[go: up one dir, main page]

CN1289935C - 物镜，光学拾取器，记录器和重现设备 - Google Patents

物镜，光学拾取器，记录器和重现设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1289935C
CN1289935C CNB031429203A CN03142920A CN1289935C CN 1289935 C CN1289935 C CN 1289935C CN B031429203 A CNB031429203 A CN B031429203A CN 03142920 A CN03142920 A CN 03142920A CN 1289935 C CN1289935 C CN 1289935C
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
diffraction
storage medium
information storage
optical information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB031429203A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1467529A (zh
Inventor
本田浩司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of CN1467529A publication Critical patent/CN1467529A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1289935C publication Critical patent/CN1289935C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356—Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一个安排在光拾取器上的物镜，拾取器用于对其中保护基片具有互不相同的厚度的一组光信息存储介质的每一个进行重放/记录。物镜的光功能表面被分成包括光轴的中心区和在中心区外边的周边区。衍射结构安排在周边区上。当对于第一光信息存储介质执行重放和/或记录的时候，衍射光被聚焦在焦点上。当对第二光信息存储介质执行重放和/或记录的时候，在其中具有不同衍射等级的，穿过周边区的衍射光被混合的闪耀光中，第K级衍射光的衍射率大于第(K-1)级衍射光的衍射率，第(K-1)级衍射光产生一个比第K级衍射光大的象差。

Description

物镜，光学拾取器，记录器 和重现设备
技术领域
本发明涉及一种用在光拾取器的物镜，光拾取器对于其保护基片具有不同厚度的一组光信息存储媒介实行信息的记录和/或重放；涉及光拾取器；记录器和重现设备。
背景技术
随着短波长红光激光器的实际应用，具有和CD(光盘)相同尺寸和高容量的高密度光信息存储媒介(也称“光盘”)的DVD(数字通用光盘)被商品化。
在CD记录/重放设备中，当发射波长约780nm的光的半导体激光器被使用的时候，物镜的光盘侧上的数值孔径NA约为0.45。另一方面，在DVD记录/重放设备中，当发射波长约为650nm的光的半导体激光器被使用的时候，物镜的光盘侧上的数值孔径约为0.6。
DVD具有0.74μm的磁道间距和0.4μm的最短凹坑长度。DVD比具有1.6μm的磁道间距和0.83μm的最短凹坑长度的CD的密度大4倍或高于4倍。在DVD中，为了抑制由于光盘向光轴倾斜而产生的失真，保护基片的厚度是0.6mm并且是CD的保护基片的厚度(1.2mm)的一半。
除了CD和DVD，其中光源发射的光的波长，保护基本的厚度等等互不相同的各种标准的光盘，例如，CD-R，CD-RW(一次写型紧致光盘)，VD(视频光盘)，MD(小型光盘)，MO(磁光盘)等被商品化和普及。进而，发射较短波长的光的半导体激光器已经研制。振荡波长约为400nm的短波长蓝光激光器将被实际应用。因为波长变短了，即使使用和DVD的物镜相同的数值孔径的物镜，光信息存储媒介也能有较高的容量。
如上所述，具有不同的记录密度，不同的用于记录层的保护基片的厚度和不同的用于记录/重放的激光器发射的光的波长的一组光信息存储媒介已经被研制。对于这些光信息存储媒介中的两个或多个光信息存储媒介实行记录和/或重放的光拾取器已经被需要。因此，包括对应于每个使用波长的一组光源，并通过使用在所要求的数值孔径上的单一物镜把每个激光聚集到记录层上的每种类型的光学拾取器被建议。
例如，在执行DVD和CD的重放和/或记录的光拾取器中，当重放/记录对于CD被执行的时候，穿过物镜的光功能表面中的数值孔径大于0.45的区域的光线不被使用。因此，具有下述情况的物镜的光拾取器被推荐：当具有用于CD重放/记录的波长的激光穿过上述区域时，光变成闪耀光，并且在具有用于DVD重放/记录的波长的激光情况下，使用通过物镜光功能表面的整个区域的激光几乎不引起象差。
