專利名稱：物鏡及光拾取器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)使用不同波長(zhǎng)的光源以及具有不同透明基板厚度的光盤進(jìn)行再生/記錄的光拾取器裝置上使用的物鏡，以及使用該物鏡的光拾取器裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著短波長(zhǎng)紅色半導(dǎo)體激光器的實(shí)用化，以同過去光盤CD(小型盤)同程度的大小使其大容量高密度化的DVD(數(shù)字視盤)的開發(fā)正在進(jìn)展。在對(duì)DVD進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生的光拾取器裝置中，當(dāng)使用635nm的短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器作為光源使用時(shí)，用于會(huì)聚所使用的激光光的物鏡光盤側(cè)的數(shù)值孔徑NA約設(shè)為0.6。除了CD、DVD以外，各種其他規(guī)格的光盤，例如CD-R(可重復(fù)記錄小型盤)、MD(微型盤)等也開始普及并商品化。表1給出各種光盤的透明基板厚度和必要數(shù)值孔徑。
表1

在對(duì)CD-R進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生的光拾取器裝置中，需要光源波長(zhǎng)λ＝780nm，但是，在其他的光盤中，則可以使用表1所記載的光源波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光源，需要時(shí)，還可以對(duì)應(yīng)所使用的光源波長(zhǎng)λ改變必要數(shù)值孔徑NA。例如，使用CD時(shí)必要數(shù)值孔徑近似為NA＝λ(μm)/1.73，使用DVD時(shí)必要數(shù)值孔徑近似為NA＝λ(μm)/1.06。本說明書中所說的數(shù)值孔徑(必要數(shù)值孔徑)是指從光盤側(cè)看到的聚光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，而所謂的必要數(shù)值孔徑是指光盤記錄面上根據(jù)所要求的光點(diǎn)尺寸d和所使用的波長(zhǎng)λ計(jì)算出來的數(shù)值孔徑，一般情況下NA＝0.83×λ÷d。
如上面這樣，市場(chǎng)上存在著透明基板厚度、記錄密度、使用波長(zhǎng)等各不相同的各種光盤，因此，對(duì)于用戶而言，對(duì)應(yīng)每個(gè)光盤購(gòu)買能夠進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生的專用的信息記錄再生裝置將是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。所以，有人提出在信息記錄再生裝置上配備具有可以對(duì)應(yīng)各種光盤的兼容性的光拾取器裝置。
作為這樣的光拾取器裝置，有人提出具有分別對(duì)應(yīng)各種光盤的光學(xué)系統(tǒng)，可根據(jù)要再生的光盤切換聚光光學(xué)系統(tǒng)。但是，在該光拾取器裝置中，由于需要多個(gè)聚光光學(xué)系統(tǒng)而使構(gòu)成復(fù)雜且高成本，不很理想。
于是，又有人提出使用一個(gè)聚光光學(xué)系統(tǒng)再生多種光盤的光拾取器裝置。例如，在日本特開平7-302437號(hào)公報(bào)上，公開了將物鏡的折射面分割成環(huán)狀的多個(gè)區(qū)域，通過各個(gè)分割面使光束成像在厚度不同的光盤之一上進(jìn)行再生的光拾取器裝置。
但由于特開平7-302437號(hào)公報(bào)公開的光拾取器裝置要求一個(gè)物鏡同時(shí)具有2個(gè)以上的焦點(diǎn)，從而導(dǎo)致分配給每個(gè)焦點(diǎn)的光點(diǎn)能量減少，存在需要增大激光功率的問題。
另一方面，本專利申請(qǐng)人曾在日本特開平11-96585號(hào)公報(bào)中提出下面的光拾取器裝置。這是一個(gè)光拾取器裝置在物鏡上設(shè)置有被分割成同心圓狀的若干波帶(環(huán)帶)，且各個(gè)波帶對(duì)應(yīng)著波長(zhǎng)不同的若干個(gè)光源，以及/或者對(duì)應(yīng)著記錄面厚度不同的透明基板，并主動(dòng)地利用由此產(chǎn)生的球差，對(duì)應(yīng)每個(gè)光盤將象差修正到衍射界限內(nèi)的裝置。該物鏡具有對(duì)應(yīng)使用波長(zhǎng)以及/或者透明基板的厚度自動(dòng)地獲得必要數(shù)值孔徑的功能。
但是，在修正到衍射界限內(nèi)時(shí)，除光點(diǎn)尺寸(點(diǎn)像的彌散圓)以外，最好考慮點(diǎn)像強(qiáng)度分布即光點(diǎn)中心強(qiáng)度。要提高該中心強(qiáng)度，必須著眼于光束的位相(波面象差的偏離)，但上述特開平11-96585號(hào)公報(bào)的光拾取器裝置卻沒有關(guān)于該波面象差的偏離的記載。
本發(fā)明的目的在于提供在物鏡上形成4個(gè)以上的分割面的同時(shí)，可以在各個(gè)光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的分割面上修正波面象差的偏離的拾取器裝置以及物鏡。此外，提供光通量損失小且S字特性優(yōu)異的拾取器裝置以及物鏡也是本發(fā)明的目的。
發(fā)明概要利用以下構(gòu)成可以達(dá)成上述目的。
(1-1)一種用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或記錄的光拾取器裝置，其具有以下構(gòu)成出射用于對(duì)具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的第1波長(zhǎng)(λ1)的光束的第1光源；出射用于對(duì)具有較上述第1透明基板更厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、波長(zhǎng)較上述第1波長(zhǎng)(λ1)光束更長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(λ2)的光束的第2光源；用于將上述第1波長(zhǎng)光束或者上述第2波長(zhǎng)光束會(huì)聚到上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上，或者上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；用于接收并檢測(cè)上述第1信息記錄面上，或者上述第2信息記錄面上反射的光束的光檢測(cè)器；在上述裝置中上述第1光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑較上述第2光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑大，上述聚光光學(xué)系統(tǒng)至少具有一個(gè)光學(xué)元件，上述光學(xué)元件至少在其一側(cè)的面上，具有用于將入射到上述光學(xué)元件的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(將最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束作為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)的、用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄，要將通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第1波長(zhǎng)光束中的上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1信息記錄面上，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.05λ1rms以下，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至上述第(k-1)光束中的至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1至第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
(1-2)上述(1-1)記載的光拾取器裝置，在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W1)滿足下面的條件式(mi-0.30)λ1≤W1≤(mi+0.30)λ1(1-3)上述(1-1)記載的光拾取器裝置，在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為進(jìn)行上述第2光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄，可以將通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第2波長(zhǎng)光束中的上述第1光束會(huì)聚在上述第2信息記錄面上，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.07λ2rms以下，在上述第1光束形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1至第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為niλ1(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)。
(1-4)上述(1-3)所記載的光拾取器裝置，
在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W2)滿足下面的條件式(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2(1-5)上述(1-3)所記載的光拾取器裝置，上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
