CN102782755B - 物镜、光学头装置、光信息装置以及信息处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高聚焦位置的检测精度的物镜、光学头装置、光信息装置以及信息处理装置。物镜(25)为了从光盘(28)再生信息，使两束衍射光15X、15Y)中焦点距离较长的衍射光(15X)经由光盘(28)的基材(28S)聚光在信息记录面(28L)上，焦点距离较长的衍射光(15X)聚光在信息记录面(28S)上时的两束衍射光(15X、15Y)的焦点位置间的距离(DF3)比从物镜(25)的表面(25A)沿着光轴到基材(28S)的表面(28A)的距离(WD2)的2倍长。

Description

物镜、光学头装置、光信息装置以及信息处理装置

技术领域

本发明涉及一种例如使光汇聚在光盘等光信息介质上的物镜、对光信息介质再生、记录或删除信息的光学头装置、具备该光学头装置的光信息装置以及具备该光信息装置的信息处理装置。

背景技术

承担将光汇聚在光盘的信息记录面上形成微小光点的作用的是物镜。为了实现利用单个物镜将光汇聚在压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)及蓝光盘(BD)等基材厚度等不同的光盘上的兼容透镜，组合使用衍射结构与折射透镜的技术被广泛采用(例如，参照专利文献1)。

此外，在专利文献2中公开了一种物镜，该物镜具有将入射光束的大部分光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射结构，使焦点距离较长的衍射光经由光盘的保护层而聚光在信息记录面上。

在专利文献2中公开了：为了防止在从物镜到信息记录面的距离比原本距离近的位置误进行聚焦拉入(focus pull-in)，在使焦点距离较长的衍射光聚光在光盘的信息记录面上时，使两束衍射光各自的焦点位置间的距离比从物镜到保护层表面的距离长。

在专利文献2中着眼于将作为对象的物镜应用于光学头装置时产生的焦点误差(聚焦误差)信号(focus error signal)。在专利文献2中例示了入射光量被分配为+1次折射光与-1次折射光的情况。图16是表示专利文献2中物镜所汇聚的光点的图。物镜OBJ具备像差修正元件L1和聚光元件L2。像差修正元件L1形成将入射光束的大部分光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射结构。在专利文献2中，着眼于由衍射结构产生的+1次衍射光汇聚而成的光点31以及由衍射结构产生的-1次衍射光汇聚而成的光点32，假设以各光点位置为中心，分别产生一个聚焦误差信号变化。

若以图示表示该聚焦误差信号变化，则如图17所示。图17是用于说明专利文献2中的聚焦误差信号特性的图，图18是用于说明专利文献2中的实际的聚焦误差信号特性的图。

在图17中，纵轴表示聚焦误差信号强度，横轴表示物镜OBJ距光盘28最近的面在光轴上的位置与光盘28的表面之间的距离，简言之，表示物镜OBJ与光盘28的间隔。与焦点距离短的衍射光的光点32造成的聚焦误差信号302相比，焦点距离长的衍射光的光点31造成的聚焦误差信号301在物镜OBJ与光盘28的间隔远的位置产生。

回到图16，将以空气换算长度表示光点31与光点32的间隔的值设为DF1。这里，空气换算长度是将光盘中的长度除以光盘28的折射率所得的值。此外，将使焦点距离长的衍射光的光点31汇聚在光盘28的信息记录面28L时物镜OBJ与光盘28在光轴方向上的间隔设为WD1。根据专利文献2，DF1及WD1的值分别为如图17所示的关系。DF1为聚焦误差信号301与聚焦误差信号302的间隔，WD1为聚焦误差信号301与物镜OBJ和光盘28的间隔变为0的位置即物镜OBJ和光盘28接触的位置的间隔。因此，专利文献2的主旨在于，如果设WD1＜DF1，则聚焦误差信号302在物镜OBJ与光盘28碰撞之前不会出现，从而不会误进行聚焦控制。

但是在实际上，如图18所示，在聚焦误差信号301与聚焦误差信号302的中间还会产生聚焦误差信号303。因此，如果仅仅使两束衍射光各自的焦点位置间的距离DF1大于从物镜OBJ到保护层表面的距离WD1(WD1＜DF1)，则会在检测到聚焦误差信号301之前检测到聚焦误差信号303。其结果导致误进行聚焦控制，无法解决专利文献2的课题。如此，在专利文献2中并未考虑在聚焦误差信号301与聚焦误差信号302的中间出现的聚焦误差信号303，有可能无法提高聚焦位置的检测精度。

专利文献1：日本专利公开公报特开平7-98431号

专利文献2：日本专利公开公报特开2005-310315号

发明内容

本发明是为了解决上述问题，其目的在于提供一种能够提高聚焦位置的检测精度的物镜、光学头装置、光信息装置以及信息处理装置。

本发明所提供的物镜具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射元件，其中，所述物镜为了对光盘记录或再生信息，使所述两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由所述光盘的基材聚光在信息记录面上，使所述焦点距离较长的衍射光聚光在所述信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从所述物镜的表面到所述基材的表面的距离的2倍长。

根据该结构，为了对光盘记录或再生信息，物镜使两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由光盘的基材聚光在信息记录面上。而且，使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从物镜的表面到基材的表面的距离的2倍长。

