专利名称：物镜、光拾取装置及光盘驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在相对不同种类的光信息记录介质可互换地进行信息的记录和/或再生的光拾取装置中使用的物镜和使用该物镜的光拾取装置和光盘驱动装置。
背景技术：
近年来，在光拾取装置中，作为用于对记录于光盘的信息进行再生或在光盘记录信息的光源使用的激光光源的短波长化得到进展，例如蓝紫色半导体激光或利用二次谐波进行红外半导体激光的波长变换的蓝色SHG激光等波长400～420nm的激光光源正得到实用化。当使用这些蓝紫色激光光源时，在使用与DVD(数字多功能光盘)相同数值孔径(NA)的物镜的场合，可相对直径12cm的光盘记录15～20GB的信息，在将物镜的数值孔径提高到0.85的场合，可相对直径12cm的光盘记录23～25GB的信息。下面，在本说明书中，将使用蓝紫色激光光源的光盘和磁光盘总称为“高密度光盘”。
在使用NA0.85的物镜的高密度光盘中，由于光盘的倾斜产生的慧差增大，所以，将保护基板设计得比DVD的场合薄(相对DVD的0.6mm，设计为0.1mm)，减小倾斜产生的慧差量。可是，仅是可相对该类型的高密度光盘适当地进行信息的记录/再生，不能说作为光盘播放/刻录机的产品具有充分的价值。现在，考虑到记录了多种多样的信息的DVD和CD(压缩光盘)出售的现实，仅是可相对高密度光盘进行信息的记录/再生并不够，使得例如使用者拥有的DVD和CD也可同样地适当进行信息的记录/再生，可提高作为高密度光盘用的光盘播放/刻录机的商品价值。从这样的背景出发，搭载于高密度光盘用的光盘播放/刻录机的光拾取装置最好具有相对高密度光盘、DVD以及CD都可维持互换性地适当进行信息的记录/再生的性能。
作为相对高密度光盘、DVD以及CD都可维持互换性地适当进行信息的记录/再生的方法，可考虑相应于对信息进行记录/再生的光盘的记录密度选择地切换高密度光盘用的光学系统与DVD和CD用的光学系统的方法，但由于需要多个光学系统，所以，对小型化不利，另外，成本增大。
因此，为了简化光盘装置的构成，降低成本，在具有互换性的光拾取装置中，最好也将高密度光盘用的光学系统与DVD和CD用的光学系统共用化，极力减少构成光拾取装置的光学部件数量。另外，将与光盘相对地配置的物镜共用化，并将该物镜形成为单透镜构成，对光拾取装置的构成的简化、低成本化最为有利。为了获得相对记录/再生波长相互不同的多种光盘共用的物镜，需要在物镜形成具有球差的波长依存性的相位构造。
专利文献1中公开了可相对高密度光盘、DVD和CD可互换地进行信息的记录和/或再生的单透镜构成的物镜。
专利文献1日本特开2004-79146号公报然而，在专利文献1的技术中，通过相对从高密度光盘用的蓝紫色激光光源出射的光束(以下称为蓝)利用偶数次数的衍射光，从而使从蓝、DVD用的红外激光光源出射的光束(以下称为红)、从CD用的红外激光光源出射的光束(以下称为红外)都提高衍射效率，但由于蓝与红外的波长比大致为2∶1，所以，由衍射次数×波长决定的衍射角与蓝和红外大致相同，在衍射作用下，难以实现高密度光盘与CD的互换。因此，已有技术的物镜通过使红外作为发散光入射，从而进行高密度光盘与CD的互换。可是，对于该互换方式，在使用CD的场合，物镜进行光道跟踪驱动时的慧差发生量大，存在不实用的问题。
发明内容
本发明就是考虑上述问题而作出的，其目的在于提供一组结构的物镜，该物镜具有衍射构造，可相对包含使用蓝紫色激光光源的高密度光盘、DVD及CD的记录密度不同的3种光盘适当地进行信息的记录和/或再生，特别是在使用CD的场合物镜进行光道跟踪驱动时的慧差发生量足够小的物镜，以及使用该物镜的光拾取装置和光盘驱动装置。
在本说明书中，使用蓝紫色半导体激光或蓝紫色SHG激光作为信息的记录/再生用的光源的光盘(也称为光信息记录介质)总称为“高密度光盘”，除了由NA0.85的对物光学系统进行信息的记录/再生、保护基板厚0.1mm左右的规格的光盘(例如BD蓝光盘)外，还包含由NA0.65～0.67的对物光学系统进行信息的记录/再生、保护基板厚0.6mm左右的规格的光盘(例如HD DVD以下简称为HD)。另外，除了在其信息记录面上具有这样的保护基板外，还包含在信息记录面上具有数～数十nm左右的厚度的保护膜的光盘，以及保护基板或保护膜的厚度为0的光盘。另外，在本说明书中，高密度光盘包含使用蓝紫色半导体激光或蓝紫色SHG激光作为信息的记录/再生用的光源的磁光盘。
另外，在本说明书中，DVD为DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盘的总称，CD为CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光盘的总称。关于记录密度，高密度光盘最高，接下来DVD、CD依次降低。
项1记载了一种光拾取装置的物镜，该光拾取装置经厚t1的第1保护基板将从第1光源出射的第1波长λ1(λ1＜450nm)的第1光束聚光到第1光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录，经厚t2(t1≤t2)的第2保护基板将从第2光源出射的第2波长λ2(1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1)的第2光束聚光到第2光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录，经厚t3(t2＜t3)的第3保护基板将从第3光源出射的第3波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第3光束聚光到第3光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录；其中上述物镜为相对上述第1～第3光信息记录介质共用的、单透镜构成的物镜，上述物镜的至少一个光学面被分割成包含光轴的中央区域和围住该中央区域的周边区域这样的至少2个区域，在上述中央区域形成有第1衍射构造，上述物镜将由上述第1衍射构造发生的上述第1～第3光束的衍射光中的、相互相同次数的衍射光分别聚光到上述第1～第3光信息记录介质的信息记录面上，在上述周边区域形成有第2衍射构造，上述物镜将由上述第2衍射构造发生的上述第1和第2光束的衍射光中的、相互不同的次数的衍射光分别聚光到上述第1和第2光信息记录介质的信息记录面上。
在本发明的物镜中，通过将相对不同的3个波长(例如蓝、红、红外)的光束发生相同衍射次数的衍射光的衍射构造形成在与第3光信息记录介质(例如CD)的数值孔径内相当的中央区域，从而在这些信息记录面形成适当的聚光点，使得相对第1光信息记录介质(例如高密度光盘)和第3光信息记录介质(例如CD)都能够可互换地进行信息的记录和/再生。当利用同次衍射光时，波长λ1的光束与波长λ3的光束的衍射角产生差别，所以，第3光信息记录介质使用时的物镜的倍率不会变得过小，可减小光道跟踪驱动时的慧差发生量。