在上述光拾取器中，例如，如图1所示，去焦/跟踪是通过光接收部分的主/次传感器控制的。当闪耀光进入传感器的时候，涉及用于光信息存储媒介的重放/记录的误操作可能发生。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是，对于保护基片具有不同厚度的每一组光信息存储媒介，可靠地实行重放/记录。
即，按照本发明的第一方面，一个安排在光拾取器上的物镜，用于利用发射波长为λ1的光的第一光源，对厚度t1的保护基片的第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录，并利用发射波长大于λ1的λ2的光的第二光源，对厚度t2的保护基片的第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录；它包括：
一个光功能表面；
其中光功能表面被分成至少两个同心的光功能区，它们被绕光轴安排。
通过包括光轴的一个光功能区即中心区的光通量，被用于对第一光信息存储媒介和第二光信息存储媒介两者实行信息的重放和/或记录；
通过安排在中心区外边的另一个光功能区，即周边区的光通量，主要被用于对第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录；
一个衍射结构被安排在周边区；
在利用发射波长λ1的光的第一光源对第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录的情况下，在通过衍射结构引起的多个衍射光中最大衍射率的衍射光的衍射等级是K，它是一个整数；和
在利用发射波长为λ2的光的第二光源对第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录的情况下，通过衍射结构引起的第K衍射光的衍射率E2(K)和第(K-1)级衍射光的衍射率E2(K-1)之间的关系满足下面不等式：
             E2(K-1)＞E2(K)
按照本发明的第一方面，当利用具有波长λ1的第一光源对第一光信息存储媒介实行信息重放和/或记录的时候，由衍射结构引起的多个衍射光中具有最大衍射率的衍射光的衍射等级是K(自然数)。进一步，当利用具有波长λ2的第二光源对第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录的时候，通过衍射结构引起的第K级衍射光的衍射率E2(K)和第(K-1)级衍射光的衍射率E2(K-1)之间满足下面的不等式：
              E2(K-1)＞E2(K)
因此，当对于第一光信息存储媒介实行重放/记录的时候，具有最大衍射率的第K级衍射光被聚焦在焦点上。当对于第二光信息存储媒介实行重放/记录的时候，在具有不同衍射等级并且通过周边区的衍射光被混合的闪耀光中间，第K级衍射光的光的数量被抑制得比(K-1)级衍射光的多。
在光拾取器中，因为去焦/跟踪是通过光接收部分的主/次传感器控制的，当闪耀光进入传感器的时候，对于用于光信息存储媒介的重放/记录的误操作可能发生。通过衍射光的每个衍射等级均分其中具有不同衍射等级的衍射光被混合的闪耀光的光数量，在第二光信息存储媒介的重放/记录期间，闪耀光几乎不引起误操作。
在本说明书中，衍射率表示由衍射结构引起的衍射光的光数量的比。所有衍射光的衍射率的总和是1。
按照本发明的第二方面，一个安排在光拾取器上的物镜，用于利用发射波长λ1的光的第一光源，对厚度t1的保护基片的第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录，并利用发射波长大于λ1的λ2的光的第二光源，对厚度大于t1的t2保护基片的第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录；物镜包括：
一个光功能表面；
其中光功能表面被分成至少两个同心的光功能区，它们绕光轴安排；
通过包括光轴的一个光功能区即中心区的光通量，被用于对第一光信息存储媒介和第二光信息存储媒介两者进行信息的重放和/或记录；
通过安排在中心区外边的另一个光功能区，即周边区的光通量，主要被用于对第一光信息存储媒介的信息的重放和/或记录；
一个衍射结构被安排在周边区；和
在光轴方向上衍射结构的深度Δd满足下面不等式：
          Δd≥K×λ1/(n1-1)，
其中n1是波长λ1的折射率，并且K是自然数；和
在利用发射波长λ2的光的第二光源对第二光信息存储媒介实行信息重放和/或记录的情况下，由衍射结构引起的第K级衍射光的衍射率E2(K)与第(K-1)级衍射光的衍射率E2(K-1)满足下列不等式：
           E2(K-1)＞E2(K)
按照本发明的第二个方面，因为在周边区上安排的衍射结构引起的第K级衍射光的衍射率E2(K)和第(K-1)级衍射光的衍射率E2(K-1)之间的关系满足下面的不等式：
           E2(K-1)＞E2(K)，