根据本发明，由于使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从物镜的表面到基材的表面的距离的2倍长，因此能够防止在从物镜到光盘的信息记录面的距离比本来距离近的位置误进行聚焦拉入(focus pull-in)，从而能够提高聚焦位置的检测精度。

通过以下详细的说明和附图，使本发明的目的、特征和优点更加明确。

附图说明

图1是用于更详细地说明本发明的课题的物镜的概略剖视图。

图2是用于说明图1所示的物镜的聚焦位置的概略剖视图。

图3是表示图1所示的物镜中的聚焦误差信号特性的图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的物镜的概略剖视图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的物镜的聚焦误差信号特性的图。

图6是表示本发明的实施方式1的物镜与基材厚度互不相同的多个光盘的概略剖视图。

图7是表示本发明的实施方式1的物镜与透镜架的概略剖视图。

图8是表示本发明的实施方式2中的光学头装置的结构的图。

图9是表示本发明的实施方式2的变形例中的光学头装置的结构的图。

图10是表示本发明的实施方式3中的光信息装置的整体结构的图。

图11是表示本发明的实施方式4中的电脑的整体结构的概略立体图。

图12是表示本发明的实施方式5中的光盘播放器整体结构的概略立体图。

图13是表示本发明的实施方式6中的光盘记录器的整体结构的概略立体图。

图14是表示本发明的实施方式7中的光盘服务器的整体结构的概略立体图。

图15是表示本发明的实施方式8中的汽车导航系统的整体结构的概略立体图。

图16是表示专利文献2中物镜所汇聚的光点的图。

图17是用于说明专利文献2中的聚焦误差信号特性的图。

图18是用于说明专利文献2中的实际的聚焦误差信号特性的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，以下实施方式是将本发明具体化的一例，其性质并非为限定本发明的技术范围。

(实施方式1)

首先，说明在聚焦误差信号301与聚焦误差信号302的中间产生聚焦误差信号303，仅仅如专利文献2的宗旨那样使WD1＜DF1而无法解决专利文献2的课题的理由。

图1是用于更详细地说明本发明的课题的物镜的概略剖视图，图2是用于说明图1所示的物镜的聚焦位置的概略剖视图，图3是表示图1所示的物镜中的聚焦误差信号特性的图。利用图1至图3，更详细地说明本发明的课题。仿效专利文献2的实施例，考虑在图1中波长为λ1的入射光的衍射光中的+1次衍射光在光盘28的信息记录面28L上汇聚成光点31，-1次衍射光汇聚成光点32的情况。这里，-1次衍射光具有比+1次衍射光更接近物镜OBJ的焦点位置，设-1次衍射光的焦点位置为光点32的位置。

波长λ1的光线15A若通过像差修正元件L1的衍射结构而受到+1次衍射，则如箭头所示朝着光点31的方向行进。将该光线15A的行程称为去路。如果信息记录面28L位于+1次衍射光的焦点位置，则通过虚线所示的轨迹到达光点31。但是，如果在比信息记录面28L更接近物镜OBJ的位置存在信息记录面28L2，则光线15A被信息记录面28L2反射而再次回到物镜OBJ。

通过像差修正元件L1的衍射结构而再次受到+1次衍射的光线15B，由于被比信息记录面28L更接近物镜OBJ的信息记录面28L2反射，因此成为比入射光更扩展地朝向附图的下侧发散的光。如此，将再次射入衍射结构的光线的行程称为回路。

在像差修正元件L1中也会产生受到-1次衍射的光。本例中，-1次衍射与+1次衍射相比在更接近物镜OBJ的位置处汇聚光，因此汇聚光的作用强于+1次衍射。因此，如果由信息记录面28L2反射的+1次衍射光在回路上受到-1次衍射作用，则发散度得到抑制。于是，由信息记录面28L2反射的+1次衍射光恢复成发散角度与在去路上射入物镜OBJ的光接近的光。

从其他角度来看，不同次数的衍射光汇聚在不同位置是由于衍射作用具有透镜作用。透镜作用的透镜光学能力(lens power)与衍射角度大致成比例，衍射角度与衍射次数大致成比例。如果利用整数M、N将去路的衍射次数与回路的衍射次数分别设为M次和N次，则通过了去路与回路的光受到(M+N)次衍射作用。在去路与回路上仅受到具有到光点31为止的焦点距离的透镜的作用的光接受2(＝1+1)次衍射光学能力。此外，在去路与回路上仅受到具有到光点32为止的焦点距离的透镜的作用的光接受-2(-1+-1)次衍射光学能力。

若反过来考虑，也可以说聚焦点位置位于在去路与回路上受到的合计次数的一半次数的衍射的衍射点位置。因此，如果在受到(M+N)次衍射作用的光通过(M+N)/2次衍射而汇聚的位置存在反射面，则看起来聚焦点位置位于该反射面上。

在去路上受到+1次衍射并在回路上受到-1次衍射的光的焦点看起来位于两衍射形成的光点31与光点32的中间位置即0次衍射光的光点位置。因此，当信息记录面28L2位于光点31与光点32的中间位置时，光线15B以与光线15A相同的发散角度返回。因此，如果将该物镜OBJ搭载于光学头装置来测定聚焦误差信号，在光点31与光点32的中间位置也会出现表示聚焦点位置的信号。即，如图2所示，即使0次衍射的衍射效率为0％，看起来也像存在0次衍射光的光点33。因此，在聚焦误差信号301与聚焦误差信号302的中间点出现聚焦误差信号303。或者，如图3所示，在与聚焦误差信号301相距距离DF2(＝DF1/2)的位置出现聚焦误差信号303。

