CN100399442C - 物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置 - Google Patents

物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有限其轭型物镜，以及具有该物镜的光拾取装置和光信息记录再生装置，该物镜在对多种光盘具有互换性的同时，能够校正由于追踪产生的像散以及光源自身具有的像散。本发明中的光拾取装置具有：射出第1光束的第1光源；射出第2光束的第2光源；使第1光束和第2光束聚光的有限共轭型物镜。另外，物镜对波长λ1的光束具有像散，像散的产生方向被配置为使起因于追踪而产生的波长λ1的光束的像散减少的方向。另外，物镜追踪方向中像高在一定范围内时，物镜的像散取最小值。

Description

物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置
技术领域
本发明涉及物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置。
背景技术
作为用于对DVD(数字通用盘)、CD(小型盘)等光盘进行信息记录以及/或再生之光拾取装置用的光学***，有采用有限共轭型物镜的情况。通过构成有限共轭型，可以省去为了使平行光入射到物镜的准直器等光学元件，可以实现减少光拾取装置的部件个数以及降低成本。
但是，在采用有限共轭型物镜的情况下，在使物镜在与光轴垂直方向作移动追踪之际，由于使用轴外光线而产生像散。在此，众所公知的是，利用物镜自身带有的像散去抵消所述像散的技术，(参照例如专利文献1)。
另外，在用来作为光源的半导体激光自身具有像散差的情况时，产生把由上述追踪而产生的像散与以半导体激光自身具有的像散差为要因的像散进行合成的像散。在此，众所公知的是，利用物镜自身带有像散去抵消所述的两个像散的技术(参照例如专利文献2)。
另外，近年来，涉及多种光盘，例如DVD和CD之间具有互换性，对各种光盘都能够进行确切的信息记录/再生的光拾取装置的开发，正在进行。
在有关这种具有互换性的光拾取装置中，为了实现结构的简单化、低成本化，通过使各光盘用的光学部件通用化，来减少构成光拾取装置的光学部件的个数的方法是有效的。在此，已经开发出如下的光源，即，将作为各光盘用并且相互振荡波长不同的2个激光光源收纳于一个芯片内的光源。本说明书中，将振荡波长相互不同的多个发光点收纳于1个壳体内的激光光源，称为“封装光源组件”。
例如，专利文献3中，公开了采用由射出波长660nm和波长785nm的2种激光的2个光源组成的封装光源组件和有限共轭型物镜的光拾取装置。
专利文献1：特许第3104780号说明书
专利文献2：特许第3191200号说明书
专利文献3：特开2001-76367号公报
但是，上述专利文献1以及2中，没有公开有关使光拾取装置具有互换性的技术，另外，上述专利文献3中，没有公开有关校正追踪时产生的像散之技术。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的课题是提供一种对多种光盘具有互换性，同时，能够校正由于追踪而产生的像散的有限共轭型物镜，以及具有该物镜的光拾取装置以及光信息记录再生装置。
为了解决以上课题，本发明的光拾取装置具有使波长λ1、λ2光束聚光的有限共轭型物镜。另外，物镜对波长λ1光束具有像散，像散的产生方向被配置为使起因于追踪而产生的波长λ1光束的像散减少的方向。另外，物镜追踪方向上的像高在一定的范围内，物镜的像散取最小值。
为了解决上述课题，第1项记载的结构是一种光拾取装置，其使用从第1光源射出的波长λ1的光束，对保护基板厚t1的信息记录面上具有厚度t1之第1保护基板的第1光信息记录媒体以及对信息记录面上具有厚度t2(t1＜t2)之第2保护基板的第2光信息记录媒体，能够进行信息的记录以及/或再生，其特征在于，上述光拾取装置具有：射出波长λ1之第1光束的第1光源和、射出波长λ2(λ1＜λ2)之第2光束的第2光源以及、具有配置在光源侧的第1光学面及配置在光信息记录媒体侧、与该第一光学面相对的第2光学面的物镜，其为将以发散光入射的上述第1光束通过第1保护基板聚光于上述第1光信息记录媒体的信息记录面，同时，将以发散光入射的上述第2光束通过第2保护基板聚光于上述第2光信息记录媒体的信息记录面，
上述物镜对上述第1光束具有像散，上述物镜被配置为使上述物镜具有的对上述第1光束的像散，使起因于上述物镜追踪摄影而产生的上述第1光束的像散为减少的方向，同时，上述物镜还被配置为，以最大追踪量时的上述物镜的像高为Y时，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述像散具有最小值。
另外，第2项记载的结构在第1项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述第1光源以及上述第2光源被配置为，上述第1光源的发光点与上述第2光源的发光点的间隔d满足0.05mm≤d≤0.15mm，同时，使上述第1光源的发光点到上述第1光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离，与上述第2光源的发光点到上述第2光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离相等。