当对第二光信息存储媒介实行重放/记录的时候，在其中具有不同衍射等级和通过周边区的衍射光被混合的闪耀光中，第K级衍射光的光的数量被抑制得比第(K-1)级衍射光多。
在光拾取器中，因为去焦/跟踪是通过光接收部分的主/次传感器控制的，当闪耀光进入传感器的时候，对于用于光信息存储媒介的重放/记录的误操作就可能发生。通过减少比低级衍射光更容易进入光接收部分的传感器的高级衍射光的光数量，在对于第二光信息存储媒介重放/记录期间由于闪耀光所引起的误操作几乎不会发生。
在上述物镜中，K可能是3或4。
在上述物镜中，衍射率E2(K-1)可能不小于0.4。
因为衍射率E2(K-1)不小于0.4，当对第二光信息存储媒介实行重放/记录的时候，在其中具有各种衍射等级和通过周边区的衍射光被混合的闪耀光之中，第(K-1)个衍射光的衍射率被增强。因此，第K个衍射光的衍射率相对被抑制。在对第二光信息存储媒介进行重放/记录期间，由于闪耀光引起的误操作几乎不会发生。
在上述物镜中，衍射率E2(K)可能不大于0.4。
因为衍射率E2(K)不大于0.4，当对于第二光信息存储媒介实行重放/记录的时候，在其中具有不同衍射等级并且通过周边区的衍射光被混合的闪耀光中，第K个衍射光的衍射率被抑制。在对第二光信息存储介质的重放/记录期间，由于闪耀光引起的误操作几乎不会发生。
按照本发明的第三个方面，一个安排在光拾取器上的物镜，用于利用发射波长为λ1的光的第一光源，对厚度t1的保护基片的第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录，并利用发射波长大于λ1的λ2的光的第二光源，对厚度大于t1的t2保护基片的第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录；物镜包括：
一个光功能表面；
其中光功能表面被分成至少两个同心的光功能区，它们绕光轴安排；
通过包括光轴的一个光功能区，即中心区的光通量，被用于对第一光信息存储介质和第二光信息存储媒介两者实行信息的重放和/或记录；
通过安排在中心区外面的另一个光功能区，即周边区的光通量，主要被用于对第一光信息存储媒介进行信息重放和/或记录；
一个衍射结构被安排在周边区上；和
在光轴方向上衍射结构的深度Δd满足下面不等式：
3×λ1/(n1-1)≤Δd＜5×λ1/(n1-1)，
其中n1是波长λ1的折射率。
按照本发明的第三方面，在对于第一光信息存储媒介进行信息的重放和/或记录的光的波长λ1的折射率是n1的情况下，被提供在周边区上的，在光轴方向中的衍射结构的深度Δd，满足下面的不等式：
3×λ1/(n1-1)≤Δd＜5×λ1/(n1-1)。
因此，当利用发射波长为λ1的光的第一光源对于第一光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录的时候，在由衍射结构引起的衍射光中具有最大衍射率的衍射光的衍射等级是3或4。
因此，当对于第二光信息存储媒介实行重放和/或记录的时候，在其中具有不同衍射等级的，通过周边区的衍射光被混合的闪耀光中，第三级或第四级衍射光的光的数量被抑制得比第二级或第三级衍射光要多。
在光拾取器中，因为去焦/跟踪是通过光接收部分的主/次传感器控制的，当闪耀光进入传感器的时候，对于光信息存储媒介的重放/记录的误操作可能发生。通过减少比低级衍射光更容易进入光接收部分的传感器的高级衍射光的光数量，在对第二光信息存储媒介的重放/记录期间，由于闪耀光引起的误操作几乎不会发生。
在利用波长λ1的第一光源对第一光信息存储媒介进行重放和/或记录信息的情况下，在由衍射结构引起的多个衍射光中具有最大衍射率的第K级衍射光的衍射率E1(K)可以不小于0.9。
在上述物镜中，利用波长λ2的第二光源对第二光信息存储媒介进行信息重放和/或记录的情况下，通过在一个位置上的衍射结构所引起的第K级衍射光可能穿越光轴，此光轴离焦点比通过在一个位置上的衍射结构所引起的第(K-1)级衍射光近；这个位置是与光轴等高的位置。
在利用发射波长为λ2的光的第二光源对第二光信息存储媒介进行重放和/或记录的情况下，因为通过在与光轴等高的位置上的衍射结构引起的第K级衍射光穿越光轴，此光轴离焦点比通过在该位置上的衍射结构所引起的第(K-1)级衍射光近，所以第K级衍射光容易进入传感器。
因此，通过减少第K级衍射光的衍射率和增加第(K-1)级衍射光的衍射率，在对于第二光信息存储媒介的重放和记录期间，由闪耀光引起的误操作几乎不会发生。
在上述物镜中，利用波长为λ1的第一光源对第一光信息存储媒介进行信息的重放和/或记录的倍率可能大于，利用波长为λ2的第二光源对第二光信息存储媒介进行信息的重放和/或记录的倍率。
在说明书中，术语“倍率”表示的是横向倍率。当图像颠倒的时候，倍率具有负值。
在上述物镜中，λ1可以满足一个不等式，
640nm≤λ1≤670nm。
在上述物镜中，λ2可能满足一个不等式，
760nm≤λ2≤790nm。
在上述物镜中，t2可能满足等式，
t2＝2×t1。
