複合物鏡、光學頭裝置、光信息裝置、計算機、光碟播放機的製作方法

2023-06-29 14:32:01

專利名稱：複合物鏡、光學頭裝置、光信息裝置、計算機、光碟播放機的製作方法
技術領域：
本發明涉及將物鏡和作為衍射元件的綜合衍射元件複合的複合物鏡、光學頭裝置、光信息裝置以及使用這種光信息裝置的計算機、光碟播放機、汽車導航系統、光碟記錄器、光碟伺服器，該光學頭裝置通過這種複合物鏡使多個波長的光束聚光到光碟上實行信息的記錄、重放或消除，該光信息裝置裝載有這種光學頭裝置。
背景技術：
作為高密度、大容量的存儲媒體，使用具有凹點形圖案的光碟的光學存儲技術正在將其用途擴展為數據錄音盤、錄象盤、文檔文件盤還有數字文件，並且逐漸實用化。通過微縮的光束以高可靠性為基礎順利完成對光碟的信息記錄重放的功能，可大致分為形成衍射界限的微小光點的聚光功能、光學系統的焦點控制(焦點伺服)和跟蹤控制以及坑紋信號(信息信號)的檢測。
近些年，由於光學系統設計技術的進步和作為光源的半導體雷射器的短波長化，而正在開展具有比以往更大的存儲容量的高密度光碟的開發。作為高密度化的手段，目前正在研究將數值孔徑(NA)加大，該數值孔徑是將光束微縮到光碟上的聚光光學系統的光碟側的數值孔徑。此時，出現的問題是因光軸的傾斜(tilt)而產生的象差產生量的增大。若加大NA，則對傾斜所產生的象差量變大。為防止這個問題，可以使光碟的基片厚度(基材厚度)變薄。
可稱為第1代光碟的小型光碟(CD)使用紅外光(波長λ3為780nm～820nm)和NA為0.45的物鏡，並且盤的基材厚度是1.2mm。第2代的DVD使用紅色光(波長λ2為630nm～680nm，標準波長為660nm)和NA為0.6的物鏡，並且盤的基材厚度是0.6mm。而且還有，第3代的光碟(下面也稱為BD(Blue-ray Disk))使用藍色光(波長λ1為390nm～415nm，標準波長為405nm)和NA為0.85的物鏡，並且盤的基材厚度是0.1mm。還有，在本說明書中基材厚度指的是光碟(或信息媒體)上從光束所入射的面到信息記錄面的厚度。
這樣，隨著高密度化會使光碟的基材厚度變小。從經濟性和裝置所佔空間的觀點來看，人們期望著可以對上述基材厚度和記錄密度不同的光碟進行記錄重放的光信息裝置。因此，具備有聚光光學系統的光學頭裝置是必要的，該聚光光學系統可以在不同基材厚度的光碟上至衍射界限為止對光束進行聚光。
另外，在對基材厚的光碟進行記錄重放的場合下，由於有必要從光碟表面將光束聚光到處於深處的記錄面上，因而必須使焦點距離更長。
以實現光學頭裝置為目的的結構在特開平7-98431號公報中已做出說明，該光學頭裝置可實行對基材厚度不同的光碟的記錄重放。以此作為以往示例1，參照圖25A及圖25B進行說明。
在圖25A及圖25B中，40是物鏡，41是綜合衍射元件(ホログラム)。在綜合衍射元件41中在對入射光束44透明的基片上形成有同心圓狀的光柵模式。
物鏡40其數值孔徑NA大於0.6，並且如圖25A所示，設計有不進行衍射而透過綜合衍射元件41的0次衍射光42，例如可做到在具有0.6mm基材厚度(t2)的光碟10上形成衍射界限的聚光點。另外，圖25B表示出在更厚的具有1.2mm基材厚度(t1)的光碟11上可形成衍射界限的聚光點。在圖25B中，由綜合衍射元件41所衍射的+1次衍射光43通過物鏡40聚光到光碟11上。在此，施行象差校正以使+1次衍射光43通過厚度為t1的基片縮小至衍射界限為止。
這樣，通過組合衍射入射光的綜合衍射元件41和物鏡40，並利用不同次數的衍射光來實現雙焦點透鏡，該雙焦點透鏡可以在具有不同基材厚度(t1和t2)的光碟10、11上分別形成至衍射界限為止進行聚光的聚光點。另外，與上述相反設計綜合衍射元件41，使之具有凸透鏡作用，由於對基材厚度為t1的光碟11採用0次衍射光，並對具有基材厚度為t2的光碟10採用+1次衍射光，因而相對於具有基材厚度為t2的光碟10的記錄重放時的波長變動，可減少焦點位置變動，這也已經做出說明。
除此之外，還說明了以採用光束進行互換重放為目的的結構，該光束對不同種類的光碟具有多個波長。作為以往示例2，將波長選擇相位板與物鏡進行組合的結構在特開平10-334504號公報和ISOM2001會議We-C-05(預備稿30頁)中已做出說明。對於ISOM2001會議We-C-05(預備稿30頁)中所說明的結構，參照圖26、圖27A及圖27B進行說明。
圖26是表示作為以往示例2的光學頭裝置的大致結構的剖面圖。在圖26中，從具有波長λ1＝405nm的藍色光源(未圖示)的藍色光光學系統51所射出的平行光可以透過分光鏡161、波長選擇相位板205，由物鏡50聚光到基材厚度為0.1mm的光碟9(第3代光碟BD)的信息記錄面上。在光碟9上所反射出的光可以追尋相反的路徑通過藍色光光學系統51的檢測器(未圖示)檢測出。另一方面，從具有波長λ2＝660nm的紅色光源(未圖示)的紅色光光學系統52所射出的發散光可以通過分光鏡161進行反射，透過波長選擇相位板205，由物鏡50聚光到基材厚度為0.6mm的光碟10(第2代光碟DVD)的信息記錄面上。在光碟10上所反射出的光可以追尋相反的路徑通過紅色光光學系統52的檢測器(未圖示)檢測出。
物鏡50被設計成在射入平行光時可透過基材厚度0.1mm進行聚光，因而在對基材厚度為0.6mm的DVD進行記錄·重放時由於基材厚度的不同而產生球面象差。為了對該球面象差進行校正，而將從紅色光光學系統52射出的光束變為發散光，與此同時採用波長選擇相位板205。若使物鏡50射入發散光則會產生新的球面象差，因此要採用該新的球面象差來消除因基材厚度不同而產生的球面象差，同時也通過波長選擇相位板205對波陣面進行校正。
圖27A及圖27B分別是圖26的波長選擇相位板205的平面圖及剖面圖。波長選擇相位板205在將波長λ1上的折射率設為n1並且h＝λ1/(n1-1)的場合下，由高度h、3h的階差205a來構成。對于波長λ1的光，因高度h的階差而產生的光程差是工作波長λ1，並且它相當於相位差2π，因而與相位差0相同。因此，高度h的階差不會給波長λ1的光束的相位分布帶來影響，而不會影響到光碟9(圖26)的記錄重放。另一方面，對于波長λ2的光，若將波長λ2上的波長選擇相位板205的折射率設為n2，則為h×(n2-1)/λ2≒0.6，也就是說產生不是波長的整數倍的光程差。利用該光程差所產生的相位差，來實行上面所述的象差校正。
另外，作為以往示例3，機械性地切換並使用多個物鏡的結構在特開平11-296890號公報等中已做出說明。
再者，作為以往示例4，這種結構在特開平11-339307號公報中已做出說明，該結構是反射鏡也同時具有使光軸折彎上升的(將光線方向從水平方向改為垂直方向，以便光線射在光碟上)反射鏡的功能，這種反射鏡具有反射面並且反射面具有不同的曲率半徑。
作為以往示例5，這樣的結構在特開平2000-81566號公報中已做出說明，該結構與第1個以往示例一樣，對摺射型物鏡與綜合衍射元件進行組合併利用在不同波長的光的相同次數的衍射光中產生的色象差，對基材厚度的差進行校正。
作為以往示例6，如圖28所示，將折射型的物鏡281與具有衍射面和折射面的綜合衍射元件282進行組合的結構，記載於西岡澄人等人所做出的「BD/DVD/CD互換光拾音技術」(第50屆春季有關應用物理學聯合演講會預備稿，27p-ZW-10(2003.3神奈川大學))(本申請優先權日後)中。在該以往示例6中，通過綜合衍射元件282對藍色光束使之產生+2次衍射光，對紅色光束使之產生+1次衍射光，來實行色象差的校正，並通過對藍色光束和對紅色光束分別使發散光和聚束光射入綜合衍射元件282和物鏡281，來校正因不同基材厚度而產生的球面象差。
上述以往示例1的技術思想至少提出下面的3點技術思想。第1是利用綜合衍射元件的衍射實現基材厚度不同的光碟之間的互換，第2是通過改變內外圓周的設計來形成NA不同的聚光點，第3是利用綜合衍射元件的衍射對基材厚度不同的光碟使聚光點的焦點位置產生變化。這些技術思想並不限定光源所發出的光的波長。
在此，作為第2代光碟的DVD包括具有2個記錄面的2層盤。接近物鏡一側的記錄面(第1記錄面)由於有必要使光也向離物鏡遠的面透過，所以其反射率設定為30％左右。不過，該反射率只保證對紅色光的透過，而在其他波長方面不能予以保證。因此，為了確實實行DVD的重放，而有必要採用紅色(波長λ2＝630nm～680nm)的光。另外，在作為第3代光碟的BD的記錄重放方面，由於使聚光點徑變得非常小，因而有必要採用藍色(波長λ1＝390nm～415nm)的光。這樣，在以往示例1中沒有說明這樣的結構，這種結構特別是在採用紅色和藍色光對不同種類的光碟進行互換時使光的利用效率進一步提高。
另外，在以往示例1中已做出說明的實施示例是，使綜合衍射元件成為凸透鏡型並利用+1次衍射光，對一種光碟減少因波長變化而產生的焦點位置移動，但是沒有說明對二種以上的光碟同時減少因各自的波長變化而產生的焦點位置移動的方法。
在以往示例2中，作為互換元件採用波長選擇相位板。在對基材厚度厚的光碟進行記錄重放時，由於記錄面對物鏡只以基材厚度的量變遠，因而有必要使焦點距離延長。焦點距離也可以因互換元件具有透鏡動力而得到伸長，而在波長選擇相位板上沒有透鏡動力。另外，象以往示例2那樣，如果將紅色光變為發散光並實現所有的該透鏡動力，在因軌跡跟蹤等而出現的物鏡移動時，就會產生較大的象差使記錄·重放特性惡化。
在以往示例3中，由於會對物鏡進行切換，所以需要多個物鏡使部件數目變多，同時難以實現光學頭的小型化。另外，因需要切換機構也會使裝置的小型化變得很困難。
在以往示例4中，使物鏡對反射鏡單獨驅動(參照特開平11-339307號公報的第4圖到第6圖)。不過，由於採用具有如上的曲率半徑的反射鏡從平行光變換光束，所以如果物鏡因軌跡控制等而出現移動，對入射光波陣面的物鏡的相對位置就會發生變化，並且產生象差使聚光特性惡化。另外，反射鏡的反射面由具有曲率半徑的面也就是球面來構成，但是為了對基材厚度的差和波長的差進行校正，採用球面是不夠的，並不能充分減少5次以上的高次象差。
在以往示例5中，如果將此直接使用於紅色光束和藍色光束中，就會因為波長差過大，而不能使相同次數的衍射效率同時得到提高，而產生使光的利用效率下降的問題。
在以往示例6中，由於對藍色光束和對紅色光束分別使發散光和聚束光射入綜合衍射元件和物鏡，所以在焦點合併時(也就是說，光碟的信息記錄面上形成有衍射界限的聚光點的狀態)，與從光碟所反射回來的光束也一樣，在藍色光束和紅色光束上使平行性不同，並且不能在藍色光束和紅色光束上共同使用為檢測伺服信號所用的光檢測器。也就是說，二個以上的光檢測器為必須的，並產生導致部件數目增多和與此相伴的成本提高這樣的問題。

發明內容
本發明是鑑於上述以往的問題所在而做出的，其目的在於提供複合物鏡，該複合物鏡可實現兩種光碟之間的互換重放和互換記錄並且具有較高的光利用效率，這兩種光碟是基材厚度為0.6mm並與波長λ2(標準上是約660nm)的紅色光束相應的光碟和基材厚度為0.1mm並與波長λ1(標準上是約405nm)的藍色光束相應的光碟。
另外，本發明的目的在於提供光信息裝置，該光信息裝置由於裝載有使用這種複合物鏡的光學頭裝置，而可以通過單一的光學頭裝置與記錄密度不同的多個光碟相適應。
再者，其目的在於提供計算機、光碟播放機、汽車導航系統、光碟記錄器、光碟伺服器，這些設備由於內置有這種光信息裝置，而可以根據不同的用途選擇不同種類的光碟穩定地進行信息的記錄或重放。
為達到上述目的，本發明所涉及的第1複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在一部分區域內所形成的階梯狀剖面形狀，階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d1的整數倍，單位階差d1是對第1光束賦予約1波長的光程差的階差，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，光柵的一個周期是從綜合衍射元件的外圓周側向光軸側由單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
