物鏡及具有物鏡的光學頭裝置的製作方法
2023-07-09 07:57:41 2
專利名稱：物鏡及具有物鏡的光學頭裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用不同波長的雷射對透明基板厚度不同的CD及DVD等光記錄介質進行記錄和重放的光學頭裝置所使用的物鏡。另外，涉及具有該物鏡的光學頭裝置。
背景技術：
迄今為止，已知有對保護記錄面的透明基板的厚度及記錄密度不同的光記錄介質使用不同波長的雷射進行記錄和重放的光學頭裝置。作為光記錄介質有各種各樣，例如可以舉出有CD及DVD等。這裡，CD的保護記錄面的透明基板厚度是1.2mm，DVD的透明基板厚度比CD薄，是0.6mm，其記錄密度比CD高。因此，CD的記錄重放例如使用波長790nm，DVD的記錄重放例如使用波長660nm的雷射。
在這種光學頭裝置中，為了力圖使裝置小型化及薄型化，提出了使用單一的聚焦光學系統、使具有與各種光記錄介質對應的波長的雷射聚焦在光記錄介質的記錄面上的各種結構(例如參照專利文獻1)。
在專利文獻1所述的光學頭裝置中，採用在折射面形成衍射光柵的物鏡。在該光學頭裝置中，使短波長的雷射的衍射光聚焦在DVD的記錄面，使長波長的雷射的衍射光聚焦在CD的記錄面。但是，對於在折射面形成衍射光柵的物鏡，由於產生不需要的衍射光，因此存在雷射透射率降低的光量損失問題。
因此，還提出了各種使用單一的聚焦光學系統、同時解決了該光量損失問題的光學頭裝置(例如專利文獻2)。
在專利文獻2所述的光學頭裝置中，採用具有折射面的物鏡，該折射面由以光軸為中心的中間區域和在該中間區域的外周一側以同心狀形成的周邊區域所構成。在該物鏡的折射面上，由一個非球面形狀形成中間區域及周邊區域，與CD記錄重放所需要的數值孔徑NA1近似一致的位置處於中間區域與周邊區域的邊界。
在該專利文獻2所述的光學頭裝置中，由於物鏡的中間區域由一個非球面形狀，因此對DVD的球差，例如形成圖8(A)所示那樣的分布，即在中間區域的外周部分(中間區域與周邊區域的邊界，NA1)的球差從所謂的校正不是(under)的狀態急劇而不連續地變為校正過剩(over)的狀態，或者形成圖8(B)所示那樣的分布，即與光軸垂直的方向的、光軸與中間區域的外周部分之間的中間附近成為校正過剩(over)。另外，圖8中的NA2表示DVD記錄重放所需要的數值孔徑。
特開2000-81566號公報[專利文獻2]特開平10-55564號公報如上所述，例如由於DVD的記錄密度比CD的記錄密度要高，因此必須特別在DVD的記錄面上形成更小直徑的束點。為了形成小直徑的束點，必須將球差的有效值抑制得很小，例如對於專利文獻2所述的光學頭裝置，與圖8(A)所示的球差分布相比，最好採用圖8(B)所示的球差分布那樣的物鏡。另外，若只是看圖8，雖然覺得相比之下圖8(A)所示的球差分布能夠將球差的有效值抑制得較小，但實際上圖8(A)與圖8(B)中的顯示比例尺寸不一樣，圖8(A)所示的球差與圖8(B)所示的球差相比，具有非常大的值。
但是，在圖8(B)所示的球差分布中，與光軸垂直的方向的、光軸與中間區域的外周部分之間的中間附近的球差存在向正(過剩)方向增大的區域，不能將球差的有效值抑制得足夠小。這將妨礙在DVD的記錄面上形成小直徑的束點。
因此，本發明的課題在於提供能夠將對於光記錄介質的球差的有效值抑制得很小、在光記錄介質的記錄面上形成小直徑的束點的物鏡及具有該物鏡的光學頭裝置。
發明內容
為了解決上述課題，本發明的物鏡，是在將具有與透明基板的厚度不同的兩種及兩種以上的光記錄介質分別對應的波長的兩種及兩種以上的雷射、通過一個聚焦光學系統聚焦在所述光記錄介質的記錄面上、在該記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息的光學頭裝置用的物鏡中，該物鏡的折射面具有以其光軸為中心在所述折射面的中間部分形成並且對全部所述光記錄介質使用的中間區域、以及與該中間區域的外周側相鄰並以同心狀形成的周邊區域，設與所述光軸垂直的方向的、從該光抽至所述中間區域的外周部分的距離為R時，在距離所述光軸的R/3至2R/3的範圍內，存在至少對於一種所述光記錄介質的球差為0的零區域、及/或至少對於該一種所述光記錄介質的球差向著0進行增加及減少的增減區域。
在本發明中，在以往球差增大的距離光軸的R/3至2R/3的範圍內，存在至少對於一種光記錄介質的球差為0的零區域、及/或至少對於該一種光記錄介質的球差向著0進行增加及減少的增減區域。因此，能夠將至少對於一種光記錄介質的球差的有效值抑制得足夠小。另外，能夠充分減小球差的有效值的結果，還能夠將至少對於一種光記錄介質的波面像差抑制得很小。
