一种由综合衍射元件和折射型透镜构成的复合物镜，其特征在于， 上述综合衍射元件具备光栅，该光栅有至少在一部分区域内所形成的阶梯状剖面形状，上述阶梯状剖面形状的阶差是单位阶差ｄ１的整数倍，上述单位阶差ｄ１是对具有在３９０ｎｍ～４１５ｎｍ范围内的波长λ１的第１光束，赋予约１波长的光程差的阶差，上述光栅的一个周期是由从上述综合衍射元件的外圆周侧向光轴侧上述单位阶差ｄ１的０倍、２倍、１倍、３倍这种顺序高度的阶梯来构成的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及将物镜和作为衍射元件的综合衍射元件复合的复合物镜、光学头装置、光信息装置以及使用这种光信息装置的计算机、光盘播放机、汽车导航系统、光盘记录器、光盘服务器，该光学头装置通过这种复合物镜使多个波长的光束聚光到光盘上实行信息的记录、重放或消除，该光信息装置装载有这种光学头装置。
技术介绍
作为高密度、大容量的存储媒体，使用具有凹点形图案的光盘的光学存储技术正在将其用途扩展为数据录音盘、录象盘、文档文件盘还有数字文件，并且逐渐实用化。通过微缩的光束以高可靠性为基础顺利完成对光盘的信息记录重放的功能，可大致分为形成衍射界限的微小光点的聚光功能、光学系统的焦点控制(焦点伺服)和跟踪控制以及坑纹信号(信息信号)的检测。近些年，由于光学系统设计技术的进步和作为光源的半导体激光器的短波长化，而正在开展具有比以往更大的存储容量的高密度光盘的开发。作为高密度化的手段，目前正在研究将数值孔径(NA)加大，该数值孔径是将光束微缩到光盘上的聚光光学系统的光盘侧的数值孔径。此时，出现的问题是因光轴的倾斜(tilt)而产生的象差产生量的增大。若加大NA，则对倾斜所产生的象差量变大。为防止这个问题，可以使光盘的基片厚度(基材厚度)变薄。可称为第1代光盘的小型光盘(CD)使用红外光(波长λ3为780nm～820nm)和NA为0.45的物镜，并且盘的基材厚度是1.2mm。第2代的DVD使用红色光(波长λ2为630nm～680nm，标准波长为660nm)和NA为0.6的物镜，并且盘的基材厚度是0.6mm。而且还有，第3代的光盘(下面也称为BD(Blue-ray Disk))使用蓝色光(波长λ1为390nm～415nm，标准波长为405nm)和NA为0.85的物镜，并且盘的基材厚度是0.1mm。还有，在本说明书中基材厚度指的是光盘(或信息媒体)上从光束所入射的面到信息记录面的厚度。这样，随着高密度化会使光盘的基材厚度变小。从经济性和装置所占空间的观点来看，人们期望着可以对上述基材厚度和记录密度不同的光盘进行记录重放的光信息装置。因此，具备有聚光光学系统的光学头装置是必要的，该聚光光学系统可以在不同基材厚度的光盘上至衍射界限为止对光束进行聚光。另外，在对基材厚的光盘进行记录重放的场合下，由于有必要从光盘表面将光束聚光到处于深处的记录面上，因而必须使焦点距离更长。以实现光学头装置为目的的结构在特开平7-98431号公报中已做出说明，该光学头装置可实行对基材厚度不同的光盘的记录重放。以此作为以往示例1，参照图25A及图25B进行说明。在图25A及图25B中，40是物镜，41是综合衍射元件(ホログラム)。在综合衍射元件41中在对入射光束44透明的基片上形成有同心圆状的光栅模式。物镜40其数值孔径NA大于0.6，并且如图25A所示，设计有不进行衍射而透过综合衍射元件41的0次衍射光42，例如可做到在具有0.6mm基材厚度(t2)的光盘10上形成衍射界限的聚光点。另外，图25B表示出在更厚的具有1.2mm基材厚度(t1)的光盘11上可形成衍射界限的聚光点。在图25B中，由综合衍射元件41所衍射的+1次衍射光43通过物镜40聚光到光盘11上。在此，施行象差校正以使+1次衍射光43通过厚度为t1的基片缩小至衍射界限为止。这样，通过组合衍射入射光的综合衍射元件41和物镜40，并利用不同次数的衍射光来实现双焦点透镜，该双焦点透镜可以在具有不同基材厚度(t1和t2)的光盘10、11上分别形成至衍射界限为止进行聚光的聚光点。