專利名稱：光拾取裝置用物鏡、光拾取裝置和光信息記錄再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光拾取裝置用物鏡、光拾取裝置和光信息記錄再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
近年來作為記錄圖象信息等的光信息記錄媒體，DVD(數(shù)字多用盤，簡略記為DVD)正在迅速普及。在安裝于播放機內(nèi)的光拾取裝置上通過使用波長650nm的紅色半導(dǎo)體激光和數(shù)值孔徑(NA)0.6的物鏡，DVD的每一面能記錄4.7GB的信息。
由于一張DVD的每一面只能記錄30分鐘左右高清晰度圖象質(zhì)量的圖象信息，所以在到來的數(shù)字高清晰度廣播時代作為光信息記錄媒體使用時被指出容量過小。在這種背景下，近年來使用波長405nm的蘭紫色半導(dǎo)體激光和NA0.85物鏡的高密度記錄光盤系統(tǒng)的研究·開發(fā)正在進展，該高密度光盤的規(guī)格BD(蘭色光盤，簡略記為BD)在2002年2月被發(fā)表。BD每一面具有23.3～27GB左右的記錄容量，所以使用它的話每一面能記錄2小時左右的高清晰度圖象質(zhì)量的圖象信息。
為了有效使用社會上已經(jīng)大量存在的DVD軟件資產(chǎn)，就要求BD唱機附加即使對DVD也兼容地能記錄和/或再現(xiàn)的功能，為了實現(xiàn)這點，由于使用單一光源困難，因此需要安裝BD用的蘭紫色半導(dǎo)體激光和DVD用的紅色半導(dǎo)體激光這兩種光源。其理由是由于短波區(qū)域的光束具有雙層盤的中間層反射率低的特性，所以使用來自蘭紫色半導(dǎo)體激光的光束不能再現(xiàn)DVD的雙層盤。
本申請人以前曾提案安裝蘭紫色半導(dǎo)體激光和紅色半導(dǎo)體激光這兩種光源，作為對BD和DVD兼容地能記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置用的物鏡，其是在專利文獻1公開的物鏡。
專利文獻1特開2002-82280號公報

發(fā)明內(nèi)容
BD在信息記錄面上形成有比DVD薄的保護層(BD0.1mm，DVD0.6mm)，所以對0.1mm(BD)的保護層修正了球差的物鏡在把保護層變?yōu)?.6mm(DVD)時其球差有大的變化，在DVD的信息記錄面上不能形成良好的光點。上述專利文獻1中公開的物鏡利用光學(xué)面上形成的衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性，通過消除由BD和DVD保護層厚度不同而引起的球差變化，能分別在光盤的信息記錄面上形成良好的光點。但因為蘭紫色半導(dǎo)體激光與紅色半導(dǎo)體激光的波長差大，所以對于這樣的物鏡有當(dāng)把同一級數(shù)的衍射光作為記錄和/或再現(xiàn)用的光束利用時不能得到充分衍射效率的問題。
圖1是表示在使衍射結(jié)構(gòu)最合適的波長，用405nm進行發(fā)光時，用500nm進行發(fā)光時，用650nm進行發(fā)光時，一級衍射光的衍射效率的圖。即使使用蘭紫色半導(dǎo)體激光與紅色半導(dǎo)體激光的中間波長500nm進行發(fā)光時，其在400nm近旁和650nm近旁的衍射效率也只能得到80％左右。若這樣不能得到足夠的衍射效率時，則有可能使信息記錄面上的光點強度變?nèi)?，對記錄?或再現(xiàn)給予惡劣影響。
本發(fā)明是鑒于上述各課題而開發(fā)的，目的在于提供一種光拾取裝置用物鏡、光拾取裝置和光信息記錄再現(xiàn)裝置，例如能把如BD和DVD這樣保護層的厚度不同、且使用波長的差大的兩種光信息記錄媒體兼容地進行記錄和/或再現(xiàn)。
而且本發(fā)明的目的在于提供一種光拾取裝置用物鏡、光拾取裝置和光信息記錄再現(xiàn)裝置，例如能分別對BD和DVD這樣保護層的厚度不同、且使用波長的差大的兩種光信息記錄媒體形成良好的光點，同時能得到各自光信息記錄媒體使用波長的足夠的衍射效率。
本發(fā)明所述的光拾取裝置用物鏡通過把從第一光源射出的第一波長λ1的第一光束聚焦，對具有厚度t1(0≤t1≤0.2mm)的第一保護層的第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過把從第二光源射出的第二波長λ2(λ1＜λ2)的第二光束聚焦，對具有厚度t2(t2＞t1)的第二保護層的第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，其中，所述物鏡至少在一個光學(xué)面上具有由同心圓狀的多個環(huán)帶構(gòu)成的第一衍射結(jié)構(gòu)，其設(shè)定成在所述第二光束射入時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n2比在所述第一光束射入時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n1級數(shù)低，
n1和n2分別為非零的整數(shù)，并且為了在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)形成良好的波陣面，把所述n1級衍射光通過所述第一保護層聚焦在所述第一光信息記錄媒體的信息記錄面上，為了在第二數(shù)值孔徑NA2(NA2＜NA1)內(nèi)形成良好的波陣面，把所述n2級衍射光通過所述第二保護層聚焦在所述第二光信息記錄媒體的信息記錄面上。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過作為折射透鏡的作用使由所述第一保護層與所述第二保護層的厚度不同而引起的變化的球差能利用衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性來進行抵消修正。
本說明書中所述“光拾取裝置用物鏡”，具有指在光拾取裝置中裝填光信息記錄媒體的狀態(tài)下，在最靠近光信息記錄媒體的位置與之相對配置的具有聚焦作用的聚焦透鏡。
另外，在具有與所述聚光透鏡一體并且通過促動裝置能移動的光學(xué)元件的情況下，由該光學(xué)元件和所述聚光透鏡構(gòu)成的透鏡組成為本說明書中的“光拾取裝置用物鏡”。因此，本說明書中的“光拾取裝置用物鏡”即可以僅由所述聚光透鏡構(gòu)成，也可以包括所述聚光透鏡，由多個所述光學(xué)元件構(gòu)成。
所述“第一數(shù)值孔徑NA1”是指在第一光信息記錄媒體的規(guī)格中規(guī)定的數(shù)值孔徑，或是指為了對第一光信息記錄媒體根據(jù)第一波長λ1進行信息的記錄和/或再現(xiàn)而能得到需要光點徑的物鏡其位于最靠近光信息記錄媒體側(cè)的光學(xué)面的數(shù)值孔徑，所述“第二數(shù)值孔徑NA2”是指在第二光信息記錄媒體的規(guī)格中規(guī)定的數(shù)值孔徑，或是指為了對第二光信息記錄媒體根據(jù)第二波長λ2進行信息的記錄和/或再現(xiàn)而能得到需要光點徑的物鏡其位于最靠近光信息記錄媒體側(cè)的光學(xué)面的數(shù)值孔徑。
本說明書中所述“形成衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面”是指在其表面上設(shè)置振幅型或相位型的菲涅耳波帶板而具有衍射射入光束作用的光學(xué)面，本發(fā)明光拾取裝置用物鏡中在同一光學(xué)面上有產(chǎn)生衍射的區(qū)域和不產(chǎn)生衍射的區(qū)域時是指產(chǎn)生衍射的區(qū)域。所述衍射結(jié)構(gòu)是指該產(chǎn)生衍射的區(qū)域。作為相位型的菲涅耳波帶板形狀，知道的有在光學(xué)面的表面上以光軸作為中心形成大致同心圓狀的環(huán)帶，在包括光軸的平面看其剖面時各環(huán)帶是鋸齒狀(發(fā)光型)或臺階狀(二元型)的形狀，包括這些形狀。
一般來說由衍射結(jié)構(gòu)產(chǎn)生0級衍射光、±1級衍射光、±2級衍射光、...、無數(shù)級衍射光，但在例如上述剖面是具有鋸齒狀形狀的發(fā)光型菲涅耳波帶板時，能提高特定級數(shù)的衍射效率比其他級數(shù)的衍射效率高，根據(jù)情況能設(shè)定該菲涅耳波帶板的形狀而使特定的一個級數(shù)(例如+1級衍射光)的衍射效率為大致100％。
在本說明書中，所述“在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)形成良好的波陣面(或光點)”是指在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)測量波面象差時其RMS值與成為0.07λ1以下是等值的，所述“在第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)形成良好的波陣面(或光點)”是指在第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)測量波面象差時其RMS值與成為0.07λ2以下是等值的。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，最好滿足下述的(1)式，即使對不同光信息記錄媒體的使用波長差是滿足(1)式的比較大的情況，也能在各自的使用波長區(qū)域從本發(fā)明的特點得到足夠的衍射效率，因此例如BD和DVD，即使對保護層的厚度不同而且使用波長差大的光信息記錄媒體，也能得到良好的記錄和/或再現(xiàn)特性。
λ2/λ1＞1.3(1)本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，最好滿足下述的(2)、(3)式，n2＝INT(λ1·n1/λ2)(2)|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4 (3)其中n1是2以上10以下的整數(shù)，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入得到的整數(shù)。
相對于級數(shù)n1，級數(shù)n2最好由上述的(2)式和(3)式所決定。用于確保在各自的使用波長區(qū)域內(nèi)衍射效率大的級數(shù)n1與級數(shù)n2的組合中雖然有無限的組合，但若級數(shù)過大則由制造誤差而使對波長偏差了的半導(dǎo)體激光的衍射效率降低，所以需要選擇半導(dǎo)體激光而招致成本增加。因此級數(shù)n1最好是10以下的整數(shù)。
本發(fā)明光拾取裝置用物鏡最好是，射入光束的波長變長時所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差具有向修正不足方向變化的球差波長依賴性，并且滿足(4)式，INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0 (4)在此、第一波長λ1、第二波長λ2、級數(shù)n1和級數(shù)n2在滿足所述(4)式時，通過在衍射結(jié)構(gòu)中對射入光束向長波長方向的變化而第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差具有向修正不足方向變化的依賴性，能對各自的光信息記錄媒體形成良好的光點。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，所述衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀發(fā)光結(jié)構(gòu)，臺階部具有位于靠近光軸的發(fā)光結(jié)構(gòu)。圖2(a)表示了臺階部具有位于靠近光軸的發(fā)光結(jié)構(gòu)的物鏡的一例。所述“臺階部”是指如圖2(a)所示，與相互鄰接的發(fā)光結(jié)構(gòu)邊界的光軸大致同心的大致圓筒面形狀部。所述“臺階部位于靠近光軸側(cè)”是指為了相互鄰接的發(fā)光結(jié)構(gòu)的透過外側(cè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的波陣面比透過內(nèi)側(cè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的波陣面的相位遲，在相互鄰接的發(fā)光結(jié)構(gòu)邊界近旁形成臺階。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，所述第一波長λ1在向所述第一衍射結(jié)構(gòu)射入時把附加在透過波陣面的光路差作為距光軸的高度h(mm)的函數(shù)，用通過Φb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...) (5)定義的光路差函數(shù)Φb(mm)表示時(B2、B4、B6、...分別是2級、4級、6級、...的光路差函數(shù)系數(shù))，用fD＝1/(-2·n1·B2) (6)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD(mm)和所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)滿足下面的條件((7)式)，-0.20≤f1/fD＜0 (7)光拾取裝置通常由于信息記錄時的激光(光源)光焦度比再現(xiàn)時的激光(光源)光焦度大，所以從再現(xiàn)向記錄切換時由輸出變化而半導(dǎo)體激光的中心波長有時瞬時跳躍數(shù)nm，產(chǎn)生所謂的跳?，F(xiàn)象。由該跳?，F(xiàn)象引起產(chǎn)生的聚焦偏離能通過聚焦驅(qū)動該物鏡而去除，但若不修正該物鏡的色差，則在聚焦驅(qū)動物鏡前的數(shù)nsec間會產(chǎn)生由聚焦偏離引起的記錄不良等不好情況。由射入光束的波長變化引起的物鏡聚焦偏離是光源波長越短就越大，所以作為光源使用的蘭紫色半導(dǎo)體激光BD最好適當(dāng)?shù)匦拚缮淙牍馐牟ㄩL變化引起的物鏡聚焦偏離。本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，第一波長λ1、第二波長λ2、級數(shù)n1和級數(shù)n2在滿足(4)式的情況下為了滿足(7)式，若對第一波長的物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1來決定衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD時就能把由射入光束的波長變化引起的聚焦偏離抑制變小。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，所述衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀的發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成有所述衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面由臺階部位于距光軸遠側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域和在其外側(cè)臺階部位于距光軸近側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域所構(gòu)成。