在上述物镜中，当利用具有波长λ1的第一光源对第一光信息存储媒介进行信息的重放和/或记录的时候，光信息存储媒介的一侧上的数值孔径NA1可能满足不等式0.60≤NA1≤0.65。
当利用波长为λ2的第二光源对第二光信息存储媒介实行信息的重放和/或记录的时候，光信息存储媒介的一侧上的数值孔径NA2可能满足不等式0.45≤NA2≤0.55。
在上述物镜中，不等式，
0.82≤(λ1×(n2-1))/(λ2×(n1-1))≤0.85，
可能满足。
物镜可以用塑料制做。物镜可以便宜地生产。
根据本发明的第四方面，光拾取器包括：
一个聚光系统，它具有上述物镜；
第一光源，发射波长为λ1的光；
第二光源，发射波长为λ2的光；和
光检测器，当从第一光源和第二光源的一发射的光通量通过光信息存储媒介被反射的时候，用于接收反射光；
其中，信息通过利用聚光系统，通过光信息存储媒介把来自第一光源和第二光源之一的光通量聚焦在信息记录层而被记录或重现；至少在至少两种光信息存储媒介上的信息的记录和光信息存储媒介的信息的重放之一被执行，每种光信息存储媒介具有厚度不同于其它的保护基片，每种光信息存储媒介具有不同其它的记录密度。
按照本发明的第五方面，记录器包括上述光拾取器并记录声音和图像的至少一个。
按照本发明的第六方面，重放器包括上述光拾取器并重放声音和图像的至少之一。
附图说明
从下面的详细描述和仅用于解释而给出的附图中，本发明可以被充分理解，因此说明和附图不打算限定本发明，其中；
图1是原理图，表示具有本发明的物镜的光拾取器的结构；
图2是作为本发明的一个例子的波长λ1的光线进入物镜的光路径图；
图3是作为本发明的一个例子的波长λ2的光线进入物镜的光路径图；
图4是波长λ1的光线情况下，作为本发明的一个例子的物镜的轴向球面象差图；
图5是波长λ2的光线情况下，作为本发明的一个例子的物镜的轴向球面象差图；
图6是波长λ1的光线情况下，作为本发明的另一个例子的物镜的轴向球面象差图；和
图7是波长λ2的光线情况下，作为本发明的另一个例子的物镜的轴向球面象差图。
具体实施方式
下面参考附图解释根据本发明的物镜的实施例。图1是包括本实施例的物镜的光拾取器的原理结构。
在光拾取器1中，通过第一半导体激光器(光源)发射的，波长为λ1(＝655nm)的光，信息可以从DVD(第一光信息存储媒介)，即光信息存储媒介的记录层被读出。进一步，在光拾取器1中，通过第二半导体激光器(光源)发射的波长λ2(＝785nm)的光，信息从CD(第二光信息存储媒介)的记录层被读出。
如图1所示，在光拾取器1中，第一半导体激光器111用于发射波长为λ1的光，第二半导体激光器112用于发射波长为λ2的光，它们被连接起来。一个光束分离器120安排在准直器13和物镜16之间。通过准直器13而近似平行的光穿过光束分离器120，进入物镜16。通过具有保护基片的光信息存储介质(DVD或CD)20的信息记录层22反射的光通量，通过光束分离器120进入光-检测器30，光束分离器120被用作光路改变元件。
物镜16在其周边上有一个凸缘16a。通过凸缘16a物镜16可以容易地被固定到光拾取器1上。因为凸缘部分16a具有一个在与物镜16的光轴垂直的方向上延伸的表面，所以能够容易地精确地固定它。
当信息在DVD上被记录或从DVD上被重放的时候，如图1中实线所示，第一半导体激光器111发射的光束穿过准直器13，变成平行光束。平行光束通过光束分离器120，并通过停止件17被聚焦。进一步，光束通过DVD20的保护基片通过物镜16被聚焦在信息记录层22上。然后，光束通过信息记录层22上的信息凹坑被调制并被反射。反射的光束通过物镜16和停止件17，并被光束分离器120反射。通过圆柱形透镜180，像散性被给予光束。进一步，光束通过凹镜50进入光-检测器30。利用光检测器30的输出信号，DVD20上记录的信息读出信号可以被获得。
光-检测器30上的斑点的形变化和位置变化所引起的光的数量的变化被检测，以便执行聚焦检测和跟踪检测。根据检测的结果，双-轴传动装置150移动物镜16，以便通过聚焦第一半导体激光器111发射的光束而在DVD20的信息记录层22上形成一个图像。进一步，双-轴传动装置150移动物镜16，以便通过聚焦第一半导体激光器111发射的光束而在预定的磁道上形成一个图像。
当信息被记录在CD上或从CD上被重放的时候，如图1中虚线所示，由第二半导体激光器112发射的光束被从准直器13发送，变成平行光束。平行光束通过光束分离器120，并通过停止件17被聚焦。进一步，光束通过CD20的保护基片，通过物镜16被聚集在信息记录层22上。然后，光束通过信息记录层22上的信息凹坑被调制并被反射。反射光束通过物镜16和停止件17并被光束分离器120反射。通过圆柱形镜180，光束被给予像散性。进一步，通过凹透镜50光束进入光-检测器30。利用光-检测器30的输出信号，在CD20上记录的信息的读出信号可以被获得。
光-检测器30上的斑点的形状变化和位置变化所引起的光的数量的变化被检测，以便实行聚焦检测和跟踪检测。根据检测结果，双-轴传动装置150移动物镜16，以便通过聚集第二半导体激光器112发射的光束而在CD20的信息记录层22上形成一个图像。进一步，双-轴传动装置150移动物镜16，以便通过聚焦第二半导体激光器112发射的光束在一个预定磁道上形成一个图像。
