专利名称：物镜及光拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够对不同种类的光盘互换可能地进行信息记录及/或再生的光拾 取装置以及其中使用的物镜。
背景技术：
近年来，光拾取装置中，作为用来再生光盘中记录的信息以及向光盘记录信息的 光源，趋向使用短波长的激光光源，例如，蓝紫色半导体激光及利用二次谐波进行红外半导 体激光波长变换的蓝色SHG激光等波长400 420nm的激光光源越来越实用化。使用这些 蓝紫色激光光源，在使用与DVD(数码通用盘)相同数值孔径(NA)的物镜时，对直径12cm 的光盘能够记录约15GB信息，将物镜的NA提高到0. 85时，对直径12cm的光盘能够记录约 25GB信息。本说明书中，将使用蓝紫色激光光源的光盘以及光磁盘总称为“高密度光盘”。使用ΝΑΟ. 85物镜的高密度光盘中，因为光盘倾斜(skew)引起产生的彗形像差增 大，所以有的保护层设计得比DVD还要薄(相对DVD的0. 6mm来说只有0. Imm)，由此降低 倾斜引起的彗形像差。但是，单是能对这种类型的高密度光盘确切地进行信息记录/再生 的话，作为光盘播放/录制机(光信息记录再生装置)商品的价值就不高。现在，考虑到有 记录着各种各样信息的DVD和CD (小型盘)出售，只能对高密度光盘记录/再生信息还不 够，对用户持有的例如DVD、⑶都能够同样确切地记录/再生信息，是作为提高高密度光盘 用光盘播放/录制机商品价值的必经之路。出于这种背景，要求搭载在高密度光盘用光盘 播放/录制机中的光拾取装置，具有能够对高密度光盘、DVD、且CD的任何一种既维持互换 性又确切地记录/再生信息的性能。作为实现能够对高密度光盘、DVD、且⑶的任何一种既维持互换性又确切地记录 /再生信息的方法，可以考虑相应信息记录/再生光盘的记录密度，切换高密度光盘用光学 系统和DVD、CD用光学系统的方法，但这样需要多个光学系统，所以对小型化不利，另外成 本上升。因此，为了简化光拾取装置实现低成本化，在具有互换性的光拾取装置中，也优选 使高密度光盘用光学系统和DVD、CD用光学系统通用，尽量减少构成光拾取装置的光学部 件个数。然而，使对着光盘配置的物镜通用化，是最有利于光拾取装置结构简化和低成本 的。为了得到记录/再生波长互不相同的多种光盘的通用物镜，必须在物镜光学元件上形 成具有球面像差之波长依存性的光程差付与构造，由此降低波长不同和保护层厚度不同引 起产生的球面像差。专利文献1中记载了一种光拾取装置，其中搭载的物镜备有光程差付与构造，能 够通用于高密度光盘和以往的DVD、⑶。专利文献1 国际公开第2007/102315号说明书
发明内容
发明欲解决的课题
然而，根据专利文献1中公开的技术，为了实现能够对高密度光盘和DVD、CD互换 使用，在物镜上形成了使光程差付与构造重叠的非常复杂的构造。但是，在如专利文献1 中公开的那样使光程差付与构造重叠时，因为可以使用2个以上独立的光程差函数进行设 计，所以，在重合用各函数设计的构造时，各函数定出的台阶的位置不一致，光程差付与构 造重合的位置上，有时光轴垂直方向的宽度(齿距)变得狭窄，光轴方向上出现深槽和细 壁，成型模具的构成发生困难，并且，有成型时材料不易进入模具深处之忧虑，难以对成型 的物镜光学面转印理想形状，难以得到所望的光学特性。尤其是在物镜的光学面没有以理 想形状转印时，有可能发生起因于面下垂的光量损失问题，希望尽可能降低该光量损失。本发明考虑上述问题，目的在于提供一种光拾取装置及物镜，是一种即使使用单 个透镜作为物镜，也能够对高密度光盘(尤其BD)和DVD、CD等记录密度不同的3种盘切确 地进行信息记录及/或再生，其中，通过进一步简化结构，实现能够降低光量的损失、能够 发挥所望的光学特性，同时能够实现简化结构和低成本化。用来解决课题的手段为了解决上述课题，第1项记载的发明，是一种物镜，是用第1光源射出的波长λ 1 的第1光束对具有厚度tl之保护层的第1光盘的信息记录面形成聚光斑点、用第2光源射 出的波长λ2(λ1 < λ2)的第2光束对具有厚度t2(tl ^ t2)之保护层的第2光盘的信 息记录面形成聚光斑点、用第3光源射出的波长λ3(λ2< λ3)的第3光束对具有厚度 t3(t2<t3)之保护层的第3光盘的信息记录面形成聚光斑点的光拾取装置用的物镜，其特 征在于，所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，所述第1光程差付与构造是使 穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的L次的衍射光量大于其他任何次数(包括 0次)的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的M次的衍射光量大于 其他任何次数的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的N次的衍射 光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差付与构造，满足|L| = 2、M = 0、N = 1，L、N的正负符号不同。