在包括光軸的內(nèi)側(cè)區(qū)域(圖2(b)中的“第一區(qū)域”)形成臺階部位于距光軸遠側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)，而且在其外側(cè)的區(qū)域(圖2(b)中的“第二區(qū)域”)形成臺階部位于距光軸近側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)，這樣就能把由射入光束的波長變化引起的聚焦偏離抑制變小。在此、所述“臺階部位于距光軸遠側(cè)”是指為了相互鄰接的發(fā)光結(jié)構(gòu)的透過內(nèi)側(cè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的波陣面比透過外側(cè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的波陣面的相位遲，在相互鄰接的發(fā)光結(jié)構(gòu)邊界近旁形成臺階。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，射入光束的波長變長時所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差具有向修正過多方向變化的球差的波長依賴性，并且最好滿足下述(8)式，INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0(8)第一波長λ1、第二波長λ2、級數(shù)n1和級數(shù)n2在滿足所述(8)式時，通過在衍射結(jié)構(gòu)中具有相對射入光束向長波長方向的變化而第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差具有向修正過多方向變化的依賴性，能對各自的光信息記錄媒體形成良好的光點。
這樣的衍射結(jié)構(gòu)作為發(fā)光結(jié)構(gòu)在物鏡的光學(xué)面上形成時則如圖2(c)所示，臺階部最好具有位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
另外，所述第一波長λ1在向所述衍射結(jié)構(gòu)射入時把附加在透過波陣面的光路差作為距光軸的高度h(mm)的函數(shù)，用通過Φb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...) (5)定義的光路差函數(shù)Φb(mm)表示時(B2、B4、B6、...分別是2級、4級、6級、...的光路差函數(shù)系數(shù))，用fD＝1/(-2·n1·B2) (6)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD(mm)和所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)滿足下面的條件((9)式)。
0.05＜f1/fD＜0.25 (9)本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，第一波長λ1、第二波長λ2、級數(shù)n1和級數(shù)n2在滿足(8)式的情況下為了滿足(9)式，若對第一波長的物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1來決定衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD時就能把由射入光束的波長變化引起的聚焦偏離抑制變小。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，所述衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀的發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成有所述衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面由臺階部位于距光軸近的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域和在其外側(cè)臺階部位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域所構(gòu)成。
在包括光軸的內(nèi)側(cè)區(qū)域(圖2(d)中的“第一區(qū)域”)形成臺階部位于距光軸近側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)，而且在其外側(cè)的區(qū)域(圖2(d)中的“第二區(qū)域”)形成臺階部位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)，這樣就能把由射入光束的波長變化引起的聚焦偏離抑制變小。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好滿足下述(10)、(11)式，并且所述級數(shù)n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一個。
390nm＜λ1＜420nm (10)640nm＜λ2＜670nm (11)把第一波長λ1作為BD的使用波長區(qū)域為390nm到420nm，把第二波長λ2作為DVD的使用波長區(qū)域為640nm到670nm時，作為級數(shù)n1和n2的組合、當(dāng)選擇(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一個時，就能更大確保各自使用波長區(qū)域的衍射效率。n1和n2的組合最好為(n1，n2)＝(2，1)。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，具有有正光焦度的單透鏡結(jié)構(gòu)，所述第一光源和所述第二光源側(cè)的光學(xué)面上形成所述衍射結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，在具有正光焦度的單透鏡的光學(xué)面上形成衍射結(jié)構(gòu)時，就能簡單地實現(xiàn)把保護層厚度不同而且使用波長差大的兩種光信息記錄媒體能兼容的記錄/和再現(xiàn)的光拾取裝置用物鏡。這時在光源側(cè)的光學(xué)面上形成衍射結(jié)構(gòu)時，能最大限度地發(fā)揮衍射作用產(chǎn)生的修正球差的效果，所以是理想的。在這種具有正光焦度的單透鏡的光學(xué)面上形成衍射結(jié)構(gòu)時，最好定為是象衍射結(jié)構(gòu)那樣微細結(jié)構(gòu)復(fù)制性高的塑料透鏡或轉(zhuǎn)移點是400℃以下的玻璃透鏡。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，由具有正光焦度的單透鏡構(gòu)成的折射透鏡和配置在所述折射透鏡的所述第一光源和所述第二光源上并幾乎不具有光焦度的光學(xué)元件構(gòu)成的復(fù)合型透鏡，在所述光學(xué)元件的至少一個光學(xué)面上最好形成所述衍射結(jié)構(gòu)。
在單透鏡結(jié)構(gòu)數(shù)值孔徑大的物鏡的光學(xué)面上形成衍射結(jié)構(gòu)時，通過光學(xué)面射入的光束折射大，所以由衍射結(jié)構(gòu)臺階部分光束的折回影響而光量損失變大。在此，通過把物鏡光焦度分配在兩個透鏡群上，減少每一個光學(xué)面的光線折射，能減少由衍射結(jié)構(gòu)臺階部分光束的折回影響，但數(shù)值孔徑大的兩群結(jié)構(gòu)的透鏡由于往往動作距離小，所以不能確保對如DVD那樣保護層厚的光信息記錄媒體的動作距離。因此為了減少衍射結(jié)構(gòu)臺階部分光束的折回影響，而且充分確保對保護層厚的光信息記錄媒體的動作距離，最好是如本發(fā)明那樣，在光拾取裝置用物鏡中，是由具有正光焦度的單透鏡構(gòu)成的折射透鏡和配置在折射透鏡的光束射入面且?guī)缀醪痪哂泄饨苟鹊墓鈱W(xué)元件構(gòu)成的復(fù)合型透鏡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過把對光信息記錄媒體聚焦光束的作為聚焦透鏡的功能專門保持在折射透鏡上，就能充分確保對保護層厚的光信息記錄媒體的動作距離，并且通過在幾乎不具有光焦度的光學(xué)元件上形成衍射結(jié)構(gòu)，能減少衍射結(jié)構(gòu)臺階部分折回光束的影響。在此所述“幾乎不具有光焦度的光學(xué)元件”是指把折射透鏡的第一波長λ1的焦距作為fL1(mm)，把配置在折射透鏡第一光源和第二光源的光學(xué)元件的第一波長λ1的焦距作為fL2(mm)時，滿足下面條件式的光學(xué)元件。
0≤|fL1/fL2|≤0.2本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，所述折射透鏡根據(jù)所述第一保護層的厚度為了使球差對所述第一波長最小而被最優(yōu)化。若所述折射透鏡根據(jù)所述第一保護層的厚度為了使球差對所述第一波長最小而被最優(yōu)化時，則能使與形成了所述衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件的組合達到更高的性能。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，在所述的發(fā)明中最好滿足(12)、(13)式，NA1＞0.8(12)0.8＜d/f1＜1.6 (13)其中d是光軸上的透鏡厚度，f1是所述第一波長λ1的整個系統(tǒng)的焦距。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，所述第一數(shù)值孔徑NA1大于0.8(滿足(12)式)時，光軸上的透鏡厚度d對第一波長λ1的焦距f1最好決定為滿足上述的(13)式。(13)式是用于確保良好的象高特性、足夠的制造公差、和足夠動作距離的條件，光軸上的透鏡厚度d對所述第一波長λ1的焦距f1的值若大于(13)式的下限時，則用波面象差評價象高特性時，3級象散成分不過大，5級以上的高級慧差成分不過大。另一方面光軸上的透鏡厚度d對所述第一波長λ1的焦距f1的值若小于(13)式的上限時，則有用波面象差評價象高特性時，3級球差成分、5級象散成分、3級慧差成分、和象散不過大的優(yōu)點。而且光源的光學(xué)面曲率半徑不過小，所以能抑制由光學(xué)面之間光軸偏離引起發(fā)生的慧差，能確保足夠的制造公差。由于透鏡的厚度不過大，所以透鏡能重量輕，能用更小型的促動裝置驅(qū)動，并且能充分確保動作距離。在此，本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，在(13)式中光軸上的透鏡厚度d是指折射透鏡的光軸上的透鏡厚度，(13)式中第一波長λ1的焦距f1是指折射透鏡的第一波長λ1的焦距。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，所述第一衍射結(jié)構(gòu)環(huán)帶數(shù)量范圍最好在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)是10至60。
如果在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的衍射結(jié)構(gòu)環(huán)帶數(shù)量范圍在10至60，則由于第一保護層和第二保護層厚度的不同而引起的變化的球差能夠得到良好的修正。如果環(huán)帶數(shù)量比10小，就有球差修正不充分的問題，如果環(huán)帶數(shù)量比60大，就有球差修正過分的問題，不論何種情況都具有對第二光學(xué)信息記錄媒體的記錄或再現(xiàn)的特性惡化的問題。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，在所述第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下的，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的所述第一衍射結(jié)構(gòu)的球差變化率ΔSA/Δλ(λRMS/nm)，所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)，以及所述第二數(shù)值孔徑NA2滿足下式(15)0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14 (15)在第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下的，利用第一波長λ1中的物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1和第二數(shù)值孔徑NA2，把在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的所述衍射結(jié)構(gòu)的球差變化率ΔSA/Δλ進行規(guī)格化的數(shù)值，成為如(15)式范圍的那樣，利用決定折射結(jié)構(gòu)的波長依賴性，由于第一保護層和第二保護層厚度的不同而引起的變化的球差能夠得到良好的修正，所以如BD和DVD那樣保護層的厚度不同，并且對于使用波長差大的光學(xué)信息媒體能夠得到良好的記錄或再現(xiàn)的特性。
如下是作為更好的條件0.05＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.12。
在第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下的，所述第二數(shù)值孔徑NA2的邊緣光線的球差的變化率ΔSAM/Δλ(mm/nm)，所述第一波長λ1中的物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)和第二數(shù)值孔徑NA2滿足下式的所述的物鏡，0.008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021。
如下是作為更好的條件0.001＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0019。
還有，如圖24所示的球差曲線圖那樣，邊緣光線球差的變化率ΔSAM/Δλ(mm/nm)是，把405nm的曲線(a)平行移動到其下端與400nm的曲線(b)下端的重疊的位置時的曲線(c)的NA2的位置和400nm的曲線(b)的NA2位置的寬ΔSAM(mm)，被波長差(Δλ＝-5nm)進行除運算的數(shù)值。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，通過所述第二數(shù)值孔徑NA2的外側(cè)區(qū)域到達所述第二信息記錄媒體信息記錄面的所述第二光束，在所述第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)具有0.07λ2RMS以上的球差。
例如象BD和DVD數(shù)值孔徑相互不同的光信息記錄媒體，需要根據(jù)各自的數(shù)值孔徑切換光圈。對此有準(zhǔn)備對應(yīng)于各自數(shù)值孔徑的光圈、機械切換它們的方法，和在光學(xué)面上形成用于透過第一波長λ1而遮斷第二波長λ2的波長選擇鍍層的方法，但哪種情況都招致光拾取裝置成本的上升，所以不理想。因此，本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，最好在光學(xué)面區(qū)域內(nèi)把僅對所述第一信息記錄媒體進行記錄和/或再現(xiàn)使用的所述第二數(shù)值孔徑NA2的外側(cè)區(qū)域，根據(jù)所述第一保護層的厚度對所述第一波長進行使球差最小的最優(yōu)化，并且根據(jù)所述第二保護層的厚度使對所述第二波長具有大的球差。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過所述第二數(shù)值孔徑NA2的外側(cè)區(qū)域到達所述第二信息記錄媒體信息記錄面的所述第二光束，在所述第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)具有0.07λ2RMS以上的球差，在光點的形成上不起作用，所以與根據(jù)第二數(shù)值孔徑NA2自動光圈切換是等價的。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率m1，對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率m2，滿足下式。
