CN1558406A - 光头装置、使用该装置的光信息装置及光盘记录器 - Google Patents

光头装置、使用该装置的光信息装置及光盘记录器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光头装置及光信息装置和光信息装置的记录再现方法。使用不同波长的光束来进行不同种类的光盘的记录或再现。在使用NA大的物镜来进行高密度光盘的记录或再现的光头装置中，为了也进行DVD等现有型光盘的记录或再现，使用锯齿状全息元件。对于蓝色，将锯齿高度设为光路长度2λ，使用2次衍射光。红色产生1次衍射。设闪光方向为凸透镜型，进行折射透镜的色像差校正。在红外线的激光光源与物镜之间配置中继透镜，从所述红外线的激光光源射出的光束由所述中继透镜大致会聚后，边再次扩散边入射到所述物镜，并由所述物镜，通过经1.2mm的基体材料，在光盘的记录面上聚光成微小斑点。

Description

光头装置、使用该装置的光信息装置及光盘记录器
技术领域
本发明涉及一种例如对记录在光盘等光信息媒体上的信息进行记录、再现或删除的光头装置及光信息装置和光信息装置的记录再现方法、以及应用它们的系统，另外，还涉及用于所述光头装置的物镜、衍射元件和物镜与衍射元件复合而成的复合物镜。
背景技术
使用具有凹坑状图案的光盘作为高密度、大容量的记录媒体的光存储器技术，随着数字音频盘、视频盘、文档文件盘和数据文件与用途的扩展，被实用化。通过会聚成微小的光束，对光盘的信息记录再现根据高的可靠性来首尾较好实现的功能，大体上分为形成衍射界限的微小斑点的聚光功能、光学系统的焦点控制(聚焦伺服)与距离控制、及凹坑信号(信息信号)检测。
近年来，随着光学系统设计技术的进步及作为光源的半导体激光器的短波长化，具有高于以前的高密度存储容量的光盘的开发正在发展。作为高密度化的途径，研究了在光盘上将光束会聚成微小的聚光光学系统，并将光盘侧数值孔径(NA)增大。此时，问题在于光轴倾斜(所谓倾斜度)引起像差的产生量增大。若增大NA，则对倾斜度产生的象素量变大。为了防止这种情况的发生，最好使光盘的基板厚度(基体材料厚度)变薄。
称为光盘第1代的致密盘(CD)使用红外线(波长λ3为780nm-820nm)与NA为0.45的物镜，盘的基体材料厚度为1.2mm。第2代的DVD使用红色线(波长λ2为630nm-680nm、标准波长为650nm)与NA为0.6的物镜，盘的基体材料厚度为0.6mm。并且，第3代的光盘使用蓝色光(波长λ1为390nm-415nm、标准波长为405nm)与NA为0.85的物镜，盘的基体材料厚度为0.1mm。
另外，在本说明书中，所谓基板厚度是指光盘(或信息媒体)中从光束入射的面到信息记录面的厚度。
这样，高密度光盘的基板厚度薄。从经济性、装置的占有空间的角度看，最好可记录再现上述基体材料厚度与记录密度各不相同的多种光盘的光信息装置。因此，必需具备能在基板厚度各不相同的光盘上会聚光束至衍射界限的聚光光学系统的光头装置。
另外，在记录再现较厚基体材料的盘的情况下，因为必需向位于盘表面的里面的记录面聚光光束，所以必需进一步拉长焦距。
为了实现对基板厚度各不相同的多种光盘进行记录再现的光头装置的结构公开于特开平7-98431号公报(图1)(专利文献1)中。将其作为第1现有例，根据图11(a)和图11(b)来说明。40是物镜，41是全息元件。全息元件41由对入射光束44透明的基板形成，其光栅图案为同心圆形。
物镜40的数值孔径NA为0.6以上，如图11(a)所示，将不衍射而透过全息元件41的0次衍射光42在例如0.6mm的基体材料厚度(t2)的光盘10上形成衍射界限的聚光斑点。另外，图11(b)表示可在基板厚度(厚度t1＝1.2mm)的光盘11上将聚光斑点会聚到衍射界限。由全息元件41衍射的+1次衍射光43通过物镜40聚光到光盘11上。这里，实施像差修正，使+1次衍射光43通过厚度t1的基板后会聚到衍射界限。
通过使如此衍射入射光的全息元件41与物镜40组合，实现2焦点透镜，可利用不同次数的衍射光42和43，在基板厚度(t1与t2)各不相同的光盘10和11上分别形成聚光到衍射界限的聚光斑点。另外，与上述相反，还公开了构成全息元件41具有凸透镜作用，对厚度t1的光盘11使用0次衍射光，对厚度t2的光盘10使用+1次衍射光，从而可针对厚度t2的光盘10记录再现时的波长变动降低焦点位置变动。
此外，公开了目的在于使用多种波长的光束来互换再现不同种类光盘的结构。作为第2现有例，在特开平10-334504号公报(第7-9页，图1-图4)(专利文献2)中和ISOM2001TECHNICAL DIGEST会议We-C-05(预稿集30页)(非专利文献1)中公开了使波长选择相位板与物镜组合的结构。用图12与图13来说明非专利文献1中公开的结构。图12表示现有光头装置的示意结构。从具有波长λ1＝405nm的蓝色光源的蓝色光学系统51射出的平行光透过分束器161及波长选择相位板205，由物镜50聚光到基体材料厚度为0.1mm的光盘9(第3代光盘)的信息记录面上。按照相反路径，由红色光学系统52的检测器检测由光盘9反射的光。
物镜50构成为平行光入射时透过基体材料厚度0.1mm后聚光，在记录再现DVD时，由于基体材料厚度不同，产生球面像差。为了校正该球面像差，在从红色光学系统52射出的光束变为发散光的同时，使用波长选择相位板205。若使发散光入射到物镜50，则产生新的球面像差，所以在由该新的球面像差抵消因基体材料厚度不同产生的球面像差的同时，还通过波长选择相位板205来校正波面。
图13(a)和图13(b)中分别示出波长选择相位板205的平面图和测面图。波长选择相位板205在设波长λ1下的折射率为n1、h＝λ1/(n1-1)的情况下，由高度h和高度3h的相位级差205a构成。对于波长λ1的光，由高度h产生的光路径为使用波长λ1，相当于相位差2π，所以与相位差0相同。因此，不对相位分布造成影响，不对光盘9的记录再现造成影响。另一方面，对于波长λ2的光，若设波长λ2下的相位板206的折射率为n2，则产生h/λ2×(n2-1)0.6λ、即不是波长整数倍的光路径。利用该光程差产生的相位差，进行上述的像差校正。
另外，作为第3现有例，公开了机械切换使用多个物镜的结构(例如特开平11-296890号公报(第4-6页，图1)(专利文献3))。
并且，作为第4现有例，公开了兼具配备具有不同曲率半径的反射面的反射镜和弯曲光轴的向上反射镜的结构(例如特开平11-339307号公报(第4-5页，图1)(专利文献4))。
作为第5现有例，公开了与第1现有例一样，使折射型物镜与全息元件组合，利用不同波长光的同次数衍射光产生的色像差，修正基体材料厚度差的结构(例如特开2000-81566号公报(第4-6页，图1、2)(专利文献5))。
说明第63次应用物理学关系联合演讲会演讲预稿集27p-YD-5(2002.9新潟大学)(非专利文献2)，作为第5现有例。分别使用蓝色光源与红色光源的BD与DVD与用图12说明的第2现有例大致一样。用图14来进行说明。从具有波长λ1＝405nm的蓝色光源的蓝色光学系统51射出的平行光透过两个分束器161及波长选择全息元件207，通过物镜50聚光到基体材料厚度为0.1mm的光盘9(第3代光盘)的信息记录面上。按照相反路径，由蓝色光学系统51的检测器来检测由光盘9反射的光。
另外，从波长为λ2＝650nm的红色光源的红色光学系统52射出的发散光由分束器161反射，由物镜50聚光在基体材料厚度为0.6mm的光盘10(第2代光盘：DVD)的信息记录面上。由光盘10反射的光照光相反路径由红色光学系统52的检测器检测。
物镜50形成为在平行光入射时透过基体材料厚度为0.1mm后被聚光，在DVD记录、再现时，由于基体材料厚度不同而产生球面像差。为了校正该球面像差，将从红色光学系统52射出的光束变为发散光。若使发散光入射到物镜50，则产生新的球面像差，所以新的球面像差抵消因基体材料厚度不同而产生的球面像差。
此外，在第5现有例中，从波长为λ3＝785nm的红外线光学系统53射出的平行光由仅在波长λ3具有凹透镜效果的波长选择全息元件207变换为扩散光，校正因光盘11与光盘9的基体材料厚度差引起的球面像差。