這裡在本說明書中，所謂零區域是指對於一種光記錄介質的球差從正(過剩)變為負(不足)的區域、或者從負變為正的區域。另外，所謂增減區域是對一種光記錄介質的球差不為0、但向著0進行增加及減少的區域，是指包含極小值或極大值的區域。
在本發明中，所述中間區域最好由具有互相不同折射能力的非球面形狀的多個環帶狀折射面構成，同時在這些多個環帶狀折射面的邊界向著光軸方向形成段差。通過這樣構成，在以往由於中間區域由一個非球面形狀形態而球差增大的、在與光軸垂直的方向的光軸與中間區域的外周部分之間的中間附近，利用簡易的結構能夠存在零區域或增減區域。因此，能夠將球差的有效值抑制得足夠小。
在本發明中，例如所述光記錄介質是具有第1波長的第1雷射被聚焦的第1光記錄介質、以及具有比所述第1波長短的第2波長的第2雷射被聚焦的第2光記錄介質，對於所述第2光記錄介質也存在所述零區域及/或所述增減區域。在這種情況下，能夠將對於必須形成更小直徑束點的第2光記錄介質的球差的有效值抑制得很小，能夠在第2光記錄介質的記錄面上形成小束點。
另外，在本發明中，所述光記錄介質是具有第1波長的第1雷射被聚焦的第1光記錄介質、以及具有比所述第1波長短的第2波長的第2雷射被聚焦的第2光記錄介質，對於所述第1光記錄介質也可以存在所述零區域及/或所述增減區域。在這種情況下，能夠將對於第1記錄介質的球差的有效值抑制得很小，能夠在第1光記錄介質的記錄面上形成小束點。其結果，能夠提高第1光記錄介質的記錄重放性能。
另外，本發明的物鏡，是在將具有與透明基板的厚度不同的兩種及兩種以上的光記錄介質分別對應的波長的兩種及兩種以上的雷射、通過一個聚焦光學系統聚焦在所述光記錄介質的記錄面上、在該記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息的光學頭裝置用的物鏡中，該物鏡的折射面具有以其光軸為中心在所述折射面的中間部分形成並且對全部所述光記錄介質使用的中間區域、以及與該中間區域的外周側相鄰並以同心狀形成的周邊區域，在與所述光軸垂直的方向的、從該光軸至所述中間區域的外周部分的範圍內，至少有一處存在將對於一種光記錄介質的球差進行最佳校正的最佳區域。
在本發明中，存在對於一種光記錄介質的球差保持0不變而移位的最佳區域。在這種情況下，與該最佳區域相對應，在對於春它的光記錄介質的球差分布中，也有時存在雷射對記錄面不聚焦的限制區域。但是，在對其它的光記錄介質的雷射功率有餘量時，即使對其它樂記錄介質存在限制區域，但對春它光記錄介質的記錄重放性能不產生太大的影響，而能夠有效提高該一種光記錄介質的記錄重放性能。即，由於限制區域的光不聚焦，對於其它光記錄介質雖然光的利用效率(透射率)降低，但若雷射功率有餘量，則即使光的利用效率多少有些降低，但對記錄重放性能不產生太大的影響。這裡，該一種光記錄介質是CD、DVD或BD(藍光光碟)。
在本發明中，設與所述光軸垂直的方向的、從該光軸至所述中間區域的外周部分的距離為R時，所述最佳區域最好存在於距離所述光軸的R/3至2R/3的範圍內。在這種情況下，即使多個犧牲一點對其它光記錄介質的光利用效率(透射率)，但在以往球差增大的、在與光軸的垂直方向的光軸與中間區域的外周部分之間的中間附近存在對一種光記錄介質的最佳區域，通過這樣能夠將對於一種光記錄介質的球差的有效值抑制得更小，能夠形成更小直徑的束點。其結果，能夠更有效地提高一種光記錄介質的記錄重放性能。另外，即使對於其它光記錄介質，也不使通過球差大的區域的光聚焦，能夠形成更小直徑的束點。
本發明有關的物鏡可用於光學頭裝置，該光學頭裝置，包含具有該物鏡的聚焦光學系統、及發射所述雷射的雷射光源，在所述記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息。
如上所述，在使用本發明有關的物鏡時，在以往球差增大的、距離光軸的R/3至2R/3的範圍內，存在至少對於一種光記錄介質的球差為0的零區域、及/或至少對於該一種光記錄介質的球差向著0進行增加及減少的增減區域。因此，能夠將至少對於一種光記錄介質的球差的有效值抑制得足夠小，另外波面像差也能夠抑制得很小。因而，能夠在至少一種光記錄介質的記錄面上形成小直徑的束點，其結果能夠提高記錄重放性能。
圖1所示為本發明實施形態有關的光學頭裝置簡要構成的簡要構成示意圖。
圖2所示為圖1所示的光學頭裝置的物鏡的剖面示意圖。
圖3為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布一個例子的曲線圖，(A)及(B)都是表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖，(C)表示比較形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖。