另外，上面描述了在去路上受到+1次衍射并在回路上受到-1次衍射的情况，而在去路上受到-1次衍射并在回路上受到+1次衍射的情况时也受到与上述相同的作用。因此，如果看到聚焦误差信号，则在去路上受到+1次衍射并在回路上受到-1次衍射的情况与在去路上受到-1次衍射并在回路上受到+1次衍射的情况看起来在相同位置存在焦点。假设在+1次衍射与-1次衍射的衍射效率相等的情况下，分别在去路与回路上受到+1次衍射而返回的光的光强度为1时，除了在去路上受到+1次衍射并在回路上受到-1次衍射的光的光强度为1以外，在去路上受到-1次衍射并在回路上受到+1次衍射的光的光强度也为1。所以，去回的光的光强度合计为2。因此，如图16或图3所示，在专利文献2中未作考虑的聚焦误差信号303有可能成为比聚焦误差信号301或聚焦误差信号302更强的信号。

推而广之，发明人等想到，在具有将入射光束的大部分光量分配为M次及N次(M及N为互不相同的整数)这两个衍射次数的光的衍射结构、并使焦点距离较长的M次衍射光经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上的物镜中，会产生看起来在M次衍射光的汇聚点与N次衍射光的汇聚点的中间点似乎存在汇聚点的聚焦误差信号。

因此，专利文献2的方法无法防止在从物镜到光盘的信息记录面的距离比原本的距离近的位置误进行聚焦拉入。

因此，在具有将入射光束的大部分光量分配为M次及N次(M及N为互不相同的整数)这两个衍射次数的光的衍射结构、并使焦点距离较长的M次衍射光经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上的物镜中，为了防止错误的聚焦拉入，将M次衍射光的汇聚点与M次衍射光的汇聚点和N次衍射光的汇聚点的中间点的间隔设计得大于工作距离。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的物镜的概略剖视图，图5是表示本发明的实施方式1所涉及的物镜的聚焦误差信号特性的图。如图4所示，M次衍射光的汇聚点34与M次衍射光的汇聚点34和N次衍射光的汇聚点35的中心点36的间隔DF4大于工作距离WD2。另外，工作距离WD2是指使焦点距离较长的衍射光汇聚在光盘的信息记录面上时从物镜表面到光盘的基材表面的沿着光轴的距离。

换言之，M次衍射光的汇聚点34与N次衍射光的汇聚点35的间隔DF3大于工作距离WD2的2倍(DF3＞2×WD2)。此时，如图5所示，对应于中间点36的聚焦误差信号303在物镜25与光盘28接触之前不会出现，因此能够避免在比M次衍射光的汇聚点34更接近物镜的位置处进行焦点控制的危险。

这里，上述间隔DF3及间隔DF4是换算成空气中的距离的所谓空气换算长度。此外，工作距离WD2是指使焦点距离较长的衍射光经由光盘的基材聚光在信息记录面上时物镜表面与光盘表面的最接近的部分的距离。

此外，入射光束的大部分光量被分配为M次及N次(M及N为互不相同的整数)这至少两个衍射次数的衍射光。这与专利文献2同样，衍射效率最高的两束衍射光为M次衍射光及N次衍射光，M次衍射光与N次衍射光的衍射效率之和为60％以上。

物镜25具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的至少两束衍射光15X、15Y的衍射元件25D。物镜25为了对光盘28记录或再生信息，使两束衍射光15X、15Y中焦点距离较长的衍射光15X经由光盘28的基材28S聚光在信息记录面28L上。而且，使焦点距离较长的衍射光15X聚光在信息记录面28L上时两束衍射光15X、15Y的焦点位置间的距离DF3比沿着光轴从物镜25的表面25A到基材28S的表面28A的距离WD2的2倍长。所以，能够防止在从物镜25到光盘28的信息记录面的距离比原本距离近的位置误进行聚焦拉入，从而能够提高聚焦位置的检测精度。

如前所述，本实施方式在使用通过单个物镜在压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)及蓝光盘(BD)等基材厚度等不同的光盘上汇聚光的兼容透镜等的情况下有效。图6是表示本发明的实施方式1的物镜与基材厚度互不相同的多个光盘的概略剖视图。如图6所示，兼容透镜(物镜25)使光轴附近的最内周部分的光束(红外光)15通过CD等低密度的光盘28的约1.2mm的透明基材后汇聚。而且，物镜25使直至比最内周部分大一圈的范围的中周部分为止的光束(红色光)14通过DVD等光盘27的约0.6mm的透明基材后汇聚。另外，物镜25使有效直径内的光束(蓝色光)2通过BD等高密度的光盘26的约0.1mm或薄于0.1mm的透明基材后汇聚。

如此，为了使各光分别通过厚度不同的透明基材而汇聚，例如像日本专利第3661680号、日本专利第3993870号或WO2009/016847A1中所公开的那样，利用衍射元件是有效的。衍射元件被设计成最内周部、最内周部外侧的中周部、以及中周部外侧的最外周部为不连续。由此，最内周部能够使光通过任何厚度的基材都汇聚，最外周部能够使光仅在透过0.1mm或薄于0.1mm的基材时才汇聚。图4所示的物镜25在光源侧的光入射面具有衍射元件。另外，在本实施方式1中，在物镜25的光源侧的光入射面形成有衍射元件25D，但本发明并不特别限定于此，物镜25也可以分别具备使光汇聚的透镜与使光衍射的衍射元件。

