有在至少一个位置的不连续部分或实质上不连续的部分。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光拾取装置、光学元件及物镜，尤其是涉及可以在透明基板的厚度不同的两个光学信息记录介质上进行信息记录和/或在透明基板的厚度不同的两个光学信息记录介质上进行信息再生的光拾取装置及其所用的光学元件和物镜。近年来，伴随着短波长红色半导体激光器的投入使用，人们正在开发研制与传统光盘即构成光学信息记录介质的CD(小型光盘)同样大小但大容量化的高密度光盘DVD(数字视像盘)。在以这样的光盘等为记录介质的光学信息记录再生装置的光学系统中，为了实现记录信息的高密度化，要求物镜在记录介质上的聚光点要小。为此，人们正在力求实现作为光源的激光器的短波长化物和物镜的高NA化。例如，在对DVD进行信息记录和/或再生的光拾取装置中，当把635nm的短波长半导体激光器用作光源时，使这种激光器的激光会聚的物镜的光盘侧数值孔径NA约为0.6。在CD、DVD中，也存在着各种规格的光盘例如CD-R(可记录型光盘)，除了CD、DVD外，MD等也普遍商品化了。另一方面，在对CD-R进行信息记录和/或再生的光拾取装置中，必须使用波长λ＝780nm的光源，而在其它光盘中，能够使用具有特定光源波长以外的波长的光源，在这种情况下，对应于所用光源波长λ地改变必需的数值孔径NA。例如，在CD的情况下，必需的数值孔径NA近似等于λ(μm)/1.73，而在DVD的情况下，必需的数值孔径NA近似等于λ(μm)/1.06。在本说明书中所说的数值孔径是从光盘侧看到的聚光光学系统的数值孔径，而必需的数值孔径是指根据在光盘记录面上所需的光斑尺寸d和使用波长λ而算出的数值孔径。NA一般等于0.83×λ÷d。这样，在市场上就存在透明基板厚度、记录密度、使用波长等各不相同的各种光盘。购买能够对每张光盘进行信息记录和/或再生的专用信息记录再生装置对用户是一个很大负担、于是，人们提出了装备有具有能够对应各种光盘的互换性的光拾取装置的信息记录再生装置。在这样的光拾取装置中，在使波长不同的光束入射到厚度不同的基板中时，在必须将球面象差补正到预定量以下的同时，为了使光拾装置适当地进行信息的写入读取必须将各光束的光斑尺寸收敛在预定范围内。因而，人们提出了用一个聚光光学系统来再生许多张光盘的光拾取装置。例如，在日本特开平7-302437号公报中揭示了这样的光拾取装置，即物镜折射面被分割成多个环形区，各分割面使光束成象在厚度不同的光盘中的一个光盘上来进行信息再生。但是，特开平7-302437号公报所述的光拾取装置存在这样的问题，即由于在一个物镜中同时具有两个以上的焦点。所以减少了每一个焦点的点光量并必须增大激光器的输出功率。另一方面，在日本特开平10-142494中，描述了能够对应于透明基板厚度不同的两种信息记录介质的且具有高数值孔径的光拾取用双镜型透镜，可是，在该申请所公开的技术中存在这样的问题，即由于改变2块透镜间隔来对应于厚度不同的透明基板。所以结构变得复杂了。另外，在日本特开平9-54973号公报中描述了采用利用635nm为透射光(0级衍射光)且785nm为-1级衍射光的全息光学元件的光学系统和635nm为+1级衍射光且785nm为透射光(0级衍射光)的全息光学元件的光学系统。但是，根据这种全息光学元件，全息元件的台阶深难于使其与物镜成为一体。另外，在日本特开平11-96585中公开了这样的光拾取装置，它在物镜光源侧的折射面上设置了三个分割面，在再生第一张光盘时利用通过第一分割面和第三分割面的光束。在再生其透明基板厚度不同于第一张光盘的第二张光盘时利用通过第一分割面及第二分割面的光束。不过，根据这种物镜。透明基板厚的光盘(如CD)的残留象差会增大。此外，本专利技术人等在先在日本特愿平11-312701号公报中提出了这样的光拾取装置，即它通过在折射面上设有衍射环带的物镜而针对波长不同的多个光源使衍射面与折射面的作用相互抵消地进行球面象差补正。在这种情况下，在波长短的光源中，有时波长一改变，就产生象差。另外，通过以下优选结构也能达成上述目的。可是，通常在光拾取装置中，设置了通过接受光学信息记录介质的反射光而检测跟踪误差等的检测器。在传统的光拾取装置中，由于光学信息记录介质所反射的只是点聚光，所以只要点聚光照射到光信息记录介质的正确的记录位置上，在检测器中发生误检的可能性就低。可是，当利用上述物镜时，由于具有预定数值孔径以上值的光束象光斑那样照射在光学信息记录介质上，所以当在检测器上检测出其反光时，恐怕会发生误检。