通过采用上述第1光程差付与构造，可以简化光程差付与构造，物镜成型模具的 加工容易，物镜成型时树脂和玻璃容易流到模具终端，能够提高制造精度，能够得到接近设 计值的光量，能够减少光量损失。另外，因为对第1光束不是产生最多的透过光(0次衍射光)，而是产生最多的衍射 光，所以又能得到容易修正色像差之效果。并且，还可以得到在保护基板厚度最厚的第3光 盘使用时能确保长的工作距离之效果。第2项记载的物镜，是第1项中记载的发明，其特征在于，所述物镜的光学面至少 具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述周边区 域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域、所述周边区域及所述最周边区域的所述 第1光束被聚光于所述第1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区域的所 述第2光束被聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域的所述第3光束被 聚光于所述第3光盘的信息记录面上。第3项记载的物镜，是第2项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造被形成在所述中央区域上。第4项记载的物镜，是第1至第3项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述 第1光盘是BD。第5项记载的物镜，是第1至第4项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述 物镜是单透镜。第6项记载的物镜，是第1至第5项的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述 第1光程差付与构造是在第1基础构造上重叠不同于所述第1基础构造的第2基础构造， 重叠时使所述第1基础构造所有台阶部的位置与所述第2基础构造的台阶部的位置一致。在互换用物镜上形成例如火焰型形状衍射构造或阶梯形状衍射构造的任何一种 时，衍射效率高的第1光束、第2光束、第3光束的衍射次数的组合是一定的，所以存在设计 自由度降低问题。如本发明所述，通过重叠基础构造，可以选择任意的衍射次数，提高设计 自由度，同时能够使用单一光程差函数进行设计，所以容易设计，还能使所述光程差付与构 造变得简单，物镜成型模具的加工变得容易，物镜成型时树脂和玻璃容易流到模具终端，能 够提高精度，能够得到接近设计值的光量，可以减少光量的损失。第7项记载的光拾取装置，备有物镜，所述物镜用第1光源射出的波长λ 1的第1 光束对具有厚度tl之保护层的第1光盘的信息记录面形成聚光斑点、用第2光源射出的 波长λ2(λ1< λ2)的第2光束对具有厚度t2(tl<t2)之保护层的第2光盘的信息记 录面形成聚光斑点、用第3光源射出的波长λ3(λ2< λ 3)的第3光束对具有厚度t3(t2 < t3)之保护层的第3光盘的信息记录面形成聚光斑点，光拾取装置的特征在于，所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，所述第1光程差付与构造是使 穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的L次的衍射光量大于其他任何次数(包括 0次)的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的M次的衍射光量大于 其他任何次数的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的N次的衍射 光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差付与构造，满足|L| = 2、M = 0、N = 1，L、N的正负符号不同。