并且，本说明书中，将DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列的光盘总称为“DVD”；将CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列的光盘总称为“CD”。
另外，本说明书中，“A的光轴上的距离与B的光轴上的距离相等”是指A与B的距离的差异小于0.1mm的情况。
根据第1项记载的发明，将物镜设计为，在以最大追踪量时的上述物镜的像高为Y时，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述像散取最小值。由此，能够用物镜自身对波长λ1光束所具有的像散，削减起因于追踪而产生的上述波长λ1光束的像散，在对多种光盘具有互换性的同时，可以得到能够校正由于追踪而产生的像散的有限共轭型光拾取装置。
另外，根据第2项记载的发明，由于作为上述第1光源以及上述第2光源而可以使用封装光源组件，所以，可以通过减少光拾取装置的光学部件个数，实现低成本化和小型化。
第3项记载的结构在第1项或第2项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第1光学面上。
第4项记载的结构在第3项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
第5项记载的结构在第4项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构
第6项记载的结构在第5项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
根据第4项至第6项记载的结构，由于用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第1光学面上，并且由于通过上述物镜的母体非球面形状形成，所以，能够容易地进行模具的加工或物镜的成型。
第7项记载的结构在第3项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散；并且上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述波长λ2光束的像散减少的方向，还被配置为使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
第8项记载的结构在第7项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述用于带有上述像散的结构是衍射结构。
第9项记载的结构在第8项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述衍射结构为椭圆形状的衍射结构。
根据第7项至第9项记载的结构，将用于使上述物镜的带有上述像散的结构具有波长选择性，对上述第1光束和上述第2光束能够分别带有任意的像散量。由此，能够有效地校正有关波长λ2光束的像散，能够提高光拾取装置的像差校正性能。
第10项记载的结构在第1项或第2项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第2光学面上。
第11项记载的结构在第10项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于带有上述像散的结构是通过上述物镜的母体非球面形状形成的。
根据第11项记载的结构，上述球差校正结构和用于带有上述像散的结构被配置在物镜的不同面上，用于带有上述像散的结构由于是通过上述物镜的母体非球面形状形成，所以，尤其能够容易地进行模具加工或物镜的成型。
第12项记载的结构在第10项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散，并且上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述波长λ2光束的像散减少的方向，并且使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
根据第12项记载的结构，将用于使上述物镜带有上述像散的结构具有波长选择性，对上述第1光束和上述第2光束能够分别带有任意的像散量。由此，能够有效地校正有关波长λ2光束的像散，能够提高光拾取装置的像差校正性能。
另外，上述球差校正结构和用于带有上述像散的结构由于被配置在物镜的不同面上，所以，能够容易地进行模具加工或物镜的成型。
第13项记载的结构在第12项记载的光拾取装置中，其特征在于，用于带有上述像散的结构是衍射结构。
第14项记载的结构在第13项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述衍射结构是直线状的衍射结构。
第15项记载的发明在第1项至第14项的任何一项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
第16项记载的发明在第1项至第15项的任何一项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述衍射结构为截面是锯齿状的衍射环带。
第17项记载的结构在第1项至第16项的任何一项记载的光拾取装置中，其特征在于，上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述波长λ1光束的像散，以及起因于上述第1光源具有的像散差而产生的像散减少的方向。