物镜16是一个单透镜，其两个表面是非球面。一个光功能表面被分成两个同心的光功能区，第一区(中心区)，第二区(周边区)，它们绕光轴安排，在这种情况下，数值孔径是NA2的点被认为是两个区域之间的边界。
在第二区中，具有同心的环-形区的衍射结构被形成。
物镜的折射表面是非球面形状，用下面等式(1)表示。
Z = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + k ) ( h / r ) 2 + Σ i = 0 ∞ A 2 i h 2 i - - - ( 1 )
其中Z是光轴方向的轴(光的传播方向是正)，h是垂直于光轴方向的轴(从光轴的高度)，r是近轴曲率半径，K是锥面常数，A是非球面系数。
此外，通常，衍射环形区的间距是通过利用相位差函数或光路径差函数形成。具体地说，相位差函数φb用下面的等式(2)表示，其单位是弧度。光路径差函数中φB用下面等式(3)表示，其单位是mm。
φ b = Σ i = 1 ∞ b 2 i h 2 i - - - ( 2 )
φ B = Σ i = 1 ∞ B 2 i h 2 i - - - ( 3 )
在衍射环形区的间距的两个表达式的方式中，虽然单位互不相同，但在表达衍射环形区的间距方面，等式是相同的。即，当闪烁波长是λ(mm)的时候，光路径差函数的系数B可以通过相位差函数的系数b乘以λ/2π而获得。另一方面，相位差函数的系数b可以通过光路径差函数的系数B乘以2π/λ而获得。
当波长λ1(＝655nm)的光束进入的时候，物镜16的焦点长度是3.36mm，当波长λ2(＝785nm)的光束进入的时候，焦点长度是3.38mm。一个焦点长度近似等于另一个。在波长为λ1(＝655nm)，数值孔径为NA1(＝0.600)和DVD的保护基片的厚度t1(＝0.6mm)的情况下，物镜具有足够的图像形成性能。进一步，在波长λ2(＝785nm)，数值孔径NA2(＝0.470)和CD的保护基片的厚度t2(＝1.2mm)的情况下，物镜具有足够的图像形成性能。
在表1中，本实施例的物镜16的透镜数据被示出。在下面表中，表示式“-1.3952E-03”表示“-1.3952×10-3”。
                            表1
例
  DVD   CD
  滤长λ(nm)   655   785
  焦点长度f(mm)   3.36   3.38
  图像侧预定的数值孔径NA   0.600   0.470
  i   ri   dli   dzi   材料
  0   ∞   ∞   ∞
  1   2.200   2.200   烯树脂
  2   -7.8543   1.763   1.399
  3   ∞   0.600   1.200   PC
  4   ∞
                          指数“1”表示λ＝655nm。
                     指数“2”表示λ＝785nm。
第一表面(边界hb＝1.589)
第一区域(0≤h＜hb)
R  2.1323E+00
光路径差函数(闪烁波长＝655nm)的系数
B4                       -1.3952E-03
B6                       2.4304E-04
B8                       -1.4465E-04
B10                      2.1952E-05
非球面系数
K                         -2.2554E+00
A4                       2.0526E-02
A6                       -1.7912E-03
A8                       3.4811E-05
A10                      6.9554E-06
第二区域(h≥hb)
R  2.0461E+00
光路径差函数(闪烁波长＝655nm)的系数
B2                        9.0562E-03
B4                        -1.4106E-02
B6                        6.2345E-03
B8                        -1.2605E-03
B10                       9.5355E-05
非球面系数
K                          -9.4571E-01
A0                        -9.2000E-05
A4                        -7.1766E-03
A6                        2.2885E-03
A8                        7.6630E-04