第8项记载的光拾取装置，是第7项中记载的发明，其特征在于，所述物镜的光学 面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周边区域、形成在所述 周边区域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域、所述周边区域及所述最周边区域 的所述第1光束被聚光于所述第1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区 域的所述第2光束被聚光于所述第2光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域的所述第3 光束被聚光于所述第3光盘的信息记录面上。第9项记载的光拾取装置，是第8项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差 付与构造被形成在所述中央区域上。第10项记载的光拾取装置，是第7至9项中的任何一项中记载的发明，其特征在 于，所述第1光盘是BD。第11项记载的光拾取装置，是第7至10项中的任何一项中记载的发明，其特征在 于，所述物镜是单透镜。第12项记载的光拾取装置，是第7至11项中的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第1光程差付与构造是在第1基础构造上重叠不同于所述第1基础构造的第2基 础构造，重叠时使所述第1基础构造所有台阶部的位置与所述第2基础构造的台阶部的位
置一致。第13项记载的光拾取装置，是第7至12项中的任何一项中记载的发明，其特征在 于，所述第1光束入射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率ml满足下式(1)-0. 02 < ml < 0. 02(1)。第14项记载的光拾取装置，是第13项中记载的发明，其特征在于，所述第2光束 入射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率m2、及所述第3光束入射到所述物镜时的所述物 镜的成像倍率m3，分别满足下式(2)和(3)-0. 02 < m2 < 0. 02(2)-0. 02 < m3 < 0. 02(3)。第15项记载的光拾取装置，是第13项中记载的发明，其特征在于，所述第2光束 入射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率m2满足下式(4)-0. 10 < m2 < 0(4)。第16项记载的光拾取装置，是第13项或第14项中记载的发明，其特征在于，所述 第3光束入射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率m3满足下式(5)-0. 10 < m3 < 0(5)。本发明的光拾取装置至少备有第1光源、第2光源、第3光源之3个光源。本发明 的光拾取装置进一步备有用来使第1光束聚光于第1光盘的信息记录面上、使第2光束聚 光于第2光盘的信息记录面上、使第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上的聚光光学系 统。本发明的光拾取装置还备有受光元件，用来接受第1光盘、第2光盘或第3光盘的信息 记录面的反射光束。此时，优选第1光盘是BD(Blu-ray Disc)或HD DVD (以下称为HD)、 第2光盘是DVD，优选第3光盘是CD，但并不局限于此。第1光盘、第2光盘或第3光盘也 可以是具有多个信息记录面的多层光盘。BD用ΝΑΟ. 85的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0. Imm程度。HD 用ΝΑΟ. 65至0. 67的物镜进行信息记录/再生，保护基板的厚度为0. 6mm程度。DVD是用 ΝΑΟ. 60 0. 67程度的物镜进行信息记录/再生、保护基板的厚度为0. 6mm程度的DVD系 列光盘的的总称，包括 DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、 DVD+RW等。本说明书中，⑶是用ΝΑΟ. 45 0. 53程度的物镜进行信息记录/再生、保护基板 的厚度为1. 2mm程度的⑶系列光盘的总称，包括⑶-ROM、⑶-Audio、⑶-Video、⑶-R、⑶-RW 等。记录密度是BD最高，接下去按照HD、DVD,⑶顺序降低。有关保护基板的厚度tl、t2、t3，优选满足以下条件式(6)、(7)、(8)，但不局限于 此0. 0750mm 彡 tl 彡 0. 