根据第17项记载的结构，因为用物镜自身对波长λ1光束具有的像散，不仅能够减少起因于追踪而产生的上述波长λ1光束的像散，也能够减少起因于上述第1光源具有的像散差而产生的像散，所以，能够提高光拾取装置的像差校正性能。
第18项记载的结构为一种物镜，其用于使用从第1光源射出的波长λ1的光束，对保护基板厚t1的第1光信息记录媒体进行信息的再生以及/或记录，使用从第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)的光束，对保护基板厚t2(t1＜t2)的第2光信息记录媒体进行信息的再生以及/或记录之光拾取装置，其特征在于，该物镜为具有配置在光源侧的第1光学面以及配置在光信息记录媒体侧、与该第1光学面相对的第2光学面，对上述第1光束具有像散，所述物镜将以发散光入射的上述第1光束通过第1保护基板聚光于上述第1光信息记录媒体的信息记录面，同时，将以发散光入射的上述第2光束通过第2保护基板聚光于上述第2光信息记录媒体的信息记录面，上述物镜被配置为，上述物镜对上述第1光束具有的像散被配置在使起因于上述物镜追踪而产生的上述第1光束的像散减少的方向，同时，在上述光拾取装置中，该物镜被配置为，在以最大追踪量时的上述物镜的像高为Y时，上述物镜的追踪方向的像高在0.30Y至0.95Y的范围内，上述物镜具有的上述像散具有最小值。
根据第18项记载的结构，能够得到与第1项同样的效果。
第19项记载的结构在第18项记载的物镜中，其特征在于，其被配置在配置有上述第1光源及上述第2光源的光拾取装置中，该上述第1光源及上述第2光源被配置为上述光拾取装置的上述第1光源的发光点与上述第2光源的发光点的间隔d满足0.05mm≤d≤0.15mm，同时，使上述第1光源的发光点到上述第1光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离，与上述第2光源的发光点到上述第2光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离相等。
根据第19项记载的结构，能够得到与第2项同样的效果。
第20项记载的结构在第18项或第19项记载的物镜中，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第1光学面上。
第21项记载的结构在第20项记载的物镜中，其特征在于，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
第22项记载的结构在第21项记载的物镜中，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
第23项记载的结构在第22项记载的物镜中，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
根据第21项至第23项记载的结构，能够得到与第4项至第6项同样的效果。
第24项记载的结构在第20项记载的物镜中，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散，并且上述物镜被配置为，上述像散的产生方向，是使起因于追踪而产生的上述波长λ2光束的像散减少的方向，同时使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
第25项记载的结构在第24项记载的物镜中，其特征在于，上述用于带有上述像散的结构是衍射结构。
第26项记载的结构在第25项记载的物镜中，其特征在于，上述衍射结构为椭圆形状的衍射结构。
根据第25项至第26项记载的结构，能够得到与第8项至第9项同样的效果。
第27项记载的结构在第18项或第19项记载的物镜中，其特征在于，用于使上述物镜对第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第2光学面上。
第28项记载的结构在第27项记载的物镜中，其特征在于，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
根据第28项记载的结构，能够得到与第11项同样的效果。
第29项记载的结构在第27项记载的物镜中，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束带有像散，并且上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述波长λ2光束的像散减少的方向，同时使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
根据第29项记载的结构，能够得到与第12项同样的效果。
第30项记载的结构在第29项记载的物镜中，其特征在于，用于带有上述像散的结构是衍射结构。
第31项记载的结构在第30项记载的物镜中，其特征在于，上述衍射结构是直线状的衍射结构。
第32项记载的结构在第18项至第31项的任何一项记载的物镜中，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
第33项记载的结构在第18项至第32项的任何一项记载的物镜中，其特征在于，上述衍射结构为截面是锯齿状的衍射环带。
第34项记载的结构在第18项至第33项的任何一项记载的物镜中，其特征在于，上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述波长λ1光束的像散以及是起因于上述第1光源具有的像散差而产生的像散减少的方向。
根据第34项记载的结构，能够得到与第17项同样的效果。