另外，图6中示出3个焦点，这些焦点是由波长各不相同的光束产生的汇聚光点，与图4所示的同一波长的光的不同衍射次数的汇聚光点完全不同。

图7是表示本发明的实施方式1的物镜与透镜架的概略剖视图。如图7所示，物镜25被安装在透镜架30上。而且，较为理想的是，透镜架30在光盘侧具备采用低硬度材料的保护器29。保护器29在光盘侧比物镜25突出距离PH。借助保护器29，具有能够避免物镜25直接碰到光盘28而导致其中一方划伤的效果。

此外，光盘28与物镜25的间隔WD2不得在保护器29的光盘侧突出部与物镜25最接近光盘的部分的沿着光轴的距离PH以下。因此，在透镜架30具备保护器29的情况下，只要M次衍射光的汇聚点34与N次衍射光的汇聚点35的间隔DF3大于将从物镜25到基材表面的沿着光轴的工作距离WD2减去从物镜25到保护器29端部的沿着光轴的距离PH所得的距离的2倍即可。若用不等式表示，则只要DF3＞2×(WD2-PH)即可。

如此，透镜架30在光盘侧具有突出于物镜25的表面25A的保护器29，以保持物镜25。物镜25为了对光盘28记录或再生信息，使两束衍射光15X、15Y中焦点距离较长的衍射光15X经由基材28S聚光在信息记录面28L上。而且，使焦点距离较长的衍射光15X聚光在信息记录面28L上时两束衍射光15X、15Y的焦点位置间的距离DF3比将沿着光轴从物镜25的表面25A到基材28S的表面28A的距离减去保护器29突出于物镜25的表面25A的距离PH所得的距离(WD2-PH)的2倍长。

(实施方式2)

图8是表示本发明的实施方式2中的光学头装置的结构的图。

在图8中，Y轴方向是垂直于物镜25的光轴且大致垂直于未图示的光盘的轨道槽延伸方向的方向。此外，Z轴方向是物镜25的光轴方向即聚焦方向(垂直于纸面的方向)。此外，Y轴是在光盘的内周或外周记录或再生信息时移动光学头装置的方向。X轴是垂直于Z轴和Y轴的方向。此外，X轴也是在物镜25的位置大致平行于光盘的轨道槽延伸方向的方向。另外，光学头装置可以是调换X轴与Y轴而使反射镜反转的结构，也可以是使X轴与Y轴旋转90°、180°或270°的结构。

图8所示的光学头装置具备第一光源1、平行平板3、全息元件4、中继透镜5、楔形物(wedge)6、准直透镜7、折返镜8、光检测器10、第二光源12、衍射元件13、1/4波长板18及物镜25。

第一光源1射出蓝色光束。从第一光源(例如蓝色光源)1射出的直线偏振的光束2被平行平板3表面的偏振分离膜反射后透过全息元件4。此时，也可以在远离全息元件4的光轴且不会遮挡向物镜25入射的入射光的位置处设置反射型全息(未图示)，还可以由光检测器10接收从反射型全息反射的衍射光以监控光束2的光强度。根据该结构，可以不增加部件件数就能获得用于使光强度稳定的监控信号。

透过全息元件4后的光束2通过中继透镜5被转换为发散更大的光束。中继透镜5具有凹透镜作用。中继透镜5将从物镜25的开口部分预估第一光源1的角度即光源侧的数值孔径(NA)由光源附近的小NA转换为准直透镜7侧的大NA。通过了中继透镜5的光束2被楔形物6反射而射入准直透镜7。接下来，通过准直透镜7，光束2的平行度被转换成大致平行。

通过了准直透镜7的光束2透过1/4波长板18，射入折返镜8。1/4波长板18将直线偏振转换成圆偏振。光束2的光轴被折返镜8弯折成与光盘成直角的Z方向。被折返镜8反射的光束2射入物镜25。物镜25使光束2通过薄于0.6mm的例如约0.1mm左右的透明基材后汇聚在BD等高密度光盘的信息记录面上。

物镜25为实施方式1所示的物镜。物镜25使从第一光源1射出的光束2经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上。

这里，准直透镜7缓和光束2的平行度，即缓和光束2的发散度。准直透镜7也可以组合2片透镜。在用2片透镜构成准直透镜7的情况下，如后所述，为了修正球面像差而使准直透镜7沿其光轴方向移动时，也可以仅移动2片透镜的其中1片。

由光盘的信息记录面反射的光束2返回原来的光路，通过1/4波长板18成为与从第一光源1射出时成直角方向的直线偏振。而且，光束2与由全息元件4衍射的一部分光束一起透过表面形成有偏振分离膜的平行平板3，被分支成与第一光源1的方向不同的方向。而且，光检测器10对射入的光束2进行光电转换，获得用于获得信息信号及伺服信号(用于焦点控制即聚焦伺服的聚焦误差信号及用于跟踪控制的跟踪信号)的电信号。光检测器10接收由信息记录面反射的光束2，并输出与受光量相应的电信号。