(1-6)上述(1-1)所記載的光拾取器裝置，上述k＝4；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第3光束和上述第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足下面的條件式0.62≤h1/0.5φmax≤0.690.70≤h3/0.5φmax≤0.80(1-7)上述(1-1)所記載的光拾取器裝置，上述k＝6；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束和上述第5光束在不同于上述第6光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置。
(1-8)上述(1-1)所記載的光拾取器裝置，上述k＝6；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第5光束和上述第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足下面的條件式0.52≤h1/0.5φmax≤0.670.70≤h5/0.5φmax≤0.82(1-9)上述(1-1)所記載的光拾取器裝置，上述光學(xué)元件是具有非球面的物鏡。
(1-10)上述(1-1)所記載的光拾取器裝置，在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、通過上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束的上述環(huán)帶狀分割面，其上述環(huán)帶狀分割面光軸側(cè)臺(tái)階的深度與光軸相反側(cè)的臺(tái)階的深度不同。
(1-11)上述(1-9)所記載的光拾取器裝置，在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、通過上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束的上述環(huán)帶狀分割面，其上述的非球面形狀不同于其他環(huán)帶狀分割面的非球面形狀。
(1-12)一種在用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或記錄的光拾取器裝置中使用的物鏡，其具有以下構(gòu)成設(shè)置在上述物鏡的至少一側(cè)面上的、利用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；上述環(huán)帶狀分割面把入射到上述物鏡的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(設(shè)最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)；在進(jìn)行具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，在通過上述環(huán)帶狀分割面的、用于進(jìn)行第1光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄的上述第1波長(zhǎng)光束(λ1)中，將上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上，以進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄；在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.05λ1rms以下；上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi是整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
(1-13)上述(1-12)所記載的物鏡，在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W1)滿足下面的條件式(mi-0.30)λ1≤W1≤(mi+0.30)λ1(1-14)上述(1-12)所記載的物鏡，在進(jìn)行具有比上述第1透明基板厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，通過上述環(huán)帶狀分割面的、用于進(jìn)行上述第2光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄的、比上述第1波長(zhǎng)光束的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的上述第2波長(zhǎng)光束(λ2)中，將上述第1光束會(huì)聚在上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上，以能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.07λ2rms以下，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為niλ1(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)。
(1-15)上述(1-14)所記載的物鏡，
在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W2)滿足下面的條件式(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2(1-16)上述(1-14)所記載的物鏡，上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
(1-17)上述(1-12)所記載的物鏡，上述k＝4；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第3光束和上述第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足下面的條件式0.62≤h1/0.5φmax≤0.690.70≤h3/0.5φmax≤0.80(1-18)上述(1-12)所記載的物鏡，上述k＝6；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束和上述第5光束在不同于上述第6光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置。
(1-19)上述(1-12)所記載的物鏡，上述k＝6；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、
設(shè)將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第5光束和上述第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足下面的條件式0.52≤h1/0.5φmax≤0.670.70≤h5/0.5φmax≤0.82(1-20)上述(1-12)所記載的物鏡，在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述環(huán)帶狀分割面光軸側(cè)臺(tái)階的深度與光軸相反側(cè)的臺(tái)階的深度不同。
(1-21)上述(1-12)所記載的物鏡，上述環(huán)帶狀分割面具有非球面形狀；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述非球面形狀不同于其他環(huán)帶狀分割面的非球面形狀。
(1-22)一種用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或記錄的光信息記錄介質(zhì)再生或者記錄裝置，其具有以下構(gòu)成光拾取器裝置具有以下構(gòu)成出射用于對(duì)具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的第1波長(zhǎng)(λ1)的光束的第1光源；出射用于對(duì)具有較上述第1透明基板更厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、較上述第1波長(zhǎng)(λ1)光束波長(zhǎng)更長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(λ2)的光束的第2光源；用于將上述第1波長(zhǎng)光束或者上述第2波長(zhǎng)光束會(huì)聚到上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上，或者上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；用于接收并檢測(cè)上述第1信息記錄面上，或者上述第2信息記錄面上反射的光束的光檢測(cè)器；在上述裝置中上述第1光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑較上述第2光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑大。
上述聚光光學(xué)系統(tǒng)至少具有一個(gè)光學(xué)元件，上述光學(xué)元件在其至少一側(cè)的面上，具有用于將入射到上述光學(xué)元件的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(將最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束作為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)的、用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第1波長(zhǎng)光束中，將上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1信息記錄面上以能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.05λ1rms以下，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
進(jìn)而，為達(dá)成上述目的，也可以采用下面理想的構(gòu)成。