1125mm 或 0. 5mm 彡 tl 彡 0. 7mm(6)0. 5mm 彡 t2 彡 0. 7mm(7)1. Omm 彡 t3 彡 1. 3mm(8)。本说明书中，第1光源、第2光源、第3光源优选是激光光源。作为激光光源可以优 选采用半导体激光和硅激光等。优选第1光源射出的第1光束的第1波长λ 1、第2光源射 出的第2光束的第2波长λ2(λ2> λ 1)、第3光源射出的第3光束的第3波长λ3(λ3>入2)满足以下条件式(9)、(10)1. 5X λ 1 < λ 2 < 1. 7Χ λ 1(9)1. 9Χ λ 1 < λ 3 < 2. IX λ 1(10)。分别用BD或HD、DVD及⑶作为第1光盘、第2光盘、第3光盘时，第1光源的第1 波长λ 1优选在350nm以上440nm以下，较优选在380nm以上415nm以下，第2光源的第2 波长λ 2优选在570nm以上680nm以下，较优选在630nm以上670nm以下，第3光源的第3 波长3优选在750nm以上880nm以下，较优选在760nm以上820nm以下。另外，可以使第1光源、第2光源、第3光源中至少2个光源单元化。单元化是指 例如第1光源和第2光源被固定收纳在1插件中，但不局限于此，广义则包括2个光源被固 定在像差修正不能的状态。另外，除了光源之外，还可以使后述受光元件1插件化。作为受光元件，优选采用光电二极管等光检测器。在光盘的信息记录面上反射的 光入射到受光元件，用其输出信号可以得到读取各光盘上记录信息的读取信号。并且，可以 检出受光元件上的斑点的形状变化和位置变化的光量变化，进行聚焦检出和跟踪检出，根 据该检出使物镜移动进行聚焦和跟踪。也可以由多个光检测器组成受光元件。也可以是备 有主的光检测器和副的光检测器的受光元件。可以是下述受光元件，例如在接受信息记录 再生用的主光的光检测器两侧设2个副的光检测器、由该2个副的光检测器接受跟踪调整 用的副光。也可以是备有与各光源相应的多个受光元件的受光元件。聚光光学系统备有物镜。聚光光学系统可以只有物镜，但除了物镜之外聚光光学 系统也可以还备有准直透镜等耦合透镜。耦合透镜是指被配置在物镜和光源之间的改变光 束发散角的单透镜或透镜组。准直透镜是耦合透镜的一种，是将入射到准直透镜的光变为 平行光射出的透镜。聚光光学系统并且可以备有衍射光学元件等光学元件，用来将光源射 出的光束分割成信息记录再生用的主光束和跟踪等用的二个副光束。本说明书中，物镜是 指在光拾取装置中被配置在对着光盘位置上的具有将光源射出的光束聚光于光盘信息记 录面上之功能的光学系统。优选物镜是指在光拾取装置中被配置在对着光盘位置上的具有 将光源射出的光束聚光于光盘信息记录面上之功能的光学系统，且通过传动装置至少能够 在光轴方向上一体位移的光学系统。物镜优选是单透镜物镜，但也可以由多个光学元件构 成。另外，物镜可以是玻璃透镜，也可以是塑料透镜，或也可以是在玻璃透镜上用光固化性 树脂等设了光程差付与构造的混合透镜。另外，优选物镜的折射面是非球面。还优选物镜 设光程差付与构造的基底面为非球面。另外，使物镜为玻璃透镜时，优选使用玻璃转移点Tg在400°C以下的玻璃材料。 通过使用玻璃转移点Tg在400°C以下的玻璃材料，能够以较低的温度成型，这样能够延长 模具寿命。作为这种玻璃转移点Tg低的玻璃材料，有例如株式会社住田光学玻璃制造的 K-PG325、K-PG375 (都是产品名称)。但是，一般来说玻璃透镜因为比重大于树脂透镜，所以使物镜为玻璃透镜的话重 量增大，驱动物镜的传动器的负担增大。因此，使物镜为玻璃透镜时，优选使用比重小的玻 璃材料。具体优选比重在3. 0以下的，较优选在2. 8以下的。另外，使物镜为塑料透镜时，优选使用环状聚烯烃树脂材料，环状聚烯烃树脂材 料中尤其优选下述树脂材料温度25 °C时对波长405nm的折射率在1. 52至1. 60范围 内，在_5°C到70°C温度范围内伴随温度变化对波长405nm的折射率变化率dN/dT(°C ―1)
8在-20X10—5至-5X10_5(较优选在-10X10—5至-8X10—5)范围内。使物镜为塑料透镜时， 优选使耦合透镜也为塑料透镜。下面对物镜作描述。物镜的至少一个光学面具有中央区域、中央区域周围的周边 区域。物镜的至少一个光学面也可以在周边区域的周围具有最周边区域。优选中央区域是 含物镜光轴的区域，但也可以是不含的区域。优选中央区域、周边区域及最周边区域设在同 一光学面上。如
