CN1153197C - 光学拾波器和其所用的校正透镜 - Google Patents

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Abstract

一种光学拾波器中，包括：一个用于发射光束的光源；一个聚光光学系统，具有一个孔和一个物镜并且它将来自光源的光束会聚在光学信息记录载体上；一个用于探光测学信息记录载体的反射光的光测探头；一个与物镜相关连地驱动物镜和孔的驱动部分。聚光光学系统包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统的光轴的第二部分，经过第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层地被会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上。

Description

光学拾波器和其所用的校正透镜
技术领域
本发明涉及一种通过物镜使来自激光器源的光束穿透透明底层地将其会聚到信息记录表面上的方式，来记录/重现光学信息的光学拾波器(optical pick-up apparatus)，以及一种会聚光学系统中的校正透镜。确切地说，本发明涉及一种如此构成的光学拾波器和校正透镜，即可以通过一个物镜对其中透明底层厚度为t1的第一光学信息记录载体进行记录/重现，并对其中透明底层厚度为t2(t2＞t1)的第二光学信息记录载体进行记录/重现，并且在记录/重现第二光学信息记录载体时，使发散光束入射物镜。
背景技术
近年来，随着短波红外半导体激光器被投入实际应用中，所以其尺寸基本与传统CD一样的但具有高存量和高密度的DVD(数字通用光盘)进入了市场。在DVD中，物镜数值孔径(NA)在将635nm或650nm的短波红外半导体激光器用作光源的时候需要大约是0.6。
另外，随着可记录的CD-R的推广，作为光学拾波器，也需要与CD-R的互换性。由于CD-R的反光速度在635nm或650nm短波侧被减慢了并且不可能获得所需信号(重现信号，聚焦误差信号和轨道误差信号)，所以780nm的半导体激光器独立于DVD用短波半导体激光器地被用于这些CD-R。
为记录/重现许多光盘用的光学拾波器配备了用于各光盘的光源，但为了简化光学拾波器，要求保证一个用于各光盘的物镜的互换性。为保证互换性，无论各光盘的光源波长是多少并且无论各光盘透明底层厚度是多少，都必须至少在信息记录表面上形成良好的会聚光点。
但是，在透明底层厚度不同的情况下，当物镜放大率m在各光盘中是相同的时候，至少在一个光盘中，产生了球面象差。图7的虚线示出了当在DVD和CD的情况下m＝0时的球面象差，并且如此设计物镜，即球面象差不大于DVD记录重现时的衍射(0.07λrms)。当产生这样的球面衍射时，在信息记录表面上的会聚光点变差了。
因此，为了校正在透明底层厚度不同时产生的球面象差，不同于使用CD情况地利用了在使用DVD时改变物镜放大率的技术。图7的实线示出了当在使用CD时的透镜放大率为m＝-1/17.5(发散光入射透镜)时的球面象差。在这里，在图7的纵轴上示出了实际使用DVD时的数值孔径NA1＝0.60，而实际使用CD时的数值孔径NA2＝0.45。
但是，在来自确定距离的光束入射物镜的光学系统中，出现以下不利之处。就是说，由于会聚球面波在物镜偏移出现在跟踪中时入射物镜，而且光束因光轴偏移而倾斜地入射物镜，所以产生了彗形象差。
图8示出了当放大率为m＝-1/17.5且焦距f＝3.5mm时因物镜偏移引起的彗形象差(Coma)。即，当会聚光入射物镜时，可以校正球面象差，但是在这种情况下，由物镜偏移产生的彗形象差成为一个新问题。由于产生了彗形象差，所以在光盘信息记录表面上产生的光点变差，这在记录/重现光盘时是不希望出现的。
发明内容
本发明的目的是要获得一种能够抑制产生这样的彗形象差的光学系统。
用于实现上述目的的结构(1)-(12)是这样的：
