CN101124632A - 光拾取装置 - Google Patents

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大田耕平
桥村淳司
池中清乃
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

提供一种光拾取装置，其具有比较简单的结构，能够对不同的光信息记录介质互换可能地进行信息的记录以及/或再现，为此，使第1物镜(OBJ1)的光学面和第2物镜(OBJ2)的光学面仅由折射面来形成。并且，可以将第1物镜设计为最适合于波长λ1的第1光束和第1光盘(OD1)的保护层t1。另一方面，将第2物镜(OBJ2)通用于波长λ1的第1光束和波长λ2的第2光束，但在第2光盘(OD2)的保护层t2与第3光盘(OD3)的保护层t3相同时，因为没有必要考虑保护层厚的差，所以能够实现容易设计和低成本。而且，基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差，可以通过使第2耦合透镜(COL2)变位，改变向第2物镜(OBJ2)的发散角，进行修正。

Description

光拾取装置
技术领域
本发明涉及光拾取装置，尤其涉及能够对不同的光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现的光拾取装置。
背景技术
近年来，在光拾取装置中，作为再现光盘上记录着的信息或向光盘记录信息所使用的激光光源，其短波长化有所进展。例如，蓝紫色半导体激光或利用第2高谐波进行红外半导体激光的波长变换的蓝色SHG激光等波长400～420nm的激光光源越来越实用化。
若使用这些蓝紫色激光光源，那么，在使用数值口径(NA)与DVD(数字通用光盘)相同的物镜时，对直径12cm的光盘能够记录15～20GB的信息，将物镜的NA提高到0.85时，对直径12cm的光盘能够记录23～25GB的信息。以下本说明书中，将使用蓝紫色激光光源的光盘以及光磁盘总称为“高密度光盘”。
但是，作为高密度光盘，现在建议有2种规格。1种是使用NA0.85物镜的保护层厚度为0.1mm的蓝光光盘(以下略记为BD)，另1种是使用NA0.65乃至0.67物镜的保护层厚度为0.6mm的HD DVD(以下略记为HD)。另外，现在有记录着各种各样信息的DVD、CD等出售。鉴于上述实际情况，能够对不同光盘进行信息记录以及/或再现的光拾取装置，在专利文献1、2中有所公开。
专利文献1：国际公开第03/91764号文本
专利文献2：特开2005-209299号公报
然而，因为BD、HD和DVD、CD的信息记录面上设置的保护层厚度分别为t1＝0.1mm，t2、t3＝0.6mm，t4＝1.2mm而有所不同，所以，若使用通用物镜，使其能够对任意哪一个光盘进行适当聚光地定下其规格的话，那么，用它对其他光盘聚光时，则存在一个产生起因于保护层厚度的球面像差之问题。对此，因为在对不同光盘进行信息记录以及/或再现之际可以采用不同波长的光束，所以，通过采用形成在物镜上的光程差付与构造给予相应于波长的光程差，这样，能够修正起因于保护层厚度的球面像差。但是，代表衍射构造的光程差付与构造，是与入射光束波长相应地形成微细的段差，而在玻璃制的对物光学元件上设置该段差的话，存在一个成本高的问题。
另一方面，用塑料形成对物光学元件时，制作具有微细段差的模具，通过采用模具进行射出成型等方法，能够比较容易地大量生产具有衍射构造等的对物光学元件。但是，用塑料形成对物光学元件时，一般来说相对温度变化的折射率变化较大，所以，存在有难以用于环境温度变化较大的光拾取装置的情况。
发明内容
本发明鉴于上述问题，以提供一种光拾取装置为目的，该光拾取装置具有比较简单的结构，能够对不同的光信息记录介质互换可能地进行信息的记录以及/或再现。
第1项记载的是一种光拾取装置，其包括：射出波长λ1光束的第1光源；射出波长λ2(λ1＜λ2)光束的第2光源；第1对物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；第2对物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；其中，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第1对物光学元件聚光，能够对保护层厚t1的第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，另外，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t2(t2＞t1)的第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，并且，从所述第2光源射出的所述波长λ2的第2光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t3(0.9T2≤t3≤1.1t2)、且轨迹间距大于所述第2信息记录介质的第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，其特征在于：
具有将所述第1光束导向所述第1对物光学元件的第1光路、将所述第1光束导向所述第2对物光学元件的第2光路、将所述第2光束导向所述第2对物光学元件的第3光路；
在所述第1光源和第1对物光学元件之间的所述第1光路中，设置了偏振开关手段和第1偏振分光器；
在所述第1光源和第2对物光学元件之间的所述第2光路中，设置了所述偏振开关手段、所述第1偏振分光器、波长选择性元件、像差修正机构；
在所述第2光源和第2对物光学元件之间的所述第3光路中，设置了所述波长选择性元件和所述像差修正机构；
用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第1偏振状态，由此穿过所述第1偏振分光器入射到所述第1对物光学元件；