图1所示，优选中央区域CN、周边区域MD、最周边区域OT是设在同一光学面 上呈以光轴为中心的同心圆状。另外，可以在物镜的中央区域上设第1光程差付与构造、在 周边区域上设第2光程差付与构造。具有最周边区域时，最周边区域可以是折射面，也可以 在最周边区域上设第3光程差付与构造。优选中央区域、周边区域、最周边区域分别邻接， 但之间也可以略有间隙。物镜具有第1光程差付与构造。优选第1光程差付与构造设在物镜的中央区域上。优选第1光程差付与构造设在物镜中央区域面积的70%以上的区域上，较优选 90%以上。更优选第1光程差付与构造设在中央区域的全面上。优选第2光程差付与构造 设在物镜周边区域面积的70%以上的区域上，较优选90%以上。更优选第2光程差付与构 造设在周边区域的全面上。优选第3光程差付与构造设在物镜最周边区域面积的70%以上 的区域上，较优选90%以上。更优选第3光程差付与构造设在最周边区域的全面上。另外，在物镜的中央区域上设第1光程差付与构造，并在物镜的周边区域上设第2 光程差付与构造时，可以设在物镜不同的光学面上，但优选设在同一光学面上。通过设在同 一光学面上可以减少制造时的偏心误差，所以优选。另外，相比设在物镜光盘侧的面上来 说，优选第1光程差付与构造及第2光程差付与构造设在物镜光源侧的面上。从另一个观 点来理解的话，优选第1光程差付与构造及第2光程差付与构造设在物镜面对面的2个光 学面中曲率半径小的一个光学面上。物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第1光束、第2光束及 第3光束分别形成聚光斑点地聚光。优选物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中 央区域的第1光束能够信息记录及/或再生地聚光于第1光盘的信息记录面上。另外，物 镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的中央区域的第2光束能够信息记录及/或再生 地聚光于第2光盘的信息记录面上。并且，物镜使穿过物镜上设有第1光程差付与构造的 中央区域的第3光束能够信息记录及/或再生地聚光于第3光盘的信息记录面上。另外， 第1光盘保护基板的厚度tl与第2光盘保护基板的厚度t2不同时，优选第1光程差付与 构造对穿过第1光程差付与构造的第1光束及第2光束，修正由于第1光盘保护基板的厚 度tl与第2光盘保护基板的厚度t2不同而产生的球面像差，及/或由于第1光束与第2 光束的波长不同而产生的球面像差。并且，优选第1光程差付与构造对穿过第1光程差付 与构造的第1光束及第3光束，修正由于第1光盘保护基板的厚度tl与第3光盘保护基板 的厚度t3不同而产生的球面像差，及/或由于第1光束与第3光束的波长不同而产生的球 面像差。另外，物镜上设有第2光程差付与构造时，物镜用它使穿过周边区域的第1光束及 第2光束分别形成聚光斑点地聚光。优选物镜使穿过物镜上设有第2光程差付与构造的周 边区域的第1光束，能够信息记录及/或再生地聚光于第1光盘的信息记录面上。另外，物 镜上设有第2光程差付与构造时，物镜用它使穿过周边区域的第2光束，能够信息记录及/或再生地聚光于第2光盘的信息记录面上。另外，优选第2光程差付与构造修正由于穿过 第2光程差付与构造的第1光束及第2光束的波长不同而引起产生的色球面像差。作为优选形态，可以举出穿过周边区域的第3光束不用于第3光盘的记录及/或 再生之形态。优选使穿过周边区域的第3光束对在第3光盘信息记录面上形成聚光斑点没 有贡献。也就是说，物镜上设有第2光程差付与构造时，优选由它使穿过周边区域的第3光 束在第3光盘的信息记录面上形成光斑。如图4所示，优选穿过物镜的第3光束在第3光 盘的信息记录面上形成的斑点中，从光轴(或斑点中心部)向外，依次具有光量密度高的斑 点中心部SCN、光量密度低于斑点中心部的斑点中间部SMD、光量密度高于斑点中间部低于 斑点中心部的斑点周边部SOT。斑点中心部用于光盘的信息记录及/或再生，斑点中间部及 斑点周边部不用于光盘的信息记录及/或再生。上述情况中，称该斑点周边部为光斑。也 就是说，优选穿过设在物镜周边区域上的第2光程差付与构造的第3光束，在第3光盘的信 息记录面上形成斑点周边部。但也有可能不是如上所述的光斑，而是光量密度高的斑点中 心部周围没有斑点中间部，只有光量密度低于斑点中心部的斑点周边部，此时，称该斑点周 边部为光斑。这里所说的第3光束的聚光斑点或斑点，优选是在第1最佳焦点上的斑点。作为具有最周边区域时的优选形态，可以举出穿过最周边区域的第1光束用于第 1光盘的记录及/或再生、穿过最周边区域的第2光束及第3光束不用于第2光盘及第3光 盘的记录及/或再生之形态。优选使穿过最周边区域的第2光束及第3光束分别对在第2 光盘及第3光盘的信息记录面上形成聚光斑点没有贡献。