圖4為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖、及比較形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。
圖5為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖、及比較形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。
圖6為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖、及比較形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。
圖7表示採用實施例的物鏡時的球差分布，(A)及(B)分別表示對於DVD的球差分布曲線圖、及對於CD的球差分布曲線圖。
圖8表示採用以往技術的物鏡時的球差分布曲線圖。
1光學頭裝置2物鏡4光記錄介質11 第1雷射光源12 第2雷射光源30 折射面33 中間區域33a 環帶狀折射面33b 段差33c 外周部分34 周邊區域41 CD(第一光記錄介質)41a 記錄面42 DVD(第2光記錄介質)42a 記錄面a1、a2、a4、a5、a11、a12、a14、a15 零區域a3、a13、a16 增減區域a6、a7 最佳區域L光軸Lo 聚焦光學系統L1 第1雷射L2 第2雷射NA1、NA2 數值孔徑λ1 第1波長λ2 第2波長具體實施方式
以下根據
實施本發明的最佳形態。
(光學頭裝置的簡要構成)
圖1所示為本發明實施形態有關的光學頭裝置簡要構成的簡要構成示意圖。
在圖1中，光學頭裝置1使得具有與CD與DVD等透明基板厚度及記錄密度不同的多種光記錄介質4分別對應的波長的多個雷射通過一個聚焦光學系統L0聚焦在光記錄介質4的記錄面上，對光記錄介質4進行信息的重放及記錄。本形態的光記錄介質4是作為第1光記錄介質的CD41及作為第2光記錄介質的DVD42，光學頭裝置1具有CD41的重放等使用的例如發射具有790nm的第1波長的第1雷射L1的第1雷射光源11、以及DVD42的重放等使用的例如發射具有660nm的第2波長的第2雷射L2的第2雷射光源12。它是這樣構成，即各雷射L1及L2通過公用聚焦光學系統Lo被引向光記錄介質4，同時在該光記錄介質4反的各雷射L1及L2的返回光被引向公用受光元件25。
聚焦光學系統Lo在包含使第1雷射L1直線前進而使第2雷射L2反射、使雙方的光都與系統光軸L(物鏡的光軸，以下作為光軸L)一致的第1分光鏡21；使沿光軸L前進的雷射L1及L2通過的第2分光鏡22；使通過該第2分光鏡22的雷射L1及L2形成平行光的準直透鏡23；以及在光記錄介質4的記錄面上形成從準直透鏡23出射的雷射L1及L2的束點有的物鏡3。在本形態中，對於光記錄介質4的DVD42的記錄面42a及CD41a上形成第1雷射L1的束點，在DVD42的記錄面42a上形成第2雷射L2的束點。
另外，聚焦光學系統Lo中包含光柵24，它用來將在光記錄介質4反射後並用第2分光鏡22反射後的第1及第2雷射L1及L2的返回光引向公用受光元件25。
在該構成的光學頭裝置1中，在作為光記錄介質4的CD41進行信息記錄重放時，從第1雷射光源11發射波長790nm的第1雷射L1。該第1雷射L1被引向聚焦光學系統Lo，通過物鏡3，在CD41的記錄面41a上形成束點B(41)。在CD41的記錄面41a反射的第1雷射的返回光通過第2分光鏡22聚焦在公共受光元件25上。利用由公共受光元件25檢測的信號，進行CD41的信息重放等。
與上不同的是，在重放作為光記錄介質4的DVD42的信號時，從第2雷射光源12發射波長660nm的第2雷射L2。該第2雷射L2也被引向聚焦光學系統Lo，通過物鏡3，在DVD42的記錄面42a上形成束點B(42)。在DVD42的記錄面42a反射的第2雷射L2的返回光通過第2分光鏡22聚焦在公共受光元件25上。利用由公共受光元件25檢測的信號，進行DVD42的信息重放等。
