聚束元件、光頭、光信息存儲再生裝置及光信息存儲再生方法

專利名稱：聚束元件、光頭、光信息存儲再生裝置及光信息存儲再生方法
技術領域：
本發明涉及一種用光學方法在光信息存儲媒介物上存儲或再生信息的光頭以及光信息存儲再生裝置。
作為高密度、大容量的存儲媒介物，使用地坑型光盤的光存儲器技術應用范圍不斷地擴大，如數字音頻光盤、視頻光盤、文件外存儲器光盤乃至數據外存儲器等。在這種存儲器技術中，信息經聚束得很微小光束被高精度地、可靠地存儲再生到光盤上。這種存儲再生動作完全依存于該光學系統。
作為該光學系統主要部分的光頭的基本功能可大致分為形成繞射極限的微小光點的聚束、所述光學系統的焦點控制、跟蹤控制、以及凹點信號的檢測等。這些功能可以按照其目的和用途利用各種光學系統和光點轉換檢出方式的組合來實現。
用于光頭的物鏡的設計要考慮光盤的基材厚度，與該設計值的基材厚度不同的光盤，因產生球面象差、聚束性能劣化而使存儲和再生發生困難。以往，小型光盤(以下稱CD)、視頻光盤、數據用光磁盤等全都采用1.2mm厚度的光盤基材，用一個光頭可以存儲和再生不同種類的光盤。
近年來，一種稱為DVD(數字視頻光盤)的高密度、大容量的光盤正在被實用化，作為處理象動畫那樣大量信息的信息媒介物而被世人所注目。與以往的CD光盤相比，這種DVD為了增大存儲密度而縮小了信息存儲面上的凹點尺寸。因此，存儲、再生DVD的光頭中，決定光點徑的光波長、聚束透鏡的開口數(NumericalAperture以下簡稱NA)與CD的情況不同。DVD為追求高密度化而增大了物鏡的開口數。增大開口數能夠提高光學分辨率和存儲密度，但由于光盤的傾斜會在聚束的光點上產生更大的慧形象差。因此，為了既讓物鏡的開口數增大又不致于使慧形象差變大，可將光盤基材的厚度設定為0.6mm以減少該影響。但是減小了光盤基材的厚度，存儲、再生該光盤的物鏡就不能再生以往的光盤了，從而也就不能再保持與以往光盤之間的互換性。
此外，相對于CD的光源波長大約是0.78μm、NA大約為0.45，DVD的光源波長大約是0.63μm～0.65μm，NA大約是0.6。因此，如果要把CD和DVD兩種光盤用一個光盤驅動來進行存儲再生，就需要具有兩個光學系統的光頭裝置。另一方面，從光盤驅動和光頭裝置小型化、薄型化及低成本化的要求來看，其方向在于CD和DVD光學系統應盡可能地共有化，例如正在采用的改變機械性或光學性等方式，即或者共同使用DVD用的光源，只是聚束用透鏡分別使用CD用和DVD用的兩種聚束用透鏡；或者連聚束用透鏡也共有化，只是DVD時使NA增大，CD時使NA減小等。
作為以往CD、DVD互換驅動光頭裝置光學系統的一個例子，是使用開口數0.6的物鏡來作為聚束用透鏡。該物鏡的設計要使開口數0.37以下的中心部通過厚0.9mm的透射性平板聚束光時讓慧形象差為最小，而開口數0.37以上的外周部通過厚0.6mm的透射性平板聚束光時讓慧形象差為最小。從半導體激光射出的波長650nm的光束52被聚光透鏡53視準成為近似并行的光束后射入物鏡。再生DVD等時，用物鏡聚束的光束在基材厚度0.6mm的DVD信息面上形成光點，再生CD等時，用物鏡聚束的光束在基材厚度1.2mm的CD信息面上形成光點。接著，來自光盤的反射光再次被用物鏡聚光后被光檢測器接收。光檢測器的構成要使在檢出再生信號的同時，利用非點慧形象差法檢出焦點控制信號，利用相位差法以及推挽法檢出跟蹤控制信號。
使用該光頭再生CD時，通過物鏡中心部的光束被媒介物面反射后射入光檢測器。但因通過外周部的光束具有較大的球面慧形象差，所以擴散后幾乎不射入光檢測器的受光面，開口實質上被限制在開口數0.37。另一方面，再生DVD時，通過物鏡中心部的光束慧形象差較小，所以與通過外周部的光束合成形成光點，其反射光幾乎全都射入光檢測器，能用開口數0.6再生。
但是，按這種以往的光頭的構成，是使用波長650nm的光源進行DVD和CD的互換，所以存在著有波長依存性的光盤因反射率不同而不能獲得充分的再生信號這一問題。對此顯而易見的例子，如作為能夠寫入的CD而被標準化了的CD-R等。原來規定CD-R在波長775nm～820nm時其反射率在65％以上，但在規定范圍以外的波長反射率降低，吸收率增加。有的在波長650nm附近反射率竟變為1/8而吸收率變為8倍，有時別說是再生了，由于光的吸收，甚至連儲存好的數據都會被消掉。
為解決這一問題，已有下述這樣的提案即使用波長為780nm和650nm的兩個光源，如所述那樣將物鏡分為中心部和包圍中心部的外圍部，將中心部的最佳設計基材厚度設為0.9mm，將外圍部的最佳設計基材厚度設為0.6mm的構成，采用DVD和CD互換的方法。但是，該方法因DVD再生時的球面慧形象差變得過大而不能被實際應用。CD驅動是波長780nm、物鏡開口數0.45，但按照該以往的例子，為了用波長650nm的光再生CD，開口數按波長程度變小為0.37。如象該以往例那樣，物鏡的中心部如果是開口數為0.37的水平，則CD再生時的球面慧形象差就收容限定在40mλrms程度，DVD再生時的球面慧形象差就收容限定在30mλrms程度，不會給再生性能帶來障礙。但是，使用波長780nm的光源再生CD時，有必要設定為與一般的CD驅動具有同等的開口數。物鏡中心部的開口數成為0.45。如增大最佳設計基材厚度被設定為0.9mm的物鏡的中心部，則DVD再生時的慧形象差就變大。如把中心部擴大到開口數0.45，則慧形象差盡管根據設計條件而有所不同，但達到80mλrms以上，得不到充分的再生性能。如以上說明的那樣，使用復數波長780 nm、650nm的光束，如所述的那樣，用具有雙重的最佳設計基材厚度的物鏡再生DVD和CD的光頭還未能實現。
本發明的目的是提供使用復數波長光束、對于厚度不同的至少兩種光信息媒體具有所希望的聚光性能的聚束元件、和使用該聚束元件的光頭以及光信息記錄再生裝置。
本發明的聚束元件是把來自光源的光束聚束到具有厚度不同的至少兩種透明基材的光信息媒體上的聚束元件。該聚束元件由光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域構成。外周區域具有使通過外周區域的光束聚束到所述光信息媒體中透明基材較薄的第1光信息媒體上的被最佳化的面，內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面。而且，設置外周區域面的相位使通過外周區域面的最內周部的光束的相位與通過內周區域面的最外周部的光束的相位偏離。而且，在與發明有關的光頭和光信息存儲再生裝置中使用該聚束元件。通過采取這種構成，能夠連續確保基材較薄的信息媒介物(例如DVD)的再生性能，增大基材較厚的信息存儲媒介物(例如CD)再生對應NA。而且，通過能夠增大基材較厚的再生對應NA，能夠用較長波長的光源再生基材較厚的信息存儲媒介物。例如，如CD/R那樣用基材較薄的信息存儲媒介物(例如DVD)再生用的波長能夠實現能再生反射率低下不能再生的信息存儲媒介物的光頭。
該聚束元件，例如是具有內周區域和外周區域的物鏡(物鏡)。而且，該聚束元件例如由把來自光源的光束聚束到信息存儲媒介物上的透鏡和由該透鏡組合的板狀光學元件構成。透鏡由光束中心軸附近的第1內周部和遠離所述中心軸的第1外周部構成，所述第1外周部具有使通過該第1外周部的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面。而且，板狀光學元件由第2內周部和由該第2內周部和光學級差部劃分的第2外周部構成，第2內周部和第2外周部是在與所述透鏡組合時，為了使通過透鏡第1外周部的光束通過所述第2外周部，通過所述透鏡第1內周部的光束通過所述第2內周部而設置的。
而且，該聚束元件由例如把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和設置在所述光源和所述透鏡間的光路上的板狀光學元件構成。透鏡具有被最佳化的面，使沒有所述板狀光學元件時，通過透鏡的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上。板狀光學元件由光束中心軸附近的內周部和遠離所述中心軸的外周部構成，內周部和外周部由光學級差部劃分，所述外周部的面是平面，所述內周部的面被最佳化，使在與所述透鏡組合時通過所述內周部的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上。
而且，本發明的光頭是把來自光源的光束聚束到具有厚度不同的透明基材的第1和第2光信息存儲媒介物上的光頭，光源產生聚束在第1光信息存儲媒介物上的光束和聚束在第2光信息存儲媒介物上的光束。聚束元件具有光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域，所述外周區域具有被最佳化的面，使通過所述外周區域的光束聚束到具有第1厚度的透明基材的第1光信息存儲媒介物上，所述內周區域具有被最佳化的面，使通過所述內周區域的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上。設定所述外周區域的所述面的相位使通過所述外周區域的所述面的最外周部的光束的相位偏離通過所述內周區域的所述面的最外周部的光束的相位。而且受光元件接受來自光信息存儲媒介物的反射光并轉換成電信號。在此，從所述第1光源到所述聚束元件的距離L1和從所述第2光源到所述聚光光學系統的距離L2滿足L1×0.8＜L2＜L1×0.95。通過選取該構成就能夠不斷地確保厚度較薄基材的信息存儲媒介物(例如DVD)的再生機能，并能夠增大較厚基材信息存儲媒介物(例如CD)的再生對應的NA。通過能夠增大較厚基材再生對應的NA，就能夠用波長較長的光源再生較厚基材的信息存儲媒介物，例如，如CD/R那樣用基材較薄的信息存儲媒介物(例如DVD)再生用的波長能夠實現能再生反射率低下不能再生的信息存儲媒介物的光頭和信息存儲再生裝置。
而且，有關本發明的其他光頭，具有產生第1、第2波長的光源、開口數是NA1的中心部和開口數是NA1以上NA2以下的外周部，由聚束元件和光學系統來構成。所述聚束元件外周部的形成要使通過基材厚度為t1的光透過性平板來聚束光時象差變小，所述聚束元件的所述中心部的形成要使通過基材厚度為t2×0.7以上t2以下的光透過性平板來聚束光時象差變小，所述光學系統對于基材厚度為t1的第1光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第1波長的光，對于基材厚度為比t1厚的t2的第2光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第2波長的光，同時把來自所述第1或第2的信息面的反射光導向光檢測器。這里，在相當于聚束元件的開口數是NA1以下NA1×0.7以上的環形區域，將防止所述第1波長的反射光射入所述光檢測器的光學構件配置在所述光學系統中。
如此，通過遮光或衍射具有雙重最佳設計基材厚度的物鏡的一部分，能夠用兩個光源來存儲再生基材厚度不同的信息媒介物，已能夠再生如以往例中的有波長依存性的光盤。根據該方法，能夠確保所有的CD光盤和DVD光盤的互換。
本發明的有益效果之一是能提供增大CD再生對應NA，即使用780nm的激光也能夠進行CD再生，并且能再生DVD的聚束元件，以及使用該元件的光頭。
本發明的另一效果是利用一個聚束元件的簡歷光頭可實現DVD、CD的再生，從而可使光學小型化、光盤驅動器本身小型化、簡單化。
下面對附圖簡單說明。
圖1是表示本發明實施例1的光頭裝置光學系統構成的圖；圖2是表示本發明實施例1的光頭裝置光學系統構成的圖；圖3是表示該光頭裝置光學系統的物鏡形態的圖；圖4是表示該光頭裝置光學系統的物鏡形態的圖；圖5是表示物鏡的級差和聚光點的波面象差的關系的波形圖；圖6是表示物鏡的級差和旁瓣的量的關系的波形圖；圖7是光信息存儲再生裝置的示意圖；圖8是表示本發明實施例2的光頭裝置構成的圖；圖9是表示本發明實施例2的光頭裝置構成的圖；圖10是偏振光性全息照相；圖11是表示實施例2的物鏡部的圖；圖12是表示實施例2的物鏡部的圖13是表示本發明實施例3的光頭裝置構成的圖；圖14是表示本發明實施例3的光頭裝置構成的圖；圖15是表示該光頭裝置光學系統的物鏡和相位移動元件的形態的圖；圖16是表示該光頭裝置光學系統的物鏡和相位移動元件的形態的圖；圖17是表示本發明實施例4的光頭裝置構成的圖；圖18是表示本發明實施例4的光頭裝置構成的圖；圖19是表示實施例4的物鏡和相位移動元件的圖；圖20是表示實施例4的物鏡和相位移動元件的圖；圖21是表示本發明實施例5的光學系統構成的圖；圖22是表示本發明實施例5的光學系統構成的圖；圖23是表示實施例5的板狀光學元件及物鏡的周邊構成的圖；圖24是表示實施例5的板狀光學元件及物鏡的周邊構成的圖；圖25是表示本發明實施例6的光學系統構成的圖；圖26是表示本發明實施例6的光學系統構成的圖；圖27是表示實施例6的板狀光學元件及物鏡的周邊構成的圖；圖28是表示實施例6的板狀光學元件及物鏡的周邊構成的圖；圖29是表示本發明實施例7的光頭裝置光學系統構成的圖；圖30是表示本發明實施例7的光頭裝置光學系統構成的圖；圖31是表示該光頭裝置光學系統的物鏡形態的圖；圖32是表示該光頭裝置光學系統的物鏡形態的圖；圖33是表示本發明實施例8的光頭裝置構成的圖；圖34是表示本發明實施例8的光頭裝置構成的圖；圖35是表示該光頭裝置光學系統的物鏡部的圖；圖36是表示該光頭裝置光學系統的物鏡部的圖；圖37是表示焦點偏置和L2/L1之間關系的曲線圖；圖38是根據本發明實施例9的光頭光學系統來表示DVD等較薄光盤的存儲再生的說明圖；圖39是表示CD等較厚光盤的存儲再生的與圖38同樣的說明圖40是配置在光學系統內的遮光濾波器的主視圖；圖41是表示圖40所示的遮光濾波器的遮光部的光透射特性的曲線圖；圖42是表示圖40所示的遮光濾波器的遮光部的光透射特性的曲線圖；圖43是表示在基材較薄光盤的情況下，由物鏡和遮光濾波器形成的光點形成狀態的擴大說明圖。