在本发明的物镜中，区域的数量不限于2，也可将中央区域进一步分割成多个区域，或将周边区域进一步分割成多个区域。可相应于成为记录/再生对象的光信息记录介质的数量或规格使相对各光信息记录介质的记录/再生特性成为最佳地适当改变区域的数量。例如，当设计相对BD、HD、DVD、CD具有互换性的物镜时，最好分割成与CD的数值孔径内相当的区域、与从CD的数值孔径到DVD的数值孔径相当的区域、与从DVD的数值孔径到HD的数值孔径相当的区域、与从HD的数值孔径到BD的数值孔径相当的区域这样4个区域。
图1为示意地示出光拾取装置PU1的构成的图。
图2为示意地示出物镜OL的构成的图。
具体实施例方式
下面说明本发明的优选形式。
项2记载的构成在项1记载的物镜的基础上，当设上述中央区域的上述第1光束的衍射效率为η11、上述周边区域的上述第1光束的衍射效率为η21时，满足以下式子。
η11≤η21(1)衍射效率依存于衍射构造的环带深度，所以，可相应于搭载了本发明物镜的光拾取装置的用途，适当设定中央区域相对各波长的衍射效率。例如，在相对第1光信息记录介质(例如高密度光盘)进行记录和/或再生、相对第2、3光信息记录介质(例如DVD和CD)仅进行再生的光拾取装置的场合，最好中央区域的衍射效率重视波长λ1的光束(例如蓝)。另一方面，在相对第1光信息记录介质(例如高密度光盘)仅进行再生、相对第2、3光信息记录介质(例如DVD和CD)进行记录和/或再生的光拾取装置的场合，最好中央区域的衍射效率重视波长λ2、3的光束(例如红、红外)。
在所有场合，通过进行满足条件式(1)的设计，从而可确保由各区域的面积加权平均计算出的波长λ1的光束(例如蓝)的衍射效率较高。而且，在中央区域的衍射效率重视波长λ2、λ3的光束(例如红、红外)的场合，该区域的波长λ1的光束(例如蓝)的衍射效率降低，但第1光信息记录介质(例如高密度光盘)的数值孔径比第3光信息记录介质(例如CD)的数值孔径大，所以，当按波长λ1的光束(例如蓝)的有效直径整体考虑时，中央区域的衍射效率下降不产生太大的影响。
另外，通过将对波长λ1、λ2的光束(例如蓝和红)发生相互不同的衍射次数的衍射光的第2衍射构造形成于周边区域，即与第3光信息记录介质(例如CD)的数值孔径内相当的中央区域以外的区域，从而可相对波长λ1、λ2的光束(例如蓝和红)确保高衍射效率，同时可实现第1、2光信息记录介质(例如高密度光盘与DVD)的互换。
本说明书的衍射效率可如以下那样定义。
(1)物镜具有与本发明的物镜相同的焦距、透镜厚度、数值孔径，由相同的材料形成，未形成第1和第2衍射构造；分成中央区域和周边区域而测定该物镜的透射率。此时，中央区域的透射率通过遮蔽入射到周边区域的光束而进行测定，周边区域的透射率通过遮蔽入射到中央区域的光束而测定。
(2)将本发明的物镜的透射率分成中央区域和周边区域进行测定。
(3)将由(1)的结果除(2)的结果获得的值作为各区域的衍射效率。
项3记载的物镜在项1记载的构成的基础上，在上述第1衍射构造中使上述相互相同的次数为1。
当设上述中央区域的衍射次数为1时，设定上述中央区域相对各波长的衍射效率时的环带深度的选择的范围增大，可提供能够适用于各种各样的用途的光拾取装置的物镜。
项4记载的物镜在项3记载的构成的基础上，上述第1衍射构造的耀光化波长为上述第1波长λ1与上述第2波长λ2间的波长。
在设上述中央区域的衍射次数为1的场合，当设耀光化波长为第1波长λ1与第2波长λ2间的波长时，可设定与光拾取装置的用途相应的各波长的衍射效率。
项5记载的物镜在项1～4中任何一项记载的构成的基础上，上述第1衍射构造的衍射能力(power)为负。
当设上述第1衍射构造的衍射能力为负时，可良好地校正由保护基板的厚度的差引起的球差和波长的差引起的球差。
项6记载的物镜在项1记载的构成的基础上，在上述第2衍射构造中，上述相互不同的次数在上述第1光束下为2，在上述第2光束下为1。
设上述第2衍射构造的衍射次数在上述波长λ1的光束(例如蓝)中为2次，在上述波长λ2的光束(例如红)中为1次，则可确保各波长的衍射效率，同时，可使衍射角的差为最大，所以，可确保在大节距下的互换，可减少衍射构造的形状误差导致的衍射效率的损失。
项7记载的物镜在项6记载的构成的基础上，上述第2衍射构造的耀光化波长为比上述第1波长λ1短的波长。
为了在上述波长λ1的光束(例如蓝)和上述波长λ2的光束(例如红)同时满足上述第2衍射构造的衍射效率，最好使耀光化波长为比第1波长λ1短的波长。
项8记载的物镜在项1记载的构成的基础上，上述第2衍射构造为波长选择型的衍射构造，该波长选择型的衍射构造按同心圆形排列包含光轴的截面形状为台阶状的图形，在每预定的台面的个数，仅按与该台面数对应的台阶数的高度转换台阶；在上述第2衍射构造中，上述相互不同的次数在上述第1光束下为0，在上述第2光束下为1。
当使用项8记载的那样的衍射作用的波长选择型衍射构造作为上述第2相位构造时，可独立地控制第2光束的相位，所以，可良好地校正相对第2光束的球差。结果，可提供相对第2光信息记录介质的记录/再生特性优良的物镜。
“波长选择型衍射构造”指在各耀光内形成预定数量的台阶高差、将包含各耀光的光轴的截面形状形成为台阶状的衍射构造。当设波长相互不同的光束分别为A、B时，相对光束A，将由形成于各耀光内的台阶高差附加的光程差设为光束A的波长的整数倍，适当地设定各耀光内的台阶高差的数量，从而可产生具有使光束A不衍射、使光束B衍射的波长选择性的衍射作用。台阶形状的台阶数或台阶的高度、宽度等可相应于校正的球差的量和波长适当地设计。具体内容记载于日本特开平9-306018号。
项9记载的物镜在项8记载的构成的基础上，在上述第2衍射构造中，由上述图形的1个台阶高差附加于上述第1波长λ1的光程差为上述第1波长λ1的2倍，所以，通过将波长选择型衍射构造的1个台阶高差设定为按光程差换算与第1波长λ1的2倍相当的深度，从而相对所有波长的光束都可确保高衍射效率(透射率)。
项10记载的物镜在项8或9记载的构成的基础上，在上述第2衍射构造中，上述预定的台面的个数为4、5、6中的任一个。在波长选择型衍射构造中，受到衍射作用的光束的衍射效率不仅依存于1个台阶高差，而且也依存于台面数。通过将该台面数设定为4、5、6中的任一个，从而可将第2光束的衍射效率确保得较大。为了使第2光束的衍射效率最大，最好将台面数设定为5。
项11记载的物镜在项1～10中任何一项记载的构成的基础上，上述周边区域进一步分割成围住上述中央区域的第1周边区域和围住该第1周边区域的第2周边区域这样至少2个区域，上述第2衍射构造形成于上述第1周边区域，上述第2周边区域为未形成上述第2衍射构造的非球面。
在物镜中，仅用于上述第1光信息记录介质(例如高密度光盘)的光束通过的专用区域一般由于非球面的倾斜大，所以，当在该区域形成衍射构造时，由遮光(shading)(由环带台阶高差导致的光束的遮光(eclipse))导致的透射率的损失发生。如该区域为未形成衍射构造的非球面，则可提高波长λ1的光束(例如蓝)的透射率。
项12记载的物镜在项1～11中任何一项记载的构成的基础上，上述物镜还具有第3衍射构造，上述物镜将由上述第3衍射构造发生的上述第1光束的衍射光中的10次衍射光聚光到上述第1光信息记录介质的信息记录面上，将由该第3衍射构造发生的上述第2光束的衍射光中的6次衍射光聚光到上述第2光信息记录介质的信息记录面上，将由该第3衍射构造发生的上述第3光束的衍射光中的5次衍射光聚光到上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