结构(1)：一种用于记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，它包括：一个光源；一个聚光光学系统，它具有一个孔和一个物镜；一个光测探头；其中该光学拾波器具有一个通过彼此连锁来驱动物镜和孔的驱动部分；不平行光入射物镜；聚光光学系统包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统光轴的第二部分；经过第一部分的光束穿过光学信息记录载体透明底层被会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，经过第二部分的光束产生了球面象差。
结构(2)：在根据结构(1)的光学拾波器中，物镜是一个球面透镜。
结构(3)：在根据结构(1)的光学拾波器中，第一部分位于光学信息记录载体的实际数值孔径NA的范围内，第二部分位于实际数值孔径NA的范围外。
结构(4)：在根据结构(1)的光学拾波器中，聚光光学系统具有一个与物镜和孔相比靠近光源侧的一个校正透镜，该校正透镜具有第一部分和第二部分；经过校正透镜第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层被会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms；经过校正透镜第二部分的光束产生了球面象差。
结构(5)：在根据结构(1)的光学拾波器中，经过第二部分的光束产生了过度球面象差。
结构(6)：在根据结构(1)的光学拾波器中，光源只有一个。
结构(7)：在根据结构(1)的光学拾波器中，不平行光束是发散的光束。
结构(8)：在根据结构(1)的光学拾波器中，该光学拾波器是一个用于记录/重现具有其厚度为t1的第一透明底层的第一光学信息记录载体和具有其厚度t2大于t1的第二透明底层的第二光学信息记录载体的光学拾波器，其中光源具有用于发射具有波长λ1的第一光束、以便记录/重现第一光学信息记录载体的第一光源，和用于发射具有大于λ1的波长λ2的第二光束以便记录/重现第二光学信息记录载体的第二光源，使第一光束穿过第一光学信息记录载体的第一透明底层而会聚在第一光学信息记录载体的第一信息记录表面上，从而在第一信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，使经过第一部分的第二光束穿过第二光学信息记录载体的第二透明底层而会聚在第二光学信息记录载体的第二信息记录表面上，从而在第一信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，并且经过第二部分的第二光束产生了球面象差。
结构(9)：在根据结构(8)的光学拾波器中，第一光束向平行光束那样入射物镜，而第二光束象发散光束那样入射物镜。
结构(10)：在根据结构(8)的光学拾波器中，聚光光学系统具有一个位于第一光束光路外的校正透镜，校正透镜具有第一部分和第二部分，经过校正透镜第一部分的第二光束穿过光学信息记录载体的透明底层被会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，从而在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，经过校正透镜第二部分的第二光束产生了球面象差。
结构(11)：在根据结构(8)的光学拾波器中，第一部分位于第二光学信息记录载体的实际数值孔径NA2的范围内，第二部分位于实际数值孔径NA2的范围外。
结构(12)：一种被用于记录/重现光学信息记录载体用光学拾波器中的校正透镜，所述校正透镜包括一个球面，其中该球面具有第一部分和与第一部分相比更远离校正透镜的光轴的第二部分，经过第一部分的光束的球面象差发生量不同于经过第二部分的光束的球面象差发生量。
另外，优选的结构(13)-(19)是这样的。
结构(13)：一种通过会聚光学系统穿过光学信息记录载体透明底层、将来自光源的光束会聚到信息记录表面上、并记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，其特征是：该孔设置成：通过与物镜连锁地驱动所述孔，当不平行光束入射会聚光学系统的物镜时，在会聚光学系统中，在实际应用的数值孔径NA范围内，按照与衍射极限相同的程度或者不超过它地校正球面象差，并且在数值孔径NA外产生球面象差。
通过这样的结构，由在发散光束入射情况下偏移的物镜产生的彗形象差可以得到校正。