圖44是表示在基材較厚光盤的情況下，由物鏡和遮光濾波器形成的光點形成狀態的擴大說明圖。
圖45是根據本發明實施例10的光頭光學構成來表示DVD等較薄光盤的存儲再生的說明圖；圖46是表示CD等較厚光盤的存儲再生的與圖45同樣的說明圖；圖47是表示在基材較薄光盤的情況下，由物鏡和偏振光性全息照相形成的光點形成狀態的擴大說明圖。
圖48是表示在基材較厚光盤的情況下，由物鏡和偏振光性全息照相形成的光點形成狀態的擴大說明圖。
最佳實施例下面根據附圖來說明本發明的實施例，尤其，要指出附圖中相同的參考符號，是指相同或相等的構件。
參照附圖來說明本發明的實施例1。圖1和圖2表示該實施例的光頭裝置光學系統。圖1表示存儲或再生基材厚度0.6mm的光盤10的情況，圖2表示存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤18的情況。在圖1中，從半導體激光1射出的波長650nm的光束2的大約一半的光透射光束分離器3，入射到波長濾波器4中，該波長濾波器4的構成要使之能透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。為此，光束2透過此處，被聚光透鏡5照準而形成近似平行光束。被照準的光束2被反射鏡6反射通過遮光濾波器7射入開口數0.6的物鏡8中。物鏡8的開口數0.45以下的中心部8a的設計要使之對光盤的基材厚度0.9mm光盤的象差為最小，物鏡8的開口數0.45以上的外周部8b的設計要使之對光盤的基材厚度0.6mm光盤的象差為最小。光束2由該物鏡8聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點11。
接著，用光盤10反射的反射光12被物鏡8聚光，通過遮光濾波器7和反射鏡6被聚光透鏡5聚光。被聚光的反射光12透射波長濾波器4入射光束分離器3。入射光束分離器3的反射光12的大約一半的光在此被反射，通過圓柱形透鏡13被光檢測器14接收。光檢測器14的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要檢出利用象散法使透鏡8追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，在圖2中，從半導體激光射出的波長780nm的光束16的大約一半的光透射光束分離器17，入射到波長濾波器4中。波長濾波器4的構成要使之反射波長780nm的光，為此，光束16被該波長濾波器4反射，利用聚光透鏡5照準。被照準的光束16通過反射鏡6射入物鏡8。波長780nm的光束16被物鏡8聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點19。
接著，從光盤18反射的反射光20再次被物鏡8聚光，通過反射鏡6被聚光透鏡5聚光，被波長濾波器4反射后入射到光束分離器17中。入射到光束分離器17中的反射光20的大約一半在此反射，通過圓柱形透鏡21被光檢測器22接收。光檢測器22的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要利用象散法檢出焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法檢出跟蹤控制信號。
如此，在使用了波長650nm和780nm的兩個構成中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡8的中心部8a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點11上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，因此，在以往構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部8a的開口數不能滿足性能。為此，在本實施例中，在設置波長780nm的光源，提高中心部8a的開口數的同時，如圖3所示，在物鏡8的外周部和內周部的境界上設置級差，通過降低所述象差成分中所謂澤爾尼克的5次球面象差成分，來降低光點11的旁瓣，提高存儲再生的性能。
在圖5和圖6中，分別表示了所述級差(換算為波長650nm的光的相位)和各象差的值的曲線圖和所述級差與旁瓣值(主瓣強度以10％表示)的曲線圖。可知通過設定適當量的相位級差，能夠降低5次球面象差，還能夠縮小旁瓣。還可知為了把5次象差控制在20 mλ(rm s)以下，相位偏離量在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。而且，在本實施例是把級差量用相位差設定到100度。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡8的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。如圖3所示，通過物鏡8的外周部8b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。為此，通過使通過該外周部8b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器22中，就能夠不用特別設置開口限制部件而再生開口數0.45的CD。
圖7是使用所述光頭100的光信息存儲再生裝置的概略示意圖；光頭以外的構成與以往相同。作為信息媒介物的光盤102靠馬達104轉動。光頭100沿旋轉軸在光盤102的半徑方向上移動。為了信息的存儲再生，來自光頭100的半導體激光的射出光被光頭100的物鏡聚束到光盤102的信息存儲面上。利用光頭100內的光檢測器22的輸出信號檢出讓光頭100的物鏡追蹤光盤102的面的焦點控制信號和追蹤光盤102的信息磁道的跟蹤控制信號。光頭控制電路108以這些控制信號為基礎，進行光頭100的焦點控制和伺服控制。而且，信號處理電路110判別光盤的種類，存儲時利用光頭100把信息存儲到光盤6中，并在再生時從光頭100內的光檢測器的輸出信號中再生存儲在光盤102的信息磁道中的光信息。
而且，在以下實施例中說明的各種光頭也同樣能在該光信息存儲裝置上使用。
下面參照


本發明的實施例2。圖8和圖9是表示該實施例2的光頭裝置光學系統構成的圖；圖8是表示存儲或再生基材厚0.6mm的光盤10的情況，圖9是表示存儲或再生基材厚1.2mm的光盤18的情況。在圖8中，DVD用的第1(微型)組件31是波長650nm的半導體激光31a和接受來自光盤10的反射光的光檢測器1b、1c一體化構成的。從第1組件31的半導體激光31a射出的波長650nm的光束32通過玻璃罩31d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。因此，光束32透射此處，被聚光透鏡34照準而形成近似平行光束。被照準的光束32通過偏振光性全息照相35和波長板36射入開口數0.6的物鏡8中。偏振光性全息照相35和波長板36被作為一體構成，與物鏡37一起被固定在物鏡架38上。
如圖10所示，偏振光性全息照相35是在雙折射材料LiNb基板上用前面交換形成全息照相來制作的，其構成要使之透射異常光，衍射正常光。光束32的構成要使之對偏振光性全息照相35成為異常光，不受衍射作用進行透射。波長板36的構成要使波長650nm的光從直線偏振光變換為近似圓偏振光，使波長780nm的光不改變偏振光方向，光束32被變換成圓偏振光。
物鏡37的構成與實施例1的物鏡8一樣，如圖11所示，開口數0.45以下的中心部37a的設計要使之對光盤基材厚度0.9mm的象差為最小，開口數0.45以上的外周部37b的設計要使之對光盤基材厚度0.6mm的象差為最小。光束32由該物鏡37聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點39。
接著，用光盤10反射的反射光40被物鏡37聚光。用波長板36從圓偏振光變換為與光束32的偏振光面垂直的偏振光方向的直線偏振光，射入偏振光性全息照相35。反射光40為了對偏振光性全息照相35以正常光入射，在此進行衍射。因為衍射反射光40被分割成焦點信號檢出的衍射光42a和跟蹤信號檢出的衍射光42b。衍射光42a和42b被聚光透鏡34聚束，分別射入光檢測器31b和31c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。光檢測器31b的構成要使其檢出利用SSD(光點尺寸檢出)法使物鏡37追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器31c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，CD用的第2組件43是波長780nm的半導體激光43a和分離來自光盤10的反射光并給予空間性變化的全息照相43d以及接受該反射光的光檢測器43b、43c一體化構成的。在圖9中，從第2組件43的半導體激光43a射出的波長780nm的光束44的一部分通過全息照相43d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之反射波長780nm的光，因此，光束44被用該波長濾波器33反射，被聚光透鏡34照準。被照準的光束44通過偏振光性全息照相35和波長板36射入開口數0.6的物鏡中。光束44的構成要使之對偏振光性全息照相32成為異常光，不受衍射作用進行透射。波長板36對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以光束44的偏振光面維持原樣。被物鏡37聚束，在集束基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點45。
接著，被光盤18反射的反射光46再次被物鏡37聚光，透射波長板36和偏振光性全息照相35。波長板36對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以反射光46也與光束44一樣，以直線偏振光照原樣透射波長板36。因此，反射光46作為異常光射入偏振光性全息照相35，所以不受衍射作用。透射此處的反射光46被聚光透鏡34聚束，被用波長濾波器33反射，入射到第2組件43中。入射到第2組件43中的反射光46用全息照相43d衍射，射入光檢測器43b和43c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器43b的構成要使其檢出利用SSD法使物鏡37追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器43c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
如此，在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的構成中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡37的中心部37a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳設計基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點11上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，因此，在以往構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部37a的開口數不能滿足性能。為此，在本實施例中，在提高中心部8a的開口數的同時，與實施例1一樣，如圖11所示，在物鏡37的外周部和內周部的境界上設置級差，通過降低所述象差成分中5次球面象差成分，來降低光點39的旁瓣，提高存儲再生的性能。
還可知為了把5次象差控制在20mλ(rms)以下，相位偏離量在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。而且，在本實施例為了提高物鏡的加工性而用光滑的曲線形成級差。通過設定這樣的光滑形狀的透鏡，就能夠加工對環境溫度的變化能確保其具有安定的性能的玻璃物鏡。而且，把級差量用相位差設定到100度。另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡37的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。
如圖12所示，通過物鏡37的外周部37b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部37b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器43b、43c中，所以不用特別設置開口限制部件就能夠再生開口數0.45的CD。
如以上所述中清楚表明的那樣，根據實施例1、2，能提供增大CD再生對應NA，即使用780nm的激光也能夠進行CD再生，并且能再生DVD的透鏡，能夠用利用了一個透鏡的簡易光頭實現DVD、CD互換再生。而且，能夠使光頭小型化、光盤驅動器本身小型化以及簡單化。
下面參照

本發明實施例3。實施例3的光頭裝置是用具有兩重最佳設計基材厚度的一個物鏡來實現DVD、CD互換再生的簡易光頭。該物鏡能增大CD再生對應NA，用780nm的激光就能進行CD再生，并且能再生DVD。