用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第2偏振状态，由此在所述第1偏振分光器被反射，进一步在所述波长选择性元件被反射，穿过所述像差修正机构而被付与第1像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2光源射出的所述第2光束穿过所述波长选择性元件，穿过所述像差修正机构而被付与第2像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
当使波长λ3(1.7λ1≤λ3≤2.3λ1)的平行光束入射到所述第2对物光学元件时，在保护层厚t4(t4＞t3)、且轨迹间距大于所述第3信息记录介质的第4光信息记录介质的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上。
本发明中，通过使所述第1对物光学元件以及所述第2对物光学元件的光学面仅由折射面形成，这样即使是玻璃制也能够用低成本来形成。并且，能够将所述第1对物光学元件设计为最适合于所述第1光束和所述第1光信息记录介质保护层t1，所以，能够对所述第1光信息记录介质进行确切的信息记录以及/或再现。另一方面，虽然将所述第2对物光学元件通用于所述第1光束和所述第2光束，但当所述第2光信息记录介质的保护层t2与所述第3光信息记录介质的保护层t3为相同的情况时，因为没有必要考虑保护层厚的差，所以能够实现容易设计和低成本。而且，基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差，能够通过所述像差修正机构付与穿过所述像差光学元件的光束以适当的像差状态来确切的修正。并且，像差修机构也可以是修正其他因素的机构。作为其他因素，例如可以更好地进行由于制造批号不同引起的各激光二极管振荡波长的差(所谓波长特性)或随着使用引起温度上升而引起产生的像差的修正(温度修正)。
有关偏振开关手段，在后面叙述的实施方式中，是以机械式的装置为例进行说明的，例如，已经有所公开的电控制的半导体开关，采用对电光学结晶施加半波长电压的方法等，将光的偏振状态切换成相互垂直的直线偏振。另外，除电光学结晶之外，采用高分子薄膜的技术也已经有所公开，它是通过选择调整高分子薄膜的材料或组合，能够在任意时机分别切换多个波长区域的偏振状态。
第2项记载的光拾取装置，其包括：射出波长λ1光束的第1光源；射出波长λ2(λ1＜λ2)光束的第2光源；第1对物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；第2对物光学元件，备有具有衍射面的光学面；其中，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第1对物光学元件聚光，能够对保护层厚t1的第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，另外，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t2(t2＞t1)的第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，并且，从所述第2光源射出的所述波长λ2的第2光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t3(0.9t2≤t3≤1.1t2)、且轨迹间距大于所述第2信息记录介质的第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，其特征在于：具有将所述第1光束导向所述第1对物光学元件的第1光路、将所述第1光束导向所述第2对物光学元件的第2光路、将所述第2光束导向所述第2对物光学元件的第3光路；在所述第1光源和第1对物光学元件之间的所述第1光路中，设置了偏振开关手段和第1偏振分光器；在所述第1光源和第2对物光学元件之间的所述第2光路中，设置了所述偏振开关手段、所述第1偏振分光器、波长选择性元件、像差修正机构；在所述第2光源和第2对物光学元件之间的所述第3光路中，设置了所述波长选择性元件和所述像差修正机构；用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第1偏振状态，由此穿过所述第1偏振分光器入射到所述第1对物光学元件；用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第2偏振状态，由此在所述第1偏振分光器被反射，进一步在所述波长选择性元件被反射，穿过所述像差修正机构而被付与第1像差状态，入射到所述第2对物光学元件；用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2光源射出的所述第2光束穿过所述波长选择性元件，穿过所述像差修正机构而被付与第2像差状态，入射到所述第2对物光学元件；当使波长λ3(1.7λ1≤λ3≤2.3λ1)的平行光束入射到所述第2对物光学元件时，在保护层厚t4(t4＞t3)、且轨迹间距大于所述第3信息记录介质的第4光信息记录介质的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上。
本发明中，所述第1对物光学元件仅由折射面构成，所述第2对物光学元件的光学面设有衍射面。由此，较高密度光盘时用仅由折射面构成的物镜，这样，采用即使是玻璃制也能够用低成本来形成的物镜。并且，能够将所述第1对物光学元件设计为最适合于所述第1光束和所述第1光信息记录介质保护层t1，所以，能够对所述第1光信息记录介质进行确切的信息记录以及/或再现。另一方面，虽然将所述第2对物光学元件通用于所述第1光束和所述第2光束，但当所述第2光信息记录介质的保护层t2与所述第3光信息记录介质的保护层t3为相同的情况时，因为没有必要考虑保护层厚的差，所以能够实现容易设计和低成本。而且，基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差，能够通过设置在第2对物光学元件上的衍射构造付与光束以适当的像差状态来确切的修正。并且，所述像差修机构也可以是作为修正设置在所述第2对物光学上的衍射构造所没有修正好的色像差的机构，也可以是修正其他因素的机构。作为其他因素，例如可以更好地进行由于制造批号不同引起的各激光二极管振荡波长的差(所谓波长特性)或随着使用引起温度上升而引起产生的像差的修正(温度修正)。