(物鏡的構成)圖2所示為圖1所示的光學頭裝置的物鏡的剖面示意圖。圖3為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布一個例子的曲線圖，(A)及(B)都是表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖，(C)表示比較形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖。圖4為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖、及比較形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。圖5為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖、及實施形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。圖6為說明採用圖2所示的物鏡時的球差分布其它例子的曲線圖，(A)及(B)分別表示實施形態的對於第2光記錄介質的球差分布曲線圖、及實施形態的對於第1光記錄介質的球差分布曲線圖。
如圖2所示，物鏡3是兩面形成凸狀的凸透鏡，在物鏡上3上形成折射面30，該折射面30由在光記錄介質4一側以單一的非球面形狀形成的出射面31、和在雷射光源11及12一側形成的入射面32構成。入射面32具有以光軸L為中心在入射面32的中間部分形成的中間區域33、及與中間區域33的外周側相鄰以同心狀形成的周邊區域34。中間區域33是對CD41及DVD43使用，而周邊區域34隻對DVD 42使用。
中間區域33具有互相不同折射能力的非球面形狀的多個環帶狀折射面33a、33a、…(以下作為環還狀折射面33a)構成，同時在這些多個環帶狀折射面33a的邊界向著光軸L方向形成段差33b、33b、…(以下作為段差33b)。中間區域33的外周部分33c與CD41的記錄重放所需要的數值孔徑NA1近似一致。另外，在圖2為方便起見，僅對一部分環帶狀折射面段差附加標號。
周邊區域34在本形態中以一個非球面形狀形成，該非球面形狀構成對DVD42將球差進行最佳校正那樣的非球面。另外，在本形態中如圖2所示，周邊區域34的外周部分與DVD42的記錄重放所需要的數值孔徑NA2近似一致。
設定中間區域33形成的段差33b的半徑方向位置(與光軸L垂直的方向的位置)及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使其滿足規定的條件。具體來說，這些量是這樣設定，使得在設與光軸L垂直的方向的從光軸L至中間區域33的外周部分33c的距離為R時，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在至少對於CD41及DVD42的某一種碟片的球差為0的零區域、及/或至少對於CD41及DVD42的某一種碟片的球差向著0進行增加及減少的增減區域。或者設定段差33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使得至少有一處存在對於CD41及DVD42的某一種碟片的球差進行最佳校正的最佳區域。
例如如圖3(A)所示，設定段差33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀(以下將這些作為「段差33b等的形狀」)，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於DVD42的球差為0的零區域a1及a2。這裡，在該情況下的零區域a1是對於DVD42的球差從正(過剩)變為負(不足)的區域，零區域a2是對於DVD42的球差從負變為正的區域。
或者，如圖3(B)所示，設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於DVD42的球差向著0進行增加及減少的增減區域a3。這裡，在該情況下的增減區域a3是球差不為0、但向著0進行增加及減少的區域，是包含極小值m1的區域。另外，也可以設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在零區域及增減區域的兩種區域。
這樣，在設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於DVD42的球差為0的零區域、及/或對於DVD42的球差向著0進行增加及減少的增減區域時，與採用和以往的具有圖3(C)那樣的在光軸L與外周部分33c之間的中間附近的球差增大的區域同樣的比較形態的物鏡的情況相比，可知對於DVD42的球差的有效值減少。
