专利名称：光拾取装置用的物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及相对于不同种类的光盘，可以互换地进行信息的记录及/或再生(记录/再生)的光拾取装置、物镜及光信息记录再生装置。
背景技术：
近年来，在光拾取装置中，正在进行作为用于光盘中记录的信息的再生或将信息记录到光盘中的光源而使用的激光光源的短波长化，例如，蓝紫色半导体激光等、波长 390 420nm的激光光源正得以实用化。使用这些蓝紫色激光光源时，使用和DVD (数字多功能磁盘)相同的数值孔径(NA)的物镜的情况下，相对于直径12cm的光盘，可记录15 20GB的信息，提高对物光学元件的NA直至0. 85的情况下，相对于直径12cm的光盘，可以记录23 25GB的信息。
作为使用如上所述的ΝΑΟ. 85的物镜的光盘的例子，可以举出BD (蓝光光盘)。由于光盘的倾斜(倾斜)而产生的彗差增大，因此，使用BD时，将保护基板设计得比使用DVD 的情况还薄(相对于DVD的0. 6mm为0. Imm)，以减少倾斜产生的彗差量。
但是，只是相对于BD，可以恰当地进行信息的记录/再生，还不能说作为光盘播放器/录像机(光信息记录再生装置)的制品的价值是充分的。现在，立足于记录多种多样的信息的DVD或CD (光碟)正在销售的现实时，只是相对于BD，可以进行信息的记录/再生是不足的，即使相对于例如用户所有的DVD或CD，也可以同样地恰当地进行信息的记录/再生是通过提高作为BD用的光盘播放器/录像机的商品价值而进行的。从这样的背景出发， 就BD用的光盘播放器/录像机上搭载的光拾取装置而言，期待具有即使相对于BD和DVD、 以及⑶的任一种，也可以一边维持互换性，一边恰当地记录/再生信息的性能。
作为即使相对于BD和DVD、以及⑶的任一种，也可以一边维持互换性，一边恰当地记录/再生信息的方法，可以考虑依据记录/再生信息的BD、DVD或CD的不同点，选择性地切换BD用的光学系统和DVD或CD用的光学系统的方法，但是由于需要多个光学系统，因此，不利于小型化，另外成本也增大。
因此，为了简化光拾取装置的构成，实现低成本化，优选即使在具有互换性的光拾取装置中，也能够使BD用的光学系统和DVD或CD用的光学系统的大部分共同化，极力减少构成光拾取装置的光学部件件数。而且，使和光盘相对配置的物镜共同化对于光拾取装置的构成的简化、低成本化变得最为有利。另外，为了相对于记录/再生波长相互不同的多个种类的光盘得到共同的物镜，需要在物镜上形成具有球面像差的波长依存性的衍射结构。
在专利文献1中记载有分别具有重叠作为衍射结构的两个基础结构而成的结构， 相对于三种光盘搭载可共同使用的物镜及该物镜的光拾取装置。
在相对于三种光盘而可共同使用的物镜，特别是相对于BD/DVD/⑶这三种光盘而可共同使用的物镜中，作为大问题之一，存在即确保可对应于BD的轴向厚度的厚度，又确保可对应于保护基板较厚的CD的工作距离这样的问题。进而一边解决该问题的同时，一边需要进行稳定的批量生产，也容易地安装到光拾取器中。
但是，在专利文献1中未记载光学面中的有效直径的比率及凸缘的形状的具体例，专利文献1中也未记载在即确保可对应于BD的轴向厚的厚度的同时，又确保可对应于保护基板较厚的CD的工作距离的情况下，从批量生产的稳定性或安装到光拾取装置上的容易性的观点出发，作为除光学面以外的整个物镜的构成，优选什么样的形状。
现有技术文献
专利文献1 日本特开2008-293630号公报发明内容
发明要解决的问题
本发明以解决上述问题为目的，其目的在于提供，通过共同的物镜可进行BD/DVD/ ⑶这三种光盘的互换，还可以，即使在即能确保可对应于BD的轴向厚的厚度，又能确保可对应于保护基板较厚的CD的工作距离的情况下，也可以充分确保批量生产的稳定性或安装到光拾取装置上的容易性的物镜及搭载该物镜的光拾取装置及光信息记录再生装置。
解决问题的手段
第一发明中所述的物镜，其用于光拾取装置，该光拾取装置具有射出第一波长入1 的第一光束的第一光源、射出第二波长λ2(λ2> λ )的第二光束的第二光源、射出第三波长λ 3(λ 3 > λ幻的第三光束的第三光源；并使用所述第一光束进行具有厚度为tl的保护基板的第一光盘的信息的记录及/或再生，使用所述第二光束进行具有厚度为t2 (tl < t2)的保护基板的第二光盘的信息的记录及/或再生，使用所述第三光束进行具有厚度为t3(t2<t3)的保护基板的第三光盘的信息的记录及/或再生，其特征在于，所述物镜具有彼此对向的第一光学面和第二光学面，至少所述第一光学面具有中央区域和所述中央区域周围的中间区域和所述中间区域周围的周边区域的至少三个区域，所述中央区域具有第一光程差赋予结构，所述中间区域具有第二光程差赋予结构，就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述物镜的所述中央区域的所述第一光束进行聚光，以在所述第二光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述中央区域的所述第二光束进行聚光，以在所述第三光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述中央区域的所述第三光束进行聚光，就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/ 