(2-1)在具有包括用于將來自波長(zhǎng)不同的光源的光束會(huì)聚到光盤的記錄面的物鏡的聚光光學(xué)系統(tǒng)和用于檢測(cè)來自上述記錄面的反射光的受光裝置，且可對(duì)透明基板厚度不同的第1及第2光盤(這里，設(shè)第1光盤比第2光盤相對(duì)于物鏡的必要數(shù)值孔徑大)進(jìn)行信息的記錄或者再生的信息記錄再生用的光拾取器裝置使用的物鏡中，在上述物鏡的至少一側(cè)的面上，形成有通過折射作用把入射光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(這里，設(shè)從光軸朝向其外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…、第k光束)的環(huán)帶狀臺(tái)階部分；在使用上述第1光盤時(shí)，上述第1及第k光束所形成的最佳像面位置的上述第1及第k光束的波面象差成分為0.05λ1rms以下(λ1第1光盤用的光源波長(zhǎng))；上述第2至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束分別在不同于上述第1及第k光束所形成的最佳像面位置的位置上形成視在上的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1至第k光束各自光束內(nèi)光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
按照(2-1)所記載的物鏡，由于利用由上述環(huán)帶狀臺(tái)階分割的若干個(gè)分割面可以在上述第1光盤的基板厚度和上述第2光盤的基板厚度之間的基板厚度范圍減小殘留誤差，所以，可以適用于對(duì)多種類的光盤進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生。
(2-2)在使用上述第1光盤時(shí)，在上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置，上述第1至第k光束各自光束內(nèi)光線的波面象差量W1滿足(mi-0.30)λ1≤W1≤(mi+0.30)λ1(1)這是因?yàn)?，例如，在使用DVD光盤時(shí)，如果W1不滿足上式(1)，則將產(chǎn)生波面象差的偏離，點(diǎn)像光強(qiáng)度將降低。
(2-3)在對(duì)上述第2光盤使用來自波長(zhǎng)λ2光源的光束進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生時(shí)，第1至到第(k-1)光束的光束內(nèi)光線的波面象差大致為niλ2(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)。因此，在上述第2光盤上，可以減小殘留誤差，由此可以對(duì)上述第2光盤進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生。
(2-4)在對(duì)上述第2光盤使用來自波長(zhǎng)λ2光源的光束進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生時(shí)，上述第1至到第(k-1)光束的光束內(nèi)光線的波面象差量W2在對(duì)應(yīng)上述第2光光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)滿足(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2(2)
例如，在使用CD光盤的時(shí)，如果W2不滿足上式(2)，則將產(chǎn)生波面象差的偏離而導(dǎo)致點(diǎn)像光強(qiáng)度降低。
(2-5)上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
(2-6)上述個(gè)數(shù)k為k＝4，當(dāng)設(shè)使用上述第1光盤時(shí)的光闌孔徑為φmax，設(shè)從分割成第1光束和第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1，設(shè)從分割成第3光束和第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足0.62≤h1/0.5φmax≤0.69 (3)0.70≤h3/0.5φmax≤0.80 (4)如果h1/0.5φmax低于下限值，則在第1光盤點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低，相反，如果高于上限值，則在第2光盤第1光束的波面象差劣化使點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低。此外，如果h3/0.5φmax低于下限值，則在第2光盤將不滿足要求的點(diǎn)像尺寸，相反，如果高于上限值，則在第2光盤將成為過剩規(guī)格，其不良影響是導(dǎo)致使用第1光盤時(shí)的點(diǎn)像光能量不足。
(2-7)上述個(gè)數(shù)k為k＝6，第2光束和第5光束所形成的視在上的最佳像面位置不同于第6光束所形成的最佳像面位置。
(2-8)上述個(gè)數(shù)k為k＝6，當(dāng)設(shè)使用上述第1光盤時(shí)的光闌孔徑為φmax，設(shè)從分割成第1光束和第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)從分割成第5光束和第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足0.52≤h1/0.5φmax≤0.67 (5)0.70≤h5/0.5φmax≤0.82 (6)如果h1/0.5φmax低于下限值，則在第1光盤點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低，反之，如果高于上限值，則在第2光盤第1光束的波面象差劣化而使點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低。此外，如果h5/0.5φmax低于下限值，則在第2光盤無法滿足要求點(diǎn)像尺寸，相反，如果高于上限值，則在第2光盤將成為過剩規(guī)格，其不良影響是導(dǎo)致使用第1光盤時(shí)的點(diǎn)像光能量不足。
(2-9)在具有包括用于將來自波長(zhǎng)不同的光源的光束會(huì)聚到光盤的記錄面的物鏡的聚光光學(xué)系統(tǒng)和用于檢測(cè)來自上述記錄面的反射光的感光裝置，且可對(duì)透明基板厚度不同的第1及第2光盤(這里，設(shè)第1光盤比第2光盤相對(duì)于物鏡的必要數(shù)值孔徑大)進(jìn)行信息的記錄或者再生的信息記錄再生用的光拾取器裝置中，在上述物鏡的至少一側(cè)的面上，形成有通過折射作用把入射光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(這里，設(shè)從光軸朝向其外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…、第k光束)的環(huán)帶狀臺(tái)階部分；在使用上述第1光盤時(shí)，上述第1及第k光束所形成的最佳像面位置的上述第1及第k光束的波面象差成分為0.05λ1rms以下(λ1第1光盤用的光源波長(zhǎng))；上述第2至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束分別在不同于上述第1及第k光束所形成的最佳像面位置的位置上形成視在上的最佳像面位置；在上述第1及第k光束所形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1至第k光束各自光束內(nèi)光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
按照(2-9)所記載的光拾取器裝置， 由于在該物鏡上利用由上述環(huán)帶狀臺(tái)階分割的若干個(gè)分割面可以減小上述第1光盤的基板厚度和上述第2光盤的基板厚度之間的基板厚度范圍的殘留誤差，所以，可以適用于對(duì)多種類的光盤進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生。
(2-10)在該物鏡中，當(dāng)使用上述第1光盤時(shí)，在上述第1及第k光束所形成的上述最佳像面位置，上述第1至第k光束各自光束內(nèi)光線的波面象差量W1滿足(mi-0.30)λ1≤W1≤(mi+0.30)λ1(7)例如，在使用DVD光盤時(shí)，如果W1不滿足上式(7)，則將產(chǎn)生波面象差的偏離，并導(dǎo)致點(diǎn)像光強(qiáng)度降低。
(2-11)在該物鏡中，當(dāng)對(duì)上述第2光盤使用來自波長(zhǎng)λ2光源的光束進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生時(shí)，由于第1至到第(k-1)光束的光束內(nèi)光線的波面象差大致為niλ2(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)，所以，在上述第2光盤上，可以減小殘留誤差，由此可以對(duì)上述第2光盤進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生。
(2-12)在該物鏡中，當(dāng)對(duì)上述第2光盤使用來自波長(zhǎng)λ2光源的光束進(jìn)行信息的記錄以及/或者再生時(shí)，第1至到第(k-1)光束的光束內(nèi)光線的波面象差量W2在對(duì)應(yīng)上述第2光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)滿足(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2(8)例如，對(duì)使用CD光盤的情況，當(dāng)W2不滿足上式(8)時(shí)，將產(chǎn)生波面象差的偏離，導(dǎo)致點(diǎn)像光強(qiáng)度降低。
(2-13)在上述物鏡中，上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差，以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