第35项记载的结构，其特征在于，装载了第1项至第17项的任何一项记载的光拾取装置，在对上述光信息记录媒体的信息记录以及记录在上述光信息记录媒体上的信息的再生之中，至少能够实行其中之一。
根据第35项记载的结构，能够得到具有与第1项至第17项的任何一项同样效果的光信息记录再生装置。
附图说明
图1为表示光拾取装置结构的主要部分平面图；
图2为表示用于说明像散差以及像差的附图；
图3为表示第1实施例中的DVD的像高特性曲线图；
图4为表示第1实施例中的CD的像高特性曲线图；
图5为表示现有的DVD的像高特性曲线图；
图6为表示现有的CD的像高特性曲线图；
图7为表示第2实施例中的DVD的像高特性曲线图；
图8为表示第2实施例中的CD的像高特性曲线图；
图9为表示第3实施例中的DVD的像高特性曲线图；
图10为表示第3实施例中的CD的像高特性曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施本发明的优选实施方式进行说明。
图1是对DVD(第1光信息记录媒体)和CD(第2光信息记录媒体)的任何一个都能够适当地进行信息记录/再生的光拾取装置PU的结构概略图。DVD的光学规格为波长λ1＝655nm，保护层PL1的厚度t2＝0.6mm，数值孔径NA1＝0.60；CD的光学规格为波长λ2＝785nm，保护层PL2的厚度t2＝1.2mm，数值孔径NA2＝0.47。但是，波长、保护层的厚度以及数值孔径的组合不限于此。
光拾取装置PU包括：对DVD进行信息的记录/再生时发光、并且射出655nm激光光束(第1光束)的红色半导体激光器LD1(第1光源)和对CD进行信息的记录/再生时发光、并且射出785nm激光光束(第2光束)的红外半导体激光LD2器(第2光源)一体化的封装光源组件LU；第1光束以及第2光束通用的光检出器PD；具有将各光束聚光于信息记录面RL1、RL2上之功能的物镜OBJ；分光器BS；光圈STO等。
封装光源组件LU中，第1光源的发光点与第2光源的发光点的间隔d在0.05mm≤d≤0.15mm的范围内。另外，将组件光源单元LU配置在光学***中，使第1光源的发光点到DVD的物镜OBJ方表面的光轴上的距离与第2光源的发光点到CD的物镜OBJ侧表面的光轴上的距离相等。然后，第1光束和第2光束一起作为发散光构成入射到物镜OBJ的有限共轭***。
物镜OBJ具有校正因保护基板厚t1和t2的差而产生的球差之球差校正结构。作为球差校正结构，可以举出例如截面为锯齿状的衍射环带或衍射光栅等衍射结构。
在此，如图2所示，在产生起因于射出第1光束的红色半导体激光LD1自身具有的像散差的像散的同时，还产生起因于追踪的像散，所以，本发明中，为了去减少这些像散，将物镜OBJ设计为使物镜OBJ自身具有一定的像散。
而且，本实施形态以及后述实施例中，以图2所示θ＝0°的方向为追踪方向。
具体地讲，是将物镜OBJ设计为，在将最大追踪量时的物镜OBJ的像高规定为Y时，物镜OBJ的追踪方向的像高在0.30Y至0.95Y的范围内，使物镜OBJ自身具有的对波长λ1的第1光束的像散为最小值。作为使物镜OBJ带有像散的结构，可以举出，例如：使物镜OBJ的出射面的母体非球面的曲率在水平方向与垂直方向为不同值，或通过树脂成型使物镜OBJ产生定向畸变。而且，通过使物镜OBJ的出射面的母体非球面的曲率在水平方向与垂直方向为不同值，而使物镜OBJ带有像散的情况时，优选在物镜OBJ的入射面或出射面形成上述球差校正结构。由此，能够使物镜OBJ的设计变得容易。
并且，在光学系中将物镜OBJ配置为，使物镜OBJ自身具有的像散的方向是，由DVD的物镜OBJ侧表面的法线和半径方向形成的面的光束的收敛点，在与其垂直的面内的光束的收敛点的后方。
由此，将起因于红色半导体激光LD1的像散与追踪引起的像散抵消，作为光学***整体来说，即使在追踪时物镜OBJ离开光轴作移动的情况下，也能够良好地校正像散。
而且，有关以半导体激光为要因的像散与追踪引起的像散合成而产生的像散，以及用于校正这些像散的物镜OBJ的设计方法，因为在特许第3191200号说明书(专利文献2)中有所记载，所以省略说明。
另外，如上所述，本发明中，是利用物镜OBJ自身对第1光束具有的像散，去减少起因于追踪而产生的波长λ1的第1光束的像散以及起因于射出第1光束的第1光源具有的像散差而产生的像散(以下，将这2个像散记为“第1光束相关像散”)。
因此，有关起因于追踪而产生的波长λ2的第2光束的像散以及起因于射出第2光束的第2光源具有的像散差而产生的像散(以下，将这2个像散记为“第2光束相关像散”)，不能被校正到与上述第1光束相关像散同样的程度。
但是，因为第2光束相关像差的产生方向与第1光束相关像散的产生方向几乎相同，所以，也能用物镜OBJ自身对波长λ1的第1光束具有的像散，将第2光束相关像散的产生量校正到在实用时不产生障碍的程度。
因此，根据对光拾取装置所要求的规格，可以将具有也能够积极校正第2光束相关像散之波长选择功能的光学元件附加在上述光拾取装置的光学***中，或也可以使物镜OBJ自身附加波长选择功能。
使物镜OBJ具有对波长λ1的第1光束和波长λ2的第2光束分别带有任意像散量之波长选择功能，可以举出例如，在物镜OBJ的光学面形成椭圆状或直线状的衍射结构之方法。
而且，也可以构成为用物镜OBJ自身对第1光束具有的像散仅去减少起因于追踪而产生的波长λ1的第1光束的像散之结构。
光拾取装置PU中，对DVD进行信息的记录/再生时，其光线路径如图1中用实线描出的那样，首先，使红色半导体激光器LD1发光。从红色半导体激光器LD1射出的发散光在分光器BS被反射到达物镜OBJ。
