光拾波器及具备该光拾波器的光盘装置的制作方法

专利名称：光拾波器及具备该光拾波器的光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光拾波器及具备该光拾波器的光盘装置。

背景技术：

将比较弱的一定的光量的光束，照射旋转的光盘，检出被光盘调制的反射光后，能够再生被光盘记录的数据。

在再生专用(只读)的光盘中，在光盘的制造阶段，被预先螺旋状地记录着利用坑记录的信息。与此不同，在可以改写的光盘中，在形成具有螺旋状的岛或槽的轨道的基材表面上，采用蒸镀等手法，堆积可以光学性地记录/再生数据的记录材料膜。将数据记录到可以改写的光盘上时，向光盘照射按照应该记录的数据调制了光量的光束，从而使记录材料膜的特性局部变化，进行数据的写入。

此外，坑的深度、轨道的深度及记录材料膜的厚度，小于光盘基材的厚度。因此，光盘中记录数据的部分，就构成二维性的面，有时被称作“信号面”或“信息面”。在本说明书中，考虑到这种信号面(信息面)在深度方向上具有物理性的大小，决定取代“信号面(信息面)”的术语，而使用“信息层”的术语。光盘至少具有一个这种信息层。此外，在现实中，一个信息层可以包含相变化材料层及反射层等多层。

再生被光盘记录的数据时，或者将数据记录到可以记录的光盘中时，需要使光束在记录层中的目标轨道上始终成为规定的集束状态。因此，需要进行“聚焦控制”及“跟踪控制”。“聚焦控制”是在信息面的法线方向(以下有时称作“基板的深度方向”)上控制物镜的位置，以便使光束的焦点(集束点)的位置始终位于信息层上。另一方面，所谓跟踪控制，是在光盘的半径方向(以下有时称作“盘径方向”)上控制物镜的位置，以便使光束的点位于规定的轨道上。

在现有技术中，作为高密度·大容量的光盘，DVD(Digital Versatile Disc)-ROM，DVD-RAM，DVD-RW，DVD-R，DVD+RW。DVD+R等光盘，已经被投付使用。另外，CD(Compact Disc)如今也已普及。现在，比这些光盘更加高密度化·大容量化的蓝光盘(Blu-ray Disc；BD)等下一代的光盘的开发·实用化，正在大力进行。

这些光盘，按照其种类，具有不同的多种结构。例如轨道的物理性的结构、轨道间距、信息层的深度(从光盘的光射入侧表面到信息层的距离)等，有各种各样。为了能够从这种物理性的结构不同的多种光盘中，适当地读出数据，或者写入数据，需要使用具有与光盘的种类对应的数值孔径(NA)的光学系统，将适当波长的激光，照射到光盘的信息层上。

图1是示意性地表示光盘200的立体图。作为参考，在图1中示出物镜(集束透镜)220、和被该物镜220集束的激光222。激光222从光盘200的光射入表面照射信息层上，在信息层上形成光束点。

图2(a)、(b)及(c)分别示意性地表示CD、DVD及BD的剖面的简要结构。图2所示的各光盘，具有表面(光射入侧表面)200a及背面(标记面)200b，在它们之间至少具有一个信息层214。在光盘的背面200b上，设置包含标题及图形的印刷的标记层218。所有光盘的整体的厚度，是1.2mm，直径是12cm。为了简单起见，在图中既没有绘出坑及槽等的凹凸结构，也没有绘出反射层等。

如图2(a)所示，CD的信息层214，位于到表面200a大约1.2mm的深度。为了从CD的信息层214中读出数据，需要使近红外激光(波长785nm)集束，使其焦点位于信息层214上地进行控制。使激光集束时使用的物镜的数值孔径(NA)，大约为0.5。

如图2(b)所示，DVD的信息层214，位于到表面200a大约0.6mm的深度。在现实的DVD中，2枚具有大约0.6mm的厚度的基板，通过粘接层做媒介，粘接到一起。具有2层信息层214的光盘，从表面200a到信息层214的距离，分别大约为0.57mm及大约0.63mm左右，互相接近。因此，不取决于的信息层214的数量，在图中只绘出1层信息层214。为了从DVD的信息层214中读出数据、写入数据，需要使近红色激光(波长660nm)集束，使其焦点位于信息层214上地进行控制。使激光集束时使用的物镜的数值孔径(NA)，大约为0.6。

如图2(c)所示，BD在表面200a的一侧，设置了厚度为100μm的薄罩层(透明层)，信息层214位于到表面200a大约0.1mm的深度。为了从BD的信息层214中读出数据，需要使蓝紫激光(波长405nm)集束，使其焦点位于信息层214上地进行控制。使激光集束时使用的物镜的数值孔径(NA)，大约为0.85。

图3(a)是表示平行光射入物镜220后产生球面象差的情况的示意图，图3(b)是表示使发散光射入物镜220后，修正球面象差的情况的示意图。

这种球面象差的大小，随着从光盘的表面到信息层的部分的厚度(有时称作“基材厚”)、换言之随着“信息层的深度”变化。图4表示射入光盘200的光束在信息层214上集束的情况。由于构成光束的光线，在光盘的表面折射，所以光束的集束状态随着从光盘200的表面到信息层214的部分中的折射率及厚度变化。因此，即使对于某个特定的光盘，不产生球面象差时，对于基材厚不同的光盘，也产生球面象差。

上述具有多种结构的光盘，在市场上销售，人们要求能够用一个装置对付这些形形色色的光盘。这种光盘装置，必须具备能够使用从波长不同的多种光束中适当选择的光束，在减少球面象差的状态下照射光盘的结构。

接着，参照图20，讲述现有技术的与多种光盘对应的光盘装置的例子。为了简单起见，在图20中只绘出往路侧(从光源朝着盘面的一侧)的结构，没有绘出复路侧(从盘面朝着光检出器的一侧)的结构。

图20的光盘装置，具备3个光源1B、1R、1I。由蓝色发光半导体激光器等光源1B射出的蓝色的光(例如波长为0.405μm)，被二向色镜棱镜2(反射蓝光，比蓝光长的波长侧透过)反射，经过视准透镜3后，变换成平面波4B(所谓无限系)。平面波4B在颜色选择性的开口滤光片5的作用下，受到开口限制，从而具有相当于NA0.85的数值孔径后，透过物镜6(例如NA0.85以上)，射入光盘。射入厚度为0.1mm的光盘基材7B的光，集束到光盘基材7B的背面形成的信息层8B上。在图20中，为了简单起见，同时示出与3个光源1B、1G、1I对应的不同的光盘的基材7B、7G、7I和信息层8B、8G、8I，但是实际上，将一个与某个光源对应的光盘装入光盘装置。