(2-14)在上述物鏡中，上述個(gè)數(shù)k為k＝4，當(dāng)設(shè)使用上述第1光盤時(shí)的光闌孔徑為φmax，設(shè)從分割成第1光束和第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1，設(shè)從分割成第3光束和第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足0.62≤h1/0.5φmax≤0.69 (9)0.70≤h3/0.5φmax≤0.80 (10)如果h1/0.5φmax低于下限值，則第1光盤點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低，相反，如果高于上限值，則在第2光盤其第1光束的波面象差劣化而使點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低。此外，如果h3/0.5φmax低于下限值，則在第2光盤無法滿足要求點(diǎn)像尺寸，相反，如果高于上限值，則在第2光盤將成為過剩規(guī)格，其不良影響是導(dǎo)致使用第1光盤時(shí)的點(diǎn)像光能量不足。
(2-15)在上述物鏡中，上述個(gè)數(shù)k為k＝6，第2光束和第5光束所形成的視在上的最佳像面位置不同于第6光束所形成的最佳像面位置。
(2-16)在上述物鏡中，上述個(gè)數(shù)k為k＝6，當(dāng)設(shè)使用上述第1光盤時(shí)的光闌孔徑為φmax，設(shè)從分割成第1光束和第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)從分割成第5光束和第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足0.52≤h1/0.5φmax≤0.67 (11)0.70≤h5/0.5φmax≤0.82 (12)如果h1/0.5φmax低于下限值，則第1光盤點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低，反之，如果高于上限值，則在第2光盤其第1光束的波面象差劣化而使點(diǎn)像光中心強(qiáng)度降低。此外，如果h5/0.5φmax低于下限值，則在第2光盤無法滿足要求點(diǎn)像尺寸，相反，如果高于上限值，則在第2光盤將成為過剩規(guī)格，其不良影響是導(dǎo)致使用第1光盤時(shí)的點(diǎn)像光能量不足。
本說明書中，所謂的“物鏡”，狹義上是指在最靠近光信息記錄介質(zhì)的位置與該光信息記錄介質(zhì)相向配置的具有聚光作用的透鏡，廣義上是指配置在對(duì)向光信息記錄介質(zhì)的位置并通過調(diào)節(jié)裝置至少可以在其光軸方向動(dòng)作的透鏡。
本說明書中，作為光信息記錄介質(zhì)(光盤)不只是如CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等各種CD，DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW等各種DVD，或者M(jìn)D等光盤狀的現(xiàn)有的光信息記錄介質(zhì)，也包括下一代的記錄介質(zhì)等。在眾多的光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上存在有透明基板。
本說明書中，所謂的信息的記錄以及再生是指在上述這樣的信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上記錄信息以及再生記錄在信息記錄面上的信息。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)既可以是只用于進(jìn)行記錄或只用于進(jìn)行再生的光學(xué)系統(tǒng)，也可以是用于進(jìn)行記錄以及再生的光學(xué)系統(tǒng)。此外，還可以是用于對(duì)某一信息記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄、對(duì)其他的信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生的光學(xué)系統(tǒng)，或者用于對(duì)某一信息記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄或者再生，對(duì)其他的信息記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄以及再生的光學(xué)系統(tǒng)。再有，這里所說的再生包括單純地讀取信息的情況。
本申請(qǐng)中的所謂“必要數(shù)值孔徑”，理想地講是指在光拾取器裝置中為能夠利用一定波長(zhǎng)的光束進(jìn)行光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄而必須的數(shù)值孔徑，但也可以認(rèn)為由各種光信息記錄介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)所確定的數(shù)值孔徑就是必要數(shù)值孔徑。
本發(fā)明的光拾取器裝置是指對(duì)如CD、CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、MD等光信息記錄介質(zhì)兼容的播放器或驅(qū)動(dòng)器等，或者是組入了它們的AV機(jī)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以搭載在其他信息終端等的聲音以及/或者圖像的記錄以及/或者再生裝置上。
圖面的簡(jiǎn)要說明

圖1是本發(fā)明所涉及的光拾取器裝置的構(gòu)成的概念圖。
圖2(a)是示意地示出的本實(shí)施形態(tài)光拾取器裝置100所使用的物鏡8的斷面圖，圖2(b)是從光源側(cè)看到的正面圖。
圖3(a)所示是在實(shí)施例1中使用DVD時(shí)的物鏡的球差圖，圖3(b)所示是在實(shí)施例1中使用CD時(shí)的物鏡的球差圖。
圖4所示是在實(shí)施例1中使用DVD時(shí)的物鏡的波面象差圖。
圖5所示是在實(shí)施例1中使用CD時(shí)的物鏡的波面象差圖。
圖6所示是物鏡分割面的軸上厚度圖。
圖7(a)所示是本實(shí)施例中DVD光盤記錄面上物鏡所形成的光點(diǎn)的剖視圖，圖7(b)所示是CD光盤記錄面上光點(diǎn)的分布圖。
圖8(a)是示意地示出的第2實(shí)施形態(tài)所涉及的物鏡18的斷面圖，圖8(b)是從光源側(cè)看到的正面圖。
圖9(a)所示是在實(shí)施例2中使用DVD-RAM時(shí)的物鏡的球差圖，圖9(b)所示是在實(shí)施例2中使用CD-RW時(shí)的物鏡的球差圖。
圖10所示是在實(shí)施例2中使用DVD-RAM時(shí)的物鏡的波面象差圖。
圖11所示是在實(shí)施例2中使用CD-RW時(shí)的物鏡的波面象差圖。
圖12(a)所示是本實(shí)施例中DVD-RAM光盤記錄面上物鏡所形成的光點(diǎn)的分布圖，圖12(b)所示是CD-RW光盤記錄面上光點(diǎn)的分布圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參照?qǐng)D面對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施形態(tài))參照?qǐng)D面對(duì)第1實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。圖1是光拾取器裝置100的概略構(gòu)成圖。本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置100是可對(duì)2種以上透明基板厚度的光盤進(jìn)行信息的再生以及/或者記錄的光拾取器裝置。在本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置100中，對(duì)這些光盤是按從高記錄密度到低記錄密度的順序說明具有透明基板厚度t1的第1光盤(DVD)和具有與t1厚度不同的透明基板厚度t2的第2光盤(CD)的，但光盤并非只限于這些。這里，透明基板的厚度t1＝0.6mm，t2＝1.2mm，物鏡的必要數(shù)值孔徑對(duì)第1光盤是NA1＝0.60，對(duì)第2光盤是NA2＝0.45。
在本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置100中，帶有第1光盤使用的作為第1光源的第1半導(dǎo)體激光器1(波長(zhǎng)λ1＝610nm～670nm)和第2光盤使用的作為第2光源的第2半導(dǎo)體激光器2(波長(zhǎng)λ2＝740nm～870nm)。這些第1光源、第2光源可對(duì)應(yīng)進(jìn)行信息的再生以及/或者記錄的光盤選擇使用。此外，合成裝置3是可以合成第1半導(dǎo)體激光器1出射的光束和第2半導(dǎo)體激光器2出射的光束的裝置。
首先，在再生記錄在透明基板厚度為t1的第1光盤10上的信息時(shí)，從第1半導(dǎo)體激光器出射光束，出射的光束透過合成裝置3、偏振光光束分離器4、平行光管5、1/4波長(zhǎng)片6而成為圓偏振光的平行光束。該光束經(jīng)由光闌7限束，由物鏡8中介第1光盤的透明基板10b會(huì)聚在記錄面10a上。被記錄面的信息凹坑調(diào)制的反射光束再次透過物鏡8、1/4波長(zhǎng)片6、平行光管5入射到偏振光光束分離器4上，在此被反射并由柱面透鏡11賦予象散性象差后入射到作為感光元件(感光裝置)的光檢出器12上，利用光檢出器12輸出的信號(hào)可獲得記錄在第1光盤10上的信息的讀取信號(hào)。
然后，檢測(cè)光檢出器12上的因光點(diǎn)形狀變化引起的光能量分布變化，進(jìn)行對(duì)焦檢測(cè)或跟蹤檢測(cè)。根據(jù)該檢測(cè)，二維調(diào)節(jié)裝置9移動(dòng)物鏡8以能夠?qū)⒌?半導(dǎo)體激光器1出射的光成像在第1光盤10的記錄面10a上， 同時(shí)移動(dòng)物鏡8讓第1半導(dǎo)體激光器1出射的光成像在規(guī)定的光道上。
另一方面，在再生透明基板厚度為t2(t1＜t2)的第2光盤10’上所記錄的信息時(shí)，從第2半導(dǎo)體激光器2出射光束，所出射的光束由合成裝置3變更光路、中介偏振光光束分離器4、平行光管5、1/4波長(zhǎng)片6、光闌7、物鏡8以及第2光盤10’的透明基板10b會(huì)聚在記錄面10a’上。被記錄面10a’的信息凹坑調(diào)制的反射光束再次經(jīng)由透過物鏡8、1/4波長(zhǎng)片6、平行光管5、偏振光光束分離器4以及柱面透鏡11后入射到光檢出器12，利用光檢出器12輸出的信號(hào)可獲得記錄在第2光盤10’上的信息的讀取信號(hào)。
然后，檢測(cè)光檢出器12上的因光點(diǎn)形狀變化引起的光能量分布變化，進(jìn)行對(duì)焦檢測(cè)或光道檢測(cè)。根據(jù)該檢測(cè)，二維調(diào)節(jié)裝置9移動(dòng)物鏡8以能夠?qū)⒌?半導(dǎo)體激光器2出射的光成像在第2光盤10’的記錄面10a’上，同時(shí)移動(dòng)物鏡8讓第2半導(dǎo)體激光器2出射的光成像在規(guī)定的光道上。在第1光盤10、第2光盤10’上記錄信息時(shí)，進(jìn)行大致同樣的動(dòng)作。