在第1複合物鏡中，光柵的階梯狀剖面形狀的階差幅度之比與單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序的高度分別對應，為2∶3∶3∶2。
另外，在第1複合物鏡中，光柵只形成在綜合衍射元件的內圓周部分。
另外，第1複合物鏡通過厚度為t1的基材對第1光束的0次衍射光進行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對第2光束的1次衍射光進行聚光，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
為達到上述目的，本發明所涉及的第2複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d2的整數倍，單位階差d2是對第1光束賦予約1.25波長的光程差的階差，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，光柵的一個周期是從綜合衍射元件的外圓周側向光軸側由單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
在第2複合物鏡中，光柵的階梯狀剖面形狀的階差幅度之比與上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序的高度分別對應，為1∶1∶1∶1。
另外，在第2複合物鏡中，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，在外圓周部分上所形成的光柵的階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d3的整數倍，單位階差d3是對第1光束賦予約0.25波長的光程差的階差，在外圓周部分上所形成的光柵的一個周期是從綜合衍射元件的外圓周側向光軸側由單位階差d3的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
另外，第2複合物鏡通過厚度為t1的基材對第1光束的+1次衍射光進行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對第2光束的-1次衍射光進行聚光，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2並且透過在綜合衍射元件的內圓周部分上所形成的光柵。
為達到上述目的，本發明所涉及的第3複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h1是對第1光束賦予約2波長的光程差產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，並且是對第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
為達到上述目的，本發明所涉及的第4複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h2是對第2光束賦予約1波長的光程差產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2，並且是對第1光束產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1。
為達到上述目的，本發明所涉及的第5複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對第1光束賦予比1.7波長大並且比2波長小的光程差產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，並且是對第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
在第5複合物鏡中，理想的是鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對第1光束賦予1.9波長的光程差的深度。
為達到上述目的，本發明所涉及的第6複合物鏡是由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵為綜合衍射元件對第1光束產生+2次衍射光並使之最強，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，並且對第2光束產生+1次衍射光並使之最強，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2，折射型透鏡通過厚度為t1的基材對透過綜合衍射元件的第1光束的+2次衍射光進行聚光，通過比厚度t1更大的厚度為t2的基材對透過綜合衍射元件的內圓周部分的第2光束的+1次衍射光進行聚光。
在第3到第6的複合物鏡中，綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對第1光束賦予約1波長的光程差產生+1次衍射光並使之最強的深度，並且是也對第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度。
在第2到第6的複合物鏡中，在通過厚度為t1的基材對第1光束進行聚光的場合下，綜合衍射元件的構成可做到為了減低與波長λ1的變化相對的焦點距離的變化，而作為凸透鏡發揮作用。
在第1到第6的複合物鏡中，綜合衍射元件的構成可做到，為了將光碟一側的焦點位置從複合物鏡移開，而在通過厚度為t1的基材對第1光束進行聚光的場合下，比起通過厚度為t2的基材對穿過綜合衍射元件的內圓周部分的第2光束進行聚光的情形，會使作為凸透鏡所起的作用變得大，或者說在通過厚度為t2的基材對透過綜合衍射元件的內圓周部分的第2光束進行聚光的場合下，比起通過厚度為t1的基材對第1光束進行聚光的情形，會使作為凸透鏡所起的作用變得小。據此，可以將光碟一側的焦點位置從複合物鏡移開，也就是說可以擴大工作距離。
在第3到第6的複合物鏡中，構成綜合衍射元件的光柵的剖面形狀是形成綜合衍射元件的基材在外圓周上具有斜面的鋸齒形狀。
在第1到第6的複合物鏡中，理想的是綜合衍射元件和折射型透鏡可整體固定。
或者說，在第1到第6的複合物鏡中，理想的是折射型透鏡與聚光點相反一側的折射面是非球面。這種場合下，理想的是綜合衍射元件與折射型透鏡的非球面可一體形成。
或者說，在第1到第6的複合物鏡中，理想的是綜合衍射元件與折射型透鏡的表面可一體形成。
在第1到第6的複合物鏡中，在將通過厚度為t1的基材使第1光束進行聚光的數值孔徑設為NAb並且將通過厚度為t2的基材使上述第2光束進行聚光的數值孔徑設為NAr的場合下，NAb＞NAr。
為達到上述目的，本發明所涉及的光學頭裝置的特徵為，具備有射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、第1到第6的複合物鏡中的任意一個複合物鏡以及光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2，該複合物鏡接收從第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從第2雷射光源射出的第2光束，通過比厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光碟的記錄面上，該光檢測器接收在第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
本發明所涉及的光學頭裝置，理想的是具備準直校正透鏡，該透鏡將從第1及第2雷射光源所分別射出的第1及第2光束變為平行光，並且在將第2光束聚光到第2光碟的記錄面上時，使準直校正透鏡接近第2雷射光源側，通過將第2光束變為擴散光並使之射入複合物鏡，將第2光碟側的焦點位置從複合物鏡移開。
在本發明所涉及的光學頭裝置中，第1及第2雷射光源的配置可做到其發光點雙方對複合物鏡的第1及第2光碟側的焦點位置都處於成象關係，並且光檢測器對第1及第2光碟的記錄面上所分別反射的第1及第2光束共同設置，接收第1及第2光束以檢測伺服信號。
為達到上述目的，本發明所涉及的光信息裝置的特徵為，具備有本發明所涉及的光學頭裝置、使第1及第2光碟進行轉動的電動機以及電路，該電路接收從光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對電動機、複合物鏡、第1及第2雷射光源進行驅動控制。
在本發明所涉及的光信息裝置中，光學頭裝置具備準直校正透鏡，該透鏡將從第1及第2雷射光源所分別射出的第1及第2光束變為平行光，本發明所涉及的光信息裝置在裝入基材厚度t2為0.6mm的第2光碟的場合下，將準直校正透鏡移動控制到第2雷射光源側。
為達到上述目的，本發明所涉及的計算機的特徵為，具備有本發明所涉及的光信息裝置、輸入信息所用的輸入手段、運算裝置以及輸出手段，運算裝置以從輸入手段所輸入的信息及從光信息裝置所重放的信息為依據進行運算，輸出手段用來顯示或輸出從輸入手段所輸入的信息、從光信息裝置所重放的信息及通過運算裝置所運算出的結果。
為達到上述目的，本發明所涉及的光碟播放機的特徵為，具備有本發明所涉及的光信息裝置和將從光信息裝置得到的信息信號變換為圖像信號的解碼器。
為達到上述目的，本發明所涉及的汽車導航系統的特徵為，具備有本發明所涉及的光信息裝置和將從光信息裝置得到的信息信號變換為圖像信號的解碼器。
為達到上述目的，本發明所涉及的光碟記錄器的特徵為，具備有本發明所涉及的光信息裝置和將圖像信號變換為記錄到光信息裝置中的信息信號的編碼器。
為達到上述目的，本發明所涉及的光碟伺服器的特徵為，具備有本發明所涉及的光信息裝置和輸入輸出終端設備，輸入輸出終端設備用來將從外部所輸入的信息信號記錄到光信息裝置中並且將從光信息裝置所重放的信息信號輸出到外部。


圖1是表示本發明實施方式1的光學頭裝置的一個結構示例的剖面圖。
圖2是表示由圖1的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖3A是表示圖2的綜合衍射元件131結構的平面圖。
圖3B是表示圖2的綜合衍射元件131結構的剖面圖。
圖4A是表示在圖3A所示的綜合衍射元件131的內圓周部分131C上形成的光柵的一個周期(p1)間的階梯形狀的剖面圖。
圖4B表示的是與圖4A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖5是表示本發明實施方式2中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖6A是表示圖5的綜合衍射元件132結構的平面圖。
圖6B是表示圖5的綜合衍射元件132結構的剖面圖。
圖7A是表示在綜合衍射元件132上形成的光柵的一個周期(p2)間的階梯形狀的剖面圖。
圖7B表示的是與圖7A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖7C表示的是與圖7A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖8A是表示本發明實施方式3中圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的平面圖。
圖8B是表示本發明實施方式3中圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的剖面圖。
圖9A是表示在綜合衍射元件133的外圓周部分133C上形成的光柵的一個周期(p3)間的階梯形狀的剖面圖。