另一方面，由红色发光半导体激光器等光源1R射出的红色的光(例如波长为0.660μm)，透过二向色镜棱镜9(反射红外光，比红外光短的波长侧透过)及二向色镜棱镜2，经过视准透镜3后，变换成发散性的球面波4R(所谓有限系)。球面波4R在颜色选择性的开口滤光片5的作用下，受到开口限制，从而具有相当于NA0.6的数值孔径后，透过物镜6，射入光盘。射入厚度为0.6mm的光盘基材7R的光，集束到光盘基材7R的背面形成的信息层8R上。

进而，由红外色发光半导体激光器等光源1I射出的红外色的光(例如波长为0.790μm)，被二向色镜棱镜9反射，透过二向色镜棱镜2，经过视准透镜3后，变换成发散性的球面波4I(所谓有限系统)。球面波4I在颜色选择性的开口滤光片5的作用下，受到开口限制，从而具有相当于NA0.5的数值孔径后，透过物镜6，射入光盘。射入厚度为1.2mm的光盘基材7I的光，集束到光盘基材7R的背面形成的信息层8I上。

物镜6被设计成对于厚度0.1mm的光盘基材7B而言，用无象差的方式，将波长为0.405μm的无限系射入的光聚光。这样，对于厚度0.6mm的光盘基材7R及厚度1.2mm的光盘基材7I而言，用各自的波长0.660μm、0.790μm进行无限系射入后，就产生较大的球面象差。产生球面象差，不仅起因于基材厚度之差，而且还起因于物镜中的折射率分散及光盘基材中的球面象差。

在图20的现有技术例中，使光源1R、1I的位置，分别沿着光轴L靠近视准透镜3后，使透过视准透镜3的光变成发散性的球面波4R、4I。这样，将光源1R、1I作为有限系的光源发挥作用后，能够抵消前文讲述的球面象差。
非专利文献1日经电子学(2004年9月27日号)P101-121
现有技术的具有上述结构的光盘装置，存在以下的问题。

若射入物镜6的光成为有限系，则因物镜伴随着跟踪控制而变位，在射到光盘信息层的收束光中，就产生彗形象差，使信号再生性能及记录性能劣化。

另外，由于视准透镜3和各光源的光学距离互不相同，所以对于在同一个基板上形成的多个光源(与2波长对应的激光器及与3波长对应的激光器等)的光源而言，不能应用。因此难以使光学系统简化。另外，上述光盘装置使用的二向色镜棱镜2、9及颜色选择性的开口滤光片5，是需要采用高精度的多层成膜技术的昂贵的光学部件。

进而，还存在着不能只使视准透镜3和各光源的光学距离变化来吸收球面象差的问题。就是说，虽然能够吸收3次的球面象差，但是由于残存着许多5次以上的球面象差，所以需要通过设计，在各光源和视准透镜3之间夹持衍射透镜等象差修正部件10B、10R、10I中的某一个，从而进一步加大了光学系统的成本。


发明内容

本发明就是针对上述问题研制的，其目的在于提供对于基材厚度不同的3种光盘，能够通过简单的结构，抑制发生球面象差，削减光学部件的数量的光盘装置。

本发明的光拾波器，具备多个光源(这些光源发射包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束)、物镜(该物镜使所述多个光束聚光)、光栅结构(该光栅结构具有对于所述物镜的光轴而言的轴对称的形状)，所述物镜及光栅结构，利用所述光栅结构，使由所述第1光束形成的p次衍射光(p为零以外的整数)，集束到与所述第1光束对应的光盘的信息层上，而且，所述物镜及光栅结构，利用所述光栅结构，使由所述第2光束形成的q次衍射光(q为零以外的整数，q≠p)，集束到与所述第2光束对应的光盘的信息层上。

在理想的实施方式中，所述第1光束，具有蓝色的波长；所述第2光束，具有红或红外的波长；p＝3，q＝2。

在理想的实施方式中，所述多个光束，包含和所述第1及第2光束的波长不同波长的第3光束；所述物镜及光栅结构，利用所述光栅结构，使由所述第3光束形成的r次衍射光(r为零以外的整数，r≠p)，集束到与所述第3光束对应的光盘的信息层上。

在理想的实施方式中，所述第1、第2及第3光束，分别具有蓝、红及红外的波长；p＝3，q＝r＝2。

在理想的实施方式中，与所述第1、第2及第3光束对应的光盘，分别是BD、DVD及CD。

在理想的实施方式中，所述光栅结构，在所述物镜的表面形成。

在理想的实施方式中，所述光栅结构，在平行基板上形成。

在理想的实施方式中，所述物镜，由色散系数为30以下的光学材料形成。

在理想的实施方式中，所述光栅结构，具有锯齿状表面。

在理想的实施方式中，所述光栅结构，具备第1光透过层(该第1光透过层具有包含规定第1照耀角(Blaze angle)的多个第1光透过斜面的第1锯齿状表面)和第2光透过层(该第2光透过层具有包含规定第2照耀角的多个第2光透过斜面的第2锯齿状表面，与所述第1光透过层的所述第1锯齿状表面接触)，所述第1光透过斜面的倾斜方向，和所述第2光透过斜面的倾斜方向相反。

在理想的实施方式中，所述第1光透过层及第2光透过层中的一个，由所述物镜构成；所述第1光透过层及第2光透过层中的另一个，在所述物镜上形成。

在理想的实施方式中，所述第1光透过层及第2光透过层中的一个，折射率及分散，高于另一个的折射率及分散；由所述第1光透过层及第2光透过层中，折射率及分散相对高的光透过层构成所述物镜。

在理想的实施方式中，与所述光源的每一个对应的光盘中的所述物镜的焦点距离的偏差，是平均的焦点距离的1/50以下。

在理想的实施方式中，还具备第2光栅结构，所述第2光栅结构，形成由所述第1、第2及第3光束分别形成的p’次衍射光、q’次衍射光、r’次衍射光(p’、q’、r’为零以外的整数，不是单一的整数)，各衍射光，在所述物镜及光栅结构的作用下，集束到与各光束对应的光盘的信息层上。

在理想的实施方式中，所述第1、第2及第3光束，分别具有蓝、红及红外的波长；p’＝2，q’＝r’＝1。

本发明的光盘装置，是利用包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束，分别与再生数据的多种光盘对应的光盘装置，具备使光盘旋转的电动机，和存取所述光盘的光拾波器；所述光拾波器，具备多个光源(这些光源发射多个光束)、物镜(该物镜使所述多个光束聚光)、光栅结构(该光栅结构具有对于所述物镜的光轴而言的轴对称的形状)，所述物镜及光栅结构，利用所述光栅结构，使由所述第1光束形成的p次衍射光(p为零以外的整数)，集束到与所述第1光束对应的光盘的信息层上，而且，所述物镜及光栅结构，利用所述光栅结构，使由所述第2光束形成的q次衍射光(q为零以外的整数，q≠p)，集束到与所述第2光束对应的光盘的信息层上。