结构(14)：一种通过会聚光学系统穿过光学信息记录载体透明底层将来自光源的光束会聚到信息记录表面上、并利用波长为λ1的第一光源来记录/重现其透明底层厚度为t1的第一光学信息记录载体，并利用波长为λ2的第二光源来记录/重现其透明底层厚度为t2(t2＞t1)的第二光学信息记录载体、并通过一个物镜记录/重现许多光学信息记录载体的光学拾波器，其特征在于：所述孔设置成：通过与物镜连锁来驱动该孔，发散光束在记录/重现第二光学信息记录载体时入射物镜，在实用数值孔径NA2的范围内，按照与衍射极限相同的程度或不超过它地校正按照球面象差，将球面象差设定为远在数值孔径NA2以外。
通过这样的结构，对于第二光学信息记录载体来说，由物镜偏移产生的彗形象差可以在满足在光轴上校正球面象差的同时得到校正。
结构(15)：在这种情况下，当产生过度球面象差的透镜位于第一信息记录载体记录/重现用光学系统的光路外时，可以消除对第一信息记录载体的不利影响。
结构(16)：当如此光学系统时，即在会聚光学系统而不是物镜中，物镜单体放大率m2在不平行光束入射时小于0，产生了在NA2外的过度球面象差，而第一光学信息记录载体和第二光学信息记录载体满足光轴上的球面象差条件，而在第二光学信息记录载体中，可以校正由物镜偏移引起的彗形象差。
结构(17)：上述光学系统被用于通过会聚光学系统穿过光学信息记录载体透明底层地将来自光源的光束会聚到信息记录表面上、并记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，当其边界临近实用数值孔径NA2地改变球面象差量的校正透镜位于不平行光束入射物镜的会聚光学系统中时，可以实现上述光学拾波器，由此可以校正因物镜偏移引起的彗形象差。
结构(18)：在用于通过会聚光学系统、穿过光学信息记录载体透明底层地将来自光源的光束会聚到信息记录表面上、并利用波长为λ1的第一光源来记录/重现其透明底层厚度为t1的第一光学信息记录载体、并利用波长为λ2的第二光源来记录/重现其透明底层厚度为t2(t2＞t1)的第二光学信息记录载体，并通过一个物镜记录/重现许多光学信息记录载体的光学拾波器的会聚光学系统的校正透镜中，所述孔设置成：与物镜连锁地驱动所述孔，记录/重现第二光学信息记录载体用会聚光学系统设置成：发散光束入射会聚光学系统的物镜，边界临近第二光学信息记录载体的实用数值孔径NA2地改变球面象差发生量，使球面象差相应地超出NA2。由此在满足球面象差光轴校正的条件下，在第二光学信息记录载体中，可以校正因物镜偏移引起的彗形象差。
结构(19)：当用于产生过度球面象差的校正透镜位于第一光学信息记录载体的记录/重现光学系统的光路外时，可以消除对第一光学信息记录载体的不利影响。
本发明的一种用于记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，包括：(a)一个用于发射光束的光源；(b)一个聚光光学系统，具有一个孔和一个物镜并且它将来自光源的光束会聚在光学信息记录载体上；(c)一个用于探测该光学信息记录载体的反射光的光测探头；(d)一个与物镜相关连地驱动物镜和孔的驱动部分；其中不平行的光线入射物镜，该聚光光学系统具有一个与物镜和孔相比靠近光源侧的一个校正透镜，该校正透镜包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统的光轴的第二部分，经过该校正透镜的第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，而经过该校正透镜的第二部分的光束产生了球面象差。
本发明的一种用于记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，包括：(a)一个用于发射光束的光源；(b)一个聚光光学系统，具有一个孔和一个物镜并且将来自光源的光束会聚在光学信息记录载体上；(c)一个用于探测光学信息记录载体的反射光的光测探头；其中记录/重现光学信息记录载体用装置具有一个与物镜相关连地驱动物镜和孔的驱动部分，不平行的光线入射物镜，该聚光光学系统具有一个与物镜和孔相比靠近光源侧的一个校正透镜，该校正透镜包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统的光轴的第二部分，经过该校正透镜的第一部分的光束穿过光学信息记录载体透明底层会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，而经过该校正透镜的第二部分的光束产生了球面象差。