另外，例如如圖4(A)所示，設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於CD41的球差為0的零區域a4及a5。另外，與上述相同，也可以設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在零區域及增減區域的兩種區域。
這樣，在設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於CD41的球差為0的零區域、及/或對於CD41的球差向著0進行增加及減少的增減區域時，與採用生成圖4(B)那樣的與以往同樣的球差分布的比較形態的物鏡進時相比，可知對於CD41的球關的有效值減少。
或者，如圖5(A)所示，設定段差33b等的形狀，使得存在對於DVD42的球差進行最佳校正的最佳區域a6。具體來說，設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在最佳區域a6。這裡，所謂最佳區域a6，是對於DVD42的球差保持0不變而移動的區域。在圖5(A)中，是設定段差33b等的形狀，使得在一處存在最佳區域a6，但對可以設定段差33b等的形狀，使得在多處存在最佳區域，或者與上述的零區域或增減區域並存。
另外，在該情況下，如圖5(B)所示，與該最佳區域a6相對應，在對於CD41的球差分布上出現在CD41的記錄面41a上第1雷射L1不聚焦的限制區域a61。
另外，如圖6(B)所示，設定段差33b等的形狀，使得存在對於CD41的球差進行最佳校正的最佳區域a7。具體來說，設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在最佳區域a7。在這種情況下也如上所述，也可以設定段差33b等的形狀，使得在多處存在最佳區域，或者與上述的零區域或增減區域並存。
另外，在該情況下也同樣，如圖6(A)所示，與該最佳區域a7相對應，在對於DVD42的球差分布上出現在DVD42的記錄面42a上第2雷射L2不聚焦的限制區域a71。
以上那樣的入射面32的中間區域33的設計順序例如如下所述。首先，設定段差33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於CD41及DVD42的至少某一種碟片的零區域及/或增減區域。然後，對於與零區域及增減區域相對應的部分以外的部分，設定段差33b的半徑方向位置及高度。以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使得對於CD41及DVD42雙方的球差進行均衡校正。
或者，設定段關33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使得在從光軸L至中間區域33的外周部分33c的範圍內，對於CD41或DVD42存在最佳區域。然後，對於與最佳區域相對應的部分以外的部分，設定段差33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使得對於CD41及DVD42雙方的球差進行均衡校正。
(本形態的主要效果)如上所述，在採用本形態的物鏡3時，在以往球差增大的距離光軸的R/3至2/3的範圍內，存在對於DVD42的球差為0的零區域a1及a2、及/或對於DVD42的球差向著0進行增加及減少的增減區域a3。因此，由圖3可知，能夠將對於DVD42的球差的有效值抑制得足夠小。另外，由於能夠使球差的有效值足夠小，因此也能夠將對於DVD42的波面像差抑制的很小。即，在必須形成更小直徑的束點的DVD42的記錄面42a上能夠形成小束點，能夠提高DVD42的記錄重放性能。
另外，在採用本形態的物鏡3時，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於CD41的球差為0的零區域a4及a5、及/或增減區域。因此，例如由圖4可知，能夠將對於CD41的球差的有效值抑制得足夠小。其結果，在CD41的記錄面41a上，能夠形成小束點，能夠提高CD41的記錄再生性能。
在本形態中，中間區域33由具有互相不同折射能力的非球面形狀的多個環帶折射面33a構成，同時在這些多個環帶狀折射面33a的邊界向著光軸L方向面差。然後，設定段差33b的半徑方向位置及高度、以及環帶狀折射面33a的非球面形狀，使其滿足規定的條件。因此，能夠以簡單的結構，使得在以往球差增大的、距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內存在零區域或增減區域。其結果，能夠將CD41中DVD42的球差的有效值抑制得足夠小。