第3项记载的光拾取装置是第1项或第2项中记载的发明，其特征在于：
所述第1光路中，在所述第1偏振分光器与所述第1对物光学元件之间设有第1偏振变换元件；
所述第2光路以及所述第3光路中，在所述波长选择性元件与所述第2对物光学元件之间设有第2偏振分光器，且所述第2偏振分光器与所述第2对物光学元件之间设有第2偏振变换元件；
从所述第2光源射出的光束为所述第1偏振状态；
用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第1对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第1偏振变换元件而呈现第2偏振状态，经所述第1偏振分光器反射，入射到第1光检出器；
用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第2偏振变换元件而呈现第1偏振状态，经所述第2偏振分光器反射，入射到第2光检出器；
用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第2偏振变换元件而呈现第1偏振状态，经所述第2偏振分光器反射，入射到第2光检出器。
第4项记载的光拾取装置是第1项～第3项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述像差修正机构包括在光轴方向变位的耦合透镜，所以，通过改变穿过光束的发散角(或收敛角)，能够修正基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差。
第5项记载的光拾取装置是第1项～第4项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述像差修正机构包括形成在耦合透镜光学面上的衍射构造，所以，能够通过衍射效果修正基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差。
第6项记载的光拾取装置是第5项中记载的发明，其特征在于，波长λ1光束穿过所述衍射构造时，2次衍射光的强度最高，波长λ2光束穿过所述衍射构造时，1次衍射光的强度最高，所以，能够相应波长，使出射角不同。
第7项记载的光拾取装置是第5项中记载的发明，其特征在于，波长λ1光束穿过所述衍射构造时，0次衍射光的强度最高，波长λ2光束穿过所述衍射构造时，1次衍射光的强度最高，所以，能够相应波长，使出射角不同。
第8项记载的光拾取装置是第1项～第7项的任何1项中记载的发明，其特征在于，在所述第1光路至所述第3光路中，都至少设置1个耦合透镜。
第9项记载的光拾取装置是第8项中记载的发明，其特征在于，所述第1光路中设置的耦合透镜，其光学面上形成了衍射构造，所以，例如当所述第1光束偏离基准波长时，也能够修正色像差。
第10项记载的光拾取装置是第1项～第9项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述第1乃至第3光信息记录介质的至少1个具有多个信息记录面，在所述第1光路乃至所述第3光路的任何一个中设置液晶元件，驱动该液晶元件，以付与由所述对物光学元件聚光的信息记录面上的光点为不同的像差状态，所以，对设有多层信息记录面的光信息记录介质能够进行确切的信息的记录以及/或再现。所谓“液晶元件，，是指通过从外部供给电力进行驱动，对穿过的光束付与一定像差状态的元件，例如特开2004-192719号公报中有所记载。
第11项记载的光拾取装置是第1项～第10项的任何1项中记载的发明，其特征在于，使所述第2对物光学元件最适合于用来对所述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。在对所述第3光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现之际，可以用所述耦合透镜或所述像差修正机构，适当修正波阵面像差。
第12项记载的光拾取装置是第1项～第10项的任何1项中记载的发明，其特征在于，使所述第2对物光学元件最适合于用来对所述第3光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。在对所述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现之际，可以用所述耦合透镜或所述像差修正机构，适当修正波阵面像差。
第13项记载的光拾取装置是第1项～第10项的任何1项中记载的发明，其特征在于，使所述第2对物光学元件最适合于用来对不同于所述第2光信息记录介质以及所述第3光信息记录介质的假想的光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。在对所述第2光信息记录介质以及所述第3光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现之际，可以用所述耦合透镜或所述像差修正机构，适当修正波阵面像差，且可以较小抑制修正量。
第14项记载的光拾取装置是第1项～第13项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述耦合透镜是光扩展器或准直透镜。
第15项记载的光拾取装置是第1项～第14项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述第1光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP1与所述第2光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP2与所述第3光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP3满足以下关系。
TP1＜TP2＜TP3    (1)