也就是说，物镜具有最周边区域 时，优选穿过物镜最周边区域的第2光束及第3光束在第2光盘及第3光盘的信息记录面 上形成光斑。下面详细叙述光程差付与构造。形成在物镜光学面上的第1光程差付与构造，是使穿过第1光程差付与构造的第1 光束的L次的衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使穿过第1光程差付 与构造的第2光束的M次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、使穿过第1光程差付 与构造的第3光束的N次的衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差 付与构造。满足|L| =2、M = 0、N| = 1，L与N的正负符号不同。即L为+2时N为-1， L 为-2 时 N 为+1。优选 L = +2、N = -I。穿过第1光程差付与构造的第1光束越离开光轴相位越超前，且穿过第1光程差 付与构造的第3光束越离开光轴相位越落后时，或者穿过第1光程差付与构造的第1光束 越离开光轴相位越落后，且穿过第1光程差付与构造的第3光束越离开光轴相位越超前时， 可谓L、N的正负符号不同。第1光程差付与构造是反复阶梯形状之构造时，优选在为单位 构造的一个阶梯形状中产生上述相位超前和相位落后。本说明书中所谓的光程差付与构造是对入射光束附加光程差之构造的总称。光程 差付与构造中也包括付与相位差的相位差付与构造。相位差付与构造中包括衍射构造。本 发明的光程差付与构造可以说是衍射构造。光程差付与构造具有台阶，优选具有多个台阶。 由该台阶对入射光束附加光程差及/或相位差。光程差付与构造附加的光程差可以是入射 光束波长的整数倍，也可以是入射光束波长的非整数倍。可以在光轴垂直方向持周期性间 隔地配置台阶，也可以在光轴垂直方向持非周期性间隔地配置台阶。优选光程差付与构造具有以光轴为中心的多个同心圆状的环带。光程差付与构造可以取各种截面形状(含光轴之面的截面形状)。尤其优选第1光程差付与构造是使含光 轴之截面形状为火焰型形状的第1基础构造和含光轴之截面形状为阶梯形状的第2基础构 造的重叠构造。火焰型形状如图2(a)、(b)所示，是指具有光程差付与构造的光学元件含光 轴的截面形状是锯齿形形状的，换而言之，相对基底面来说光程差付与构造既不垂直也不 平行，而具有倾斜面。阶梯形状如图2(c)、(d)所示，是指具有光程差付与构造的光学元件 含光轴的截面形状是阶梯形的，换而言之，光程差付与构造只有平行于基底面的面和平行 于光轴的面，没有相对基底面倾斜的面。另外，基础构造是阶梯形状时，基底面是具有曲率 的面的话，光线在基底面上折射，所以有离开光轴的距离不同折射角度不同之现象。因此， 与在光轴方向上平行位移地对基底面取阶梯形状相比，优选在光线传播方向上位移相同光 程长地对基底面取阶梯形状。重叠第1基础构造和第2基础构造形成第1光程差付与构造时，优选在第1基础 构造上重叠不同于第1基础构造的第2基础构造，此时使第1基础构造的所有台阶部的位 置与第2基础构造的台阶部的位置一致。“台阶部的位置一致”是指例如，使图3(a)所示的 火焰型形状第1基础构造的最深位置P1，与图3 (b)所示的阶梯形状第2基础构造的最深位 置P2 —致(如图3所示，第1基础构造所有的台阶部的位置与第2基础构造的台阶部的位 置一致，而第2基础构造的台阶部的位置也有与第1基础构造的台阶部的位置不一致的)。 由此可以得到图3(c)所示的第1光程差付与构造。其中，可以对第1基础构造的一个单位 的环带，重叠第2基础构造的多个单位的环带，也可以对第1基础构造的多个单位的环带， 重叠第2基础构造的一个单位的环带。第2光程差付与构造、第3光程差付与构造也可以 不重叠基础构造，此时可以取图2中所示的任意形状。优选光程差付与构造或基础构造是某单位形状作周期性反复的构造。这里所说的 “单位形状作周期性反复”当然也包括同一形状以同一周期反复的形状。并且，1个单位周 期的单位形状持有规律地周期渐渐变长和渐渐变短的形状，也包括在“单位形状作周期性 反复”之中。光程差付与构造或基础构造具有火焰型形状时，是单位形状的锯齿状形状作反复 的形状。可以如图2 (a)所示是同一锯齿状形状作反复，也可以如图2(b)所示是随着在基底 面方向上向前而锯齿状形状的大小逐渐变大的形状或变小的形状。另外，也可以是锯齿状 形状的大小渐渐变大的形状和锯齿状形状的大小渐渐变小的形状组合的形状。但是，即使 是锯齿状形状的大小渐渐变化的情况，也优选锯齿状形状在光轴方向(或光线穿过方向) 的大小几乎不变。火焰型形状中，1个锯齿状形状的光轴方向的长度(也可以是穿过锯齿状 形状的光线方向的长度)称为齿距深，1个锯齿状形状的光轴垂直方向的长度称为齿距宽。 