对此，有人提出了具有分别对应于不同光盘的单独聚光光学系统。且取决于再生的光盘来转换聚光光学系统的光拾取装置。根据这种光拾取装置，当使波长不同的光束入射到厚度不同的基板时，能够将球面象差补正到预定范围以下，并且也能够将各光束的光斑尺寸收敛在预定范围内。可是，在这种光拾取装置中，因必须要设置多个聚光光学系统，所以结构变得复杂了，而且引起了成本的提高是不理想的。本专利技术的目的是尽管使用少量光学元件或物镜也能够提供可以对厚度不同的信息记录介质进行信息的记录和/或再生(以下简称为记录再生)的光拾取装置及其所用的物镜和光学元件。另外，本专利技术的其它目的是要提供这样一种光拾取装置，即在可以对厚度不同的信息记录介质进行信息的记录和/或再生的光拾取装置中，即使是在必须数值孔径小的信息记录介质进行记录和/或再生时，也能够防止不必要的光照射光检测器并能够提高检测精度。本专利技术的目的是提供这样的物镜和具有包含这种物镜的聚光光学系统的光拾取装置，即所述物镜能够通过有彼此不同的至少两个波长的光源来再生或记录具有厚度不同的透明基板的至少两种光学信息记录介质，并且能够在透明基板薄的光学信息记录介质上减小象差的同时在透明基板厚的光学信息记录介质上使残留象差减半。本专利技术的目的是提供这样的物镜和装有这种物镜的光拾取装置，即具有高数值孔径NA的双镜型物镜中，即使不改变透镜间隔，所述物镜也能够适应于厚度不同的信息记录介质。本专利技术的目的是尽管使用少量光学元件或物镜也能够提供这样的光学元件以及采用这种光学元件的光拾取装置，即所述光学元件适用于可以对厚度不同的光学信息记录介质进行信息记录和/或信息再生(以下简称为记录再生)且能够减少误检的光拾取装置中。能够通过以下结构达到上述目的。(1-1)一种对具有厚度为t1的透明基板的第一光学信息记录介质和具有厚度为t2(t2＞t1)的透明基板的第二光学信息记录介质进行信息的再生和/或记录的光拾取装置，它包括射出波长为λ1的第一光束的第一光源；射出波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；将第一光源或第二光源射出的光束会聚在第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的信息记录面上的聚光光学系统，所述光学系统具有物镜；接受来自第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的反射光的光检测器；所述聚光光学系统在至少一个面的有效直径面上或在大致有效直径面上具有衍射部，所述聚光光学系统如此在第一信息记录面上聚光，即它能够使第一光束通过所述衍射部的m级(m是不为零的一个整数)衍射光比其它数数的衍射光更多地发生地进行第一光学信息记录介质的信息再生和/或记录，所述聚光光学系统如此在第二信息记录面上聚光，即它能够使第二光束通过所述衍射部的的n级(n是不为零的一个整数)衍射光比其它级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对具有厚度为ｔ１的透明基板的第一光学信息记录介质和具有厚度为ｔ２（ｔ２＞ｔ１）的透明基板的第二光学信息记录介质进行信息的再生和／或记录的光拾取装置，它包括：射出波长为λ１的第一光束的第一光源；射出波长为λ２（λ２＞λ１）的第二光束的第二光源；将第一光源或第二光源射出的光束会聚在第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的信息记录面上的聚光光学系统，所述光学系统具有物镜，接受来自第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的反射光的光检测器；所述聚光光学系统在至少一个面的有效直径面上或在大致有效直径面上具有衍射部，所述聚光光学系统如此在第一信息记录面上聚光，即它能够使第一光束通过所述衍射部的ｍ级（ｍ是不为零的一个整数）衍射光比其它级数的衍射光更多地发生地进行第一光学信息记录介质的信息再生和／或记录，所述聚光光学系统如此在第二信息记录面上聚光，即它能够使第二光束通过所述衍射部的ｎ级（ｎ是不为零的一个整数）衍射光比其它级数的衍射光更多地发生地进行第二光学信息记录介质的信息再生和／或记录，当所述聚光光学系统把第二光束聚集在第二信息记录面上以便进行第二光学信息记录介质的记录再生时，所述球面象差具有在至少一个位置的不连续部分或实质上不连续的部分。...

