專利名稱：光拾取裝置及對物光學元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可對不同種類的光信息記錄媒體互換地執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置及對物光學元件。
背景技術：
近年來，就光拾取裝置而言，推進作為再現(xiàn)記錄在光盤中的信息、或向光盤記錄信息的光源而被使用的激光光源的短波長化，例如，使藍紫色半導體激光器、利用第2高頻波來執(zhí)行紅外半導體激光器的波長變換的藍色SHC激光器等、波長為400-420nm的激光器光源被實用化。當使用這些藍紫色半導體激光器光源時，在使用數(shù)值孔徑(NA)與DVD(數(shù)字通用盤)相同的物鏡時，可向直徑為12cm的光盤記錄15-20GB的信息，在將物鏡的NA提高至0.85的情況下，可向直徑為12cm的光盤記錄23-25GB的信息。下面，在本說明書中，將使用藍紫色激光器光源的光盤及磁光盤統(tǒng)稱為‘高密度光盤’。
另外，在使用NA為0.85的物鏡的高密度光盤中，由于光盤傾斜(skew歪斜)而產(chǎn)生的彗形像差增大，所以將保護層設計得比DVD的薄(相對于DVD的0.6mm，為0.1mm)，以降低歪斜引起的彗形像差量。但是，只要認為可對這種類型的高密度光盤適當記錄/再現(xiàn)信息，就不能說作為光盤播放器/記錄器的產(chǎn)品的價值是充分的。目前，若根據(jù)出售記錄多種多樣信息的DVD或CD(致密盤)的現(xiàn)實，則僅能對高密度光盤記錄/再現(xiàn)信息是不夠的，例如用戶即便對所有的DVD或CD都能同樣適當?shù)赜涗?再現(xiàn)信息，但這樣提高了作為高密度光盤用的光盤播放器/記錄器的商品價值。在這種背景下，期望裝載于高密度光盤用光盤播放器/記錄器上的光拾取裝置具有對高密度光盤與DVD、以及CD之一均可邊維持互換性邊適當?shù)赜涗?再現(xiàn)信息的性能。
作為對高密度光盤與DVD、以及CD之一均可邊維持互換性邊適當?shù)赜涗?再現(xiàn)信息的方法，考慮對應于記錄/再現(xiàn)信息的光盤的記錄密度來選擇性地切換高密度光盤用光學系統(tǒng)與DVD或CD用光學系統(tǒng)的方法，但由于需要多個光學系統(tǒng)，所以不利于小型化，另外，成本增大。
因此，為了簡化光拾取裝置的構成，實現(xiàn)低成本化，就具有互換性的光拾取裝置而言，最好共享高密度光盤用光學系統(tǒng)與DVD或CD用光學系統(tǒng)，盡量減少構成光拾取裝置的光學部件的個數(shù)。另外，共享針對光盤配置的對物光學系統(tǒng)最有利于光拾取裝置的構成簡化、低成本化。另外，為了得到為記錄/再現(xiàn)波長各不相同的多種光盤共用的對物光學系統(tǒng)，需要在對物光學系統(tǒng)中形成具有球面像差的波長依賴性的相位構造。
專利文獻1中，記載了一種具有作為相位構造的衍射構造、可共同用于高密度光盤與現(xiàn)有DVD和CD中的對物光學系統(tǒng)及裝載了該對物光學系統(tǒng)的光拾取裝置。
專利文獻1歐洲公開專利第1304613號然而，上述專利文獻1中記載的可向3個不同光盤互換地進行信息記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置中的對物光學元件由于是沿光軸方向與物鏡和形成相位構造的光學元件接合的構造，所以比較大型，而且重，在跟蹤或聚焦時使驅動它的致動器的負擔變大，因此，存在不得不使用大型的致動器、無法實現(xiàn)光拾取裝置的緊湊化和節(jié)能的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明考慮了上述問題而做出，其目的在于提供一種可實現(xiàn)構造簡化、低成本化的光拾取裝置和對物光學元件，該光拾取裝置裝載如下對物光學元件，該對物光學元件具有相位構造，可對包含使用藍紫色激光器光源的高密度光盤和DVD及CD的記錄密度不同的3種盤適當?shù)貓?zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
為了解決上述問題，項1的光拾取裝置具有射出波長為λ1的第1光束的第1光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波長為λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光學系統(tǒng)，使所述第1光束聚光到保護基板厚度為t1的第1光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第2光束聚光到保護基板厚度為t2(t1≤t2)的第2光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第3光束聚光到保護基板厚度為t3(t2＜t3)的第3光信息記錄媒體的信息記錄面上，其中通過將來自所述光源的光束經(jīng)所述聚光光學系統(tǒng)聚光到所述光信息記錄媒體的信息記錄面上，來執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)，其特征在于所述聚光光學系統(tǒng)包括單片透鏡的對物光學元件，該對物光學元件是對所述第1至第3光信息記錄媒體共同使用的對物光學元件，在光源側具有第1相位構造，在光信息記錄媒體側具有第2相位構造，并且至少一個面為非球面；耦合透鏡，為了使至少來自所述第1光源的射出光束以無限平行光的方式入射到所述對物光學元件，并使來自所述第2光源和第3光源的射出光束以無限平行光或弱有限發(fā)散光的方式入射到所述對物光學元件，而為所述第1光源至第3光源中的每一個獨立或共同使用；和補償元件，配置在使至少從所述第1光源射出的光束通過且到達所述對物光學元件為止的光路中，其中，使從所述第1光源射出的光束僅通過所述非球面所具有的折射作用、或通過該折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第2光源射出的光束通過所述非球面所具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第3光源射出的光束通過所述非球面所具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑。
這里，為了能對BD、DVD與CD記錄/再現(xiàn)信息，需要補償由BD與DVD的保護層厚度差異引起的球面像差、和由BD與CD的保護層厚度差異引起的球面像差。
另一方面，為了能對HD-DVD、DVD與CD記錄/再現(xiàn)信息，需要補償由HD-DVD與DVD的使用波長差異引起的球面像差、和由HD-DVD與CD的保護層厚度差異引起的球面像差。
這樣，無論在使用作為高密度光盤的BD與HD-DVD之一的情況下，為了實現(xiàn)與DVD和CD的下位互換，都必需補償兩種球面像差，所以在對物光學元件中設置至少兩個相位構造。
另外，為了對使用藍紫色激光器光源的光盤穩(wěn)定地執(zhí)行記錄/再現(xiàn)，必需適當補償聚光光學系統(tǒng)的球面像差。即，為了使用共同的對物光學系統(tǒng)來對高密度光盤與DVD和CD可互換地執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)，期望兩全地進行對上述兩種球面像差的補償、以及對基于在使用波長為λ1的光束的情況下的溫度變化所引起的折射率變化(稱為溫度特性)的球面像差的補償。
但是，讓對物光學元件進一步具有基于溫度特性的球面像差的補償功能從以下兩個理由看是不現(xiàn)實的。(1)當在對物光學元件中形成用于補償上述兩種球面像差的兩個相位構造的情況下，若此外還進一步設置用于補償溫度特性的相位構造，則由于各個波長的激光光束通過的相位構造的數(shù)量變多，所以導致形狀誤差引起的透過率的下降變大的問題。(2)雖然也可使用于補償光信息記錄媒體間的球面像差的相位構造具有用于補償藍紫色區(qū)域的溫度特性的功能，但在這種情況下，因為相位構造的形狀變細微，所以對衍射圖案的形狀誤差所引起的折射效率下降的影響更大。另一方面，即便設計成相位構造的形狀不變細微，也由于光信息記錄媒體間的球面像差補償功能或藍紫色區(qū)域的球面像差補償功能不充分，所以擔心不能兩全地實現(xiàn)光信息記錄媒體間的互換性與溫度特性的補償。
因此，在本發(fā)明中，通過在至少從所述第1光源射出的光束通過后到達所述對物光學元件的光路中配置溫度補償元件，即便使用單片透鏡的對物光學元件，也可兩全地實現(xiàn)光信息記錄媒體間的互換性與溫度特性的補償，對3種不同的光信息記錄媒體適當?shù)貓?zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
另外，上述項1的構成中，所謂‘弱有限發(fā)散光’是指在將光學系統(tǒng)倍率設為m時，光學系統(tǒng)倍率m滿足下式-1/100＜m＜0另外，所謂‘相位構造’是指在各輪帶間賦予相位差的構造。
另外，所謂‘形成聚光光斑’是指在波面像差為軟化(マレシヤル)界限以下的狀態(tài)下、使光幾何光學地大致會聚成1點。


圖1是示意表示光拾取裝置PU2的構成圖。
具體實施例方式
在本說明書中，將使用藍紫色半導體激光器或藍紫色SHG激光器作為信息記錄/再現(xiàn)用光源的光盤(也稱為光信息記錄媒體)而統(tǒng)稱為‘高密度光盤’，除利用NA為0.85的對物光學系統(tǒng)來執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)、且保護層的厚度為0.1mm左右規(guī)格的光盤(例如BD藍色射線盤)外，還包含利用NA為0.65-0.67的對物光學系統(tǒng)來執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)、保護層的厚度為0.6mm左右規(guī)格的光盤(例如HD-DVD也簡稱為HD)。另外，除在該信息記錄面上具有這種保護層的光盤外，還包含在信息記錄面上具有幾nm-幾十nm左右厚度的保護膜的光盤、或保護層或保護膜的厚度為0的光盤。另外，在本說明書中，在高密度光盤中，還包含使用藍紫色半導體激光器或藍紫色SHG激光器作為信息記錄/再現(xiàn)用光源的磁光盤。
另外，在本說明書中，所謂DVD是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盤的統(tǒng)稱，所謂CD是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列光盤的統(tǒng)稱。記錄密度中，高密度光盤最高，按DVD、CD的順序依次降低。