还可以是下述形状在某一区域是火焰型形状的台阶向着光轴(中心)反侧的形状，在另外 的区域上是火焰型形状的台阶向着光轴(中心)的形状，在其间设用来切换火焰型形状台 阶朝向所必需的变迁区域。该变迁区域在用光程差函数来表现由光程差付与构造附加的光 程差时，是相当于光程差函数极值点的区域。光程差函数持极值点的话，光程差函数的斜率 小，所以可以放宽环带齿距，能够抑制光程差付与构造形状误差引起的透过率降低。光程差付与构造或基础构造具有阶梯形状时，是单位形状的阶梯形状作反复的形 状。可以取如图2(c)所示的几层(例如4、5层)相同的小阶梯形状作反复的形状等(图 2(c)的形状有时称为5分割阶梯形状)。也可以是随着在基底面方向上向前而阶梯的大小
11渐渐变大的形状和阶梯的大小渐渐变小的形状，但是，优选光轴方向(或光线穿过方向)的 长度几乎不变。如图2(d)所示，光程差付与构造具有二进制状形状时，可以是随着在基底面方向 上向前而二进制的大小渐渐变大的形状和阶梯的大小渐渐变小的形状，但是，优选光线穿 过方向的长度几乎不变。该二进制形状也是本说明书中所说的2分割的阶梯形状。下面出示构成第1光束入射时产生的衍射光中2次衍射光具有最大的衍射光量、 第2光束入射时产生的衍射光中0次衍射光具有最大的衍射光量、第3光束入射时产生的 衍射光中-1次衍射光具有最大的衍射光量之光程差付与构造的第1基础构造和第2基础 构造的例子，但不局限于此。第1基础构造是使穿过第1基础构造的第1光束的1次的衍射光量大于其他任何 次数的衍射光量、使第2光束的1次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、使第3光束 的1次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量之光程差付与构造。优选第1基础构造的 形状是例如如图2(a)、(b)所示的火焰型形状。另外，优选第1基础构造是如图6所示的火焰形状，且光轴方向的台阶高低dl是 对第1光束的波长λ 1给出1· λ 1 士0.4· λ 1光程差的台阶高低。具体优选中央区域上 的第1基础构造的台阶高低dl满足以下条件式
权利要求
一种物镜，是用第1光源射出的波长1的第1光束对具有厚度t1之保护层的第1光盘的信息记录面形成聚光斑点、用第2光源射出的波长λ2(λ1＜λ2)的第2光束对具有厚度t2(t1≤t2)之保护层的第2光盘的信息记录面形成聚光斑点、用第3光源射出的波长λ3(λ2＜λ3)的第3光束对具有厚度t3(t2＜t3)之保护层的第3光盘的信息记录面形成聚光斑点的光拾取装置用的物镜，其特征在于，所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，所述第1光程差付与构造是使穿过所述第1光程差付与构造的所述第1光束的L次的衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的M次的衍射光量大于其他任何次数的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的N次的衍射光量大于其他任何次数(包括0次)的衍射光量之光程差付与构造，满足|L|＝2、M＝0、|N|＝1，L、N的正负符号不同。
2.如权利要求1中记载的物镜，其特征在于，所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周 边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域、所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被聚光于所述第 1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被聚光于所述第2光盘的信息记录 面上，穿过所述中央区域的所述第3光束被聚光于所述第3光盘的信息记录面上。
3.如权利要求2中记载的物镜，其特征在于，所述第1光程差付与构造被形成在所述中 央区域上。
4.如权利要求1至3的任何一项中记载的物镜，其特征在于，所述第1光盘是BD。
5.如权利要求1至4的任何一项中记载的物镜，其特征在于，所述物镜是单透镜。
6.如权利要求1至5的任何一项中记载的物镜，其特征在于，所述第1光程差付与构造 是在第1基础构造上重叠不同于所述第1基础构造的第2基础构造，重叠时使所述第1基 础构造所有台阶部的位置与所述第2基础构造的台阶部的位置一致。