第16项记载的光拾取装置是第1项～第15项的任何1项中记载的发明，其特征在于，所述第1对物光学元件以及所述第2对物光学元件中的之少一个是玻璃制的。
本说明书中，对物光学元件狭义上是指在光拾取装置中装填了信息记录介质的状态下，在最靠光信息记录介质侧位置上必须对着它配置的具有聚光作用的元件。
根据本发明，能够提供一种具有比较简单的结构，对不同的光信息记录介质能够互换可能地进行信息记录以及/或再现的光拾取装置。
附图说明
图1：本实施方式中涉及的光拾取装置的概略截面图。
符号说明
ACT      传动装置
COL1     第1耦合透镜
COL2     第2耦合透镜
DP       二向色性棱镜
LD1      第1半导体激光
LD2      第2半导体激光
LH       透镜镜架
OBJ1     第1物镜
OBJ      2第1物镜
OD1      第1光盘
OD2      第2光盘
OD3      第3光盘
PBS1     第1偏振分光器
PBS2     第2偏振分光器
PBSW     偏振开关
PD1     第1光检出器
PD2     第2光检出器
QWP1    第1的λ/4波片
QWP2    第2的λ/4波片
SL1     第1传感透镜
SL2     第2传感透镜
TP1     轨迹间距
TP2     轨迹间距
TP3     轨迹间距
具体实施方式
以下参照附图，对本发明作更详细的说明。
(第1实施方式)
首先，对第1项的有关发明进行说明。
图1是对为BD的第1光盘OD1和、为HD的第2光盘OD2、和为以往的DVD的第3光盘OD3都能够进行信息记录/再现的第1实施方式涉及的光拾取装置的概略截面图。BD的轨迹间距TP1和、HD的轨迹间距TP2和、DVD的轨迹间距TP3满足以下关系。
TP1＜TP2＜TP3    (1)
如图1所示，支撑分别为玻璃制的第1物镜(又称第1对物光学元件)OBJ1和第2物镜(又称第2对物光学元件)OBJ2的透镜镜架LH，由传动装置ACT至少2维可动地支撑着。
本实施方式中，作为偏振开关手段设置了偏振开关PBSW。偏振开关PBSW可以是能够90度旋转的λ/2波片，此时，例如，以穿过在0度位置的λ/2波片的光束成为P偏振光(第1偏振状态)；穿过在90度位置的λ/2波片的光束成为S偏振光(第2偏振状态)。其中，也可以设置电性切换P偏振和S偏振的偏振开关手段。并且，通过没有图示的驱动机构，在光轴方向驱动第1光束和第2光束共同穿过的第2耦合透镜COL2，使其起到作为像差修正机构的功能。而且本例中，以准直透镜作为COL2。以下，有称COL2为第2准直透镜的情况。
在此，当使波长λ3(λ3＝700～800nm)的平行光束入射到第2物镜OBJ2时，保护层厚t4(t4＝1.2mm)、且轨迹间距大于DVD的为第4光信息记录介质的CD的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上。即，在该光拾取装置不能对CD进行适当的信息记录以及/或再现，而以此简化了光学系统、驱动系统。
当然，从理论上来说，即使是用第2物镜，只要通过加大所述的为像差修正机构的COL2的光轴方向的驱动距离，也能在CD的信息记录面上形成适当的聚光点。但是驱动距离变大会引起拾取装置整体的大型化。并且变为是有限发散光入射到第2物镜，所以对追踪时的像高(光束的斜入射)来说发生较大的彗形像差，现实上不能使用。并且，有必要设置为了光束光圈的滤光器或衍射构造，引起成本上升。
就采用行经从第1半导体激光LD1到第1物镜OBJ1之第1光路的第1光束，对第1光盘OD1进行信息的记录以及/或再现的情况进行说明。此时，设定偏振开关PBSW，使穿过的光束成为P偏振光。图1中，从作为第1光源的第1半导体激光LD1(波长λ1＝380nm～450nm)射出的光束穿过偏振开关PBSW成为P偏振光，所以，穿过第1偏振分光器PBS1，入射到第1准直透镜COL1成为平行光束。从第1准直透镜COL1射出的平行光束穿过第1的λ/4波片(又称第1的偏振变换元件)QWP1，由第1物镜OBJ1聚光，经由第1光盘OD1的保护层(厚度t1＝0.1mm)，聚光于其信息记录面，在上形成聚光点。
然后，在信息记录面经信息槽而被调制反射的光束，再次穿过第1物镜OBJ1，并且二次穿过第1的λ/4波片QWP1而成为S偏振光，经第1偏振分光器PBS1反射，进一步穿过第1传感透镜SL1，入射到第1光检出器PD1的受光面，因此，利用其输出信号，能够得到第1光盘OD1上信息记录着的信息的读取信号。
通过第1光检出器PD1上的光点的形状变化、位置变化来检出光量变化，进行聚焦检出或轨迹检出。根据该检出驱动传动装置ACT，使第1物镜OBJ1连同透镜镜架LH一起移动，以使来自于第1半导体激光LD1的光束成像于第1光盘OD1的信息记录面上。
就采用行经从第1半导体激光LD1到第2物镜OBJ2之第2光路的第1光束，对第2光盘OD2进行信息的记录以及/或再现的情况进行说明。此时，设定偏振开关PBSW，使穿过的光束成为S偏振光。另外，在第1光轴方向位置驱动第2耦合透镜COL2。图1中，从作为第1光源的第1半导体激光LD1(波长λ1＝380nm～450nm)射出的光束穿过偏振开关PBSW成为S偏振光，所以，经第1偏振分光器PBS1反射，进一步经二向色性棱镜(又称波长选择性元件)DP反射，入射到第2准直透镜COL2成为平行光束。从第2准直透镜COL2射出的平行光束穿过第2的λ/4波片QWP2，由第2物镜OBJ2聚光，经由第2光盘OD2的保护层(厚度t2＝0.6mm)，聚光于其信息记录面，在上形成聚光点。
然后，在信息记录面经信息槽而被调制反射的光束，再次穿过第2物镜OBJ2，并且二次穿过第2的λ/4波片QWP2而成为P偏振光，经第2偏振分光器PBS2反射，经由第2传感透镜SL2入射到第2光检出器PD2的受光面，因此，利用其输出信号，能够得到第2光盘OD2上信息记录着的信息的读取信号。
通过第2光检出器PD2上的光点的形状变化、位置变化来检出光量变化，进行聚焦检出或轨迹检出。根据该检出驱动传动装置ACT，使第2物镜OBJ2连同透镜镜架LH一起移动，以使来自于第1半导体激光LD1的光束成像于第2光盘OD2的信息记录面上。