专利文献1：特开平7-98431号公报(图1)
专利文献2：特开平10-334504号公报(第7-9页，图1-图4)
专利文献3：特开平11-296890号公报(第4-6页，图1)
专利文献4：特开平11-339307号公报(第4-5页，图1)
专利文献5：特开2000-81566号公报(第4-6页，图1、2)
非专利文献1：ISOM2001TECHNICAL DIGEST会议We-C-05(预稿集30页)
非专利文献2：第63次应用物理学关系联合演讲会演讲预稿集27p-YD-5(2002.9新潟大学)
所述第1现有例提议至少以下3点发明思想。第1，利用全息元件的衍射，实现基体材料厚度不同的光盘的互换，第2，通过改变内外周的设计，形成NA不同的聚光斑点，第3，利用全息元件的衍射，对基体材料厚度不同的光盘，使聚光斑点的焦点位置变化。这些发明思想不限于光源发出的光的波长。
这里，作为第2代光盘的DVD包含两面具有记录面的2层盘。靠近物镜侧的记录面(第1记录面)也必需使光通过离物镜远的面，所以反射率设定在30％左右。但是，该反射率仅对红色光有保证，在其它波长下无保证。因此，为了确实进行DVD的再现，必需使用红色(波长λ＝630nm-680nm)光。另外，在第3代光盘的记录、再现中，为了使聚光斑点足够小，必需使用蓝色(波长λ1＝390nm-415nm)光。这样，尤其是使用红色光与蓝色光来互换各不相同的种类的光盘时，进一步提高光的利用效率的结构未在第1现有例中公开。
另外，在第1现有例中，公开了设全息元件为凸透镜型，利用+1次衍射光，对1种光盘降低磁长变化引起的焦点位置移动的结构，但未公开对两种以上的光盘分别降低波长变化引起的焦点位置移动的结构。
在第2现有例中，使用波长选择相位板作为互换元件。在记录再现基体材料厚度厚的盘时，由于记录面距物镜有基体材料厚度那么远，所以必需延长焦距。焦距虽也可通过互换元件具有透镜功率来延伸，但波长选择相位板中没有透镜功率。另外，如第2现有例所述，若将红色光作为发散光，全部实现该透镜功率，则在物镜为了追踪轨道等而移动时，产生大的像差，产生记录、再现特性恶化的问题。
在第3现有例中，因为切换物镜，所以需要多个物镜，部件个数变多，同时，难以小型化光头装置。另外，就需要切换机构而言，也难以小型化装置。
在第4现有例中，相对反射镜来独立驱动物镜(参照专利文献4的图4-图6)。但是，如上所述，因为由具有曲率半径的反射镜将光束变换为平行光，所以一旦物镜为了控制轨道等而移动时，则物镜相对入射光波面的相对位置变化，产生像差，聚光特性恶化。
另外，反射镜的反射面由具有曲率半径的面、即球面构成，但为了修正基体材料厚度差与波长差，球面是不充分的，不能充分降低5次以上的高次像差。
另外，在第5现有例中，为了再现基体材料厚度为1.2mm的光盘(CD)，使用仅在波长785nm下具有凹透镜效果的波长选择全息元件，但未公开波长选择全息元件的具体结构。另外，就红色光与蓝色光而言，虽然考虑了对某个特定的波长、例如红色光(660nm)与蓝色光(405nm)利用构成波长整数倍(3倍上)的相位的相位级差来构成全息元件，但若仅考虑基于红外线的光盘11的再现来设计波长选择全息元件207，则产生红色光由于温度变化而变为661nm等即使波长稍稍变动也达到数十mλrms的像差。因此，存在不能记录或再现光盘9或光盘10的问题。
发明内容
因此，在本发明中，鉴于上述问题，其目的在于具有高的光利用效率且使用单个物镜来实现基体材料厚度为1.2mm、对应波长λ3(标准约为790nm)的光盘(CD)、基体材料厚度为0.6mm、对应波长λ2(标准约为650nm)的光盘(DVD)、与基体材料厚度为0.1mm、对应波长λ1(标准约为405nm)的光盘(蓝色光盘)之间的互换再现和互换记录。
本发明的光头装置，具备
射出蓝色光束的蓝色激光光源；
射出红外线光束的红外线激光光源；
物镜，接受从所述蓝色激光光源与所述红外线激光光源射出的光束，在光盘的记录面上聚光成微小斑点；和
光检测器，形成光检测部，接受在所述光盘的记录面上反射的光束，对应于该光量来输出电信号，
由所述物镜将从所述蓝色激光光源射出的交束通过约0.1mm或更薄的基体材料，在光盘的记录面上聚光成微小斑点，其特征在于：
在所述红外线激光光源与所述物镜之间配置中继透镜，
从所述红外线激光光源射出的所述红外线光束在由所述中继透镜大致会聚后，边再次扩散边入射到所述物镜，利用所述物镜通过约1.2mm的基体材料，在光盘的记录面上聚光成微小斑点。
本发明的光信息装置，具备：
光头装置；
旋转光盘的电机；和
电路，接受从所述光头装置得到的信号，根据所述信号来控制和驱动所述电机与所述光头装置的物镜及激光光源，其特征在于：
所述光头装置是权利要求11所述的光头装置。
本发明的计算机，具备：
光信息装置；
输入信息用的输入装置或输入端子；
根据从所述输入装置输入的信息或从所述光信息装置再现的信息来进行运算的运算装置；和
输出装置或输出端子，显示或输出从所述输入装置输入的信息或从所述光信息装置再现的信息、或由所述运算装置运算的结果，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
本发明的光盘播放器，具有：
光信息装置；和
将从所述光信息装置得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的解码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
本发明的汽车导航系统，具有：
光信息装置；和
将从所述光信息装置得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的解码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
本发明的光盘记录器，具有：
光信息装置；和
将图像信息变换为由所述光信息装置记录的信息的从图像到信息的编码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
本发明的光盘服务器，具有：
光信息装置；和
进行与外部交换信息的输入输出端子，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
发明效果
根据本发明，可具有高的光利用效率且使用单个物镜来实现基体材料厚度为1.2mm、对应波长λ3(标准约为790nm)的光盘(CD)、基体材料厚度为0.6mm、对应波长λ2(标准约为650nm)的光盘(DVD)、与基体材料厚度为0.1mm、对应波长λ1(标准约为405nm)的光盘(蓝色光盘)之间的互换再现和互换记录。
附图说明
图1是根据本发明实施形态1的光头装置的示意截面图。
图2是根据本发明实施形态1的主要部分示意截面图。
图3(a)是根据本发明实施形态1的主要部分示意平面图，(b)是其截面图。
图4(a)是根据本发明实施形态1的主要部分示意平面图，(b)和(c)是根据实施形态1的相位变化的说明图。
图5(a)是说明根据本发明实施形态1的主要部分的示意截面图，(b)是表示根据实施形态1的相位级差的结构的平面图，(c)是其截面图。
图6是根据本发明实施形态2的光信息装置的结构框图。
图7是表示根据本发明实施形态3的计算机的结构示意斜视图。
图8是表示根据本发明实施形态4的光盘播放器和汽车导航系统的结构的示意斜视图。
图9是表示根据本发明实施形态5的光盘记录器的结构的示意斜视图。
图10是表示根据本发明实施形态6的光盘服务器的结构的示意斜视图。
图11(a)和(b)是表示现有光头装置的主要部分结构的示意截面图。
图12是现有的其它光头装置的示意截面图。
图13(a)是表示现有的再一光头装置的主要部分结构的示意平面图，(b)是其截面图。
图14是现有再一光头装置的示意截面图。
具体实施方式
下面，参照图3-图12来说明本发明的实施形态。
(实施形态1)