下面說明用于實現(xiàn)上述目的的最佳構成。
項2的光拾取裝置就項1所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述溫度補償元件通過使至少一個光學元件沿光軸方向移動，補償由溫度變化而產(chǎn)生的球面像差。
項3的光拾取裝置就項1所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述溫度補償元件具有補償由溫度變化而產(chǎn)生的球面像差的光學功能面。作為光學功能面，例如有設置了相位構造的光學面等。這里，所謂‘光學功能面’是指通過光在該面上進行折射或衍射來幫助形成光斑的面。
項4的光拾取裝置就項1所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述溫度補償元件包含僅通過來自所述第1光源的光束的耦合透鏡。
項5的光拾取裝置就項1-3之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述溫度補償元件包含通過來自所述第1光源至所述第3光源的光束任一或至少兩個的耦合透鏡。
項6的光拾取裝置就項1-3之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述溫度補償元件包含光束擴展器光學系統(tǒng)。
項7的光拾取裝置具有射出波長為λ1的第1光束的第1光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波長為λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光學系統(tǒng)，使所述第1光束聚光到保護基板厚度為t1的第1光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第2光束聚光到保護基板厚度為t1(t1≤t2)的第2光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第3光束聚光到保護基板厚度為t3(t2＜t3)的第3光信息記錄媒體的信息記錄面上，通過經(jīng)所述聚光光學系統(tǒng)將來自所述光源的光束聚光到所述光信息記錄媒體的信息記錄面上，執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)，其特征在于所述聚光光學系統(tǒng)具有單片透鏡的對物光學元件，該對物光學元件是對所述第1至第3光信息記錄媒體共同使用的對物光學元件，在光源側具有第1相位構造，在光信息記錄媒體側具有第2相位構造，同時，至少一個面為非球面；耦合透鏡，為了以無限平行光使至少來自所述第1光源的射出光束入射到所述對物光學元件，同時，以無限平行光或弱有限發(fā)散光使來自所述第2光源和第3光源的射出光束入射到所述對物光學元件，對所述第1-第3光源每個獨立或共同使用；和近軸的色差補償元件，配置在至少從所述第1光源射出的光束通過后到達所述對物光學元件之前的光路中，從所述第1光源射出的光束僅通過所述非球面具有的折射作用、或通過該折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造至少一方提供的光學作用之組合，在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，從所述第2光源射出的光束通過所述非球面具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造至少一方提供的光學作用之組合，在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，從所述第3光源射出的光束通過所述非球面具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造至少一方提供的光學作用之組合，在所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑。
如上所述，就為了對第1-第3光信息記錄媒體記錄和/或再現(xiàn)信息而共用的對物光學系統(tǒng)而言，必需補償兩種球面像差，但為了讓對物光學元件具有良好的互換性，期望在對物光學元件中最低形成兩個相位構造。
另一方面，為了對使用藍紫色激光器光源的光盤穩(wěn)定地執(zhí)行記錄/再現(xiàn)，必需適當補償聚光光學系統(tǒng)的球面像差。即，為了使用共同的對物光學系統(tǒng)來對高密度光盤與DVD和CD可互換地執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)，期望使兩種球面像差的補償與藍紫色區(qū)域的色差的補償兩全。
但是，讓對物光學元件進一步具有色差補償功能從以下兩個理由看是不現(xiàn)實的。(1)當在對物光學元件中形成用于補償上述兩種球面像差的兩個相位構造的情況下，若此外還進一步設置用于補償溫度特性的相位構造，則由于各個波長的激光光束通過的相位構造的數(shù)量變多，所以導致由形狀誤差引起的透過率的下降變大的問題。(2)雖然也可使用于補償光信息記錄媒體間的球面像差的相位構造具有用于補償藍紫色區(qū)域的色差的功能，但在這種情況下，因為相位構造的形狀變細微，所以對衍射圖案的形狀誤差所引起的折射效率下降的影響更大。另一方面，即便設計成相位構造的形狀不變細微，也由于光信息記錄媒體間的球面像差補償功能或藍紫色區(qū)域的色差補償功能不充分，所以擔心不能兩全地實現(xiàn)光信息記錄媒體間的互換性與色差的補償。
因此，在本發(fā)明中，通過在至少從所述第1光源射出的光束通過后到達所述對物光學元件的光路中配置近軸的色差補償元件，即便使用單片透鏡的對物光學元件，也可兩全地實現(xiàn)光信息記錄媒體間的互換性與藍紫色區(qū)域的色差的補償，對3種不同的光信息記錄媒體適當?shù)貓?zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
另外，所謂‘色差’是指波長變化前后的、聚光光斑在光軸方向上的錯位。但是，這里設聚光光斑形成于波面像差最小的位置上。作為波長變化的因素，假設包括激光器的個體差異、模式跳躍、溫度變化時的激光器振蕩，但由于色差成為問題的是相對于光軸方向上的錯位、致動器的動作未追隨等瞬間的波長變化，所以主要以模式跳躍補償為對象。
項8的光拾取裝置就項7所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述色差補償元件通過使至少一個光學元件沿光軸方向移動，補償色差。
項9的光拾取裝置就項7所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述色差補償元件具有補償色差的光學功能面。
項10的光拾取裝置就項7-9之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述色差補償元件包含僅通過來自所述第1光源的光束的耦合透鏡。
項11的光拾取裝置就項7-9之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述色差補償元件包含通過來自所述第1光源至所述第3光源的光束任一或至少兩個的耦合透鏡。
項12的光拾取裝置就項7-9之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述色差補償元件包含光束擴展器光學系統(tǒng)。
項13的光拾取裝置就項1-12之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)大小之高度，由該第1相位構造的各圖案內的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整數(shù)倍。所謂‘重疊型衍射構造’是指將多個衍射功能設置在同一面中的構造。例如，是指如下構造，將至少一個光學功能面分割成以光軸為中心的多個光學功能區(qū)域，將該多個光學功能區(qū)域中的至少一個分割成以光軸為中心的輪帶狀的區(qū)域，并且，在各輪帶中設置規(guī)定數(shù)量的不連續(xù)的段差，同時，連續(xù)地配置設置了該不連續(xù)段差的輪帶。重疊型衍射構造也稱為多水平構造、DOE構造，例如，衍射構造是將光學元件的光學功能面分割成以光軸為中心的多個輪帶，將該輪帶分別形成鋸齒狀，在該一個鋸齒部中還設置規(guī)定數(shù)量的階段形狀的構造。由此，可向光學元件提供具有波長選擇性的衍射作用。另外，階段形狀的段數(shù)或階段的高度、寬度等可適當設計。具體而言，如特開平1706018號中記載的那樣。另外，‘鋸齒狀衍射構造’是可高效率地衍射光的衍射構造的一例。
項14的光拾取裝置就項1-12之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造是鋸齒狀衍射構造。所謂‘鋸齒狀衍射構造’是指如下構造，即將例如至少一個光學功能面分割成以光軸為中心的多個光學功能區(qū)域，將該多個光學功能區(qū)域中的至少一個分割成以光軸為中心的輪帶狀的區(qū)域，并且，在各輪帶中設置規(guī)定數(shù)量的不連續(xù)的段差，同時，光軸方向截面為鋸齒狀。
項15的光拾取裝置就項1-12之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造是光路差賦予構造?！饴凡钯x予構造’是由包含在光軸的中心區(qū)域與在該中心區(qū)域的外側具有細微段差并被分割的多個輪帶構成的構造，是指具有如下特性的構造，即在規(guī)定溫度下，在透過相鄰輪帶的波面間產(chǎn)生入射光束的波長的整數(shù)倍的光路差，在溫度從所述規(guī)定溫度變化的情況下，伴隨折射率的變化，透過相鄰輪帶的波面間產(chǎn)生的光路差偏離入射光束的波長的整數(shù)倍。光路差賦予構造也稱為NPS(Non Periodic Surface)構造、相位構造。
項16的光拾取裝置就項1-15之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第2相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)大小之高度，由該第2相位構造的各圖案內的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整數(shù)倍。