然后，由于受到来自于物镜OBJ的入射面形成的作为球差校正结构的衍射结构的衍射作用而产生的第1光束的规定次数的衍射光，通过DVD的保护层PL1，聚光于信息记录面RL1上，形成斑点。
然后，物镜OBJ通过在其周围配置的2轴传动装置AC(没有图示)进行对焦或追踪。在信息记录面RL1经信息凹坑被调制的反射光束，再次穿过物镜OBJ，穿过分光器BS，会聚于光检出器PD的感光面。然后，使用光检出器PD的输出信号，能够读取DVD上记录着的信息。
另外，对CD进行信息的记录/再生时，其光线路径如图1中用虚线描出的那样，首先，使红外半导体激光器LD2发光。从红外半导体激光器LD2射出的发散光在分光器BS被反射到达物镜OBJ。
然后，由于受到来自于物镜OBJ的入射面形成的作为球差校正结构的衍射结构的作用而产生的第2光束的规定定次数的衍射光，通过CD的保护层PL2，聚光于信息记录面RL2上，形成斑点。
然后，物镜OBJ通过其周围配置的2轴传动装置AC(没有图示)进行对焦或追踪。在信息记录面RL2经信息槽被变调的反射光束，再次穿过物镜OBJ，穿过分光器BS，收敛于光检出器PD的感光面。然后，使用光检出器PD的输出信号，能够读取CD上记录着的信息。
而且，虽然未图示，但通过装载上述实施形态所示光拾取装置PU、能旋转自如地保持光信息记录媒体的旋转驱动装置、控制这些各种装置驱动的控制装置，能够得到对光信息记录媒体的信息记录以及光信息记录媒体上记录的信息的再生之中，至少能够实行其中之一的光信息记录再生装置。
实施例1
接下去，对上述实施形态所示物镜以及光拾取装置的第1实施例进行说明。
表1、表2中显示了各光学元件的透镜数据。
[表1]
f＝2.29mm  m＝-1/7  NA＝0.60
Figure C20048003034300181
像散差DVD＝0μm，CD＝0μm
[表2]
非球面数据
第4面(0≤h＜1.245mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-5.9547×E-1
A4-7.8536×E-3
A6-2.2592×E-3
A8-1.4896×E-3
A10-8.6859×E-4
A12+3.0411×E-3
A14-1.1970×E-3
光程差函数(光程差函数系数：λB 720nm 1次衍射)
B4-3.6858×E-3
B6-1.0370×E-3
B8+9.6293×E-4
B10-3.2649×E-4
第4′面(1.245mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-4.6344×E-1
A0+1.6824×E-2
A4+2.4963×E-2
A6-8.8957×E-3
A8-7.6358×E-4
A10+1.0887×E-4
A12+3.7918×E-4
A14-1.0592×E-4
光程差函数(光程差函数系数：λB 655nm 3次衍射)
B2-1.6983×E-3
B4-2.2906×E-4
B6+2.0581×E-4
B8-1.3305×E-4
B10+1.4272×E-5
第5面(0≤h＜0.955mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-3.3888×E+0
A4+4.9707×E-2
A6-2.9863×E-2
A8-5.4839×E-2
A10+1.7138×E-1
A12-1.5035×E-1
A14+4.2400×E-2
C-2.3429×E-5
第5′面(0.955mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-6.2192×E+0
A4+1.3082×E-2
A6-1.8328×E-3
A8+2.1644×E-3
A10-1.2220×E-3
A12+3.2728×E-5
A14+2.8465×E-5
C-2.3429×E-5
如表1所示，本实施例的物镜设定为焦距f＝2.29mm，像方数值孔径NA＝0.60，光学放大率m＝-1/7。表1中，ri表示曲率半径，di表示从第i面到第i+1面的光轴方向的变位量，ni表示各面的折射率。
本实施例中，用于DVD的第1光源以及用于CD的第2光源都没有像散差(表1中，标记为“像散差DVD＝0μm，CD＝0μm”)。
物镜的入射面划分为，离开光轴的高度h为不到1.245mm的第4面和离开光轴的高度h为大于或等于1.245mm的第4′面。另外，物镜的出射面划分为，离开光轴的高度h为不到0.955mm的第5面和离开光轴的高度h为大于或等于0.955mm的第5′面。
第4′面以及第5′面是作为DVD用时可用到的第1光束的专用区域，穿过第4′面以及第5′面的第2光束不用于对CD的信息记录/再生。
第4面、第4′面分别形成为绕光轴L轴对称的非球面，该非球面形状通过将表1以及表2所示系数代入下式(式1)所得的数式来规定。
[式1]
非球面形状式
X ( h ) = ( h 2 / R ) 1 + 1 - ( 1 + κ ) ( h / R ) 2 + Σ i = 0 9 + A 2 i h 2 i
其中，X(h)为光轴方向的轴(以光的行进方向为正)，κ为圆锥系数，A2i为非球面系数。
另外，第4面和第4′面上形成有作为球差校正结构的锯齿状的衍射环带。衍射环带的齿距是由将表2所示系数代入式2的光程差函数所得数式来规定。
[式2]
光程差函数
φ ( h ) = ( Σ i = 0 5 B 2 i h 2 i ) × n × λ / λB