A10                       -2.9419E-04
A12                       1.7308E-05
A14                    1.1369E-06
第二表面
非球面系数
K                       1.0562E+01
A4                     2.1590E-02
A6                     -1.0334E-02
A8                     5.2467E-03
A10                    -1.7878E-03
A12                    3.2508E-04
A14                    -2.2792E-05
烯树脂被用作物镜16的材料。聚碳酸酯树脂(PC)被用作DVD和CD的保护基片的材料。在参考波长情况下这些材料的每一个的折射率示于表2
                          表2
折射率
  波长   655nm   785nm
  烯树脂   1.54094   1.53716
  PC   1.57752   1.57063
图2是波长为λ1(＝655nm)的光线进入物镜16，和光线被聚集在其保护基片厚t1(＝0.6mm)的DVD的信息记录层22上的情况下的光路径图。图3是波长为λ2(＝785nm)的光线进入物镜16，和光线被聚集在其保护基片厚t2(＝1.2mm)的CD的信息记录层22上的情况下的光路径图。
进一步，表3表示物镜的第二区(周边区)的衍射率。
                       表3
周边区的衍射率(h≥hb)
在DVD的第三级衍射光的衍射率的最佳化情况下
  波长
  衍射等级   655nm   785nm
  2   0   0.429
  3   1   0.382
                      表4
周边区的衍射率(h≥hb)
在DVD的第4级衍射光的衍射率的最佳化情况下
  波长
  衍射等级   655nm   785nm
  3   0   0.715
  4   1   0.150
例1：
表3表示在周边区中DVD的第三级衍射光的衍射率最佳化情况下，第二级衍射光的衍射率和第三级衍射光的衍射率。图4是DVD的轴向球面象差图。图5是CD的轴向球面象差图。
在这种情况下，在衍射结构的光轴方向上，物镜16的周边区上的衍射结构的深度Δd，用下面的式子表示：
Δd≥3×λ1/(1.54094-1)。
如图5所示，当波长λ2＝785nm的光束进入物镜16的时候，在通过第二区(数值孔径超过NA2＝0.470的区)的光束中，第二级衍射光穿越光轴，离焦点比第三级衍射光远。从表3可以看出，第二级衍射光的衍射率大于第三级衍射光。
例2：
图4表示在周边区中DVD的第4级衍射光的衍射率最佳化的情况下，第三级衍射光的衍射率和第4级衍射光的衍射率。图6是DVD的轴向球面象差图。图7是CD的轴向球面象差图。
在这种情况下，在衍射结构的光轴的方向上，物镜16的周边区上的衍射结构的深度Δd用下式表示：
Δd≥4×λ1/(1.54094-1)。
如图7所示，当波长λ2＝785nm的光束进入物镜16的时候，在通过第二区的光束之中，第三级衍射光穿越光轴，离焦点比第4级衍射光要远。从表4可以看出，第三级衍射光的衍射率比第4级衍射光大得多。
如上所述，在光拾取器1中，在CD重放/记录期间，到达焦点附近位置的闪耀光的衍射率是小的。进一步，到达远离焦点的位置的闪耀光的衍射率是大的。
结果，进入光拾取器1的光-检测器30的闪耀光的光的数量是小的。光-检测器30的聚焦检测精度和跟踪检测精度被提高。这能够防止跟踪控制的误操作。
在上述实施例中，第一光信息存储介质是DVD(光源波长：约650nm)。第二光信息存储介质是CD(光源波长：约780nm)。不过，本发明不限于此。
例如，第一光信息存储介质可能是下一代高密度光盘(光源波长：约400nm)。第二光信息存储介质可能是DVD(光源波长：约650nm)。
图1中光拾取器可以提供在声音和图像至少一个的记录器和重放器中，例如与光信息记录介质适应的播放器或驱动器，例如，CD，CD-R，CD-RW，CD-Video，CD-ROM，DVD，DVD-ROM，DVD-RAM，DVD-R，DVD-RW，DVD+RW，MD等等，或AV设备，一个个人计算机，播放器或驱动器被连入的其它信息终端，等等。
其它细节结构可以被修改。
按照本发明，当对于第一光信息存储介质进行重放/记录的时候，具有最大衍射率的第K级衍射光可能被聚焦在焦点上。进一步，当对第二光信息存储介质进行重放/记录的时候，在其中通过周边的，具有不同衍射等级的衍射光被混合的闪耀光中，抑制第K级衍射光的光数量多于，产生比第K级衍射光大的象差的第(K-1)级衍射光。
在光拾取器中，因为去焦/跟踪是通过光接收部分的主/次传感器控制的，当闪耀光进入传感器的时候，对于光信息存储介质的重放/记录的误操作可能发生。不过，通过减少，进入光接收部分的传感器比低级衍射光更容易的高级衍射光的光数量，在对于第二光信息存储介质的重放/记录期间，由闪耀光引起的误操作几乎不会发生。