图1是表示本发明实施形态1的光头装置的线图说明图。图1中，1是射出波长λ1(390nm-415nm：标准约为405nm，所以下面统称390nm-415nm的波长为405nm)的激光的激光光源，20是射出波长λ2(630nm-680nm：标准多使用660nm，所以下面统称630nm-680nm的波长为660nm)的激光的激光光源，23是将射出波长λ3(770nm-810nm：标准多使用790nm，所以下面统称770nm-810nm的波长为790nm)的半导体激光光源、光检测器、与全息元件(hologram)激光混合一体集成化的红外线激光与全息元件及光检测器(下面称为红外线单元)，14是物镜，24是在将从红外线单元23射出的红外线大致会聚后导向物镜14、使之再次会聚在光盘11的信息记录面上的中继透镜，8是准直透镜(第1凸透镜)。12是将光轴弯曲的向上反射镜。9是第3代光盘，基体材料厚度t1约为0.1mm(下面将0.06mm-0.11mm的基体材料厚度称为约0.1mm)或更薄的基体材料厚度，由波长λ1的光束来记录再现。10是DVD等第2代光盘，基体材料厚度t2约为0.6mm(下面将0.54mm-0.65mm的基体材料厚度称为约0.6mm)，由波长λ2的光束来记录再现。11是CD等第1代光盘，基体材料厚度t3约为1.2mm，由波长λ3的光束来记录再现。光盘9、10和11仅图示了从光的入射面到记录面的基体材料。实际上，为了增强机械强度，将外形厚度形成1.2mm，与保护板贴合。例如，光盘10与厚度为0.6mm的保护材料贴合。光盘9与厚度为1.1mm的保护材料贴合。在本发明的附图中，为了简化，省略保护材料。
激光光源1、20最好通过设为半导体激光光源，来将光头装置及使用该光头装置的光信息装置变为小型、轻量、低功耗。
在进行记录密度最高的光盘9的记录再现时，从激光光源1射出的波长λ1的蓝色光束61由分束器4反射，由1/4波长板5变为圆偏振光。1/4波长板5设计成对波长λ1、波长λ2两者用作1/4波长板。由准直透镜8变为大致平行光，再由向上反射镜12弯曲光轴，通过光盘9的厚度约为0.1mm的基体材料，经全息元件(衍射型光学元件)13与物镜14聚光到信息记录面91(参照图2)。
由信息记录面91反射的蓝色光束61逆着原来的光路(回路)，由1/4波长板5变为与初始成直角方向的直线偏振光，大致全部透过分束器4，由分束器16全反射，由检测全息元件31衍射，入射到光检测器3。通过运算光检测器33的输出，得到用于焦点控制和跟踪控制的伺服信号及信息信号。另外，虽未图示，但也可在光检测器33之前还配置检测透镜，使伺服信号特性成为所需的特性。
如上所述，分束器4是偏振光分离膜，对于波长λ1的光束，全反射单方向的直线偏振光，全透过与其成直角方向的直线偏振光。并且，如后所述，对于波长λ2的光束，全透过从红色激光器20射出的红色光束62。这样，分光器4是在具有偏振光特性的同时还具有波长选择性的光路分支元件。
接着，在进行光盘10的记录或再现时，从红色激光器20射出的大致直线偏振光中波长λ2的光束62透过分束器16与分束器4，由准直透镜8变为大致平行光，并且由向上反射镜12弯曲光轴，通过光盘10的厚度大约为0.6mm的基体材料，经全息元件13与物镜14聚光到信息记录面101(参照图2)上。
由信息记录面101反射的光束62也逆着原来的光路(回路)，大致全部透过分束器4，由分束器16全反射，由检测全息元件31衍射，入射到光检测器3。通过运算光检测器33的输出，得到用于焦点控制和跟踪控制的伺服信号及信息信号。为了这样从共同的光检测器33得到光盘9与10的伺服信号，将蓝色激光器1与红色激光器20的发光点配置成相对物镜14侧的共同位置处于成像关系。由此，可减少检测器的数量以及布线数。
分束器16是偏振光分离膜，对于波长λ2，全透过单方向的直线偏振光，全反射与其成直角方向的直线偏振光。并且，对于波长λ1的光束，全反射蓝色光束61。这样，分光器16也是在具有偏振光特性的同时还具有波长选择性的光路分支元件。
这里，用图2与图3(a)、图3(b)与图4(a)-图4(c)来说明作为全息元件13与物镜14的变形例的全息元件134和物镜144的动作与结构。
图2中，134是全息元件(hologram)。全息元件134衍射波长λ1的蓝色光束61，起到凸透镜作用，并如后所述，对波长λ2的光衍射，起到比对蓝色光束的凸透镜作用弱的凸透镜作用。这里，将起到凸透镜作用的最低次衍射定义为+1次衍射。在本实施形态中，设计成+2次衍射对蓝色光束作用最强。此时，+1次衍射对红色光束作用最强。此时，尽管红色光束的波长比蓝色光束长，但红色光束在全息元件134上各点的衍射角度比蓝色光束小。即，全息元件134在衍射波长λ1的蓝色光束61时的凸透镜作用比对波长λ2的光起到的凸透镜作用强。换言之，红色光束虽然因全息元件134而受到凸透镜作用，但以蓝色光束受到的作用为基准，则相对地由于衍射而受到凹透镜作用。
设计物镜144，使波长λ1的蓝色光束因全息元件134而被+2次衍射并受到凸透镜作用后，进而被会聚，通过光盘9的基体材料厚度t1后，聚光到记录面91上。
下面详细说明用红色光束62来进行光盘10的记录、再现时的全息元件134的工作。全息元件134对波长λ2的光(虚线：红色光束62)进行+1次衍射，起到凸透镜作用。之后，通过光盘10的厚度约为0.6mm的基体材料，由物镜144将红色光束62聚光到信息记录面101上。这里，盘10从其光入射面到信息记录面101的基体材料厚为0.6mm，所以必需将焦点位置比记录再现基板材料厚度为0.1mm的光盘9时的焦点位置还远离物镜144。如图2所示，通过波面变换，将蓝色光束61变为会聚光，使红色光束62的会聚率比蓝色光束61的会聚率慢，由此可实现该焦点位置的修正与基于基体材料厚度的球面像差的修正。
波长λ1的蓝色光束61与波长λ2的红色光束62都通过全息元件134变换波面。因此，若全息元件134与物镜144之间的相对位置存在误差，则原来设计的波面不会入射到物镜144，所以入射到光盘9或光盘10的波面中产生像差，聚光特性恶化。因此，最好一体固定全息元件134与物镜144，并在焦点控制和跟踪控制时，由共同的驱动器15(图1)来一体驱动。
另外，最好通过将全息元件134直接形成于物镜144的表面上来削减部件个数。
图3(a)和图3(b)示出全息元件134。图3(a)是平面图，图3(b)是与图2一样的断面图。全息元件134的内外周交界134A的内侧(内周部134C)与外侧(内外周交界134A与有效范围134D之间的外周部134B)各不相同。内周部134C是包含全息元件134与光轴的交点、即中心的区域。内周部134C的区域在使用红色光束62来进行光盘10的记录、再现时、及使用蓝色光束61进行光盘9的记录、再现时使用。因此，内周部134C的衍射栅格、与从这里衍射的红色光束62通过的物镜144的部分，被设计成蓝色光束61的+2次衍射光被聚光到光盘9上，红色光束62的+1次衍射光被聚光到光盘10上。对于外周部134B而言，由蓝色光束61记录、再现光盘9时的数值孔径NAb必需比由红色光束62记录再现光盘10时的数值孔径NAr大(NAb＞NAr)。因此，在分别对对应的光盘9与10聚光红色光束62与蓝色光束61的内周部134C的周围，仅对光盘9聚光蓝色光束61的+2次衍射光。另外，必需设置外周部134B和与之对应的物镜144的外周部，以使红色光束62的+1次衍射光对光盘10具有像差。即，虽未图示，但物镜144也与全息元件134一样，最好进行因内外周而不同的设计。由此，可实现最佳的NA、即，NAb＞NAr。
图4(a)-图4(c)是说明全息元件134的全息元件栅格的一周期(p4)间的截面的图。图4(a)表示物理形状。将这种碎齿形状称为锯齿状。另外，为了表示斜面的方向，将图4(a)的形状表现为基体材料在左侧具有斜面的形状。按照这种称呼，将图3(b)的全息元件134的截面形状表现为基体材料在外周侧具有斜面的锯齿形状。图4(b)表示对蓝色光的相位调制量。图4(c)表示对红色光的相位调制量。
图4(a)中，纵向表示锯齿状栅格的深度。nb是全息元件134对蓝色光束61的材料的折射率。若使全息元件134的材料为例如作为玻璃材料之一的BK7，则nb＝1.5302。
锯齿状栅格的深度对于蓝色光束61，光程差约为2波长，即，相位差为约4π的量。深度h1为
h1＝λ1/(nb-1)×2＝1.53μm