此外，第二光源12射出红外光。从第二光源(例如红外光源)12射出的光束15在光盘上形成子光点。光束15透过衍射一部分光的衍射元件13，再透过剖面形状为楔形的楔形物6。通过衍射元件13，光束15的一部分受到衍射。然后，通过准直透镜7，光束15的平行度被转换成大致平行。

通过准直透镜7后的光束15透过1/4波长板18，射入折返镜8。光束15的光轴被折返镜8弯折成与记录密度低于BD的例如压缩盘(CD)等光盘成直角的Z方向。被折返镜8反射的光束15射入物镜25。物镜25使光束15通过约1.2mm的透明基材后汇聚在光盘的信息记录面上。

物镜25使从第二光源12射出的光束15经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上。

被光盘的信息记录面反射的光束15返回原来的光路，通过设在楔形物6的准直透镜7侧表面的偏振选择膜，被分支成与第二光源12的方向不同的方向。透过中继透镜5、全息元件4及平行平板3的光束15射入光检测器10。而且，与光束2的情况同样，光检测器10对射入的光束15进行光电转换，获得用于获得信息信号及伺服信号(用于焦点控制的聚焦误差信号及用于跟踪控制的跟踪信号)的电信号。光检测器10接收由信息记录面反射的光束15，并输出与受光量相应的电信号。

另外，如果在光检测器10中内置放大电路，则能够获得信/噪(S/N)比高的良好的信息信号，并且能够实现光学头装置的小型化及轻薄化，能够获得稳定性。

此外，为了对上述两种光盘的中间记录密度的光盘(例如DVD)记录或再生信息，也可以在第二光源12的附近配置射出红色光的第三光源，并具备用于合并来自第三光源的红色光与来自第二光源的红外光的光路的分束器。但是，如果第二光源12采用射出红色光及红外光这两种波长的光束的双波长光源时，则不需要上述分束器，从而能够减少部件件数。因此，在本实施方式中，第二光源12采用射出红色光及红外光的双波长光源。

从第二光源12射出的红色的光束14与红外光(光束15)同样到达物镜25。物镜25使光束14通过约0.6mm的透明基材后在DVD等光盘的信息记录面上汇聚。物镜25使从第二光源12射出的光束14经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上。

而且，与红外光同样，被光盘的信息记录面反射的光束14返回原来的光路，通过光检测器10进行光电转换。而且，光检测器10获得用于获得信息信号及伺服信号(用于焦点控制的聚焦误差信号及用于跟踪控制的跟踪信号)的电信号。光检测器10接收由信息记录面反射的光束14，并输出与受光量相应的电信号。

另外，为了分支光路，可利用将两个三角形的透明部件贴合而成的立方体型分束器。但是，如本实施方式所示利用平行平板或楔形物时，部件数减少，材料成本便宜。但在从光源到物镜的非平行的光路中，配置单个部件的分束器而使光透过的情况下，如本实施方式般利用楔形物6且使光轴的入射角度小于45度较为理想。这是为了能够防止散光像差的发生。但即使考虑这些，也可能产生因制造误差等造成的像差。因此，在图8所示的本实施方式中，采用不让在密度最高的光盘上汇聚的光束2透过从第一光源1到准直透镜7的非平行的光路中的两个分束器(平行平板3及楔形物6)的任一个而是被反射的结构。由此，可获得对于BD等密度最高的光盘也能够实现良好的信号再生或信号记录的效果。

物镜25被固定在透镜架(未图示)上，并且通过使物镜25微动的致动器(未图示)而移动。

物镜驱动装置(物镜致动器)能够使物镜25在与光盘的信息记录面垂直的聚焦方向(Z轴方向)及光盘的跟踪方向(Y轴方向)这两个方向上微动。

为了从BD等光盘再生或记录信息，在利用0.85或大于0.85的数值孔径的物镜25时，由于数值孔径大，因此相对于从光盘的光入射面到信息记录面的透明基材的厚度，球面像差发生显著变化。在本实施方式中，通过使准直透镜7在准直透镜7的光轴方向移动，从而使从准直透镜7朝向物镜25的光的发散汇聚度发生变化。当射入物镜的光的发散汇聚度发生变化时，球面像差发生变化。因此，利用发散汇聚度的变化，修正因基材厚度差引起的球面像差。

准直透镜驱动装置11使准直透镜7在准直透镜7的光轴方向移动。具体而言，准直透镜驱动装置11可以利用步进马达或无刷马达等。光学头装置具备准直透镜驱动装置11、保持准直透镜7的架17、引导架17移动的引导轴16、以及向架17传递准直透镜驱动装置11的驱动力的齿轮(未图示)。如果保持准直透镜7的架17与准直透镜7一体成形，则能够削减部件件数。

另外，如本实施方式所示，通过将准直透镜7的光轴配置成不与Y轴平行，能够防止准直透镜7相对于在使整个光学头装置向光盘的内外周方向移动时的加减速造成的惯性力而无意图地的移动。

此外，使用蓝色光或红色光的光记录系统的目的在于，通过利用短波长的光，提高信息的记录密度，进行大容量的信息记录或信息再生。为了处理大容量的信息，信息的记录速度或再生速度也必须加快。尤其是在记录信息时，必须使射出的光的强度高速变化以高速地记录信息。即，为了高速地调制光强度，必须高速地调制为使蓝色光源发光而流过的电流。此外，为了高速地调制提供给光源的电流，必须接近光源来配置控制发光电流的电路或大规模集成电路(LSI)。对于控制发光电流的电路而言，由于蓝色光源与红色光源的共用部分多，因此为了实现电路的小型化，必须由单个LSI构成。

