一种在用来记录和／或再现光学记录介质上的信息的光学拾取装置中使用的光学系统，该光学系统具有光轴而且包括：用来把光源发出的光束会聚在光学记录介质上的物镜系统；包括安排在光源和物镜系统之间的光程上的两个透镜而且在光轴方向上具有可调的距离的光学象差校正元件，该光学象差校正元件包括在光学象差校正元件的至少一个透镜表面上形成的环状相位结构，而且该环状的相位结构是非周期性的并且包括许多同心的环形表面ｋ（ｋ＝１…Ｎ），而且每个环形表面沿光轴方向都有在相邻的环形表面之间的一个阶梯。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学系统、光学拾取装置以及记录和/或再现声音和/或图像的装置。
技术介绍
通常，被称为光盘(CD)或通用数字盘(DVD)的光盘已被广泛用于记录数字数据，例如，积累音乐信息和视觉信息或记录计算机数据。所以，最近随着信息科学的到来，强烈要求增加光盘的容量。关于光盘，为了提高单位面积的数据记录容量(记录密度)，从光拾取器的光学系统获得的会聚光斑的光斑(converging spot)直径已被缩短。众所周知，光斑直径与λ/NA(在此，λ表示光源发出的光线的波长，而NA表示物镜的数值孔径)成比例。所以，为了缩短光斑直径，缩短在光学拾取装置中光源发出的光线的波长和增高对于光盘相对地安排的物镜的数值孔径是有效的。为了缩短光源中的波长，关于发出波长大约为400纳米的激光束的蓝-紫色半导体激光器的研究已经展开，而且将在不久的将来被推向实际使用。然而，在具有高数值孔径或缩短的波长的光学系统中，整个光学系统中的大量的象差容易由于光盘的保护层的厚度不一致或局部变化、光源发出的光线的波长变化、光源之间的差异和/或光学系统的温度变化而改变。所以，维持光斑具有小直径是困难的。在光学拾取装置中，记录信息时的激光功率通常大于再现信息时的激光功率。所以，当再现模式被改变成记录模式的时候，发生模式跳跃(mode hopping)的情况。在这种模式跳跃中，光线的中心波长由于输出功率变化被立即改变几纳米。由于模式跳跃造成的焦点位置变化能通过使物镜聚焦得以消除。然而，因为物镜聚焦要花费几纳秒的时间，所以出现这样一个问题，即在这几纳秒的时间周期里由于焦点位置的变化不能正确地完成信息的记录。从光源发出的光线的波长越短，焦点位置的变化就越大。所以，光线的波长越短，归因于模式跳跃的光线的波前象差的恶化就越大。所以，使用蓝-紫色半导体激光器作为光源的光学拾取装置要求校正随着光线的波长变化的会聚光斑的焦点位置。另外，当具有高数值孔径的物镜用塑料透镜制成的时候，存在大量的球面象差由于温度变化而改变的可能性。在这种情况下，通过移动会聚光学系统的某个部分进行校正是可能的。然而，因为温度变化并非周期性地发生，所以需要始终观察会聚光斑、象差和温度本身。结果，装置的制造成本提高。为了解决波长变化的问题，环状的衍射图在物镜的光学表面上形成，而轴向色差是通过使用衍射图的衍射功能进行校正的。所以，温度变化引起的焦点位置变化在使用蓝-紫色半导体激光器作为光源的光学拾取装置中能被抑制到低的程度。这种光学拾取装置的物镜是在公开的未经审查的日本专利申请第H09-311271号中揭示。此外，作为涉及对温度变化的校正的光学系统，通过利用衍射校正由温度变化引起的光源的光线的波长方面的变化的物镜是在公开的未经审查的日本专利申请第H11-337818号中揭示的。然而，因为衍射图有非常精细的结构，制造具有衍射图的物镜的模子是困难的。另外，由于在衍射图的制造过程中制造误差的影响，光线在物镜中的透射率容易降低的问题业已出现。进而，衍射图越精细，制造误差对光线的透射率的影响就越大。所以，因为透镜周边部分的衍射图比中心部分的更精细，因此物镜有周边部分透射率较低的透射率分布。因此，出现依照透射率分布会聚光斑变大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是在考虑上述问题的同时提供一种用于光拾取器的、尤其适合使用蓝-紫色半导体激光器作为光源的光学系统，其中，光线波长方面的变化引起的会聚光斑的焦点位置变化在简单的配置中得到校正，温度方面的变化引起的象差变化得到校正，在形状方面制造误差对光线透射率的影响是低的，而且光线透射率对光线波长的依存关系是低的。进而，本专利技术的另一个目的是提供使用用于光拾取器的光学系统的光学拾取装置和利用光学拾取装置的记录和/或再现装置。本专利技术的又一个目的是提供用于光拾取器的光学系统，优选的是使用蓝-紫色半导体激光器作为光源的光学拾取装置，该光学系统容易按低成本制造而且优选地校正由于光线波长方面的变化引起的光会聚光斑的焦点位置的变化或温度方面的变化引起的象差变化。本专利技术的这些和其它目的借助下面的实施方案能够实现。在本专利技术范围内作为第一实施方案的是在用来记录和/或再现光学记录介质上的信息的光学拾取装置中使用的光学系统。该光学系统具有光轴。此外，该光学系统包括用来把光源发出的光束会聚在光学记录介质上的物镜系统；包括安排在光源和物镜系统之间的光程上的两个透镜的光学象差校正元件，该光学象差校正元件具有在光轴方向上可调的距离。再进一步说，该光学象差校正元件包括在光学象差校正元件的至少一个透镜表面上形成的环状相位结构，其中该环状的相位结构是非周期性的而且包括多个同心的环形表面k(k＝1、…、N)，每个环形表面在光轴方向上都有介于相邻的环形表面之间的阶梯。