因为基于该形状的相对蓝色光束61的相位调制量在栅格的一周期中进行4π(＝2π×2)变化，所以+2次衍射光强度最大，在数量计算上为100％的衍射效率。
另一方面，若设全息元件134相对红色光束62的材料的折射率为nr，则在全息元件134的材料为BK7的情况下，因为nr＝1.5142，所以因级差h1而在红色光束62中产生的光程差为h1×(nr-1)/λ1＝1.19，即，为波长的约1.2倍，相位调制量为约2.4π。因此，+1次衍射光强度最强，计算上的衍射效率约为80％。
这样，如图4(a)所示，若设栅格一周期的形状为深度为h1的锯齿状的截面形状，则蓝色光束61如上所述，+2次衍射最强，所以决定衍射角度的栅格周期实质为p4/2，相位变化与图4(b)相等。另外，对于红色光束62而言，+1次衍射最强，所以决定衍射角度的栅格周期实质为p4。
再用图1来说明记录或再现基体材料厚度为1.2mm、对应波长λ3(标准约为790nm)的光盘(CD)的光学结构。从红外线单元23射出的红外线光束25由凸型中继透镜24暂时大致会聚。之后，由全息元件13与物镜14再次将又变宽的红外线光束25会聚到光盘11的信息记录面上。
光盘11的基体材料厚度约为1.2mm，与光盘9的基体材料厚度0.1mm相比，厚1.1mm，所以使相应地应会聚的焦点远离物镜14有1.1mm。如上所述，因为暂时由中继透镜24大致会聚红外线光束25，所以通过将又变宽的光入射到物镜14，可使应会聚到光盘11的记录面上的焦点远离透镜。
为了合成和分支红色光束62与蓝色光束61的光路、与红外线光束25的光路而插入分色镜26。分色镜26中使用红色光束62与蓝色光束61透过、红外线光束25反射的反射镜。通过在玻璃上形成电介质薄膜来实现分色镜26。最好插入分色镜26的位置为蓝色光束61和红色光束62大致变为平行光的位置。并且通过使分色镜26的形状变为平行平板，可不对蓝色光束61和红色光束62产生像差。但是，若如后所述沿光轴方向移动准直透镜8，则蓝色光束61和红色光束62变得不平行。此时，由于分色镜26而产生象散，但通过使分色镜26的厚度薄到1mm以下、最好为0.5mm以下，可减小到可忽视上述象散的程度(5mλrms以下)。
向上反射镜12沿纸面的垂直方向弯曲光路，但为了容易说明，图1中描绘成向图1的上方弯曲。实际上，改变90度方向后配置，沿纸面的垂直方向弯曲光轴，物镜14也配置成光轴变为纸面的垂直方向。
为了容易理解透镜的作用，图5中省略反射镜。物镜14与中继透镜24的光束通过的部分为旋转对称形状。将该对称轴定义成各自的光轴。图5中，将中继透镜24的光轴与透镜14的光轴一致时设为标准状态，形成中继透镜24。此时，将红外线光束形成于光盘11上的聚光斑点的NA变为0.45-0.55的中继透镜24的区域称为最小有效直径。另外，将最小有效直径的外侧称为外周部。中继透镜24的外周部形成为对会聚点6产生球面像差。
为了记录或再现基体材料厚度为1.2mm、对应波长λ3(标准约为790nm)的光盘(CD)，如上所述暂时会聚红外线光束25，再次变为扩散光后入射到物镜14。因此，若物镜14为了轨道追踪等而移动时，变为轴外光，产生像差(轴外像差)。当透镜位移时，通过中继透镜24外周部分的光入射到物镜14，所以由附加于该中继透镜24外周部分的球面像差抵消轴外像差，可得到可保持良好的聚光特性的效果。
另外，作为记录、再现CD时的跟踪错误信号检测方式，最好使用3束法和差动推挽法(DPP)。为了检测这些伺服信号，在红外线单元23的全息元件中形成3束产生用的衍射栅格。由红外线单元23内的光检测器感光产生的衍射光在光盘11的记录面上反射后返回的光。这里，当从3束产生用衍射栅格产生衍射光时，由于光轴弯曲，所以物镜14产生轴外像差。因此，中继透镜24同与红外线光束的发光点相反侧的会聚点26之间的距离f2比中继透镜24与红外线光束的发光点之间的距离f1短。从而，可减小未衍射的光的会聚点26与衍射光的会聚位置之间的差，可减小衍射光入射到物镜14的角度。由此，可得到可降低衍射光的轴外像差的效果。
本实施形态所示的、利用具有对蓝色光束61产生波长的2倍的光程差、引起+2次衍射的深度的锯齿状截面形状的全息元件、通过红色光束62的+1次衍射光来实现不同种盘的互换的概念，在以前例举的任一现有例中都未公开。另外，具有对蓝色光束61产生波长的2倍的光程差、引起+2次衍射的深度的锯齿状截面形状的全息元件具有以下效果，即对红外线光束25产生波长1倍的光程差，高效衍射+1次衍射光，光的损失少。
另外，尽可能使用中继透镜24来进行基于红外线光束25的CD的记录、再现与通过蓝色光束61来进行基体材料厚度为0.1mm的高密度光盘的记录、再现的结构。在不必基于红色光束62的DVD再现、记录的情况下，也可省略全息元件13，或用作色像差校正来最佳设计。色像差校正用的全息元件13通过设计成对蓝色光束61衍射2次衍射光，红外线光束25也将光量集中到+1次衍射光，提高光的利用效率。
在本实施形态中，通过上述新的结构，即使对蓝色光束与红色光束任一个，全息元件134都具有凸透镜作用。全息元件134的衍射作用中色分散的方向与折射作用的方向相反，所以在与作为折射型凸透镜的物镜144组合时，分出对数nm以内的波长变化的色像差，可抵消并降低焦距的波长依赖性。
因此，具有如下显著效果，即仅由全息元件134来一举解决不同种盘的互换、色像差校正与焦点位置校正等3个问题。
并且，具有如下显著效果，即不对基于红色光束62和蓝色光束61的光盘的记录、再现造成像差恶化等坏影响，可实现基于红外线光束25的CD的记录、再现。
并且，作为光头装置的整体结构，示出下述附加的有效结构例。下述对本申请的实施形态全部有效。但是，本实施形态的要点在于使用实现光盘9与光盘11之间的互换再现、记录的中继透镜24、使用实现光盘9与光盘10之间的互换再现、记录的全息元件13(在本实施例中为134)、和组合使用物镜14(144)，此外说明的结构包含下述，即使在已说明的结构中，分束器和检测全息元件也不是必需的，作为最佳结构，也可适当使用具有各效果的此外的结构。
图1中，通过在从蓝色激光器1到分束器4之间配置3束栅格(衍射元件)3，也可通过广泛知道的差动推挽法(DPP)来检测光盘9的跟踪错误信号。
图5(b)和图5(c)是说明根据实施形态1的光头装置中设置的相位板35的结构的平面图和截面图。在图1所示全息元件13与向上反射镜12之间设置相位板35。
在形成板状形状的相位板35上形成级差为ha的相位级差35A。若设构成相位级差35A的基体材料对波长λ1(例如405nm)的折射率为nb，则级差ha由下述(式1)表示。
ha＝5×λ1/(nb-1)…(式1)
如(式1)所示，1级的级差ha对波长λ1的光产生波长λ1的5倍光路长的差。换言之，设定级差ha，以产生10π弧度相位差。
例如，若构成相位级差35A的基体材料是种类被称为BK7的玻璃，则当波长λ1＝405nm时，折射率nb＝1.5302，由(式1)，得
ha＝3819nm…(式2)
若例如波长λ2＝655nm的红色光束入射到形成这种级差ha的相位级差35A的相位板35，则由于BK7对波长λ2＝655nm的折射率nr为1.5144，所以产生的光路长之差L为
L＝ha×(nr-1)≈3×λ2…(式3)
即，相对蓝色光束产生波长5倍的光程差的级差，相对红色光束产生波长3倍的光程差。这种波长的整数倍的光程差产生的相位变化量是2π径向的整数倍(对于λ1＝405nm为10π弧度，对于λ2＝655nm为6π弧度)，所以实质上不产生相位差。因此，对于λ1和λ2的基准波长不产生波面变化。
但是，若使红外线波长λ3(770nm＜λ3＜830nm)的光入射到相位级差35A，则级差ha对红外线光束产生波长的约2.5倍的光路径。因此，由于该2.5倍的小数点以下的部分、即波长的约0.5倍的光程差而可以产生约π的相位差。利用该相位差，可附加如下功能，变换红外线光束的波面，校正基体材料厚度引起的球面像差，延长焦距。由此，可延伸物镜与光盘间的距离。并且，因为可设计中继透镜使发散角度减小，所以可容易制作中继透镜。
另外，将垂直于光轴的两个方向设定为x方向与y方向时，通过在从蓝色激光器1从到分束器4之间再配置例如仅扩大x方向的光束整形元件2，可使蓝色光束61的远视野图像接近以光轴为中心接近点对称系统的强度分布。因此，可实现光的利用效率的提高。光束整形元件2也可使用双面圆柱透镜等来构成。