項17的光拾取裝置就項1-15之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第2相位構造是鋸齒狀衍射構造。
項18的光拾取裝置就項1-15之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第2相位構造是光路差賦予構造。
項19的光拾取裝置就項1-18之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造對入射的波長為λ1的光束與波長為λ3的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ2的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或因來自第1光源的光束之波長λ1與來自第2光源的光束之波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造對入射的波長為λ1的光束與波長為λ2的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ3的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
項20的光拾取裝置就項19所述的光拾取裝置而言，其特征在于在所述第1相位構造與所述第2相位構造是重疊型衍射構造的情況下，由所述重疊型衍射構造的圖案中之段差附加于所述波長為λ1的光束上的光路差是所述波長λ1的整數(shù)倍。
項21的光拾取裝置就項20所述的光拾取裝置而言，其特征在于沿基礎非球面來形成所述第1相位構造與所述第2相位構造的各圖案中形成的水平面。
項22的光拾取裝置就項21所述的光拾取裝置而言，其特征在于形成所述第1相位構造與所述第2相位構造的基礎非球面，以使當使用所述波長為λ1的光束經(jīng)所述厚度為t1的保護基板在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面中進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，球面像差最佳。
項23的光拾取裝置就項20-22之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的材料形成，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為2。
項24的光拾取裝置就項20-22之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的材料形成，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
項25的光拾取裝置就項20-22之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件具有沿光軸方向接合阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的第1材料與阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的第2材料的構成，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面，第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
項26的光拾取裝置就項20-22之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件具有沿光軸方向接合阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的第1材料與阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的第2材料的構成，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造形成于所述第1材料與所述第2材料的界面，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3、4、5之一。
項27的光拾取裝置就項19-26之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于形成所述第1相位構造與所述第2相位構造的光學面被分割成包含光軸的中央?yún)^(qū)域與包圍中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，所述第1相位構造與所述第2相位構造分別形成于中央?yún)^(qū)域中。
項28的光拾取裝置就項1-18之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生偶數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或因來自第1光源的光束之波長λ1與來自第2光源的光束之波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造對入射的波長為λ1的光束與波長為λ2的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ3的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
項29的光拾取裝置就項28所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生8次、6次、2次之一次數(shù)的衍射光。
項30的光拾取裝置就項29所述的光拾取裝置而言，其特征在于在所述第2相位構造是重疊型衍射構造的情況下，由所述重疊型衍射構造的圖案中之段差附加于所述波長為λ1的光束上的光路差是所述波長λ1的整數(shù)倍。
項31的光拾取裝置就項30所述的光拾取裝置而言，其特征在于沿基礎非球面來形成所述第2相位構造的各圖案中形成的水平面。
項32的光拾取裝置就項30或31所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的材料形成，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為2。
項33的光拾取裝置就項30或31所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的材料形成，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
項34的光拾取裝置就項30或31所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件具有沿光軸方向接合阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的第1材料與阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的第2材料的構成，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面，第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
項35的光拾取裝置就項30或31所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件具有沿光軸方向接合阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的第1材料與阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的第2材料的構成，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第1材料與所述第2材料的界面，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3、4、5之一。
項36的光拾取裝置就項20-35之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于形成所述第2相位構造的光學面被分割成包含光軸的中央?yún)^(qū)域與包圍中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，所述第2相位構造形成于中央?yún)^(qū)域中。
項37的光拾取裝置就項1-18之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生偶數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或因來自第1光源的光束之波長λ1與來自第2光源的光束之波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生奇數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
項38的光拾取裝置就項37所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生8次、6次、2次之一次數(shù)的衍射光，
所述第2相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生9次、7次、5次、3次之一次數(shù)的衍射光。
項39的光拾取裝置就項37或38所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的材料形成。
項40的光拾取裝置就項37或38所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件具有沿光軸方向接合阿貝數(shù)vd在40～80范圍內的第1材料與阿貝數(shù)vd在20～40范圍內的第2材料的構成，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面。