圖9B表示的是與圖9A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖9C表示的是與圖9A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖10是表示本發明實施方式4中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖11A是表示圖10的綜合衍射元件134結構的平面圖。
圖11B是表示圖10的綜合衍射元件134結構的剖面圖。
圖12A是表示在綜合衍射元件134上形成的光柵的一個周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖12B表示的是與圖12A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖12C表示的是與圖12A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖13A是表示本發明實施方式4的在綜合衍射元件134的內圓周部分134C上形成的光柵的一個周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖13B表示的是與圖13A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖13C表示的是與圖13A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖14是表示本發明實施方式5中由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖15A是表示圖14的綜合衍射元件135結構的平面圖。
圖15B是表示圖14的綜合衍射元件135結構的剖面圖。
圖16A是表示在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上形成的光柵的一個周期(p7)間的物理性鋸齒形狀的剖面圖。
圖16B表示的是與圖16A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖16C表示的是與圖16A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖17A是表示本發明實施方式7中在綜合衍射元件136的內圓周部分136C上形成的光柵的一個周期(p8)間的鋸齒形狀的剖面圖。
圖17B表示的是與圖17A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量。
圖17C表示的是與圖17A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量。
圖18是表示本發明實施方式8中複合物鏡的具體示例的剖面圖。
圖19是本發明實施方式9的光信息裝置的大致結構圖。
圖20是表示本發明實施方式10的計算機的一個結構示例的簡略圖。
圖21是表示本發明實施方式11的光碟播放機的一個結構示例的簡略圖。
圖22是表示本發明實施方式12的汽車導航系統的一個結構示例的簡略圖。
圖23是表示本發明實施方式13的光碟記錄器的一個結構示例的簡略圖。
圖24是表示本發明實施方式14的光碟伺服器的一個結構示例的簡略圖。
圖25A是表示在以往示例1中將0次衍射光42聚光到基材厚度為0.6mm的光碟10上的光學頭裝置的大致結構的剖面圖。
圖25B是表示在以往示例1中將+1次衍射光43聚光到基材厚度為1.2mm的光碟11上的光學頭裝置的大致結構的剖面圖。
圖26是表示作為以往示例2的光記錄裝置的大致結構的剖面圖。
圖27A是表示圖26的波長選擇相位板205結構的平面圖。
圖27B是表示圖26的波長選擇相位板205結構的剖面圖。
圖28是表示作為以往示例6的光記錄裝置的大致結構的剖面圖。
具體實施例方式
下面，有關本發明的最佳實施方式，參照附圖予以說明。
(實施方式1)圖1是表示本發明實施方式1的光學頭裝置的一個結構示例的剖面圖。在圖1中，1是作為第1雷射光源的藍色雷射光源，第1雷射光源用來射出具有波長λ1(390nm～415nm由於在標準上採用405nm的場合較多，因而將390nm～415nm的波長總稱為約405nm)的第1光束，20是作為第2雷射光源的紅色雷射光源，第2雷射光源用來射出波長λ2(630nm～680nm由於在標準上採用660nm的場合較多，因而將630nm～680nm的波長總稱為約660nm)的第2光束，8是準直校正透鏡，12是使光軸折彎的向上鏡體(rising mirror)，13是綜合衍射元件(hologram，衍射型光學元件)，14是作為折射型透鏡的物鏡。在此，用綜合衍射元件13和物鏡14構成本實施方式中的複合物鏡。
9是作為第3代光碟的BD(第1光碟)，第3代光碟BD其基材厚度t1是約0.1mm(將0.06mm～0.11mm的基材厚度稱為約0.1mm)或者更薄的基材厚度，並且可採用波長λ1的第1光束進行記錄及重放，10是DVD等的第2代光碟(第2光碟)，DVD其基材厚度t2是約0.6mm(將0.54mm～0.65mm的基材厚度稱為約0.6mm)或者更薄的基材厚度並且可採用波長λ2的第2光束進行記錄及重放。第1光碟9及第2光碟10隻圖示出從光的射入面到記錄面的基材，但是實際上為了增加機械性的強度並將其外形製成與CD相同的1.2mm而貼上防護板。在第2光碟10上貼有厚度為0.6mm的防護板。在第1光碟9上帖有厚度為1.1mm的防護板。在所有的各個實施方式所參照的附圖中，為了使示例變得簡單而省略防護板。
藍色雷射光源1及紅色雷射光源20最好是作為半導體雷射光源，由此可以使光學頭裝置及採用該裝置的光信息裝置小型化、輕量化、低消耗電力化。
在對記錄密度最高的第1光碟9進行記錄重放時，從藍色雷射光源1所射出的波長λ1的藍色光束61通過分光鏡4進行反射，並通過1/4波長板5成為圓偏振光。1/4波長板5被設計成對波長λ1的藍色光束61及波長λ2的紅色光束62的雙方作為1/4波長板發揮作用。透過1/4波長板5的藍色光束61通過準直校正透鏡8成為大致的平行光，進而通過向上鏡體12使光軸折彎，並採用綜合衍射元件13和物鏡14，通過第1光碟9的厚度約為0.1mm的基材，將其聚光到信息記錄面91(參照圖2)上。
在信息記錄面91上所反射出的藍色光束61反向追尋原先的光程(回復通路)，通過1/4波長板5成為與初期成直角方向的直線偏振光，並且基本上全透過分光鏡4，在分光鏡16上進行全反射，通過檢測綜合衍射元件31進行衍射，進而通過檢測透鏡32使焦點距離延長，射入光檢測器33。通過對來自光檢測器33的輸出信號進行運算，獲得焦點控制和工作控制中使用的伺服信號和信息信號。
如上所述，分光鏡4是偏振光分離膜，該偏振光分離膜對于波長λ1的藍色光束，將一個方向的直線偏振光全反射，並使與其成直角方向的直線偏振光全透過。另外，分光鏡4如下所述，對于波長λ2的紅色光束，使從紅色雷射光源20射出的紅色光束62全透過。這樣，分光鏡4是既有偏振光特性又有波長選擇性的光路分支元件。
其次，在對第2光碟10進行記錄或重放時，採用從紅色雷射光源20所射出的大致的直線偏振光，使波長λ2的紅色光束62透過分光鏡16和分光鏡4，通過準直校正透鏡8成為大致的平行光，進而通過向上鏡體12使光軸折彎，並且採用綜合衍射元件13和物鏡14，通過第2光碟10的厚度約為0.6mm的基材，將其聚光到信息記錄面101(參照圖2)上。
在信息記錄面101上所反射出的紅色光束反向追尋原先的光路(回復通路)，並且基本上全透過分光鏡4，在分光鏡16上進行全反射，通過檢測綜合衍射元件31進行衍射，進而通過檢測透鏡32使焦點距離延長，射入光檢測器33。通過對來自光檢測器33的輸出信號進行運算，獲得焦點控制和工作控制中使用的伺服信號和信息信號。
如上所述，為了從共用的光檢測器33得到第1光碟9和第2光碟10的伺服信號，藍色雷射光源1和紅色雷射光源20的配置可做到它們的發光點對物鏡14側的共用位置都處於成象關係。據此，可以減少光檢測器的數目及配線數量。
分光鏡16是偏振光分離膜，該偏振光分離膜對于波長λ2的紅色光束62，使一個方向的直線偏振光全透過，並使與其成直角方向的直線偏振光全反射。另外，分光鏡16使波長λ1的藍色光束61全透過。這樣，分光鏡16與分光鏡4一樣，也是既有偏振光特性又有波長選擇性的光路分支元件。
圖2是表示由圖1的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖2中，131是作為衍射型光學元件的綜合衍射元件。綜合衍射元件131不衍射波長λ1的藍色光束61而透過較多的光量，並且對于波長λ2的紅色光束62如下所述引起其衍射。還有，由於將在透過衍射元件時沒有受到衍射的光也稱為0次衍射光，所以下面將其記述為0次衍射光。
由於綜合衍射元件131以波長λ1的藍色光束61作為0次衍射光並使之透過，所以對藍色光束61不進行波陣面變換。因此，物鏡141被設計成通過第1光碟9的厚度為t1的基材，將波長λ1的大致平行的藍色光束61聚光到信息記錄面91上。因為綜合衍射元件131不對藍色光束61進行波陣面變換，所以從第1光碟9的記錄·重放的觀點來看，沒有必要提高綜合衍射元件131和物鏡141相對位置的精確度。波長λ1的藍色光束61用來對波長最短並且記錄密度最高的第1光碟進行記錄重放，對于波長λ1的藍色光束61可以加大物鏡141和綜合衍射元件131的容許位置誤差，並且如下所述，可以在通過波長更長的光束對記錄密度更低的光碟進行記錄重放的場合下，考慮綜合衍射元件131和物鏡141的相對位置。因而，可以加大相對位置的容許誤差限度，並可以構成在生產性方面優良的光學頭裝置。
下面，詳細說明在採用紅色光束62對光碟10進行記錄、重放時的綜合衍射元件131的作用。綜合衍射元件131以波長λ1的藍色光束61作為0次光並使之透過，使波長λ2的紅色光束62進行衍射。然後，物鏡141通過第2光碟10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光碟10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度成為0.6mm，因而比起對基材厚度為0.1mm的第1光碟9進行記錄、重放時的焦點位置，更有必要將焦點位置離開物鏡141更遠。如圖2所示，通過波陣面變換而將紅色光束62變為發散光，以此來實現該焦點位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ2的紅色光束62通過綜合衍射元件131受到波陣面的變換。因而，如果在綜合衍射元件131和物鏡141的相對位置上出現誤差，依照設計的波陣面就不會射入物鏡141，而在射入到第2光碟10的波陣面上產生象差使聚光特性惡化。因此，最好是通過支撐體34將綜合衍射元件131和物鏡141整體固定，或者通過在物鏡141的表面上直接形成綜合衍射元件131，在進行焦點控制和跟蹤控制時採用共用的驅動手段15(圖1)實行整體驅動。
圖3A是表示圖2的綜合衍射元件131結構的平面圖，圖3B是表示綜合衍射元件131結構的與圖2相同的剖面圖。綜合衍射元件131所具有的構造是在內外圓周界線131A的內側(內圓周部分131C)和外側(內外圓周界線131A和有效範圍131D之間的外圓周部分131B)上有所不同。內圓周部分131C是包括綜合衍射元件131和光軸的交叉點也就是中心的區域。該區域在採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄、重放時以及在採用藍色光束61對第1光碟9進行記錄、重放時都可以使用。
因而，在內圓周部分131C上可形成同心圓狀的衍射光柵。對於外圓周部分131B，由於有必要使通過藍色光束61對第1光碟進行記錄、重放時的數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄、重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍色光束61及紅色光束62對各自相應的第1光碟9和和第2光碟10進行聚光的內圓周部分131C的周圍，設置外圓周部分131B，該外圓周部分只將藍色光束61對第1光碟9進行聚光，並使紅色光束62對第2光碟10具有象差。