通过在从红色激光器20到分束器16之间还配置3束栅格(衍射元件)22，可通过已知的差动推挽法(DPP)来检测光盘10的跟踪错误信号。
另外，通过沿光轴方向(图1的左右方向)移动准直透镜8使光束的平行度变化也是有效的。若存在基体材料厚度的误差，或光盘9为2层盘时层间厚度引起的基体材料厚度时，产生球面像差，但通过如此沿光轴方向移动准直透镜8，可校正该球面像差。
基于这样将准直透镜8移动的球面像差的校正，在聚光光对光盘的NA为0.85的情况下为数100mλ左右，可校正±30μm的基体材料厚度。但是，因为必需使用对应于基体材料厚度为0.1mm的物镜14来在进行DVD的记录、再现时将基体材料厚度差补偿到0.5mm以上，所以仅移动准直透镜8，其球面像差校正能力不足。因此，需要基于全息元件13(作为一例为134)的波面变换。但是，在使用红色光束62来进行光盘10的记录、再现时，通过向图1的左侧、即靠近红色激光器20的一侧移动准直透镜8，将向着物镜14的红色光束62变为发散光，使对光盘10的聚光光斑更远离物镜14，同时，校正基于基体材料厚度的像差的一部分，降低对全息元件13求出的像差校正量，扩大全息元件间距，可容易制成全息元件13。
分束器4使从蓝色激光器1射出的直线偏振光的光部分(例如10％左右)透过，透过的光进而由聚光透镜6导向光检测器7时，使用从光检测器7得到的信号来监视蓝色激光器1的发光光量变化，并且反馈该光量变化，进行将蓝色激光器1的发光光量保持在一定的控制。
另外，分束器4使从红色激光器20射出的直线偏振光的光部分(例如10％左右)反射，反射的光束进而由聚光透镜6导向光检测器7时，使用从光检测器7得到的信号来监视红色激光器20的发光光量变化，并且反馈该光量变化，进行将红色激光器20的发光光量保持在一定的控制。
如上所述可知，在实施形态1中，因为由中继透镜来大致会聚红外线，所以通过将又变宽的光入射到物镜，可使应会聚到基体材料厚度为1.2mm的光盘记录面上的焦点更远离透镜。另外，可校正基体材料厚度差引起的球面像差。并且，最好插入为了合成或分支红色光与蓝色光的光路同红外线光路而插入的分色镜的位置为蓝色光或红色光变为大致平行光的位置。通过将形状变为平行平板，可不对蓝色光、红色光产生像差。但是，若沿光轴方向移动准直透镜，则蓝色光、红色光变得不平行。此时，由于分色镜而产生象散，通过将分色镜的厚度变薄到1mm以下、最好为0.5mm以下，可减小到可忽视上述非点象散的程度。
并且全息元件衍射波长λ1的蓝色光束，起到凸透镜作用，对波长λ2的光衍射，起到比蓝色光束弱的凸透镜作用。若将起到凸透镜作用的最低次衍射定义为+1次衍射，则+2次衍射对蓝色光束作用最强。此时，+1次衍射对红色光束作用最强。
无论红色光束的波长是否比蓝色光束长，衍射角度都变小，衍射蓝色光束时的凸透镜作用比对波长λ2的光起到的凸透镜作用强。换言之，红色光束仅仅因全息元件而受到凸透镜作用，若以蓝色光束受到的作用为基准，则相对地由于衍射而受到凹透镜作用。通过这种波面变换，将蓝色光束变为会聚光，使红色光束62的会聚率比蓝色光束的会聚率慢，由此可实现焦点位置校正与基于基体材料厚度差的球面像差的校正。
设全息元件为锯齿状栅格，锯齿状栅格的深度相对蓝色光束，光程差约为2波长，即相位差为约4π的量。基于该形状的相对蓝色光的相位调制量在栅格的一周期中进行4π(＝2π×2)变化，所以+2次衍射光强度最大，比例计算上为100％的衍射效率。另一方面，在红色光束中产生的光程差为波长的约1.2倍，+1次衍射光强度最强，计算上的衍射效率约为80％。
通过由蓝色光束的+2次衍射光与红色光束的+1次衍射光实现不同种类的盘的互换的新的结构，全息元件对蓝色光束、红色光束任一都具有凸透镜作用，衍射作用中色分散与折射作用方向相反，所以在与作为折射型凸透镜的物镜组合时，分出对数nm以内的波长变化的色像差，可抵消并降低焦距的波长依赖性。
因此，具有如下显著效果，即仅由1个全息元件来一举解决不同种盘的互换、色像差校正与焦点位置校正等3个问题。
另外，高NA的透镜的制作难易度高，但通过全息元件具有凸透镜作用，可缓和组合折射型物镜的制作难易度。
在本申请中，除上述效果外，还公开了以下附加的期望结构。
最好由支撑体一体固定全息元件与物镜，或通过在物镜表面上直接形成全息元件，在焦点控制或跟踪控制时，由共同的驱动部件来一体驱动，可防止全息元件与物镜的相位错位引起的像差增大。
并且，通过在从蓝色激光器到分束器之间还配置3束栅格(衍射元件)，可通过广泛知道的差动推挽法(DPP)来检测光盘的跟踪错误信号。
并且，通过在从红色激光器到分束器之间还配置3束栅格(衍射元件)，可通过广泛知道的差动推挽法(DPP)来检测DVD等光盘的跟踪错误信号。
另外，通过沿光轴方向移动准直透镜使光束的平行度变化也是有效的。若存在基体材料厚度的误差与光盘为2层盘时层间厚度引起的基体材料厚度时，产生球面像差，但通过如此沿光轴方向移动准直透镜，可校正该球面像差。
将指向物镜的红色光束变为发散光，对DVD等光盘的聚光光斑更远离物镜，同时，校正基于基体材料厚度的像差的一部分，降低对全息元件求出的像差校正量，扩大全息元件间距，可容易制成全息元件。
构成分束器，使从蓝色激光器射出的直线偏振光的光部分(例如10％左右)透过，透过的光进而由聚光透镜导向光检测器7时，使用从光检测器7得到的信号来监视蓝色激光器的发光光量变化，并且反馈该光量变化，进行将蓝色激光器的发光光量保持在一定的控制。
(实施形态2)
图6示出使用本发明的光头装置的光信息装置67的实施例。图6中，光盘9(或10或11，以下相同)被装在转台82上，由电机64旋转。光头装置的驱动装置51粗略移动上述实施形态1所示光头装置55，以移动到光盘9中期望的信息存在的轨道上。
光头装置55对应于与光盘9的位置关系，向电路53发送聚焦错误(焦点误差)信号和跟踪错误信号。电路53对应于该信号，向光头装置55发送使物镜微动的信号。通过该信号，光头装置55对光盘9进行聚焦控制与跟踪控制，光头装置55进行信息的读出或写入(记录)或删除。
根据实施形态2的光信息装置67使用实施形态1中所述的光头装置来作为光头装置55，所以可由单个光头装置来对应于记录密度各不相同的多种光盘。
(实施形态3)
示出具备实施形态2所述的光信息装置67的实施形态3的计算机100。
具备上述实施形态2的光信息装置67、或采用上述记录、再现方法的计算机、光盘播放器和光盘记录器可稳定记录可再现种类不同的光盘，所以具有可广泛使用的效果。
图7中，构成计算机100，该计算机具备所述实施形态2的光信息装置67、进行信息输入的键盘或鼠标、触板等输入装置65、根据从输入装置65输入的信息和从光信息装置67读出的信息等进行运算的中央运算装置(CPU)等运算装置64、和显示由运算装置64运算的结果等信息的显象管或液晶装置、打印机等输出装置81。
(实施形态4)
用图8示出具备实施形态2所述的光信息装置67的光盘播放器121的实施形态。
图8中，构成光盘播放器121，该光盘播放器121具有所述实施形态2中所述的光信息装置67、和将从光信息装置67得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的变换装置(例如解码器66)。另外，本结构也可用作汽车导航系统。另外，也可附加液晶监视器等的显示装置120。
(实施形态5)
下面示出具备实施形态2所述的光信息装置67的光盘记录器110的实施形态。
用图9来说明实施形态5。9中，构成光盘记录器110，该光盘记录器110具有实施形态2的光信息装置67、和将图像信息变换为由光信息装置67记录到光盘上的信息的从图像到信息的变换装置(例如编码器68)。最好通过还具有将从光信息装置67得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的变换装置(解码器66)，也可再现已记录的部分。也可具备显示信息的显象管或液晶装置、打印机等输出装置81。
(实施形态6)