或再生的方式，将通过所述物镜的所述中间区域的所述第一光束进行聚光，以在所述第二光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述中间区域的所述第二光束进行聚光，就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述物镜的所述周边区域的所述第一光束进行聚光，所述周边区域的直径相对于所述第一光学面的总直径的比率为90%以上、100%以下，对应于所述周边区域的有效直径相对于所述第二光学面的总直径的比率为75%以上、100%以下，
满足下面的条件式，
2 彡 dmax/dmin 彡 8 (1)
0. 9 ^ dmax/f ^1.5 (2)
其中，dmax(mm)表示所述物镜的轴向厚度，dmin(mm)表示在所述物镜中光轴方向上最薄部分的厚度，f(mm)表示所述第一光束中的所述物镜的焦距。
在对应于如BD的短波长、高NA的光盘的情况下，在物镜中，容易产生非点像差，也容易产生偏心彗差这样的问题，但是在满足条件式O)的情况下，可以抑制非点像差或偏心彗差的产生。另外，在可对应于三种光盘的物镜中，通过满足条件式O)，可以即确保可对应于这样的BD的轴向厚的厚度，并且又确保可对应于保护基板较厚的CD的工作距离。并且，本发明者发现通过满足条件式(1)，从而满足条件式O)，同时可以防止物镜的凸缘变得过薄，可以稳定制造，并且，可以提供难以破坏的物镜。另外，通过将光学面中的有效直径的比率设为所述发明的范围，可以防止物镜的凸缘变薄，并且可以得到制造误差少的稳定的有效直径内的光学面，并且，安装到光拾取装置时，可以增加光轴垂直方向的安装误差的允许量，增加安装到光拾取装置的容易性。
第二发明中所述的物镜涉及的是第一发明所述的发明，其中，所述第一光程差赋予结构，是重合多个基础结构的结构。
第三发明中所述的物镜涉及的是第二发明所述的发明，其中，所述多个基础结构， 是作为闪耀型结构的第一基础结构和作为闪耀型结构的第二基础结构。
第四发明中所述的物镜涉及的是第二发明所述的发明，其中，所述多个基础结构， 是作为闪耀型结构的第一基础结构和作为阶梯型结构的第二基础结构。
第五发明中所述的物镜涉及的是第一发明所述的发明，其中，所述第一光程差赋予结构仅由单一的基础结构构成。
第六发明中所述的物镜涉及的是第五发明所述的发明，其中，所述基础结构为阶梯型结构。
第七发明中所述的光拾取装置，其中，所述光拾取装置具有第一发明 第六发明中任一发明所述的物镜。
第八发明中所述的光信息记录再生装置，其中，所述光信息记录再生装置具有第七发明所述的光拾取装置
本发明的光拾取装置至少具有第一光源、第二光源、第三光源这三个光源。进而， 本发明的光拾取装置具有用于使第一光束在第一光盘的信息记录面上进行聚光，使第二光束在第二光盘的信息记录面上进行聚光，使第三光束在第三光盘的信息记录面上进行聚光的聚光光学系统。另外，本发明的光拾取装置具有对来自第一光盘、第二光盘或第三光盘的信息记录面的反射光束进行光接受的光接受元件。
第一光盘具有厚度为tl的保护基板和信息记录面。第二光盘具有厚度为t2(tl <t2)的保护基板和信息记录面。第三光盘具有厚度为t3(t2<t3)的保护基板和信息记录面。优选第一光盘为BD，第二光盘为DVD，第三光盘为CD，但是并不限定于此。需要说明的是，第一光盘、第二光盘或第三光盘也可以是具有多个的信息记录面的多层的光盘。
在本说明书中，BD指的是，通过波长390 415nm左右的光束、ΝΑΟ. 8 0. 9左右的物镜进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为0. 05 0. 125mm左右的BD系列光盘的总称，包含仅有单一的信息记录层的BD及具有2层的信息记录层的BD等。进而，在本说明书中，DVD指的是，通过ΝΑΟ. 60 0. 67左右的物镜进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为 0. 6mm 左右的 DVD 系列光盘的总称，包含 DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、 DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。另外，在本说明书中，CD指的是，通过ΝΑ0. 45 0. 51左右的物镜，进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为1. 2mm左右的CD系列光盘的总称，包含⑶-ROM、⑶-Audio、⑶-Video、⑶-R、⑶-RW等。另外，就记录密度而言，BD的记录密度最高，其次按照DVD、CD的顺序降低。