在本實施方式中，不在外圓周部分131B上形成綜合衍射元件。以下述方式設計物鏡141透過外圓周部分131B的藍色光束61在透過約0.1mm的基材之後對第1光碟9進行聚光，由此不會使穿過外圓周部分131B的紅色光束62對第2光碟10縮小，而可以實現NAb＞NAr的條件。
圖4A及圖4B分別是表示在圖3A所示的綜合衍射元件131的內圓周部分131C上形成的光柵的一個周期(p1)間的物理性階差的剖面圖，以及表示與圖4A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。在此，本實施方式的綜合衍射元件131是具有透鏡作用的透鏡，並且光柵間隔在局部有所變化。再者，光柵間隔只不過是以綜合衍射元件131上的任意點為代表所取出的。以下，在其他的實施方式中也是一樣的。在圖4A及圖4B中，下側表示綜合衍射元件基材側(折射率高的一側)，上側表示空氣側(折射率低的一側)。以下，在類似的附圖中使用相同的定義。
在圖4A中，縱向表示階差。如此，在本申請書中將組合有矩形形狀的這種形狀稱為階梯形狀。nb是對藍色光束61(波長λ1)的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，則nb＝1.5302。在此，只是作為一個示例列舉出BK7。也可以採用其他的玻璃材料，還有聚碳酸酯和聚環烯烴(polycycloolefin)的樹脂材料。這在下面的實施方式中也是一樣的。
假設階差的一個單位對藍色光束61光程長度差是約1波長，也就是說相位差成為約2π的量。單位階差d1成為d1＝λ1/(nb-1)＝0.764μm。
如果使光柵的階差成為單位階差d1的整數倍，並變為階梯狀的剖面形狀，因該形狀而產生的對藍色光束61的相位調製量就成為2π的整數倍，這在實際上沒有相位調製。
另一方面，如果將對紅色光束62的全息材料的折射率設為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，並且因單位階差d1而在紅色光束62中產生的光程長度差成為d1×(nr-1)/λ2＝0.595，也就是波長λ2的約0.6倍。
因此，如圖4A所示，如果從右使階差成為d1的0倍、2倍、1倍、3倍順序的階梯形狀，首先就會象上面所說明的一樣，對於藍色光束61在原理上不會引起相位調製而不引起衍射，也就是說使0次衍射光成為最強。而且，對於紅色光束62使光程長度差變化為波長λ2的0倍、1.2倍、0.6倍、1.8倍順序的階梯形狀，但是其中整數倍也一樣沒有相位調製，因此實際上會變化為波長λ2的0倍、0.2倍、0.6倍、0.8倍順序的階梯形狀，成為圖4B所示的那樣。對於這種階梯形狀的變化，進一步使一個周期中各個階梯的幅度起變化並計算出衍射效率，這樣如圖4A所示，可知在將階梯幅度之比設為約2∶3∶3∶2時，紅色光束62的+1次衍射光的衍射效率成為最高，根據標量計算得出約75％。
還有，最好是此處所述的階梯幅度之比是在周圍的光柵間隔為一定時原狀態下的物理長度之比，而在周圍的光柵間隔產生急劇變化時與其變化一致使之也產生變化。在此後所述的實施方式中這一點也是相同的。這樣的階梯狀構造在作為以往示例2所舉出的特開平10-334504號公報和ISOM2001會議We-C-05(預備稿30頁)中也已做出說明，這種階梯狀態構造對於藍色光束61不會引起相位調製，而對於紅色光束62使之進行衍射，但是沒有表示出，象本實施方式那樣作為使階差成單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍順序的階梯形狀，以及將階梯幅度之比設為約2∶3∶3∶2。
根據本實施示例的構成，首先，將階差設至單位階差d1的3倍為止，例如，階差作為4級的階梯形狀成為最小，從而將因製作誤差和階梯的立面(按附圖的上下方向豎立的面)而引起的光量損失限制為最小限度，與此同時通過找出最佳的階梯幅度之比，可以使紅色光束62的+1次衍射的光量增多，並且特別有利於確保記錄光量，但是採用以往示例不能獲得這種效果。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，在下面表示出附加的有效結構示例。下面的說明在所有的實施方式中都是有效的。但是，本實施方式的重要之處在於為了實現第1光碟9和第2光碟10的互換重放·記錄所用的綜合衍射元件13(本實施方式中為131)和與之組合使用的物鏡14(本實施方式中為141)，除此之外將要說明的結構包括下述結構，並且在已經說明的結構中分光鏡16和檢測透鏡32、檢測綜合衍射元件31也不是必須的要件，作為理想的結構雖然具有各自的效果，但其他的結構也是可以適當使用的。
在圖1中，由於在從藍色雷射光源1到分光鏡4之間進一步配置3個射束光柵(衍射元件)3，因而也可以通過眾所周知的差動推挽(DPP)法檢測出第1光碟9的跟蹤誤差信號。
另外，在將與光軸垂直的2個方向定義為x方向和y方向的場合下，例如通過進一步在從藍色雷射光源1到分光鏡4之間配置只使x方向擴大的這種射束整形元件2，可以使藍色光束61的遠視野圖像接近以光軸為中心與點對稱體系相近的強度分布，並可以謀求光利用效率的提高。射束整形元件2可以通過採用雙面的圓柱形透鏡等來構成。
由於在從紅色雷射光源20到分光鏡16之間進一步配置3個射束光柵(衍射元件)22，因而也可以通過眾所周知的差動推挽(DPP)法檢測出第2光碟10的跟蹤誤差信號。
另外，由於將準直校正透鏡8移向光軸方向(圖1的左右方向)，因而使光束的平行性產生變化也是有效的。如果出現基材厚度的誤差和在第1光碟9是2層盤的場合下因層間厚度而引起的基材厚度的不同，就會產生球面象差，這樣可以通過將準直校正透鏡8移向光軸方向，對其球面象差進行校正。如此，因移動準直校正透鏡8而做出的球面象差校正，在對第1光碟9的聚光的數值孔徑NA是0.85的場合下，可以是數值100mλ左右，並且也可以對±30μm的基材厚度進行校正。
但是，在採用與基材厚度0.1mm相應的物鏡14對DVD進行記錄·重放時，有必要將基材厚度的差補償到0.5mm以上。在這種情況下，只採用準直校正透鏡8的移動，球面象差的校正能力是不充分的，需要綜合衍射元件13(作為一個示例是131)做出的波陣面變換。但是，在採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放的場合下，也可以通過預先將準直校正透鏡8移動到圖1的左側，也就是接近紅色雷射光源20的一側，使朝向物鏡14的紅色光束62變為發散光，並且使對第2光碟10的聚光點進一步離開物鏡14，與此同時對因基材厚度而引起的象差的一部分進行校正，減少在綜合衍射元件13中所需的象差校正量，並擴大綜合衍射元件間隔，容易地製作出綜合衍射元件13。
還有，由於使分光鏡4的結構成為可透過從藍色雷射光源1射出的直線偏振光的光的一部分(例如，10％左右)，通過聚光透鏡6進一步將所透過的光束引向光檢測器7，因而也可以採用從光檢測器7得到的信號，監視藍色雷射光源1的發光光量變化，進而反饋其光量變化以進行控制，該控制用來將藍色雷射光源1的發光光量保持在一定程度。
再者，由於使分光鏡4的結構成為可反射從紅色雷射光源20射出的直線偏振光的光的一部分(例如，10％左右)，通過聚光透鏡6進一步將所反射的光束引向光檢測器7，因而也可以採用從光檢測器7得到的信號，監視紅色雷射光源20的發光光量變化，進而反饋其光量變化以進行控制，該控制用來將紅色雷射光20的發光光量保持在一定程度。
另外，如圖2所示，為了使數值孔徑(NA)達到所希望的值(約0.85)而設置孔徑限制手段341，這是非常有效的，上述數值孔徑(NA)是將藍色光束61對第1光碟9進行聚光時的數值孔徑。特別是，在採用支撐體34將物鏡141和綜合衍射元件131固定為整體並通過驅動手段15(圖1)對其進行移動的場合下，如果使支撐體34的形狀例如成為圖2的那種形狀，同時將孔徑限制手段341一體形成，就可以減少部件數目。
另外，在圖2中由於切下一部分(形成缺口部1411)，該部分是作為物鏡14(作為一個示例是141)的接近第2光碟10的一側並且遠離光軸的不通過藍色光束61的部分，或者，形成為從開始就沒有部件的狀態，所以在對放入光碟盒內的光碟進行記錄或重放時，也可以防止向光碟盒的物鏡14的接觸。
(實施方式2)下面，對於本發明的實施方式2予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構相同。在本實施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14的結構與實施方式1有所不同。
圖5是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖5中，132是綜合衍射元件。綜合衍射元件132使波長λ1的藍色光束61進行衍射，起到凸透鏡作用，對于波長λ2的紅色光束62如下所述，使之進行衍射，起到凹透鏡作用。在此，將受到凸透鏡作用的最低次衍射定義為+1次衍射。於是，紅色光束62通過與+1次衍射光共軛的也就是綜合衍射元件132上的各點中衍射方向相反的-1次衍射，受到凹透鏡作用。
物鏡142被設計成，在波長λ1的藍色光束61通過綜合衍射元件132進行衍射，受到凸透鏡作用之後，進一步使藍色光束61進行聚束並通過第1光碟9的厚度約為0.1mm的基材，將其聚光到信息記錄面91上。
下面，詳細說明在採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的綜合衍射元件132的作用。綜合衍射元件132對波長λ2的紅色光束62進行-1次衍射，起到凹透鏡作用。然後，物鏡142通過第2光碟10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光碟10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度變厚為0.6mm，需要使焦點位置與對基材厚度為0.1mm的第1光碟9進行記錄重放時的焦點位置相比，離物鏡142更遠。如圖5所示，通過波陣面變換，而將藍色光束61變為聚束光並將紅色光束62變為發散光，據此實現該焦點位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ1的藍色光束61和波長λ2紅色光束62都通過綜合衍射元件132而接受波陣面變換。因而，如果綜合衍射元件132和物鏡142的相對位置出現誤差，依照設計的波陣面就不會射入物鏡142，而在射入到第1光碟9和第2光碟10的波陣面上產生象差，使聚光特性惡化。因此，最好是將綜合衍射元件132和物鏡142整體固定，在進行焦點控制和跟蹤控制時，通過共用的驅動手段15(圖1)實行整體驅動。
圖6A是表示綜合衍射元件132結構的平面圖，圖6B是表示綜合衍射元件132結構的與圖5相同的剖面圖。綜合衍射元件132所具有的構造在內外圓周界線132A的內側(內圓周部分132C)和外側(內外圓周界線132A和有效範圍132D之間的外圓周部分132B)上有所不同。內圓周部分132C是包括綜合衍射元件132和光軸的交叉點也就是中心的區域。該區域在採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時以及在採用藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時都可以使用。因此，內圓周部分132C的衍射光柵和從此處進行衍射的紅色光束62所通過的物鏡142部分，可以設計成使藍色光束61的+1次衍射光聚光到第1光碟9上，並且使紅色光束62的-1次衍射光聚光到第2光碟10上。