在本发明的光拾波器中，通过组合使用具有锯齿断面的光栅和物镜，利用特定次数的衍射光，从而可以虽然是无限光学系统，但能够与基材厚不同的多种光盘对应。就是说，采用本发明的光拾波器后，能够在遍及广大的波长范围中维持很高的衍射效率。具体地说，使用上述结构的物镜，蓝色时利用3次衍射光，红色·红外时利用2次衍射光，从而能够取消光盘基材厚之差及分散影响造成的象差，将光学结构大幅度简化。




图1是示意性地表示光盘和物镜的配置关系的立体图。
图2(a)、(b)及(c)是分别示意性地表示CD、DVD及BD的剖面的简要结构的图形。
图3(a)是表示平行光射入物镜后产生球面象差的情况的示意图，图3(b)是表示使发散光射入和(a)的物镜同样的物镜后，修正球面象差的情况的示意图。
图4是表示射入光盘200的光束在信息层214上集束的情况的图形。
图5是表示采用本发明的光拾波器的第1实施方式中的主要部件结构图。
图6是表示本发明宜于使用的光栅结构的图形。
图7是为了讲述第1实施方式的物镜面中的衍射原理而绘制的图形。
图8是第1实施方式的物镜面中的衍射效率特性图。
图9是为了讲述第1实施方式的实施方式的其它物镜面中的衍射原理而绘制的图形。
图10是图9所示的物镜面中的衍射效率特性图。
图11是为了讲述采用本发明的光拾波器的第2实施方式的物镜面中的衍射原理而绘制的图形。
图12是表示采用本发明的光拾波器的第3实施方式中的主要部件结构图。
图13是表示采用本发明的光拾波器的第4实施方式中的主要部件结构图。
图14是为了讲述第4实施方式的物镜面中的衍射原理而绘制的图形。
图15是第4实施方式中的衍射效率特性图。
图16是表示采用本发明的光拾波器的第5实施方式中的主要部件结构图。
图17是表示采用本发明的光拾波器的第6实施方式中的主要部件结构图。
图18是为了讲述第6实施方式的物镜面中的衍射原理而绘制的图形。
图19是第6实施方式中的衍射效率特性图。
图20是讲述现有技术的光拾波器中的主要部件结构图。
图21是表示采用本发明的光盘装置的结构示例的图形。
符号说明
1B蓝色光源 1R红色光源 1I红外光源 L光轴 3视准透镜3 4B对于蓝色光源而言的平面波光线 4R对于红色光源而言的平面波光线 4I对于红外光源而言的平面波光线 6物镜 6A由第1材料构成的构成部 6B由第2材料构成的构成部 6a由第1材料构成的构成部形成光栅的面 6b由第2材料构成的构成部形成光栅的面 7B对于蓝色光源而言的光盘基材 7R对于红色光源而言的光盘基材 7I对于红外光源而言的光盘基材 8B对于蓝色光源而言的光盘信息层 8R对于红色光源而言的光盘信息层 8I对于红外光源而言的光盘信息层
具体实施例方式
本发明的光拾波器，具备多个光源(这些光源发射包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束)、物镜(该物镜使所述多个光束聚光)、光栅结构(该光栅结构具有对于所述物镜的光轴而言的轴对称的形状)。在理想的实施方式中，使用物镜和光栅结构一体化的衍射透镜。

在本发明中，采用光栅结构后，由第1光束(例如蓝光)形成的p次衍射光(p为零以外的整数)，在物镜及光栅结构的聚光作用下，集束到与第1光束对应的光盘(例如BD)的信息层上。另外，采用光栅结构后，由第2光束(例如红光或红外光)形成的q次衍射光(q为零以外的整数，q≠p)，在物镜及光栅结构的聚光作用下，集束到与第2光束对应的光盘(例如DVD或CD)的信息层上。这样，适当使用不同次数的衍射光，可以对于波长及基材厚不同的光盘进行减少球面象差的聚光。在最理想的实施方式中，选择p＝3、q＝2的条件。

下面，参照附图，讲述采用本发明的光拾波器及具备该光拾波器的光盘装置的实施方式。

(第1实施方式) 先参照图5～图10，讲述采用本发明的光拾波器的第1实施方式。此外，在这些图中，对于和图20所示的现有技术示例共同的构成要素，赋予相同的参照符号。

首先，参照图5。图5是表示本实施方式中的光拾波器的主要部件的局部剖面图。在图5中，为了简单起见，只绘出往路侧(从光源朝着盘面的一侧)的结构，没有绘出复路侧(从盘面朝着光检出器的一侧)的结构。

由蓝色发光半导体激光器等光源1B发射的蓝色的光(波长为0.405μm)，经过视准透镜3后，变换成平面波4B(无限系)。该平面波4B经过物镜6(NA0.85)，透过厚度为0.1mm的光盘基材7B，集束到光盘基材7B的背面形成的信息层8B上。

在本实施方式中，由在光源1B和同一个基板上形成的红色发光半导体激光器等光源1R射出的红色的光(波长为0.660μm)，也经过视准透镜3后，变换成平面波4R(无限系)。平面波4R经过物镜6，透过厚度为0.6mm的光盘基材7R，集束到光盘基材7R的背面形成的信息层8R上。另外，由红外色发光半导体激光器等光源1I射出的红外色的光(波长为0.790μm)也经过视准透镜3后，变换成平面波4I(为限系)。平面波4I经过物镜6，透过厚度为1.2mm的光盘基材7I的光，集束到光盘基材7R的背面形成的信息层8I上。

这样，在本实施方式中，在大致同一个光轴上，配置射出不同波长的光束的多个光源，全部作为无限系的光源发挥作用。在这一点上，与上文讲述的现有技术的例子有很大的不同。在本实施方式中，能够将波长不同的光束的每一个都变化成平行光，从而与不同的基材厚度对应的理由，是由于物镜6的结构是新型的缘故。

以下，参照图6，讲述物镜6的简要结构。图6是表示物镜6的光栅结构的图形。本实施方式中的物镜6，如图6所示，具备具有第1锯齿状表面(sawtooth blazed surface)的第1光透过层和具有第2锯齿状表面的第2光透过层，它们被层叠。

在图6中，示意性地示出该物镜的第1锯齿状表面110及第2锯齿状表面120的剖面。第1锯齿状表面110，具有规定第1照耀角α的多个第1光透过斜面112；第2锯齿状表面120，具有规定第2照耀角β的多个第2光透过斜面122。

第1锯齿状表面110及第2锯齿状表面120，都具有将各个断面呈三角形状的单位构造周期性地排列的结构。对单位构造的基准面而言的高度，在第1锯齿状表面110及第2锯齿状表面120之间，未必需要一致。在图示的例子中，用“d”表示第1锯齿状表面110中的单位构造的高度(称作“阶差”)，用“d’”表示第2锯齿状表面120中的阶差。