用图10来说明实施形态6。图10中，光信息装置67是实施形态2中所述的光信息装置。另外，输入输出端子69是读取记录在光信息装置67中的信息、或将由光信息装置67读出的信息输出到外部的有线或无线输入输出端子。由此，可与网络、即多个设备、例如计算机、电话、电视调谐器等交换信息，并用作这些多个设备共有的信息服务器(光盘服务器)。因为可稳定记录或再现不同种类的光盘，所以具有可广泛使用的效果。也可具备显示信息的显象管或液晶装置、打印机等输出装置81。
通过还具备使多种光盘出入光信息装置67的交换器131，可得到可记录、存储大量信息的效果。
另外，上述实施形态3-6中，在图7-图10中示出输出装置81或液晶监视器120，但也可得到具备输出端子、不具备输出装置81或液晶监视器120的设为单独部件商品形态。另外，图8与图9中未示出输入装置，但也可以是具备键盘或触板、鼠标、摇控器装置等输入装置的商品形态。相反，上述实施形态5-6中，将输入装置作为单独部件，仅具有输入端子的形态也是可能的。
在上述实施形态2中，因为使用实施形态1中所述的光头装置作为光头装置，所以具有由单个光头装置来对应于记录密度各不相同的多个光盘的效果。
并且，实施形态3-6中，具备上述实施形态2的光信息装置或采用上述记录、再现方法的计算机、光盘播放器、光盘记录器、光盘服务器、汽车导航系统可稳定记录或再现不同种类的光盘，所以具有可广泛使用的效果。
产业上的可利用性
本发明涉及例如存储在光盘等光信息媒体上的信息的记录、再现或删除的光头装置及光信息装置和光信息装置的记录再现方法以及应用它们的系统，另外，涉及用于所述光头装置的物镜或衍射元件和物镜与衍射元件复合而成的物镜。

Claims (22)

1、一种光头装置，具备
射出蓝色光束的蓝色激光光源；
射出红外线光束的红外线激光光源；
物镜，接受从所述蓝色激光光源与所述红外线激光光源射出的光束，在光盘的记录面上聚光成微小斑点；和
光检测器，形成光检测部，接受在所述光盘的记录面上反射的光束，对应于该光量来输出电信号，
由所述物镜将从所述蓝色激光光源射出的光束通过约0.1mm或更薄的基体材料，在光盘的记录面上聚光成微小斑点，其特征在于：
在所述红外线激光光源与所述物镜之间配置中继透镜，
从所述红外线激光光源射出的所述红外线光束在由所述中继透镜大致会聚后，边再次扩散边入射到所述物镜，利用所述物镜通过约1.2mm的基体材料，在光盘的记录面上聚光成微小斑点。
2、根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于：
所述中继透镜向离开光轴的外周部附加球面像差来构成，并通过所述球面像差来校正轴外像差。
3、根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于：
所述中继透镜与在所述红外线光束的发光点相反侧的会聚点之间的距离，比所述中继透镜与所述红外线光束的发光点之间的距离短。
4、根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于：
在所述中继透镜与所述物镜之间还具备分色元件，分离所述红外线光束与较短波长的光束。
5、根据权利要求4所述的光头装置，其特征在于：
在配置于所述中继透镜与所述物镜之间的所述分色元件中设置的平行平板表面上，形成分离所述红外线光束与较短波长的光束的分色膜。
6、根据权利要求5所述的光头装置，其特征在于：
所述平行平板的厚度为1mm以下。
7、根据权利要求4所述的光头装置，其特征在于：
所述分色元件被配置在所述蓝色光束大致成为平行光束的位置上。
8、根据权利要求1所述的光头装置，其特征在于：
在所述物镜与所述蓝色激光光源之间还具备全息元件，
位于所述全息元件的至少部分区域内的光栅截面形状为锯齿状截面形状，所述锯齿状截面形状的深度为h1，所述h1是对波长λ1为390-415nm的第一光束提供约2波长的光程差的深度，在通过基体材料厚度为0.1mm以下(t1)的基体材料聚光所述第一光束的情况下，通过将所述全息元件形成凸透镜型，以通过所述全息元件受到凸透镜作用，降低所述波长λ1变化数nm左右时的焦距的变化。
9、根据权利要求8所述的光头装置，其特征在于：
还具备射出波长λ2为630nm-680nm的第2光束的第2光源，
从所述全息元件对所述第2光束产生最强的+1次衍射光，
第一光束的+2次衍射光通过基体材料厚度为t1的基体材料后聚光，通过所述全息元件的内周部分的第二光束的+1次衍射光通过基体材料厚度为t2的基体材料聚光，其中t1＜t2。
10、根据权利要求9所述的光头装置，其特征在于：
通过所述全息元件的外周部分的所述第2光束的+1次衍射光在通过基体材料厚度为t2的基体材料时具有像差，不被聚光。
11、根据权利要求9所述的光头装置，其特征在于：
在通过基体材料厚度为t1的基体材料聚光所述第一光束的情况下，
与通过基体材料厚度为t2的基体材料对通过所述全息元件的内周部分的第二光束进行聚光的情况相比，使所述全息元件的凸透镜作用增大，或
与通过基体材料厚度为t1的基体材料对所述第一光束进行聚光的情况相比，使通过基体材料厚度为t2的基体材料来对通过所述全息元件的内周部分的第二光束聚光的情况下的所述全息元件的凸透镜作用减小，由此使光盘侧的焦点位置离开复合物镜，
其中，t1＜t2。
12、根据权利要求9所述的光头装置，其特征在于：
当通过基体材料厚度为t2的基体材料在光盘的记录面上对所述第二光束进行聚光时，将从所述第2光源射出的所述第二光束大致变为平行光的准直透镜靠近所述第2光源侧，稍稍变为扩散光后，入射到所述物镜，由此使所述光盘侧的焦点位置离开复合物镜。
13、根据权利要求9所述的光头装置，其特征在于：
还具备相位级差，形成产生作为所述蓝色光束的波长的5倍、所述第2光束的波长的3倍的光程差的级差。
14、根据权利要求8所述的光头装置，其特征在于：
将所述全息元件与所述物镜一体固定。
15、根据权利要求8所述的光头装置，其特征在于：
在所述物镜的表面一体形成所述全息元件。
16、一种光信息装置，具备：
光头装置；
旋转光盘的电机；和
电路，接受从所述光头装置得到的信号，根据所述信号来控制和驱动所述电机与所述光头装置的物镜及激光光源，其特征在于：
所述光头装置是权利要求11所述的光头装置。
17、根据权利要求16所述的光信息装置，其特征在于：
所述光头装置是权利要求12所述的光头装置，
判断所述光盘的种类，对于基体材料厚度为0.6mm的光盘，将所述准直透镜移动到所述第2光源侧。
18、一种计算机，具备：
光信息装置；
输入信息用的输入装置或输入端子；
根据从所述输入装置输入的信息或从所述光信息装置再现的信息来进行运算的运算装置；和
输出装置或输出端子，显示或输出从所述输入装置输入的信息或从所述光信息装置再现的信息、或由所述运算装置运算的结果，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
19、一种光盘播放器，具有：
光信息装置；和
将从所述光信息装置得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的解码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
20、一种汽车导航系统，具有：
光信息装置；和
将从所述光信息装置得到的信息信号变换为图像的从信息到图像的解码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
21、一种光盘记录器，具有：
光信息装置；和
将图像信息变换为由所述光信息装置记录的信息的从图像到信息的编码器，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
22、一种光盘服务器，具有：
光信息装置；和
进行与外部交换信息的输入输出端子，其特征在于：
所述光信息装置是权利要求16所述的光信息装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767433A (zh) * 2020-04-03 2021-12-07 松下知识产权经营株式会社 物镜、光头装置、光信息装置、光盘系统以及物镜的检查方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7245407B2 (en) 2002-06-10 2007-07-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses
US7248409B2 (en) * 2002-11-25 2007-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical element, optical lens, optical head apparatus, optical information apparatus, computer, optical information medium player, car navigation system, optical information medium recorder, and optical information medium server
JP2005149626A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Fujinon Corp 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置
US7852736B2 (en) * 2004-02-09 2010-12-14 Pioneer Corporation Optical element having aberration correction and optical pickup and optical information recording and/or reproducing apparatus equipped therewith
WO2005083694A1 (ja) * 2004-02-27 2005-09-09 Konica Minolta Opto, Inc. 対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
JP3953091B2 (ja) * 2004-04-08 2007-08-01 コニカミノルタオプト株式会社 多焦点対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
JP2005353259A (ja) * 2004-05-14 2005-12-22 Sony Corp 光ピックアップ、光ディスク装置及び光学倍率調整方法
US20060066948A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multi-level and gray-level diffraction gratings
JP2006092702A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Memory Tec Kk 光ディスク、光ディスク装置
JP2006107558A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Fujinon Corp 光記録媒体用対物光学系およびこれを用いた光ピックアップ装置
KR101041075B1 (ko) 2004-11-11 2011-06-13 삼성전자주식회사 광픽업 장치
JP4945077B2 (ja) * 2004-12-03 2012-06-06 シャープ株式会社 蓄電設備管理システム
KR100683888B1 (ko) * 2005-01-20 2007-02-15 삼성전자주식회사 광픽업 장치
KR100737859B1 (ko) * 2005-06-07 2007-07-12 삼성전자주식회사 광 기록/재생장치
JP2007134013A (ja) * 2005-11-14 2007-05-31 Funai Electric Co Ltd 光ピックアップ装置
US20080019232A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Object lens and optical pick-up device having the same
WO2008044601A1 (fr) * 2006-10-10 2008-04-17 Panasonic Corporation Dispositif de lecture optique, dispositif d'informations optiques, ordinateur, lecteur de disque optique, système de navigation automobile, enregistreur de disque optique et serveur de disque optique
KR100888599B1 (ko) * 2007-03-08 2009-03-12 삼성전자주식회사 광디스크 재생 방법 및 이를 이용한 광디스크 재생 장치
US8254239B2 (en) * 2007-08-02 2012-08-28 Panasonic Corporation Complex objective lens including saw-tooth diffractive element for using on blue, red and infrared lights
JP2009070545A (ja) * 2007-08-23 2009-04-02 Hoya Corp 光ピックアップ装置
WO2011033785A1 (ja) * 2009-09-17 2011-03-24 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた光ピックアップ装置
US8432782B2 (en) * 2010-07-26 2013-04-30 Panasonic Corporation Objective lens, optical head, optical disk apparatus, and information processing apparatus
JP6895633B2 (ja) * 2018-11-30 2021-06-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 対物レンズ及び光ヘッド装置及び光情報装置と光ディスクシステム
CN111215768B (zh) * 2020-01-16 2021-03-30 吉林大学 利用反球差校正进行纵向加工的方法及应用

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289451A (en) * 1984-11-29 1994-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Optical information recording/reproduction apparatus including means for detecting the type of recording medium
EP0250132B1 (en) * 1986-06-07 1994-12-14 Konica Corporation Image recording apparatus
JPH01311428A (ja) * 1988-06-09 1989-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド装置及びこれを用いた光情報装置
JPH03173942A (ja) 1989-01-30 1991-07-29 Seiko Epson Corp フォーカシング機構及び光学ヘッド
NL9000135A (nl) * 1989-01-30 1990-08-16 Seiko Epson Corp Focusseermechanisme en optische kop.