對於外圓周部分132B，由於有必要使通過藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時的數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍色光束61及紅色光束62對各自相應的第1光碟9和和第2光碟10進行聚光的內圓周部分的周圍，設置外圓周部分132B及與此相應的物鏡142的外圓周部分，以便做到只將藍色光束61的+1次衍射光對第1光碟9進行聚光，使紅色光束62的-1次衍射光對第2光碟10具有象差。也就是說，雖然沒有圖示，但最好是物鏡142也與綜合衍射元件132一樣，因內外圓周的不同而做出不同的設計。據此，可以實現最佳的NA也就是NAb＞NAr的條件。
圖7A、圖7B及圖7C分別是表示在綜合衍射元件132上形成的光柵的一個周期(p2)間的物理性階差的剖面圖、表示與圖7A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量的附圖以及表示與圖7A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。
在圖7A中，縱向表示階差。nb是對藍色光束61的全息(hologram)材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，則nb＝1.5302。假設階差的一個單位對藍色光束61光程長度差是約1.25波長，也就是說相位差成為約2π+π/2的量，單位階差d2就成為d2＝1.25×λ1/(nb-1)＝0.955μm。
如果使光柵的階差成為單位階差d2的整數倍並成為在4級上階梯幅度之比為1∶1∶1∶1的階梯狀的剖面形狀，因該形狀而產生的對藍色光束61的相位調製量就成為2π+π/2的整數倍，這在實際上相位調製量每一階梯是π/2。
另一方面，假設對紅色光束62的全息材料的折射率為nr，在全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由於單位階差d2而在紅色光束62中產生的光程長度差成為d2×(nr-1)/λ2＝0.744，也就是說成為波長λ2的約3/4倍，並且相位調製量每一階梯為約-π/2。
因此，如圖7A所示，如果使光柵的階差成為單位階差d2的整數倍並成為4級的階梯狀的剖面形狀，對於藍色光束61使階差疊加，如圖7B所示，則相位調製量每一階梯分別變化π/2，也就是說光程長度差分別變化λ1的+0.25倍。如果像圖7A那樣制出階差的物理形狀，就會計算(標量計算)出藍色光束61受到凸透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約80％，並且在衍射次數中會變得最強。
而且，對於紅色光束62若使階差疊加，如圖7C所示，則相位調製量每一階梯分別變化-π/2，也就是說光程長度差分別變化λ2的-0.25倍。如果像圖7A那樣製作階差的物理形狀，就會計算(標量計算)出紅色光束62受到凹透鏡作用的-1次衍射光的衍射效率約為80％，並且在衍射次數中會變得最強。
對於本實施方式中所說明的採用綜合衍射元件結構並利用各自具有50％以上衍射效率的+1次衍射光和-1次衍射光的不同種類光碟的互換記錄·重放，在上面所舉出的任一個以往示例中都沒有進行說明，上述綜合衍射元件結構具有每一階梯產生波長的1.25倍的光程長度差的這種階梯狀剖面形狀。
在本實施方式中，根據上述的新結構，藍色光束61和紅色光束62其衍射次數分別成為+1次衍射光和-1次衍射光，並且其次數差為2。因此，為了使相同的象差校正效果和焦點位置的移動效果得到施展，而可以將必要的綜合衍射元件的最小間隔比實施方式1的該間隔進一步擴大，可以容易地製作綜合衍射元件，另外還可以輕易地獲得與計算一樣的衍射光量。
另外，對於藍色光束61，綜合衍射元件132具有凸透鏡作用。由於色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡142進行組合時，具有可以抵消並減少對數值nm以內的波長變化的色象差尤其是焦點距離的波長相關性這樣的優點。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，也可以組合實施方式1中所附加記述的結構。
(實施方式3)下面，對於本發明的實施方式3予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構相同。在本實施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結構與實施方式1、2有所不同。
圖8A及圖8B分別是表示圖1所示的綜合衍射元件13的具體示例的平面圖及剖面圖。在圖8A及圖8B中，133是綜合衍射元件。綜合衍射元件133的內圓周部分133C與實施方式2中所列舉及說明的綜合衍射元件132的內圓周部分1 32C相同。另外，外圓周部分133B的光柵間隔也與實施方式2中所列舉及說明的綜合衍射元件132的外圓周部分132B相同，但是如圖8B所示，在外圓周部分133B上所形成的光柵的剖面形狀有所不同。
圖9A、圖9B及圖9C分別是表示在綜合衍射元件133的外圓周部分133B上形成的光柵的一個周期(p3)間的物理性階差的剖面圖、表示與圖9A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量的附圖以及表示與圖9A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。
在圖9A中，縱向表示階差。nb是對藍色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，則nb＝1.5302。
假設階差的一個單位對藍色光束61光程長度差是約0.25波長，也就是說相位差成為約π/2的量，單位階差d3就成為d3＝0.25×λ1/(nb-1)＝0.191μm。
另一方面，如果將對紅色光束62的全息材料的折射率設為nr，在全息材料是BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由於單位階差d3而在紅色光束62中產生的光程長度差成為d3×(nr-1)/λ2＝0.149，也就是波長λ2的約0.15倍，並且相位調製量每一階梯為約0.3π。
因此，如圖9A所示，如果使光柵的階差成為單位階差d3的整數倍並成為在4級上各階梯幅度之比大致為1∶1∶1∶1的階梯狀的剖面形狀，對於藍色光束61使階差疊加，如圖9B所示，則相位調製量每一階梯分別變化π/2，也就是說光程長度差分別變化λ1的+0.25倍。如果像圖9A那樣製作階差的物理性形狀，就會計算(標量計算)出藍色光束61受到凸透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約80％，並且在衍射次數中會變得最強。
而且，對於紅色光束62，如果使階差繼續疊加，就會如圖9C所示，相位調製量每一階梯分別變化-0.3π，也就是說光程長度差分別變化λ2的0.15倍。如果像圖9A那樣製作階差的物理形狀，就會計算(標量計算)出紅色光束62受到凹透鏡作用的+1次衍射光的衍射效率為約50％，並且在衍射次數中會變得最強，但這是與藍色光束61相同的次數，因而紅色光束62使得相對於第2光碟10象差較大，不能進行聚光。另外，紅色光束62非常微弱，受到凹透鏡作用的-1次衍射光的衍射效率為10％以下。因而，通過減小紅色光束62的對第2光碟10的數值孔徑，可以容易地實現這樣的條件，該條件是使通過藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時的數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)。
對於本實施方式中所說明的綜合衍射元件結構和內圓周部分133C利用共軛光的不同種類光碟的互換記錄及重放，在上面所舉出的任一個以往示例中都沒有進行說明，上述綜合衍射元件結構只在綜合衍射元件133的外圓周部分133B上具有每一階梯產生波長的0.25倍的光程長度差的階梯狀剖面形狀。
在本實施方式中，根據上述的新結構，加上實施方式2中所列舉出的優點，由於可以降低使綜合衍射元件133的光柵間隔變得比較狹小的外圓周部分133B的光柵高度，所以能夠容易地製作綜合衍射元件，並且減小紅色光束62的對第2光碟10的數值孔徑，因而具有這種優點，這種優點是可以容易地實現使通過藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時的數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)這樣的條件。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，也可以組合實施方式1中所附加記述的結構。
(實施方式4)下面，對於本發明的實施方式4予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構相同。在本實施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14的結構與實施方式1～3有所不同。
圖10是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。在圖10中，134是綜合衍射元件。綜合衍射元件134對波長λ1的藍色光束61進行衍射，起到凸透鏡的作用，並且對于波長λ2的紅色光束62如下所述，進行衍射並受到比對藍色光束61的作用更弱的凸透鏡作用。在此，將受到凸透鏡作用的最低次衍射定義為+1次衍射。在本實施方式中，綜合衍射元件134被設計成，對於藍色光束61使+2次衍射為最強。這樣一來，對紅色光束62就使+1次衍射為最強。結果是，雖然紅色光束62方面比藍色光束61波長更長，但是綜合衍射元件134上各點的衍射角度會變小。也就是說，綜合衍射元件134使對波長λ1的藍色光束61進行衍射時的凸透鏡作用變得比對波長λ2的紅色光束62所受到的凸透鏡作用更強。換言之，紅色光束62雖然通過綜合衍射元件134受到凸透鏡作用，但是如果以藍色光束61所受到的作用為基準，相對來說因衍射的不同而受到凹透鏡作用。
物鏡144被設計成，在波長λ1的藍色光束61通過綜合衍射元件134進行+2次衍射並受到凸透鏡的作用之後，進一步使藍色光束61聚束並通過第1光碟9的厚度約為0.1mm的基材將其聚光到信息記錄面91上。
下面，有關採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的綜合衍射元件134的作用，予以詳細說明。綜合衍射元件134對波長λ2的紅色光束62進行+1次衍射，受到凸透鏡的作用。然後，物鏡144通過第2光碟10的厚度約為0.6mm的基材將紅色光束62聚光到信息記錄面101上。在此，第2光碟10從其光入射面到信息記錄面101的基材厚度變厚為0.6mm，並且比起對基材厚度為0.1mm的第1光碟9進行記錄重放時的焦點位置，更有必要使焦點位置從物鏡144移開。如圖10所示，通過波陣面變換而將藍色光束61變為聚束光，並使紅色光束62的聚束度變得比藍色光束61的聚束度更慢，據此來實現該焦點位置的校正和因基材厚度的差而引起的球面象差的校正。
波長λ1的藍色光束61和波長λ2的紅色光束62都通過綜合衍射元件134受到波陣面變換。因而，如果在綜合衍射元件142和物鏡144的相對位置上出現誤差，依照設計的波陣面就不會射入物鏡144，而在射入第1光碟9和第2光碟10的波陣面上產生象差使聚光特性惡化。因此，最好是將綜合衍射元件134和物鏡144整體固定，在進行焦點控制和跟蹤控制時通過共用的驅動手段15(圖1)實行整體驅動。
圖11A是表示綜合衍射元件134結構的平面圖，圖11B是表示綜合衍射元件134結構的與圖10相同的剖面圖。綜合衍射元件134所具有的構造在內外圓周界線134A的內側(內圓周部分134C)和外側(內外圓周界線134A和有效範圍134D之間的外圓周部分134B)上有所不同。內圓周部分134C是包括綜合衍射元件132和光軸的交叉點也就是中心的區域。該區域在採用紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時以及在採用藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時都可以使用。因此，內圓周部分134C的衍射光柵和從此處衍射的紅色光束62所通過的物鏡144部分被設計成藍色光束61的+2次衍射光聚光到第1光碟9上，使紅色光束62的+1次衍射光聚光到第2光碟10上。