圖13、14是表示光頭裝置構成的圖。圖13表示用波長650nm的光束存儲或再生基材厚度0.6mm的光盤10的情況，圖14表示用波長780nm的光束存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤18的情況。該光學系統使用分別產生650nm和780nm波長光束的多個半導體激光1、15，但共用把光束聚束到光盤上的物鏡108。具體地說，由半導體激光、電子束分裂器、柱形透鏡以及光檢測器構成的部分，按每個波長設置，但利用透射650 nm波長的光、反射780nm波長的光的波長濾波器把來自兩個光路的不同波長的光導向一個光路。從波長濾波器4到物鏡108的部分為共用。一般在再生光盤基材厚度t2(0.6mm)或t1(1.2mm)的光信息媒體的光頭中，把物鏡108中心部的最佳設計基材厚度設為t1×0.6～t1，外周部的最佳設計基材厚度設為0.6mm。該最佳設計基材厚度的范圍是由實驗得出的。而且，在與物鏡108組合的相位移動元件(板狀光學元件)107上設置級差。椐此，無論是對光盤基材厚度t1的信息媒介物還是對光盤基材厚度t2的信息媒介物，都能在旁瓣較少的情況下存儲、再生信息。
如果進一步具體地說明光盤裝置，用波長650nm的光束存儲或再生基材厚度0.6mm的光盤10的情況，在圖14中，從第1半導體激光1射出的波長650nm的(DVD用的)光束2的大約一半的光透射光束分離器3，入射到波長濾波器4中。該波長濾波器4的構成要使之能透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。為此，光束2透過波長濾波器4，被聚光透鏡5平行化而形成近似平行光束。被平行化的光束2被反射鏡6反射通過作為板狀光學元件的相位移動元件107，射入開口數0.6的物鏡108中。
在此，參照圖15、16來說明相位移動元件107和物鏡108的構造和配置。其組合要使物鏡108和相位移動元件107各自的中心與光束的中心軸一致。物鏡108由光束中心軸附近的中心部(內周區域)108a和遠離所述中心軸的外周部(外周區域)108b構成，中心部108a具有被最佳化的面，使得通過該部分的光束聚束到透明基材較薄的光盤上，外周部108b具有被最佳化的面，使得通過該部分的光束聚束到具有比所述較薄透明基材光盤厚的基材的光盤上。而且，相位移動元件107是在板狀光學元件上設置級差，改變相位。當組合相位移動元件107和物鏡108時，設定外周部108b的面的相位使通過物鏡108的外周部的108b的面的最內周部的光束的相位偏離通過中心部108a的面的最外周部的光束的相位。
具體地說，在物鏡108中，開口數0.45以下的中心部108a的設計要使之對光盤基材厚度0.9mm光盤的象差為最小，開口數0.45以上的外周部108b的設計要使之對光盤基材厚度0.6mm的光盤象差為最小。光束2由該物鏡108聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點111。
接著，用光盤10反射的反射光112被物鏡108聚光，通過相位移動元件107被反射鏡6反射，被聚光透鏡5聚光。被聚光的反射光112透射波長濾波器4入射光束分離器3。入射光束分離器3的反射光12的大約一半的光在此被反射，通過圓柱形透鏡13被光檢測器14接收。光檢測器14的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要檢出利用象散法使透鏡8追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，在圖14中，從第2半導體激光15射出的波長780nm的(CD用)光束16的大約一半的光透射光束分離器17，入射到波長濾波器4中，波長濾波器4的構成要使之反射波長780nm的光，為此，光束16被該波長濾波器4反射，利用聚光透鏡5被平行化。被平行化的光束16通過反射鏡6被反射，通過相位移動元件107射入物鏡108。波長780nm的光束16被物鏡108聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點119。
從光盤18反射的反射光120再次被物鏡108聚光，通過相位移動元件107被反射鏡6反射，被聚光透鏡5聚光，被波長濾波器4反射后入射到光束分離器17中。入射到光束分離器17中的反射光20的大約一半在此反射，通過圓柱形透鏡21被光檢測器22接收。光檢測器22的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要利用象散法檢出焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法檢出跟蹤控制信號。
而且，物鏡108和相位移動元件197的安裝要使之保持對可動部的可動部中心123的動態平衡，而所述可動部是由具有能向作為物鏡光軸的焦點方向及光盤的半徑方向的跟蹤方向移動的驅動部件的物鏡架109構成的。因為保持了物鏡108和相位移動元件107對可動體的重心123的動態平衡，即使不用平衡器等，物鏡108對光軸的扭曲量也較小。因此，能夠實現在再生時和存儲時信號質量良好的光頭和信息存儲再生裝置。
如上所述，在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的光源構成中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡108的中心部108a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點11上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，其結果，在以往的光頭構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了物鏡108的中心部108a的開口數不能滿足性能。為此，在本實施例中，在提高中心部108a的開口數的同時，在相位移動元件107的外周部107b和內周部107a之間設置光學性級差，椐此來降低透射物鏡形成的光點的象差成分中所謂的澤爾尼克5次球面象差成分。如圖15所示，光學級差是通過把相位移動元件107內周部107a的厚度變薄來形成的。通過設置級差部，對任一波長的光束都能降低其光點的旁瓣，提高存儲再生的性能。因相位移動元件107和物鏡108是作為單獨體構成的，所以能夠在簡化物鏡108的形狀的同時，使用對環境溫度變化適應性強的玻璃透鏡也比較容易。為了把5次象差控制在20mλrms以下，相位偏離量設定在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。而且，在本實施例中，把級差量換算到波長650nm的光的相位上，把級差量用相位差設定到125度。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡108的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。如圖16所示，通過物鏡108的外周部108b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部108b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器22中，所以不用特別設置開口限制部件就能夠再生開口數為0.45的CD。
下面說明本發明實施例4的光頭。該光頭裝置使用光源和光檢測器為一體的組件31、43。而且，相位移動元件137、波長板136以及偏振光性全息照相135被作為一體構成。圖17、18是表示該光頭裝置的光學系統的圖。圖17表示存儲或再生基材厚度0.6mm的光盤10的情況，圖18表示存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤18的情況。
在圖17中，DVD用的第1(微型)組件31是波長650nm的半導體激光31a和接受來自光盤10的反射光的光檢測器1b、1c一體化構成的。從第1組件31的半導體激光31a射出的波長650nm的光束32通過玻璃罩31d射入波長濾波器33，該波長濾波器33透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。因此，光束32透射此處，被聚光透鏡34平行化而形成近似平行的光束。被平行化的光束32通過偏振光性全息照相135和波長板136以及作為板狀光學元件的相位移動元件137射入開口數0.6的物鏡138中。
偏振光性全息照相135和波長板136以及相位移動元件137被作為一體構成，與物鏡138一起被固定在物鏡架139上。如圖10所示，偏振光性全息照相135是在多折射材料LiNb基板上以前面交換形成全息照相來制作而成的，它透射異常光衍射正常光。光束32的構成要使之對偏振光性全息照相135呈異常光，不受衍射作用地對其進行透射。波長板136把波長650nm的光從直線偏振光變為近似圓偏振光，使波長780nm的光不改變偏振光方向。按照該構成，光束32被變換為圓偏振光。
物鏡38與實施例3的物鏡108相同，具有雙重的最佳設計基材。如圖19和圖20所示，開口數為0.45以下的中心部138a的設計要使之對光盤基材厚度0.9mm光盤的象差為最小，開口數0.45以上的外周部138b的設計要使之對光盤基材厚度0.6mm的光盤象差為最小。光束32由該物鏡138聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點141。
接著，用光盤10反射的反射光140被物鏡138聚光，通過相位移動元件137，被波長板136從圓偏振光變換為垂直于光束32偏光面的偏振光方向的直線偏振光，入射偏振光性全息照相135，因為反射光140以正常光入射偏振光性全息照相135，所以在此被衍射。通過衍射，反射光140被分割為焦點信號檢出的衍射光142a和跟蹤信號檢出用的衍射光142b。利用聚光透鏡34聚束衍射光142a、142b，衍射光射入各個光檢測器31b、31c，用兩方或者一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器31b檢出利用SSD法使物鏡138追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器31c檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，CD用的第2組件43是波長780nm的半導體激光43a、分離來自光盤的反射光并給予空間性變化的全息照相43d以及接受該反射光的光檢測器43b、43c被一體化而構成的。從第2組件43的半導體激光43a射出的波長780nm的光束44的一部分通過全息照相43d，射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之反射波長780nm的光，因此，光束44被該波長濾波器33反射，被聚光透鏡34平行化。被平行化的光束44通過偏振光性全息照相135和波長板136以及相位移動元件137射入開口數0.6的物鏡中。光束44要對偏振光性全息照相32呈異常光來構成，不受衍射作用地透射。波長板136對波長780nm的光不改變偏光方向，所以光束44的偏振光面保持原樣。光束44被物鏡138聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點149。
從光盤18反射的反射光146再次被物鏡138聚光，透射相位移動元件137、波長板136和偏振光性全息照相135。波長板136對波長780nm的光不改變偏光方向，所以反射光146也與光束44一樣，以直線偏振光原封不動地透射波長板136。因此，反射光146由于以異常光入射偏振光性全息照相135，所以不受衍射作用。透射此處的反射光146被聚光透鏡34聚束，被用波長濾波器33反射，入射到第2組件43中。入射到第2組件43中的反射光46用全息照相43d衍射，射入光檢測器43b和43c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器43b檢出利用SSD法使物鏡138追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器43c檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。而且，物鏡138和相位移動動元件137的安裝要使之保持對于可動部的可動部重心153的動態平衡，而該可動部是利用具有能夠向作為物鏡光軸的焦點方向以及作為光盤半徑方向的跟蹤方向移動的驅動部件的物鏡架139來構成的。
如上所述，在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的光頭中，為了用波長780nm的光再生CD，與實施例3的情況相同，在提高物鏡138的中心部138a的開口數的同時，如圖19所示那樣，在相位移動元件137的內周部和外周部設置級差。椐此來降低透射物鏡138形成的光點149的象差成分中所謂的澤爾尼克5次球面象差成分，并降低光點149的旁瓣。提高存儲再生的性能。為了把5次象差控制在20mλrms以下，相位偏離量設定在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。并且把級差量用相位差設定到了125度。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡138的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，來把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。如圖20所示，通過物鏡138的外周部138b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍內，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部138b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器43b、43c中，所以不用特別設置開口限制部件就能夠再生開口數為0.45的CD。