归纳以上内容，较为理想的是由单个LSI构成控制发光电流的电路(图8中省略)，且在其附近配置蓝色光源与红色光源。此外，为了能够在光盘的更内周侧记录或再生信息，较为理想的是将这些蓝色光源及红色光源配置在光盘的外周侧。

此外，较为理想的是，物镜25通过光盘的大致中心，并且通过寻道操作(seekoperation)使光学头装置向光盘的内周或外周移动。根据该结构，能够通过衍射元件13形成子光束，利用子光束进行三束法的跟踪信号检测，从而能够进行稳定的信号检测。

由于本实施方式的光学头装置利用上述物镜，因此具有能够提高聚焦位置的检测精度的效果。

另外，作为本发明的光学头装置的一例，描述了图8所示的结构，但本发明并不限定于图8所示的光学头装置的结构。当然，只要具有以下特征即可，即，光学头装置具备物镜，物镜使焦点距离较长的衍射光聚光在光盘的信息记录面上时，两束衍射光的焦点位置间的距离比从物镜表面到光盘的基材表面的工作距离的2倍长。

此外，衍射强度强的衍射光的衍射次数并不限于任一个(例如+1次衍射光与-1次衍射光)组合，也可适当地按照条件予以变更。

图9是表示本发明的实施方式2的变形例中的光学头装置的结构的图。

图9所示的光学头装置具备第一光源1、平行平板3、全息元件4、中继透镜5、楔形物6、准直透镜7、折返镜8、光检测器10、第二光源12、衍射元件13、1/4波长板18、物镜25及透镜架30。另外，在图9所示的光学头装置中，对与图8所示的光学头装置相同的结构标注相同的符号，并省略说明。此外，在图9中，折返镜8并未图示，但其存在于物镜25及透镜架30的下部。

透镜架30在光盘侧具有突出于物镜25的表面25A的保护器29，以保持物镜25。

物镜25及透镜架30的结构与图7所示的结构相同。即，物镜25为了对光盘28记录或再生信息，使两束衍射光15X、15Y中焦点距离较长的衍射光15X经由基材28S聚光在信息记录面28L上。而且，使焦点距离较长的衍射光15X聚光在信息记录面28L上时两束衍射光15X、15Y的焦点位置间的距离DF3比将沿着光轴从物镜25的表面25A到基材28S的表面28A的距离减去保护器29突出于物镜25的表面25A的距离PH所得的距离(WD2-PH)的2倍长。

所以，即使在透镜架30具有保护器29的情况下，也能够防止在从物镜25到光盘的信息记录面的距离比原本距离近的位置误进行聚焦拉入，从而能够提高聚焦位置的检测精度。

(实施方式3)

图10示出利用本发明的光学头装置的光信息装置。图10是表示本发明的实施方式3中的光信息装置的整体结构的图。

光信息装置200具备光学头装置201、马达202、驱动装置203及控制电路(控制部)204。光盘28(或26、27，以下相同)被转盘(turntable)205与夹持器(clamper)206夹住固定，通过马达202旋转。

实施方式1或2中所述的光学头装置201放置在驱动装置203上。驱动装置203使光学头装置201在光盘28的半径方向上移动。由此，通过光学头装置201照射的光能够从光盘28的内周移动到外周。

控制电路204基于从光学头装置201收到的信号，进行聚焦控制、跟踪控制、用于移送光学头装置201的横转(traverse)控制及马达202的旋转控制等。此外，控制电路204基于来自光学头装置201的再生信号来再生信息，并且向光学头装置201送出记录信号。

在图10中，光盘28被载置在转盘205上，通过马达202旋转。实施方式1或2所示的光学头装置201通过光学头装置201的驱动装置203粗略移动到光盘28的存在所需信息的轨道的位置。

此外，光学头装置201对应于与光盘28的位置关系，向控制电路204发送聚焦误差信号及跟踪误差信号。控制电路204根据聚焦误差信号及跟踪误差信号，向光学头装置201发送用于使物镜微动的信号。通过该信号，光学头装置201对光盘28进行聚焦伺服(聚焦控制)与跟踪控制，进行信息的读出(再生)、信息的写入(记录)或信息的删除。

本实施方式3的光信息装置使用实施方式1或2的光学头装置来作为光学头装置，因此具有能够提高聚焦位置的检测精度，能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

(实施方式4)

图11示出具备实施方式3中所述的光信息装置200的电脑的实施方式。图11是表示本发明的实施方式4中的电脑的整体结构的概略立体图。

在图11中，电脑210具备实施方式3的光信息装置200、输入装置211、运算装置212以及输出装置213。

输入装置211包括键盘、鼠标或触控面板等，用于输入信息。运算装置212由中央处理器(CPU)等构成，基于从输入装置211输入的信息及从光信息装置200读出的信息等进行计算。输出装置213包括显示装置(阴极射线管或液晶显示装置等)或者打印机等，输出由运算装置212计算出的结果等信息。显示装置显示由运算装置212计算出的结果等信息，打印机打印由运算装置212计算出的结果等信息。