需要说明的是，关于保护基板的厚度tl、t2、t3，优选满足下面的条件式(3)34)、 (5)，但是并不限定于此。另外，在此所述的保护基板的厚度是指，在光进行入射的光盘表面上设置的保护基板的厚度。即，是指从光盘表面到最接近表面的信息记录面的保护基板的厚度。
0. 050mm 彡 tl 彡 0. 125mm (3)
0. 5mm 彡 t2 彡 0. 7mm (4)
1. Omm ^ t3 ^ 1. 3mm (5)
在本说明书中，优选第一光源、第二光源、第三光源为激光光源。作为激光光源，可以优选使用半导体激光、硅激光等。从第一光源出射的第一光束的第一波长λ 1比从第二光源出射的第二光束的第二波长λ 2短，第二波长λ2比从第三光源出射的第三光束的第三波长λ 3短。
另外，分别使用BD、DVD及⑶，作为第一光盘、第二光盘、第三光盘的情况下，第一光源的第一波长λ 1优选为350nm以上440nm以下，更优选为390nm以上415nm以下，第二光源的第二波长λ 2优选为570nm以上680nm以下，更优选为630nm以上670nm以下，第三光源的第三波长λ 3优选为750nm以上880nm以下，更优选为760nm以上820nm以下。
另外，也可以对第一光源、第二光源、第三光源中的至少两个光源进行单元化。单元化是指，例如第一光源和第二光源被固定收纳于一体包装中。另外，除光源外，也可以对后述的光接受元件进行一体包装化。
作为光接受元件，优选使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光接受元件上，使用其输出信号，可以得到各光盘中记录的信息的读取信号。进而，检测光接受元件上的光点的形状变化、位置变化产生的光量变化，进行对焦检测或跟踪检测，基于该检测，由于对焦、跟踪，使物镜移动。光接受元件也可以由多个光检测器构成。 光接受元件也可以具有主光检测器和副光检测器。例如，在对用于信息的记录再生的主光进行光接受的光检测器的两侧设有两个副光检测器，也可以为如对通过该两个副光检测器而跟踪调整用的副光进行光接受的光接受元件。另外，光接受元件也可以具有对应于各光源的多个光接受元件。
聚光光学系统具有物镜。优选聚光光学系统除物镜之外，具有准直仪等耦合透镜。 耦合透镜是指配置在物镜和光源之间，改变光束的发散角的单透镜或透镜组。准直仪是耦合透镜的一种，为将入射到准直仪的光制成平行光而出射的透镜。在本说明书中，物镜是指具有在光拾取装置中，使配置在相对于光盘的位置上，从光源射出的光束在光盘的信息记录面上进行聚光的功能的光学系统。物镜优选为单片的透镜。另外，物镜可以是玻璃透镜也可以是塑料透镜，或，也可以是玻璃透镜上通过光固化性树脂、UV固化性树脂或热固化性树脂等，设有光程差赋予结构的混合透镜。另外，就物镜而言，优选折射面为非球面。另外， 就物镜而言，优选设有光程差赋予结构的底面为非球面。
另外，在将物镜设为玻璃透镜的情况下，优选使用玻璃化转变点Tg为500°C以下， 进一步优选为400°C以下的玻璃材料。通过使用玻璃化转变点Tg为500°C以下的玻璃材料， 从而可以在较低温度下进行成形，因此，可以延长模具的寿命。作为这样的玻璃化转变点Tg7较低的玻璃材料，有例如(株)住田光学玻璃制的K-PG325及K-PG375(均为商品名)。
但是，通常情况下，玻璃透镜比树脂透镜的比重大，因此，将物镜设为玻璃透镜时， 质量变大，对驱动物镜的促动器施加负担。因此，将物镜设为玻璃透镜的情况下，优选使用比重小的玻璃材料。具体而言，比重优选为4. 0以下，比重进一步优选为3. 0以下。
而且，在对玻璃透镜进行成形制作时，重要的物性值之一为线膨胀系数α。即使选择Tg为400°C以下的材料，和塑料材料比较，和室温的温差依然较大。使用线膨胀系数α 较大的硝材进行透镜成形的情况下，在降温时，变得容易产生破裂。优选硝材的线膨胀系数 α优选为200(10Ε-7/Κ)以下，进一步优选为120以下。
另外，将物镜设为塑料透镜的情况下，优选使用环状烯烃类的树脂材料等脂环式烃类聚合物材料。另外，就该树脂材料而言，优选在温度25°C下对波长405nm的折射率为1.M 1.60的范围内的数值材料，更优选使用随着温度在-5°C到70°C的范围内变化时对波长405nm的折射率变化率dN/dT ( V -1)为-20 X 10_5 -5 X 10_5 (更优选为-10X10_5 -8X10_5)的范围内的树脂材料。另外，将物镜设为塑料透镜的情况下，也优选将耦合透镜设为塑料透镜。
以下示出几个脂环式烃类聚合物的优选的例子。