作为第3衍射构造的衍射次数，对于波长λ1的光束(例如蓝)利用10次，对于波长λ2的光束(例如红)利用6次，对于波长λ3的光束(例如红外)利用5次，从而可使各光束的衍射角大致相同，所以，不会对第1衍射构造和第2衍射构造的球差校正特性产生影响，可补偿各光束的波长区域的微小波长变化和温度变化导致的聚光特性的劣化。
项13记载的物镜在项12记载的构成的基础上，由上述第3衍射构造补偿±5nm范围内的波长变化引起的、上述第1波长λ1的光束的近轴像点位置的变动。
由于记录/再生波长的短波长化使色差变大，所以，半导体激光光源的跳模导致近轴像点位置的变动增大。为此，在高密度光盘用的光拾取光学系统中，需要校正色差。通过由第3衍射构造的作用校正该色差，从而可提供记录/再生特性优良的物镜。
项14记载的物镜在项12记载的构成的基础上，由上述第3衍射构造补偿由±5nm的范围内的波长变化引起的、上述第1波长λ1的光束的球差的变动。
当物镜高数值孔径化时，由微小的波长变化引起的球差变动也成为不能忽视的量。当该球差变动不由光拾取光学系统补偿时，需要区分半导体激光光源，导致光拾取装置的成本增大。通过由第3衍射构造的作用校正该球差变动，从而可提供能够使用的波长区域宽的物镜。
项15记载的物镜在项12记载的构成的基础上，由上述第3衍射构造补偿±30℃的范围内的温度变化带来的、上述第1波长λ1的光束的球差的变动。
当物镜高数值孔径化时，由温度变化引起的球差变动也成为不能忽视的量。特别是该球差变动在由树脂制成物镜时成为问题。通过由第3衍射构造的作用校正该球差变动，从而可提供能够使用的温度区域宽的物镜。
项16记载的物镜在项1～15中任何一项记载的构成的基础上，该物镜由树脂制成。通过使用树脂制成上述物镜，从而可按稳定的性能廉价地大量生产，同时，为轻质，所以，聚焦驱动和光道跟踪驱动用的传动装置的耗电量减少，可将传动装置小型化。另外，由于熔融状态的粘性低，所以，可通过成形良好地转印衍射构造。另外，最好在树脂中添加氧化防止剂，这样，可提高相对蓝的耐光性。
项17记载的物镜在项16记载的构成的基础上，将温度变化带来的折射率的变化率的符号与上述树脂相反、直径小于等于30nm的粒子分散到上述树脂中。
作为将小于等于30nm的粒子分散到成为母材的树脂中的材料，已知不导热(athermal)树脂。不导热树脂与通常的光学用途的树脂相比，具有相对温度变化的折射率变化小的特征，所以，可控制由衍射构造改善温度特性的效果，这样，可减少衍射构造导致的波长特性的劣化，扩大光学元件的设计自由度，扩大制造误差和组装精度的容许范围。
一般当将粉末混合到透明的树脂材料时，产生光的散射，透射率下降，所以，难以用作光学材料，但通过使微粉末为比透射光束的波长小的平均粒径小于等于30nm的微粒子，从而可事实上不发生散射。
通过使温度变化带来的折射率的变化率的符号与上述树脂相反，将直径小于等于30nm的粒子分散到树脂中，从而可具有与树脂同样的成形性，同时可获得温度变化带来的折射率的变化率小的材料。由这样的材料形成本发明的物镜，从而可通过成形按稳定的性能廉价地大量生产，同时，可提供温度变化带来的球差的变动小的高数值孔径的物镜。此时，上述树脂最好满足以下的条件。
|A|＜8×10-5其中，A为用下式表达的值。
A=(π2+2)(π2-1)6n{(-3α)+1[R]∂[R]∂t}]]>α线膨胀系数，[R]分子折射温度变化带来的折射率变化根据洛伦兹·洛伦兹的式子用温度t对折射率n进行微分，从而由上式4表达。
在树脂的场合，一般与第1项相比，第2项的贡献小，基本可忽视。例如在PMA树脂的场合，由于线膨胀系数α为7×10-5，当代入到上述式子时，成为-1.2×10-4，与实测值大体一致。
在项17记载的物镜中，通过将微粒子(最好是无机微粒子)分散到树脂中，从而实质上增大上述式子的第2项的贡献，与由第1项的线膨胀导致的变化相抵消。
例如通过将温度变化带来的折射率的变化率的符号与上述树脂相反、直径小于等于30nm的粒子分散到树脂中，从而具有与树脂同样的成形性，同时，可获得温度变化带来的折射率的变化率小的材料。
一般热塑性树脂的dn/dT具有负值，即折射率随着温度的上升而减小。因此，为了高效率地减小热塑性树脂组成物的|dn/dT|，最好分散dn/dT大的微粒子。作为折射率变化率dn/dT大的意义，在成为母材的树脂的折射率变化率的符号为负的场合，包含微粒子具有比其更接近零的负的折射率变化率和微粒子具有符号为正的折射率变化率这两种情形。
通过将这样的微粒子分散到热塑性树脂，从而可由较小的量有效地减小热塑性树脂组成物的|dn/dT|。
具体地说，最好将过去为-1.2×10-4左右的dn/dT在用绝对值表示时抑制到低于10×10-5。不到8×10-5(最好不到6×10-5)时对光学设计或光学元件有利。
另外，也可进一步增大第2项的贡献，具有与当初的树脂相反的温度特性。即，也可获得这样的材料，该材料随着温度上升，折射率并不下降，相反，折射率增加。
另外，最好分散到树脂中的粒子为无机材料。该无机材料为氧化物时更理想，该氧化物为饱和氧化状态时最理想。当氧化物为饱和氧化状态时，可防止成为蓝的照射时的透射率和波面像差的劣化的原因的氧化作用的进行。
为无机物时，可降低与作为高分子有机化合物的母材的树脂的反应，较理想，另外，通过为氧化物，从而可防止激光照射等的实际使用导致的劣化。特别是在高温化、照射激光这样的苛刻的条件下，容易促进树脂的氧化，但如为这样的无机氧化物的微粒子，则可防止氧化导致的劣化。
另外，为了防止其它原因导致的树脂的氧化，当然也可在树脂材料中添加氧化防止剂。
虽然分散的微粒子的dn/dT可根据成为母材的热塑性树脂的dn/dT的值适当地进行选择，但在使微粒子分散到一般较好地用于光学元件的热塑性树脂的场合，最好微粒子的dn/dT比-20×-6大，如比-10×10-6大则更理想。
而且，分散到热塑性树脂中的无机微粒子不特别限定，可从这样的无机微粒子中任意选择，该无机微粒子可使获得的热塑性树脂组成物的由温度导致的折射率的变化率较小。具体地说，最好使用氧化物微粒子、金属盐微粒子、半导体微粒子等，可从其中适当地选择使用在作为光学元件利用的波长区域中不产生吸收、发光、荧光等的微粒子。
作为在本发明中使用的氧化物微粒子，可使用这样的金属氧化物，该金属氧化物中的构成金属氧化物的金属为从由Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Nb、Zr、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ta、Hf、W、Ir、Tl、Pb、Bi及稀土类金属构成的群中选择的1种或大于等于2种的金属。具体地说，例如可列举出氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化钽、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化铟、氧化锡、氧化铅，以及作为由这些氧化物构成的复氧化物的铌酸锂、铌酸钾、钽酸锂、铝镁氧化物(MgAl2O4)等。另外，作为在本发明中使用的氧化物微粒子，也可使用稀土类氧化物，具体地说，也可列举出氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铉、氧化镱、氧化镥等。金属盐微粒子可列举出碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，具体地说，可列举出碳酸钙、磷酸铝等。