m1＝m2＝0 (16)如果物鏡對于第一波長λ1和第二波長λ2均為無限共同作用型，則物鏡即使是在光學(xué)信息記錄媒體的半徑方向追跡的情況下，由于物點位置不變化，能夠得到良好的追跡特性。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率m1與對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率m2相互不同，并滿足(14)式。
m1＞m2 (14)本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡把由所述第一保護層與所述第二保護層的厚度不同引起的變化的球差利用衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性進行抵消修正，所以球差的波長依賴性大，把由制造誤差而波長有偏差的半導(dǎo)體激光作為光源時，對球差容易變化。因此本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡中，最好把對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的所述第二成像倍率m2形成小于對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的所述第一成像倍率m1。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過把所述第二成像倍率m2設(shè)定成小于所述第一成像倍率m1，減少所述衍射結(jié)構(gòu)應(yīng)修正的球差量，減小所述衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性，所以能良好改善所述物鏡的球差的波長依賴性。特別是當(dāng)對所述第一光信息記錄媒體射入大致平行的光束，對所述第二光信息記錄媒體射入發(fā)散的光束時，從確保對保護層厚的所述第二信息記錄媒體動作距離的觀點看也有利，所以是理想的。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及，所述第一衍射結(jié)構(gòu)形成在所述中央?yún)^(qū)域，被所述第一波長λ1最優(yōu)化的第二衍射結(jié)構(gòu)形成在所述周邊區(qū)域。
如果第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域形成第二衍射結(jié)構(gòu)，則能夠提高相對第一波長λ1的物鏡的特性?？梢砸种频谝徊ㄩLλ1在變動情況下的球差，或抑制伴隨塑料透鏡的溫度變化而產(chǎn)生的球差變化。還有通過被所述第一波長λ1最優(yōu)化第二衍射結(jié)構(gòu)，能夠確保提高第一波長λ1的衍射效率。
本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡，所述物鏡的光學(xué)面分割成對應(yīng)于位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域這兩個區(qū)域時，所述衍射結(jié)構(gòu)僅形成在所述中央?yún)^(qū)域，所述周邊區(qū)域是不形成所述衍射結(jié)構(gòu)的連續(xù)面。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，通過把所述中央?yún)^(qū)域作為所述折射透鏡的作用與所述衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性合并，對各自的光信息記錄媒體形成良好波陣面地進行最優(yōu)化，而且通過把周邊區(qū)域的連續(xù)面根據(jù)所述第一保護層厚度對所述第一波長進行使球差最小的最優(yōu)化，能在各自光信息記錄媒體的信息記錄面上形成良好的光點。
本發(fā)明第二十方面所述的光拾取裝置，包括第一光源；第二光源；物鏡，通過把從所述第一光源射出的第一波長λ1的第一光束聚焦，對具有厚度t1的第一保護層的第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過把從所述第二光源射出的第二波長λ2(λ1＜λ2)的第二光束聚焦，對具有厚度t2(t2＞t1)的第二保護層的第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，其中，所述物鏡至少在一個光學(xué)面上具有由同心圓狀的多個環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)，其設(shè)定成在所述第二光束射入時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n2比在所述第一光束射入時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n1級數(shù)低，n1和n2分別為非零的整數(shù)。
并且所述物鏡為了在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)形成良好的波陣面，把所述n1級衍射光通過所述第一保護層聚焦在所述第一光信息記錄媒體的信息記錄面上，為了在第二數(shù)值孔徑NA2(NA2＜NA1)內(nèi)形成良好的波陣面，把所述n2級衍射光通過所述第二保護層聚焦在所述第二光信息記錄媒體的信息記錄面上。本發(fā)明的作用效果與本發(fā)明第一方面所述的發(fā)明相同。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，滿足下式。
λ2/λ1＞1.3 (1)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，滿足下式。
n2＝INT(λ1·n1/λ2) (2)|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4(3)其中n1是2以上10以下的整數(shù)，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入得到的整數(shù)。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，射入光束的波長變長時所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差具有向修正不足方向變化的球差波長依賴性，并且滿足下式。
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0(4)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡的衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀發(fā)光結(jié)構(gòu)，臺階部具有位于靠近光軸側(cè)的發(fā)光結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的作用效果與本發(fā)明第五方面所述的發(fā)明相同。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，述第一波長λ1在向所述衍射結(jié)構(gòu)射入時把附加在透過波陣面的光路差作為距光軸的高度h(mm)的函數(shù)，用通過Φb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...) (5)定義的光路差函數(shù)Φb(mm)表示時(B2、B4、B6、...分別是2級、4級、6級、...的光路差函數(shù)系數(shù))，用fD＝1/(-2·n1·B2) (6)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD(mm)和所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)滿足下面的條件。
-0.20≤f1/fD＜0(7)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡的衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀的發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成有所述衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面由臺階部位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域和在其外側(cè)臺階部位于距光軸近的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域所構(gòu)成。
本發(fā)明的光拾取裝置，所述物鏡具有在射入光束的波長變長時所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的球差向修正過多方向變化的球差波長依賴性，并且滿足下式。
INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0 (8)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡的衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀發(fā)光結(jié)構(gòu)，臺階部具有位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述第一波長λ1在向所述衍射結(jié)構(gòu)射入時把附加在透過波陣面的光路差作為距光軸的高度h(mm)的函數(shù)，用通過Φb＝n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+...) (5)定義的光路差函數(shù)Φb(mm)表示時(B2、B4、B6、...分別是2級、4級、6級、...的光路差函數(shù)系數(shù))，用fD＝1/(-2·n1·B2) (6)定義的所述衍射結(jié)構(gòu)的焦距fD(mm)和所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)滿足下面的條件。
0.05＜f1/fD＜0.25(9)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡的衍射結(jié)構(gòu)是鋸齒狀的發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成有所述衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面由臺階部位于距光軸近的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域和在其外側(cè)臺階部位于距光軸遠的發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的區(qū)域所構(gòu)成。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，滿足下式，而且所述級數(shù)n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)、(8，5)的任一個。
390nm＜λ1＜420nm (10)640nm＜λ2＜670nm (11)n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡具有有正光焦度的單透鏡結(jié)構(gòu)，所述第一光源和所述第二光源側(cè)的光學(xué)面上形成所述衍射結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述物鏡由具有正光焦度的單透鏡構(gòu)成的折射透鏡和配置在所述折射透鏡的所述第一光源和所述第二光源上并幾乎不具有光焦度的光學(xué)元件構(gòu)成的復(fù)合型透鏡，在所述光學(xué)元件的至少一個光學(xué)面上形成所述衍射結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述折射透鏡根據(jù)所述第一保護層的厚度為了使球差對所述第一波長最小而被最優(yōu)化。
本發(fā)明的光拾取裝置，滿足下式。
NA1＞0.8(12)0.8＜d/f1＜1.6 (13)其中d是光軸上的透鏡厚度，f1是所述第一波長λ1的整個系統(tǒng)的焦距。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，所述第一衍射結(jié)構(gòu)的環(huán)帶數(shù)量在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)為10～60。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，在第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下的，所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的所述第一衍射結(jié)構(gòu)的球差的變化率ΔSA/Δλ(λRMS/mm)，所述第一波長λ1中的物鏡整個系統(tǒng)的焦距f1(mm)和所述第二數(shù)值孔徑NA2滿足下式，＜(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1 }＜ (15)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，通過所述第二數(shù)值孔徑NA2的外側(cè)區(qū)域到達所述第二信息記錄媒體信息記錄面的所述第二光束，在所述第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)具有0.07λ2RMS以上的球差。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率m1，對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率m2，最好滿足下式。
m1＝m2＝0 (16)本發(fā)明的光拾取裝置最好是，對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率m1與對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率m2相互不同，并滿足下式。
m1＞m2(14)本發(fā)明的光拾取裝置用物鏡最好是，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及，所述第一衍射結(jié)構(gòu)形成在所述中央?yún)^(qū)域，被所述第一波長λ1最優(yōu)化的第二衍射結(jié)構(gòu)形成在所述周邊區(qū)域。