在本说明书中，将构成单位构造的表面的二个面中，面积相对宽广的面，称作“光透过斜面”，将该光透过斜面与基准面之间的角度，定义为照耀角(Blaze angle)。构成单位构造的表面的二个面中，“光透过斜面”以外的面，大致垂直于基准面，对光的衍射实质上没有影响。

上述照耀角，具有满足0°＜α＜90°、0°＜β＜90°的关系的大小，是锐角。第1及第2光透过斜面112、122的法线方向，对于基准面的法线方向而言，倾斜与照耀角相等的角度。在本说明书中，将该倾斜的方向，称作“光透过斜面的倾斜方向”，在图1中，用粗大的黑箭头表示。在本发明中，光透过斜面的倾斜方向，在第1锯齿状表面110及第2锯齿状表面120之间，正相反地设定。

在图6中，绘出基准面是平面的情况，但是基准面也可以是曲面。另外，照耀角α、β，不需要在基准面上具有一定的值，可以随着位置而变化。在图6中虽然没有绘出，但是第1锯齿状表面110在第1光透过层上形成，第2锯齿状表面120在第2光透过层上形成。

图5所示的物镜6，用折射率及分散特性不同的两种透明材料(塑料及紫外线硬化树脂等)。基体6A呈透镜形状，具有光射入侧的面6a及光射出侧的面6c。在基体6A的光射入侧的表面6a上，形成断面具有锯齿形状的光栅。基体6A作为“第2光透过层”发挥作用。

基体6A的表面6a、6c，形成以光轴L为中心轴的球面或非球面。构成光栅的多个光透过斜面，分别在表面6a上具有以光轴L为中心轴的链环形状，在半径方向上排列。因此，光栅的阶差，以光轴为中心的同心圆形状地形成。

透明层6B，在基体6A的光射入侧的表面6a上形成，作为“第1光透过层”发挥作用。在透明层6B的表面6b上，形成具有和表面6a中的光栅的“倾斜方向”相反方向的“倾斜方向”的光栅。构成该光栅的多个光透过斜面，也分别在表面6b中具有以光轴L为中心轴的链环形状，在半径方向上排列。

在本实施方式中，图5所示的“倾斜方向”，朝着光轴L，或从光轴L大致辐射状地延伸的朝向。这样，在本实施方式中，层叠的2个光栅的“倾斜方向”存在正相反的关系，就意味着在上下接近的位置(对应的位置)中的“倾斜方向”正向反，位置不同的“倾斜方向”的关系，未必是正向反。

此外，光栅断面，也可以取代具有图示的那种锯齿状，而具有与图中的锯齿形状内接的小台阶形状。

具有这种结构的聚光元件，已经在2005年9月27日递交的国际申请(PCT/JP2005/017773)中予以公开。该国际申请公布的内容，在这里全部引用。

在图5所示的例子中，在2层光栅之间，具备锯齿的边缘位置(下刃位置)。本实施方式中的透明层6B的折射率及分散，比基体6A的折射率及分散低。透明层6B的厚度，最好尽量薄地形成，例如形成几μm以下的厚度。

具有这种结构的物镜6，例如采用下述方法制造。

首先，准备具有表面形成光栅的透镜形状地成形的基体6A。接着，将基体6A插入带光栅的透镜形状的成形面的金属模型(未图示)中，在基体6A和金属模型的间隙中，充填第2材料。采用紫外线硬化及热硬化等方法，使该第2材料硬化后，从金属模型中取出。这样，就可以获得图5所示的物镜6。

射入物镜6的光4B、4R及4I，在透明层6B的表面6b及基体6A的表面6a上，同时产生折射和衍射，进而还在基体6A的相反面6c上折射，成为在信息层8B、8G、8I上聚光的光。

接着，参照图7，讲述由物镜6形成的衍射。图7是讲述由物镜6形成的衍射的原理的图形。在图7中，为了简单起见，将各面作为平面绘出，光4也作为垂直地射到面上的光。

设基体6A的折射率为n，透明层6B折射率为n’，在面6a上形成的光栅的间距为Λ，其断面阶差为d，在面6b上形成的光栅的间距为Λ，其断面阶差为d’。这时，透过这些光栅的光的波面成为间距Λ的锯齿状。该阶差Δ(相位阶差)，可以用下列的(公式1)表示。

Δ＝d’(n’-1)-d(n-n’)(公式1)
将折射率n、n’分离成不取决于波长λ的部分(第1项)和取决于波长λ的部分(第2项)后，可以近似为下列的(公式2)及(公式3)。

n＝n0-(λ-λ0)σ (公式2) n’＝n0’-(λ-λ0)σ’(公式3)
在这里，n0、n0’、λ0、σ、σ’都是正数，λ0是中心波长，n0、n0’是中心波长的折射率，σ、σ’是分散系数。

相位阶差Δ，可以用下列的(公式4)表示。
Δ＝d’(n0’-1)-d(n0-n0’)-(λ-λ0){d’σ’-d(σ-σ’)}(公式4)
由于波长λ的射入光4，透过后以间距Λ的周期产生相位阶差Δ，所以除了0次衍射光40以外，还产生1次衍射光41、2次衍射光42及3次衍射光43等衍射波。使q为整数时，q次衍射光的衍射角度θ(与面法线构成的角度)，可以用下列(公式5)求出。

sinθ＝qλ/Λ(公式5)
q次衍射光的衍射效率成为最大的条件，可以用下列(公式6)求出。
Δ＝qλ(公式6)
因此，λ＝λ0时，衍射效率成为最大，减小|Δ/λ|对于λ而言的变化量的条件、即跨越广大的波长区域维持很高的衍射光的效率的条件，可以用下列(公式7)及(公式8)表示。

{d’(n0’-1)-d(n0-n0’)}/λ＝q (公式7) {d’σ’-d(σ-σ’)}/qλ0＜0(公式8)
此外，由于色散系数是与上述σ、σ’的倒数成正比的值，所以设与σ、σ’对应的色散系数为v、v’后，可以将(公式8)置换成下列(公式9)。

d’/d＜v’/v-1(公式9)
如果v’＞v，那么(公式9)就表示容易减少|Δ/λ|对于λ而言的变化量。

图8表示本实施方式的物镜中的各衍射光的衍射效率的波长依存性。在这里，基体6A使用高分散透明塑料材料(例如kanebo株式会社制造商品名O-PET(n＝1.62、v＝24)，以下相同)，透明层6B使用UV树脂(n’＝1.49、v’＝59))，将阶差d、d’设定成d＝6.6μm、d’＝4.5μm。但是，如果设vd为d线(波长vd＝0.5876μm)的色散系数、nd为d线的折射率、nC为c线(波长v C＝0.6563μm)的折射率、nF为F线(波长vF＝0.4861μm)的折射率，那么波长v的折射率n，可以用下列(公式10)近似。

n＝nd-(λd-2-λ-2)(nd-1)/vd(λF-2-λC-2) (公式10)
在以下的计算中，都使用该近似(公式10)。

在图8中，曲线D0表示0次衍射光的特性，曲线D1表示1次衍射光的特性，曲线D2表示2次衍射光的特性，曲线D3表示3次衍射光的特性。曲线D3表示波长0.405μm时大致为100％的衍射效率，曲线D2表示波长0.660μm和波长0.790μm时为98％、83％的衍射效率。