另外，本发明的半导体微粒子意味着半导体晶体组成的微粒子，作为该半导体晶体组成的具体的组成例，可列举出碳、硅、锗、锡等周期表第14族元素的单体，磷(黑磷)等周期表第15族元素的单体，硒、碲等周期表第16族元素的单体，碳化硅(SiC)等由多个周期表第14族元素构成的化合物，氧化锡(IV)(SnO2)、硫化锡(II，IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化锡(IV)(SnS2)、硫化锡(II)(SnS)、硒化锡(II)(SnSe)、碲化锡(II)(SnTe)、硫化铅(II)(PbS)、硒化铅(II)(PbSe)、碲化铅(II)(PbTe)等周期表第14族元素与周期表第16族元素的化合物，氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)等周期表第13族元素与周期表第15族元素的化合物(或III-V族化合物半导体)，硫化铝(Al2S3)、硒化铝(Al2Se3)、硫化镓(Ga2S3)、硒化镓(Ga2Se3)、碲化镓(Ga2Te3)、氧化铟(In2O3)、硫化铟(In2S3)、硒化铟(In2Se3)、碲化铟(In2Te3)等周期表第13族元素与周期表第16族元素的化合物，氯化铊(I)(TlCl)、溴化铊(I)(TlBr)、碘化铊(I)(TlI)等周期表第13族元素与周期表第17族元素的化合物，氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、氧化镉(CdO)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)等周期表第12族元素与周期表第16族元素的化合物(或II-VI族化合物半导体)，硫化砷(III)(As2S3)、硒化砷(III)(As2Se3)、碲化砷(III)(As2Te3)、硫化锑(III)(Sb2S3)、硒化锑(III)(Sb2Se3)、碲化锑(III)(Sb2Te3)、硫化铋(III)(Bi2S3)、硒化铋(III)(Bi2Se3)、碲化铋(III)(Bi2Te3)等周期表第15族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化铜(I)(Cu2O)、硒化铜(I)(Cu2Se)等周期表第11族元素与周期表第16族元素的化合物，氯化铜(I)(CuCl)、溴化铜(I)(CuBr)、碘化铜(I)(CuI)、氯化银(AgCl)、溴化银(AgBr)等周期表第11族元素与周期表第17族元素的化合物，氧化镍(II)(NiO)等周期表第10族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化钴(II)(CoO)、硫化钴(II)(CoS)等周期表第9族元素与周期表第16族元素的化合物，四氧化三铁(Fe3O4)、硫化铁(II)(FeS)等周期表第8族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化锰(II)(MnO)等周期表第7族元素与周期表第16族元素的化合物，硫化钼(II)(MoS2)、氧化钨(IV)(WO2)等周期表第6族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化钒(II)(VO)、氧化钒(IV)(VO2)、氧化钽(V)(Ta2O5)等周期表第5族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化钛(TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9等)等周期表第4族元素与周期表第16族元素的化合物，硫化镁(MgS)、硒化镁(MgSe)等周期表第2族元素与周期表第16族元素的化合物，氧化镉(II)铬(III)(CdCr2O4)、硒化镉(II)铬(III)(CdCr2Se4)、硫化铜(II)铬(III)(CuCr2S4)、硒化汞(II)铬(III)(HgCr2Se4)等硫属尖晶石(カルュグンスピネル)类，钛酸钡(BaTiO3)等。由G.Schmid等，Adv.Mater.，4卷，494页(1991)报告的(BN)75(BF2)15F15和由D.Fenske等，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，29卷，1452页(1990)报告的Cu146Se73(三乙膦)22那样确定构造的半导体组(クラスタ-)也同样地例示。
作为dn/dT大的微粒子，最好使用例如氮化镓、硫化锌、氧化锌、铌酸锂、钽酸锂等。
成为母材的树脂可较好地采用记载于日本特开2004-144951号公报、特开2004-144953号公报、特开2004-144954号公报那样的树脂。
另一方面，当将微粒子分散到热塑性树脂时，最好成为母材的热塑性树脂与微粒子的折射率的差较小。发明者研究后得知，如热塑性树脂与分散的微粒子的折射率的差小，则在使光透射的场合难以产生散射。当使微粒子分散到热塑性树脂时，粒子越大，则光透射时越容易发生散射，但当热塑性树脂与分散的微粒子的折射率的差小时，即使使用较大的微粒子，光的散射发生的程度也较小。热塑性树脂与分散的微粒子的折射率的差最好在0～0.3的范围，如在0～0.15的范围则更理想。
可良好地用作光学材料的热塑性树脂的折射率为1.4～1.6左右的场合较多，作为分散到这些热塑性树脂的材料，例如可良好地使用氧化硅、碳酸钙、磷酸铝、氧化铝、氧化镁、铝镁氧化物等。
另外，根据发明者的研究可知，通过使折射率较低的微粒子分散，从而可有效地减小热塑性树脂组成物的dn/dT。分散了折射率低的微粒子的热塑性树脂组成物的|dn/dT|减小的原因虽然尚未详细地弄清楚，但可以推测是树脂组成物中的无机微粒子的体积分率的温度变化朝微粒子的折射率越低、越减小树脂组成物的|dn/dT|的方向作用。作为折射率较低的微粒子，例如最好使用氧化硅、碳酸钙、磷酸铝。
使热塑性树脂组成物的dn/dT的降低效果、光透射性、所期望的折射率等全部同时提高较困难，分散于热塑性树脂的微粒子可相应于热塑性树脂组成物要求的特性，考虑微粒子自身的dn/dT的大小、微粒子的dn/dT与成为母材的热塑性树脂的dn/dT的差、及微粒子的折射率等适当地进行选择。另外，适当地选择使用与成为母材的热塑性树脂的匹配性，即相对热塑性树脂的分散性、不易引起散射的微粒子，对维持光透射性有利。
例如，在将良好地用于光学元件的环状烯烃聚合物作为母材的场合，作为在维持光透射性的同时减小|dn/dT|的微粒子，氧化硅可很好地使用。
上述微粒子可使用1种无机微粒子，也可并用多种无机微粒子。通过使用具有不同性质的多种微粒子，从而可按更高效率提高所需要的特性。