附图说明
图1是本发明光学拾波器第一实施例的光学系统的结构示意图。
图2是第一实施例的校正透镜和光学系统的球面象差的视图。
图3是在第一实施例的会聚光学系统中的当物镜与孔因彼此连锁而偏移时的彗形象差的视图。
图4是本发明光学拾波器第二实施例的光学系统的结构示意图。
图5是第二实施例的校正透镜和光学系统的球面象差的视图。
图6是在第二实施例的会聚光学系统中的当物镜与孔因彼此连锁而偏移时的彗形象差的视图。
图7是传统会聚光学系统的球面象差的视图。
图8示出了在传统物镜中的当物镜偏移动时的彗形象差。
具体实施方式
本发明的光学拾波器具有一光源、一个具有一个孔和一个物镜的会聚光学系统、一个光学探测器。光学拾波器具有一象马达或致动器这样的驱动部，它在跟踪等过程中通过将它们连锁来驱动物镜和孔。不平行的光束入射物镜。另外，会聚光学系统具有第一部分和与第一部分相比更离开会聚光学系统光轴的第二部分，并且会聚光学系统放在外面。经过第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层被会聚到光学信息记录载体的信息记录表面上，从而在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，使经过第二部分的光束产生球面象差。确切地说，最好使经过第二部分的光束在光束入射物镜前产生球面象差。
通过经过第二部分的光束产生的球面象差最好是过度校正的球面象差。另外，该象差最好是这样的球面象差，即能够消除由物镜偏移产生的彗形象差。
顺便说一句，第一部分最好在光学信息记录载体的实用数值孔径NA的范围内，而第二部分最好在NA以外。实际应用中的数值孔径是指这样的数值孔径，即在光学信息记录/重现装置中，可以通过具有预定波长的光束进行光学记录载体的信息记录/重现，但也允许根据光学信息记录载体标准而调整数值孔径。例如，在CD的情况下，NA＝0.45，在DVD情况下，NA＝0.6。
另外，会聚光学系统最好在比物镜和孔更亮的光源侧具有校正透镜，并且校正透镜具有第一部分和第二部分。在这种情况下，经过第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层被会聚到光学信息记录载体的信息记录表面上，从而波前象差不大于0.07λrms，使经过校正透镜第二部分的光束产生球面象差。
顺便说一句，校正透镜最好具有一个带球面的透镜。它可以是由球面公式表示的透镜表面，或者是一个在第一部分和第二部分中具有不同球面的透镜，或者具有阶梯面的透镜并且其中第一部分和第二部分被阶梯面分开。另外，它可以是塑料透镜或玻璃透镜。
另外，物镜最好是一个球面透镜。另外，最好它在透镜表面上没有阶梯面或屏蔽部，而且它是一个可由球面公式(aspherical expression)表达的球面透镜。当使用这样的物镜时，作为孔，最好使用具有波长选定能力的孔。作为具有波长选定能力的孔。象二色性滤波器那样地例举出了传递具有预定波长的光并挡住具有另一种波长的光的孔，或者其尺寸可以对应于光源波长地进行机械调节的孔。
另外，作为物镜，可以使用具有衍射面的透镜或用第一分级面、第二分级面和第三分级面形成光轴的透镜，其中第一分级面、第三分级面是相同的球面，第二分级面是不同的球面。另外，当使用这些透镜时，可以作为孔径地使用一个没有波长选定能力的孔。
此外，光学拾波器可以是这样的装置，即它只记录/重现一种光学信息记录载体，或者它可以是这样的装置，即它记录/重现两种以上的光学信息记录载体。
当光学拾波器是一种只记录/重现一种光学信息记录载体的装置时，光源最好是一个。另外，不平行光束最好是发散光线。
当光学拾波器是一种记录/重现其第一透明底层厚度为t1的第一光学信息记录载体和其第二透明底层厚度为t2(t2＞t1)的第二光学信息记录载体的装置时，装置工作模式最好是这样的：