US5513164A (en) * 1992-09-11 1996-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical recording and reproducing apparatus
JP2532818B2 (ja) 1993-02-01 1996-09-11 松下電器産業株式会社 対物レンズおよび光ヘッド装置
JP3173942B2 (ja) 1994-02-23 2001-06-04 株式会社日立製作所 映像信号蓄積方法及び装置
US5526338A (en) 1995-03-10 1996-06-11 Yeda Research & Development Co. Ltd. Method and apparatus for storage and retrieval with multilayer optical disks
EP0747893B1 (en) 1995-06-05 2003-05-02 Nec Corporation Optical head apparatus for different types of disks
KR100239237B1 (ko) * 1995-09-12 2000-01-15 가나이 쓰도무 광디스크장치 및 그의 광헤드
JPH09219034A (ja) 1995-09-12 1997-08-19 Hitachi Ltd 光ディスク装置およびそれに用いる光ヘッド
JP3575017B2 (ja) 1996-05-16 2004-10-06 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
JPH10106019A (ja) 1996-09-24 1998-04-24 Nec Corp ２波長分離型光ヘッド
JPH10106012A (ja) 1996-09-30 1998-04-24 Konica Corp 光ディスク装置のレンズ球面収差補正方法及び光ディスク装置
JPH10106016A (ja) 1996-10-01 1998-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ
DE69731777T2 (de) 1996-10-31 2005-11-03 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Optischer Abtastkopf
US6181667B1 (en) 1997-03-14 2001-01-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup apparatus capable of suppressing offset of a tracking error signal
JP3653923B2 (ja) 1997-03-19 2005-06-02 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
US6122112A (en) * 1997-05-15 2000-09-19 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Lens position adjusting method for zoom lens
JPH10334504A (ja) 1997-05-29 1998-12-18 Nec Corp 光ヘッド装置
JPH1123819A (ja) 1997-07-07 1999-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 色分離位相格子及びこれを用いた画像表示装置、レンズ、光情報記録再生装置
KR100514323B1 (ko) * 1997-12-05 2005-12-08 삼성전자주식회사 복수의광디스크를호환하는대물렌즈를구비한광픽업
JPH11194207A (ja) 1997-12-26 1999-07-21 Fuji Photo Optical Co Ltd 回折型フィルタ
KR19990074812A (ko) 1998-03-14 1999-10-05 윤종용 호환형 광픽업장치
JPH11339307A (ja) 1998-05-26 1999-12-10 Minebea Co Ltd 光学ヘッド装置
JP2000011429A (ja) 1998-06-18 2000-01-14 Olympus Optical Co Ltd 光ピックアップ
MY117429A (en) 1998-06-26 2004-06-30 Hoya Corp Objective lens for optical pick-up
JP3689266B2 (ja) 1998-06-26 2005-08-31 ペンタックス株式会社 光ヘッド用対物レンズ
KR100604788B1 (ko) 1998-10-23 2006-07-26 삼성전자주식회사 호환형 광픽업장치
JP3976457B2 (ja) 1998-10-28 2007-09-19 松下電器産業株式会社 光学ヘッド
US6834036B1 (en) 1998-10-28 2004-12-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head for a plurality of types of information recording media
JP2000260056A (ja) 1999-01-08 2000-09-22 Asahi Optical Co Ltd 複合対物レンズ，球面収差補正素子及び光情報記録再生装置
US6760295B1 (en) 1999-01-08 2004-07-06 Pentax Corporation Optical pick-up
JP3488124B2 (ja) * 1999-03-17 2004-01-19 富士通株式会社 光情報記憶媒体
US6650612B1 (en) * 1999-03-31 2003-11-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head and recording reproduction method
JP2000348376A (ja) 1999-03-31 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド及び記録再生方法
JP4224654B2 (ja) 1999-06-17 2009-02-18 旭硝子株式会社 光ヘッド装置
JP2001043559A (ja) 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド及び光ディスク装置
JP2001067700A (ja) 1999-09-01 2001-03-16 Sony Corp 光学ヘッド及び光ディスクドライブ装置
TW504582B (en) * 1999-09-01 2002-10-01 Konishiroku Photo Ind Objective lens for pickup and light pickup apparatus
JP2001093179A (ja) 1999-09-21 2001-04-06 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ
JP3886313B2 (ja) 2000-01-26 2007-02-28 パイオニア株式会社 光ピックアップ
EP2264707A3 (en) 2000-05-12 2012-03-07 Konica Minolta Opto, Inc. Optical pick-up apparatus
JP3433733B2 (ja) * 2000-07-03 2003-08-04 ミノルタ株式会社 撮像レンズ装置
US6928035B2 (en) 2000-07-07 2005-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pick-up, optical disk apparatus and information processing apparatus
CN1270306C (zh) 2000-09-04 2006-08-16 皇家菲利浦电子有限公司 光学扫描装置
TW564404B (en) * 2000-09-06 2003-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk unit and information recording and reproducing method
JP4217395B2 (ja) 2000-09-06 2009-01-28 パナソニック株式会社 光ディスク装置及び多層光ディスクの記録再生方法
JP2002237078A (ja) 2001-02-07 2002-08-23 Konica Corp 対物レンズ及び光ピックアップ装置
KR100896021B1 (ko) * 2001-04-05 2009-05-11 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광학주사장치
JP3513125B2 (ja) * 2001-07-27 2004-03-31 株式会社東芝 光ヘッドおよび光ディスク装置
KR100828246B1 (ko) * 2001-09-20 2008-05-07 엘지전자 주식회사 홀로그램 소자 및 그 홀로그램 소자를 이용한 광픽업 장치
CN1313846C (zh) 2001-10-05 2007-05-02 松下电器产业株式会社 衍射光学元件及使用了该衍射光学元件的光学头
DE60210327T2 (de) 2002-01-17 2007-02-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optisches abtastgerät
EP1500956A4 (en) 2002-04-18 2009-11-11 Panasonic Corp OPTICAL ELEMENT, OPTICAL HEAD, DEVICE FOR RECORDING / PLAYING OPTICAL INFORMATION, COMPUTER, VIDEO RECORDING DEVICE, VIDEO PLAYER, SERVER AND AUTONAVIGATION SYSTEM
US7245407B2 (en) * 2002-06-10 2007-07-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses
CN1331139C (zh) * 2002-08-26 2007-08-08 松下电器产业株式会社 光盘装置、光盘种类辨别方法及球面像差调整方法
JP2004152426A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Pioneer Electronic Corp 収差補正装置、光ピックアップ及び収差補正方法
JP4175092B2 (ja) * 2002-11-06 2008-11-05 日本電気株式会社 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
US7248409B2 (en) * 2002-11-25 2007-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical element, optical lens, optical head apparatus, optical information apparatus, computer, optical information medium player, car navigation system, optical information medium recorder, and optical information medium server
JP4228723B2 (ja) 2003-02-28 2009-02-25 コニカミノルタホールディングス株式会社 光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用の対物レンズ
JP4196818B2 (ja) * 2003-12-12 2008-12-17 日本ビクター株式会社 光ピックアップ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767433A (zh) * 2020-04-03 2021-12-07 松下知识产权经营株式会社 物镜、光头装置、光信息装置、光盘系统以及物镜的检查方法
CN113767433B (zh) * 2020-04-03 2023-04-07 松下知识产权经营株式会社 物镜、光头装置、光信息装置、光盘系统以及物镜的检查方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20080267046A1 (en) 2008-10-30
US20040170106A1 (en) 2004-09-02
CN100501845C (zh) 2009-06-17
US8509047B2 (en) 2013-08-13
US7443778B2 (en) 2008-10-28

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