因为满足v’＞v，所以哪条曲线都具有遍及广大的波长区域，维持很高的衍射光的效率的特性。由此可知本实施方式中的物镜6，虽然是使用了衍射的单一的透镜，但是对于3个波长的光，都能够维持很高的光的效率衍射。

此外，还可以对面6a、6b的光栅结构的衍射现象，进行如下讲述。即设m、 m’为整数，阶差d、d’满足下列(公式11)及(公式12)。

d＝|mλ0/(n-n’)|(公式11) d’＝|m’λ0’/(n’-1)| (公式12)
这时，在面6a的光栅中，主要对于λ0的波长，衍射m次光；在面6b的光栅中，主要对于λ0’的波长，衍射m’次光。波长λ0、λ0’虽然接近，但可以不一致。这时，作为光栅结构的整体，对于λ0～λ0’附近的波长，就衍射(m+m’)次光。在图8的例子中，曲线D3对于0.405μm附近的波长，存在着m＝5、m’＝-2、m+m’＝3的关系；曲线D2对于0.690μm附近的波长，存在着m＝3、m’＝-1、m+m’＝2的关系。

如图9所示，面6a、6b的光栅的阶差位置横向错开δ时，衍射效率如图10所示地变化。图10是表示δ/Λ＝0.02的计算结果的曲线图，其它条件都与图8所示的条件相等。

曲线D3(3次衍射光)，表示波长0.405μm时为93％的衍射效率；曲线D2(2次衍射光)，表示波长0.660μm和波长0.790μm时为94％、83％的衍射效率。这样，由于阶差位置错开后，可以看到效率有所下降，因此最好将阶差位置的错开抑制在2～3％左右以下。

接着，从象差的方面考察本实施方式中的物镜6进行的聚光。如果设定光盘的基材厚x后，设计对光栅引起的衍射忽略不计的物镜(基础的物镜)，那么由于衍射，就在蓝波长λ1的光上添加基材厚(x+0.1)的球面象差，在红波长λ2的光上添加基材厚(x+0.6)的球面象差，在红外波长λ3的光上添加基材厚(x+1.2)的球面象差。这样，能够吸收各自为0.1、0.6、1.2的基材厚度的球面象差。实际上，具有伴随着波长差的分散影响，波长越短，光盘及透镜的折射率就越大，与之连动球面象差也变大。将该球面象差换算成基材厚差，设蓝波长λ1、红波长λ2、红外波长λ3的象差量为t1、t2、t3(但是将红外波长作为分散的基准，使t3＝0)后，波长越短，象差就越作用于基材厚差的正侧，所以t1＞t2＞t3＝0。

这样，由于衍射，就在蓝波长λ1的光上添加基材厚(x+0.1+t1)的球面象差，在红波长λ2的光上添加基材厚(x+0.6+t2)的球面象差，在红外波长λ3的光上添加基材厚(x+1.2+t3)的球面象差，能够吸收各自为0.1、0.6、1.2的基材厚度的球面象差和分散影响造成的球面象差。另一方面，由于衍射产生的象差与衍射次数×波长成正比，所以如果将光栅的衍射次数定为蓝波长λ1为p次、红波长λ2为q次、红外波长λ3为r次，那么下列(公式13)成立。

(x+0.1+t1)∶(x+0.6+t2)∶(x+1.2+t3)＝pλ1∶qλ2∶rλ3 (公式13)
在这里，如果假设q＝r、λ1＝0.405μm、λ2＝0.660μm、λ3＝0.790μm，因为红色的以上的波长分散较小，所以近似地使t2＝t3＝0，那么根据(公式13)，由于x＝2.446mm，所以下列(公式14)成立。

p/q＝660(x+0.1+t1)/405(x+0.6)(公式14)
如果使t1＝0，那么p/q＝1.362；使t1＞0，那么p/q就成为接近1.5的值；使t1＝0.258，那么p/q＝1.5。在物镜中使用高分散(低色散系数)的玻璃材料，或者加大透镜厚度后，能够使t1变大。但是在透镜厚2mm、焦点距离3mm的情况下具体计算后，即使假设使用最大分散(色散系数为20左右)的材料，也只有0.3mm左右。此外，除了透镜厚度以外，工作距离、焦点距离、正旋条件的不满足量等，也影响t1的大小。

因此，在常识性的设计参数下，p/q＝2(p＝2，q＝r＝1)等的p/q＝1.5以外的组合，从物理的角度上说是不可能的。换言之，适当选择透镜材料及透镜厚度等后，能够满足p/q＝1.5。这样，本实施方式中的衍射次数的组合(p＝3，q＝r＝2)，可以说是能够取消伴随着基材厚差及折射率分散而出现的象差的最佳的组合。实际上，用在透镜玻璃材料中使用了O-PET(n＝1.62、vd＝24)的模式计算后，在NA0.5以内，基本上能够完全吸收0.1、0.6、1.2的基材厚度的球面象差和分散影响造成的球面象差，可以说透镜玻璃材料的色散系数如果在30以下，能够取消象差的可能性就很大。

此外，物镜6被分作NA＝0.0～0.5、NA＝0.5～0.65、NA＝0.65～0.85等3个区段，在NA＝0.0～0.5中，因为对于3个波长(蓝、红、红外)的光而言，衍射性能、象差性能都必须满足，所以需要上述的结构。可是，在NA＝0.5～0.65中，对于2个波长(蓝、红)的光而言，在NA＝0.65～0.85中，对于1个波长(蓝)的光而言，只要使衍射效率性能、象差性能得到满足就行，所以包含断面结构及设计规格在内，也可以是别的结构。

特别是在NA＞0.5的区域，对于红外光而言，使(公式13)的第3个比例式得不到满足地设计后，由于透过NA＞0.5的区域的红外光，在光盘信息层及光检出面上散逸，所以物镜6就作为对红外光而言的NA＝0.5的开口滤光片，发挥作用。

同样，在NA＞0.65的区域，对于红光而言，使(公式13)的第2个比例式得不到满足地设计后，由于透过NA＞0.65的区域的红光，在光盘信息层及光检出面上散逸，所以物镜6就作为对红光而言的NA＝0.65的开口滤光片，发挥作用。这样，能够不必象现有技术的示例那样需要开口滤光片5，有益于低成本化。