本發(fā)明的光拾取裝置最好是，把所述物鏡的光學(xué)面分割成對應(yīng)于位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域的這兩個區(qū)域時，所述衍射結(jié)構(gòu)僅形成在所述中央?yún)^(qū)域，所述周邊區(qū)域是不形成所述衍射結(jié)構(gòu)的連續(xù)面。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其中，包括所述的光拾取裝置和光信息記錄媒體支承裝置，其支承通過所述光拾取裝置能進行信息信號的記錄和/或再現(xiàn)的所述第一光信息記錄媒體或所述第二光信息記錄媒體。
本說明書中所述第一光信息記錄媒體是指例如把蘭紫色激光作為光源的BD系列光盤，所述第二光信息記錄媒體是在再現(xiàn)專用中使用的DVD-ROM，DVD-Video之外還包括兼容再現(xiàn)/記錄的DVD-RAM，DVD-R，DVD-RW等各種DVD系列光盤。本說明書中作為第一光信息記錄媒體也可以包括保護層的厚度t1＝0時，即沒有保護層的光信息記錄媒體。


圖1是表示把衍射結(jié)構(gòu)用最優(yōu)化波長405nm進行發(fā)光化時、用500nm進行發(fā)光化時、用650nm進行發(fā)光化時的1級衍射光衍射效率的圖；圖2(a)-2(d)是物鏡剖面圖的例，衍射結(jié)構(gòu)被夸張表示；圖3(a)是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第一物鏡OBJ1，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第一光拾取裝置PU1結(jié)構(gòu)的圖，圖3(b)是物鏡OBJ1的局部放大圖；
圖4是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第二物鏡OBJ2，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第二光拾取裝置PU2結(jié)構(gòu)的圖；圖5(a)是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第三物鏡OBJ3，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第三光拾取裝置PU3結(jié)構(gòu)的圖，圖5(b)是激光模件LM的正面圖；圖6(a)是表示實施例1的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖6(b)是表示實施例1的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；圖7(a)-7(b)是實施例1的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖8是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖9(a)是表示實施例2的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖9(b)是表示實施例2的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；圖10(a)-10(b)是實施例2的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖11是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖12(a)是表示實施例3的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖12(b)是表示實施例3的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；圖13(a)-13(b)是實施例3的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖14是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖15(a)是表示實施例3的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖15(b)是表示實施例3的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；最佳像場位置圖16(a)-16(b)是實施例4的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖17是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖18(a)是表示實施例4的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖18(b)是表示實施例4的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；圖19(a)-19(b)是實施例4的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖20是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖21(a)是表示實施例5的物鏡與BD的透鏡剖面圖，圖21(b)是表示實施例5的物鏡與DVD的透鏡剖面圖；圖22(a)-22(b)是實施例6的物鏡通過球差表示的色差的曲線圖；圖23是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)的最佳像面位置的光點圖；圖24是球差曲線圖；圖25是表示把折射透鏡L1和形成衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件L2由鏡框B一體化透鏡的剖面圖；圖26是表示把折射透鏡L1和形成衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件L2以及與光學(xué)面形成一體的突起部FL1、FL2的一部分通過抵接和/或嵌合而被一體化的透鏡的剖面圖。
具體實施例方式
對安裝了本發(fā)明光拾取裝置用物鏡的光拾取裝置的實施例，邊參照附圖邊進行說明。在下面的光拾取裝置PU1～PU3中所加的光信息記錄媒體支承裝置是光信息記錄再現(xiàn)裝置。圖3(a)是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第一物鏡OBJ1，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第一光拾取裝置PU1結(jié)構(gòu)的圖。光拾取裝置PU1包括BD用模件MD1，其在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時發(fā)光，并把射出405nm激光光束的蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1與光檢測器PD1一體化；DVD用模件MD2，其在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時發(fā)光，并把射出655nm激光光束的紅色半導(dǎo)體激光器LD2與光檢測器PD2一體化；物鏡OBJ1；偏光光束分離器BS；準(zhǔn)直透鏡COL；與BD數(shù)值孔徑0.85對應(yīng)的光圈STO；雙軸促動裝置AC。作為蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1可以使用由氮化鉀材料構(gòu)成的半導(dǎo)體激光器，或利用產(chǎn)生第二次高次諧波的半導(dǎo)體激光器。
如物鏡OBJ1的局部放大圖3(b)所示，在物鏡OBJ1的半導(dǎo)體激光側(cè)的光學(xué)面上形成有由同心圓狀的多個環(huán)帶構(gòu)成的衍射結(jié)構(gòu)。利用該衍射結(jié)構(gòu)的波長依賴性來修正由BD的保護層與DVD的保護層的厚度不同引起的變化的球差，所以能對BD把來自蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1的光束在數(shù)值孔徑0.85內(nèi)，且對DVD把來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束在數(shù)值孔徑0.65內(nèi)地聚焦成在衍射界限內(nèi)。該衍射結(jié)構(gòu)被規(guī)定成從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射入光束時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光級數(shù)n2，低于從蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1射入光束時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光級數(shù)n1，所以能在各自的波長區(qū)域得到足夠衍射效率。物鏡OBJ1的半導(dǎo)體激光側(cè)的光學(xué)面中數(shù)值孔徑0.65到0.85的周邊區(qū)域進行對BD球差最小的最優(yōu)化，而且對DVD具有大的球差。對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，該周邊區(qū)域起與光圈同樣的作用，所以安裝了物鏡OBJ1的光拾取裝置PU1不需要切換對應(yīng)于BD和DVD的光圈，對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，能使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO。圖3(a)中從紅色半導(dǎo)體激光器LD2射出并全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO向物鏡OBJ1射入的光束中僅描繪相當(dāng)于數(shù)值孔徑0.65的光線的光束，這點在后述的圖4和圖5中也一樣。
物鏡OBJ1具有對光軸有垂直延伸面的凸緣部FL，利用該凸緣部FL能把物鏡OBJ1高精度地安裝在光拾取裝置PU1上。
光拾取裝置PU1在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，使BD用模件MD1動作并使蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束透過偏光光束分離器BS、經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡COL而成為平行光束后，用光圈STO約束光束徑，由物鏡OBJ1通過BD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。物鏡OBJ1通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL1上通過信息位調(diào)制的反射光束再次透過物鏡OBJ1、光圈STO、和準(zhǔn)直透鏡COL后成為收斂光束，透過偏光光束分離器BS后收斂在BD用模件MD1的光檢測器PD1的受光面上。使用光檢測器PD1的輸出信號能讀出BD上記錄的信息。
光拾取裝置PU1在對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，使DVD用模件MD2動作并使紅色半導(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)散光束由偏光光束分離器BS反射、經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡COL而成為平行光束后，用光圈STO約束光束徑，由物鏡OBJ1通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。物鏡OBJ1通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL2上通過信息位調(diào)制的反射光束再次透過物鏡OBJ1、光圈STO、和準(zhǔn)直透鏡COL后成為收斂光束，由偏光光束分離器BS反射后收斂在DVD用模件MD2的光檢測器PD2的受光面上。使用光檢測器PD2的輸出信號能讀出DVD上記錄的信息。
圖4是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第二物鏡OBJ2，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第二光拾取裝置PU2結(jié)構(gòu)的圖。
物鏡OBJ2的結(jié)構(gòu)除了把來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的發(fā)散光束射入以外，與光拾取裝置PU1的物鏡OBJ1具有相同的結(jié)構(gòu)，所以省略詳細說明。
光拾取裝置PU2在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，使BD用模件MD1動作并使蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1發(fā)光。從蘭紫色半導(dǎo)體激光器LD1射出的發(fā)散光束經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡COL而成為平行光束后、透過偏光光束分離器BS，用光圈STO約束光束徑，由物鏡OBJ1通過BD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。物鏡OBJ1通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL1上通過信息位調(diào)制的反射光束再次透過物鏡OBJ1、光圈STO、偏光光束分離器BS、和準(zhǔn)直透鏡COL后成為收斂光束，收斂在BD用模件MD1的光檢測器PD1的受光面上。使用光檢測器PD1的輸出信號能讀出BD上記錄的信息。
光拾取裝置PU2在對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，使DVD用模件MD2動作并使紅色半導(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)散光束由偏光光束分離器BS反射后，用光圈STO約束光束徑，由物鏡OBJ1通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。物鏡OBJ1通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL2上通過信息位調(diào)制的反射光束再次通過物鏡OBJ1和光圈STO、由偏光光束分離器BS反射后成為收斂光束，收斂在DVD用模件MD2的光檢測器PD2的受光面上。使用光檢測器PD2的輸出信號能讀出DVD上記錄的信息。
圖5(a)是概略表示安裝本發(fā)明光拾取裝置用的第三物鏡OBJ3，能把BD和DVD兼容進行記錄和/或再現(xiàn)的第三光拾取裝置PU3結(jié)構(gòu)的圖。光拾取裝置PU3包括激光模件LM(圖5(b)表示其正面圖)，把光拾取裝置PU1的BD用模件MD1和DVD用模件MD2一體化；物鏡OBJ1；對應(yīng)于BD的數(shù)值孔徑0.85的光圈STO；雙軸促動裝置AC。