光源具有发射波长为λ1的第一光束以便记录/重现第一光学信息记录载体的第一光源和发射波长为λ2(λ2＞λ1)的第二光束以便记录/重现第二光学信息记录载体的第二光源。光束穿过第一透明底层地被会聚到第一光学信息记录载体的第一信息记录表面上，从而在第一信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms。另外，经过第一部分的第二光束穿过第二透明底层地被会聚到第二光学信息记录载体的第二信息记录表面上，从而在第二信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，使经过第二部分第二光束产生球面象差。
在这种情况下，第一光束最好象平行光束那样入射物镜，而第二光束象发散光束入射物镜。另外，会聚光学系统最好具有带位于第一光束数光路外的第一部分和第二部分的校正透镜。另外，第一部分最好在第二光学信息记录载体的实用数值孔径NA2的范围内，而第二部分位于NA2的范围外。
在光学拾波器中被用于记录/重现本发明的光学信息记录载体的校正透镜具有球面。另外，球面具有第一部分和与第一部分相比更离开校正透镜光轴的第二部分，在穿过第一部分的光束和穿过第二部分的光束中，改变球面象差发生量。另外，第二部分最好产生很大的过度球面象差。例如，球面象差在0.8NA2的情况下不大于5μm(最好不大于2μm)，球面象差在1.2NA2的情况下不小于10μm(最好不小于20μm)。
另外，光学信息记录载体的记录/重现装置具有本发明的光学拾波器，它还具有一个主轴马达等。
参见附图，以下将描述本发明的实施方式。
(第一实施例)
图1是表示本发明第一实施例1的光学拾波器10的结构示意图。
本实施例的光学拾波器10记录/重现许多光盘，而一张光盘20就是一个光学记录载体。以下，这许多光盘20被假定为具有透明底层厚度t1的第一光盘(DVD)和具有不同于t1的透明底层厚度t2的第二光盘(CD/CD-R)，以下将进行解释。在这里，透明底层厚度t1＝0.6毫米，t2＝1.2毫米。
本实施例的光学拾波器10作为第一光源地具有第一半导体激光器11(波长λ1＝610nm-670nm)和作为第二光源地具有第二半导体激光器12(波长λ2＝740nm-870nm)。所述第一光源和第二光源根据要记录/重现的光盘而单独使用。
一个传统光学系统5是一种将来自第一半导体激光器11和第二半导体激光器12的光束穿过光盘20的透明底层21地会聚到各自的信息记录表面22上并形成了光点。在本实施例中，作为会聚光学系统5，在第一光盘的光路上设置了一个用于将来自第一半导体激光器11的光束会聚成平行光(几乎是平行的)的准直透镜2和一个将被准直透镜2调直成平行光的光束会聚到信息记录表面22上的物镜1。另外，作为第二光盘的会聚光学系统5设置了一个将来自第二半导体激光器12的光束转入到扩散角中的耦合透镜3和物镜1。在信息记录载体上反射会聚光并接着使其入射到光探测头8中，所述光探测头通过透镜9探测入射光。顺便说一句，在存在两个光源的情况下，最好设置两个光探测头。
在本实施例中，第一光盘和第二光盘的光路是如此形成的，即通常通过一个分光器4来使用物镜1。
在分光器4和物镜1之间存在一个具有波长选定能力的孔6，孔6的数值孔径可以根据光盘而变化。如此限定孔：当使用第一光盘时，物镜1的数值孔径为NA1＝0.60，当使用第二光盘时，物镜1的数值孔径为NA2＝0.45。另外，通过与物镜连锁来驱动孔6，并且当物镜1如箭头所示地移动时，孔6的结构允许它也在相同方向上偏移。
在这里，在具有大数值孔径的第一光盘(透明底层厚度为0.6毫米)中，物镜1是如此设计的，即当平行光(放大率m为0)入射物镜时，球面象差不大于衍射极限。另外，确定可以通过其校正在使用第二光盘(透明底层厚度为1.2毫米)时产生的球面象差的放大率m。在DVD、CD的透明底层厚度的情况下，当使用DVD时的放大率为0时，在使用CD时具有放大率m＝-1/20的发散光入射物镜1，并可以校正球面象差。
接着，设置了满足第二半导体激光器12扩散角和上述放大率的耦合透镜3。耦合透镜3(校正透镜)改变了球面象差发生量，其边限值接近实用数值孔径NA2＝0.45。当观察整个会聚光学系统(在第二光盘的情况下，是耦合透镜3和物镜1)时，球面象差在NA2范围内不大于衍射极限，而在NA2范围外，产生了过度球面象差。因此，可以校正当物镜1在垂直于光轴的方向上偏移时的彗形象差。
耦合透镜3位于第二光盘2的光路中，由于对第一光盘没有影响，所以即使当要产生上述球面象差时，对第一光盘也没有坏影响。