這樣，在光拾取器裝置100中，在再生透明基板厚度為t1的第1光盤10，例如再生DVD(t1＝0.6mm)時(shí)，通過利用二維調(diào)節(jié)裝置9驅(qū)動(dòng)物鏡8可使束點(diǎn)形成最小散射圓(最佳聚焦)。
在使用該物鏡8再生透明基板厚度為不同于t1的t2(t2＞t1)、且記錄密度低于第1光盤10的第2光盤10’，例如再生CD(t2＝1.2mm)時(shí)，由于透明基板的厚度不同而產(chǎn)生球差，所以在束點(diǎn)為最小散射圓的位置(較近軸焦點(diǎn)位置靠后的位置)，束點(diǎn)尺寸變大而不能讀出(再生)第2光盤10’的凹坑信息。
但是，在較形成該最小散射圓的位置更靠近物鏡8的前側(cè)位置(前焦點(diǎn))，雖然光點(diǎn)整體的大小比最小散射圓更大，但卻在中央部形成集中了光能量的核和核周圍作為無用光的光斑。在為再生第2光盤10’的凹坑信息而利用該核再生記錄在第2光盤10’的信息時(shí)，用二維調(diào)節(jié)裝置9驅(qū)動(dòng)物鏡8使之成為散聚焦(前焦點(diǎn))狀態(tài)。
本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置100如上面所述這樣，經(jīng)由一個(gè)物鏡8即可以將來自各自半導(dǎo)體激光器1、2的光會(huì)聚在各自的光盤10、10’的記錄面10a、10a’上。
圖2(a)是示意地示出的本實(shí)施形態(tài)光拾取器裝置100中使用的物鏡8的斷面圖，圖2(b)是從光源側(cè)看到的正面圖。單點(diǎn)劃線表示光軸。
該物鏡8是光源側(cè)的折射面S1以及光盤側(cè)的折射面S2均呈非球面形狀的具有正折射力的凸透鏡。此外，物鏡光源側(cè)的折射面S1由與光軸同心狀地4個(gè)分割面b1～b4構(gòu)成。分割面的邊界設(shè)置有臺(tái)階，以形成各自的分割面。與此相伴，物鏡的球面象差以及波面象差在該上述邊界部分的位置也產(chǎn)生臺(tái)階。
在普通的物鏡上，產(chǎn)生因第1光盤10和第2光盤10’的透明基板厚度不同而引起的球差是不可避免的。但是，對(duì)本實(shí)施形態(tài)中使用的物鏡8雖不能進(jìn)行完全的球差校正，如下面所說明的那樣，采用的是進(jìn)一步減小所涉及的象差的設(shè)計(jì)。
首先，在對(duì)第1光盤10進(jìn)行信息的再生以及/或者記錄時(shí)，要求設(shè)計(jì)的折射面S1以及折射面S2在最佳像面位置處能使波面象差的球差成分在0.05λ1rms以內(nèi)。由此設(shè)計(jì)的折射面S1適用于第1分割面b1及第4分割面b4。并且，在不改變上述折射面S2地設(shè)計(jì)新的折射面S1’時(shí)，可以在最佳像面位置使其對(duì)透明基板厚度t3(t1≤t3≤t2)的波面象差的球差成分在0.05λ2rms以內(nèi)。
雖然這里是以該折射面S1’為第2分割面以及第3分割面的考慮，但因?yàn)槭前赐该骰搴穸萾3進(jìn)行的最佳化，所以在使用第1光盤10時(shí)，會(huì)在不同于第1分割面b1及第4分割面b4所形成的最佳像面位置的位置上形成視在上的最佳像面位置。但是，其波面象差如圖4、圖5都存在的那樣，使分割面內(nèi)的波面象差傾斜變化，對(duì)DVD是右肩下垂的波面象差，對(duì)CD則相反，呈若干右肩上升。通過在折射面S1之一部設(shè)置2個(gè)以上這樣的分割面，可簡(jiǎn)單地使DVD和CD的波面象差并存。這里，如果設(shè)(t3≤t1)，則CD的波面象差的傾斜變得過大而不很理想。反之，如果設(shè)(t2≤t3)，則DVD的波面象差的傾斜變得過大而不很理想。最好的情況是設(shè)(0.8mm≤t3≤1.0mm)，此時(shí)DVD、CD的波面象差的傾斜都可以變小。
通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)這些分割面的邊界位置或分割面的軸上厚度，可以分別在DVD的束點(diǎn)最小散射圓位置以及CD的前焦點(diǎn)位置進(jìn)行波面象差校正。即，對(duì)DVD，利用物鏡聚光在束點(diǎn)最小散射圓位置，可以使第1～第4光束LB1～LB4內(nèi)的光線在上述束點(diǎn)最小散射圓位置具有接近波長(zhǎng)λ1的整數(shù)倍、即miλ1(mi是整數(shù)，i＝1、2、…、k)的波面象差。
此外，對(duì)CD，由于必要數(shù)值孔徑NA2比NA1小，所以，也可以不全部有效利用第1～第4光束LB1～LB4，在本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置100中，第1～第3光束LB1～LB3內(nèi)的光線在上述前焦點(diǎn)位置具有接近波長(zhǎng)λ2的整數(shù)倍、即niλ1(ni是整數(shù)，i＝1、2、…、k)的波面象差。第4光束對(duì)CD的情況為無用光，在光盤的記錄面上距主光點(diǎn)一定間隔的位置照射成光斑。由于該光斑相對(duì)于主光點(diǎn)光能量足夠小，所以，只要把光闌7設(shè)置成相當(dāng)于DVD的必要數(shù)值孔徑即可，不需要設(shè)置改變光闌7的數(shù)值孔徑的裝置也能夠再生CD。當(dāng)然，在使用CD時(shí)使用具有遮蔽第4光束LB4功能的光闌7也可以。
因而，雖然本發(fā)明的光拾取器裝置100設(shè)置有4個(gè)分割面b1～b4，但由于其與過去的技術(shù)記載的物鏡不同，在各個(gè)光盤上不具有多個(gè)焦點(diǎn)位置，所以可以減少光點(diǎn)的能量損失。并且，在使用各個(gè)光盤時(shí)，由于必要數(shù)值孔徑內(nèi)光線的波面象差大致設(shè)為波長(zhǎng)的整數(shù)倍而使通過必要數(shù)值孔徑內(nèi)的光束相互強(qiáng)烈干涉，提高了點(diǎn)光的中心強(qiáng)度，其結(jié)果是可以從光盤獲得足夠的反射光能量，使得作為具有互換性的光拾取器裝置100能夠進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作。
本發(fā)明并非限于本實(shí)施形態(tài)的形式。雖然這里第1半導(dǎo)體激光器1和第2半導(dǎo)體激光器2是按相同倍率m＝0使用，但也適用于按不同倍率使用的情況。
此外，雖然這里是在物鏡8的折射面S1上設(shè)置的分割面，但設(shè)置在其他面上也可以。
再有，這里雖然是將第2分割面b2和第3分割面b3做成相同的非球面形狀，但做成各不相同的非球面形狀也沒關(guān)系。為了方便， 這里是設(shè)計(jì)該第2、第3分割面b2、b3在透明基板厚度t3(t1≤t3≤t2)殘留象差為最小，其實(shí)不采用該方法也可以，只要結(jié)果是減小DVD、CD波面象差的傾斜就行。
另外，雖然是在分割面的邊界上設(shè)置了臺(tái)階，但只要不讓分割面和分割面的邊界彎曲，例如用一定的R部連接也可以。該R部既可以是刻意設(shè)計(jì)的，也可以不是刻意設(shè)計(jì)的。作為不是刻意設(shè)計(jì)的例子，有按成型方式形成物鏡時(shí)，在加工金屬模具的過程中形成的邊界R部。
還有，雖然這里是按同心圓狀的環(huán)型設(shè)計(jì)的分割面，但也可以不限于此，按間斷的環(huán)狀設(shè)計(jì)也可以。
使用第1光盤時(shí)的所謂第1和第4光束形成的最佳像面位置，是指如按假想的第1光盤的物鏡的干涉條紋測(cè)量，則為屏蔽處理第2及第3光束區(qū)域且第1以及第4光束的干涉條紋大致成為筆直的散焦位置。在該散焦位置，由于第2以及第3光束是按透明基板厚度t3進(jìn)行的最佳化，故干涉條紋不是筆直的(視在上最佳像面位置不同)，波面象差靠近整數(shù)倍的區(qū)域增多。通過這樣的設(shè)定可以提高點(diǎn)光的峰值強(qiáng)度。
在上面的說明中，只對(duì)再生光盤上所記錄的凹坑的情況進(jìn)行了說明，但在利用聚光光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚的光點(diǎn)是重要的點(diǎn)上，向光盤上記錄信息時(shí)的情況也是一樣的。
總之，第1光束～第(k-1)光束用于第1光信息記錄介質(zhì)和第2光信息記錄介質(zhì)的記錄以及/或者再生是理想的，第k光束用于第1光信息記錄介質(zhì)的記錄以及/或者再生也是理想的，此外，第1光束～第k光束中第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑以下的光束用于第1光信息記錄介質(zhì)和第2光信息記錄介質(zhì)的記錄以及/或者再生是理想的，較第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑大的光束用于第1光信息記錄介質(zhì)的記錄以及/或者再生是理想的。
在進(jìn)行第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，在不同于第1及第k光束所形成的最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置，第1波長(zhǎng)光束的第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的環(huán)帶狀分割面也可以做成環(huán)帶狀分割面的光軸側(cè)臺(tái)階的深度不同于光軸相反側(cè)臺(tái)階的深度。
在進(jìn)行第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，在不同于第1及第k光束所形成的最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置，第1波長(zhǎng)光束的第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的環(huán)帶狀分割面非球面的形狀也可以做成不同于其他環(huán)帶狀分割面的非球面的形狀。