在本实施方式中，由于使3个光源形成无限系地进行配置，所以不存在物镜伴随着跟踪控制而变位所引起的问题(射到光盘信息层的收束光产生彗形象差，使再生性能及记录性能劣化的问题)。其结果，对于在同一个基板上形成的多个光源(与2波长对应的激光器及与3波长对应的激光器等)的光源而言，也能应用。当然，表面6a、6b形成的光栅断面，也可以是与锯齿内接的台阶状，这时与锯齿状相比，虽然折射效率劣化，但随着加工方法的不同，却往往容易加工。

进而，物镜6采用将塑料作为基础，将紫外线硬化树脂与其贴合在一起的结构。但是将塑料作为基础后，温差引起的形状变化较大，可靠性差。因此，可以采用将高分散的玻璃材料作为基础透镜(无光栅)(虽然为了取消象差需要高分散，但不需要高折射率)，在其表面形成带高折射率、高分散的光栅的塑料，再在其上形成带低折射率、低分散的光栅的紫外线硬化树脂的结构。

此外，在物镜6中，用满足(公式13)的设计能够除去球面象差。但是由于设计的方法，残存伴随波长差的Defocus象差(1次球面象差)。该象差与物镜6对于3个光源而言的各焦点距离的偏差成正比。例如如果物镜的焦点距离的偏差是各焦点距离的平均值的1/10左右，那么就有伴随着蓝光源的1nm的波长差的Defocus＝1μm的计算结果。因此，如果能够将该偏差控制在焦点距离的平均值的1/50以下，就可以说伴随着波长差的Defocus象差是非常小的级别。

此外，对于蓝光源而言的光盘基材厚度，例如是在HD-DVD中能够使用的0.6mm时，能够将(公式14)置换成下列(公式15)。

p/q＝660(x+0.6+t1)/405(x+0.6)(公式15)
在公式15中，如果使t1＝0，那么p/q＝1.6302；使t1＝0.692，那么p/q＝2.0(p＝2、q＝r＝1的组合)。即使假设使用最大分散的材料，t1＝0.692也是不可能的值，难以发现光盘基材厚度0.6mm取消象差的条件。可是使光盘基材厚度为0.3mm后，t1＝0，p/q＝1.473，使用分散较小的材料，有可能满足p/q＝1.5。因此，为了利用衍射次数的组合，取消伴随着基材厚差及折射率分散而产生的象差，对于蓝光源而言的光盘基材厚度需要在0.3mm以下，在B1u-Ray DISK中能够应用的0.1mm满足该要求
上述的光拾波器，与3波长对应地具备3种光源，但是本发明的光拾波器，也可以与2波长对应地具备2种光源。这时，最好对于蓝色利用p＝3的衍射光，对于红或红外利用q＝2的衍射光。

接着，参照图21，讲述采用本发明的光盘装置的实施方式。该实施方式，具备具有图5所示的结构的光拾波器300、使光盘200旋转的盘电动机302和进行各种信号处理的部分。

在图21所示的例子中，光拾波器300的输出，通过前端信号处理部306做媒介，传输给编码/译码器308。在读出数据时，编码/译码器308根据光拾波器300获得的信号，将被光盘200记录的数据译码。在写入数据时，编码/译码器308将用户数据代码化，生成应该写入光盘200的信号，向光拾波器300发送。

前端信号处理部306，在根据光拾波器300的输出，生成再生信号的同时，还生成聚焦误差信号FE及跟踪误差信号TE。聚焦误差信号FE及跟踪误差信号TE，被向伺服控制部310发送。伺服控制部310在通过驱动放大器304做媒介，控制盘电动机302的同时，还通过光拾波器300内的促动器做媒介，控制物镜的位置。

编码/译码器308及伺服控制部310等构成要素，被CPU309控制。

采用本发明的光盘装置，并不局限于图21所示的结构，将本发明的光拾波器和其它众做周知的光盘装置中的光拾波器进行置换后，也能获得。

此外，在以下讲述的光拾波器的各实施方式，也可以如图21所示，和众做周知的构成要素一起，作为光盘装置的构成要素适当使用。

(第2实施方式) 接着，参照图11，讲述采用本发明的光拾波器的第2实施方式。本实施方式的结构，除了物镜6以外，和第1实施方式的结构同样，对于共同的要素，不再赘述。

在本实施方式中，物镜6的面6b形成的光栅的间距及阶差，与第1实施方式中的物镜6的面6b形成的光栅的间距及阶差不同。

图11是讲述本实施方式的物镜6的面6a、6b中的衍射的原理的图形。为了简单起见，将各面作为平面绘出，光也作为垂直地射到面上的光。设基体6A的折射率为n，透明层6B折射率为n’，在面6a上形成的光栅的间距为Λ，阶差d的锯齿状的断面，在面6b上形成的光栅的间距为Λ/3，阶差d’/3的锯齿状的断面。

在第1实施方式中，对于0.690μm附近的波长而言，在面6b上形成的光栅成为3次衍射光，在面6a上形成的光栅成为-1次衍射光，作为在面6b、6a上的光栅结构的整体，产生3-1＝2次衍射光。另一方面，在本实施方式中，各自的阶差成为d＝6.6μm、d’/3＝1.5μm，在面6a上形成的光栅的衍射作用相同，在面6b上形成的光栅衍射，虽然根据(公式12)，其次数变化(由3次变成1次)，但是因为光栅间距成为1/3，所以根据(公式5)，其衍射方向却不变。这样，作为面6b、6a的整体结构的衍射作用，本实施方式和第1实施方式完全相同。

因此，尽管光栅的间距和阶差不同，但是却可以获得和第1实施方式完全相同的效果，所以间距较大的光栅时，采用本实施方式后，具有能够使光栅的阶差减小，使形成光栅的金属模型的切削研磨工序等的制造作变得容易等优点。另外，实际产生的阶差部位，虽然存在对于面而言不垂直地倾斜的加工误差。但是该加工误差与光的散射有关，所以采用能够使光栅的阶差减小的本实施方式后，还具有减少光的散射的效果。

(第3实施方式) 再接着，参照图12，讲述采用本发明的光拾波器的第3实施方式。本实施方式的结构，除了将蓝色发光半导体激光器等的光源1B与其它的光源(1R)1I)分离，添加了颜色象差修正元件11和二向色镜棱镜2以外，都和第1实施方式的结构同样，对于第1实施方式的光拾波器共同的构成要素，赋予相同的参照符号后进行讲述。

图12是表示第3实施方式中的光拾波器的剖面结构。在图12中，由蓝色发光半导体激光器等的光源1B发射的蓝色的光(例如波长为0.405μm)，透过颜色象差修正元件11，被二向色镜棱镜2(反射蓝光，比蓝光长的波长侧透过)反射，经过视准透镜3后，变换成平面波4B(所谓无限系)。平面波4B经过物镜6(例如NA0.85以上)，透过基材厚度为0.1mm的光盘基材7B，集束到基材背面(射入面的相反面)形成的信息层8B上。