2002年6月13申请的，包括说明书，权利要求书，附图和摘要的日本专利申请No.特开平2002-172288的公开文件，被全部引用作为参考。

Claims (19)

1.一种安排在光拾取器上的物镜，用于利用发射波长为λ1的光的第一光源，对具有厚度t1的保护基片的第一光信息存储介质进行信息的重放和/或记录，并利用发射波长为大于λ1的λ2的光的第二光源，对具有厚度t2，t2＞t1的保护基片的第二光信息存储介质进行信息的重放和/或记录；物镜包括：
一个光功能表面；
其中光功能表面被分成至少两个同心的光功能区，它们被安排在光轴周围；
通过中心区，即包括光轴的一个光功能区的光束，被用于对第一光信息存储介质和第二光信息存储介质两者的信息的重放和/或记录；
通过周边区，即安排在中心区外面的另一个光功能区的光束，主要地被用于对第一光信息存储介质的信息的重放和/或记录；
一个衍射结构安排在周边区上；
在利用发射波长为λ1的光的第一光源对第一光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的情况下，在通过衍射结构引起的多个衍射光中具有最大衍射率的衍射光的衍射等级是K，它是一个自然数；和
在利用发射波长λ2的光的第二光源对第二光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的情况下，由衍射结构产生的第K级衍射光的衍射率E2(K)和第(K-1)级衍射光的衍射率E2(K-1)之间的关系满足下面不等式：
                E2(K-1)＞E2(K)；
在光轴方向上的衍射结构的深度Δd满足下面不等式：
3×λ1/(n1-1)≤Δd＜5×λ1/(n1-1)，
其中n1是波长λ1的折射率。
2.权利要求1的物镜，其中K是3。
3.权利要求1的物镜，其中K是4。
4.权利要求1的物镜，其中衍射率E2(K-1)不小于0.4。
5.权利要求1的物镜，其中衍射率E2(K)不大于0.4。
6.权利要求1的物镜，其中，在利用波长λ1的第一光源对第一光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的时候，由衍射结构引起的在多个衍射光中具有最大衍射率的第K级衍射光的衍射率E1(K)不小于0.9。
7.权利要求1的物镜，其中，在利用波长λ2的第二光源对第二光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的时候，在一个位置上由衍射结构产生的第K级衍射光穿越光轴，离焦点比在该位置上由衍射结构产生的第(K-1)级衍射光要近；这个位置是和光轴等高的位置。
8.权利要求1的物镜，其中利用波长λ1的第一光源对第一光信息存储介质进行信息重放和/或记录的倍率大于利用波长λ2的第二光源对第二光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的倍率。
9.权利要求1的物镜，其中λ1满足下面不等式：
            640nm≤λ1≤670nm。
10.权利要求1的物镜，其中λ2满足下面不等式：
            760nm≤λ2≤790nm。
11.权利要求1的物镜，其中t2满足下面等式：
            t2＝2×t1。
12.权利要求1的物镜，其中，当利用波长λ1的第一光源对第一光信息存储介质进行重放和/或记录的时候，光信息存储介质的一边上的数值孔径NA1满足下面不等式：
            0.60≤NA1≤0.65。
13.权利要求1的物镜，其中，当利用波长λ2的第二光源对第二光信息存储介质进行信息的重放和/或记录的时候，光信息存储介质的边上的数值孔径NA2满足下面不等式：
            0.45≤NA2≤0.55。
14.权利要求1的物镜，其中下面不等式被满足：
0.82≤(λ1×(n2-1))/(λ2×(n1-1))≤0.85。
15.权利要求1的物镜，其中物镜是由塑料制成的。
16.一种光拾取器，包括：
一个具有权利要求1至17之一的物镜的聚光系统；
发射波长为λ1的光的第一光源；
发射波长为λ2的光的第二光源；和
一个光-检测器，当第一光源和第二光源之一发射的光束被光信息存储介质反射的时候，用于接收反射光；
其中，信息通过利用聚光系统，经光信息存储介质，把第一光源和第二光源之一发射的光聚焦在信息记录层上而被记录或重放；并且在至少两种类型的光信息存储介质上的信息记录和从光信息存储介质的信息重放的至少一个被执行，每个光信息存储介质的保护基片具有的厚度不同于别的，每个光信息存储介质的记录密度与别的不同。
17.一个记录器，用于记录声音和图像的至少一个，它包括权利要求16的光拾取器。
18.一个重放器，用于重放声音和图像的至少一个，它包括权利要求16的光拾取器。