在進(jìn)行第2光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，通過比第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑大的部分的光束在第2光信息記錄面上其波面象差大于0.07λ2rms較為理想。更為理想則是0.1λ2rms以上。最為理想的是0.2λ2rms以上。此外，在進(jìn)行第2光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)，通過第2光信息記錄介質(zhì)必要數(shù)值孔徑的光束在第2光信息記錄面上其球差是10μm以下，而通過第1光信息記錄介質(zhì)必要數(shù)值孔徑的光束在第2光信息記錄面上其球差是20μm以上較為理想。更為理想的是通過第2光信息記錄介質(zhì)必要數(shù)值孔徑的光束在第2光信息記錄面上其球差是5μm以下，而通過第1光信息記錄介質(zhì)必要數(shù)值孔徑的光束在第2光信息記錄面上其球差是50μm以上。
在第1波長(zhǎng)光束的第2光束至第(k-1)光束中，通過在不同于第1及第k光束所形成的最佳像面位置的位置上所形成的視在最佳像面位置的至少2個(gè)光束的環(huán)帶狀分割面，其能量強(qiáng)時(shí)較為理想。
來自第1光源的第1波長(zhǎng)的光束和來自第2光源的第2波長(zhǎng)的光束，其波長(zhǎng)之差最好是在80nm以上。
本發(fā)明的光信息記錄介質(zhì)再生或者記錄裝置具有本發(fā)明的光拾取器裝置。而為了使光信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)，最好還帶有主軸電機(jī)。
下面，對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1)本實(shí)施例是上述的第1實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例。作為第1光盤10使用DVD(透明基板厚度t1＝0.6mm)并用第1半導(dǎo)體激光器1的波長(zhǎng)λ1＝650nm進(jìn)行信息的記錄/再生，作為第2光盤10’使用CD(透明基板厚度t2＝1.2mm)并用第2半導(dǎo)體激光器2的波長(zhǎng)λ2＝780nm進(jìn)行信息的記錄/再生。在各個(gè)光盤10、10’物鏡8的倍率是m＝0。
表2所示是透鏡數(shù)據(jù)，表3所示是非球面的數(shù)據(jù)。
表2


表3


表2中，將半導(dǎo)體激光器1的發(fā)光點(diǎn)作為第0面，按照光前進(jìn)的方向，順序地作為第i面，一直表示到光盤10的信息記錄面10a。不過，這里省略了半導(dǎo)體激光器1的外罩玻璃、偏振光光束分離器4、平行光管5、1/4波長(zhǎng)片6。此外，這里的r表示面的曲率半徑，d表示第i號(hào)面和第i+1號(hào)面的面間隔，n表示折射率。第1面是光闌7，不管是使用DVD還是使用CD，光闌孔徑都是直徑φ＝4.04mm。分割面的面間隔(上述分割面的軸上厚度)如圖6所給出的那樣，表示按照非球面形狀方式把各個(gè)分割面形狀一直延長(zhǎng)到光軸時(shí)，其與光軸的交點(diǎn)和第3面的光軸上的間隔。各分割面以光軸為中心按同心圓狀形成，其區(qū)域用離開光軸的距離h規(guī)定。
非球面的表達(dá)式設(shè)為基于下式的數(shù)學(xué)式1X=H2/r1+1-(1+κ)(H/r)2+ΣjAjHPj]]>式中X為光軸方向的軸，H為垂直于光軸的軸，設(shè)先前進(jìn)的方向?yàn)檎蕿閳A錐系數(shù)、Aj為非球面系數(shù)，Pj為非球面的冪數(shù)。
物鏡8首先設(shè)計(jì)折射面S1以及折射面S2以能夠減小使用DVD時(shí)的殘留象差(在0.05λ1rms以下最好)。雖然折射面S1由4個(gè)分割面b1～b4構(gòu)成，但只有第1分割面b1以及第4分割面b4適用該折射面S1。進(jìn)而，固定折射面S2并設(shè)計(jì)折射面S1’，以便能夠在使用波長(zhǎng)λ2＝780nm，使用作為架空光盤的透明基板厚度t3＝0.95mm時(shí)使其殘留象差接近為0。該面S1’被做成第2分割面b2以及第3分割面b3的非球面形狀。
圖3給出本實(shí)施例中物鏡的球差，圖4、圖5給出本實(shí)施例中物鏡的波面象差。第2分割面b2和第3分割面b3軸上厚度偏移0.1μm，與球差圖相比該位置的臺(tái)階量在波面象差圖上更為明顯，故設(shè)計(jì)的目的在于使波面象差多存在于接近使用波長(zhǎng)的整數(shù)倍區(qū)域。反之，如果將第3分割面b3的軸上厚度做成與第2分割面b2的軸上厚度相同時(shí)，則因第3分割面b3的波面象差偏離-4 λ1rms的區(qū)域增加，結(jié)果將導(dǎo)致DVD中點(diǎn)光的中心強(qiáng)度較本實(shí)施例減少4.1％。在本實(shí)施例中，雖然從圖4、圖5可以看清楚，但表4還是具體地給出各分割面波面象差的近似整數(shù)mi、ni。
表4


圖7是本實(shí)施例中物鏡的各光盤記錄面上的點(diǎn)光的分布圖，由此可以確認(rèn)同時(shí)滿足各種介質(zhì)所要求的光點(diǎn)尺寸。
(第2實(shí)施形態(tài))下面對(duì)第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。由于該實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置除形成在物鏡18的折射面S1的分割面為6個(gè)外，其他與上述的光拾取器裝置一樣，故這里省略對(duì)重復(fù)處的說明，只詳細(xì)說明物鏡18。
本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置是可以對(duì)2種以上的光盤進(jìn)行信息的記錄/再生的光拾取器裝置。對(duì)這些光盤我們按從高記錄密度到低記錄密度的順序說明具有透明基板厚度t1的第1光盤(DVD-RAM)和具有與t1厚度不同的透明基板厚度t2的第2光盤(CD-RW)。這里，透明基板的厚度t1＝0.6mm，t2＝1.2mm，物鏡的必要數(shù)值孔徑第1光盤為NA1＝0.65，第2光盤是NA2＝0.50。
圖8(a)是示意地示出的本實(shí)施形態(tài)先拾取器裝置中使用的物鏡18的斷面圖，圖8(b)是從光源側(cè)看到的正面圖。單點(diǎn)劃線表示光軸。
該物鏡18是光源側(cè)的折射面S1以及光盤側(cè)的折射面S2均呈非球面形狀的具有正折射力的凸透鏡。此外，物鏡18光源側(cè)的折射面S1由與光軸同心狀的6個(gè)分割面b1～b6構(gòu)成。分割面的邊界設(shè)置有臺(tái)階以形成各自的分割面。與此相伴，物鏡18的球面象差以及波面象差在該上述邊界部分的位置也產(chǎn)生臺(tái)階。
在普通的物鏡中，如前所述的那樣，產(chǎn)生因第1光盤10和第2光盤10’的透明基板厚度不同而引起的球差是不可避免的。但是，本實(shí)施形態(tài)中使用的物鏡18雖不能進(jìn)行完全的球差校正的物鏡，正如下面所說明的那樣，采用的是進(jìn)一步減小所涉及的象差的設(shè)計(jì)。
首先，在對(duì)第1光盤進(jìn)行信息的再生以及/或者記錄時(shí)，要求設(shè)計(jì)的折射面S1以及折射面S2能使最佳像面位置處波面象差的球差成分在0.05λ1rms以內(nèi)。由此設(shè)計(jì)的折射面S1適用于第1分割面b1、第4分割面b4以及第6分割面b6。進(jìn)而，不改變上述折射面S2地設(shè)計(jì)新的折射面S1”，以便對(duì)透明基板厚度。(t1≤t3≤t2)能使其在最佳像面位置波面象差的球差成分在0.05λ2rms以內(nèi)。
雖然是將該折射面S1”作為第2分割面b2、第3分割面b3以及第5分割面b5而設(shè)計(jì)的，但由于是按透明基板厚度t3進(jìn)行的最佳化，所以在使用第1光盤時(shí)，將在不同于第1分割面b1、第4分割面b4及第6分割面b6所形成的最佳像面位置的位置上形成視在上的最佳像面位置。但是，其波面象差如圖10、圖11都存在的那樣，使分割面內(nèi)的波面象差傾斜變化，對(duì)DVD-RAM為右肩下垂的波面象差，對(duì)CD-RW則相反地呈若干右肩上升。通過在折射面S1之一部設(shè)置2個(gè)以上這樣的分割面，可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)DVD-RAM和CD-RW的波面象差并存。
這里，如果設(shè)t3≤t1，則CD-RW的波面象差的傾斜變得過大而不理想。反之，如果設(shè)t2≤t3，則DVD-RAM的波面象差的傾斜變得過大而不理想。最好的情況是設(shè)0.8mm≤t3≤1.0mm，此時(shí)DVD-RAM、CD-RW的波面象差的傾斜都可以變小。
通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)這些分割面的邊界位置和分割面的軸上厚度，可以分別在DVD-RAM的束點(diǎn)最小散射圓位置以及CD-RW的前焦點(diǎn)位置進(jìn)行波面象差校正。即，在DVD-RAM上，利用物鏡聚光在束點(diǎn)最小散射圓位置，可以使第1～第6光束LB1～LB6內(nèi)的光線在上述束點(diǎn)最小散射圓位置具有接近波長(zhǎng)λ1的整數(shù)倍的波面象差。
此外，由于CD-RW上必要數(shù)值孔徑NA2比NA1小，所以，也可以不有效利用全部第1～第6光束LB1～LB6，在本實(shí)施形態(tài)的光拾取器裝置中，第1～5光束LB1～LB5內(nèi)的光線在上述前焦點(diǎn)位置具有接近波長(zhǎng)λ2的整數(shù)倍的波面象差。
這樣，由于在各光盤將必要數(shù)值孔徑內(nèi)的光線的波面象差大致地設(shè)為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，從而提高了束點(diǎn)的核心能量，其結(jié)果是能夠從光盤獲得足夠的反射光能量，使光拾取器裝置進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作。
本發(fā)明并非限于本實(shí)施形態(tài)的形式。雖然這里是按相同倍率m＝0使用第1半導(dǎo)體激光器1和第2半導(dǎo)體激光器2，但其也適用于按不同倍率使用的情況。
此外，雖然這里是在物鏡18的折射面S1上設(shè)置的分割面，但并非僅限定于此，其既可以設(shè)置在聚光光學(xué)系統(tǒng)的其他的光學(xué)元件上，也可以設(shè)置其他用途的光學(xué)元件。
再有，這里第2分割面b2、第3分割面b3以及第5分割面b5是做成相同的非球面形狀，但做成各不相同的非球面形狀也沒關(guān)系。
另外，雖然這里是在分割面的邊界上設(shè)置的臺(tái)階，但只要不讓分割面和分割面的邊界彎曲，也可以用例如一定的R部連接。該R部既可以是刻意設(shè)計(jì)的，也可以不是刻意地設(shè)計(jì)的。作為不是刻意地設(shè)計(jì)的例子，有按成型方式形成物鏡18時(shí)，在加工金屬模具過程中形成的邊界R部。