另一方面，由在和光源1B不同的基板上形成的红色发光半导体激光器等的光源1R射出的红色的光(例如波长为0.660μm)，透过二向色镜棱镜2，经过视准透镜3后，变换成平面波4R(所谓无限系)。该平面波4R经过物镜6，透过基材厚度为0.6mm的光盘基材7R，集束到基材背面形成的信息层8R上。

进而，由在和光源1B同一个基板上形成的红外色发光半导体激光器等光源1I射出的红外色的光(例如波长为0.790μm)，透过二向色镜棱镜2，经过视准透镜3后，变换成平面波4I(所谓无限系)经过物镜6，透过厚度为1.2mm的光盘基材7I的光，集束到基材背面形成的信息层8I上。

物镜6具有和第1实施方式中的物镜6完全相同的结构，可以获得和第1实施方式的效果同样的效果。

颜色象差修正元件11，是在透明基板的单面11a上，形成了对于光轴L而言同心的锯齿状断面的光栅的元件。在该光栅的作用下，由光源1B发射的蓝色的光(在本例中波长为0.405μm)，特定的次数(例如1次)的光，被强烈衍射。在物镜6中，虽然能够通过满足(公式13)的设计，除去球面象差，但是由于设计方法的不同，残存着伴随波长差而产生的Defocus象差(1次球面象差)。特别是蓝色的波长，由于分散的影响大，所以往往由1nm的波长差产生1μm左右的Defocus(聚光点位置的变位)。在本实施方式的中，在蓝色光的光路上，插入颜色象差修正元件11后，作为衍射方位之差(即Defocus象差)，出现透过光的波长差，在用物镜6修正Defocus象差时使用它，和第1实施方式相比，虽然光学部件有所增加，但却具有设计的余裕度宽广的优点。此外，颜色象差修正元件11中形成的光栅断面，也可以是与锯齿内接的台阶状。

(第4实施方式) 接着，参照图13～图15，讲述采用本发明的光拾波器的第4实施方式。本实施方式的结构，除了物镜6以外，都和第1实施方式的结构同样，对于共同的要素，不再赘述。

图13表示本实施方式中的物镜6以后的往路侧(从光源朝着盘面的一侧)的结构。在图13中，物镜6的透明层6B的表面6b及基体6A的表面6a等，和第1实施方式相同，但在基体6A的相反面(往路侧的光射出面)6c上，与光轴L同心地形成锯齿状断面的光栅。

图14是讲述本实施方式的物镜6的相反面6c中的衍射的原理的图形，为了简单起见，将各面作为平面绘出，光也作为垂直地射到面上的光。在锯齿状断面的光栅的作用下，射入光4除了0次衍射光40’以外，还派生1次衍射光41’、2次衍射光42’等衍射波。在这里，将基体6A作为O-PET(nd＝1.62、v d＝24)，使折射率遵照(公式10)，光栅的阶差d”＝1.23μm，图15是描绘其衍射效率的波长依存性的图形。

在图15中，曲线D0是0次衍射光的特性，曲线D1是1次衍射光的特性，曲线D2是2次衍射光的特性，曲线D3是3次衍射光的特性，曲线D2在波长为0.405μm时大致成为100％的衍射效率，曲线D1在波长为0.660μm和波长为0.790μm时分别成为95％和98％的衍射效率。这样，因为不会由其它波长的光引起效率劣化等弊端，在修正蓝色光的颜色象差(伴随着波长差而产生的Defocus象差)时能够使用相反面6c的光栅，所以能够用比第3实施方式更简单的结构，获得相同的效果(扩大设计的余裕度的效果)。

(第5实施方式) 再接着，参照图16，讲述采用本发明的光拾波器的第5实施方式。本实施方式的结构，除了物镜6以外，都和第4实施方式的结构同样，对于共同的要素，不再赘述。

图16表示本实施方式中的物镜6前后的往路侧(从光源朝着盘面的一侧)的结构。在图13所示的第4实施方式的物镜6，在本实施方式中，如图16所示，被分作衍射元件部6’和物镜部6”。衍射元件部6’，将折射率和分散特性不同的2种透明媒质(例如玻璃、塑料或紫外线硬化树脂)作为材料构成，由第1材料构成的基体6A’，成为平面板形状，在其表面6a’上，形成成为锯齿状断面的光栅，光栅的方位，在表面6a’上，沿着以光轴L为中心轴的圆周。由第2材料构成的透明层6B’覆盖形成光光栅的表面6a’，其表面6b’(面向空气侧的面)，使前文讲述的光栅的断面反转的形状(使所谓锯齿的前进方向反转的断面形状)的光栅，具备锯齿的边缘位置(下刃位置)地形成。与第2材料相比，第1材料是高折射、高分散。由于在第1材料中使用高分散的材料，从而满足v’＞v，所以在衍射元件部6’中的衍射效率，如图8所示，所有的曲线都能够在遍及广大的波长区域，表示维持高衍射光的效率的特性。在物镜部6”的面6c’中，与光轴L同心地形成锯齿状断面的光栅，它和第4实施方式的在面6c上形成的光栅发挥相同的作用(修正颜色象差)。此外，构成物镜部6”的材料，为了修正基材厚差引起的球面象差，最好使用高分散(例如色散系数30以下)的材料。

射入衍射元件部6’的光4B、4R、4I，在透明层6B’的表面6b’ 和基体6A’的表面6a’上衍射，在物镜部6”的表面6c’上同时发生衍射和折射，在物镜部6”的相反面(往路的光射出面)折射，成为集束到信息层8B、8R、8I上的光。本实施方式堪称将第4实施方式分成两个部件的结构，可以获得和第4实施方式同样的效果。但是，在第4实施方式中，在非球面上形成面6a及6b等复杂的光栅结构，而在本实施方式中，能够在平面上形成该结构，所以加工上的优点(容易制作)突出。此外，由于衍射元件部6’从物镜部6”的中心轴偏心后就产生象差，所以需要将它们在同一个支架上构成，维持同轴性。

(第6实施方式) 接着，参照图17及图18，讲述采用本发明的光拾波器的第6实施方式。本实施方式的结构，除了物镜6以外，都和第1实施方式的结构相同。

首先，参照图17。图17表示本实施方式中的往路侧(从光源朝着盘面的一侧)的断面结构。图17所示的物镜6，在基体6A的表面6a上，形成与光轴L同心地形成锯齿状断面的光栅。图18是讲述本实施方式的物镜6的面6a中的衍射的原理的图形，为了简单起见，将各面作为平面绘出，光也作为垂直地射到面上的光。