其中，B2i为光程差函数系数，λ为使用波长，λB为衍射的闪耀化波长，n为衍射次数。
另外，第5面以及第5′面分别形成为将表2所示系数代入下式(式3)所得数式所规定的非旋转对称非球面。
[式3]
形状式：旋转对称非球面+非旋转对称非球面
z = [ h 2 / R 1 + 1 - ( 1 + κ ) h 2 / R 2 + Σ i = 0 7 A 2 i h 2 i ] + C h 2 cos 2 θ
以光轴为中心的极坐标(h，θ)
图3以及图4是使用本实施例中的物镜以及光拾取装置时，表示DVD以及CD的像高特性曲线。
曲线的纵轴表示波面像差量，曲线的横轴表示以物体高与像高的和等于0.45mm时为1的相对像高。本发明中的“最大追踪量时的物镜的像高Y”，相当于相对像高＝1。另外，追踪(像高)的方向是θ＝0°的方向。
另外，SA表示球差，CM表示彗差，AS表示像散，RMS表示这些像差的合计值。
由图3可知，本实施例设计为使物镜自身对波长λ1的第1光束带有约0.015λrms的像散，追踪方向中像高在0.6Y附近像散成最小值。
图5以及图6是现有的物镜以及光拾取装置的结构，即物镜自身没有像散时的DVD以及CD的像高特性示意曲线。
比较图3与图5、图4与图6，则可以知道，根据本实施例中的物镜以及光拾取装置，在相对像高为0～1的全区域中，波面像差被抑制在较低值。
实施例2
接下来，对上述实施形态所示物镜以及光拾取装置的第2实施例进行说明。
表3、表4中显示了各光学元件的透镜数据。
[表3]
f＝2.29mm m＝-1/7 NA＝0.60
Figure C20048003034300221
像散差DVD＝0μm，CD＝0μm
[表4]
非球面数据
第4面(0≤h＜1.245mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-5.9547×E-1
A4-7.8536×E-3
A6-2.2592×E-3
A8-1.4896×E-3
A10-8.6859×E-4
A12+3.0411×E-3
A14-1.1970×E-3
光程差函数(光程差函数系数：λB 720nm  1次衍射)
B4-3.6858×E-3
B6-1.0370×E-3
B8+9.6293×E-4
B10-3.2649×E-4
第4′面(1.245mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-4.6344×E-1
A0+1.6824×E-2
A4+2.4963×E-2
A6-8.8957×E-3
A8-7.6358×E-4
A10+1.0887×E-4
A12+3.7918×E-4
A14-1.0592×E-4
光程差函数(光程差函数系数：λB 655nm 3次衍射)
B2-1.6983×E-3
B4-2.2906×E-4
B6+2.0581×E-4
B8-1.3305×E-4
B10+1.4272×E-5
第5面(0≤h＜0.955mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-3.3888×E+0
A4+4.9707×E-2
A6-2.9863×E-2
A8-5.4839×E-2
A10+1.7138×E-1
A12-1.5035×E-1
A14+4.2400×E-2
C-4.6859×E-5
第5′面(0.955mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-6.2192×E+0
A4+1.3082×E-2
A6-1.8328×E-3
A8+2.1644×E-3
A10-1.2220×E-3
A12+3.2728×E-5
A14+2.8465×E-5
C-4.6859×E-5
如表3所示，本实施例的物镜设定为焦距f＝2.29mm，像方数值孔径NA＝0.60，光学放大率m＝-1/7。
本实施例中，用于DVD的第1光源以及用于CD的第2光源都没有像散差(表3中，标记为“像散差DVD＝0μm，CD＝0μm”)。
物镜的入射面划分为，离开光轴的高度h为不到1.245mm的第4面和离开光轴的高度h为大于或等于1.245mm的第4′面。另外，物镜的出射面划分为，离开光轴的高度h为不到0.955mm的第5面和离开光轴的高度h为大于或等于0.955mm的第5′面。
第4′面以及第5′面是作为DVD用时可利用到的第1光束的专用区域，穿过第4′面以及第5′面的第2光束不用于对CD的信息记录/再生。
第4面、第4′面分别形成为将表3以及表4所示系数代入式1所得的数式规定的绕光轴L轴对称的非球面。
另外，第4面和第4′面上形成有作为球差校正结构的锯齿状的衍射环带。衍射环带的齿距是由将表4所示系数代入式2的光程差函数所得数式所规定。
另外，第5面以及第5′面分别形成为将表4所示系数代入式3所得数式所规定的非旋转对称非球面。
图7以及图8，是使用本实施例中的物镜以及光拾取装置情况时，表示DVD以及CD的像高特性曲线。
由图7可知，本实施例设计为使物镜自身对波长λ1的第1光束带有约0.03λrms的像散，追踪方向中像高在0.8Y附近像散成最小值。
比较图7与图5、图8与图6，则可以知道，根据本实施例的物镜以及光拾取装置，在相对像高为0～1的全区域中，波面像差被抑制在为低值。
实施例3
接下来，对上述实施形态所示物镜以及光拾取装置的第3实施例进行说明。
表5、表6中显示了各光学元件的透镜数据。
[表5]
f＝2.29mm  m＝-1/7  NA＝0.60
Figure C20048003034300261
像散差DVD＝10μm，CD＝10μm
[表6]