另外，与上述相反设计综合衍射元件41，使之具有凸透镜作用，由于对基材厚度为t1的光盘11采用0次衍射光，并对具有基材厚度为t2的光盘10采用+1次衍射光，因而相对于具有基材厚度为t2的光盘10的记录重放时的波长变动，可减少焦点位置变动，这也已经做出说明。除此之外，还说明了以采用光束进行互换重放为目的的结构，该光束对不同种类的光盘具有多个波长。作为以往示例2，将波长选择相位板与物镜进行组合的结构在特开平10-334504号公报和ISOM2001会议We-C-05(预备稿30页)中已做出说明。对于ISOM2001会议We-C-05(预备稿30页)中所说明的结构，参照图26、图27A及图27B进行说明。图26是表示作为以往示例2的光学头装置的大致结构的剖面图。在图26中，从具有波长λ1＝405nm的蓝色光源(未图示)的蓝色光光学系统51所射出的平行光可以透过分光镜161、波长选择相位板205，由物镜50聚光到基材厚度为0.1mm的光盘9(第3代光盘BD)的信息记录面上。在光盘9上所反射出的光可以追寻相反的路径通过蓝色光光学系统51的检测器(未图示)检测出。另一方面，从具有波长λ2＝660nm的红色光源(未图示)的红色光光学系统52所射出的发散光可以通过分光镜161进行反射，透过波长选择相位板205，由物镜50聚光到基材厚度为0.6mm的光盘10(第2代光盘DVD)的信息记录面上。在光盘10上所反射出的光可以追寻相反的路径通过红色光光学系统52的检测器(未图示)检测出。物镜50被设计成在射入平行光时可透过基材厚度0.1mm进行聚光，因而在对基材厚度为0.6mm的DVD进行记录·重放时由于基材厚度的不同而产生球面象差。为了对该球面象差进行校正，而将从红色光光学系统52射出的光束变为发散光，与此同时采用波长选择相位板205。若使物镜50射入发散光则会产生新的球面象差，因此要采用该新的球面象差来消除因基材厚度不同而产生的球面象差，同时也通过波长选择相位板205对波阵面进行校正。图27A及图27B分别是图26的波长选择相位板205的平面图及剖面图。波长选择相位板205在将波长λ1上的折射率设为n1并且h＝λ1/(n1-1)的场合下，由高度h、3h的阶差205a来构成。对于波长λ1的光，因高度h的阶差而产生的光程差是工作波长λ1，并且它相当于相位差2π，因而与相位差0相同。因此，高度h的阶差不会给波长λ1的光束的相位分布带来影响，而不会影响到光盘9(图26)的记录重放。另一方面，对于波长λ2的光，若将波长λ2上的波长选择相位板205的折射率设为n2，则为h×(n2-1)/λ2≒0.6，也就是说产生不是波长的整数倍的光程差。利用该光程差所产生的相位差，来实行上面所述的象差校正。另外，作为以往示例3，机械性地切换并使用多个物镜的结构在特开平11-296890号公报等中已做出说明。再者，作为以往示例4，这种结构在特开平11-339307号公报中已做出说明，该结构是反射镜也同时具有使光轴折弯上升的(将光线方向从水平方向改为垂直方向，以便光线射在光盘上)反射镜的功能，这种反射镜具有反射面并且反射面具有不同的曲率半径。作为以往示例5，这样的结构在特开平2000-81566号公报中已做出说明，该结构与第1个以往示例一样，对折射型物镜与综合衍射元件进行组合并利用在不同波长的光的相同次数的衍射光中产生的色象差，对基材厚度的差进行校正。作为以往示例6，如图28所示，将折射型的物镜281与具有衍射面和折射面的综合衍射元件282进行组合的结构，记载于西冈澄人等人所做出的“BD/DVD/CD互换光拾音技术”(第50届春季有关应用物理学联合演讲会预备稿，27p本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金马庆明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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