另外，本发明的无机微粒子最好平均粒径大于等于1nm、小于等于30nm，如大于等于1nm、小于等于20nm则更理想，如大于等于1nm、小于等于10nm则最理想。在平均粒径不到1nm的场合，存在无机微粒子的分散困难、不能得到所期望的性能的危险，所以，最好平均粒径大于等于1nm，另外，当平均粒径超过30nm时，获得的热塑性材料组成物变得浑浊等，透明性下降，存在光线透射率不到70％的危险性，所以，最好平均粒径小于等于30nm。这里所说的平均粒径指将各粒子换算成相同体积的球时的直径(球换算粒径)的体积平均值。
另外，无机微粒子的形状不特别限定，但球状的微粒子可良好地使用。具体地说，最好粒子的最小直径(在微粒子的外周划出2条切线的场合的该切线间的距离的最小值)/最大直径(在微粒子的外周划出2条切线的场合的该切线间的距离的最大值)最好为0.5～1.0，如为0.7～1.0则更理想。
另外，关于粒子直径的分布虽然不特别限制，但为了按更好的效率发现本发明的效果，具有较窄的分布的场合比具有较宽范围的分布的场合可更好地利用。
成为母材的树脂与粒子的混合·分散最好在光学元件的注射模塑成形时同步地进行。换言之，混合·分散后，在成形为光学元件(透镜之前)，最好不冷却·固化。
另外，树脂与粒子的体积比最好为9∶1～3∶2，这样，不损害树脂的成形性，可获得温度变化带来的折射率的变化率小的材料。
项18记载的物镜在项1～15中任何一项记载的构成的基础上，由玻化温度小于等于400℃的低熔点玻璃制成。
通过使用这样的低熔点玻璃，可实现成形金属模的长寿命化，同时，熔融时的粘性低，所以，可通过成形良好地转印衍射构造。作为这样的玻化温度Tg小于等于400℃的低熔点玻璃，具有住田光学公司制的K-PG325，K-PG375。
项19记载的物镜在项1～18中任何一项记载的构成的基础上，当将相对上述第1波长λ1的第1设计倍率设为m1，将相对上述第2波λ2的第2设计倍率设为m2，将相对上述第3波长λ3的第3设计倍率设为m3时，满足以下的式子。
m1＝m2＝0(2)-0.07≤m3≤0 (3)通过满足以上的式(2)、(3)，从而可使由相对第1光信息记录介质和第2光信息记录介质进行记录/再生时的光道跟踪驱动发生的慧差为零，同时，可良好地校正相对第3光束的球差。在本发明的物镜中，为了第1光信息记录介质与第3光信息记录介质的互换，对第1波长λ1和第3波长λ3利用同次折射光，所以，可使第3光信息记录介质使用时的倍率在式(3)的范围内，物镜进行光道跟踪驱动时的慧差发生量小，可获得良好的光道跟踪特性。
项20记载的物镜在项1～19中任何一项记载的构成的基础上，当设上述中央区域与上述周边区域的面积的和为ST，设上述中央区域的面积为SC时，满足以下的式子。
SC/ST＜0.5(4)如满足式(4)，则即使在将中央区域的衍射效率重视波长λ2、λ3的光束(例如红、红外)的场合，也可确保由各区域的面积加权平均计算的波长λ1的光束(例如蓝)的衍射效率较高。
项21记载的光拾取装置搭载了第1光源、第2光源、第3光源、及项1～20中任何一项记载的物镜；该第1光源出射第1波长λ1(λ1＜450nm)的第1光束，该第1光束用于在具有厚度t1的第1保护基板的第1光信息记录介质进行信息的再生和/或记录；该第2光源出射第2波长λ2(1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1)的第2光束，该第2光束用于在具有厚度t2(t1≤t2)的第2保护基板的第2光信息记录介质进行信息的再生和/或记录；该第3光源出射第3波长λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第3光束，该第3光束用于在具有第3保护基板的第3光信息记录介质进行信息的再生和/或记录；该物镜分别将上述第1～第3光束聚光到第1～第3光信息记录介质的信息记录面。
记载于项22的光盘驱动装置搭载记载于项21的光拾取装置和使上述光拾取装置沿上述第1～第3光信息记录介质各个的径向移动的移动装置。
在本说明书中，物镜指在将光信息记录介质装填于光盘装置的状态下在最接近信息记录介质侧的位置与其相对地配置的、具有聚光作用的透镜。
下面，根据
本发明的实施形式。首先，根据图1说明本实施形式的光拾取装置。本实施形式的光拾取装置PU1可组装到光盘驱动装置。
图1为示意地示出相对高密度光盘BD、DVD及CD都可适当地进行信息的记录/再生的光拾取装置PU1的构成的图。BD的光学规格为波长λ1＝408nm，第1保护基板PL1的厚度t1＝0.1mm，数值孔径NA1＝0.85，DVD的光学规格为波长λ2＝658nm，第2保护基板PL2的厚度t2＝0.6mm，数值孔径NA2＝0.65，CD的光学规格为波长λ3＝785nm，第3保护基板PL3的厚度t3＝1.2mm，数值孔径NA3＝0.45。但是，波长、保护基板的厚度、及数值孔径的组合不受此限制。
光拾取装置PU1由光源模块LM、BD用光检测器PD、单透镜结构的树脂制的物镜OL、2轴传动装置AC1、1轴传动装置AC2、光束扩展器EXP、第1偏振光束分离器BS1、第2偏振光束分离器BS2、1/4波片QWP、用于相对来自信息记录面RL1的反射光束附加像散的传感透镜SEN、第1准直管COL1、及第2准直管COL2构成；该光源模块LM包括在相对BD进行信息的记录/再生的场合发光、出射408nm的蓝紫色激光束(第1光束)的蓝紫色半导体激光LD(第1光源)，在相对DVD进行信息的记录/再生的场合发光、出射658nm的激光束(第2光束)的第2发光点EP1(第2光源)，在相对CD进行信息的记录/再生的场合发光、出射785nm的激光束(第3光束)的第2发光点EP2(第3光源)，接受来自DVD的信息记录面RL2的反射光束的第1受光部分DS1，接受来自CD的信息记录面RL3的反射光束的第2受光部分DS2，及棱镜PS；该物镜OL的光源侧的光学面被分割成包含光轴的中央区域、围住该中央区域的第1周边区域、及围住该第1周边区域的第2周边区域这样3个区域，在中央区域形成第1衍射构造，在第1周边区域形成第2衍射构造，第2周边区域为未形成衍射构造的非球面，在该物镜OL的光信息记录介质侧的光学面形成第3衍射构造；该光束扩展器EXP配置在第1～第3光束共同通过的共用光程内，由第1透镜L1和第2透镜L2构成，该第1透镜L1可由1轴传动装置AC2朝光轴方向移动；该第1准直管COL1配置在仅第1光束通过的专用光程内，将第1光束变换成平行光束；该第2准直管COL2将第2光束和第3光束变换成平行光束。作为BD用的光源，除了上述蓝紫色半导体激光LD1外，也可使用蓝紫色SHG激光。
在光拾取装置PU1中，当相对BD进行信息的记录/再生时，按平行光束的状态从光束扩展器EXP出射第1光束地由1轴传动装置AC2对第1透镜L1的光轴方向的位置进行调整后，使蓝紫色半导体激光LD发光。从蓝紫色半导体激光LD1出射的发散光束如在图1中用实线绘出其光线路径地由第1偏振光束分离器BS1反射后，由准直管变换成平行光束，由光束扩展器EXP扩径，通过1/4波片QWP，由图中未示出的光阑限制光束直径，在以平行光的状态入射到物镜OL后，经BD的保护基板PL1，成为形成于信息记录面RL1上的光点。此时，由通过物镜OL的中央区域、第1周边区域、第2周边区域、及光信息记录介质侧的光学面的光束，在BD的信息记录面RL1形成聚光点。物镜OL由配置于其周边的2轴传动装置AC1进行聚焦和光道跟踪。