如前面說明的那樣，相位移動元件137是在板狀光學元件上設有光學性級差。在實施例3中，相位移動元件107是單獨設置的，在實施例4中，相位移動元件137是由偏振光性全息照相與波長板一體構成的。具體地說，例如，無論那種情況，設有光學性級差的相位移動元件都能利用蝕刻在玻璃平板上制造級差，或通過利用透明樹脂等的成形設置級差來進行制作。而且，即使取代級差，蒸著折射率不同的等方性膜，也能夠得到相同的效果。而且也能夠在偏振光性全息照相的任意一面上蒸著級差和折射率不同的膜來制作。而且，不用說，也能夠在波長板上進行同樣的制作。
相位移動元件是利用級差和膜的蒸鍍在板狀光學元件上變化光束相位的的單純構造。所以對相位的偏離量進行最佳化處理比較容易。因此，容易進行對每個多機種光頭的最佳化處理等，能夠大幅度地縮短開發用時間。
而且，在所述第3和第4實施例中，使用兩個光源，用于不同波長的光束在不同厚度透明基材光盤上的存儲再生。但是與所述實施例相同，即使在使用以往的一個波長光束的光頭上，通過使用設有內周區域和外周區域的相位移動元件，能夠提高對兩種光存儲信息媒介物的存儲再生性能。
下面說明實施例3、4的效果，在這些實施例中，增大CD再生對應的NA，即使使用780nm的激光也能夠進行CD再生，而且能夠提供能進行DVD再生的光學元件。而且，能夠使用用了一個物鏡的簡易光頭來實現DVD、CD的互換再生。而且，使光頭的小型化成為可能，使光信息存儲再生裝置本身的小型化和簡單化成為可能。
而且，錯開相位的部件能夠用級差和膜的蒸鍍在板狀光學元件上使光束的相位變化的單純的構造來實現，所以，容易進行相位偏離量的最佳化。因此，容易進行對每個多機種光頭的最佳化處理等，能夠大幅度地縮短開發用時間。
而且，因為相位移動元件和物鏡用個體構成，所以能夠在簡化物鏡形狀的同時，使用對環境溫度變化有利的玻璃透鏡也比較容易。
并且，因為對可動體的重心保持了物鏡和板狀光學元件的動態平衡，即使不用平衡器等，物鏡對光軸的扭曲量也較小，能夠實現在再生時和存儲時信號質量良好的光頭和信息存儲再生裝置。
下面，使用圖21～24來說明本發明的實施例5。圖21、22是表示本發明實施例5的光頭裝置的光學系統構成的圖。圖21表示存儲或再生DVD等基材厚度0.6mm的光盤的情況，圖22表示存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤的情況。而圖23和圖24表示實施例5的板狀光學元件以及物鏡周邊的詳細情況。
在圖21中，在存儲或再生DVD等基材厚度0.6mm的光盤的情況下，從半導體激光1射出的波長650nm的光束2的大約一半的光透射光束分離器3，入射到波長濾波器4中，該波長濾波器4的構成要使之能透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。為此，光束2透過此處，被聚光透鏡5平行化而形成近似平行光束。被平行化的光束2被反射鏡6反射通過板狀光學元件271射入NA0.6的物鏡208中。通過板狀光學元件271的光束2由該物鏡208聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點211。板狀光學元件271和物鏡208利用物鏡架209保持一體，利用物鏡驅動部件控制該位置。
用光盤10反射的反射光212被物鏡208聚光，通過板狀光學元件271、反射鏡6被聚光透鏡5聚光。被聚光的反射光212透射波長濾波器4入射光束分離器3。入射光束分離器3的反射光12的大約一半的光在此被反射，通過圓柱形透鏡13被光檢測器14接收。光檢測器14的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要檢出利用象散法法使透鏡208追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，在圖22中，在存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤的情況下，從半導體激光15射出的波長780nm的光束16的大約一半的光透射光束分離器17，入射到波長濾波器4中，波長濾波器4的構成要使之反射波長780nm的光，為此，光束16被該波長濾波器4反射，利用聚光透鏡5平行化。被平行化的光束16被反射鏡6反射，通過板狀光學元件271射入物鏡208。波長780nm的光束16被物鏡208聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點219。
從光盤18反射的反射光220再次被物鏡208聚光，通過板狀光學元件271被反射鏡6反射，被聚光透鏡5聚光，被波長濾波器4反射后入射到光束分離器17中。入射到光束分離器17中的反射光20的大約一半在此反射，通過圓柱形透鏡21被光檢測器22接收。光檢測器22的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要利用象散法檢出焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法檢出跟蹤控制信號。
在此，進一步詳細說明板狀光學元件271和物鏡208。當物鏡208不與板狀光學元件271組合而單獨使用時，其設計要使NA0.6以下的所有部分對光盤基材厚度0.6mm的象差為最小。即，具有最佳化的面要使通過物鏡208的光束聚束到透明基材較薄的光盤上。因此，該物鏡208能夠只在存儲或再生基材厚度0.6mm的光頭上單獨使用。
而且，板狀光學元件271由離光束的中心軸較近的內周區域271a和遠離所述中心軸的外周區域271b構成。在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的構成中，用波長780nm的光再生基材厚度0.6mm的光盤時，為此的板狀光學元件271的內周區域271a的NA不得不定在0.45的水平上。但是，最佳設計基材厚度0.9mm的NA一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點211上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，所以在以往的光頭構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部271a的NA不能滿足性能要求。為此，在本實施例中，如圖23所示的那樣，在提高板狀光學元件271的內周區域271a的NA的同時，在板狀光學元件271的內周部271a和外周部271b之間設置級差。因此，給通過內周部271a和外周部271b的光以相位段差，椐此來降低透射物鏡形成的光點的所述象差成分中所謂的澤爾尼克5次球面象差成分。通過降低其光點的旁瓣，來提高存儲再生的性能。而且，在本實施例中，把級差量用相位差設定到125度。
而且，板狀光學元件271的設計要使之在NA為0.45以下的內周區域271a內與物鏡208組合時，具有對光盤基材厚度0.9mm的透射性平板的象差為最小的面。在此，板狀光學元件271的內周區域面具有被最佳化的面，使其一旦與物鏡208組合，則會將通過內周區域271a的光束聚束到比多種光盤中的透明基材較薄的光盤更厚的透明基材的透射性平板上。象那樣的透射性平板，例如是具有t1×0.7以上厚度的透明基材(在此t1為多種光盤中透明基材較厚的光盤的透明基材厚度，在此是1.2mm)。另一方面，NA為0.6以上的外周區域271b是平面，對于通過該部分的光，只是給予按外周區域271b的厚度和板狀光學元件271的折射率決定其量的相位偏差。而且，板狀光學元件271的外周區域面相位的設定，要使其與物鏡208組合時，通過物鏡208的外周區域面的最內周部的光束的相位偏離通過內周區域面的最外周部的光束的相位。板狀光學元件271由玻璃構成，其表面形狀通過蝕刻玻璃平板的表面來獲得。
所述級差(換算成650nm波長的光)和各象差的關系與實施例1的圖5的曲線圖幾乎相同，所述級差和旁瓣的值(把主波瓣的強度設為100％來表示)與圖6的曲線圖幾乎相同。可知通過把相位級差設定為適當的量來降低5次球面象差，旁瓣也能夠縮小。還可知把5次象差控制在20mλ(rms)以下，相位偏離量設定在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把板狀光學元件271的NA0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同水平的級差上。如圖24所示，通過板狀光學元件271的外周區域271a的光束為了直接地通過物鏡208而具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周區域271b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器22中，所以不用特別設置開口限制部件就能夠再生NA0.45的基材厚度1.2mm的光盤。
下面，使用圖25～28來說明本發明的實施例6。圖25、26是表示實施例6的光頭裝置的光學系統構成的圖。圖25表示存儲或再生DVD等基材厚度0.6mm的光盤的情況，圖26表示存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤的情況。而圖27和圖28表示板狀光學元件以及物鏡周邊的詳細情況。
若說明存儲或再生DVD等基材厚度0.6mm的光盤的情況，則在圖27中，DVD用的第1組件31是波長650nm的半導體激光31a和接受來自光盤10的反射光的光檢測器31b、31c一體化構成的。從第1組件31的半導體激光31a射出的波長650nm的光束32通過玻璃罩31d射入波長濾波器33，該波長濾波器33透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。因此，光束32透射此處，被聚光透鏡34平行化而形成近似平行的光束。被平行化的光束32通過偏振光性全息照相235和波長板236以及板狀光學元件271射入NA0.6的物鏡208中。
偏振光性全息照相235和波長板236以及相位移動元件271被作為一體構成，與物鏡208一起被固定在物鏡架209上。而且，被物鏡驅動部件23驅動，如圖10所示，偏振光性全息照相235是在雙折射材料LiNb基板上以質子交換形成全息照相來制作而成的，它透射異常光衍射正常光。光束32的構成要使之對偏振光性全息照相235呈異常光，不受衍射作用地對其進行透射。波長板236的構成要使波長650nm的光從直線偏振光變為近似圓偏振光，但使波長780nm的光不改變偏振光方向。按照波長板236，光束32被變換為圓偏振光。圓偏振光的光束32接著通過板狀光學元件271，利用物鏡208聚束，在基材厚度0.6mm的光盤10的信息面上形成光點241。
物鏡208和板狀光學元件271與實施例5具有相同的構成，物鏡208的設計要使NA0.6以下的所有部分在單獨情況下對基材厚度0.6mm的光盤的象差為最小。因此，該透鏡能夠單獨使用在只存儲或再生基材厚度0.6mm光盤的光頭上。而且，板狀光學元件271由離光束的中心軸較近的內周區域271a和遠離所述中心軸的外周區域271b構成。在提高內周區域271a的NA的同時，在內周區域271a和外周區域271b之間設置級差。級差量用相位差設定在125度。
用光盤10反射的反射光240被物鏡208聚光，通過板狀光學元件271，被波長板236從圓偏振光變換為垂直于光束32偏光面的偏振光方向的直線偏振光，入射偏振光性全息照相235，因為反射光240以正常光入射偏振光性全息照相235，所以在此被衍射。根據衍射，反射光240被分割為焦點信號檢出的衍射光242a和跟蹤信號檢出用的衍射光242b。利用聚光透鏡5聚束衍射光242a、242b，衍射光射入各個光檢測器31b、31c，用兩方或者一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器31b檢出利用SSD法使物鏡208追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器31c檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，CD用的第2組件43是波長780nm的半導體激光43a和分離來自光盤的反射光并給予空間性變化的全息照相43d以及接受該反射光的光檢測器43b、43c一體化構成的。在圖25中，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤時，從第2組件43的半導體激光43a射出的波長780nm的光束44的一部分通過全息照相43d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之反射波長780nm的光，因此，光束44被用該波長濾波器33反射，被聚光透鏡34照準。被照準的光束44通過偏振光性全息照相235和波長板236以及板狀光學元件271射入NA0.6的物鏡208中。光束44的構成要使之對偏振光性全息照相235成為異常光，不受衍射作用進行透射。如上所述，波長板236對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以光束44的偏振光面維持原樣。光束44被物鏡208聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點249。