【技术特征摘要】
JP 2000-2-24 047984/2000;JP 2000-3-24 083761/2000;1.一种对具有厚度为t1的透明基板的第一光学信息记录介质和具有厚度为t2(t2＞t1)的透明基板的第二光学信息记录介质进行信息的再生和/或记录的光拾取装置，它包括射出波长为λ1的第一光束的第一光源；射出波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光束的第二光源；将第一光源或第二光源射出的光束会聚在第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的信息记录面上的聚光光学系统，所述光学系统具有物镜；接受来自第一光学信息记录介质或第二光学信息记录介质的反射光的光检测器；所述聚光光学系统在至少一个面的有效直径面上或在大致有效直径面上具有衍射部，所述聚光光学系统如此在第一信息记录面上聚光。即它能够使第一光束通过所述衍射部的m级(m是不为零的一个整数)衍射光比其它级数的衍射光更多地发生地进行第一光学信息记录介质的信息再生和/或记录，所述聚光光学系统如此在第二信息记录面上聚光。即它能够使第二光束通过所述衍射部的n级(n是不为零的一个整数)衍射光比其它级数的衍射光更多地发生地进行第二光学信息记录介质的信息再生和/或记录，当所述聚光光学系统把第二光束聚集在第二信息记录面上以便进行第二光学信息记录介质的记录再生时，所述球面象差具有在至少一个位置的不连续部分或实质上不连续的部分。2.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，它满足以下条件m＝n。3.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，当所述聚光光学系统把第二光束聚集在第二信息记录面上以便进行第二光学信息记录介质的记录再生时，所述球面象差如此具有在至少一个位置的不连续部分或实质上不连续的部分，即当所述衍射部的光路差函数为φ(h)时(h是在所述光轴垂直方向上与具有所述衍射部的面的光轴的距离)，在至少一个位置使或实质上使dφ(h)/dh不连续。4.如权利要求3所述的光拾取装置，其特征在于，形成于dφ(h)/dh至少在一个位置变得不连续或实质上不连续的h的内侧的衍射部衍射环带中的最外侧衍射环带的具有所述衍射部的面的光轴的垂直方向上的宽度小于与最外侧衍射环带相邻的、形成于所述h的外侧的衍射环带的具有所述衍射部的面的光轴的垂直方向的宽度。5.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，设用第一光束对第一信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA1并且设用第二光束对第二信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA2(NA1＞NA2)，当在通过第二光学信息记录介质的第二透明基板时的第二信息记录面上的光斑尺寸大于w2但小于w1时，透过所述物镜的第二光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径大于NA2但小于NA1的部分光束满足以下条件，10μm≤w2≤50μm，20μm≤w1-w2≤110μm。6.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，所述衍射部设置在所述物镜的面上，以所述物镜在光轴方向上的长度为x坐际，以垂直于所述物镜光轴的方向上的高度为h坐标，当所述聚光光学系统把第二光束聚集在第二信息记录面上以便进行第二光学信息记录介质的记录再生时，所述球面象差由此具有在至少一个位置的不连续部分或实质上不连续的部分，即在所述物镜的母非球面上，设置dx/dh至少在一个位置不连续或实质不连续的部分。7.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，所述衍射部设置在所述物镜的面上，所述物镜在有效直径面内具有至少一个台阶。8.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，设用第一光束对第一信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA1并且设用第二光束对第二信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA2(NA1＞NA2)，在透过所述物镜的第一光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA1的部分光束的在通过第一光学信息记录介质的第一透明基板时的第一信息记录面上的波面象差小于0.07λrms，在透过所述物镜的第二光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA2的部分束的在通过第二光学信息记录介质的第二透明基板时的第二信息记录面上的波面象差小于0.07λ2rms。9.如权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于，在透过所述物镜的第二光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA2的部分光束的且在通过第二光学信息记录介质的第二透明基板时的第二信息记录面上的波面象差的三次球面象差分量超出时，设其绝对值为WSA2λ2rms，满足以下条件0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms。10.如权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于，当在透过所述物镜的第一光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA1的部分光束的且在通过第一光学信息记录介质的第一透明基板时的第一信息记录面上的波面象差的三次球面象差分量的绝对值为WSA1λ1rms时，满足以下条件，WSA1≤0.04λ1rms。11.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，当所述聚光光学系统为了进行第二光学信息记录介质的记录再生而将第二光束会聚在第二信息记录面上时，球面象差具有在两个以上的位置不连续的或实质上不连续的部分。12.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，所述物镜是具有正折射能力的单透镜。13.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，所述物镜由具有正折射能力的第一透镜和具有正折射能力的第二透镜构成。14.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，所述衍射部的至少一个衍射环带满足以下条件1.2≤Pi+1/Pi≤10，Pi是从具有衍射部的面的光轴起数起向周边方向的第i个衍射环带在垂直于所述光轴的方向上的宽度。15.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，NA0.60的光线所通过的所述衍射部的衍射环带的编号m满足以下条件，22≤m≤32，衍射环带编号是以在具有所述衍射部的面的光轴上的衍射环带为1地按顺序向外侧编排的号。16.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，设用第一光束对第一信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA1并且设用第二光束对第二信息记录介质进行记录或再生所需的所述聚光光学系统的光学信息记录介质侧的必需数值孔径为NA2(NA1＞NA2)，在透过所述物镜的第一光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA1的部分光束的在通过第一光学信息记录介质的第一透明基板时的第一信息记录面上的波面象差小于0.07λ1rms，在透过所述物镜的第二光束中的、其光学信息记录介质侧的数值孔径小于NA2的部分光束的且在通过第二光学信息记录介质的第二透明基板时的第二信息记录面上的波面象差小于0.07λ2rms，而大于NA2的部分光...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒井则一，小嶋俊之，大田耕平，
申请(专利权)人：柯尼卡株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]