(第二实施例)
以下将根据图4所示的结构示意图来描述本发明光学拾波器10的第二实施例。
在图4的第二实施例中，物镜1和准直透镜2与许多光盘共同使用，并且当使用第二光盘时，使发散光经过在光束分光器4与第二半导体激光器12之间的校正透镜7入射物镜1。另外，当第二光盘的会聚光学系统5产生了在实用数值孔径NA2＝0.45的范围内不大于衍射极限的球面象差并且在NA2外的范围内很大时，可以通过校正透镜7来校正当物镜1在垂直于光轴的方向上偏移时的彗形象差。
校正透镜7位于第二光盘2的光路上，由于对第一光盘没有影响，所以即使当要产生上述象差时，对第一光盘也没有坏影响。
以下将描述本发明的一个例子。
(例1)
这个例子是上述第一实施例的光学系统的数据。作为第一光盘，使用DVD(透明底层厚度t1为0.6毫米)并且在第一半导体激光器的波长λ1为650nm的情况下进行记录/重现，作为第二光盘，使用CD/CD-R(透明底层厚度t2为1.2毫米)并且在第二半导体激光器的波长λ2为780nm的情况下进行记录/重现。透镜数据列于表1中，球面数据列于表2中。
在这里，DVD的结构与放大率m为0的传统技术的结构相同，并且它具有使用CD时的特点。因此，省略了对DVD的描述并且只在使用第二光盘时，才将描述DVD。顺便说一句，波长为650nm时物镜焦距是f＝3.5毫米，这在图8中示出了。
顺便提一句，在表1中，两个半导体激光器的发光点被定义为0面，在光束前进方向上，数字i表示光盘的信息记录表面。但是，省掉了半导体激光器的盖玻璃。另外，r表示曲率半径，d表示第i-th表面与第(i+1)-th表面之间的表面间距，n表示折射率。
球面等式基于以下公式。其中，X是光轴方向上的轴线，H是垂直于光轴的轴线，光束前进方向被定义为正，k是锥形系数，Aj是球面系数，Pj是球面指数：
X＝(H2/r)/[1+{1-(1+k)(H/r)2}0.5]+∑AjHPj
表1
    i     R     d     N
 0(发光点)     11.2     1
 1(校正透镜)     -72.899     1.3     1.48616
 2     -6.91     2     1
 3(光束)     ∞     5.5     1.51072
 4     ∞     3     1
 5(孔)     1     1
 6(物镜)     2.077     2.3     1.48616
 7     -6.221     1.68     1
 8(透明底层)     ∞     1.2     1.57079
 9     ∞
表2
    第二表面            K＝0.11349×10
 A1＝0.56916×10-3  P1＝4.0
 A2＝0.16737×10-4  P2＝6.0
 A3＝0.43090×10-6  P3＝8.0
 A4＝0.15141×10-5  P4＝10.0
    第六表面              K＝-0.71605
 A1＝0.26343×10-2  P1＝4.0
 A2＝0.19542×10-3  P2＝6.0
 A3＝0.14818×10-4  P3＝8.0
 A4＝0.14002×10-5  P4＝10.0
    第七表面             K＝-0.24580×102
 A1＝0.51717×10-2  P1＝4.0
 A2＝-0.79229×10-3  P2＝6.0
 A3＝0.82300×10-4  P3＝8.0
 A4＝-0.45680×10-5  P4＝10.0
图2示出了整个会聚光学系统5的球面象差和在本例子中的校正透镜(耦合透镜3)单体的球面象差。如图所示，校正透镜边界临近实用数值孔径NA2＝0.45地改变了球面象差发生量。在光轴附近，球面象差不大于衍射极限，当光束外射时，使光束具有过度的球面象差。在光轴上的且在第二光盘的NA2范围内的剩余球面象差在本例子中是0.003λrms。
图3示出了当孔6和物镜1在本例子中连锁偏移时的彗形象差发生量，可以确认，与传统例子(图8)相比，彗形象差得到了抑制。
当使用DVD时，由于放大率m为0，所以平面波入射物镜。在这种情况下，即使物镜在垂直于光轴的方向上偏移了，结果由于光束没有倾斜地入射物镜，所以没有产生彗形象差。
(例2)