被光盤18反射的反射光246再次被物鏡208聚光，透射板狀光學元件271和波長板236以及偏振光性全息照相235。波長板236對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以反射光246也與光束44一樣，以直線偏振光照原樣透射波長板236。因此，反射光246作為異常光射入偏振光性全息照相235，所以不受衍射作用。透射此處的反射光246被聚光透鏡34聚束，被用波長濾波器33反射，入射到第2組件43中。入射到第2組件43中的反射光46用全息照相43d衍射，射入光檢測器43b和43c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器43b的構成要使其檢出利用SSD法使物鏡208追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器43c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
在實施例5中，與利用圖5、6所進行的說明一樣，通過把相位級差設定為適當的量，能夠降低5次球面象差，還能夠縮小旁瓣。為了把5次象差控制在20mλrms以下，相位偏離量在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把板狀光學元件71的NA0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往相同的級差上。如圖28所示，通過板狀光學元件271的外周部271a的光束原樣通過物鏡208，所以具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部271b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器43b、43c中，所以不用特別設置開口限制部件就能夠再生NA0.45的基材厚度1.2mm的光盤。
而且，在實施例5、6中，雖然板狀光學元件271是利用來自玻璃板的蝕刻制作的，但也可以利用玻璃沖壓來成型。而且，板狀光學元件271的透鏡效果比較差，所以也可以使用折射率較低的樹脂。因此，即使利用樹脂的注射成型或加壓成型也能獲得同樣的效果。
根據實施例5、6，通過把板狀光學元件設置到光路上，能夠給既成的對物透鏡補充所必要的功能。而且，能夠作為實現在物鏡上構成比較困難的形狀的部件來使用，能夠比較容易地提供具有所希望的聚光性能的光頭以及光盤存儲再生裝置。
而且，板狀光學元件是可以用蝕刻等方法來改變其近似平面形狀的表面形狀這樣一個構造，所以形狀的最佳化是比較容易的。因此，將物鏡作為通用，也容易對每個多機種光頭進行最佳化處理等，能夠大幅度地縮短開發時間，也適用于小批量的生產。
而且，因為板狀光學元件和物鏡用個體構成，所以在簡化物鏡形狀的同時，使用對環境溫度變化有利的玻璃透鏡也比較容易。
并且，通過取得所述那樣的構成，能夠繼續確保厚度較薄基材的信息存儲媒介物(例如DVD)的再生性能，增大較厚基材的信息存儲媒介物(例如CD)再生對應的NA。
而且，通過能增大較厚基材再生對應的NA，就能夠用波長較長的光源再生較厚基材的信息存儲媒介物，例如，如CD-R那樣用基材較薄的信息存儲媒介物(例如DVD)再生用的波長能夠實現能再生反射率低下不能再生的信息存儲媒介物的光頭和信息存儲再生裝置。
并且，在實施例1～6中，以DVD和CD的互換再生為例，把最佳設計基材厚度0.9mm的范圍設定在0.45。但是取代CD，為了LD(激光光盤)的互換再生，也可以進一步擴大其范圍，設定在0.50的水平上。
參照附圖來說明本發明的實施例7。圖29和圖30表示該實施例7的光頭裝置光學系統。圖29表示存儲或再生基材厚度0.6mm的光盤10的情況，圖30表示存儲或再生基材厚度1.2mm的光盤18的情況。
在圖29中，從半導體激光1射出的波長650nm的光束2的大約一半的光透射光束分離器3，入射到波長濾波器4中，該波長濾波器4的構成要使之能透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。為此，光束2透過此處，被聚光透鏡5照準而形成近似平行光束。被照準的光束2被反射鏡6反射，射入開口數0.6的物鏡308中。物鏡308由中心部308a和外周部308b構成。開口數0.45以下的中心部308a的設計要使之對基材厚度0.9mm光盤的象差為最小，開口數0.45以上的外周部308b的設計要使之對基材厚度0.6mm光盤的象差為最小。光束2由該物鏡308聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點311。
用光盤10反射的反射光312被物鏡308聚光，通過反射鏡6被聚光透鏡5聚光。被聚光的反射光312透射波長濾波器4入射光束分離器3。入射光束分離器3的反射光12的大約一半的光在此被反射，通過圓柱形透鏡13被光檢測器14接收。光檢測器14的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要檢出利用象散法使透鏡8追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，在圖30中，從半導體激光15射出的波長780nm的光束16的大約一半的光透射光束分離器17，入射到波長濾波器4中，波長濾波器4的構成要使之反射波長780nm的光，為此，光束16被該波長濾波器4反射，利用聚光透鏡5照準。被照準的光束16通過反射鏡6射入物鏡8。波長780nm的光束16被物鏡308聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點319。
從光盤18反射的反射光320再次被物鏡308聚光，通過反射鏡6被聚光透鏡305聚光，被波長濾波器4反射后入射到光束分離器17中。入射到光束分離器17中的反射光20的大約一半在此反射，通過圓柱形透鏡21被光檢測器22接收。光檢測器22的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要利用象散法檢出焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法檢出跟蹤控制信號。
如上所述，在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的光頭中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡308的中心部308a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點311上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，因此，在以往構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部308a的開口數不能滿足性能。為此，在本實施例中，在提高中心部308a的開口數的同時，如圖30所示，在物鏡308的外周部和內周部的境界上設置級差，通過降低所述象差成分中的所謂5次球面象差成分，來降低光點311的旁瓣，提高存儲再生的性能。
所述級差(換算成650nm波長光的相位)和各象差的關系以及所述級差和旁瓣值(把主瓣的強度作為100％來表示)的關系分別與實施例1的圖5和圖6的曲線圖幾乎相同，通過設定適當量的相位級差，能夠降低5次球面象差，還能夠縮小旁瓣。還可知為了把5次象差控制在20mλ(rms)以下，相位偏離量在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。而且，在本實施例是把級差量用相位差設定到100度。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡308的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。但是，最好把從半導體激光15到聚光透鏡5的光學距離L2設定在從半導體激光1到聚光透鏡5的光學距離L1的80％～95％之間來進一步限制象差。而且，如圖32所示，通過物鏡308的外周部308b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部308b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器22中，能夠不用特別設置開口限制部件而再生開口數0.45的CD。在把所述光學距離L2設定在L1的80％以下的情況下，其擴散度也會減小，這是為CD的再生性能要求所不希望的。
下面參照

本發明的實施例8，圖33和圖34是表示該實施例的光頭裝置光學系統構成的圖；圖33是表示在本實施例中存儲或再生基材厚0.6mm的光盤10的情況，圖34是表示存儲或再生基材厚1.2mm的光盤18的情況。
在圖33中，DVD用的第1組件3 1是波長650nm的半導體激光31a和接受來自光盤10的反射光的光檢測器1b、1c一體化構成的。從第1組件31的半導體激光31a射出的波長650nm的光束32通過玻璃罩31d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。因此，光束32透射此處，被聚光透鏡34照準而形成近似平行光束。被照準的光束32通過偏振光性全息照相335和波長板336射入開口數0.6的物鏡中。偏振光性全息照相335和波長板336被作為一體構成，與物鏡337一起被固定在物鏡架338上。如圖10所示，偏振光性全息照相335是在雙曲折材料LiNb基板上用質子交換形成全息照相來制作的，其構成要使之透射異常光，衍射正常光。
光束32的構成要使之對偏振光性全息照相335成為異常光，不受衍射作用進行透射。波長板336的構成要使波長650nm的光從直線偏振光變換為近似圓偏振光，使波長780nm的光不改變偏振光方向，光束32被變換成圓偏振光。物鏡337的構成與實施例7的物鏡308一樣，如圖35及36所示，開口數0.45以下的中心部337a的設計要使之對基材厚度0.9mm的象差為最小，開口數0.45以上的外周部337b的設計要使之對基材厚度0.6mm的象差為最小。光束32由該物鏡337聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點339。
用光盤10反射的反射光340被物鏡337聚光，用波長板336從圓偏振光變換為與光束32的偏振光面垂直的偏振光方向的直線偏振光，射入偏振光性全息照相335。反射光40為了對偏振光性全息照相335以正常光入射，在此進行衍射。利用衍射反射光340被分割成焦點信號檢出的衍射光342a和跟蹤信號檢出的衍射光342b。衍射光342a和342b被聚光透鏡34聚束，分別射入光檢測器31b和31c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器31b的構成要使其檢出利用SSD(光點尺寸檢出)法使物鏡37追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器31c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，CD用的第2組件43是波長780nm的半導體激光43a和分離來自光盤10的反射光并給予空間性變化的全息照相43d以及接受該反光的光檢測器43b、43c一體化構成的。在圖34中，從第2組件43的半導體激光43a射出的波長780nm的光束44的一部分通過全息照相43d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之反射波長780nm的光，因此，光束44被用該波長濾波器33反射，被聚光透鏡34照準。被照準的光束44通過偏振光性全息照相335和波長板336射入開口數0.6的物鏡中。光束44的構成要使之對偏振光性全息照相32成為異常光，不受衍射作用進行透射。如所述那樣，波長板336對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以光束44的偏振光面維持原樣。被物鏡337聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點345。
被光盤18反射的反射光346再次被物鏡337聚光，透射波長板336和偏振光性全息照相335。波長板336對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以反射光346也與光束44一樣，以直線偏振光照原樣透射波長板336。因此，反射光46作為異常光射入偏振光性全息照相335，所以不受衍射作用。透射此處的反射光346被聚光透鏡34聚束，被用波長濾波器33反射，入射到第2組件43中。入射到第2組件43中的反射光46用全息照相43d衍射，射入光檢測器43b和43c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器43b的構成要使其檢出利用SSD法使物鏡37追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器43c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