就采用行经从第2半导体激光LD2到第2物镜OBJ2之第3光路的第2光束，对第3光盘OD3进行信息的记录以及/或再现的情况进行说明。在第2光轴方向位置驱动第2耦合透镜COL2。图1中，从作为第2光源的第2半导体激光LD2(波长λ2＝600nm～700nm)射出的S偏振状态的光束，穿过二向色性棱镜DP，进一步穿过第2偏振分光器PBS2，入射到第2准直透镜COL2成为一定的发散光束。从第2准直透镜COL2射出的光束穿过第2的λ/4波片QWP2，由第2物镜OBJ2聚光，经由第3光盘OD3的保护层(厚度t3＝0.6mm)，聚光于其信息记录面，在上形成聚光点。
然后，在信息记录面经信息槽而被调制反射的光束，再次穿过第2物镜OBJ2，并且二次穿过第2的λ/4波片QWP2而成为P偏振光，经第2偏振分光器PBS2反射，经由第2传感透镜SL2入射到第2光检出器PD2的受光面，因此，利用其输出信号，能够得到第3光盘OD3上信息记录着的信息的读取信号。
通过第2光检出器PD2上的光点的形状变化、位置变化来检出光量变化，进行聚焦检出或轨迹检出。根据该检出驱动传动装置ACT，使第2物镜OBJ2连同透镜镜架LH一起移动，以使来自于第2半导体激光LD2的光束成像于第3光盘OD3的信息记录面上。
而且，当第1光盘OD1～第3光盘OD3是具有多层信息记录面的情况时，通过使第1耦合透镜COL1、第2耦合透镜COL2在光轴方向上变位，使在任何一个信息记录面上的信息记录以及/或再现成为可能。
如以上所述，通过使第1物镜OBJ1的光学面和第2物镜的OBJ2的光学面仅由折射面形成，这样即使是玻璃制的也可以用低成本来形成。为此不受由于温度变化而引起的折射率变化的影响。并且，因为可以将所述第1物镜OBJ1设计为最适合于波长λ1的第1光束和第1光盘OD1的保护层t1，所以，能够对第1光盘OD1进行确切的信息记录以及/或再现。另一方面，虽然将第2物镜OBJ2通用于波长λ1的第1光束和波长λ2的第2光束，但当第2光盘OD2的保护层t2与第3光盘OD3的保护层t3为相同的情况时，因为没有必要考虑保护层厚的差，所以能够使设计容易且低成本。并且，可以通过使第2耦合透镜COL2(也可以是光扩展器)变位以改变向第2物镜OBJ2的发散角，来适当修正基于所述第1光束与所述第2光束波长差的色像差。并且，像差修机构也可以是修正其他因素的机构。作为其他因素，例如可以更好地进行由于制造批号不同引起的各激光二极管振荡波长的差(所谓波长特性)或随着使用引起温度上升而引起产生的像差的修正(温度修正)。
也可以以在第2耦合透镜COL2的光学面上形成衍射构造来取代使其在光轴方向变位。此时，通过使穿过衍射构造的第1光束和第2光束，是分别不同次数的衍射光的强度为最高，可以付与不同的出射角，因此，能够使其起到作为付与不同像差状态的像差修正机构的功能。而且，也可以以采用例如与物镜一体组合或与物镜分开的液晶元件等，来取代使第2耦合透镜COL2在光轴方向变位或设置衍射构造。
并且，若在第1耦合透镜COL1上设置衍射构造，则在第1光束偏离基准波长时也能够适当修正色像差。
(第2实施方式)
并且，像差修机构也可以是修正其他因素的机构。作为其他因素，例如可以更好地进行由于制造批号不同引起的各激光二极管振荡波长的差(所谓波长特性)或随着使用引起温度上升而引起产生的像差的修正(温度修正)。
另外，基本上相同于第1项涉及的发明，但在第2物镜OBJ2的光学面上设置了衍射构造，这一点有较大区别。有关该衍射构造的作用在后面叙述。
另一方面，当使波长λ3(λ3＝700～800nm)的平行光束入射到第2物镜OBJ2时，在保护层厚t4(t4＝1.2mm)、且轨迹间距大于DVD的为第4光信息记录介质的CD的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上。即，在该光拾取装置不能对CD进行适当的信息记录以及/或再现，而以此简化了光学系统、驱动系统，这一点与第1实施方式相同。另外，从理论上来说，通过使入射光束的放大倍率有限发散化，理论上能够在CD的信息记录面上形成恰好的聚光点，这一点也相同。在第1光盘OD1进行聚光点形成的作用与第1实施方式相同，省略说明，就有关对第2光盘以及第3光盘进行聚光点形成的作用进行说明。
通过偏振开关PBSW的作用，使穿过第2光路的、从第1半导体激光LD1到第2物镜OBJ2的第1光束，对第2光盘OD2进行在信息记录面上的聚光点形成，进行信息记录以及/或再现。有关偏振开关PBSW的作用与第1实施方式的相同。另外，使从第2半导体激光LD2行经第3光路到达第2物镜OBJ2的第2光束，对第3光盘OD3进行在信息记录面上的聚光点的形成，进行信息记录以及/或再现。
此时，因为第2光盘OD2与第3光盘OD3的保护基板的厚度相同，所以，不产生基于基板厚度差的球面像差，但是，产生基于使用波长差的色像差。第1实施方式中，是通过使第2耦合透镜COL2在光轴方向进退来解决此问题的，但第2实施方式中，通过在第2物镜OBJ2上设置衍射构造来给出上述作用。
在穿过设置在第2物镜OBJ2上的衍射构造的第1光束与第2光束中，通过分别使不同次数的衍射光的强度为最高，能够付与不同的出射角，由此能够付与不同的像差状态。而且，光盘为多层构造时，为了在这些层间切换，可以使第2耦合透镜COL2在光轴方向变位。另外，也可以采用与物镜一体组合或与物镜分开的液晶元件。
并且，若在第1耦合透镜COL1上设置衍射构造，则第1光束偏离基准波长时，能够适当的修正色像差。
另外，为了辅助第2物镜OBJ2的衍射构造的作用或避免衍射构造的细微，记录再现第2光盘OD2时与记录再现第3光盘OD3时，优选使为像差修正机构的第2耦合透镜COL2的光轴方向位置在不同的位置。
另外，在仅用第2物镜OBJ2的衍射构造便能够修正色像差的情况时，可以用像差修正机构来更好的修正其他因素。作为其他因素，例如可以更好地进行由于制造批号不同引起的各激光二极管振荡波长的差(所谓波长特性)或随着使用引起温度上升而引起产生的像差的修正(温度修正)。