这个例子是上述第二实施例的光学系统的数据。作为第一光盘地使用DVD(透明底层厚度t1为0.6毫米)并且在第一半导体激光器的波长λ1为650nm的情况下进行记录/重现，作为第二光盘地使用CD/CD-R(透明底层厚度t2为1.2毫米)并且在第二半导体激光器的波长λ2为780nm的情况下进行记录/重现。透镜数据列于表3中，球面数据列于表4中。在这里，DVD的结构与放大率m为0时的传统技术的结构相同，并且它具有使用CD时的特点。因此，与例1相同地省略了对DVD的描述，只有在使用第二光盘时，才将描述DVD。
表3
    i     r     d     N
 0(发光点)     6.26     1
 1(校正透镜)     150.6     1.5     1.48616
 2     -19.91     2     1
 3(光束分光器)     ∞     5.5     1.51072
 4     ∞     1.5     1
 5(准直透镜)     138.795     1.8     1.48616
 6     -12.738     3     1
 7(孔)     1     1
 8(物镜)     2.077     2.3     1.48616
 9     -6.221     1.68     1
 10(透明底层)     ∞     1.2     1.57079
 11     ∞
表4
    第一表面  A1＝0.41472×10-2 P1＝4.0
 A2＝0.89551×10-4 P2＝6.0
 A3＝-0.46056×10-4 P3＝8.0
 A4＝0.15970×10-4 P4＝10.0
    第二表面            K＝-0.55213×102
 A1＝0.16484×10-2 P1＝4.0
 A2＝0.17200×10-3 P2＝6.0
 A3＝-0.18329×10-4 P3＝8.0
 A4＝0.36642×10-3 P4＝10.0
    第六表面              K＝-0.66062
    第八表面              K＝-0.71605
 A1＝0.26343×10-2 P1＝4.0
 A2＝0.19542×10-3 P2＝6.0
 A3＝0.14828×10-4 P3＝8.0
 A4＝0.14002×10-5 P4＝10.0
    第九表面           K＝-0.24580×102
 A1＝0.51717×10-2 P1＝4.0
 A2＝-0.79229×10-3 P2＝6.0
 A3＝0.82300×10-4 P3＝8.0
 A4＝-0.45680×10-5 P4＝10.0
图5示出了整个会聚光学系统5的球面象差和本例子中的校正透镜7单体的球面象差。如图所示，校正透镜7边界临近实用数值孔径NA2＝0.45地改变了球面象差发生量。在光轴附近，球面象差不大于衍射极限，当光束外射时，使光束具有过度的球面象差。在光轴上的且在第二光盘的NA2范围内的剩余球面象差在本例子中是0.002λrms。
图6示出了当孔6和物镜1在本例子中连锁偏移时的彗形象差发生量，可以确认，与传统例子(图8)相比，彗形象差得到了抑制。
在以上实施例和例子中，入射物镜的不平行光束象发散光束那样，但是会聚光束的情况下，因物镜偏移产生了彗形象差。在这种情况下，可以通过在实用数值孔径NA2的范围外产生不充分的球面象差来校正彗形象差。
另外，作为以上实施例，示出了可以用一个物镜满足具有不同透明底层厚度的两种光盘的要求的光学拾波器，但只记录/重现一种光盘的不平行光束入射型光学拾波器当然也是有利的。
如上所述，根据本发明，可以提供一种其中由物镜偏移产生的彗形象差得到校正并同时校正了在不平行光束如发散光束或会聚光束入射的会聚光学系统光轴上的球面象差的光学拾波器和校正透镜。确切地说，在用于记录/重现其透明底层厚度不同的光盘的且根据第一光盘和第二光盘改变物镜放大率以便根据底层厚度差异来校正球面象差的光学拾波器中，可以有利地传导光线。
本领域的技术人员可以在不超出本发明范围和精神的情况下对所述实施例进行改动。

Claims (11)

1.一种用于记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，包括：