項41的光拾取裝置就項1-18之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于從所述第1光源射出的光束僅通過所述非球面的折射作用在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面中形成聚光光斑，從所述第2光源射出的光束通過所述非球面的折射作用和基于所述第1相位構造的作用，在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面中形成聚光光斑，從所述第3光源射出的光束通過所述非球面的折射作用和基于所述第2相位構造的作用，在所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面中形成聚光光斑。
項42的光拾取裝置就項1-18之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1相位構造對所述波長為λ1的光束產(chǎn)生n1次的衍射光，對所述波長為λ2的光束產(chǎn)生n2次的衍射光，對所述波長為λ3的光束產(chǎn)生n3次的衍射光，所述第2相位構造對所述波長為λ1的光束產(chǎn)生m1次的衍射光，對所述波長為λ2的光束產(chǎn)生m2次的衍射光，對所述波長為λ3的光束產(chǎn)生m3次的衍射光，其中，n1～n3、m1～m3為自然數(shù)，n1≠n2，n1≠n3，m1≠m2，m1≠m3。
項43的光拾取裝置就項1-42之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述波長λ1為380nm＜λ1＜420nm，所述波長λ2為630nm＜λ2＜680nm，所述波長λ3為760nm＜λ3＜830nm。
項44的光拾取裝置就項1-43之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1為0.1mm或0.6mm。
項45的光拾取裝置就項1-44之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于設置溫度補償元件，當使用所述波長為λ2的光束在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面中進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，補償基于所述對物光學元件的溫度變化引起的折射率變化的球面像差。
項46的光拾取裝置就項1-45之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由低融點玻璃制造。
項47的光拾取裝置就項1-45之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件由樹脂制造。
項48的光拾取裝置就項1-45之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件使樹脂層貼合在玻璃制的透鏡表面，在所述樹脂層的表面，形成所述第1相位構造或所述第2相位構造。
項49的光拾取裝置就項47或48所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述樹脂使直徑為小于或等于30nm的粒子分散。
項50的光拾取裝置就項49所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件|A|＜8×10-5，其中，A為由下式表示的值，[式2]A=(n2+2)(n2-1)6n{(-3a)+1[R]∂[R]∂t}]]>α線膨脹系數(shù)，[R]分子折射。
說明折射率的溫度變化。折射率的溫度變化根據(jù)洛倫茲·洛倫茲公式，通過以溫度t來微分折射率n，由上式2來表示。
樹脂原料的情況下，第2項的幫助一般比第1項小，基本上可忽視。例如，在PMMA樹脂的情況下，線膨脹系數(shù)α為7×10-5，若代入上述式，則變?yōu)?1.2×10-4，與實測值基本一致。
這里，在本發(fā)明中，通過使微粒子、最好是無機微粒子分散到樹脂中，實質上增大上述式的第2項的幫助，以與第1項的線性膨脹引起的變化相抵消。
具體而言，最好將以前為-1.2×10-4左右的變化抑制到絕對值不足10×10-5。另外，最好不足8×10-5，更好是不足6×10-5在光學設計或作為光學元件最好。
另外，也可進一步增大第2項的幫助，具有與最初的樹脂材料相反的溫度特性。即，也可得到通過溫度上升，折射率不下降、相反折射率增加的基本材料。
項51的光拾取裝置就項50所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件|A|＜6×10-5。
項52的光拾取裝置就項50或51所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件0＜A＜8×10-4。
項53的光拾取裝置就項49-52之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述粒子是無機材料。
項54的光拾取裝置就項53所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述無機材料是氧化物。
項55的光拾取裝置就項54所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述氧化物是飽和氧化狀態(tài)。
項56的光拾取裝置就項49-55之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于向所述樹脂中添加抗氧化劑。
項57的光拾取裝置就項49-56之一所述的光拾取裝置而言，其特征在于所述樹脂與所述粒子的體積比為9∶1或3∶2。
項58的光拾取裝置的對物光學元件，通過將從第1光源射出的第1波長λ1的第1光束在保護基板厚度為t1的第1光信息記錄媒體之信息記錄面中形成聚光光斑，執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過將從第2光源射出的第2波長λ2(λ1＜λ2)的第2光束在保護基板厚度為t2(t1≤t2)的第2光信息記錄媒體之信息記錄面中形成聚光光斑，執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過將從第3光源射出的第3波長λ3(λ2＜λ3)的第3光束在保護基板厚度為t3(t2＜t3)的第3光信息記錄媒體之信息記錄面中形成聚光光斑，執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，其特征在于所述對物光學元件是對所述第1至第3光信息記錄媒體共同使用的對物光學元件，是具有第1相位構造與第2相位構造等兩個相位構造，同時，至少一個面為非球面的1群構成的對物光學元件，所述第1光束至所述第3光束的任一光束的光利用效率為50％以下。
通過將所述對物光學元件設為1組構成，利用制造工序的簡化、低成本化、輕量化，可實現(xiàn)驅動所述對物光學元件用的致動器的小型化。另外，利用第1相位構造取得第1光信息記錄媒體與第2光信息記錄媒體的互換，利用第2相位構造取得第2光信息記錄媒體與第3光信息記錄媒體的互換，另外，將3個光束中任一光束的光利用效率設為小于或等于50％，由此可減小3個波長間的倍率差。
另外，這里所謂的‘光利用效率’是指在將通過本發(fā)明的對物光學元件、形成于光信息記錄媒體的信息記錄面上的聚光光斑之面積區(qū)域內的光量設為A，通過由同一材料形成并且具有相同的焦距、軸上厚度、數(shù)值孔徑、波面像差、不形成第1相位構造與第2相位構造的對物光學元件、形成于光信息記錄媒體的信息記錄面上的聚光光斑的面積盤內的光量設為B時，利用A/B算出的值。
項59的對物光學元件就項58所述的對物光學元件而言，其特征在于所述光利用效率為小于或等于50％的光束為所述第3波長，所述第1光束和所述第2光束的光利用效率均大于或等于75％。
若將光利用效率為小于或等于50％的光束設為第3光束，則即便在第1波長λ1為第3波長λ3的大致2倍的關系的情況下(例如第1波長λ1為藍紫色波長，第3波長λ3為紅外波長的情況下)，也可利用相位構造的作用來補償對第3光束的球面像差，所以可提高對第3光信息記錄媒體的記錄/再現(xiàn)特性。另外，因為第1光束和第2光束的光利用效率均為大于或等于75％，所以可提供也可對應于向記錄密度大、要求記錄速度高速化的第1光信息記錄媒體或第2光信息記錄媒體高速寫入的對物光學元件。
項60的對物光學元件就項58或59所述的對物光學元件而言，其特征在于所述第1相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，該重疊型衍射構造具有不使所述第1光束與所述第3光束衍射、使所述第2光束衍射的衍射作用的波長選擇性。
若使用項60所述的具有衍射作用的波長選擇性之重疊型衍射構造來作為第1相位構造，則由于可獨立控制第2光束的相位，所以可良好地補償對第2光束的球面像差。結果，可提供對第2光信息記錄媒體的記錄/再現(xiàn)特性好的對物光學元件。
項61的對物光學元件就項60所述的對物光學元件而言，其特征在于由所述重疊型衍射構造的一個段差附加于所述第1光束上的光路差為2×λ1，所以通過將重疊型衍射構造的一個段差通過光路差換算設定在相當于第1波長λ1的2倍的深度，可對任何波長的光束都確保高的衍射效率(透過率)。
項62的對物光學元件就項61所述的對物光學元件而言，其特征在于所述規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)為5。由重疊型衍射構造接收衍射作用的光束的衍射效率不僅取決于一個段差，還取決于水平面數(shù)量。通過將該水平面數(shù)量設定為5，可使第2光束的衍射效率最大。
項63的對物光學元件就項58或59所述的對物光學元件而言，其特征在于所述第1相位構造是鋸齒狀衍射構造，在設具有所述第1光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor1、具有所述第2光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor2、具有所述第3光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor3時，在滿足下式的同時，所述對物光學元件使所述第1光束的所述dor1次衍射光聚光到所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面中，使所述第2光束的所述dor2次衍射光聚光到所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面中，使所述第3光束的所述dor3次衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面中，dor1＞dor2≥dor3，其中，dor1為偶數(shù)。