第一优选的例子为一种树脂组合物，所述树脂组合物包含嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]，所述聚合物嵌段[A]含有下述式(1)所示的重复单元[1]；所述聚合物嵌段[B]含有下述式⑴所示的重复单元[1]及下述式(2)中表示的重复单元[2]及/或下述式C3)所示的重复单元[3]，并且嵌段共聚物的嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔份数a (摩尔％)和所述嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔份数b (摩尔％)的关系*a>b。
[化学式1]
权利要求
1.一种物镜，其用于光拾取装置，该光拾取装置具有射出第一波长λ 1的第一光束的第一光源、射出第二波长λ2(λ2> λ )的第二光束的第二光源、射出第三波长λ3(λ3 > λ 2)的第三光束的第三光源；并使用所述第一光束进行具有厚度为tl的保护基板的第一光盘的信息的记录及/或再生，使用所述第二光束进行具有厚度为t2(tl < t2)的保护基板的第二光盘的信息的记录及/或再生，使用所述第三光束进行具有厚度为t3 (t2 < t3) 的保护基板的第三光盘的信息的记录及/或再生，其中，所述物镜具有彼此对向的第一光学面和第二光学面，至少所述第一光学面具有中央区域和所述中央区域的周围的中间区域和所述中间区域的周围的周边区域的至少三个区域，所述中央区域具有第一光程差赋予结构，所述中间区域具有第二光程差赋予结构， 就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述物镜的所述中央区域的所述第一光束进行聚光，以在所述第二光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述中央区域的所述第二光束进行聚光，以在所述第三光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式， 将通过所述中央区域的所述第三光束进行聚光，就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述物镜的所述中间区域的所述第一光束进行聚光，以在所述第二光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述中间区域的所述第二光束进行聚光，就所述物镜而言，以在所述第一光盘的信息记录面上可以进行信息的记录及/或再生的方式，将通过所述物镜的所述周边区域的所述第一光束进行聚光，所述周边区域的直径，相对于所述第一光学面的总直径的比率为90%以上、100%以下，对应于所述周边区域的有效直径，相对于所述第二光学面的总直径的比率为75%以上、100%以下，满足下面的条件式， 2 彡 dmax/dmin 彡 8 (1) 0. 9 彡 dmax/f 彡 1. 5 (2)式中，dmax(mm)表示所述物镜的轴向厚度，dmin(mm)表示在所述物镜中光轴方向上最薄部分的厚度，f(mm)表示所述第一光束中的所述物镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的物镜，其中，所述第一光程差赋予结构，是重合了多个基础结构的结构。
3.根据权利要求2所述的物镜，其中，所述多个基础结构，是作为闪耀型结构的第一基础结构和作为闪耀型结构的第二基础结构。
4.根据权利要求2所述的物镜，其中，所述多个基础结构，是作为闪耀型结构的第一基础结构和作为阶梯型结构的第二基础结构。
5.根据权利要求1所述的物镜，其中，所述第一光程差赋予结构仅由单一的基础结构构成。
6.根据权利要求5所述的物镜，其中，所述基础结构是阶梯型结构。
7.一种光拾取装置，其中，所述光拾取装置具有权利要求1 6中的任一项所述的物^Ml O
8.一种光信息记录再生装置，其中，所述光信息记录再生装置具有权利要求7所述的光拾取装置。
全文摘要
本发明提供可以用共同的物镜进行BD/DVD/CD这三种光盘的互换，并且，进而可以充分地确保CD中的工作距离的光拾取装置、光信息记录再生装置及适合其的物镜。在物镜上设有使蓝紫色激光的光束中的衍射级数为奇数级数的基础结构的台阶差的朝向朝和光轴相反的方向，进而，使蓝紫色激光的光束中的衍射级数为偶数级数的基础结构的台阶差的朝向朝光轴的方向进行重合的第一光程差赋予结构。
文档编号G11B7/1353GK102549666SQ20108004197
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2009年9月29日
发明者中村健太郎, 小岛健, 山本省吾, 石井贤一, 粕谷仁一 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社