在信息记录面RL1由信息坑调制后的反射光束再次透过物镜OL、1/4波片QWP、光束扩展器EXP、及第2偏振光束分离器BS2后，由第1准直管COL1形成为收敛光束，透过第1偏振光束分离器BS1后，由传感透镜SEN附加像散，聚焦于光检测器PD的受光面上。使用光检测器PD的输出信号可读取记录于BD的信息。
另外，在光拾取装置PU1中，当相对DVD进行信息的记录/再生时，从光束扩展器EXP按平行光束的状态出射第2光束地由1轴传动装置AC2调整第1透镜L1的光轴方向的位置后，使第1发光点EP1发光。从第1发光点EP1出射的发散光束如在图1中用虚线绘出其光线路径那样由棱镜PS反射后，由第2准直管COL2变换成平行光束。此后，由第2偏振光束分离器BS2反射，由光束扩展器EXP扩径，然后，通过1/4波片QWP，按平行光的状态入射到物镜OL，然后，经过DVD的保护基板PL2成为形成于信息记录面RL2上的光点。此时，由通过物镜OL的中央区域、第1周边区域、及光信息记录介质侧的光学面的光束在DVD的信息记录面RL2形成聚光点。物镜OL由配置于其周边的2轴传动装置AC1进行聚焦或光道跟踪。
在信息记录面RL2由信息坑调制后的反射光束再次透过物镜OL、1/4波片QWP、光束扩展器EXP，然后由第2偏振光束分离器BS2反射，由第2准直管COL2转换成收敛光束。此后，在棱镜内进行2次反射后，聚焦于第1受光部分DS1。然后，可使用第1受光部分DS1的输出信号读取记录于DVD的信息。
另外，在光拾取装置PU1中，当相对CD进行信息的记录/再生时，从光束扩展器EXP按弱发散光束的状态出射第3光束地由1轴传动装置AC2调整第1透镜L1的光轴方向的位置后，使第2发光点EP2发光。从第2发光点EP2出射的发散光束如在图1中用一点划线绘出其光线路径那样由棱镜PS反射后，由第2准直管COL2变换成平行光束。此后，由第2偏振光束分离器BS2反射，由光束扩展器EXP扩径，然后，通过1/4波片QWP，按弱有限发散光的状态入射到物镜OL，然后，经过CD的保护基板PL3成为形成于CD的信息记录面RL3上的光点。此时，由通过物镜OL的中央区域和光信息记录介质侧的光学面的光束在CD的信息记录面RL3形成聚光点。物镜OL由配置于其周边的2轴传动装置AC1进行聚焦或光道跟踪。
在信息记录面RL3由信息坑调制后的反射光束再次透过物镜OL、1/4波片QWP、光束扩展器EXP，然后由第2偏振光束分离器BS2反射，由第2准直管COL2转换为收敛光束。此后，在棱镜内进行2次反射后，聚焦于第2受光部分DS2。然后，可使用第2受光部分DS2的输出信号读取记录于CD的信息。
下面，使用图2说明物镜OL的构成。物镜OL的光源侧的光学面S1如上述那样分割成包含光轴的中央区域A1、围住该中央区域的第1周边区域A2、及围住该第1周边区域的第2周边区域A3这样3个区域，在中央区域A1形成第1衍射构造11，在第1周边区域A2形成第2衍射构造12，第2周边区域A3构成为未形成衍射构造的非球面。中央区域A1的非球面形状和第1衍射构造的形状确定成第1～第3光束的1次衍射光聚光到各光信息记录介质的信息记录面上。通过利用1次衍射光实现BD与CD的互换，从而使得CD使用时的倍率不变得过小，所以，可获得良好的光道跟踪特性。另外，第1衍射构造11的环带深度确定成第2光束的衍射效率为91％、第3光束的衍射效率为72％，所以，可对DVD和CD进行高速的记录和再生。
另外，第1周边区域A2的非球面形状和第2衍射构造(在本实施形式中波长选择型衍射构造)的形状这样确定，即，使得第1光束的0次衍射光(透射光)聚光到BD的光信息记录介质的信息记录面上，将第2光束的1次衍射光(透射光)聚光到DVD的光信息记录介质的信息记录面上。第2衍射构造12相对各光束的衍射效率相对第1光束为100％，相对第2光束为88％，相对哪个光束都可获得足够高的衍射效率(透射率)。
另外，第2周边区域A3的非球面形状确定成第1光束聚光到BD的光信息记录介质的信息记录面上。在本实施形式的物镜中，通过不在第2周边区域形成衍射构造，从而防止由环带台阶高差导致的光束的遮光，提高第1光束的透射率。
在中央区域，由于成为重视第2光束和第3光束的衍射效率的设计，所以，第1光束的衍射效率成为60％。然而，通过设第2衍射构造12相对第1光束的衍射效率(透射率)为100％(即满足式(1))、将第2周边区域构成为未形成衍射构造的非球面，从而使按各区域的面积加权平均计算出的第1光束的衍射效率成为86％，可相对BD高速地进行记录和再生。
另外，在光信息记录介质侧的光学面S2形成第3衍射构造13。该第3衍射构造13为用于补偿由温度变化带来的球差的变动，在入射光束的波长变大的场合，具有球差朝校正不足方向变化那样的球差的依存性。
在本实施形式的物镜中，重视第2光束和第3光束的衍射效率地设计第1衍射构造11，但也可重视第1光束的衍射效率地进行设计，可相应于光拾取装置的用途适当地进行设定。
另外，在本实施形式的物镜中，将第2衍射构造12形成为波长选择型衍射构造，但也可形成为相对第1光束发生2次衍射光、相对第2光束发生1次衍射光的耀光型衍射构造。
另外，在本实施形式的物镜中，形成为由第3衍射构造13补偿由温度变化带来的球差的变动的构成，但也可形成为补偿由第1光束的波长变化带来的近轴像点位置的变动和由第1光束的波长变化带来的球差的变动的构成。
另外，在本实施形式的物镜中构成为第1保护基板与第2保护基板的厚度差引起的球差仅在中央区域A1与第1周边区域A2的范围内进行校正，在第2周边区域A3不被校正。构成为通过第2周边区域的第2光束在DVD的信息记录面上成为光斑成分，自动地相对CD进行开口限制。
另外，在本实施形式的物镜中构成为第1保护基板与第3保护基板的厚度差引起的球差仅在中央区域的范围内被校正，在第1周边区域和第2周边区域不被校正。构成为通过第1周边区域和第2周边区域的第3光束在CD的信息记录面上成为光斑成分，自动地相对CD进行开口限制。
而且，通过由1轴传动装置AC2朝光轴方向驱动光束扩展器EXP的第1透镜L1，从而可校正形成于BD的信息记录面RL1上的光点的球差。由第1透镜L1的位置调整校正的球差的发生原因例如为由第1光源LD的制造误差产生的波长偏差、温度变化带来的物镜的折射率变化或折射率分布、2层盘、4层盘等多层盘的信息记录层间的跳焦、BD的保护层的制造误差导致的厚度偏差或厚度分布等。
另外，在本实施形式中，使用将第1发光点EP1和第2发光点EP2形成于1个芯片上的激光模块LM，但不限于此，也可使用出射BD用的波长408nm的激光束的发光点也形成于同一芯片上的BD/DVD/CD用光源模块。或者，也可使用将蓝紫色半导体激光、红色半导体激光、红外半导体激光这样3个光源收容于1个箱体内的BD/DVD/CD用光源装置。
另外，在本实施形式中，形成为将光源和光检测器PD分开配置的构成，但不限于此，也可使用将光源和光检测器集成化的光源模块。