如上所述，在使用了波長650nm和780nm兩個波長的光頭中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡337的中心部337a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳設計基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點11上就會產生超過80mλrms的象差，通常，超過80mλrms的光點，因為所謂的旁瓣增大，所以存儲再生性能劣化，因此，在以往構成中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部337a的開口數而不能滿足性能。為此，在本實施例中，在提高中心部337a的開口數的同時，與實施例7一樣，如圖35所示，在物鏡337的外周部和內周部的境界上設置級差，通過降低所述象差成分中5次球面象差成分，來降低光點339的旁瓣，提高存儲再生的性能。還可知為了把5次象差控制在20mλ(rms)以下，相位偏離量在50度～150度的范圍較好。而且，即使變化相位級差，綜合級差也變化不大。而且，在本實施例為了提高物鏡的加工性而用光滑的曲線形成級差。通過設定這樣的光滑形狀的透鏡，就能夠加工對環境溫度的變化能確保其具有安定的性能的玻璃物鏡。而且，把級差量用相位差設定到100度。
另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡37的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。另一方面，存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡337的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的級差限定在與以往例相同的級差上。但是，最好把從半導體激光43a到聚光透鏡34的光學距離L2設定在從半導體激光31a到聚光透鏡34的光學距離L1的80％～95％之間來進一步限制象差。而且，按照光源和受光元件成為一體的組件方式，為了利用球面象差產生焦點偏置，從焦點偏置的角度也應把光學距離L2設定在光學距離L1的80％～95％之間來進一步限制象差。在圖37表示了當使L2變化的情況下的焦點偏置的變化情況。此時，通過把L2設定到L1的90％能夠就把焦點偏置設置到近似為0。而且，通過物鏡337的外周部337b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部337b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器43b、43c中，能夠不用特別設置開口限制部件而再生開口數0.45的CD。在把所述光學距離L2設定在L1的80％以下的情況下，其擴散度也會減小，此為CD的再生性能要求所不希望的。
而且，在實施例7、8中，即使使用聚光透鏡和物鏡為一體的所謂有限系統透鏡也能獲得同樣的效果。
如在上述說明中所明確的那樣，利用實施例7、8就能提供增大CD再生對應NA，即使用780nm的激光也能夠進行CD再生，并且能再生DVD的透鏡，能夠用利用了一個透鏡的簡易光頭實現DVD、CD互換再生。而且，能夠使光頭小型化、光盤驅動器本身小型化以及簡單化。
而且，通過把從CD激光到聚光透鏡的光學距離設置得比DVD用激光還短，就能夠限制象差，在提高再生信號質量的同時還能降低焦點偏置。
并且，在實施例1～8中，是以DVD和CD的互換再生為例，把最佳設計基材厚度設定為0.9mm、變化基材厚度的范圍設定在0.45進行了說明。但是也可以把最佳設計基材厚度設定為1.0mm，取代CD，為了LD(激光光盤)的互換再生，也可以進一步擴大基材厚度范圍，也可以設定在0.50的水平上。
下面參照

本發明的實施例9。圖38是表示在本實施例中存儲或再生基材厚0.6mm的光盤10的情況，圖39是表示存儲或再生基材厚1.2mm的光盤18的情況。在圖38中，從半導體激光1射出的波長650nm的光束2的大約一半的光透射光束分離器3，入射到波長濾波器4中。該波長濾波器4的構成要使之能透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。為此，光束2透過此處，被聚光透鏡5照準而形成近似平行光束。被照準的光束2被反射鏡6反射通過遮光濾波器407射入開口數(NA)0.6的物鏡8中。感光濾波器407和物鏡408都被固定在物鏡架409上。如圖40所示，遮光濾波器407由環形遮光部407a和此外的投射部407b構成。如圖41所示，遮光部407a具有透射象波長650nm和780nm的光那樣的波長特性。而且，該遮光部407a如圖43所示的那樣，對光束2中相當于物鏡408的開口數從0.37～0.45的部分進行遮光。
物鏡408由中心部408a和外周部408b構成。開口數0.45以下的中心部408a的設計要使之對基材厚度0.9mm光盤的象差為最小，開口數0.45以上的外周部408b的設計要使之對基材厚度0.6mm光盤的象差為最小。用遮光濾波器7被遮光成輪帶狀的光束2被該物鏡408聚束，在基材厚0.6mm的光盤10的信息面上形成光點411。
用光盤10反射的反射光412被物鏡408聚光，通過遮光濾波器407和反射鏡6被聚光透鏡5聚光。被聚光的反射光12透射波長濾波器4入射光束分離器3。入射光束分離器3的反射光12的大約一半的光在此被反射，通過圓柱形透鏡13被光檢測器14接收。光檢測器14的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要檢出利用象散法使透鏡8追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，在圖39中，從使光軸垂直于所述半導體激光1的光軸而設置的半導體激光15射出的波長780nm的光束16的大約一半的光透射光束分離器17，入射到波長濾波器4中，波長濾波器4的構成要使之反射波長780nm的光，為此，光束16被該波長濾波器4反射，利用聚光透鏡5照準。被照準的光束16通過反射鏡6及遮光濾波器407射入物鏡408。如圖41、42的波長特性所示的那樣，波長780nm的光束16透射遮光部407a、透射部407b，被物鏡408聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點419。
從光盤18反射的反射光420再次被物鏡408聚光，通過遮光濾波器407和反射鏡6被聚光透鏡5聚光，被波長濾波器4反射后入射到光束分離器17中。入射到光束分離器17中的反射光20的大約一半在此反射，通過圓柱形透鏡21被光檢測器22接收。光檢測器22的構成要使其在檢出再生信號的同時，還要利用象散法檢出焦點控制信號，以及通過相位差法或推挽法檢出跟蹤控制信號。
如此，在使用了波長650nm和780nm的兩個波長的光頭中，用波長780nm的光再生CD時，物鏡408的中心部408a的開口數不得不定在0.45的水平上。但是，最佳設計基材厚度0.9mm的開口數一達到0.45，在存儲或再生DVD的光點411上就會產生超過80mλrms的象差。所以存儲再生性能劣化，在以往的光頭中設置波長780nm的光源，僅僅提高了中心部408a的開口數不能滿足性能。為此，在本實施例中，在提高中心部408a的開口數的同時，如圖43所示，用遮光濾波器407的遮光部407a對光束2中相當于物鏡408的開口數0.37～0.45的部分進行遮光，以此來降低象差。即，存儲再生DVD時的光點411是由通過物鏡408的中心部408a中的開口數為0.37以下的中心部408a的光束，和通過開口數0.45～0.6的外周部408b的光束合成而形成的。在接近物鏡408光軸中心的區域(近軸區域)即使設計基材厚度偏離象差也較小，如果開口數在0.37的水平上，即使把通過最佳設計基材厚度0.9mm的中心部的光聚束到基材厚度0.6mm的光盤上，象差限制在30mλrms的水平，不會使存儲再生性能劣化。因此，能夠利用通過物鏡408的外周部408b和開口數0.37以下的中心部408a的光束2合成而形成的光點11來存儲再生DVD。
存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡408的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的象差限定在與以往例相同的象差上。如圖44所示，通過物鏡408的外周部408b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部408b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器22中。遮光濾波器407不遮光光束16，存儲再生CD時的物鏡的開口數成為0.45，能夠確保與通常的CD驅動器具有同等的開口數。
在本實施例中，作為遮光濾波器407舉例說明了由光學薄膜構成的濾波器，但是即使其構成是使用波長選擇性的全息照相，使之只在遮光部407a的區域衍射波長650nm的光也會有同樣的效果。而且，把最佳設計基材厚度設為0.9mm對物鏡408的開口數0.45的區域進行了說明。該范圍如果是在光盤18的基材厚度的70％以上，則再生CD時的象差限制在40 mλrms，為實用范圍之內。而且，雖然把所述遮光部407a作為相當于物鏡408的開口數從0.45到0.37的區域，但開口數只要是CD開口數0.45的70％以上，就能確保DVD的性能。
下面參照

本發明的實施例10。圖45是表示在本實施例中存儲或再生基材厚0.6mm的光盤10的情況，圖46是表示存儲或再生基材厚1.2mm的光盤18的情況。在圖45中，DVD用的第1組件31是波長650nm的半導體激光31a和接受來自光盤10的反射光的光檢測器1b、1c一體化構成的。從第1組件31的半導體激光31a射出的波長650nm的光束32通過玻璃罩31d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之透射波長650nm的光，反射波長780nm的光。因此，光束32透射此處，被聚光透鏡34照準而形成近似平行光束。被照準的光束32通過偏振光性全息照相35和波長板436射入開口數0.6的物鏡437中。偏振光性全息照相435和波長板436被作為一體構成，與物鏡437一起被固定在物鏡架438上。如圖10所示，偏振光性全息照相435是在雙曲折材料LiNb基板上用質子交換形成全息照相來制作的，其構成要使之透射異常光，衍射正常光。光束32的構成要使之對偏振光性全息照相435成為異常光，不受衍射作用進行透射。波長板436的構成要使波長650nm的光從直線偏振光變換為近似圓偏振光，使波長780nm的光不改變偏振光方向，光束32被變換成圓偏振光。物鏡437的構成與實施例9的物鏡408一樣，如圖47所示，開口數0.45以下的中心部437a的設計要使之對基材厚度0.9mm的象差為最小，開口數0.45以上的外周部437b的設計要使之對基材厚度0.6mm的象差為最小。光束32由該物鏡437聚束，在基材厚度0.6mm光盤10的信息面上形成光點439。
用光盤10反射的反射光440被物鏡437聚光，用波長板436從圓偏振光變換為與光束32的偏振光面垂直的偏振光方向的直線偏振光，射入偏振光性全息照相435。反射光440為了對偏振光性全息照相435以正常光入射，在此進行衍射。因為衍射反射光440被分割成焦點信號檢出的衍射光442a和跟蹤信號檢出的衍射光442b、以及遮光用的衍射光441。如圖45所示，衍射光441的構成要使其利用輪帶狀的全息照相，在反射光440中衍射相當于物鏡437的開口數從0.37到0.45的部分，不作為散射光入射光檢測器31b和31c。衍射光442a和442b被聚光透鏡434聚束，分別射入各光檢測器31b和31c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器31b的構成要使其檢出利用SSD(光點尺寸檢出)法使物鏡437追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器31c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
另一方面，如圖46所示，CD用的第2組件43是波長780nm的半導體激光43a和分離來自光盤10的反射光并給予空間性變化的全息照相43d以及接受該反光的光檢測器43b、43c一體化構成的。在圖46中，從第2組件43的半導體激光43a射出的波長780nm的光束44的一部分通過全息照相43d射入波長濾波器33，該波長濾波器33的構成要使之反射波長780nm的光，因此，光束44被用該波長濾波器33反射，被聚光透鏡34照準。被照準的光束44通過偏振光性全息照相435和波長板436射入開口數0.6的物鏡437中。光束44的構成要使之對偏振光性全息照相32成為異常光，不受衍射作用進行透射。波長板436對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以光束44的偏振光面維持原樣。被物鏡437聚束，在基材厚度1.2mm的光盤18的信息面上形成光點445。
被光盤18反射的反射光446再次被物鏡437聚光，透射波長板436和偏振光性全息照相435。波長板436對波長780nm的光不改變偏振光方向，所以反射光446也與光束44一樣，以直線偏振光照原樣透射波長板436。因此，反射光446作為異常光射入偏振光性全息照相435，所以不受衍射作用。透射此處的反射光446被聚光透鏡34聚束，被用波長濾波器33反射，入射到第2組件43中。入射到第2組件43中的反射光46用全息照相43d衍射，射入光檢測器43b和43c，用兩方或一方的檢測器檢出再生信號。而且，光檢測器43b的構成要使其檢出利用SSD法使物鏡37追蹤信息媒介物面的焦點控制信號，光檢測器43c的構成要使其檢出通過相位差法或推挽法追蹤信息磁道的跟蹤控制信號。