對於外圓周部分134B，由於有必要使通過藍色光束61對第1光碟9進行記錄·重放時的數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄·重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)，所以有必要在將藍色光束61及紅色光束62對各自相應的第1光碟9和和第2光碟10進行聚光的內圓周部分的周圍設置外圓周部分132B及與此相應的物鏡144的外圓周部分，以便做到只將藍色光束61的+2次衍射光對第1光碟9進行聚光，使紅色光束62的+1次衍射光對第2光碟10具有象差。也就是說，雖然沒有圖示，但最好是物鏡144也與綜合衍射元件134一樣，因內外圓周的不同而做出不同的設計。據此，可以實現最佳的NA也就是NAb＞NAr的條件。
圖12A、圖12B及圖12C分別是表示在綜合衍射元件134上形成的光柵的一個周期(p4)間的物理形狀的剖面圖、表示與圖12A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量的附圖以及表示與圖12A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。
在圖12A中，光柵的一個周期(p4)間的物理剖面形狀具有鋸齒狀的剖面形狀。在此，為了表示鋸齒狀的剖面形狀上的斜面方向，而將圖12A的剖面形狀表現為基材在左側有斜面的剖面形狀。按照這種說法，將圖11B所示的綜合衍射元件134的剖面形狀表現為基材在外圓周一側有斜面的鋸齒狀的剖面形狀(或者，只是鋸齒形狀)。
在圖12A中，縱向表示具有鋸齒狀的剖面形狀的光柵的深度。nb是對藍色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，就是nb＝1.5302。
假設鋸齒狀光柵的深度h1對藍色光束61光程長度差是約2波長，也就是說相位差為約4π的量，就成為h1＝2×λ1/(nb-1)＝1.53μm。
因該形狀而產生的對藍色光束61的相位調製量在光柵一個周期之中變化4π(＝2×2π)，因此對藍色光束61使+2次衍射光的強度成為最大，並且標量計算上為100％的衍射效率。
另一方面，如果將對紅色光束62的全息材料的折射率設為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由於深度h1而在紅色光束62中產生的光程長度差成為h1×(nr-1)/λ2＝1.19，也就是說成為波長λ2的約1.2倍，並且相位調製量成為約2.4π。因此，對紅色光束62使+1次衍射光的強度成為最強，並且標量計算上的衍射效率為約80％。
如圖12A所示，如果將光柵一個周期的形狀變為深度h1的鋸齒狀剖面形狀，對藍色光束61就如上面所說明的，+2次衍射為最強，因而確定衍射角度的光柵周期實際是p4/2，並且相位變化成為圖12B那樣。而且，對紅色光束62，+1次衍射為最強，因而確定衍射角度的光柵周期實際是p4。
對於本實施方式中所說明的利用綜合衍射元件並通過紅色光束62的+1次衍射光對不同種類的光碟進行記錄·重放的概念，在上面所舉出的任一個以往示例中也沒有進行說明，上述綜合衍射元件具有對藍色光束61使波長λ1的2倍光程長度差產生並且引起+1次衍射的深度的鋸齒狀剖面形狀。
在本實施方式中，根據上述的新結構，綜合衍射元件134對藍色光束61和紅色光束62的任一個都具有凸透鏡作用。由於色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡144進行組合的場合下，具有可以抵消並減少對數值nm以內的波長變化的色象差尤其是焦點距離的波長相關性這樣的優點。
因此，根據本實施方式，只通過綜合衍射元件134就能夠獲得一併解決3個課題的顯著效果，這3個課題是不同種類光碟的互換和色象差校正、焦點位置校正。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，也可以組合實施方式1中所附加記述的結構。
(實施方式5)下面，對於本發明的實施方式5予以說明。本實施方式只對實施方式4的綜合衍射元件134在內圓周部分134C上形成的光柵剖面形狀進行了變更。
圖13A、圖13B及圖13C分別是表示本實施方式的在綜合衍射元件134的內圓周部分134C上形成的光柵的一個周期(p4)間的鋸齒形狀的剖面圖、表示與圖13A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量的附圖以及表示與圖13A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。
在圖13A中，縱向表示鋸齒狀光柵的深度。在本實施方式中，與實施方式4有所不同，深度是以紅色光束62為基準來決定的。nr是對紅色光束62的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，則nr＝1.5142。
假設鋸齒狀光柵的深度h2如對藍色光束61光程長度差是約1波長，也就是說相位差為約2π的量，就成為h2＝λ2/(nr-1)＝1.28μm。
另一方面，如果將對藍紅色光束61的全息材料的折射率設為nb，全息材料為BK7的場合下就是nb＝1.5302，因此由於鋸齒狀光柵的深度h2而在藍色光束61中產生的光程長度差成為h2×(nb-1)/λ1＝1.68，也就是說成為波長λ1的約1.7倍，並且相位調製量成為約3.35π。因此，對藍色光束61使+2次衍射光的強度成為最大，並且標量計算上成為約80％的衍射效率。
如圖13A所示，如果使光柵一個周期的形狀成為深度h2的鋸齒狀剖面形狀，對藍色光束61就如上面所說明的，+2次衍射為最強，因而確定衍射角度的光柵周期實際是p4/2，並且相位變化成為圖13B那樣。由於圖13A所示的每個形狀周期p4的相位調製量是約3.35π，所以如圖13B所示如果考慮到實際的每一周期p4/2的光程長度差，就為波長λ1的0.83倍，並且相位調製量為約1.7π。而且，對紅色光束62使+1次衍射光的強度為最大，標量計算上衍射效率為100％，並可以提高光的利用效率。
另外，雖然藍色光束61的+2次衍射光的衍射效率下降到80％左右，但是與中心部分下降相對應會使外圓周部分的光量上升。半導體雷射光源的遠視野圖像在外圓周部分附近強度較低並且只能使用其中一部分，這樣如果使內圓周部分的光量下降，則可以使用遠視野圖像的更寬的範圍，因而可以提高光的利用效率。這可以通過縮短準直校正透鏡8的焦點距離來實現，據此，可以對內圓周部分光量下降的量進行彌補。
因此，根據本實施方式如採用圖13A所說明的，通過將綜合衍射元件134的內圓周部分作為深度h2的鋸齒狀光柵，可以使紅色光束62的衍射光強度變為最大，並且在這時不會降低對藍色光束61的聚光點的光的利用效率。
在本實施方式中，綜合衍射元件134對藍色光束61和紅色光束62的任一個也都具有凸透鏡作用。由於色差與折射作用方向相反，所以衍射作用在與作為折射型凸透鏡的物鏡144進行組合的場合下，具有可以抵消並減少對數值nm以內的波長變化的色象差尤其是焦點距離的波長相關性這樣的優點。
因此，根據本實施方式，只通過綜合衍射元件1 34就能夠獲得一併解決3個課題的顯著效果，這3個課題是不同種類光碟的互換和色象差校正、焦點位置校正。
另外，NA高的透鏡製作的難易程度較高，但是由於綜合衍射元件134充當因而凸透鏡作用，也具有可以緩解進行組合的折射型物鏡144的製作難易程度這樣的優點。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，也可以組合實施方式1中所附加記述的結構。
(實施方式6)下面，對於本發明的實施方式6予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構相同。在本實施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結構與實施方式1～5有所不同。
圖14是表示由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的具體示例的剖面圖。圖15A是表示綜合衍射元件135結構的平面圖，圖15B是表示綜合衍射元件135結構的與圖14相同的剖面圖。
在圖14、圖15A及圖15B中，135是綜合衍射元件。在圖15A中，綜合衍射元件135的內圓周部分135C所具有的構造例如與實施方式4或5的綜合衍射元件134的內圓周部分134C相同。在此，綜合衍射元件135的內圓周部分135C也可以是實施方式1～5中所表示的任一個結構，但是在製造與綜合衍射元件134的內圓周部分134C相同的結構方面，由於鋸齒形狀這種形狀的相似性而具有更為容易製作的優點。
圖16A、圖16B及圖16C分別是表示本實施方式的在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上形成的光柵的一個周期(p7)間的物理性鋸齒形狀的剖面圖、表示與圖16A相應的對藍色光束61(波長λ1)的相位調製量的附圖以及表示與圖16A相應的對紅色光束62(波長λ2)的相位調製量的附圖。
在圖16A中，縱向表示鋸齒形狀的深度。nb是對藍色光束61的全息材料的折射率。如果將全息材料例如設為BK7，就是nb＝1.5302。
假設鋸齒形狀的深度h3對藍色光束61光程長度差是約1波長(圖16B)，也就是說相位差為約2π的量，就成為h3＝λ1/(nb-1)＝0.764μm。
另一方面，如果將對紅色光束62的全息材料的折射率設為nr，全息材料為BK7的場合下就是nr＝1.5142，因此由於深度h3而在紅色光束62中產生的光程長度差如圖16C所示，成為h3×(nr-1)/λ2＝0.593，也就是說成為波長λ2的約0.6倍，並且相位調製量是約1.2π。因此，對紅色光束62使+1次衍射光的強度成為最強，並且是約60％。
這樣，如圖16A所示，如果使光柵一個周期的形狀成為深度h3的鋸齒狀剖面形狀，對藍色光束61，+1次衍射就為最強(在實施方式4和5中在外圓周部分+2次衍射光也是最強的，但是本實施方式中在這一點上有所不同)，因而確定衍射角度的光柵周期實際是p7，相位變化成為圖16B那樣。而且，對紅色光束62，+1次衍射也是最強，確定衍射角度的光柵周期實際還是p7。
綜合衍射元件135的外圓周部分135B被設計成藍色光束61通過厚度約為0.1mm的基材進行聚光。此時，紅色光束62也受到作為與藍色光束61相同的衍射次數的+1次衍射，並且紅色光束62的波長λ2比藍色光束的波長λ1更長，因而衍射角度會變大。
綜合衍射元件135的外圓周部分135B的發光方向的設計與內圓周部分135C一樣，可具有凸透鏡作用。此時，比起藍色光束61，紅色光束62的衍射角度更大，因而紅色光束62在綜合衍射元件135的外圓周部分135B上受到較強的凸透鏡作用。這與例如實施方式4或5的在綜合衍射元件134的內圓周部分134C上使紅色光束62方面受到比藍色光束61更弱的凸透鏡作用，或者例如實施方式1的在綜合衍射元件131的內圓周部分131C上受到凹透鏡作用完全不同。因此，通過外圓周部分135B進行衍射的紅色光束62不會聚光到與透過內圓周部分135C的紅色光束62相同的地點。
這樣一來，可以使通過藍色光束61對第1光碟9進行記錄及重放時數值孔徑NAb比通過紅色光束62對第2光碟10進行記錄及重放時的數值孔徑NAr更大(NAb＞NAr)。
還有，作為光學頭裝置的總體結構，也可以組合實施方式1中所附加記述的結構。