還有，雖然這里是按同心圓狀的環(huán)狀設(shè)計(jì)的分割面，但也可以不限于此，也可以按間斷的環(huán)狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在以上的說明中，只對(duì)再生光盤上所記錄的凹坑的情況進(jìn)行了說明，但在利用聚光光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚的光點(diǎn)是重要的點(diǎn)上，向光盤上記錄信息時(shí)的情況也是一樣的。
(實(shí)施例2)本實(shí)施例是上述第2實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例。作為第1光盤10使用DVD-RAM(透明基板厚度t1＝0.6mm)并用第1半導(dǎo)體激光器1波長(zhǎng)λ1＝650nm進(jìn)行信息的記錄/再生，作為第2光盤10’使用CD-RW(透明基板厚度t2＝1.2mm)并用第2半導(dǎo)體激光器2波長(zhǎng)λ2＝780nm進(jìn)行信息的記錄/再生。在各個(gè)光盤10、10’上，物鏡18的倍率是m＝0。
表5給出透鏡數(shù)據(jù)，表6給出非球面的數(shù)據(jù)。
表5


表6


在表5中，將半導(dǎo)體激光器1、2的發(fā)光點(diǎn)作為第0面，按照光r前進(jìn)方向，順序地表示為第i號(hào)面，一直表示到光盤10、10’的信息記錄面。不過，這里省略了半導(dǎo)體激光器1、2的外罩玻璃、偏振光光束分離器4、平行光管5、1/4波長(zhǎng)片6。此外，這里r表示面的曲率半徑，d表示第i號(hào)面和第i+1號(hào)面的面間隔，n表示折射率。第1面是光闌7，不管是使用DVD還是使用CD，光闌孔徑均是φ＝3.97mm。另外，分割面處的面間隔(上述分割面的軸上厚度)在圖6中也示出了，表示按照非球面形狀方式把各個(gè)分割面形狀一直延長(zhǎng)到光軸時(shí)其與光軸的交點(diǎn)和第3面的光軸上的間隔。各分割面按以光軸為中心的同心圓狀形成，其區(qū)域用離開光軸的距離h規(guī)定。
設(shè)非球面的表達(dá)式是基于上述[數(shù)學(xué)式1]的。且X為光軸方向的軸，H為與光軸垂直的軸，光前進(jìn)的方向?yàn)檎?，κ為圓錐系數(shù)，Aj為非球面系數(shù)，Pj為非球面的冪數(shù)。
物鏡18首先設(shè)計(jì)折射面S1以及折射面S2以能夠減小使用DVD時(shí)的殘留象差。雖然折射面S1由6個(gè)分割面b1～b6構(gòu)成，但只有第1分割面b1、第4分割面b4以及第6分割面b6適用該折射面S1。進(jìn)而，固定折射面S2并設(shè)計(jì)折射面S1’，以便能夠在使用波長(zhǎng)λ2＝780nm，架空光盤的透明基板厚度t3＝0.90mm時(shí)使其殘留象差接近為0。該面S1’被做成第2分割面b2、第3分割面b3以及第5分割面b5的非球面形狀。
圖9給出本實(shí)施例中物鏡18的球差，圖10、圖11給出本實(shí)施例中物鏡18的波面象差。由于CD-RW的必要數(shù)值孔徑NA2＝0.50，所以圖11中省略對(duì)數(shù)值孔徑0.60以上的表示。適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)第2分割面b2、第3分割面b3以及第5分割面b5的軸上厚度使波面象差多存在于接近使用波長(zhǎng)的整數(shù)倍區(qū)域。在本實(shí)施例中，雖然從圖10、圖11可以看清楚，但表7還是具體地給出各分割面波面象差的近似整數(shù)mi、ni。
表7


圖12是本實(shí)施例中物鏡18的各光盤記錄面上的點(diǎn)光的分布圖，由此可以確認(rèn)同時(shí)滿足各種介質(zhì)所要求的光點(diǎn)尺寸。
本發(fā)明中是在物鏡上設(shè)置分割面，但也可以設(shè)置在其他的聚光光學(xué)系統(tǒng)的透鏡(例如，將來自光源的發(fā)散光束變成近似平行光束的平行光管等變換發(fā)散角的耦合透鏡等)上?；蛘咴O(shè)置在衍射元件、棱鏡等其他光學(xué)元件上，或者也可以將設(shè)置有分割面的光學(xué)元件另行配置在光路中。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上所說明的這樣，按照本發(fā)明，可以提供能夠在多個(gè)光盤的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的分割面處校正波面象差的偏離的光拾取器裝置及物鏡。此外，還可以提供光能量損失少、S字特性優(yōu)異的光拾取器裝置及物鏡。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的光拾取器裝置，其特征在于具有以下的構(gòu)成出射用于對(duì)具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的第1波長(zhǎng)(λ1)的光束的第1光源；出射用于對(duì)具有較上述第1透明基板更厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、波長(zhǎng)較上述第1波長(zhǎng)光束更長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(λ2)的光束的第2光源；用于將上述第1波長(zhǎng)光束或者上述第2波長(zhǎng)光束會(huì)聚到上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上、或上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；用于接收并檢測(cè)上述第1信息記錄面上、或上述第2信息記錄面上反射的光束的光檢測(cè)器；在上述裝置中上述第1光信息記錄介質(zhì)其必要數(shù)值孔徑較上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑大；上述聚光光學(xué)系統(tǒng)至少具有一個(gè)光學(xué)元件，上述光學(xué)元件至少在其一側(cè)的面上，具有用于將入射到上述光學(xué)元件的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(將最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束作為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)的、用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息的再生或者記錄，將通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第1波長(zhǎng)光束中的上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1信息記錄面上，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.05λ1rms以下，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至上述第(k-1)光束中至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1至第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
2.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W1)滿足下面的條件式(mi-0.30)λ1≤ W1≤(mi+0.30)λ1
3.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，將通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第2波長(zhǎng)光束中上述第1光束會(huì)聚在上述第2信息記錄面上，在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.07λ2rms以下，在上述第1光束所形成的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1至第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為niλ1(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)。
4.權(quán)利要求3所記載的光拾取器裝置，其特征在于在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W2)滿足下面的條件式(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2
5.權(quán)利要求3所記載的光拾取器裝置，其特征在于上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
6.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于上述k＝4；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第3光束和上述第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足下面的條件式0.62≤h1/0.5φmax≤0.690.70≤h3/0.5φmax≤0.80
7.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于上述k＝6；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束和上述第5光束在不同于上述第6光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置。
8.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于上述k＝6；設(shè)進(jìn)行上述第1光信息記錄介質(zhì)的再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第5光束和上述第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足下面的條件式0.52≤h1/0.5φmax≤0.670.70≤h5/0.5φmax≤0.82