另外，在本实施方式4中，电脑210相当于信息处理装置的一例，运算装置212相当于信息处理部的一例。

具备上述实施方式3的光信息装置200或者采用上述记录方法或再生方法的电脑具有能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

(实施方式5)

图12示出具备实施方式3中所述的光信息装置200的光盘播放器的实施方式。图12是表示本发明的实施方式5中的光盘播放器的整体结构的概略立体图。

在图12中，光盘播放器220具备实施方式3的光信息装置200以及将从光信息装置200获得的信息信号转换为图像信号的解码器221。此外，光盘播放器220通过增加GPS等位置传感器及中央处理器(CPU)，还能够用作汽车导航系统。此外，光盘播放器220还可以具备显示装置222。显示装置222由液晶显示装置等构成，显示经解码器221转换的图像信号。

此外，在本实施方式5中，光盘播放器220相当于信息处理装置的一例，解码器221相当于信息处理部的一例。

具备上述实施方式3的光信息装置200或者采用上述记录方法或再生方法的光盘播放器具有能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

(实施方式6)

图13示出具备实施方式3中所述的光信息装置200的光盘记录器的实施方式。图13是表示本发明的实施方式6中的光盘记录器的整体结构的概略立体图。

利用图13对实施方式6中的光盘记录器进行说明。在图13中，光盘记录器230具备实施方式3的光信息装置200以及将图像信息转换为用于通过光信息装置200记录到光盘中的信息信号的编码器231。较为理想的是，光盘记录器230还具备将从光信息装置200获得的信息信号转换为图像信号的解码器232，从而也能够再生已记录的信息。

此外，光盘记录器230还可以具备输出装置233。输出装置233包括显示装置(阴极射线管或液晶显示装置等)或者打印机等，用于输出经解码器232转换的图像信号。显示装置显示经解码器232转换的图像信号，打印机打印经解码器232转换的图像信号。

另外，在本实施方式6中，光盘记录器230相当于信息处理装置的一例，编码器231相当于信息处理部的一例。

具备上述实施方式3的光信息装置200或者采用上述记录方法或再生方法的光盘记录器具有能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

(实施方式7)

图14示出具备实施方式3的光信息装置200的光盘服务器。图14是表示本发明的实施方式7中的光盘服务器的整体结构的概略立体图。

在图14中，光盘服务器240具备实施方式3的光信息装置200、输入装置241以及输出入部243。输入装置241包括键盘、鼠标或触控面板等，用于输入信息。输出入部243与外部进行通过光信息装置200记录或再生的信息的输出入。输出入部243例如与因特网等网络244连接。

光信息装置200充分利用其大容量性，根据来自网络244的请求，发送记录在光盘中的信息(例如图像、声音、影像、HTML文档及文本文档等)。此外，光信息装置200将从网络244发来的信息记录于其请求的位置。

输出入部243通过有线或无线的方式，导入由光信息装置200记录的信息，或者将由光信息装置200读出的信息输出到外部。由此，光盘服务器240能够经由网络244与多个设备如电脑、电话或电视调谐器等交换信息，能够用作所述多个设备共享的信息服务器。另外，光盘服务器240还可以具备输出装置242。输出装置242包括显示装置(阴极射线管或液晶显示装置等)或者打印机等，用于输出信息。显示装置显示信息，打印机打印信息。

此外，光盘服务器240具备多个光信息装置200，并且具备使多个光盘出入多个光信息装置200的换盘机(changer)，从而能够记录更多的信息。

另外，在本实施方式7中，光盘服务器240相当于信息处理装置的一例，输出入部243相当于信息处理部的一例。

具备上述实施方式3的光信息装置200或者采用上述记录方法或再生方法的光盘服务器具有能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

(实施方式8)

图15示出具备实施方式3的光信息装置200的汽车导航系统。图15是表示本发明的实施方式8中的汽车导航系统的整体结构的概略立体图。

在图15中，汽车导航系统250具备实施方式3的光信息装置200、显示地形或目的地信息的液晶监控器251、以及将从光信息装置200获得的信息信号转换为图像信号的解码器252。

汽车导航系统250基于记录在光盘中的地图信息与全球定位系统(GPS)、陀螺仪、速度计及行驶距离计等的信息计算当前位置，并将计算出的当前位置显示在液晶监控器251上。此外，汽车导航系统250在通过未图示的输入装置输入目的地时，基于地图信息或道路信息计算到达所输入的目的地的最佳路径，并将计算出的路径显示在液晶监控器251上。

另外，在本实施方式8中，汽车导航系统250相当于信息处理装置的一例，解码器252相当于信息处理部的一例。

具备上述实施方式3的光信息装置200或者采用上述记录方法或再生方法的汽车导航系统具有能够加快光盘的识别或光盘的寻道的效果。

另外，在上述实施方式4至8中，图11至图15示出了输出装置213、233、242、显示装置222及液晶监控器251，但电脑210、光盘播放器220、光盘记录器230、光盘服务器240及汽车导航系统250当然也可以是具备输出端子但不具备输出装置213、233、242、显示装置222及液晶监控器251而单独出售的商品形态。此外，图12、图13及图15并未图示输入装置，但光盘播放器220、光盘记录器230及汽车导航系统250也可以是还具备由键盘、触控面板、鼠标或远程控制装置等构成的输入装置的商品形态。相反，在上述实施方式4至8中，也可以是输入装置为单独出售而各装置具备输入端子的形态。