CNB031429203A 2002-06-13 2003-06-13 物镜，光学拾取器，记录器和重现设备 Expired - Fee Related CN1289935C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002172288 2002-06-13
JP172288/2002 2002-06-13
JP172288/02 2002-06-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1467529A CN1467529A (zh) 2004-01-14
CN1289935C true CN1289935C (zh) 2006-12-13

Family

ID=29727852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031429203A Expired - Fee Related CN1289935C (zh) 2002-06-13 2003-06-13 物镜，光学拾取器，记录器和重现设备

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6839189B2 (zh)
CN (1) CN1289935C (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4242296B2 (ja) * 2002-03-06 2009-03-25 パナソニック株式会社 光ヘッド装置及びそれを用いた光情報装置、並びに、この光情報装置を用いた、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、カーナビゲーションシステム、光ディスクレコーダ及び光ディスクサーバ
JP4400342B2 (ja) * 2004-07-02 2010-01-20 コニカミノルタオプト株式会社 対物レンズ及び光ピックアップ装置
CN102549667A (zh) * 2010-07-26 2012-07-04 松下电器产业株式会社 物镜、光学头、光盘装置及信息处理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4610118B2 (ja) * 2001-03-30 2011-01-12 Ｈｏｙａ株式会社 光ヘッド用対物レンズ

Also Published As

Publication number Publication date
US6839189B2 (en) 2005-01-04
US20030234987A1 (en) 2003-12-25
CN1467529A (zh) 2004-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1136562C (zh) 光学拾取装置的光学系统
CN1192375C (zh) 聚束元件、光头、光信息存储再生装置及光信息存储再生方法
CN1942947A (zh) 物镜光学系统、光拾取装置以及光学信息记录再生装置
CN1209763C (zh) 光学拾取装置、复合物镜和球差矫正元件
CN100350290C (zh) 光拾取装置及光信息存储再生装置
CN1152768A (zh) 将信息记录在记录介质上或从其上重放该信息的装置和方法
CN1183527C (zh) 光学头装置
CN1203346C (zh) 拾光装置用的物镜和拾光装置
CN1655253A (zh) 光盘设备、光盘方法以及半导体集成电路
CN100343913C (zh) 光拾取装置
CN1961365A (zh) 多焦点物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置
CN1189878C (zh) 物镜及光拾取器装置
CN1227655C (zh) 光学拾取装置和其中使用的物镜
CN1420377A (zh) 物镜及拾光装置
CN1906679A (zh) 物镜光学系统、光拾取装置以及光信息记录再生装置
CN1221953C (zh) 像差检测方法和使用其的光记录再现方法与光记录再现装置
CN1289935C (zh) 物镜，光学拾取器，记录器和重现设备
CN1555054A (zh) 光信息记录媒体的记录再生装置所用的物镜
CN1697046A (zh) 波长选择元件、物镜光学系统、光拾取和光盘驱动装置
CN1501113A (zh) 用于光拾取装置的光学系统
CN1204556C (zh) 光学信息记录媒质
CN1841533A (zh) 像差检测装置及具有该装置的拾光器装置
CN1407364A (zh) 拾光装置及其物镜和拾光装置用光学元件的设计方法
CN1531666A (zh) 光学拾波器用物镜、光学拾波器及光盘装置
CN1280363A (zh) 光学拾取装置、记录/再现装置以及聚光系统和耦合透镜

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20061213