另外，在本形態中，存在將對於CD41或DVD42的球差進行最佳校正的最佳區域a6或a7。在該情況下，與該最佳區域a6或a7相對應，在對於CD41或DVD42的球差的分布上出現在CD41或DVD42的記錄面41a或42上雷射L1或L2不聚焦的限制區域a61或a71。但是，在對於出現限制區域a61或a71的光記錄介質4的雷射功率有餘量時，即使對於一種光記錄介質4存在最佳區域，也能夠既提高另一種光記錄介質4的記錄重放性能，同時有效地提高一種光記錄介質4的記錄重放性能。
在本形態中，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在最佳區域a6中a7。即，在以往球差增大的該範圍內存在最佳區域a6或a7。因此，能夠將對於一種光記錄介質5的球差的有效值抑制得更小，形成更小直徑的束點。
另外，本形態的光學頭裝置1所具有的聚焦光學系統Lo由於具有上述物鏡3，因此對於CD41及DVD42的至少一種碟片能夠提高記錄重放性能。
(其它實施形態)上述的形態是本發明的理想形態的一個例子，但不限定於此，在不改變本發明宗旨的範圍內可以有各種變形。
例如，也可以設定段差33b等的形狀，使得在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，對於CD41存在零區域及/中增減區域，而且對於DVD42也存在零區域及/或增減區域。在該情況下，能夠提高CD41及DVD42雙方的記錄重放性能。
另外，圖3及圖4是概念性的圖形，球差分布不限定於圖3及圖4所示的分布。例如，也可以是球差的正負反轉那樣的球差分布。另外，圖5及圖6同樣也是概念性的圖表，球差分布不限定於圖5及圖6所示的分布。
另外，光記錄介質4不限定於CD41及DVD42，對於BD也可以採用物鏡3。即，CD與BD兼用的光學頭裝置或DVD與BD兼用的光學頭裝置也可以採用本發明的物鏡。
再有，本發明的物鏡不限定於使用透明基板厚度不同的兩種光記錄介質的光學頭裝置，在使用透明基板厚度不同的三種及三種以上的光記錄介質的光學頭裝置中也可以適用。在該情況下，對於物鏡在上述形態的周邊區域的外周側再從同心狀形成別的周邊區域。另外，本形態的結構不僅可應用於物鏡，也可應用於準直透鏡等其它的光學頭裝置用的透鏡。
下面說明採用本發明的物鏡3的實施例。該實施例的光記錄介質是CD及DVD。
(透鏡設計數據)作為透鏡設計前提的CD及DVD的波長λ1及λ2、數值孔徑NA1及Na2、以及透鏡折射率n1及n2如下。
CDλ1＝790nmNA1＝0.47n1＝1.537
DVDλ2＝6600nmNA2＝0.6n2＝1.540以下所示為實施例的透鏡設計數據。在以下的數據中，面間隔是沿光軸的入射面與出射面的間隔。另外，入射面的段差是從入射面與光軸的交點至各環帶狀折射面的內周端的距離。再有，各環帶狀折射面的非球面表狀Z(r)是旋轉對稱，對於半徑坐標r用下式表示。
Z(r)＝cr2/{1+[1-(1+k)c2r2]1/2}+A2·r2+A4·r4+A6·r6+…c是曲徑半徑R的倒數，k是圓錐常數，A2、A4、A6、…分別是2次、4次、6次…的非球面係數。另外，在非球面係數等的表示中，接在E後面的數字n表示1/10n的意義。另外，各環帶狀折射面的數據是從最內周外周依次給出。
面間隔 1.75000入射面環帶區域＝0～0.40000段差＝0.00000R＝1.94109k＝0.000000E+00A4＝-0.893898E-02環帶區域＝0.4～0.60000段差＝0.00864R＝1.94128k＝0.000000E+00A4＝-0.676508E-02環帶區域＝0.6～0.80000段差＝0.02474R＝1.93794k＝0.000000E+00、A4＝-0.752818E-02
環帶區域＝0.8～0.95000段差＝0.02786R＝1.81480k＝0.452784E-01A4＝-0.264601E-01環帶區域＝0.95～1.35000段差＝0.01464R＝1.99361k＝0.413001E-01A4＝-0.238894E-02A6＝-0.504509E-02環帶區域＝1.35～1.43900段差＝0.04010R＝2.29433k＝0.479248E-03A4＝-0.191457E-01A6＝-0.358908E-02環帶區域＝1.439～1.83000段差＝0.03016R＝2.00971k＝-0.650893E+00A4＝-0.109546E-01A6＝-0.575933E-03出射面R＝-7.46182k＝0.23703E+01A4＝-0.2255157E-01A6＝-0.627395E-02A8＝-0.665314E-03