在以上的構成中，存儲或再生DVD等基材厚0.6mm的光盤時，如圖47所示，用偏振光性全息照相435的衍射部435a來衍射在反射光440中相當于物鏡437的開口數從0.37到0.45的部分，作為衍射光441不入射光檢測器。因此，在用形成檢出信號用的光的衍射部435b衍射的反射光442a、442b中不含象差較大的成分。即，只檢出用通過存儲再生DVD時的物鏡437的中心部437a的開口數0.37以下的反射光和開口數0.45～0.6的外周部的反射光所合成的光。在物鏡近軸區域，即使設計基材厚度偏離，象差也較小，如果開口數在0.37的水平上，即使把通過最佳基材厚度0.9mm的中心部的光聚束到基材厚度0.6mm的光盤上，象差限制在30mλrms的水平，不會使存儲再生性能劣化。因此，能夠利用通過物鏡437的外周部437b和開口數0.37以下的中心部437a的光束存儲再生DVD。
存儲或再生CD等基材厚度1.2mm的光盤18時，通過把物鏡437的開口數0.45的范圍設定為最佳設計基材厚度0.9mm，把通過此處的光的象差限定在與以往例相同的象差上。如圖48所示，通過物鏡437的外周部437b的光束具有較大的球面象差，擴散到光盤18的信息媒介物面上的較寬范圍，而且，該反射光也以較大球面象差擴散。因此，通過該外周部437b的光的反射光幾乎不入射到光檢測器中。而且，偏振光性全息照相435無論是光束44還是反射光446都不衍射，所以存儲再生CD等時的物鏡的開口數成為0.45，能夠確保與通常的CD驅動器具有同等的開口數。
而且，在本實施例中，把物鏡437的開口數0.45的區域的最佳設計基材厚度設為0.9mm，進行了說明。該范圍如果是在光盤18的基材厚度的70％以上，則再生CD時的象差限制在40mλrms，為實用范圍之內。而且，雖然把所述遮光部407a作為相當于物鏡408的開口數從0.45到0.37的區域，但開口數只要是CD開口數0.45的70％以上，就能確保DVD的性能。
如通過以上說明所明確的那樣，根據實施例9、10，在NA3以上(0.7×NA 1≤NA3＜NA 1)NA 1以下的環形區域，對第1波長光進行遮光或者衍射，所以能夠把對第1波長光的物鏡的中心部的開口數設定為實質性的NA3，能夠用較小的象差進行光盤基材厚度t1的信息媒介物的存儲再生。
而且，在根據比第一波長大的第二波長的光盤基材厚度t2(t2＞t3)的信息媒介物的存儲再生中，能夠把物鏡中心部的開口數設定為NA 1，因為該開口數對于基材厚度t3被設定為最佳值，所以能夠設定較小的象差。其結果，能夠實現使用一個物鏡，用第一波長的光，例如650nm的光存儲再生光盤基材厚度t1的信息媒介物例如DVD，和用第二波長的光，例如780nm的光存儲再生光盤基材厚度t2的信息媒介物體例如CD的光頭。
而且，用一個光頭能夠存儲再生DVD、CD光盤以及有波長依存性的CD-R光盤等，能夠確保所有的DVD光盤和CD光盤的互換性。
而且，盡管本發明根據所述實施例進行了說明，但這些實施例僅僅是例示而已，不作限定之用。
權利要求
1．一種聚束元件，是把來自光源的光束分別聚束到具有至少兩種厚度不同的透明基材的光信息媒體上的聚束元件，其特征在于所述聚束元件由光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域構成，外周區域具有使通過外周區域的光束聚束到所述光信息媒體中透明基材較薄的第1光信息媒體上的被最佳化的面；內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到比所述第一光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面；設置外周區域面的相位使通過外周區域面的最內周部的光束的相位與通過內周區域面的最外周部的光束的相位偏離。
2．根據權利要求1所述的聚束元件，其特征在于所述的聚束元件是具有所述內周區域和所述外周區域的物鏡。
3．根據權利要求2所述的聚束元件，其特征在于當把所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差設計要滿足全象差量≥20mλ(rms)5次球面象差≤20mλ(rms)的條件。
4．根據權利要求3所述的聚束元件，其特征在于當把所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差設計要滿足7次球面象差≤30 mλ(rms)的條件。
5．根據權利要求2～4中的任意一項所述的聚束元件，其特征在于所述內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到具有比所述光信息媒體中透明基材較厚的第2光信息媒體薄的基材厚度的光信息媒體上的被最佳化的面。
6．根據權利要求5所述的聚束元件，其特征在于通過外周區域面的最內周部的光束相位的變化方向是偏離通過內周區域面的最外周部的光束相位的方向。
7．根據權利要求6所述的聚束元件，其特征在于內周區域面的NA和全開口的NA的關系滿足全開口NA×0.7≤內周區域NA≤全開口NA×0.8的條件；通過外周區域面的最內周部的光束的相位相對于通過內周區域面的最外周部的光束相位的偏離量滿足50度≤相位偏離量≤150度的條件；
8．根據權利要求2～7中的任意一項所述的聚束元件，其特征在于當把所述光信息媒體中透明基材較厚的第2光信息媒體的基材厚度設定為t1時，通過內周區域的光束被最佳化使其聚束到具有t1×0.6≤內周區域設計基材厚度的基材厚度的信息媒介物上。
9．根據權利要求2～8中的任意一項所述的聚束元件，其特征在于用光滑的曲線構成外周區域面的最內周部和內周區域面的最外周部。
10．根據權利要求1所述的聚束元件，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和被該透鏡組合的板狀光學元件構成；所述透鏡由光束中心軸附近的第1內周部和遠離所述中心軸的第1外周部構成，所述第1外周部具有使通過該第1外周部的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面，所述第1內周部具有使通過該第1內周部的光束聚束到比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面；所述板狀光學元件是由第2內周部和由該第2內周部和光學級差部劃分的第2外周部構成的，是為了在所述第2內周部和第2外周部與所述透鏡組合時，使通過所述透鏡第1外周區域的光束通過所述第2外周部，使通過所述透鏡第1內周區域的光束通過所述第2內周部而設置的聚束元件。
11．根據權利要求10所述的聚束元件，其特征在于所述板狀光學元件的第2內周部和第2外周部的厚度不同。
12．根據權利要求10所述的聚束元件，其特征在于所述板狀光學元件的第2內周部和第2外周部是由互不相同的電介質材料構成的。
13．根據權利要求1所述的聚束元件，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和設置在所述光源和所述透鏡間的光路上的板狀光學元件構成；所述透鏡具有被最佳化的面，使沒有所述板狀光學元件時，通過透鏡的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上；所述板狀光學元件由光束中心軸附近的內周部和遠離所述中心軸的外周部構成，內周部和外周部由光學級差部劃分，所述外周部的面是平面，所述內周部的面被最佳化，使在與所述透鏡組合時通過所述內周部的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上。
14．一種光頭，由把來自光源的光束分別聚束到具有厚度不同的至少兩種透明基材的光信息媒體上的聚束元件和接受來自所述光信息媒體的反射光并將其轉換成電信號的受光元件構成；所述聚束元件由光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域構成，外周區域具有使通過外周區域的光束聚束到所述光信息媒體中透明基材較薄的第1光信息媒體上的被最佳化的面；內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面，而且設置外周區域面的相位使通過外周區域面的最內周部的光束的相位與通過內周區域面的最外周部的光束的相位偏離。
15．根據權利要求14所述的光頭，其特征在于所述光源產生兩個不同波長的光束。
16．根據權利要求14所述的光頭，其特征在于所述光源產生一個波長的光束。
17．根據權利要求14所述的光頭，其特征在于所述聚束元件是具有所述內周區域和所述外周區域的物鏡。
18．根據權利要求17所述的光頭，其特征在于所述聚束元件的設計要使所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差滿足全象差量≥20 mλ(rms)5次球面象差≤20 mλ(rms)的條件。
19．根據權利要求18所述的光頭，其特征在于所述聚束元件的設計要使所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差滿足7次球面象差≤30 mλ(rms)的條件。
20．根據權利要求14～19中的任意一項所述的光頭，其特征在于所述聚束元件的所述內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到比所述光信息媒體中透明基材較厚的第2光信息媒體的透明基材薄的信息媒介物上的被最佳化的面。
21．根據權利要求20所述的光頭，其特征在于通過所述聚束元件的外周區域面的最內周部的光束相位的變化方向是偏離通過內周區域面的最外周部的光束相位的方向。
22．根據權利要求21所述的光頭，其特征在于所述聚束元件的內周區域面的NA和全開口的NA的關系，以及通過外周區域面的最內周部的光束的相位相對于通過內周區域面的最外周部的光束相位的偏離量滿足全開口NA×0.7≤內周區域NA≤全開口NA×0.850度≤相位偏離量≤150度的條件。
23．根據權利要求14～22中的任意一項所述的光頭，其特征在于所述聚束元件被最佳化，在將所述光信息媒體中透明基材較厚的第2光信息媒體的基材厚度設定為t1時，使通過內周區域的光束聚束到具有t1×0.6≤內周區域設計基材厚度的范圍的基材厚度的信息媒介物上。
24．根據權利要求14～22中的任意一項所述的光頭，其特征在于在每個具有厚度不同的透明基材的光信息媒體中至少具有兩個受光元件。
25．根據權利要求14所述的光頭裝置，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和被該透鏡組合的板狀光學元件構成；所述透鏡由光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域構成，所述外周區域具有產生所述光源并使通過外周區域的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面，所述內周區域具有產生所述光源并使通過內周區域的光束聚束到比所述第一光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面；所述板狀光學元件是由內周部和由該內周部和光學級差部劃分的外周部構成的，是為了在所述內周部和外周部與所述透鏡組合時，使通過所述第1光學透鏡外周區域的光束通過所述外周部，使通過所述透鏡內周部的光束通過所述內周部而設置的。
26．根據權利要求25所述的光頭，其特征在于所述光源產生兩個波長的光束，所述透鏡的外周區域具有產生所述光源并使通過外周區域的第一波長光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面，所述透鏡的內周區域具有產生所述光源并使與通過內周區域的第1波長不同的第2波長的光束聚束到比所述第一光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面。
27．根據權利要求25或26中的任意一項所述的光頭裝置，其特征在于所述板狀光學元件和所述透鏡被具有可以向所述透鏡的焦點方向及跟蹤方向移動的驅動部件的可動體所保持；所述板狀光學元件和所述透鏡的配置要使之保持對可動體重心的動態平衡。
28．根據權利要求14所述的光頭裝置，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和被該透鏡組合的板狀光學元件構成；所述透鏡具有在沒有所述板狀光學元件時，使通過該透鏡的光束聚束到具有第1厚度的透明基材的光信息存儲媒介物上的被最佳化的面；所述板狀光學元件由光束中心軸附近的內周部和遠離所述中心軸的外周部構成，內周部和外周部由光學級差部劃分，所述外周部的面是平面，所述內周部的面被最佳化，使之與所述透鏡組合時通過所述內周部的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上。
29．根據權利要求27所述的光頭裝置，其特征在于所述光源產生兩個波長的光束，所述板狀光學元件的內周部具有產生所述光源并使之在與通過內周部的第1波長不同的第2波長的光束透射比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物時進行聚束的被最佳化的面。