另外，虽然第2物镜OBJ2对应于第2光盘(HD DVD)以及第3光盘(DVD)双方，但是，不管是仅有折射面构成的情况还是具有衍射面的情况，可以适当选择最适合化的光盘。当与第2光盘(HDDVD)最适合化时，可以通过像差修正机构或衍射面的作用与第3光盘(DVD)对应。此时具有容易对HD DVD进行较良好的聚光点形成之优点。另外，也可以是与上述相反的情况。
另外，选择它们2个之中间的基板厚，设计对此基板厚最适合的光学面，然后通过像差修正机构或衍射面的作用与双方的光盘对应的情况时，在物镜上设置衍射构造，使哪一方都产生不为0次数的衍射光形成聚光点，此时被优选采用。
(实施例)
以下，对适合于第1实施方式的实施例进行说明。
该方式中，可以优选采用本申请人的美国专利6411442号、同美国专利6512640号(均为日本国优先权，申请号特愿平11-247294号、特愿2000-60843号)中刊载的设计作为第1物镜OBJ1。
另外，可以采用本申请人的特开2004-101823号的设计作为第2物镜OBJ2。
特开2004-101823号中刊载的HD DVD用物镜上设有波长特性修正用的衍射构造，但是，可以通过公开的技术，进行作为没有该色像差修正功能的、仅由折射面组成的光学设计。
接下去，对适合于第2实施方式的实施例进行说明。且以后的(包括表的透镜数据)说明中，10的乘方数(例如，2.5×10-3)用E(例如，2.5×E-3)来表示。
对物光学系统的光学面形成为将表中所示系数分别代入数1式，由数式规定的光轴周围轴对称的非球面。在此，以光轴方向位置为X，垂直于光轴方向的高度为h，光学面的曲率半径为r，圆锥系数为κ，非球面系数为A2i。
【数1】
X = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + κ ) h 2 / r 2 + Σ i = 2 A 2 i h 2 i
另外，采用衍射构造(相位构造)的情况时，其付与各波长光束的光程差由将表中所示系数代入数2式的光程差函数的数式规定。即，当以垂直于光轴方向的高度为h、衍射次数为m、使用波长(半导体激光的射出波长)为λ、闪耀化波长为λB、光程差函数系数为C时，光程差函数ΦB(mm)用数2式表示。
【数2】
Φ B = m × λ λ B × Σ i = 1 5 C 2 i h 2 i
第1物镜OBJ1的透镜数据(包括物镜的焦点距离、像面侧数值孔径、放大倍率)在表1中出示。第1物镜的光学面仅由折射面形成。
【表1】
第1物镜的透镜数据
焦点距离          f1＝2.2mm
像面侧数值孔径    NA1：0.85
放大倍率          m1：1/23.3
   第i面   ri     di(408nm)   ni(408nm)
   0     -50
   1(光圈径)   ∞     0.1(3.65mm)
   2   1.37808     2.60000   1.524461
   3   -2.48805     0.62   1.0
   4   ∞     0.0875   1.61829
   5   ∞
＊di表示第i面到第i+1面的变位。
非球面数据
第2面
非球面系数
κ＝-6.6478×E-1
A1＝+1.1830×E-2
A2＝+2.1368×E-3
A3＝+6.0478×E-5
A4＝+4.1813×E-4
A5＝-2.1208×E-5
A6＝-2.7978 ×E-5
A7＝+1.0575×E-5
A8＝+1.8451×E-6
A9＝-4.8060×E-7
第3面
非球面系数
κ＝-5.7511×E+1
A1＝+8.1811×E-2
A2＝-4.7203×E-2
A3＝+9.3444×E-3
A4＝+1.6660×E-3
A5＝-7.2478×E-4
第2物镜OBJ2的透镜数据(包括物镜的焦点距离、像面侧数值孔径、放大倍率)在表2中、非球面数据在表3中出示。第2物镜的光学面上设有折射面加上衍射构造。付与光束同样作用的衍射构造，可以如上所述例如设置在耦合透镜上。另外，该例中通过改变耦合透镜的放大倍率，进行更良好的聚光点的形成。
而且，当使波长λ3(λ3＝700～800nm)的平行光束入射到表2以及表3所示的第2物镜OBJ2上时，在保护层厚t4(t4＝1.2mm)、且轨迹间距大于DVD的为第4光信息记录介质的CD的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差为0.178λ3rms。
【表2】
第2物镜的透镜数据
焦点距离          f1＝3.00mm  f2＝3.10mm
像面侧数值孔径    NA1：0.65   NA2：0.65
2面衍射次数       n1：10      n2：6
2′面衍射次数    n1：5         n2：3
放大倍率         m1：1/31.0    m2：1/54.3
  第i面 ri   di(407nm) ni(407nm)    di(655nm)   ni(655nm)
    0     -90.00     -166.02
    1(光圈径)   ∞     0.01(3.964mm)     0.1(3.964mm)
    2   1.92355     1.65000     1.559806     1.65000     1.540725
    2’   1.98118     0.00583     1.559806     0.00583     1.540725
    3   -16.03440     1.55     1.0     1.67     1.0
    3’   -13.18912     0.00000     1.0     0.00000     1.0
    4   ∞     0.6     1.61869     0.6     1.57752
5 ∞
＊di表示第i面到第i+1面的变位。
＊d2′、d3′分别表示第2面到第2′面、第3面到第3′面的变位。
【表3】
非球面数据
第2面(0＜h≤1.662mm)
非球面系数
κ＝-4.4662×E-1
A1＝+8.7126×E-4
A2＝-1.9063×E-3
A3＝+9.2646×E-4
A4＝-2.1 198×E-4
A5＝+1.6273×E-7
A6＝+1.3793×E-6