在本专利技术范围内第二实施方案是包括本专利技术的光源和光学系统的光学拾取装置。本专利技术的第三实施方案是记录和/或再现声音和/或图像的装置，其中包括本专利技术的光学拾取装置；以及用来支撑光学记录介质以使光学拾取装置能够记录和/或再现信息信号的支撑构件。本专利技术本身，连同进一步的目的和附带益处一起，通过结合附图参照下面的详细描述将得到最好的理解。附图说明图1是展示光学拾取装置的配置的主元件的截面图。图2是展示光学拾取装置的配置的主元件的截面图。图3是展示光学拾取装置的配置的主元件的截面图。图4是解释环状相位结构的配置的主元件的截面图。图5是解释在环状相位结构中焦点位置变化的校正原理的曲线图。图6是解释在环状相位结构中焦点位置变化的校正原理的曲线图。图7是解释在环状相位结构中焦点位置变化的校正原理的曲线图。图8是解释在环状相位结构中焦点位置变化的校正原理的曲线图。具体实施例方式在本实施方案中的光学系统中，优选的是在环形表面k和k+1之间的阶梯距离是实质上满足下面的表达式的hkhk＝mkλ/(n-l)其中mk是整数，λ是光源发出的光束的波长，n是环状相位结构的材料对波长为λ的光束的折射系数。在本实施方案中光学系统优选包括用来准直光源发出的光束的准直透镜，该准直透镜被安排在光源和光学象差校正元件之间。在本实施方案中的光学系统中，优选的是光学象差校正元件的两个透镜包括正透镜和负透镜。在本实施方案中的光学系统中，优选的是环形表面的阶梯在同一方向中。在本实施方案中的光学系统中，优选的是环状相位结构是在光学象差校正元件中最靠近物镜的表面上提供的而且满足下面的表达式D/rL＜0.1其中D是物镜系统的入射光瞳的直径，rL是最靠近物镜系统的表面的曲率半径的绝对值。在本实施方案中光学系统优选满足下面的表达式0.2＜(RΣmk)/(N|f|)＜4 (1)其中R表示在它上面提供阶梯的透镜的有效半径；mk＝(n-l)hk/λ；n表示环状相位结构的材料对于波长为λ的光束的折射系数；hk表示在第k个环形表面和第k+1个环形表面之间的阶梯距离；λ表示光源发出的光束的波长；Σmk表示关于全部阶梯距离的总和；N表示在有效半径内环形表面的数目；而f表示在它上面提供阶梯的透镜的焦距。在本实施方案中的光学系统中，优选的是环形表面的数目N是4到30。在本实施方案中的光学系统中，优选的是从光源发出的光的波长不超过500纳米，而且阶梯是沿着透镜厚度作为离开光轴的距离的函数增加的方向偏移的。在本实施方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在用来记录和／或再现在光学记录介质上的信息的光学拾取装置中使用的光学系统，该光学系统具有光轴而且包括：物镜系统，用来把从光源发出的光束会聚在光学记录介质上；光学象差校正元件，其包括安排在光源和物镜系统之间的光程上的两个透 镜，并且该光学象差校正元件沿光轴方向具有可调的距离；其中，该光学象差校正元件包括在该光学象差校正元件的至少一个透镜表面上形成的环状的相位结构，而且其中，该环状的相位结构是非周期性的并且包括许多同心的环形表面ｋ（ｋ＝１…Ｎ），而且每个 环形表面沿光轴方向都具有在相邻的环形表面之间的一个阶梯。
【技术特征摘要】
JP 2003-6-30 186335/20031.一种在用来记录和/或再现在光学记录介质上的信息的光学拾取装置中使用的光学系统，该光学系统具有光轴而且包括物镜系统，用来把从光源发出的光束会聚在光学记录介质上；光学象差校正元件，其包括安排在光源和物镜系统之间的光程上的两个透镜，并且该光学象差校正元件沿光轴方向具有可调的距离；其中，该光学象差校正元件包括在该光学象差校正元件的至少一个透镜表面上形成的环状的相位结构，而且其中，该环状的相位结构是非周期性的并且包括许多同心的环形表面k(k＝1...N)，而且每个环形表面沿光轴方向都具有在相邻的环形表面之间的一个阶梯。2.根据权利要求1的光学系统，其中，在环形表面k和k+1之间的阶梯距离是实质上满足下面的表达式的hkhk＝mkλ/(n-1)其中mk表示整数，λ表示从光源发出的光束的波长，而n表示环状相位结构的材料对于波长为λ的光束的折射系数。3.根据权利要求1的光学系统，包括用来使从光源发出的光束准直的准直仪透镜，其中该准直仪透镜被安排在光源和光学象差校正元件之间。4.根据权利要求2的光学系统，其中，该光学象差校正元件的两个透镜包括正透镜和负透镜。5.根据权利要求1的光学系统，其中，该环形表面的各阶梯在同一方向上。6.根据权利要求1的光学系统，其中，该环状相位结构是在该光学象差校正元件中最靠近物镜系统的表面上提供的，而且满足下面的表达式D/rL＜0.1其中D表示物镜系统的入射光瞳的直径，rL表示最靠近物镜系统的表面的曲率半径的绝对值。7.根据权利要求1的光学系统，其中，该光学系统满足下面的表达式0.2＜(R∑mk)/(N|f|)＜4其中R表示在其上面提供阶梯的透镜的有效半径；mk表示(n-...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德斯HW荷得理克，森伸芳，木村徹，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子有限公司，柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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