30．一種光信息存儲再生裝置，其特征在于包括把來自光源的光束分別聚束到具有至少兩種厚度不同的透明基材的光信息媒體上的聚束元件；接受來自所述光信息媒體的反射光并將其轉換成電信號的受光元件；區分所述光信息媒體的種類，選擇性地從電信號中讀取信息的信號處理電路；所述聚束元件由光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域構成，外周區域具有使通過該區域的光束聚束到所述光信息媒體中透明基材較薄的第1光信息媒體上的被最佳化的面，內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物上的被最佳化的面，而且設置外周區域面的相位使通過外周區域面的最內周部的光束的相位與通過內周區域面的最外周部的光束的相位偏離。
31．根據權利要求30所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件是具有所述內周區域和所述外周區域的物鏡。
32．根據權利要求31所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件的設計要使所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差滿足全象差量≥20 mλ(rms)5次球面象差≤20 mλ(rms)的條件。
33．根據權利要求32所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件的設計要使所述光束聚束到所述第1光信息媒體上時的波面象差滿足7次球面象差≤30 mλ(rms)的條件。
34．根據權利要求31～33中的任意一項所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件的所述內周區域面具有使通過該區域的光束聚束到所述第1信息媒介物上的被最佳化的面。
35．根據權利要求31～34中的任意一項所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于通過所述聚束元件的外周區域面的最內周部的光束相位的變化方向是偏離通過內周區域面的最外周部的光束相位的方向。
36．根據權利要求35所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件的內周區域面的NA和全開口的NA的關系，以及通過外周區域面的最內周部的光束的相位相對于通過內周區域面的最外周部的光束相位的偏離量滿足全開口NA×0.7≤內周區域NA≤全開口NA×0.850度≤相位偏離量≤150度的條件。
37．根據權利要求31～36中的任意一項所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件被最佳化，在將所述光信息媒體中透明基材較厚的第2光信息媒體的基材厚度設定為t1時，使通過內周區域的光束聚束到具有t1×0.6≤內周區域設計基材厚度的范圍的基材厚度的信息媒介物上。
38．根據權利要求31～37中的任意一項所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于在每個具有厚度不同的透明基材的光信息媒體中具有所述受光元件。
39．根據權利要求30所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和被該透鏡組合的板狀光學元件構成；所述透鏡由光束中心軸附近的第1內周部和遠離所述中心軸的第1外周部構成，所述第1外周部具有使通過該第1外周部的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面，所述第1內周部具有使通過該第1內周部的光束聚束到比所述第一光信息媒體的透明基材厚的光信息媒體上的被最佳化的面；所述板狀光學元件是由第2內周部和由該第2內周部和光學級差部劃分的第2外周部構成的，是為了在所述第2內周部和第2外周部與所述透鏡組合時，使通過所述物鏡的第1外周區域的光束通過所述外周部，使通過所述透鏡的第1內周區域的光束通過所述第2內周部而設置的。
40．根據權利要求39所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于在所述光頭裝置中，所述板狀光學元件和所述透鏡被具有可以向所述透鏡的焦點方向及跟蹤方向移動的驅動部件的可動體所保持；所述板狀光學元件和所述透鏡的配置要使之保持對可動體重心的動態平衡。
41．根據權利要求30所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述聚束元件由把來自光源的光束聚束到光信息存儲媒介物上的透鏡和設置在所述光源和所述透鏡間的光路上的板狀光學元件構成；所述透鏡具有在沒有所述板狀光學元件時，使通過該透鏡的光束聚束到所述第1光信息存儲媒介物上的被最佳化的面；所述板狀光學元件由光束中心軸附近的內周部和遠離所述中心軸的外周部構成，內周部和外周部由光學級差部劃分，所述外周部的面是平面，所述內周部的面被最佳化，使之與所述透鏡組合時通過所述內周部的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上。
42．根據權利要求41所述的光信息存儲再生裝置，其特征在于所述光源產生兩個波長的光束，所述板狀光學元件的內周部具有產生所述光源并使之在與通過內周部的第1波長不同的第2波長的光束透射比所述第1光信息媒體的透明基材厚的信息媒介物時進行聚束的被最佳化的面。
43．一種光信息存儲媒介物的存儲再生方法，其特征在于從光源產生光束，使所產生的光束聚束到具有透明基材的光信息媒體上，該光束在光信息媒體上的波面象差量滿足全象差量≥20 mλ(rms)5次球面象差≤20 mλ(rms)的條件。
44．根據權利要求43所述的光信息存儲媒介物的存儲再生方法，其特征在于所進行的設計要使所述光束在所述光信息媒體上的波面象差量滿足7次球面象差≤30 mλ(rms)的條件。
45．一種光頭，把來自光源的光束聚束到具有厚度不同的透明基材的第1和第2光信息存儲媒介物上，其特征在于所述光頭由光源、聚束元件和受光元件構成；所述光源產生聚束在第1光信息存儲媒介物上的光束和聚束在第2光信息存儲媒介物上的光束；所述聚束元件具有光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域，所述外周區域具有被最佳化的面，使通過所述外周區域的光束聚束到具有第1厚度的透明基材的第1光信息存儲媒介物上，所述內周區域具有被最佳化的面，使通過所述內周區域的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上，設定所述外周區域的所述面的相位使通過所述外周區域的所述面的最外周部的光束的相位偏離通過所述內周區域的所述面的最外周部的光束的相位；所述受光元件接受來自光信息存儲媒介物的反射光并轉換成電信號；從所述第1光源到所述聚束元件的距離L1和從所述第2光源到所述聚光光學系統的距離L2之間的關系滿足L1×0.8＜L2＜L1×0.95的條件。
46．根據權利要求45所述的光頭，其特征在于所述光源由產生聚束在第1光信息存儲媒介物上的光束的第1發光部和產生聚束在第2光信息存儲媒介物上的光束的第2發光部構成；所述聚束元件由接受來自第1光信息存儲媒介物的反射光的第1受光部和接受來自第2光信息存儲媒介物的反射光的第2受光部構成；第1發光部和第1受光部形成一體，第2發光部和第2受光部形成一體。
47．一種光信息存儲再生裝置，其特征在于包括把來自光源的光束聚束到具有厚度不同的透明基材的第1和第2光信息存儲媒介物上的光頭；從來自所述光頭的電信號選擇處理再生信號以及控制信號并生成再生信號的控制部；所述光頭由光源、聚束元件和受光元件構成；所述光源產生聚束在第1光信息存儲媒介物上的光束和聚束在第2光信息存儲媒介物上的光束；所述聚束元件具有光束中心軸附近的內周區域和遠離所述中心軸的外周區域，所述外周區域具有被最佳化的面，使通過所述外周區域的光束聚束到具有第1厚度t1的透明基材的第1光信息存儲媒介物上，所述內周區域具有被最佳化的面，使通過所述內周區域的光束聚束到具有比所述第1光信息存儲媒介物厚的透明基材的光信息存儲媒介物上，設定所述外周區域的所述面的相位使通過所述外周區域的所述面的最外周部的光束的相位偏離通過所述內周區域的所述面的最外周部的光束的相位；所述受光元件接受來自所述光信息存儲媒介物的反射光并轉換成電信號；從所述第1光源到所述聚束元件的距離L1和從所述第2光源到所述聚光光學系統的距離L2之間的關系滿足L1×0.8＜L2＜L1×0.95的條件。
48．一種光頭裝置，其特征在于包括光源、聚束元件和光學系統；所述光源產生第1、第2波長的光束；所述聚束元件具有開口數是NA1的中心部和開口數是NA1以上NA2以下的外周部，該外周部的形成要使通過基材厚度為t1的光透過性平板來聚束光時的象差變小，所述中心部的形成要使通過基材厚度為t2×0.7以上t2以下的光透過性平板來聚束光時的象差變小；所述光學系統對于基材厚度為t1的第1光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第1波長的光，對于基材厚度為比t1厚的t2的第2光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第2波長的光，同時把來自所述第1或第2的信息面的反射光導向光檢測器。在相當于聚束元件的開口數是NA1以下NA1×0.7以上的環形區域，把防止所述第1波長的反射光射入所述光檢測器的光學構件配置在所述光學系統中。
49．根據權利要求48所述的光頭裝置，其特征在于所述光學構件是用所述環形區域來遮光所述第1波長的反射光的遮光部件。
50．根據權利要求48所述的光頭裝置，其特征在于所述光學構件是用所述環形區域來衍射所述第1波長的反射光的偏振光性全息照相。
51．根據權利要求49所述的光頭裝置，其特征在于所述光檢測器由第1檢測器和第2檢測器構成；所述光學系統對于基材厚度為t1的第1光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第1波長的光，對于基材厚度為比t1厚的t2的第2光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第2波長的光，同時把來自所述第1信息面的第1波長的反射光導向第1光檢測器，把來自所述第2信息面的第2波長的反射光導向第2光檢測器。
52．根據權利要求50所述的光頭，其特征在于所述光檢測器由第1檢測器和第2檢測器構成；所述光學系統對于基材厚度為t1的第1光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第1波長的光，對于基材厚度為比t1厚的t2的第2光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第2波長的光，同時把來自所述第1信息面的第1波長的反射光導向第1光檢測器，把來自所述第2信息面的第2波長的反射光導向第2光檢測器。
53．根據權利要求52所述的光頭，其特征在于所述偏振光性全息照相衍射所述第1波長的反射光，形成再生及控制所需要的光。
54．根據權利要求50～52中的任意一項所述的光頭，其特征在于第1波長的反射光的偏振光面與聚束在第1信息面上的第1波長的光的偏振光面近似垂直；把第2波長的反射光的偏振光面與聚束在第2信息面上的第2波長的光的偏振光面為同方向的波長板設置在所述聚束元件和所述偏振光性全息照相之間。
55．根據權利要求48～54中的任意1項所述的光頭裝置，其特征在于該構成要使當把第1光信息媒體的基材厚度t1設為0.6mm，把第2光信息媒體的基材厚度t2設為1.2mm時，所述聚束元件的中心部對于0.84mm以上1.2mm以下基材厚度的光信息媒體的象差要變小。
56．根據權利要求54～61中的任意1項所述的光頭裝置，其特征在于當把第1波長設為從630nm～680nm，第2波長設為從760nm～840nm時，設所述聚束元件的中心部的開口數NA1為0.45，外周部的開口數NA2為0.6。
57．一種光信息存儲再生裝置，其特征在于包括把來自光源的光束聚束到具有厚度不同的透明基材的第1和第2光信息存儲媒介物上的光頭；從來自所述光頭的電信號選擇處理再生信號以及控制信號并生成再生信號的控制部；所述光頭由光源、聚束元件和光學系統構成；所述光源產生第1、第2波長的光束；所述聚束元件具有開口數是NA1的中心部和開口數是NA1以上NA2以下的外周部，該外周部的形成要使通過基材厚度為t1的光透過性平板來聚束光時的象差變小，所述中心部的形成要使通過基材厚度為t2×0.7以上t2以下的光透過性平板來聚束光時的象差變小；所述光學系統對于基材厚度為t1的第1光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第1波長的光，對于基材厚度為比t1厚的t2的第2光信息存儲媒介物的信息面，通過所述聚束元件聚束第2波長的光，同時把來自所述第1或第2的信息面的反射光導向光檢測器；在相當于聚束元件的開口數是NA1以下NA1×0.7以上的環形區域，把防止所述第1波長的反射光射入所述光檢測器的光學構件配置在所述光學系統中。
全文摘要
一種光頭,使用兩個波長的光束、一個物鏡來再生光盤基材厚度t1(0.6mm)或t2(1.2mm)的基材厚度不同光盤。為此,由中心部和外周部構成聚束元件,設聚束元件中心部的最佳設計基材厚度為t1×0.6～t1、外周部的最佳設計基材厚度為0.6mm。通過給聚束元件設置級差,無論是對光盤基材厚度tl的信息媒介物,還是對光盤基材厚度t2的信息媒介物,都以旁瓣較少的狀態進行信息的存儲再生。提供一種用光學方法在光信息存儲媒介物上存儲或再生信息的光頭。
文檔編號G11B7/125GK1304527SQ00800867
公開日2001年7月18日 申請日期2000年3月14日 優先權日1999年3月15日
發明者水野定夫, 山本博昭, 林秀樹, 安西穣兒, 龜井智忠 申請人:松下電器產業株式會社