(實施方式7)下面，對於本發明的實施方式7予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構相同。在本實施方式中，圖1所示的綜合衍射元件13的結構與實施方式1～6有所不同。
本實施方式作為上面所說明的實施方式4和本實施方式5的中間方式，將綜合衍射元件的內圓周部分上鋸齒形狀的光柵深度h4設為h2＜h4＜h1。
圖17是表示本實施方式中在綜合衍射元件136的內圓周部分136C上形成的鋸齒狀光柵的深度h4和衍射效率的關係的曲線圖。在圖17中，橫軸表示由鋸齒狀光柵的深度h4確定的藍色光束61的光程長度差為波長λ1的多少倍。縱軸表示是衍射效率的計算值。
使鋸齒狀光柵的深度h4成為h2＜h4＜h1意味著作為橫軸的(光程長度差/λ1)選擇比1.7大並且比2更小的範圍的值。特別是，將(光程長度差/λ1)選擇為1.88(約1.9)可使紅色光束62的+1次衍射光和藍色光束61的+2次衍射光的衍射效率大致相等。也就是說，鋸齒狀光柵的深度h4的選擇，可滿足h4×(nb-1)/λ1＝1.88。
這樣一來，在計算上對紅色光束62的+1次衍射光以及對藍色光束61的+2次衍射光都可以得到約95％的衍射效率，並且不管哪一個都能夠將光量損失抑制為較少。
滿足上述條件的h4是λ1為405nm，並且在將全息材料設為BK7的場合下，成為約1.44μm。
(實施方式8)下面對於本發明的實施方式8予以說明。本實施方式的光學頭裝置的總體結構與實施方式1的說明中所參照的圖1表示出的結構大致相同。在本實施方式中，由圖1所示的綜合衍射元件13和物鏡14構成的複合物鏡的結構與實施方式1～7有所不同。
圖18是表示本實施方式中物鏡的具體示例的剖面圖。在圖18中，本實施方式的折射型物鏡147是作為第2透鏡1471和第2透鏡1472這樣的2件套透鏡來構成的。2件套透鏡當然具有4個折射面，因而設計的自由度較高，例如可以減小在對藍色光束61使物鏡147傾斜時產生的象差和軸外象差等，能夠使物鏡的象差特性得到提高。特別是，通過將第1透鏡1471的外側(遠離第2透鏡1472的一側)的折射面作為非球面，可以減小軸外象差。
另外，象實施方式1中所說明的那樣，由於在物鏡147的表面形成綜合衍射元件137，因而具有可以減少部件數目的優點，特別是由於在第1透鏡1471的外側(離聚光點和第2透鏡1472最遠的一側)的面上形成綜合衍射元件137，所以具有這樣的優點，這種優點是對紅色光束62和藍色光束61的雙方可以減少在物鏡147傾斜時出現的象差。再者，作為綜合衍射元件137可以採用實施方式5～7的任一個綜合衍射元件結構。
上述的以往示例6起初看起來很象本實施方式的結構，但是並沒有說明將第1透鏡1471的外側(遠離第2透鏡1472的一側)的折射面作為非球面，而在不能獲得充分的象差特性方面有所不同。另外，以往示例6在使紅色光束成為較強的發散光並射入綜合衍射元件和物鏡的方面，與本實施方式不同，並且對紅色光束和藍色光束不能採用共用的光檢測器來檢測伺服信號。
(實施方式9)圖19是本發明的實施方式9的光信息裝置的大致結構圖。本實施方式的光信息裝置採用實施方式1到8中的任一個光學頭裝置。
在圖19中，第1光碟9(或者第2光碟10，下同)裝在轉盤82上並通過電動機64進行轉動。光學頭裝置55通過光學頭裝置的驅動裝置51大致驅動到第1光碟9上存在所希望的信息的軌跡。
而且，光學頭裝置55與第1光碟9之間的位置關係相對應，並且將焦點誤差信號和跟蹤誤差信號傳送給電路53。電路53接收該信號並向光學頭裝置55傳送使物鏡微動所用的信號。根據該信號，光學頭裝置55對第1光碟9實行焦點控制和跟蹤控制，同時實行信息的讀出或寫入(記錄)和消除。
光信息裝置67作為光學頭裝置採用實施方式1到8中的任一個光學頭裝置，因此通過單一的光學頭裝置就可以與記錄密度不同多個光碟相適應。
(實施方式10)圖20是表示本發明的實施方式10的計算機的一個結構示例的簡略圖。還有，本實施方式的計算機100內置有實施方式9的光信息裝置67。
在圖20中，計算機100由光信息裝置67、輸入裝置101、運算裝置102以及輸出裝置103來構成，輸入裝置101是進行信息輸入所需的鍵盤或滑鼠、接觸面板等，運算裝置102是以從輸入裝置101所輸入的信息和從光信息裝置67所讀出的信息等為依據進行運算的中央運算裝置(CPU)等，輸出裝置103是對通過運算裝置102所運算出的結果等的信息進行顯示的CRT顯示裝置和液晶顯示裝置、印表機等。還有，圖18所示例出的情形是作為輸入裝置101採用鍵盤並且作為輸出裝置103採用CRT顯示裝置。
(實施方式11)圖21是表示本發明的實施方式11的光碟播放機的一個結構示例的簡略圖。再者，本實施方式的光碟播放機110內置有實施方式9的光信息裝置67。
在圖21中，光碟播放機110由光信息裝置67、將從光信息裝置67得到的信息信號變換為圖像信號的解碼器111以及液晶監視器112來構成。再者，在本實施方式中，對於使作為顯示裝置的液晶監視器112成為一體的攜帶式光碟播放機110進行了舉例及說明，但顯示裝置也可以是作為分體的形式。
(實施方式12)圖22是表示本發明的實施方式12的裝載有汽車導航系統的汽車的大致結構圖。在圖22中，汽車導航系統由GPS(Global PositioningSystem)161、實施方式11的光碟播放機110以及對來自光碟播放機110的圖象信號進行顯示的顯示裝置163來構成。在此，作為光碟播放機110可以是能夠從光碟重放圖象、遊戲、地圖等信息的裝置，並且對其用途沒有限定。
在裝載有這種汽車導航系統的汽車中，可以採用藍色光束對大容量的映象等進行重放，可以處理範圍廣並且詳細的地圖數字，與此同時可以享受這樣的便利性，這種便利性是也可應用現有的DVD中所記錄的信息。
再者，在本實施方式中作為交通工具舉例說明了汽車，但是不言而喻，該系統並不限於汽車，也可以使用於電車、飛機、船舶等其他的交通工具。
(實施方式13)圖23是表示本發明的實施方式13的光碟記錄器的一個結構示例的簡略圖。還有，本實施方式的光碟記錄器120內置有實施方式9的光信息裝置67。
在圖23中，光碟記錄器120由光信息裝置67、將圖象信號變換為記錄到光碟上的信息信號的編碼器121以及將從光信息裝置67獲得的信息信號變換為圖象信號的解碼器111來構成，並且在光碟記錄器120上連接有CRT顯示裝置等的輸出裝置103。據此，通過編碼器121將所輸入的圖象信號變換為信息信號並記錄到光碟上，同時對光碟上已經記錄有的信息信號進行重放，並通過解碼器111將其變換為圖象信號，可以使之顯示於作為輸出裝置103的CRT顯示裝置上。
(實施方式14)圖24是表示本發明的實施方式14的光碟伺服器的一個結構示例的簡略圖。還有，本實施方式的光碟伺服器150內置有實施方式9的光信息裝置67。
在圖24中，光碟伺服器150由光信息裝置67、有線或無線的輸入輸出終端設備151以及在光信息裝置67中取出並放入多個光碟的變換器152來構成，上述輸入輸出終端設備151用來從外部獲取記錄到光信息裝置67中的信息信號，或將從光信息裝置67所讀出的信息信號輸出到外部。另外，在光碟伺服器150上作為輸入裝置101連接有鍵盤，作為輸出裝置103連接有CRT顯示裝置。
據此，光碟伺服器150與網絡153也就是多個設備，例如計算機、電話、電視調諧器等交換信息，並且它們可以作為對多個設備的共有信息伺服器來利用。另外，由於內置變換器152，而可以對更多的信息進行記錄及儲存。
象上面所說明的那樣，根據本發明可以提供實現兩種光碟之間的互換重放和互換記錄並且具有較高的光利用效率的複合物鏡，這兩種光碟是基材厚度為0.6mm並且與波長λ2(標準上是約660nm)的紅色光束所進行的記錄重放相應的光碟，以及基材厚度為0.1mm並且與波長λ1(標準上是約405nm)的藍色光束所進行的記錄重放相應的光碟。
另外，由於將這種複合物鏡使用於光學頭裝置中並將這種光記錄頭裝置裝載於光信息裝置中，因而通過單一的光學頭裝置就可以與記錄密度不同的多個光碟相適應。
再者，由於將上述光信息裝置內置於計算機和光碟播放機、光碟記錄器、光碟伺服器、汽車導航系統中，而可以對不同種類的光碟進行穩定的信息記錄或重放，因此可以使用於廣泛的用途。
權利要求
1.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在一部分區域內所形成的階梯狀剖面形狀，上述階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d1的整數倍，上述單位階差d1是對具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1的第1光束，賦予約1波長的光程差的階差，上述光柵的一個周期是由從上述綜合衍射元件的外圓周側向光軸側上述單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
2.根據權利要求1中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述光柵的階梯狀剖面形狀的階差的幅度之比分別與上述單位階差d1的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序的高度相對應，為2∶3∶3∶2。
3.根據權利要求1中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述光柵只形成在上述綜合衍射元件的內圓周部分。
4.根據權利要求1中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述複合物鏡通過厚度為t1的基材使上述第1光束的0次衍射光進行聚光，通過比上述厚度t1大的厚度為t2的基材對第2光束的1次衍射光進行聚光，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
5.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，上述階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d2的整數倍，上述單位階差d2是對具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1的第1光束賦予約1.25波長的光程差的階差，上述光柵的一個周期是由從上述綜合衍射元件的外圓周側向光軸側上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
6.根據權利要求5中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述光柵的階梯狀剖面形狀的階差的幅度之比分別與上述單位階差d2的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序的高度相對應，為1∶1∶1∶1。
7.根據權利要求5中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的階梯狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的階梯狀剖面形狀的階差是單位階差d3的整數倍，上述單位階差d3是對上述第1光束賦予約0.25波長的光程差的階差，上述在外圓周部分上所形成的光柵的一個周期，是由從上述綜合衍射元件的外圓周側向光軸側上述單位階差d3的0倍、1倍、2倍、3倍這種順序高度的階梯來構成的。
8.根據權利要求5中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述複合物鏡通過厚度為t1的基材對上述第1光束的+1次衍射光進行聚光，通過比厚度t1大的厚度為t2的基材對第2光束的-1次衍射光進行聚光，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2並且通過在上述綜合衍射元件的內圓周部分上所形成的光柵。