非球面数据
第4面(0≤h＜1.245mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-5.9547×E-1
A4-7.8536×E-3
A6-2.2592×E-3
A8-1.4896×E-3
A10-8.6859×E-4
A12+3.0411×E-3
A14-1.1970×E-3
光程差函数(光程差函数系数：λB 720nm 1次衍射)
B4-3.6858×E-3
B6-1.0370×E-3
B8+9.6293×E-4
B10-3.2649×E-4
第4′面(1.245mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-4.6344×E-1
A0+1.6824×E-2
A4+2.4963×E-2
A6-8.8957×E-3
A8-7.6358×E-4
A10+1.0887×E-4
A12+3.7918×E-4
A14-1.0592×E-4
光程差函数(光程差函数系数：λB 655nm 3次衍射)
B2-1.6983×E-3
B4-2.2906×E-4
B6+2.0581×E-4
B8-1.3305×E-4
B10+1.4272×E-5
第5面(0≤h＜0.955mm：DVD/CD通用区域)
非球面系数
κ-3.3888×E+0
A4+4.9707×E-2
A6-2.9863×E-2
A8-5.4839×E-2
A10+1.7138×E-1
A12-1.5035×E-1
A14+4.2400×E-2
C-4.6859×E-5
第5′面(0.955mm≤h：DVD专用区域)
非球面系数
κ-6.2192×E+0
A4+1.3082×E-2
A6-1.8328×E-3
A8+2.1644×E-3
A10-1.2220×E-3
A12+3.2728×E-5
A14+2.8465×E-5
C-4.6859×E-5
而且，与上述实施例2相比较，本实施例的不同点仅在于DVD用的第1光源以及CD用的第2光源都具有10μm的像散差(表5中，标记为“像散差DVD＝10μm，CD＝10μm”)。
图9以及图10，是使用本实施例的物镜以及光拾取装置时，表示DVD以及CD的像高特性曲线。
由图9可知，本实施例设计为使物镜自身对波长λ1的第1光束带有约0.02λrms的像散，追踪方向中像高在0.6Y附近像散成最小值。
比较图9与图5、图10与图6，则可以知道，根据本实施例中的物镜以及光拾取装置，在相对像高为0～1的全区域中，波面像差被抑制在较低值。
用于产业上的可能性
根据本发明，能够得到一种对多种光盘具有互换性，同时能够校正由于追踪产生的像散以及光源自身具有的像散的有限共轭型物镜，以及具有该物镜的光拾取装置以及光信息记录再生装置。

Claims (35)

1.一种光拾取装置，其能够对信息记录面上具有厚度t1的第1保护基板的第1光信息记录媒体以及信息记录面上具有厚度t2的第2保护基板的第2光信息记录媒体进行信息的记录以及/或再生，其特征在于，上述光拾取装置具有：
射出波长λ1之第1光束的第1光源、
射出波长λ2之第2光束的第2光源、以及
具有配置在光源侧的第1光学面及配置在光信息记录媒体侧、与该第1光学面相对的第2光学面的物镜，其将以发散光入射的上述第1光束通过上述第1保护基板聚光于上述第1光信息记录媒体的信息记录面，同时，将以发散光入射的上述第2光束通过上述第2保护基板聚光于上述第2光信息记录媒体的信息记录面，
上述物镜对上述第1光束具有像散，
上述物镜被配置为当以最大追踪量时的上述物镜的像高为Y时，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述像散具有最小值
上述厚度t1、t2满足t1＜t2，上述波长λ1、λ2满足λ1＜λ2。
2.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，上述第1光源以及上述第2光源被配置为，上述第1光源的发光点与上述第2光源的发光点的间隔d满足0.05mm≤d≤0.15mm，同时，使上述第1光源的发光点到上述第1光信息记录媒体的上述物镜侧表面的光轴上的距离，与上述第2光源的发光点到上述第2光信息记录媒体的上述物镜侧表面的光轴上的距离相等。
3.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第1光学面上。
4.根据权利要求3所述的光拾取装置，其特征在于，用于带有上述像散的结构为通过上述物镜的母体非球面形状形成。
5.根据权利要求4所述的光拾取装置，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
6.根据权利要求5所述的光拾取装置，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
7.根据权利要求3所述的光拾取装置，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散；
并且上述物镜被配置为，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
8.根据权利要求7所述的光拾取装置，其特征在于，上述用于带有上述像散的结构为衍射结构。
9.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于，上述衍射结构为椭圆形状的衍射结构。
10.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第2光学面上。