(实施例1)下面，说明实施例。实施例1为适合于图1所示光拾取装置的树脂制的物镜。实施例1的物镜的光源侧光学面分成含光轴的第2面(中央区域)、其周围的第2′面(第1周边区域)、及第2′面的周围的第2″面(第2周边区域)这样3个区域。在这里，第2面形成耀光化波长550nm的衍射构造(第1衍射构造)，其衍射次数为BD1次，DVD1次，CD1次，其衍射效率为BD(η11＝)60％，DVD91％，CD72％。另外，在第2′面，形成波长选择型衍射构造，该波长选择型衍射构造具有对BD和CD不衍射、仅对DVD衍射那样的衍射作用的波长选择性。1个台阶高差设定为按光程差换算相当于第1光束的2倍的深度，形成于各图形内的台面(レベル面)数为5，仅按与台面数5对应的4台阶的高度转换台阶。物镜对于第1光束的折射率为1.5609，所以，1个台阶高差Δ1为Δ1＝2×0.408/(1.5609-1)＝1.455μm。由台阶高差Δ1附加于第1光束的光程差L为第1波长λ1的2倍，所以，第1光束不受到波长选择型衍射构造的任何作用而直接透射。另外，由台阶高差Δ1附加于第3光束的光程差M由于物镜相对第3光束的折射率为1.5384，所以，M＝1.455×(1.5384-1)/0.785＝0.998，成为第3光束的大体1倍，第3光束也不受波长选择型衍射构造的任何作用而直接透射。另一方面，由台阶高差Δ1附加于第2光束的光程差N由于物镜的相对第2光束的折射率为1.5420，所以，N＝1.455×(1.5420-1)/0.658＝1.198，通过台阶高差Δ1的前后的台面的第2光束的相位差(减去了光学上成为等相位的、2π的整数倍的相位差)成为2π×0.198。1个图形内的台面数为5，所以，对于1个图形正好第2光束的相位差为5×2π×0.1982π，发生1次衍射光。衍射效率分别成为BD(η21＝)100％，DVD88％，CD100％。另外，第2″面为非球面形状。另一方面，在光盘侧光学面(第3面)形成耀光化波长408nm的衍射构造(第3衍射构造)，其衍射次数BD1次，DVD6次，CD5次，其衍射效率成为BD100％，DVD100％，CD100％。在该实施例1的物镜中，由+30℃的温度变化带来的球差变化为0.006λRMS(当不对第3面附加衍射构造时为0.168λRMS)，总衍射效率为BD86％，DVD89％，CD72％。在本实施例的物镜中，作为中央区域、第1周边区域、及第2周边区域的面积的和的ST与作为中央区域的面积的SC的比SC/ST为0.33。
表1示出实施例1的透镜数据(包含焦距、像面侧数值孔径、倍率)。此后(包含表的透镜数据)，使用E(例如2.5E-3)表示10的乘方数(例如2.5×10-3)
物镜的光学面分别形成为由在式1中代入表1所示系数后的公式规定的、绕光轴呈轴对称的非球面。
X(h)=(h2/r)1+1-(1+κ)(h/r)2+Σi=010A2ih2i]]>其中，X(h)为光轴方向的轴(以光的行进方向为正)，κ为圆锥系数，A2i为非球面系数，h为距光轴的高度。
另外，由衍射构造对各波长的光束提供的光程长由在式2的光程差函数中代入表1所示系数后的公式规定。
Φ(h)=λ/λB×dor×Σi=05C2ih2i]]>其中，λ为入射光束的波长，λB为制造波长(耀光化波长)，dor为衍射次数，C2i为光程差函数的系数。
(实施例2)实施例2为适合于图1所示光拾取装置的树脂制的物镜。实施例2的物镜的光源侧光学面分成含光轴的第2面(中央区域)、其周围的第2′面(第1周边区域)、及第2′面的周围的第2″面(第2周边区域)这样3个区域。在这里，第2面形成耀光化波长450nm的衍射构造(第1衍射构造)，其衍射次数为BD1次，DVD1次，CD1次，其衍射效率为BD(η11＝)96％，DVD69％，CD50％。另外，在第2′面，形成波长选择型衍射构造，该波长选择型衍射构造具有对BD和CD不衍射、仅使DVD衍射那样的衍射作用的波长选择性。1个台阶高差设定为按光程差换算相当于第1光束的2倍的深度1.455μm，形成于各图形内的台面数为5，按与台面数5对应的4台阶的高度转换台阶。在上述那样的波长选择型衍射构造中，对BD和CD不衍射(0次光)，对DVD发生1次衍射光。衍射效率分别为BD(η21＝)100％，DVD88％，CD100％。另外，第2″面为非球面形状。另一方面，在光盘侧光学面(第3面)形成耀光化波长408nm的衍射构造(第3衍射构造)，其衍射次数BD10次，DVD6次，CD5次，其衍射效率成为BD100％，DVD100％，CD100％。在该实施例2的物镜中，+5nm的波长变化带来的球差变化为0.14λRMS(当第3面没有衍射构造时，为0.057λRMS)，总衍射效率成为BD99％，DVD77％，CD50％。在本实施例的物镜中，作为中央区域、第1周边区域、及第2周边区域的面积的和的ST与作为中央区域的面积的SC的比SC/ST为0.33。
实施例2的透镜数据(包含焦距、数值孔径、倍率)示于表2。
(实施例3)实施例3为适合于图1所示光拾取装置的树脂制的物镜。实施例3的物镜的光源侧光学面分成含光轴的第2面(中央区域)、其周围的第2′面(第1周边区域)、及第2′面的周围的第2″面(第2周边区域)这样3个区域。在这里，第2面形成耀光化波长550nm的衍射构造(第1衍射构造)，其衍射次数为BD1次，DVD1次，CD1次，其衍射效率为BD(η11＝)60％，DVD91％，CD72％。另外，在第2′面，形成耀光化波长395nm的衍射构造(第2衍射构造)，其衍射次数为BD2次，DVD1次，(CD1次)，其衍射效率为BD(η21＝)98％，DVD92％，(CD100％)。第2″面为非球面形状。另一方面，在光盘侧光学面(第3面)形成耀光化波长408nm的衍射构造(第3衍射构造)，其衍射次数BD10次，DVD6次，CD5次，其衍射效率成为BD100％，DVD100％，CD100％。在该实施例2的物镜中，+0.5nm的波长变化带来的散焦发生量为0.043λRMS(当第3面没有衍射构造时，为0.096λRMS)，总衍射效率成为BD86％，DVD91％，CD72％。在本实施例的物镜中，作为中央区域、第1周边区域、及第2周边区域的面积的和的ST与作为中央区域的面积的SC的比SC/ST为0.33。
实施例3的透镜数据(包含焦距、数值孔径、倍率)示于表3。
产业上利用的可能性按照本发明，可提供一种物镜、使用该物镜的光拾取装置及光盘驱动装置，该物镜为一组结构，具有衍射构造，可相对包含使用蓝紫色激光光源的高密度光盘、DVD及CD的记录密度不同的3种光盘适当地进行信息的记录和/或再生，特别是在使用CD的场合物镜进行光道跟踪驱动时的慧差发生量足够小。
权利要求
1.一种光拾取装置的物镜，该光拾取装置经厚t1的第1保护基板将从第1光源出射的第1波长λ1的第1光束聚光到第1光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录，经厚t2的第2保护基板将从第2光源出射的第2波长λ2的第2光束聚光到第2光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录，经厚t3的第3保护基板将从第3光源出射的第3波长λ3的第3光束聚光到第3光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录，其中，λ1＜450nm，t1≤t2，1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1，t2＜t3，1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1，其特征在于上述物镜为相对上述第1～第3光信息记录介质共用的、单透镜构成的物镜，上述物镜的至少一个光学面被分割成包含光轴的中央区域和围住该中央区域的周边区域这样的至少2个区域，在上述中央区域形成有第1衍射构造，上述物镜将由上述第1衍射构造发生的上述第1～第3光束的衍射光中的、相互相同次数的衍射光分别聚光到上述第1～第3光信息记录介质的信息记录面上，在上述周边区域形成有第2衍射构造，上述物镜将由上述第2衍射构造发生的上述第1和第2光束的衍射光中的、相互不同的次数的衍射光分别聚光到上述第1和第2光信息记录介质的信息记录面上。