作為第1相位構造，也可使用項63所述的具有衍射次數(shù)的波長選擇性的鋸齒型衍射構造，可在對任何波長的光束都具有高的衍射效率的同時，良好地補償對第2光束的球面像差。
項64的對物光學元件就項63所述的對物光學元件而言，其特征在于所述衍射次數(shù)dor1為2，所述衍射次數(shù)dor2為1，所述衍射次數(shù)dor3為1。若將第1光束的衍射次數(shù)dor1設為2，將第2光束的衍射次數(shù)dor2設為1，將第3光束的衍射次數(shù)dor3設為1，則可使對第2光束的球面像差的補償特性最好。
項65的對物光學元件就項58-64之一所述的對物光學元件而言，其特征在于所述第2相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，該重疊型衍射構造具有不使所述第1光束與所述第2光束衍射、使所述第3光束衍射的衍射作用的波長選擇性。
若使用項65所述的具有衍射作用的波長選擇性之重疊型衍射構造來作為第1相位構造，則由于可獨立控制第3光束的相位，所以可良好地補償對第3光束的球面像差。結果，可提供對第3光信息記錄媒體的記錄/再現(xiàn)特性好的對物光學元件。
項66的對物光學元件就項65所述的對物光學元件而言，其特征在于由所述重疊型衍射構造的一個段差附加于所述第1光束上的光路差為5×λ1。
若將重疊型衍射構造的一個段差通過光路差換算設定在相當于第1波長λ1的5倍的深度，則利用該段差附加于第2光束上的光路差變?yōu)榈?波長λ2的3倍。由此，可提高第1光束和第2光束的透過率，可提供還可對應于向第1光信息記錄媒體和第2光信息記錄媒體高速寫入的對物光學元件。
項67的對物光學元件就項66所述的對物光學元件而言，其特征在于所述規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)為2。通過將重疊型衍射構造的水平面數(shù)量設定為2，第3光束的衍射效率變?yōu)?0％左右，可在將3個波長間的倍率差保持得小的同時，補償對第3光束的球面像差。由此，也可在3個波長的光束間共享對物光學元件以外的光學元件，可實現(xiàn)光拾取裝置的小型化和低成本化。
項68的對物光學元件就項67所述的對物光學元件而言，其特征在于在所述第3光束入射到所述重疊型衍射構造的情況下，其光量基本上被分配給兩個衍射光，所述對物光學元件使所述兩個衍射光中、焦點位置遠離所述對物光學元件一方的衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上。這樣，在設定了水平面數(shù)量的重疊型衍射構造中，第3光束的光量基本上被分配給±1次衍射光。若確定重疊型衍射構造的衍射間距，以補償這兩個衍射光中、焦點位置遠離對物光學元件的衍射光的球面像差，則可充分確保對第3光信息記錄媒體的動作距離。
項69的對物光學元件就項58-64之一所述的對物光學元件而言，其特征在于所述第2相位構造是鋸齒狀衍射構造，在設具有所述第1光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor1’、具有所述第2光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor2’、具有所述第3光束入射到所述鋸齒衍射構造時產(chǎn)生的衍射光中最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor3’時，在滿足下式的同時，所述對物光學元件使所述第1光束的所述dor1’次衍射光聚光到所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面中，使所述第2光束的所述dor2’次衍射光聚光到所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面中，使所述第3光束的所述dor3’次衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面中，dor1’＞dor2’≥dor3’，其中，dor1’為奇數(shù)。
作為第2相位構造，若使用項69所述的具有衍射次數(shù)的波長選擇性之鋸齒型衍射構造，則可對第1光束和第2光束確保高的衍射效率，同時，可良好地補償對第3光束的球面像差。作為結果，可提供對第3光信息記錄媒體的記錄/再現(xiàn)特性好的對物光學元件。
項70的對物光學元件就項69所述的對物光學元件而言，其特征在于所述衍射次數(shù)dor1’為3，所述衍射次數(shù)dor2’為2，所述衍射次數(shù)dor3’為2。若設第1光束的衍射次數(shù)dor1’為3，第2光束的衍射次數(shù)dor2’為2，第3光束的衍射次數(shù)dor3’為1，則第3光束的衍射效率變?yōu)?5％左右，可在將3個波長間的倍率差保持得小的同時，補償對第3光束的球面像差。由此，也可在3個波長的光束間共享對物光學元件以外的光學元件，可實現(xiàn)光拾取裝置的小型化和低成本化。
項71的對物光學元件就項58-70之一所述的對物光學元件而言，其特征在于所述第1相位構造形成于光源側的光學面上，所述第2相位構造形成于光信息記錄媒體側的光學面上。由此，可將補償?shù)那蛎嫦癫盍勘鹊?相位構造多的第1相位構造之輪帶間距確保得大。
項72的對物光學元件就項58-71之一所述的對物光學元件而言，其特征在于當設對所述第1波長的設計倍率為m1、設對所述第2波長的設計倍率為m2、設對所述第3波長的設計倍率為m3時，滿足以下條件，m1＝m2＝0-0.15≤m3≤0。
通過滿足上式，可將對第1光信息記錄媒體和第2光信息記錄媒體記錄/再現(xiàn)時的跟蹤驅動所產(chǎn)生的彗形像差變?yōu)?，同時，可良好地補償對第3光束的球面像差。
項73的對物光學元件就項58-72之一所述的對物光學元件而言，其特征在于由轉變點Tg小于或等于400度的低融點玻璃制造。通過使用這種低熔點的玻璃，可在實現(xiàn)成型模具長壽命化的同時，由于熔融時的粘性低，所以可利用成型來良好地轉錄相位構造。作為這種轉變點Tg為小于或等于400度的低融點玻璃，有住田光學社制的K-PG325、K-PG375。
項74的對物光學元件就項58-72之一所述的對物光學元件而言，其特征在于由樹脂制造。通過使用所述對物光學元件，可在以穩(wěn)定的性能廉價地大量生產(chǎn)的同時，由于輕量，所以可實現(xiàn)聚焦驅動或跟蹤驅動用的致動器之功耗減少，可將致動器變小型。另外，由于熔融狀態(tài)的粘性低，所以可利用成型來良好地轉錄相位構造。
項75的對物光學元件就項58-72之一所述的對物光學元件而言，其特征在于使樹脂層貼合在玻璃制的透鏡表面，在所述樹脂層的表面，形成所述第1相位構造或所述第2相位構造。通過使用玻璃的基本材料，可提供溫度特性好的對物光學元件。另外，作為用作樹脂層的材料，紫外線固化樹脂或熱固化性樹脂在制造上是適合的。
項76的對物光學元件就項74或75所述的對物光學元件而言，其特征在于伴隨溫度變化的折射率變化率之符號與所述樹脂相反，使直徑為小于或等于30nm的粒子分散到所述樹脂中。
若伴隨溫度變化的折射率變化率的符號與所述樹脂相反，使直徑為小于或等于30nm的粒子分散到樹脂中，則得到在維持樹脂的成型性的同時，伴隨溫度變化的折射率變化小的材料。由此，可提供在可利用成型來以穩(wěn)定的性能廉價地大量生產(chǎn)的同時，輕量、且伴隨溫度變化的折射率變化小的對物光學元件。
在本說明書中，所謂對物光學元件是指在將光信息記錄媒體裝填在光拾取裝置中的狀態(tài)下，在最靠近光信息記錄媒體側的位置上，應與其相對配置的、具有聚光作用的光學元件。
根據(jù)本發(fā)明，作為一種光拾取裝置，裝載如下對物光學元件，該對物光學元件具有相位構造，可對包含使用藍紫色激光器光源的高密度光盤和DVD及CD的、記錄密度不同的3種盤適當?shù)貓?zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)，可得到能實現(xiàn)其構成簡化、低成本化的光拾取裝置和對物光學元件。
下面，用圖來說明本發(fā)明的實施方式。首先，用圖1來說明本發(fā)明的光拾取裝置。另外，本實施方式的光拾取裝置PU1可組裝在光盤驅動裝置中。
圖1是示意表示對高密度光盤BD、DVD與CD任一都可適當?shù)剡M行信息的記錄/再現(xiàn)之光拾取裝置PU1的構成圖。BD的光學規(guī)格為波長λ1＝405nm，保護層PL1的厚度t1＝0.1mm，數(shù)值孔徑NA1＝0.85，DVD的光學規(guī)格為波長λ2＝655nm，保護層PL2的厚度t2＝0.6mm，數(shù)值孔徑NA2＝0.65，CD的光學規(guī)格為波長λ3＝785nm，保護層PL3的厚度t3＝1.2mm，數(shù)值孔徑NA3＝0.51。但是，波長、保護層的厚度和數(shù)值孔徑的組合不限于此。
光拾取裝置PU1包括藍紫色半導體激光器LD(第1光源)，在對BD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時發(fā)光，射出405nm之藍紫色激光光束(第1光束)；激光器模塊LM，具有在對DVD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時發(fā)光、射出655nm之激光光束(第2光束)的第2發(fā)光點EP1(第2光源)、在對CD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時發(fā)光、射出785nm之激光光束(第3光束)的第2發(fā)光點EP2(第3光源)、感光來自DVD的信息記錄面RL2的反射光束的第1感光部DS1、感光來自CD的信息記錄面RL3的反射光束的第2感光部DS2、和棱鏡PS；BD用的光檢測器PD；對物光學元件OL，具有使入射的激光光束匯聚到信息記錄面RL1、RL2、RL3上的功能的兩個面為非球面，在光源側設置第1相位構造，在光盤側設置第2相位構造；2軸致動器AC1；1軸致動器AC2；光束擴展器EXP，配置在第1-第3光束共同通過的共同光路內，由可利用1軸致動器AC2沿光軸方向位移的第1透鏡L1與第2透鏡L2構成；第1偏光分束器BS1；第2偏光分束器BS2；1/4波長板QWP；對來自信息記錄面RL1的反射光束附加象散用的傳感器透鏡SEN；第1準直透鏡COL1，配置在僅第1光束通過的專用光路內，將第1光束變換為平行光束；第2準直透鏡COL2，將第2光束與第3光束變換為平行光束。另外，作為BD用的光源，除上述藍紫色半導體激光器LD1外，也可使用藍紫色SHG激光器。