7.一种光拾取装置，备有物镜，所述物镜用第1光源射出的波长λ 1的第1光束对具有 厚度tl之保护层的第1光盘的信息记录面形成聚光斑点、用第2光源射出的波长λ 2(λ 1 < λ 2)的第2光束对具有厚度t2(tl ( t2)之保护层的第2光盘的信息记录面形成聚光 斑点、用第3光源射出的波长λ3(λ2< λ 3)的第3光束对具有厚度t3(t2<t3)之保护 层的第3光盘的信息记录面形成聚光斑点，光拾取装置的特征在于，所述物镜的光学面上形成了第1光程差付与构造，所述第1光程差付与构造是使穿过 所述第1光程差付与构造的所述第1光束的L次的衍射光量大于其他任何次数(包括O次) 的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第2光束的M次的衍射光量大于其他 任何次数的衍射光量、使穿过所述第1光程差付与构造的所述第3光束的N次的衍射光量 大于其他任何次数(包括O次)的衍射光量之光程差付与构造，满足 |L| = 2、M = O、N = 1，L、N的正负符号不同。
8.如权利要求7中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜的光学面至少具有含光轴的中央区域、形成在所述中央区域周围的环带状周 边区域、形成在所述周边区域周围的环带状最周边区域，穿过所述中央区域、所述周边区域及所述最周边区域的所述第1光束被聚光于所述第 1光盘的信息记录面上，穿过所述中央区域和所述周边区域的所述第2光束被聚光于所述第2光盘的信息记录 面上，穿过所述中央区域的所述第3光束被聚光于所述第3光盘的信息记录面上。
9.如权利要求8中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光程差付与构造被形成在 所述中央区域上。
10.如权利要求7至9的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光盘是
11.如权利要求7至10的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜是单透
12.如权利要求7至11的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光程差 付与构造是在第1基础构造上重叠不同于所述第1基础构造的第2基础构造，重叠时使所 述第1基础构造所有台阶部的位置与所述第2基础构造的台阶部的位置一致。
13.如权利要求7至12的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第1光束入 射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率ml满足下式(1)-0. 02 < ml < 0. 02 (1)。
14.如权利要求13中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第2光束入射到所述物镜时 的所述物镜的成像倍率m2及所述第3光束入射到所述物镜时的所述物镜的成像倍率m3，分 别满足下式⑵和⑶-0. 02 < m2 < 0. 02(2)-0. 02 < m3 < 0. 02(3)。
15.如权利要求13中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第2光束入射到所述物镜时 的所述物镜的成像倍率m2满足下式(4)-0. 10 < m2 < 0(4)。
16.如权利要求13或14中记载的光拾取装置，其特征在于，所述第3光束入射到所述 物镜时的所述物镜的成像倍率m3满足下式(5)-0. 10 < m3 < 0(5)。
全文摘要
为了提供一种能够实现对记录密度不同的3种光盘能够确切地进行信息记录及/或再生的、结构简单且低成本的光拾取装置以及物镜，在物镜的光学面上形成光程差付与构造，所述第1光束入射到所述光程差付与构造上时产生的衍射光中2次衍射光具有最大光量，所述第2光束入射到所述光程差付与构造上时产生的衍射光中0次衍射光具有最大光量，所述第3光束入射到所述光程差付与构造上时产生的衍射光中-1次衍射光具有最大光量。
文档编号G11B7/135GK101971257SQ20098010895
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月3日 优先权日2008年3月18日
发明者三森满 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社