2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于当设上述中央区域的上述第1光束的衍射效率为η11、上述周边区域的上述第1光束的衍射效率为η21时，满足以下式子η11≤η21(1)。
3.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于在上述第1衍射构造中上述相互相同的次数为1。
4.根据权利要求3所述的物镜，其特征在于上述第1衍射构造的耀光化波长为上述第1波长λ1与上述第2波长λ2间的波长。
5.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述第1衍射构造的衍射能力为负。
6.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于在上述第2衍射构造中，上述相互不同的次数在上述第1光束下为2，在上述第2光束下为1。
7.根据权利要求6所述的物镜，其特征在于上述第2衍射构造的耀光化波长为比上述第1波长λ1短的波长。
8.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述第2衍射构造为波长选择型的衍射构造，该波长选择型的衍射构造按同心圆形排列包含光轴的截面形状为台阶状的图形，在每预定的台面的个数，仅按与该台面数对应的台阶数的高度转换台阶；在上述第2衍射构造中，上述相互不同的次数在上述第1光束下为0，在上述第2光束下为1。
9.根据权利要求8所述的物镜，其特征在于在上述第2衍射构造中，由上述图形的1个台阶高差附加于上述第1波长λ1的光程差为上述第1波长λ1的2倍。
10.根据权利要求8所述的物镜，其特征在于在上述第2衍射构造中，上述预定的台面的个数为4、5、6中的任一个。
11.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述周边区域进一步分割成围住上述中央区域的第1周边区域和围住该第1周边区域的第2周边区域这样的至少2个区域，上述第2衍射构造形成于上述第1周边区域，上述第2周边区域为未形成上述第2衍射构造的非球面。
12.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于上述物镜还具有第3衍射构造，上述物镜将由上述第3衍射构造发生的上述第1光束的衍射光中的10次衍射光聚光到上述第1光信息记录介质的信息记录面上，将由该第3衍射构造发生的上述第2光束的衍射光中的6次衍射光聚光到上述第2光信息记录介质的信息记录面上，将由该第3衍射构造发生的上述第3光束的衍射光中的5次衍射光聚光到上述第3光信息记录介质的信息记录面上。
13.根据权利要求12所述的物镜，其特征在于由上述第3衍射构造补偿±5nm范围内的波长变化带来的、上述第1波长λ1的光束的近轴像点位置的变动。
14.根据权利要求12所述的物镜，其特征在于由上述第3衍射构造补偿由±5nm的范围内的波长变化带来的、上述第1波长λ1的光束的球差的变动。
15.根据权利要求12所述的物镜，其特征在于由上述第3衍射构造补偿±30℃的范围内的温度变化带来的、上述第1波长λ1的光束的球差的变动。
16.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于该物镜由树脂制成。
17.根据权利要求16所述的物镜，其特征在于将温度变化带来的折射率的变化率的符号与上述树脂相反、直径小于等于30nm的粒子分散到上述树脂中。
18.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于由玻化温度小于等于400℃的低熔点玻离制成。
19.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于当将相对上述第1波长λ1的第1设计倍率设为m1，将相对上述第2波长λ2的第2设计倍率设为m2，将相对上述第3波长λ3的第3设计倍率设为m3时，满足以下的式子m1＝m2＝0(2)-0.07≤m3≤0 (3)。
20.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于当设上述中央区域与上述周边区域的面积的和为ST，设上述中央区域的面积为SC时，满足以下的式子SC/ST＜0.5 (4)。
21.一种光拾取装置，其特征在于搭载了第1光源、第2光源、第3光源以及权利要求1所述的物镜；该第1光源出射第1波长λ1的第1光束，该第1光束用于在具有厚度t1的第1保护基板的第1光信息记录介质进行信息的再生和/或记录，其中，λ1＜450nm；该第2光源出射第2波长λ2的第2光束，该第2光束用于在具有厚度t2的第2保护基板的第2光信息记录介质进行信息的再生和/或记录，其中，1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1，t1≤t2；该第3光源出射第3波长λ3的第3光束，该第3光束用于在具有第3保护基板的第3光信息记录介质进行信息的再生和/或记录，其中，1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1；该物镜分别将上述第1～第3光束聚光到第1～第3光信息记录介质的信息记录面。
22.一种光盘驱动装置，其特征在于，搭载权利要求21所述的光拾取装置和使上述光拾取装置沿上述第1～第3光信息记录介质各个的半径方向移动的移动装置。
全文摘要
本发明公开了一种光拾取装置的物镜，该光拾取装置通过聚光第1～第3光信息记录介质的信息记录面，从而进行信息的再生和/或记录；其中上述物镜为相对上述第1～第3光信息记录介质共用的、单透镜构成的物镜；上述物镜的至少一个光学面被分割成包含光轴的中央区域和围住该中央区域的周边区域这样的至少2个区域；在上述中央区域形成有第1衍射构造，上述物镜将由上述第1衍射构造发生的上述第1～第3光束的衍射光中的、相互相同次数的衍射光分别聚光到上述第1～第3光信息记录介质的信息记录面上；在上述周边区域形成有第2衍射构造，上述物镜将由上述第2衍射构造发生的上述第1和第2光束的衍射光中的、相互不同的次数的衍射光分别聚光到上述第1和第2光信息记录介质的信息记录面上。
文档编号G02B13/18GK1860535SQ200580001078
公开日2006年11月8日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年10月29日
发明者木村彻, 野村英司 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社