(a)一个用于发射光束的光源；
(b)一个聚光光学系统，具有一个孔和一个物镜并且它将来自光源的光束会聚在光学信息记录载体上；
(c)一个用于探测该光学信息记录载体的反射光的光测探头；
(d)一个与物镜相关连地驱动物镜和孔的驱动部分；
其中不平行的光线入射物镜，
该聚光光学系统具有一个与物镜和孔相比靠近光源侧的一个校正透镜，
该校正透镜包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统的光轴的第二部分，
经过该校正透镜的第一部分的光束穿过光学信息记录载体的透明底层会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，而经过该校正透镜的第二部分的光束产生了球面象差。
2.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，物镜是一个球面透镜。
3.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，第一部分位于光学信息记录载体的实际数值孔径NA的范围内，而第二部分位于实际数值孔径NA的范围外。
4.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，经过第二部分的光束产生了过度球面象差。
5.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，光源只有一个。
6.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，不平行的光束是发散的光束。
7.如权利要求1所述的光学拾波器，其特征在于，该光学拾波器是一个用于记录/重现具有其厚度为t1的第一透明底层的第一光学信息记录载体、和具有其厚度t2大于厚度t1的第二透明底层的第二光学信息记录载体的光学拾波器，其中该光源具有用于发射具有波长λ1的第一光束、以便记录/重现第一光学信息记录载体的第一光源，和用于发射具有比波长λ1大的波长λ2的第二光束、以便记录/重现第二光学信息记录载体的第二光源；使第一光束穿过第一光学信息记录载体的第一透明底层会聚在第一光学信息记录载体的第一信息记录表面上，从而在第一信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，使经过第一部分的第二光束穿过第二光学信息记录载体的第二透明底层会聚在第二光学信息记录载体的第二信息记录表面上，从而在第一信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，并且穿过第二部分的第二光束产生了球面象差。
8.如权利要求7所述的光学拾波器，其特征在于，第一光束作为平行光束入射物镜，第二光束作为发散光束入射物镜。
9.如权利要求7所述的光学拾波器，其特征在于，第一部分位于第二光学信息记录载体的实际数值孔径NA2的范围内，第二部分位于实际数值孔径NA2的范围外。
10.一种被用于记录/重现光学信息记录载体用光学拾波器中的校正透镜，所述校正透镜包括一个球面，其中该球面具有第一部分和与第一部分相比更远离校正透镜的光轴的第二部分，经过第一部分的光束的球面象差发生量不同于经过第二部分的光束的球面象差发生量。
11.一种用于记录/重现光学信息记录载体的光学拾波器，包括：
(a)一个用于发射光束的光源；
(b)一个聚光光学系统，具有一个孔和一个物镜并且将来自光源的光束会聚在光学信息记录载体上；
(c)一个用于探测光学信息记录载体的反射光的光测探头；
其中记录/重现光学信息记录载体用装置具有一个与物镜相关连地驱动物镜和孔的驱动部分，
不平行的光线入射物镜，
该聚光光学系统具有一个与物镜和孔相比靠近光源侧的一个校正透镜，
该校正透镜包括第一部分和比第一部分更离开聚光光学系统的光轴的第二部分，
经过该校正透镜的第一部分的光束穿过光学信息记录载体透明底层会聚在光学信息记录载体的信息记录表面上，使在信息记录表面上的波前象差不大于0.07λrms，而经过该校正透镜的第二部分的光束产生了球面象差。
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