(球差分布)圖7表示採用實施例的物鏡時的球差分布，(A)及(B)分別表示對於DVD的球差分布曲線圖、及對於CD的球差分布曲線圖。
如圖7(A)所示，在採用實施例的物鏡的情況下，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍(即，NA為0.47/3～2×0.47/3的範圍7內，存在對於DVD的球差為0的零區域a11及a12，另外存在包含極小值m2的增減區域a13。因此，能夠將對於DVD的球差的實效值抑制得很小，達到0.01×λ2以下。另外，其結果能夠將對於DVD的波面像差的有效值抑制為0.04×λ2以下。
另外，如圖7(B)所示，在採用實施例的物鏡的情況下，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於CD的球差為0的零區域a14及a15，另外存在包含極大值m3的增減區域a16。因此，能夠將對於CD的球關的有效值也抑制得很小，達到0.01×λ1以下。另外，其結果能夠將對於CD的波面像差的有效值抑制為0.04×λ1以下。
這樣，在採用實施例的物鏡的情況下，能夠減少對於CD及DVD雙方的球差及波面像差的有效值，能夠力圖提高於對於CD及DVD雙方的記錄重放功能。
權利要求
1.一種物鏡，在將具有與透明基板的厚度不同的兩種及兩種以上的光記錄介質分別對應的波長的兩種及兩種以上的雷射、通過一個聚焦光學系統聚焦在所述光記錄介質的記錄面上、在該記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息的光學頭裝置用的物鏡中，其特徵在於，該物鏡的折射面具有以其光軸為中心在所述折射面的中間部分形成並且對全部所述光記錄介質使用的中間區域、以及與該中間區域的外周側相鄰並以同心狀形成的周邊區域，設與所述光軸垂直的方向的、從該光軸至所述中間區域的外周部分的距離為R時，在距離所述光軸的R/3至2R/3的範圍內，存在至少對於一種所述光記錄介質的球差為0的零區域、及/或至少對於該一種所述光記錄介質的球差向著0進行增加及減少的增減區域。
2.如權利要求1所述的物鏡，其特徵在於，所述中間區域由具有互相不同折射能力的非球面形狀的多個環帶狀折射面構成，同時在這些多個環帶狀折射面的邊界向著光軸方向形成段差。
3.如權利要求1或2所述的物鏡，其特徵在於，所述光記錄介質是具有第1波長的第1雷射被聚焦的第1光記錄介質、以及具有比所述第1波長短的第2波長的第2雷射被聚焦的第2光記錄介質，對於所述第2光記錄介質存在所述零區域及/或所述增減區域。
4.如權利要求1或2所述的物鏡，其特徵在於，所述光記錄介質是具有第1波長的第1雷射被聚焦的第1光記錄介質、以及具有比所述第1波長短的第2波長的第2雷射被聚焦的第2光記錄介質，對於所述第1光記錄介質存在所述零區域及/或所述增減區域。
5.一種物鏡，在將具有與透明基板的厚度不同的兩種及兩種以上的光記錄介質分別對應的波長的兩種及兩種以上的雷射、通過一個聚焦光學系統聚焦在所述光記錄介質的記錄面上、在該記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息的光學頭裝置用的物鏡中，其特徵在於，該物鏡的折射面具有以其光軸為中心在所述折射面的中間部分形成並且對全部所述光記錄介質使用的中間區域、以及與該中間區域的外周側相鄰並以同心狀形成的周邊區域，在與所述光軸垂直的方向的、從該光軸至所述中間區域的外周部分的範圍內，至少有一處存在將對於一種光記錄介質的球差進行最佳校正的最佳區域。
6.如權利要求5所述的物鏡，其特徵在於，設與所述光軸垂直的方向的、從該光軸至所述中間區域的外周部分的距離為R時，所述最佳區域存在於距離所述光軸的R/3至2R/3的範圍內。
7.一種光學頭裝置，其特徵在於，包含具有權利要求1至6的任一項所述的物鏡的聚焦光學系統、以及發射所述雷射的雷射光源，在所述記錄面上記錄信息及/或重放該記錄面上的信息。
全文摘要
本發明提供能夠將對於光記錄介質的球差的有效值抑制得很小、在光記錄介質的記錄面上形成小直徑束點的物鏡。物鏡3具有包括中間區域33及周邊區域34的折射面30，在採用該物鏡3的光學頭裝置1中，設與光軸L垂直的方向的、從光軸L至中間區域33的外周部分33c的距離為R時，在距離光軸L的R/3至2R/3的範圍內，存在對於光記錄介質4的球差為0的零區域a1及a2、及/或對於光記錄介質4的球差向著0進行增加及減少的增減區域a3。
文檔編號G11B7/125GK1719300SQ20051008225
公開日2006年1月11日 申請日期2005年6月30日 優先權日2004年7月9日
發明者林賢一, 岡村哲郎 申請人:株式會社三協精機製作所