9.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h1是對第1光束賦予約2波長的光程差，產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1；並且是對第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
10.根據權利要求9中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對上述第1光束賦予約1波長的光程差，產生+1次衍射光並使之最強的深度；並且是也對上述第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度。
11.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h2是對第2光束賦予約1波長的光程差產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；並且是對第1光束產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1。
12.根據權利要求11中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對上述第1光束賦予約1波長的光程差產生+1次衍射光並使之最強的深度；並且是也對上述第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度。
13.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有至少在內圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對第1光束賦予比1.7波長大並且比2波長小的光程差、產生+2次衍射光並使之最強的深度，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1；並且是對第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2。
14.根據權利要求13中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述鋸齒狀剖面形狀的深度h4是對上述第1光束賦予1.9波長的光程差的深度。
15.根據權利要求13中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對上述第1光束賦予約1波長的光程差、產生+1次衍射光並使之最強的深度；並且是也對上述第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度。
16.一種由綜合衍射元件和折射型透鏡構成的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件對第1光束產生+2次衍射光並使之最強，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1；並且對第2光束產生+1次衍射光並使之最強，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2，上述折射型透鏡通過厚度為t1的基材，對通過上述綜合衍射元件的上述第1光束的+2次衍射光進行聚光，並通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，對通過上述綜合衍射元件內圓周部分的上述第2光束的+1次衍射光進行聚光。
17.根據權利要求16中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件具備光柵，該光柵有在外圓周部分上所形成的鋸齒狀剖面形狀，上述在外圓周部分上所形成的光柵的鋸齒狀剖面形狀的深度h3是對上述第1光束賦予約1波長的光程差、產生+1次衍射光並使之最強的深度；並且是也對上述第2光束產生+1次衍射光並使之最強的深度。
18.根據權利要求5、9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，在通過厚度為t1的基材對上述第1光束進行聚光的場合下，上述綜合衍射元件為了減低與上述波長λ1的變化相對應的焦點距離的變化，而作為凸透鏡發揮作用。
19.根據權利要求4、8、9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件的構成使得為了使光碟一側的焦點位置從複合物鏡離開，在通過厚度為t1的基材對上述第1光束進行聚光的情況下，比起通過厚度為t2的基材對透過上述綜合衍射元件的內圓周部分的上述第2光束進行聚光的情況，作為凸透鏡的作用大；或者，在通過厚度為t2的基材對透過上述綜合衍射元件的內圓周部分的上述第2光束進行聚光的情況下，比起通過厚度為t1的基材對上述第1光束進行聚光的情況，作為凸透鏡的作用小。
20.根據權利要求9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，構成上述綜合衍射元件的光柵的剖面形狀，是形成上述綜合衍射元件的基材在外圓周一側具有斜面的鋸齒形狀。
21.根據權利要求1、5、9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件和上述折射型透鏡整體固定。
22.根據權利要求1、5、9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，上述折射型透鏡與聚光點相反一側的折射面為非球面。
23.根據權利要求22中記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件在上述折射型透鏡的上述非球面一體形成。
24.根據權利要求1、5、9、11、13和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，上述綜合衍射元件在上述折射型透鏡的表面一體形成。
25.根據權利要求4、8、10、12、15和16中的任一項記載的複合物鏡，其特徵在於，在將透過厚度為t1的基材使上述第1光束進行聚光的數值孔徑設為Nab、並且將透過厚度為t2的基材使上述第2光束進行聚光的數值孔徑設為NAr的場合下，NAb＞NAr。
26.一種光學頭裝置，其特徵在於，具備有射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡、光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
27.根據權利要求26中記載的光學頭裝置，其特徵在於，上述光學頭裝置具備準直校正透鏡，該準直校正透鏡將從上述第1及第2雷射光源分別射出的上述第1及第2光束變為平行光，在將上述第2光束聚光到上述第2光碟的記錄面上時，使上述準直校正透鏡接近上述第2雷射光源側，並通過將上述第2光束變為擴散光使之射入上述複合物鏡，使上述第2光碟側的焦點位置從上述複合物鏡移開。
28.根據權利要求26中記載的光學頭裝置，其特徵在於，上述第1及第2雷射光源的配置使得其發光點雙方對上述複合物鏡的上述第1及第2光碟側的焦點位置都處於成象關係，上述光檢測器對上述第1及第2光碟的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束共同設置，並且接收上述第1及第2光束以檢測伺服信號。
29.一種光信息裝置，其特徵在於，具備有光學頭裝置、使第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號，並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
30.根據權利要求29中記載的光信息裝置，其特徵在於，上述光學頭裝置具備準直校正透鏡，該準直校正透鏡將從上述第1及第2雷射光源分別射出的上述第1及第2光束變為平行光，上述光信息裝置在裝入基材厚度為t2為0.6mm的上述第2光碟的場合下，將上述準直校正透鏡移動控制到上述第2雷射光源側。
31.一種計算機，其特徵在於，該計算機具備有光信息裝置、輸入信息所用的輸入手段、以從上述輸入手段輸入的信息及從上述光信息裝置所重放的信息為依據進行運算的運算裝置、顯示或輸出從上述輸入手段所輸入的信息、從上述光信息裝置所重放的信息及通過上述運算裝置所運算出的結果的輸出手段，上述光信息裝置具備有光學頭裝置、使上述第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器，第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
32.一種光碟播放機，其特徵在於，該光碟播放機具備有光信息裝置、將從上述光信息裝置得到的信息信號變換為圖像信號的解碼器，上述光信息裝置具備有光學頭裝置、使上述第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
33.一種汽車導航系統，其特徵在於，該汽車導航系統具備有光信息裝置、將從上述光信息裝置得到的信息信號變換為圖像信號的解碼器，上述光信息裝置具備有光學頭裝置、使上述第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材，將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
34.一種光碟記錄器，其特徵在於，該光碟記錄器具備有光信息裝置、將圖像信號變換為記錄到上述光信息裝置中的信息信號的編碼器，上述光信息裝置具備有光學頭裝置、使上述第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
35.一種光碟伺服器，其特徵在於，該光碟伺服器具備有光信息裝置、將從外部所輸入的信息信號記錄到上述光信息裝置中，並將從上述光信息裝置所重放的信息信號輸出到外部的輸入輸出終端，上述光信息裝置具備有光學頭裝置、使上述第1及第2光碟進行轉動的電動機、接收從上述光學頭裝置得到的信號並以該信號為依據對上述電動機、上述複合物鏡、上述第1及第2雷射光源進行驅動控制的電路，上述光學頭裝置具備射出第1光束的第1雷射光源、射出第2光束的第2雷射光源、權利要求1、5、9、11、13或16中記載的複合物鏡以及光檢測器；第1光束具有在390nm～415nm範圍內的波長λ1，第2光束具有在630nm～680nm範圍內的波長λ2；該複合物鏡接收從上述第1雷射光源射出的第1光束，通過厚度為t1的基材將其聚光到第1光碟的記錄面上，並接收從上述第2雷射光源射出的第2光束，通過比上述厚度t1更大的厚度為t2的基材將其聚光到第2光碟的記錄面上；該光檢測器接收在上述第1及第2光碟的記錄面上所分別反射出的上述第1及第2光束，輸出與其光量相應的電信號。
全文摘要
本發明提供由綜合衍射元件和物鏡構成並且可以在兩種光碟之間進行穩定且高精度的互換重放·記錄的複合物鏡，這兩種光碟是與藍色光束(波長λ1)相應的基材厚度約為0.1mm的BD和與紅色光束(波長λ2)相應的基材厚度約為0.6mm的DVD。在綜合衍射元件的內圓周部分形成具有剖面形狀的光柵，該剖面形狀以從外圓周側向光軸側對藍色光束賦予約1波長的光程差的單位階差的0倍、2倍、1倍、3倍這種順序高度的階梯為一個周期。該綜合衍射元件不衍射藍色光束而作為0次衍射光以原狀態使之透過，並且以透過內圓周部分的紅色光束作為+1次衍射使之發散，通過物鏡進行聚光。據此，使紅色光束的焦點距離與藍色光束相比變長，使工作距離變大。
文檔編號G11B7/135GK1467528SQ03141329
公開日2004年1月14日 申請日期2003年6月10日 優先權日2002年6月10日
發明者金馬慶明 申請人:松下電器產業株式會社