就光拾取裝置PU1而言，在對BD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時，利用1軸致動器AC2調整透鏡L1的光軸方向的位置，以平行光束的狀態(tài)從光束擴展器EXP射出第1光束，之后，使藍紫色半導體激光器LD發(fā)光。圖1中，如實線描述的其光線路徑那樣，從藍紫色半導體激光器LD1射出的發(fā)散光束被第1偏光分束器BS1反射后，由準直透鏡變換為平行光束，被光束擴展器EXP擴展直徑，通過1/4波長板QWP，由未圖示的光圈來限制光束直徑，以平行光的狀態(tài)入射到對物光學元件OL之后，從此經(jīng)BD的保護層PL1構成形成于信息記錄面RL1上的光斑。此時，僅利用對物光學元件OL的非球面具有的折射作用、或利用該折射作用與由第1相位構造和第2相位構造至少之一提供的光學作用的組合，在BD的信息記錄面RL1上形成聚光光斑。對物光學元件OL利用配置在其周邊上的2軸致動器AC1執(zhí)行聚焦或跟蹤。
在信息記錄面RL1由信息凹坑調制后的反射光束再次透過對物光學元件OL、1/4波長板QWP、光束擴展器EXP和第2偏光分束器BS2之后，由第1準直透鏡COL1變?yōu)槭諗抗馐?，在透過第1偏光分束器BS1之后，由傳感器透鏡SEN附加象散，匯聚在光檢測器PD的感光面上。另外，可使用光檢測器PD的輸出信號來讀取記錄在BD中的信息。
另外，就光拾取裝置PU1而言，在對DVD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時，利用1軸致動器AC2調整透鏡L1的光軸方向的位置，以平行光束的狀態(tài)從光束擴展器EXP射出第2光束，之后，使第1發(fā)光點EP1發(fā)光。圖1中，如虛線描述的其光線路徑那樣，從第1發(fā)光點EP1射出的發(fā)散光束被棱鏡PS反射后，由第2準直透鏡COL2變換為平行光束。之后，在被第2偏光分束器BS2反射、被光束擴展器EXP擴展直徑之后，通過1/4波長板QWP，在以平行光的狀態(tài)入射到對物光學元件OL之后，從此經(jīng)DVD的保護層PL2構成形成于信息記錄面RL2上的光斑。此時，利用對物光學元件OL的非球面具有的折射作用與由第1相位構造和第2相位構造至少之一提供的光學作用的組合，在DVD的信息記錄面RL2上形成聚光光斑。對物光學元件OL利用配置在其周邊上的2軸致動器AC1執(zhí)行聚焦或跟蹤。
在信息記錄面RL2由信息凹坑調制后的反射光束再次透過對物光學元件OL、1/4波長板QWP、光束擴展器EXP之后，由第2偏光分束器BS2反射，由第2準直透鏡COL2變換為收斂光束。之后，在棱鏡內2次反射后，匯聚在第1感光部DS1上。另外，可使用第1感光部DS1的輸出信號來讀取記錄在DVD中的信息。
另外，就光拾取裝置PU1而言，在對CD執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)時，利用1軸致動器AC2調整透鏡L1的光軸方向的位置，以平行光束的狀態(tài)從光束擴展器EXP射出第3光束，之后，使第2發(fā)光點EP2發(fā)光。圖1中，如點劃線描述的其光線路徑那樣，從第2發(fā)光點EP2射出的發(fā)散光束被棱鏡PS反射后，由第2準直透鏡COL2變換為平行光束。之后，在被第2偏光分束器BS2反射、被光束擴展器EXP擴展直徑之后，通過1/4波長板QWP，在以平行光或弱有限發(fā)散光的狀態(tài)入射到對物光學元件OL之后，從此經(jīng)CD的保護層PL3構成形成于信息記錄面RL3上的光斑。此時，利用對物光學元件OL的非球面具有的折射作用與由第1相位構造和第2相位構造至少之一提供的光學作用的組合，在CD的信息記錄面RL3上形成聚光光斑。對物光學元件OL利用配置在其周邊上的2軸致動器AC1執(zhí)行聚焦或跟蹤。
在信息記錄面RL3由信息凹坑調制后的反射光束再次透過對物光學元件OL、1/4波長板QWP、光束擴展器EXP之后，由第2偏光分束器BS2反射，由第2準直透鏡COL2變換為收斂光束。之后，在棱鏡內2次反射后，匯聚在第2感光部DS2上。另外，可使用第2感光部DS2的輸出信號來讀取記錄在CD中的信息。
另外，在本實施方式中，在入射BD用第1光束或DVD用第2光束的對物光學元件OL因溫度變化產(chǎn)生折射率變化的情況下，通過與之對應地由致動器AC2使作為溫度補償元件的光束擴展器EXP之透鏡L1沿光軸方向移動，可補償產(chǎn)生的球面像差。
或者，在本實施方式中，當BD用第1光束入射到對物光學元件OL的情況下，通過由致動器AC2使作為色差補償元件的光束擴展器EXP之透鏡L1沿光軸方向移動，可補償產(chǎn)生的色差。
這種溫度補償元件或色補償元件不限于光束擴展器EXP，也可以是第1準直透鏡COL1。在這種情況下，只要沿光軸方向移動第1準直透鏡COL1即可，但通過在其光學面中設置相位構造，可補償基于溫度變化引起的折射率變化之球面像差或色差。
上述對物光學元件OL最好使用玻璃或使直徑為小于或等于30nm的氧化物分散之樹脂來形成。
一般，若使微粉末混合在透明的樹脂材料中，則產(chǎn)生光的散射，透過率下降，所以難以用作光學材料，但可知通過使微粉末形成比透過光束的波長小的大小，事實上可不產(chǎn)生散射。
塑料樹脂(也可簡稱為樹脂)隨著溫度上升，折射率下降，但無機粒子隨著溫度上升，折射率上升。因此，還知道通過彼此抵消它們的性質來作用，從而不產(chǎn)生折射率變化。本發(fā)明的光學元件由使小于或等于30納米、最好是小于或等于20納米、更好是10-15納米的無機粒子分散到作為基本材料的樹脂中的材料來形成。因此，可提供沒有折射率的溫度依賴性或折射率的溫度依賴性非常低的光學元件。
例如，使氧化鈮(Nb2O5)的微粒子分散到丙烯基樹脂中。作為基本材料的塑料的體積比為80，氧化鈮的比例為20左右，將它們均勻混合。微粒子存在容易凝聚的問題，但利用向粒子表面提供電荷使之分散等技術，可產(chǎn)生必要的分散狀態(tài)。
如后所述，樹脂與粒子的混合、分散最好在光學元件的射出成型時在線執(zhí)行。此時，在混合、分散之后，成型為光學元件之前，最好不冷卻、固化。
另外，為了控制折射率對溫度的變化比例，可適當增減該體積比率，也可攙和多種納米尺寸無機粒子后使之分散。
比率在上述實例中為80∶20，即4∶1，但可在90∶10(9∶1)-60∶40(3∶2)之間適當調整。若比9∶1少，則溫度變化抑制效果變小，相反，若超過3∶2，則由于樹脂的成型性產(chǎn)生問題，所以不好。
微粒子最好是無機物，并且最好是氧化物。另外，最好是氧化狀態(tài)飽和、更好是未氧化的氧化物。
是無機物是為了將與作為高分子有機化合物的塑料樹脂之反應抑制得低，另外，是氧化物可防止伴隨使用的惡化。尤其是在高溫化或照射激光等過嚴酷的條件下，容易促進氧化，但若是這種無機氧化物的微粒子，則可防止氧化引起的惡化。
另外，為了防止其它因素引起的樹脂氧化，不用說，也可添加抗氧化劑。并且，作為基本材料的塑料樹脂最好適當采用特愿2002-308933號、特愿2002-309040號、特愿2002-308964號等中所述的樹脂。
下面，說明成型本實施方式的對物光學元件的方法。如上所述，就使粒子分散到微粒樹脂中的技術，已知讓粒子具有電荷的方法。
例如，將板狀的塑料樹脂填充在容器中，使粒子注入該容器內、分散，加熱該容器內，使塑料樹脂熔融。此時，分散了的粒子被分散到熔融的塑料樹脂中。此時，為了防止沉淀，也可攪拌、或施加電場、磁場，或提供超聲波。
另外，還考慮在使熔融的塑料樹脂射出成型時，使用在嵌攪拌器等來添加粒子的方法。此時，因為在線上混合成螺旋狀，所以能很好地形成分散狀態(tài)。
這里，在使分散了微粒子的塑料樹脂一端冷卻、固化之后，再次熔融并射出成型時，利用再加熱、再熔融，分散狀態(tài)變化，或在粒子周邊的樹脂中產(chǎn)生微小的燒結，所以不好。尤其是在產(chǎn)生燒結的情況下，燒結的部位，光線透過率會下降，擔心不能用作光學元件。
因此，最好使塑料樹脂一次熔融，并且邊使粒子分散，邊保持熔融并且分散的狀態(tài)不變，得到成型品。即，最好在使直徑為小于或等于30納米的粒子分散到熔融狀態(tài)的塑料樹脂中之后，保持熔融狀態(tài)不變地流入模具內，得到成型品。
在以上的實施方式中，作為高密度光盤的實例，例如BD，但即便是HD-DVD，也可同樣互換地執(zhí)行信息的記錄/再現(xiàn)。另外，在下述的實施例1-4中，物鏡的周邊區(qū)域是沒有衍射構造的非球面，當規(guī)定波長的光束通過時，僅由折射作用產(chǎn)生閃光，形成適當?shù)木酃夤獍?，但為了避免閃光的壞影響并積極地執(zhí)行開口限制，如實施例5所示，也可在這里設置衍射構造。
(實施例1)下面說明實施例。實施例1是適合于圖1所示的光拾取裝置之對物光學元件。表1示出實施例1的透鏡數(shù)據(jù)。另外，此后(包含表的透鏡數(shù)據(jù))，用E(例如2.5E-3)來表示10的方次(例如2.5×10-3)。
實施例1 透鏡數(shù)據(jù)物鏡的焦距 f1＝2.2mmf2＝2.15mmf3＝2.82mm像面?zhèn)葦?shù)值孔徑 NA10.85 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30

*di′表示從第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.398mm)非球面系數(shù)κ-6.6732E-01A4 7.3613E-03A6 3.0191E-03A8 -6.2762E-04A10 2.6178E-04A12 4.8457E-05A14-1.4395E-05A18-3.5924E-06A18-1.5168E-06A20 1.0180E-08光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波長658nm)C2 -1.8828E-02C4 -2.8988E-03C6 -1.3584E-05C8 -2.5296E-04C10 1.3257E-05第2′面(1.3696mm＜h)非球面系數(shù)κ-6.6732E-01A4 7.3813E-03A8 3.0191E-03A8 -6.2762E-04A10 2.6178E-04A12 4.8457E-05A14-1.4395E-05A16-3.5924E-08A18-1.5168E-08A20 1.0180E-08第3面(0mm≤h≤0.76mm)非球面系數(shù)κ-2.7335E+01A4 1.2205E-01A6 -1.5468E-01A8 1.1638E-01A10-4.2162E-02A12 5.8170E-03光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次CD1次 制造波長785nm)C2 1.1277E-01C4 -1.8571E-01C6 2.8084E-01C8 -3.0947E-01C10 1.5463E-01第3′面(0.75mm＜h)非球面系數(shù)κ-2.7335E+01A4 1.2205E-01A6 -1.5468E-01A8 1.1636E-01A10-4.2162E-02A12 5.8170E-03