9.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于上述光學(xué)元件是具有非球面的物鏡。
10.權(quán)利要求1所記載的光拾取器裝置，其特征在于在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述環(huán)帶狀分割面光軸側(cè)臺(tái)階的深度與光軸相反側(cè)臺(tái)階的深度不同。
11.權(quán)利要求9所記載的光拾取器裝置，其特征在于在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述非球面形狀不同于其他環(huán)帶狀分割面的非球面形狀。
12.一種在用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或記錄的光拾取器裝置中使用的物鏡，其特征在于具有以下構(gòu)成設(shè)置在上述物鏡的至少一個(gè)側(cè)面上的、利用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；上述環(huán)帶狀分割面把入射到上述物鏡的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(設(shè)最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)；在對(duì)具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，將通過上述環(huán)帶狀分割面的、用于對(duì)第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、上述第1波長(zhǎng)光束(λ1)中上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上；在最佳像面位置，波面象差的球差成分可以在0.05λ1rms以下；上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi是整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
13.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W1)滿足下面的條件式(mi-0.30)λ1≤W1≤(mi+0.30)λ1
14.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于在對(duì)具有比上述第1透明基板厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，將通過上述環(huán)帶狀分割面的、用于對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、比上述第1波長(zhǎng)光束的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的上述第2波長(zhǎng)光束(λ2)中上述第1光束會(huì)聚在上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上；在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.07λ2rms以下，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為niλ1(ni為整數(shù)，i＝1、2、…、k-1)。
15.權(quán)利要求14所記載的物鏡，其特征在于在對(duì)上述第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在上述第1光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第2光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第2波長(zhǎng)光束的上述第1～第(k-1)光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差量(W2)滿足下面的條件式(ni-0.30)λ2≤W2≤(ni+0.30)λ2
16.權(quán)利要求14所記載的物鏡，其特征在于上述整數(shù)mi的最大值和最小值之差以及上述整數(shù)ni的最大值和最小值之差都在2以上。
17.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于上述k＝4；設(shè)對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第3光束和上述第4光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h3時(shí)，其滿足下面的條件式0.62≤h1/0.5φmax≤0.690.70≤h3/0.5φmax≤0.80
18.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于上述k＝6；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束和上述第5光束在不同于上述第6光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置。
19.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于上述k＝6；設(shè)對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)的光闌孔徑為φmax；當(dāng)設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第1光束和上述第2光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h1、設(shè)自將上述第1波長(zhǎng)光束分割成上述第5光束和上述第6光束的上述環(huán)帶狀臺(tái)階部分邊界到光軸的高度為h5時(shí)，其滿足下面的條件式0.52≤h1/0.5φmax≤0.670.70≤h5/0.5φmax≤0.82
20.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述環(huán)帶狀分割面光軸側(cè)臺(tái)階的深度不同于光軸相反側(cè)的臺(tái)階的深度。
21.權(quán)利要求12所記載的物鏡，其特征在于上述環(huán)帶狀分割面具有非球面形狀；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置的、上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束～第(k-1)光束中至少2個(gè)光束所通過的上述環(huán)帶狀分割面，其上述非球面形狀不同于其他環(huán)帶狀分割面的非球面形狀。
22.一種用于對(duì)至少2種以上的光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或記錄的光信息記錄介質(zhì)再生或者記錄裝置，其特征在于光拾取器裝置具有以下構(gòu)成出射用于對(duì)具有第1透明基板的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、第1波長(zhǎng)(λ1)的光束的第1光源；出射用于對(duì)具有較上述第1透明基板更厚的第2透明基板的第2光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄的、較上述第1波長(zhǎng)(λ1)光束波長(zhǎng)更長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(λ2)的光束的第2光源；用于將上述第1波長(zhǎng)光束或者上述第2波長(zhǎng)光束會(huì)聚到上述第1光信息記錄介質(zhì)的第1信息記錄面上，或者上述第2光信息記錄介質(zhì)的第2信息記錄面上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；用于接收并檢測(cè)上述第1信息記錄面上，或者上述第2信息記錄面上反射的光束的光檢測(cè)器；在上述裝置中上述第1光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑較上述第2光信息記錄介質(zhì)的數(shù)值孔徑大；上述聚光光學(xué)系統(tǒng)至少具有一個(gè)光學(xué)元件，上述光學(xué)元件在其至少一側(cè)的面上，具有用于將λ射到上述光學(xué)元件的光束分割成k個(gè)(k≥4)環(huán)帶狀光束(將最靠近上述光學(xué)元件光軸的光束作為第1光束，從該第1光束開始，在垂直于上述光軸方向朝向外側(cè)順序?yàn)榈?、第2、…第k光束)的、用臺(tái)階區(qū)分的環(huán)帶狀分割面；在對(duì)上述第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行再生或者記錄時(shí)，為能夠?qū)ι鲜龅?光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的再生或者記錄，可以將通過上述環(huán)帶狀分割面的上述第1波長(zhǎng)光束中上述第1光束和上述第k光束會(huì)聚在上述第1信息記錄面上；在最佳像面位置，波面象差的球差成分為0.05λ1rms以下；上述第1波長(zhǎng)光束的上述第2光束至第(k-1)光束中至少2個(gè)光束在不同于上述第1及上述第k光束所形成的上述最佳像面位置的位置上形成視在的最佳像面位置；進(jìn)而，在上述第1及上述第k光束的上述最佳像面位置，通過對(duì)應(yīng)上述第1光信息記錄介質(zhì)的必要數(shù)值孔徑內(nèi)的上述第1波長(zhǎng)光束的上述第1～第k光束各自光束內(nèi)的光線的波面象差大致為miλ1(mi為整數(shù)，i＝1、2、…、k)。
全文摘要
在具有用于出射第1波長(zhǎng)(λ
文檔編號(hào)G11B7/135GK1335986SQ00801750
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者齊藤真一郎 申請(qǐng)人:柯尼卡株式會(huì)社