激光模件LM包括第一發(fā)光點EP1，在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時發(fā)光、射出405nm的激光光束；第二發(fā)光點EP2，在對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時發(fā)光、射出655nm的激光光束；第一受光部DS1，對來自BD的信息記錄面RL1的反射光束受光；第二受光部DS2，對來自DVD的信息記錄面RL2的反射光束受光；棱鏡PS。發(fā)光點EP1與發(fā)光點EP2的間隔是約100μm。
物鏡OBJ3的結(jié)構(gòu)除了把來自發(fā)光點EP1與發(fā)光點EP2的發(fā)散光束射入以外，與光拾取裝置PU1的物鏡OBJ1具有相同的結(jié)構(gòu)，所以省略詳細說明。
在光拾取裝置PU3中，在對BD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時使發(fā)光點EP1發(fā)光。從發(fā)光點EP1射出的發(fā)散光束被棱鏡PS反射、被光圈STO約束光束徑后由物鏡OBJ3通過BD的保護層PL1在信息記錄面RL1上形成光點。物鏡OBJ3通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL1上通過信息位調(diào)制的反射光束再次透過物鏡OBJ3和光圈STO后，在棱鏡PS內(nèi)部被反射2級而聚焦在受光部DS1上。利用受光部DS1的輸出信號能讀出BD上記錄的信息。
在光拾取裝置PU3中，在對DVD進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時使發(fā)光點EP2發(fā)光。從發(fā)光點EP2射出的發(fā)散光束用棱鏡PS反射、被光圈STO約束光束徑后由物鏡OBJ3通過DVD的保護層PL2在信息記錄面RL2上形成光點。物鏡OBJ3通過在其周邊配置的雙軸促動裝置AC進行聚焦控制和跟蹤控制。在信息記錄面RL2上通過信息位調(diào)制的反射光束再次透過物鏡OBJ3和光圈STO后，在棱鏡PS內(nèi)部被反射2級而聚焦在受光部DS2上。使用受光部DS2的輸出信號能讀出DVD上記錄的信息。
上述的光拾取裝置PU1到PU3中，物鏡OBJ1到OBJ3的任一個都是單透鏡結(jié)構(gòu)，但也可以把由有正光焦度單透鏡構(gòu)成的折射透鏡與配置在折射透鏡的半導(dǎo)體激光側(cè)且?guī)缀鯖]有光焦度的光學(xué)元件構(gòu)成，在該光學(xué)元件的光學(xué)面上形成衍射結(jié)構(gòu)的復(fù)合型透鏡作為物鏡OBJ1到OBJ3使用。把該復(fù)合型透鏡作為物鏡OBJ1到OBJ3使用時為了得到良好的跟蹤特性，最好把形成有折射透鏡和衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件通過鏡框和凸緣部之間的粘接等進行一體化，通過促動裝置AC一體地進行跟蹤驅(qū)動。
圖25是表示把折射透鏡L1和形成衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件L2由鏡框B一體化的實施例。還有，圖26是表示把折射透鏡L1和形成衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件L2以及與光學(xué)面形成一體的突起部FL1、FL2的一部分通過抵接和/或嵌合而一體化的實施例。在圖24的情況中具有物鏡的外徑能夠變小的優(yōu)點，在圖B的情況中，是由于能夠減少部件的數(shù)量，所以具有低成本化的優(yōu)點。
(實施例)下面作為所述物鏡OBJ1到OBJ3，說明了六例合適的實施例。任一實施例都是對具有0.1mm厚度保護層并通過蘭紫色半導(dǎo)體激光進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的BD和具有0.6mm厚度保護層并通過紅色半導(dǎo)體激光進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的DVD兼用的光拾取裝置用物鏡。
各實施例的非球面在把距與其面頂點相切的平面的變形量作為X(mm)、把對光軸垂直方向的高度作為h(mm)、把曲率半徑作為r(mm)時，用下面的數(shù)1表示。其中k是圓錐系數(shù)、A2i是非球面系數(shù)。
X=h2/r1+1-(1+k)h2/r2+Σi=210A2ih2i]]>各實施例的衍射結(jié)構(gòu)用通過該衍射結(jié)構(gòu)附加在透過波陣面上的光路差表示。把射入光束的波長表示為λ(nm)，把對光軸垂直方向的高度表示為h(mm)、把B2j作為光路差函數(shù)系數(shù)、把n表示為當(dāng)波長λ的光束射入時具有產(chǎn)生最大光量的衍射級數(shù)，和λB表示為衍射結(jié)構(gòu)的組合波長，這時該光路差用由下面數(shù)2定義的光路差函數(shù)Φb(mm)表示。
Φb=n×λλBΣj=05B2jh2j]]>各實施例的透鏡數(shù)據(jù)表中f1是使用BD時第一波長λ1的整個系統(tǒng)的焦距，NA1是使用BD時的第一數(shù)值孔徑，λ1是使用BD時的設(shè)計波長第一波長，m1是使用BD時的第一成像倍率，n1是射入第一波長λ1時具有產(chǎn)生最大光量的衍射光的級數(shù)，f2是使用DVD時第二波長λ2的整個系統(tǒng)的焦距，NA2是使用DVD時的第二數(shù)值孔徑，λ2是使用DVD時的設(shè)計波長第二波長，m2是使用DVD時的第二成像倍率，n2是射入第二波長λ2時具有產(chǎn)生最大光量的衍射光的級數(shù)，r(mm)是曲率半徑，d(mm)是面間隔，Nλ1是第一波長λ1的折射率，Nλ2是第二波長λ2的折射率，νd是d線的阿貝數(shù)。以后(包括表的透鏡數(shù)據(jù))把10的冪乘數(shù)(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
圖6(a)是表示實施例1的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖6(b)是表示實施例1的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例1的物鏡作為所述的物鏡OBJ1是合適的塑料透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表1。
f1＝1.7546，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5428，d3＝0.1f2＝1.8082，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2700，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1Nλ2 νd0 - ∞ - - -1 r1 2.0400 1.5601 1.5407 56.32 -2.8092d2 - - -4 ∞ d3 1.6195 1.5772 30.05 ∞ - - - -非球面系數(shù) 第一面 第二面0≤h＜1.1650 1.1650≤hr1 1.1179 1.1390 -k -8.7876E-01 -7.8368E-01-125.3677A4 4.8086E-03 2.0858E-03 0.1980E+00A6 -9.0335E-03 -5.0271E-03-0.3171E+00A8 -3.8995E-03 -2.2755E-030.3199E+00A102.6971E-03 2.0829E-03 -0.2820E+00A12-3.4114E-04 -1.2169E-04-0.1660E+00A14-1.4437E-03 -4.7833E-05-0.4215E-01A164.7101E-04 1.8426E-04 0A185.7541E-05 6.7720E-05 0A20-3.1063E-05 -4.8016E-050光路差函數(shù)系數(shù) 第一面0≤h＜1.1650 1.1650≤h
λB410nm 405nmB0 0 0B2 0 0B4 -6.9918E-03-7.9243E-03B6 -2.5723E-03-1.2285E-03B8 8.9350E-05 9.8823E-05B10-1.0047E-042.8095E-04實施例1的物鏡中如表1所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的整個面上，位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.165mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域用波長410nm進行最優(yōu)化，位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度是1.165mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域用波長405nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是99.6％，對第二波長的2級衍射光的衍射效率是95.2％，在周邊區(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是100.0％，任一個都能確保高的衍射效率。
圖7是通過實施例1的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖7(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖7(b)是相當(dāng)于使用DVD時的660nm、655nm、650nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例1的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(4)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和655nm長時的410nm和660nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)修正不足。
圖8是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)最佳像面位置點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，并且在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開20μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對光檢測器PD2的光檢測特性給予不良影響。
圖9(a)是表示實施例2的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖9(b)是表示實施例2的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例2的物鏡作為所述的物鏡OBJ1是合適的塑料透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表2。
f1＝2.0000，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝2，d2＝0.5362，d3＝0.1f2＝2.0871，NA2＝0.65，λ2＝650nm，m2＝0，n2＝1，d2＝0.3257，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1 Nλ2νd0 - ∞ ---1 r1 d1 1.5247 1.5066 56.52 -1.9804d2 ---4 ∞ d3 1.6195 1.5776 30.05 ∞ - ---非球面系數(shù) 第一面 第二面0≤h＜1.35501.3550≤hd1 2.54002.5745 -r1 1.55611.3982 -k -3.8729E-01 -6.9268E-01-40.4056A4 2.0930E-02 6.1234E-030.1538E+00A6 3.1841E-03 -2.2845E-03-0.9219E-01A8 5.8984E-06 3.4751E-03-0.1220E-01A10 6.1398E-04 4.5411E-040.3346E-01A12 7.5415E-04 -5.2187E-04-0.1245E-01A14 -6.3147E-04 7.3534E-050.1685E-02A16 2.7759E-04 -1.1581E-05-0.4878E-04A18 -4.9638E-05 3.0175E-05 0A20 4.4265E-06 -6.4979E-06 0光路差函數(shù)系數(shù) 第一面0≤h＜1.35501.3550≤hλB 380nm 405nm
B0 0 0B2 -1.9611E-02 0B4 3.9432E-03 -6.8013E-03B6 1.1898E-04 -1.4070E-03B8 -4.3777E-05 1.0314E-03B10 1.1434E-04 -1.1499E-04實施例2的物鏡中如表2所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的整個面上，位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.355mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域用波長380nm進行最優(yōu)化，位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度是1.355mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域用波長405nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的2級衍射光的衍射效率是95.1％，對第二波長的1級衍射光的衍射效率是90.9％，在周邊區(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩLλ1的2級衍射光的衍射效率是100.0％，任一個都能確保高的衍射效率。
圖10是通過實施例2的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖10(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖10(b)是相當(dāng)于使用DVD時的655nm、650nm、645nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例2的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(8)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和650nm長時的410nm和655nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)修正過多。
實施例2的物鏡為了對第一波長整個系統(tǒng)的焦距滿足所述的(9)式，把中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的焦距設(shè)定成12.755mm。其結(jié)果是對射入光束從405nm向406nm的波長變化而產(chǎn)生的散焦成分被抑制在0.001λRMS，對BD的從再現(xiàn)向記錄切換時，即使蘭紫色半導(dǎo)體激光產(chǎn)生了跳模現(xiàn)象的情況，也能維持聚焦性能。