本實施例的對物光學元件在第1位層構造和第2位層構造中使用重疊型衍射構造。另外，對物光學元件的光學面分別形成為通過將表1所示的系數(shù)代入算式3中的算式來規(guī)定的、繞光軸軸對稱的非球面。
式3X(h)=(h2/r)1+1-(1+κ)(h/r)2+Σi=010A2ih2i]]>這里，X(h)是光軸方向的軸(將光的前進方向設為正)，k為圓錐系數(shù)，A2I為非球面系數(shù)，h為距光軸的高度。
另外，利用衍射構造對各波長的光束提供的光路長度由將表1所示的系數(shù)代入算式4的光路差函數(shù)中的算式來規(guī)定。
式4Φ(h)=λ/λB×dor×Σi=06C2ih2i]]>λ為入射光束的波長，λB為制造波長(閃光化波長)，dor為衍射次數(shù)，C2I為光路差函數(shù)的系數(shù)。
(實施例2)實施例2是適合于圖1所示的光拾取裝置之對物光學元件。表2示出實施例2的透鏡數(shù)據(jù)。本實施例的對物光學元件在第1位層構造中使用閃光型衍射構造，在第2位層構造中使用重疊型衍射構造。
實施例2 透鏡數(shù)據(jù)物鏡的焦距f1＝2.2mmf2＝2.29mmf3＝2.81mm像面?zhèn)葦?shù)值孔徑NA10.85 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30

*di′表示從第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.433mm)非球面系數(shù)κ-7.6632E-01A4 -1.5305E-02A8 1.2685E-02A8 -5.8253E-03A10 5.6461E-04A12 1.8930E-04A14-4.4422E-05A16-7.8388E-06A18 2.2392E-06A20 4.4683E-07光路差函數(shù)數(shù)(HD DVD6次 DVD4次 CD3次 制造波長408nm)C2 6.8377E-03C4 -2.3350E-03C6 8.9466E-04C8 -5.5180E-04C10 8.1720E-05第2′面(1.433mm＜h)非球面系數(shù)κ-7.8832E-01A4 -1.5305E-02A8 1.2695E-02A8 -5.8253E-03A10 5.6481E-04A12 1.8930E-04A14-4.4422E-05A18-7.6388E-08A18 2.2382E-08A20 4.4883E-07光路差函數(shù)(HD DVD3次 DVD2次 制造波長408nm)C2 1.3875E-02C4 -4.6700E-03C8 1.7893E-03C8 -1.1032E-03C10 1.8344E-04第3面(0mm≤h≤0.738mm)非球面系數(shù)κ-2.8613E+01A4 2.0406E-01A6 -2.5577E-01A8 1.8888E-01A10-7.0583E-02A12 1.0338E-02光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波長785nm)C2 1.1013E-01C4 -1.7553E-01C6 2.4351E-01C8 -2.3995E-01C10 1.0637E-01第3′面(0.736mm＜h)非球面系數(shù)κ-2.8813E+01A4 2.0408E-01A6 -2.5577E-01A8 1.8888E-01A10-7.0583E-02A12 1.0338E-02
(實施例3)實施例3與圖1所示的光拾取裝置的構成相同，但是適合于代替BD而對HD-DVD記錄和/或再現(xiàn)信息的光拾取裝置之對物光學元件。表3示出實施例3的透鏡數(shù)據(jù)。本實施例的對物光學元件在第1位層構造和第2位層構造中使用重疊型衍射構造。
實施例3 透鏡數(shù)據(jù)物鏡的焦距 f1＝2.2mmf2＝2.00mmf3＝1.69mm像面?zhèn)葦?shù)值孔徑 NA10.65 NA20.65 NA30.51倍率m10 m20 m30

*di′表示從第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.3mm)非球面系數(shù)κ -6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10 -9.1138E-05A121.2044E-04A141.0309E-05A16 -1.0050E-05A18 -1.4460E-05A206.5701E-06光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波長658nm)C2-3.3305E-02C4-2.8706E-03C6 1.8429E-05C8-9.2718E-05C108.8964E-06第2′面(1.3mm＜h)非球面系數(shù)κ -6.4520E-01A4 8.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10 -9.1138E-05A121.2044E-04A141.0309E-05A16 -1.0050E-05A18 -1.4460E-05A206.5701E-06第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系數(shù)κ -3.0933E+01A4 1.8137E-02A6-4.3591E-03A8-2.9782E-04A103.3395E-04A125.6412E-05光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波長785nm)C2-1.2153E-01C4 4.3456E-02C8-2.1003E-02C8 8.2702E-03C10 -1.6107E-03第3′面(0.60mm＜h)非球面系數(shù)κ -3.0933E+01A4 1.9137E-02A6-4.3581E-03A8-2.9782E-04A103.3395E-04A125.8412E-05
(實施例4)實施例4與圖1所示的光拾取裝置的構成相同，但是適合于代替BD而對HD-DVD記錄和/或再現(xiàn)信息的光拾取裝置之對物光學元件。表4示出實施例4的透鏡數(shù)據(jù)。本實施例的對物光學元件在第1位層構造中使用閃光型衍射構造，在第2位層構造中使用重疊型衍射構造。
實施例4 透鏡數(shù)據(jù)物鏡的焦距f1＝2.2mmf2＝2.31mmf3＝1.74mm像面?zhèn)葦?shù)值孔徑NA10.65 NA20.61 NA30.51倍率 m10 m20 m30

*di′表示從第di面至第d′面的位移。
第2面非球面系數(shù)κ-6.1907E-01A4 8.5993E-03A6 2.7776E-03A8 2.7481E-04A10-1.7620E-05A12 1.7408E-04A14 2.8144E-05A16-8.5368E-06A18-2.1074E-05A20 1.1988E-05光路差函數(shù)(HD DVD2次 DVD1次 CD1次 制造波長408nm)C2 -1.3357E-02C4 -4.0635E-04C6 1.9526E-04C8 -2.9677E-05C10 3.3852E-06第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系數(shù)κ-5.8832E+01A4 2.0756E-02A6 -4.3165E-03A8 3.0358E-04A10 1.5853E-03A12-8.0091E-05光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波長785nm)C2 -1.1125E-01C4 3.4458E-02C6 -1.6304E-02C8 6.5328E-03C10-1.5883E-03第3′面(0.80mm＜h)非球面系數(shù)κ-5.8832E+01A4 2.0756E-02A6 -4.3165E-03A8 3.0358E-04A10 1.5853E-03A12-8.0091E-05
(實施例5)實施例5與圖1所示的光拾取裝置的構成相同，但是適合于代替BD而對HD-DVD記錄和/或再現(xiàn)信息的光拾取裝置之對物光學元件。表5示出實施例5的透鏡數(shù)據(jù)。本實施例的對物光學元件在第1位層構造和第2位層構造中使用重疊型衍射構造。
實施例5 透鏡數(shù)據(jù)物鏡的焦距f1＝2.2mmf2＝2.00mmf3＝1.59mm像面?zhèn)葦?shù)值孔徑NA10.65 NA20.65 NA30.51倍率 m10 m20 m30

*di′表示從第di面至第d′面的位移。