另外，在上述具体实施方式中主要包括具有以下结构的发明。

本发明所提供的物镜具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射元件，其中，所述物镜为了对光盘记录或再生信息，使所述两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由所述光盘的基材聚光在信息记录面上，使所述焦点距离较长的衍射光聚光在所述信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从所述物镜的表面到所述基材的表面的距离的2倍长。

根据该结构，物镜为了对光盘记录或再生信息，使两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由光盘的基材聚光在信息记录面上。而且，使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从物镜的表面到基材的表面的距离的2倍长。

因此，由于使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比沿着光轴从物镜表面到基材表面的距离的2倍长，所以能够防止在从物镜到光盘的信息记录面的距离比原本距离近的位置误进行聚焦拉入，从而能够提高聚焦位置的检测精度。

本发明所提供的光学头装置包括：射出光束的激光光源；使从所述激光光源射出的所述光束经由光盘的基材聚光在所述光盘的信息记录面上的上述物镜；以及接收由所述信息记录面上射的所述光束，并输出与受光量相应的电信号的光检测器。根据该结构，可将上述物镜应用于光学头装置。

本发明所提供的光学头装置包括：射出光束的激光光源；具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射元件，使从所述激光光源射出的所述光束经由光盘的基材聚光在所述光盘的信息记录面上的物镜；在所述光盘侧具有突出于所述物镜的表面的保护器以保持所述物镜的透镜架；以及接收由所述信息记录面反射的所述光束，并输出与受光量相应的电信号的光检测器，其中，所述物镜为了对所述光盘记录或再生信息，使所述两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由所述基材聚光在所述信息记录面上，使所述焦点距离较长的衍射光聚光在所述信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比将沿着光轴从所述物镜的表面到所述基材的表面的距离减去所述保护器突出于所述物镜的表面的距离所得的距离的2倍长。

根据该结构，激光光源射出光束。物镜具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射元件，使从激光光源射出的光束经由光盘的基材聚光在光盘的信息记录面上。透镜架在光盘侧具有突出于物镜的表面的保护器，保持物镜。光检测器接收由信息记录面反射的光束，并输出与受光量相应的电信号。此外，物镜为了对光盘记录或再生信息，使两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由基材聚光在信息记录面上。而且，使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比将沿着光轴从物镜表面到基材表面的的距离减去保护器突出于物镜的表面的距离所得的距离的2倍长。

因此，由于使焦点距离较长的衍射光聚光在信息记录面上时两束衍射光的焦点位置间的距离比将沿着光轴从物镜表面到基材表面的距离减去保护器突出于物镜的表面的距离所得的距离的2倍长，所以在透镜架具有保护器的情况下，也能够防止在从物镜到光盘的信息记录面的距离比原本距离近的位置误进行聚焦拉入，从而能够提高聚焦位置的检测精度。

本发明所提供的光信息装置包括：上述光学头装置；使光盘旋转的马达；以及基于从所述光学头装置获得的信号，控制所述马达及所述光学头装置的控制部。根据该结构，可将上述光学头装置应用于光信息装置。

本发明所提供的信息处理装置包括：上述光信息装置；以及对记录于所述光信息装置的信息及/或从所述光信息装置再生的信息进行处理的信息处理部。根据该结构，可将具备上述光学头装置的光信息装置应用于信息处理装置。

另外，在用于实施发明的方式的项目中实现的具体实施方式或实施例只是用于明确本发明的技术内容，不应该只限于此类具体例而狭义地进行解释，可在本发明的精神和技术方案的范围内进行各种变更而实施。

产业上的可利用性

本发明所涉及的物镜及光学头装置可对基材厚度、对应波长及记录密度等各不相同的多种光盘进行信息的记录或再生，此外，采用该光学头装置的兼容型光信息装置能够处理CD、DVD及BD等多种规格的光盘。因此，可展开应用于电脑、光盘播放器、光盘记录器、光盘服务器、汽车导航系统、编辑系统及AV配件等存储信息的所有系统。

Claims (4)

1.一种物镜，具有将入射光束的光量分配为衍射次数互不相同的两束衍射光的衍射元件，其特征在于：

所述物镜，为了对光盘记录或再生信息，使所述两束衍射光中焦点距离较长的衍射光经由所述光盘的基材聚光在信息记录面上，

所述焦点距离较长的衍射光聚光在所述信息记录面上时的两束衍射光的焦点位置间的距离，比从所述物镜的靠近所述光盘的基材的表面沿着光轴到所述光盘的基材的表面的距离的2倍长。

2.一种光学头装置，其特征在于包括：

激光光源，射出光束；

如权利要求1所述的物镜，使从所述激光光源射出的所述光束经由光盘的基材聚光在所述光盘的信息记录面上；以及

光检测器，接收由所述信息记录面反射的所述光束，并输出与受光量相应的电信号。

3.一种光信息装置，其特征在于包括：

如权利要求2所述的光学头装置；

使光盘旋转的马达；以及

基于从所述光学头装置获得的信号，控制所述马达及所述光学头装置的控制部。

4.一种信息处理装置，其特征在于包括：

如权利要求3所述的光信息装置；以及

对记录于所述光信息装置的信息及/或从所述光信息装置再生的信息进行处理的信息处理部。