圖11是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)最佳像面位置點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開30μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對光檢測器PD2的光檢測特性給予不良影響。
圖12(a)是表示實施例3的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖12(b)是表示實施例3的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例3的物鏡作為所述的物鏡OBJ1是合適的玻璃透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表3。實施例3的物鏡使用比一般的模具成型用玻璃轉(zhuǎn)移點低的玻璃PG325(商品名，住田光學(xué)公司制)。
f1＝1.7647，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5061，d3＝0.1f2＝1.8113，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2400，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1 Nλ2 νd0 - ∞ - - -1 r1 d1 1.5187 1.5045 70.52 -1.6241 d2 - - -4 ∞ d3 1.6195 1.5772 30.05 ∞ - - - -非球面系數(shù) 第一面 第二面0≤h＜1.1650 1.1650≤hd1 2.2700 2.2680 -r1 1.0076 1.1163 -k -8.8198E-01 -6.6558E-01 -45.6943A4 2.7547E-03 1.2702E-02 0.1924E+00A6 -2.3782E-03 -1.0544E-03 -0.2810E+00A8 -6.0488E-03 -1.0112E-03 0.3082E+00A10-4.3594E-04 2.0597E-03 -0.2824E+00A126.0477E-04 -2.9563E-04 0.1661E+00A14-4.7566E-04 -1.8963E-04 -0.4215E-01A162.2420E-04 1.1015E-04 0
A181.4385E-05 7.0218E-05 0A20-3.1063E-05-3.1473E-050光路差函數(shù)系數(shù) 第一面0≤h＜1.16501.1650≤hλB 410nm405nmB0 00B2 8.6046E-03 0B4 -7.2692E-03 -1.8334E-03B6 -6.3471E-04 -4.9613E-04B8 -1.7182E-03 -1.0052E-04B10 4.1920E-04 6.1295E-05實施例3的物鏡中如表3所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的整個面上，位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.165mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域用波長410nm進行最優(yōu)化，位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度是1.165mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域用波長405nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是99.6％，對第二波長的2級衍射光的衍射效率是95.2％，任一個都能確保高的衍射效率。
圖13是通過實施例3的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖13(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖13(b)是相當(dāng)于使用DVD時的660nm、655nm、650nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例3的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(4)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和655nm長時的410nm和660nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)修正不足。
實施例3的物鏡為了對第一波長整個系統(tǒng)的焦距滿足所述的(7)式，把中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的焦距設(shè)定成-19.380mm。其結(jié)果是對射入光束從405nm向406nm的波長變化而產(chǎn)生的散焦成分被抑制在0.002λRMS，對BD的從再現(xiàn)向記錄切換時，即使蘭紫色半導(dǎo)體激光產(chǎn)生了跳模的情況，也能維持聚焦性能。
圖14是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60最佳像面位置光點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開20μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對光檢測器PD2的光檢測特性給予不良影響。
圖15(a)是表示實施例3的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖15(b)是表示實施例3的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例3的物鏡作為所述的物鏡OBJ2是合適的塑料透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表4。
f1＝1.7649，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d0＝∞，d2＝0.5050，d3＝0.1f2＝1.8146，NA2＝0.60，λ2＝655nm，m2＝-0.0371，n2＝2，d0＝50.0，d2＝0.3000，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1 Nλ2 νd0 - d0- - -1 r1 d11.56011.5407 56.32 -2.0052d2- - -4 ∞ d31.61951.5772 30.05 ∞ - - - -非球面系數(shù) 第一面 第二面0≤h＜1.1120 1.1120≤hd1 2.2200 2.2354 -r1 1.2588 1.17484 -k-0.6213 -7.3993E-01 -32.0075A4 0.2696E-01 2.6681E-02 0.1686E+00A6 0.8858E-02 -4.2355E-02 -0.2659E+00
A8 -0.1816E-028.0073E-030.3390E+00A100.5996E-03 1.2787E-02-0.3320E+00A12-0.7542E-03-9.1304E-03 0.1844E+00A14-0.6312E-04-1.1778E-03 -0.4215E-01A160.2185E-03 1.8774E-03 0A180.9685E-04 -3.3309E-040A20-0.5672E-04-3.1063E-050光路差函數(shù)系數(shù) 第一面0≤h＜1.1120 1.1120≤hλB 410nm 405nmB0 -4.1000E-04 0B20 0B4 1.4106E-03 0B6 -1.0076E-02 0B8 5.6251E-03 0B10 -1.6617E-03 0實施例4的物鏡中如表4所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.112mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域上，該衍射結(jié)構(gòu)用波長410nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是99.6％，對第二波長的2級衍射光的衍射效率是95.2％，任一個都能確保高的衍射效率。位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度1.112mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域是不形成衍射結(jié)構(gòu)的連續(xù)非球面。
圖16是通過實施例4的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖16(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖16(b)是相當(dāng)于使用DVD時的660nm、655nm、650nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例4的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(4)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和655nm長時的410nm和660nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)修正不足。
圖17是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)最佳像面位置光點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開30μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對光檢測器PD2的光檢測特性給予不良影響。
圖18(a)是表示實施例4的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖18(b)是表示實施例4的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例4的物鏡作為所述的物鏡OBJ3是合適的塑料透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表5。
f1＝1.7639，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝-0.0913，n1＝3，d0＝20.000，d2＝0.4715，d3＝0.1f2＝1.8057，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝-0.0923，n2＝2，d0＝20.2715，d2＝0.2000，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1Nλ2 νd0 - d0-- -1 r12.58001.5601 1.540756.32 -1.4696d2-- -4 ∞d31.6195 1.577230.05 ∞- -- -非球面系數(shù) 第一面第二面0≤h＜1.2210 1.2210≤hr1 1.15161.1493 -k-9.2643E-01 -8.5168E-01 -21.0313A4 -6.7747E-02 -1.1501E-02 0.2244E+00A6 -1.1226E-02 -3.4925E-03 -0.3388E+00A8 -2.8711E-03 -1.2256E-04 -0.2700E+00
A101.9751E-03 2.4623E-03 0.1476E+00A12-4.0649E-04-4.1825E-04-0.3512E-01A14-4.6192E-04-2.6947E-04-0.1917E-08A166.6042E-04 1.1673E-04 0A18-2.7954E-047.0210E-05 0A203.9471E-05 -2.4833E-050光路差函數(shù)系數(shù) 第一面0≤h＜1.2210 1.2210≤hλB410nm 405nmB0 0 0B2 0 0B4 -5.4268E-03 -5.7439E-03B6 -2.4244E-03 -9.8539E-04B8 -2.2172E-043.2815E-05B102.4098E-04 2.6543E-04實施例5的物鏡中如表4所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的整個面上，位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.221mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域用波長410nm進行最優(yōu)化，位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度是1.221mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域用波長405nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在位于第二數(shù)值孔徑0.60內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是99.6％，對第二波長的2級衍射光的衍射效率是95.2％，任一個都能確保高的衍射效率。
圖19是通過實施例4的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖19(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖19(b)是相當(dāng)于使用DVD時的660nm、655nm、650nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例5的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(4)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和655nm長時的410nm和660nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)修正不足。圖20是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)最佳像面位置光點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開25μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自發(fā)光點EP2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對受光部DS2的光檢測特性給予不良影響。