如图18所示，在阶差d锯齿状断面的光栅的作用下，射入光4除了0次衍射光40以外，还派生1次衍射光41、2次衍射光42、3次衍射光43等衍射波。在这里，使基体6A由各分散的塑料材料O-PET(nd＝1.62、vd＝24)形成，使折射率遵照(公式10)，光栅的阶差d＝1.85μm，图15是描绘这时的物镜6的面6a的衍射效率的波长依存性的图形。

在图19中，曲线D0是0次衍射光的特性，曲线D1是1次衍射光的特性，曲线D2是2次衍射光的特性，曲线D3是3次衍射光的特性，曲线D3在波长为0.405μm时大致成为100％的衍射效率，曲线D2在波长为0.660μm和波长为0.790μm时分别成为76％和27％的衍射效率。

本实施方式中的象差的修正效果，和第1实施方式同样，是能够取消伴随着基材厚差及折射率分散而产生的象差的最佳的组合。但是，对于波长为0.660μm和波长为0.790μm而言的衍射效率，比第1实施方式低。特别是红外光时，不宜在记录用途中使用。不过，与第1实施方式相比，光栅的结构简单，如果能够限定用途，就可以作为便宜的结构采用。

此外，就象将第4实施方式分成两个部件构成第5实施方式那样，本实施方式也能够分作衍射元件部和物镜部。这时，在衍射元件部的一个面上形成与光轴L同心地形成锯齿状断面的光栅；物镜部则不附加光栅，用高分散的玻璃材料形成。当然，既能够在物镜部形成修正颜色象差的光栅，也能够使该修正颜色象差用的光栅，是衍射元件部的其它面。同样，也可以采用将以上6个实施方式进行各种组合的结构，从而兼具各自的效果。

本发明宜于在用波长互不相同的光束存取多种光盘的光盘装置中应用。由于现在，CD、DVD、BD等遵照各种规格的光盘正在市场上销售，所以需要用一个光盘装置对这些光盘实行记录再生。
权利要求
1、一种光拾波器，具备
多个光源，这些光源发射包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束；
物镜，该物镜使所述多个光束聚光；以及
光栅结构，该光栅结构具有对于所述物镜的光轴而言的轴对称的形状，
所述物镜及光栅结构，使利用所述光栅结构而由所述第1光束形成的p次衍射光，集束到与所述第1光束对应的光盘的信息层上，p为零以外的整数，而且，
所述物镜及光栅结构，使利用所述光栅结构而由所述第2光束形成的q次衍射光，集束到与所述第2光束对应的光盘的信息层上，q为零以外的整数，q≠p。
2、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于所述第1光束，具有蓝色的波长；所述第2光束，具有红或红外的波长；
p＝3， q＝2。
3、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于所述多个光束，包含与所述第1及第2光束的波长不同波长的第3光束；
所述物镜及光栅结构，使利用所述光栅结构而由所述第3光束形成的r次衍射光，集束到与所述第3光束对应的光盘的信息层上，r为零以外的整数，r≠p。
4、如权利要求3所述的光拾波器，其特征在于所述第1、第2及第3光束，分别具有蓝、红及红外的波长； p＝3，q＝r＝2。
5、如权利要求4所述的光拾波器，其特征在于与所述第1、第2及第3光束对应的光盘，分别是BD、DVD及CD。
6、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于所述光栅结构，形成在所述物镜的表面。
7、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于所述光栅结构，形成在平行基板上。
8、如权利要求5所述的光拾波器，其特征在于所述物镜，由色散系数为30以下的光学材料形成。
9、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于所述光栅结构，具有锯齿状表面。
10、如权利要求1所述的光拾波器，其特征在于
所述光栅结构，具备
第1光透过层，该第1光透过层具有包含了规定第1照耀角的多个第1光透过斜面的第1锯齿状表面；和
第2光透过层，该第2光透过层具有包含了规定第2照耀角的多个第2光透过斜面的第2锯齿状表面，并与所述第1光透过层的所述第1锯齿状表面接触，
所述第1光透过斜面的倾斜方向与所述第2光透过斜面的倾斜方向相反。
11、如权利要求10所述的光拾波器，其特征在于所述第1光透过层及第2光透过层中的一方，由所述物镜构成；
所述第1光透过层及第2光透过层中的另一方，形成在所述物镜上。
12、如权利要求11所述的光拾波器，其特征在于所述第1光透过层及第2光透过层中的一方的折射率及分散，高于另一方的高折射率及分散；
由所述第1光透过层及第2光透过层中折射率及分散相对较高的光透过层构成所述物镜。
13、如权利要求4所述的光拾波器，其特征在于与所述多个光源的每一个对应的光盘中的所述物镜的焦点距离的偏差，是平均的焦点距离的1/50以下。
14、如权利要求3所述的光拾波器，其特征在于还具备第2光栅结构，
所述第2光栅结构，形成由所述第1、第2及第3光束分别形成的p’次衍射光、q’次衍射光、以及r’次衍射光，p’、q’、r’为零以外的整数且不是单一的整数，各衍射光，在所述物镜及光栅结构的作用下，集束到与各光束对应的光盘的信息面上。
15、如权利要求14所述的光拾波器，其特征在于所述第1、第2及第3光束，分别具有蓝、红及红外的波长； p’＝2，q’＝r’＝1。
16、一种光盘装置，是利用包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束，分别再生数据的与多种光盘对应的光盘装置，
具备
使光盘旋转的电动机；和
存取所述光盘的光拾波器，
所述光拾波器，具备
多个光源，这些光源发射所述多个光束；
物镜，该物镜使所述多个光束聚光；
光栅结构，该光栅结构具有对于所述物镜的光轴而言的轴对称的形状，
所述物镜及光栅结构，使利用所述光栅结构而由所述第1光束形成的p次衍射光，集束到与所述第1光束对应的光盘的信息层上，p为零以外的整数，而且，
所述物镜及光栅结构，使利用所述光栅结构而由所述第2光束形成的q次衍射光，集束到与所述第2光束对应的光盘的信息层上，q为零以外的整数，q≠p。
全文摘要
一种光拾波器，具备多个光源，这些光源发射包含波长互不相同的第1及第2光束的多个光束；物镜，其使多个光束聚光；以及光栅结构，其具有对于物镜的光轴而言的轴对称的形状。使利用光栅结构而由第1光束(例如蓝色)形成的p次衍射光(p为零以外的整数)，在物镜及光栅结构的集光作用下集束到与第1光束对应的光盘(例如BD)的信息层上。另外，使利用光栅结构而由第2光束(例如红或红外)形成的q次衍射光(q为零以外的整数，q≠p)，在物镜及光栅结构的集光作用下集束到与第2光束对应的光盘(例如DVD或CD)的信息层上。这样，通过适当利用不同次数的衍射光，在波长及基材厚度不同的光盘的聚光中可降低球面象差。
文档编号G11B7/135GK101103400SQ20068000232
公开日2008年1月9日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月20日
发明者西胁青儿, 百尾和雄 申请人:松下电器产业株式会社