光程差函数(闪耀化波长  λB＝0.1mm)
C2＝-2.3141×E-1
C4＝-2.0141×E-2
C6＝-7.5021×E-3
C8＝+1.3559×E-3
C10＝-4.0867×E-4
第2′面(1.662mm＜h)
非球面系数
κ＝-4.1961×E-1
A1＝+3.0725×E-3
A2＝-2.5861×E-3
A3＝+9.6551×E-4
A4＝-1.3826×E-4
A5＝+7.5482×E-6
A6＝-7.5795×E-7
光程差函数(闪耀化波长λB＝0.1mm)
C2＝-5.4710×E-1
C4＝-2.6404×E-2
C6＝-1.5524×E-2
C8＝-1.0308×E-3
C10＝+1.1379×E-3
第3面(0＜h≤1.362mm)
非球面系数
κ＝-8.0653×E+2
A1＝-5.5926×E-3
A2＝+1.1660×E-2
A3＝-6.4291×E-3
A4＝+1.5528×E-3
A5＝-1.3029×E-4
A6＝-3.4460×E-6
第3′面(1.362mm＜h)
非球面系数
κ＝-1.2782×E+3
A1＝-7.3881×E-3
A2＝+1.1800×E-2
A3＝-6.0862×E-3
A4＝+1.6068×E-3
A5＝-2.3565×E-4
A6＝+1.5370×E-5

Claims (16)

1.一种光拾取装置，其包括：射出波长λ1光束的第1光源；射出波长λ2光束的第2光源；第1对物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；第2物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；其中，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第1对物光学元件聚光，能够对保护层厚t1的第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，另外，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t2的第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，并且，从所述第2光源射出的所述波长λ2的第2光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t3、且轨迹间距大于所述第2信息记录介质的第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，其中，λ1＜λ2、t2＞t1、0.9t2≤t3≤1.1t2，
其特征在于：
具有将所述第1光束导向所述第1对物光学元件的第1光路、将所述第1光束导向所述第2对物光学元件的第2光路、将所述第2光束导向所述第2对物光学元件的第3光路；
在所述第1光源和第1对物光学元件之间的所述第1光路中，设置了偏振开关手段和第1偏振分光器；
在所述第1光源和第2对物光学元件之间的所述第2光路中，设置了所述偏振开关手段、所述第1偏振分光器、波长选择性元件、像差修正机构；
在所述第2光源和第2对物光学元件之间的所述第3光路中，设置了所述波长选择性元件和所述像差修正机构；
用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第1偏振状态，由此穿过所述第1偏振分光器入射到所述第1对物光学元件；
用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第2偏振状态，由此在所述第1偏振分光器被反射，进一步在所述波长选择性元件被反射，穿过所述像差修正机构而被付与第1像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2光源射出的所述第2光束穿过所述波长选择性元件，穿过所述像差修正机构而被付与第2像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
当使波长λ3的平行光束入射到所述第2对物光学元件时，在保护层厚t4、且轨迹间距大于所述第3信息记录介质的第4光信息记录介质的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上，其中，1.7λ1≤λ3≤2.3λ1、
t4＞t3。
2.一种光拾取装置，其包括：射出波长λ1光束的第1光源；射出波长λ2光束的第2光源；第1对物光学元件，备有仅由折射面组成的光学面；第2对物光学元件，备有具有衍射面的光学面；其中，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第1对物光学元件聚光，能够对保护层厚t1的第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，另外，从所述第1光源射出的所述波长λ1的第1光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t2的第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，并且，从所述第2光源射出的所述波长λ2的第2光束由所述第2对物光学元件聚光，能够对保护层厚t3、且轨迹间距大于所述第2信息记录介质的第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点的形成，其中，λ1＜λ2、t2＞t1、0.9t2≤t3≤1.1t2，
其特征在于：
具有将所述第1光束导向所述第1对物光学元件的第1光路、将所述第1光束导向所述第2对物光学元件的第2光路、将所述第2光束导向所述第2对物光学元件的第3光路；
在所述第1光源和第1对物光学元件之间的所述第1光路中，设置了偏振开关手段和第1偏振分光器；
在所述第1光源和第2对物光学元件之间的所述第2光路中，设置了所述偏振开关手段、所述第1偏振分光器、波长选择性元件、像差修正机构；
在所述第2光源和第2对物光学元件之间的所述第3光路中，设置了所述波长选择性元件和所述像差修正机构；