圖21(a)是表示實施例5的物鏡和BD的透鏡剖面圖，圖21(b)是表示實施例5的物鏡和DVD的透鏡剖面圖。實施例6的物鏡作為所述的物鏡OBJ1是合適的復(fù)合型透鏡，其具體的透鏡數(shù)據(jù)表示在表6。實施例6的物鏡由對BD進行球差修正的玻璃透鏡和不具有光焦度的塑料光學(xué)元件構(gòu)成，在不具有光焦度的塑料光學(xué)元件射入光束側(cè)的光學(xué)面(第一面)上形成有衍射結(jié)構(gòu)。
f1＝1.7651，NA1＝0.85，λ1＝405nm，m1＝0，n1＝3，d2＝0.5194，d3＝0.1f2＝1.8123，NA2＝0.65，λ2＝655nm，m2＝0，n2＝2，d2＝0.2403，d3＝0.6面號碼 r(mm) d(mm) Nλ1 Nλ2 νd0 - ∞-- -1 ∞ 0.80001.5247 1.506556.52 ∞ 0.1000-- -3 1.2271 2.22001.6052 1.586261.34 -2.6229 d2-- -5 ∞ d31.6195 1.577230.06 ∞ - -- -非球面系數(shù)第一面 第三面 第四面0≤h＜1.1820 1.1820≤hk 00 -0.6836 -78.0185A4 -3.9689E-02 0 0.1659E-010.1914E+00A6 -1.0061E-02 0 0.4265E-02-0.3059E+00
A8 -2.0653E-030-0.3322E-030.3310E+00A100 00.1946E-02 -0.2903E+00A120 0-0.4741E-030.1660E+00A140 0-0.2527E-03-0.4215E-01A160 00.1153E-03 0A180 00.6725E-04 0A200 0-0.3106E-04 0光路差函數(shù)系數(shù)第一面0≤h＜1.1820 1.1820≤hλB410nm -B0 0 0B2 0 0B4 -7.0236E-030B6 -1.7967E-030B8 -3.4882E-040B10-5.6751E-060實施例6的物鏡中如表6所示光路差函數(shù)那樣的衍射結(jié)構(gòu)形成在第一面的位于第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)側(cè)(距光軸的高度是0～1.182mm內(nèi)的區(qū)域)的中央?yún)^(qū)域上，該衍射結(jié)構(gòu)用波長410nm進行最優(yōu)化。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在中央?yún)^(qū)域?qū)Φ谝徊ㄩL的3級衍射光的衍射效率是99.6％，對第二波長的2級衍射光的衍射效率是95.2％，任一個都能確保高的衍射效率。位于第二數(shù)值孔徑0.65外側(cè)(距光軸的高度是1.182mm以外的區(qū)域)的周邊區(qū)域是不形成衍射結(jié)構(gòu)的平面。
圖22是通過實施例6的物鏡的球差表示的色差的曲線圖，分別表示了圖22(a)是相當(dāng)于使用BD時的410nm、405nm、400nm的球差的值，圖22(b)是相當(dāng)于使用DVD時的660nm、655nm、650nm的球差的值。如從這些球差的圖了解到的那樣，實施例5的物鏡通過在中央?yún)^(qū)域形成的衍射結(jié)構(gòu)的作用，使用BD時在第一數(shù)值孔徑0.85內(nèi)球差被良好修正，使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)球差被良好修正。由于滿足所述的(4)式，所以射入的波長是比設(shè)計波長405nm和655nm長時的410nm和660nm的球差在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)修正不足。
圖23是表示使用DVD時在第二數(shù)值孔徑0.65內(nèi)最佳像面位置光點圖的圖。使用DVD時通過了周邊區(qū)域的光束具有大的球差，在從由中央?yún)^(qū)域形成的光點離開50μm以上的位置成為分散的光線密度小的閃躍成分。這樣即使使來自紅色半導(dǎo)體激光器LD2的光束全部通過對應(yīng)于BD的光圈STO，通過了周邊區(qū)域的光束也不會對光檢測器PD2的光檢測特性給予不良影響。
表7表示對應(yīng)于本發(fā)明中的第(1)、(3)、(4)、(7)、(9)、(13)式的所述實施例的值。


根據(jù)本發(fā)明能提供光拾取裝置用物鏡、光拾取裝置和光信息記錄再現(xiàn)裝置，可對例如如BD和DVD那樣保護層的厚度不同，且使用波長差大的兩種光信息記錄媒體兼容進行記錄和/或再現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光拾取裝置用物鏡，其通過把從第一光源射出的第一波長λ1的第一光束聚焦，對具有厚度t1(0≤t1≤0.2mm)的第一保護層的第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過把從第二光源射出的第二波長λ2(λ1＜λ2)的第二光束聚焦，對具有厚度t2(t2＞t1)的第二保護層的第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，其包括，第一衍射結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在至少一個光學(xué)面上并且具有由同心圓狀的多個環(huán)帶，其設(shè)定成在所述第二光束射入所述第一衍射結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n2比在所述第一光束射入所述第一衍射結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n1級數(shù)低，所述n1和n2是非零的整數(shù)，其中，在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1級衍射光通過所述第一保護層聚焦在所述第一光信息記錄媒體的信息記錄面上；在第二數(shù)值孔徑NA2(NA2＜NA1)內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2級衍射光通過所述第二保護層聚焦在所述第二光信息記錄媒體的信息記錄面上。
2.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式λ2/λ1＞1.3。
3.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式n2＝INT(λ1·n1/λ2)|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4其中n1是2至10的整數(shù)，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入而得到的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的物鏡，其中，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)，所述第一衍射結(jié)構(gòu)在射入光束的波長變長時具有球差波長依賴性，所述球差變化為修正不足，并且滿足下式INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0。
5.如權(quán)利要求4所述的物鏡，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)，在該發(fā)光結(jié)構(gòu)中的臺階部位于靠近光軸側(cè)。
6.如權(quán)利要求4所述的物鏡，其中，所述第一波長的第一光束在向所述第一衍射結(jié)構(gòu)射入時，把附加在透過波陣面的光路差利用被定義為距光軸的高度h(mm)函數(shù)的光路差函數(shù)Φb(mm)表示，該光路差函數(shù)Φb是Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+…)(在此，B2、B4、B6、…分別是2級、4級、6級、…的光路差函數(shù)系數(shù)，和λB是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的組合波長)，滿足下式-0.20≤f1/fD＜0在此，fD(mm)是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的焦距，被下式定義為fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及f1(mm)是物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
7.如權(quán)利要求6所述的物鏡，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)和形成所述第一衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面具有第一區(qū)域和在所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，以及，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成為形成在所述第一區(qū)域的臺階部位于距所述光軸遠側(cè)和形成在所述第二區(qū)域的臺階部位于距所述光軸近側(cè)。
8.如權(quán)利要求3所述的物鏡，其中，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)，所述第一衍射結(jié)構(gòu)在射入光束的波長變長時具有球差波長依賴性，所述球差變化為修正過多，并且滿足下式INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0。
9.如權(quán)利要求8所述的物鏡，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)，在該發(fā)光結(jié)構(gòu)中的臺階部位于遠離光軸側(cè)。
10.如權(quán)利要求8所述的物鏡，其中，所述第一波長λ1的第一光束在向所述第一衍射結(jié)構(gòu)射入時，把附加在透過波陣面的光路差利用被定義為距光軸的高度h(mm)函數(shù)的光路差函數(shù)Φb(mm)表示，該光路差函數(shù)Φb是Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+…)(在此，B2、B4、B6、…分別是2級、4級、6級、…的光路差函數(shù)系數(shù)，和λB是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的組合波長)，滿足下式0.05≤f1/fD＜0.25在此，fD(mm)是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的焦距，被下式定義為fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及f1(mm)是物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
11.如權(quán)利要求10所述的物鏡，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是一結(jié)構(gòu)和形成所述第一衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面具有第一區(qū)域和在所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，以及，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成為形成在所述第一區(qū)域的臺階部位于距所述光軸遠側(cè)和形成在所述第二區(qū)域的臺階部位于距所述光軸近側(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)或(8，5)，并且滿足下式390nm＜λ1＜420nm640nm＜λ2＜670nm。
13.如權(quán)利要求12所述的物鏡，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)。
14.如權(quán)利要求12所述的物鏡，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(3，2)。
15.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述物鏡具有正光焦度的單透鏡和在所述光學(xué)面的一側(cè)形成的所述第一衍射結(jié)構(gòu)，從所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述光學(xué)面的一側(cè)。
16.如權(quán)利要求15所述的物鏡，其中，滿足下式NA1＞0.80.8＜d/f1＜1.6在此，d(mm)是光軸上的透鏡厚度，f1(mm)是所述第一波長λ1的所述透鏡整個系統(tǒng)的焦距。
17.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述物鏡具有正光焦度的單折射透鏡和在一側(cè)的光學(xué)元件，從所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述一側(cè)，滿足下式0≤|PL2/PL1|≤0.2在此，PL1(mm-1)是第一波長λ1的所述單折射透鏡的近軸光焦度和PL2(mm-1)是第一波長λ1的所述光學(xué)元件的近軸光焦度。
18.如權(quán)利要求16所述的物鏡，其中，所述單折射透鏡被優(yōu)化為所述第一波長λ1的球差按照所述第一保護層的厚度成為最小化。
19.如權(quán)利要求18所述的物鏡，其中，滿足下式NA1＞0.80.8＜dL1/fL1＜1.6在此，dL1(mm)是光軸上的單折射透鏡的透鏡厚度，fL1(mm)是所述第一波長λ1的所述單折射透鏡的焦距。
20.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)環(huán)帶數(shù)量范圍在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)是10至60。
21.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式
0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14在此，(ΔSA/Δλ)表示在所述第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的所述第一衍射結(jié)構(gòu)的球差變化率(λRMS/nm)，和f1(mm)是所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
22.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式0.0008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021在此，(ΔSAM/Δλ)表示在所述第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的邊緣光線的球差變化率(mm/nm)，和f1(mm)是所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