11.根据权利要求10所述的光拾取装置，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
12.根据权利要求10所述的光拾取装置，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散；
上述物镜被配置为，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
13.根据权利要求12所述的光拾取装置，其特征在于，用于带有上述像散的结构为衍射结构。
14.根据权利要求13所述的光拾取装置，其特征在于，上述衍射结构是直线状的衍射结构。
15.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
16.根据权利要求15所述的光拾取装置，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
17.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，上述物镜被配置为，上述像散的产生方向是使起因于追踪而产生的上述第1光束的像散以及起因于上述第1光源具有的像散差而产生的像散减少的方向。
18.一种物镜，其用于使用从第1光源射出的波长λ1的光束、对保护基板厚t1的第1光信息记录媒体进行信息的再生以及/或记录，和使用从第2光源射出的波长λ2的光束、对保护基板厚t2的第2光信息记录媒体进行信息的再生以及/或记录之光拾取装置，其中，上述厚度t1、t2满足t1＜t2，上述波长λ1、λ2满足λ1＜λ2，其特征在于，
具有配置在光源侧的第1光学面以及配置在光信息记录媒体侧、与该第1光学面相对的第2光学面.
对上述第1光束具有像散；
所述物镜为将以发散光入射的上述第1光束通过第1保护基板聚光于上述第1光信息记录媒体的信息记录面，同时，将以发散光入射的上述第2光束通过第2保护基板聚光于上述第2光信息记录媒体的信息记录面；
在上述光拾取装置中其被配置为，以最大追踪量时的上述物镜的像高为Y时，上述物镜的追踪方向的像高在0.30Y至0.95Y的范围内，上述物镜具有的上述像散具有最小值。
19.根据权利要求18所述的物镜，其特征在于，其被配置在配置有上述第1光源及上述第2光源的上述光拾取装置中，上述第1光源及上述第2光源被配置为使上述第1光源的发光点与上述第2光源的发光点的间隔d满足0.05mm≤d≤0.15mm，同时，使上述第1光源的发光点到上述第1光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离，与上述第2光源的发光点到上述第2光信息记录媒体的上述物镜方表面的光轴上的距离相等。
20.根据权利要求18所述的物镜，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第1光学面上。
21.根据权利要求20所述的物镜，其特征在于，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
22.根据权利要求21所述的物镜，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
23.根据权利要求22所述的物镜，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
24.根据权利要求20所述的物镜，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也带有像散，
上述物镜被配置为，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
25.根据权利要求24所述的物镜，其特征在于，上述用于带有上述像散的结构为衍射结构。
26.根据权利要求25所述的物镜，其特征在于，上述衍射结构为椭圆形状的衍射结构。
27.根据权利要求18所述的物镜，其特征在于，用于使上述物镜对上述第1光束带有上述像散的结构形成在上述物镜的上述第2光学面上。
28.根据权利要求27所述的物镜，其特征在于，用于带有上述像散的结构通过上述物镜的母体非球面形状形成。
29.根据权利要求27所述的物镜，其特征在于，用于带有上述像散的结构进而对上述第2光束也具有像散，
并且被配置为，使上述物镜追踪方向上的像高在0.30Y至0.95Y范围内，上述物镜具有的上述第2光束的像散取最小值。
30.根据权利要求29所述的物镜，其特征在于，用于带有上述像散的结构为衍射结构。
31.根据权利要求30所述的物镜，其特征在于，上述衍射结构是直线状的衍射结构。
32.根据权利要求21所述的物镜，其特征在于，上述第1光学面上具有校正起因于上述第1保护基板与上述第2保护基板间的厚度差的球差之衍射结构。
33.根据权利要求32所述的物镜，其特征在于，上述衍射结构是截面为锯齿状的衍射环带。
34.根据权利要求18所述的物镜，其特征在于，上述物镜被配置为上述像散的产生方向，是使起因于追踪而产生的上述第1光束的像散以及起因于上述第1光源具有的像散差而产生的像散减少的方向。
35.一种光信息记录再生装置，其特征在于，装载了根据权利要求1所述的光拾取装置，在对上述光信息记录媒体的信息记录以及记录在上述光信息记录媒体上的信息的再生之中，至少能够实行其中之一。
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