用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第1偏振状态，由此穿过所述第1偏振分光器入射到所述第1对物光学元件；
用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，所述偏振开关手段使得从所述第1光源射出的所述第1光束处于第2偏振状态，由此在所述第1偏振分光器被反射，进一步在所述波长选择性元件被反射，穿过所述像差修正机构而被付与第1像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2光源射出的所述第2光束穿过所述波长选择性元件，穿过所述像差修正机构而被付与第2像差状态，入射到所述第2对物光学元件；
当使波长λ3的平行光束入射到所述第2对物光学元件时，在保护层厚t4、且轨迹间距大于所述第3信息记录介质的第4光信息记录介质的信息记录面上形成的聚光点中，波阵面像差在0.07λ3rms以上，其中，1.7λ1≤λ3≤2.3λ1、
t4＞t3。
3.权利要求1或2中记载的光拾取装置，其特征在于：
所述第1光路中，在所述第1偏振分光器与所述第1对物光学元件之间设有第1偏振变换元件；
所述第2光路以及所述第3光路中，在所述波长选择性元件与所述第2对物光学元件之间设有第2偏振分光器，且所述第2偏振分光器与所述第2对物光学元件之间设有第2偏振变换元件；
从所述第2光源射出的光束为所述第1偏振状态；
用所述第1光束，经由所述第1对物光学元件，对所述第1光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第1对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第1偏振变换元件而呈现第2偏振状态，经所述第1偏振分光器反射，入射到第1光检出器；
用所述第1光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第2光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第2偏振变换元件而呈现第1偏振状态，经所述第2偏振分光器反射，入射到第2光检出器；
用所述第2光束，经由所述第2对物光学元件，对所述第3光信息记录介质的信息记录面进行聚光点形成时，从所述第2对物光学元件的信息记录面反射的光束，穿过所述第2偏振变换元件而呈现第1偏振状态，经所述第2偏振分光器反射，入射到第2光检出器。
4.权利要求1～3的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述像差修正机构包括在光轴方向变位的耦合透镜。
5.权利要求1～4的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述像差修正机构包括形成在耦合透镜光学面上的衍射构造。
6.权利要求5中记载的光拾取装置，其特征在于：波长λ1光束穿过所述耦合透镜的光学面上形成的衍射构造时，2次衍射光的强度最高，波长λ2光束穿过所述衍射构造时，1次衍射光的强度最高。
7.权利要求5中记载的光拾取装置，其特征在于：波长λ1光束穿过所述耦合透镜的光学面上形成的衍射构造时，0次衍射光的强度最高，波长λ2光束穿过所述衍射构造时，1次衍射光的强度最高。
8.权利要求1～7的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：在所述第1光路至所述第3光路中，都至少设置1个耦合透镜。
9.权利要求8中记载的光拾取装置，其特征在于：所述第1光路中设置的耦合透镜，其光学面上形成了衍射构造，
10.权利要求1～9的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述第1乃至第3光信息记录介质的至少1个具有多个信息记录面，在所述第1光路乃至所述第3光路的任何一个中设置液晶元件，驱动该液晶元件，以付与由所述对物光学元件聚光的信息记录面上的光点为不同的像差状态。
11.权利要求1～10的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：使所述第2对物光学元件最适合于用来对所述第2光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。
12.权利要求1～10的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：使所述第2对物光学元件最适合于用来对所述第3光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。
13.权利要求1～10的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：使所述第2对物光学元件最适合于用来对不同于所述第2光信息记录介质以及所述第3光信息记录介质的假想的光信息记录介质进行信息的记录以及/或再现。
14.权利要求1～13的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述耦合透镜是光扩展器或准直透镜。
15.权利要求1～14的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述第1光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP1与所述第2光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP2与所述第3光信息记录介质的信息记录面上的轨迹间距TP3满足以下关系。
TP1＜TP2＜TP3    (1)
16.权利要求1～15的任何1项中记载的光拾取装置，其特征在于：所述第1对物光学元件以及所述第2对物光学元件中的之少一个是玻璃制的。
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