23.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，通過所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)區(qū)域和到達所述第二信息記錄媒體的信息記錄面的所述第二光束，在所述第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)具有等于或大于0.07λ2RMS的球差。
24.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式m1＝m2＝0在此，m1是對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率，m2是對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率。
25.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，滿足下式m1＞m2在此，m1是對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率，m2是對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率。
26.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)形成在所述中央?yún)^(qū)域和被所述第一波長λ1優(yōu)化的第二衍射結(jié)構(gòu)形成在所述周邊區(qū)域。
27.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)僅形成在所述中央?yún)^(qū)域和所述周邊區(qū)域是連續(xù)面。
28.一種光拾取裝置，其包括，第一光源，其射出第一波長λ1的第一光束；第二光源，其射出的第二波長λ2(λ1＜λ2)的第二光束；物鏡，通過把第一光束聚焦，對具有厚度t1(0mm≤t1≤0.2mm)的第一保護層的第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，和通過把第二光束聚焦，對具有厚度t2(t2＞t1)的第二保護層的第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄，所述物鏡包括，第一衍射結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在至少一個光學(xué)面上并且具有由同心圓狀的多個環(huán)帶，其設(shè)定成在所述第二光束射入所述第一衍射結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n2比在所述第一光束射入所述第一衍射結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的衍射光中具有最大光量的衍射光的級數(shù)n1級數(shù)低，所述n1和n2是非零的整數(shù)，其中，在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1級衍射光通過所述第一保護層聚焦在所述第一光信息記錄媒體的信息記錄面上；在第二數(shù)值孔徑NA2(NA2＜NA1)內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2級衍射光通過所述第二保護層聚焦在所述第二光信息記錄媒體的信息記錄面上。
29.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式λ2/λ1＞1.3。
30.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式n2＝INT(λ1·n1/λ2)|INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)|＜0.4其中n1是2至10的整數(shù)，INT(λ1·n1/λ2)是把λ1·n1/λ2的值四舍五入而得到的整數(shù)。
31.如權(quán)利要求30所述的光拾取裝置，其中，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)，所述第一衍射結(jié)構(gòu)在射入光束的波長變長時具有球差波長依賴性，所述球差變化為修正不足，并且滿足下式INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＞0。
32.如權(quán)利要求3 1所述的光拾取裝置，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)，在該發(fā)光結(jié)構(gòu)中的臺階部位于靠近光軸側(cè)。
33.如權(quán)利要求31所述的光拾取裝置，其中，所述第一波長的第一光束在向所述第一衍射結(jié)構(gòu)射入時，把附加在透過波陣面的光路差利用被定義為距光軸的高度h(mm)函數(shù)的光路差函數(shù)Φb(mm)表示，該光路差函數(shù)Φb是Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·hb+…)(在此，B2、B4、B6、…分別是2級、4級、6級、…的光路差函數(shù)系數(shù)，和λB是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的組合波長)，滿足下式-0.20≤f1/fD＜0在此，fD(mm)是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的焦距，被下式定義為fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及f1(mm)是物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
34.如權(quán)利要求33所述的光拾取裝置，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)和形成所述第一衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面具有第一區(qū)域和在所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，以及，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成為形成在所述第一區(qū)域的臺階部位于距所述光軸遠側(cè)和形成在所述第二區(qū)域的臺階部位于距所述光軸近側(cè)。
35.如權(quán)利要求30所述的光拾取裝置，其中，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)，所述第一衍射結(jié)構(gòu)在射入光束的波長變長時具有球差波長依賴性，所述球差變化為修正過多，并且滿足下式INT(λ1·n1/λ2)-(λ1·n1/λ2)＜0。
36.如權(quán)利要求35所述的光拾取裝置，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是發(fā)光結(jié)構(gòu)，在該發(fā)光結(jié)構(gòu)中的臺階部位于遠離光軸側(cè)。
37.如權(quán)利要求35所述的光拾取裝置，其中，所述第一波長λ1的第一光束在向所述第一衍射結(jié)構(gòu)射入時，把附加在透過波陣面的光路差利用被定義為距光軸的高度h(mm)函數(shù)的光路差函數(shù)Φb(mm)表示，該光路差函數(shù)Φb是Φb＝(λ1/λB)·n1·(B0+B2·h2+B4·h4+B6·h6+…)(在此，B2、B4、B6、…分別是2級、4級、6級、…的光路差函數(shù)系數(shù)，和λB是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的組合波長)，滿足下式0.05≤f1/fD＜0.25在此，fD(mm)是所述第一衍射結(jié)構(gòu)的焦距，被下式定義為fD＝λB/(-2·n1·λ1·B2)以及f1(mm)是物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
38.如權(quán)利要求37所述的光拾取裝置，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)是一結(jié)構(gòu)和形成所述第一衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面具有第一區(qū)域和在所述第一區(qū)域外側(cè)的第二區(qū)域，以及，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成為形成在所述第一區(qū)域的臺階部位于距所述光軸遠側(cè)和形成在所述第二區(qū)域的臺階部位于距所述光軸近側(cè)。
39.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)、(3，2)、(5，3)或(8，5)，并且滿足下式390nm＜λ1＜420nm640nm＜λ2＜670nm。
40.如權(quán)利要求39所述的光拾取裝置，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(2，1)。
41.如權(quán)利要求39所述的光拾取裝置，其中，n1和n2的組合是(n1，n2)＝(3，2)。
42.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡具有正光焦度的單透鏡和在所述光學(xué)面的一側(cè)形成的所述第一衍射結(jié)構(gòu)，從所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述光學(xué)面的一側(cè)。
43.如權(quán)利要求42所述的光拾取裝置，其中，滿足下式NA1＞0.80.8＜d/f1＜1.6在此，d(mm)是光軸上的透鏡厚度，f1(mm)是所述第一波長λ1的所述透鏡整個系統(tǒng)的焦距。
44.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡具有正光焦度的單折射透鏡和在一側(cè)的光學(xué)元件，從所述第一光源和所述第二光源射出的光束射入所述一側(cè)，滿足下式0≤|PL2/PL1|≤0.2在此，PL1(mm-1)是第一波長λ1的所述單折射透鏡的近軸光焦度和PL2(mm-1)是第一波長λ1的所述光學(xué)元件的近軸光焦度。
45.如權(quán)利要求43所述的光拾取裝置，其中，所述單折射透鏡被優(yōu)化為所述第一波長λ1的球差按照所述第一保護層的厚度成為最小化。
46.如權(quán)利要求45所述的光拾取裝置，其中，滿足下式NA1＞0.80.8＜dL1/fL1＜1.6在此，dL1(mm)是光軸上的單折射透鏡的透鏡厚度，fL1(mm)是所述第一波長λ1的所述單折射透鏡的焦距。
47.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)環(huán)帶數(shù)量范圍在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)是10至60。
48.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式0.03＜|(ΔSA/Δλ)/{(NA2)4·f1}|＜0.14在此，(ΔSA/Δλ)表示在所述第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的所述第一衍射結(jié)構(gòu)的球差變化率(λRMS/nm)，和f1(mm)是所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
49.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式0.0008＜|(ΔSAM/Δλ)/{(NA2)2·f1}|＜0.0021在此，(ΔSAM/Δλ)表示在所述第一波長λ1在±10nm范圍變化的情況下，在所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)的邊緣光線的球差變化率(mm/nm)，和f1(mm)是所述第一波長λ1的所述物鏡整個系統(tǒng)的焦距。
50.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，通過所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)區(qū)域和到達所述第二信息記錄媒體的信息記錄面的所述第二光束，在所述第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)具有等于或大于0.07λ2RMS的球差。
51.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式m1＝m2＝0在此，m1是對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率，m2是對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率。
52.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，滿足下式m1＞m2在此，m1是對所述第一光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第一成像倍率，m2是對所述第二光信息記錄媒體進行信息的再現(xiàn)和/或記錄時的第二成像倍率。
53.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)形成在所述中央?yún)^(qū)域和被所述第一波長λ1優(yōu)化的第二衍射結(jié)構(gòu)形成在所述周邊區(qū)域。
54.如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，其中，所述物鏡的光學(xué)面具有位于所述第二數(shù)值孔徑NA2內(nèi)側(cè)的中央?yún)^(qū)域和包圍該中央?yún)^(qū)域而位于所述第二數(shù)值孔徑NA2外側(cè)的周邊區(qū)域，以及其中，所述第一衍射結(jié)構(gòu)僅形成在所述中央?yún)^(qū)域和所述周邊區(qū)域是連續(xù)面。
55.一種光信息記錄再現(xiàn)裝置，包括如權(quán)利要求28所述的光拾取裝置，和支承裝置，其支承的第一光信息記錄媒體和第二光信息記錄媒體，以使所述光拾取裝置能進行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
全文摘要
一種光拾取裝置用物鏡，其包括第一衍射結(jié)構(gòu)，其具有同心圓狀的多個環(huán)帶。在第一數(shù)值孔徑NA1內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ1，把所述n1級衍射光通過所述第一保護層聚焦在所述第一光信息記錄媒體的信息記錄面上；在第二數(shù)值孔徑NA2(NA2＜NA1)內(nèi)測量波面象差時，該波面象差RMS值等于或小于0.07λ2，把所述n2級衍射光通過所述第二保護層聚焦在所述第二光信息記錄媒體的信息記錄面上。
文檔編號G11B7/135GK1571038SQ20041000392
公開日2005年1月26日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者木村徹 申請人:柯尼卡美能達控股株式會社