第2面(0mm≤h≤1.3mm)非球面系數(shù)κ-6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10-9.1138E-05A12 1.2044E-04A14 1.0309E-05A16-1.0050E-05A18-1.4480E-05A20 6.5701E-08光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD1次 CD0次 制造波長658nm)C2 -3.3305E-02C4 -2.6708E-03C6 1.6429E-05C8 -8.2718E-05C10 8.8964E-06第2′面(1.3mm＜h)非球面系數(shù)κ-6.4520E-01A4 6.8025E-03A6 3.0191E-03A8 2.4474E-04A10-9.1138E-05A12 1.2044E-04A14 1.0309E-05A16-1.0050E-05A18-1.4460E-05A20 8.5701E-08第3面(0mm≤h≤0.60mm)非球面系數(shù)κ-3.0933E+01A4 1.9137E-02A6 -4.3591E-03A8 -2.9782E-04A10 3.3395E-04A12 5.6412E-05光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波長785mm)C2 -1.2153E-01C4 4.3456E-02C6 -2.1003E-02C8 8.2702E-03C10-1.6107E-03第3面(0.60mm＜h)非球面系數(shù)κ-3.0933E+01A4 1.9137E-02A6 -4.3591E-03A8 -2.9782E-04A10 3.3395E-04A12 5.6412E-05光路差函數(shù)(HD DVD0次 DVD0次 CD1次 制造波長785nm)C2 -6.6094E-02C4 2.9813E-02C6 8.1836E-03C8 -1.1065E-03C10-2.8721E-0權利要求
1.一種光拾取裝置，具有射出波長為λ1的第1光束的第1光源；射出波長為λ2(λ2＞λ1)的第2光束的第2光源；射出波長為λ3(λ3＞λ2)的第3光束的第3光源；和聚光光學系統(tǒng)，使所述第1光束聚光到保護基板厚度為t1的第1光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第2光束聚光到保護基板厚度為t2(t1≤t2)的第2光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第3光束聚光到保護基板厚度為t3(t2＜t3)的第3光信息記錄媒體的信息記錄面上，其中通過將來自所述光源的光束經(jīng)所述聚光光學系統(tǒng)聚光到所述光信息記錄媒體的信息記錄面上，來執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)，其特征在于所述聚光光學系統(tǒng)包括單片透鏡的對物光學元件，該對物光學元件是為所述第1至第3光信息記錄媒體所共用的對物光學元件，在光源側具有第1相位構造，在光信息記錄媒體側具有第2相位構造，并且至少一個面為非球面；耦合透鏡，為了使至少來自所述第1光源的射出光束以無限平行光的方式入射到所述對物光學元件，并使來自所述第2光源和第3光源的射出光束以無限平行光或弱有限發(fā)散光的方式入射到所述對物光學元件，而為所述第1光源至第3光源中的每一個獨立或共同使用；和補償元件，配置在使至少從所述第1光源射出的光束通過且到達所述對物光學元件為止的光路中，其中，使從所述第1光源射出的光束僅通過所述非球面所具有的折射作用、或通過該折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第2光源射出的光束通過所述非球面所具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第3光源射出的光束通過所述非球面所具有的折射作用與由所述第1相位構造和所述第2相位構造中的至少一方提供的光學作用的組合，在所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑。
2.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述補償元件為溫度補償元件。
3.根據(jù)權利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于所述溫度補償元件通過使至少一個光學元件沿光軸方向移動，來補償由溫度變化而產(chǎn)生的球面像差。
4.根據(jù)權利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于所述溫度補償元件具有補償由溫度變化而產(chǎn)生的球面像差的光學功能面。
5.根據(jù)權利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于所述溫度補償元件包含僅使來自所述第1光源的光束通過的耦合透鏡。
6.根據(jù)權利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于所述溫度補償元件包含使來自所述第1光源至所述第3光源的光束中的任意至少兩個通過的耦合透鏡。
7.根據(jù)權利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于所述溫度補償元件包含光束擴展器光學系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述補償元件為色差補償元件。
9.根據(jù)權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于所述色差補償元件通過使至少一個光學元件沿光軸方向移動來補償色差。
10.根據(jù)權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于所述色差補償元件具有補償色差的光學功能面。
11.根據(jù)權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于所述色差補償元件包含僅使來自所述第1光源的光束通過的耦合透鏡。
12.根據(jù)權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于所述色差補償元件包含使來自所述第1光源至所述第3光源的光束中的任意至少兩個通過的耦合透鏡。
13.根據(jù)權利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于所述色差補償元件包含光束擴展器光學系統(tǒng)。
14.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段僅被移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，由該第1相位構造的各圖案內的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整數(shù)倍。
15.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造是鋸齒狀衍射構造。
16.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造是光路差賦予構造。
17.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第2相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段僅被移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，由該第2相位構造的各圖案內的段差附加于λ1光束上的光路差是λ1的整數(shù)倍。
18.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第2相位構造是鋸齒狀衍射構造。
19.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第2相位構造是光路差賦予構造。
20.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造對入射的波長為λ1的光束和波長為λ3的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ2的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1和所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或由來自第1光源的光束的波長λ1與來自第2光源的光束的波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造對入射的波長為λ1的光束和波長為λ2的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ3的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1和所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
21.根據(jù)權利要求20所述的光拾取裝置，其特征在于在所述第1相位構造與所述第2相位構造是重疊型衍射構造的情況下，由所述重疊型衍射構造的圖案中的段差而附加于所述波長為λ1的光束上的光路差是所述波長λ1的整數(shù)倍。
22.根據(jù)權利要求21所述的光拾取裝置，其特征在于沿基礎非球面來形成在所述第1相位構造與所述第2相位構造的各圖案中所形成的水平面。
23.根據(jù)權利要求22所述的光拾取裝置，其特征在于形成所述第1相位構造與所述第2相位構造的基礎非球面，以使在利用所述波長為λ1的光束經(jīng)所述厚度為t1的保護基板在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，球面像差最佳。
24.根據(jù)權利要求21所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的材料形成，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為2。
25.根據(jù)權利要求21所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的材料形成，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
26.根據(jù)權利要求21所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件具有使阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的第1材料與阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的第2材料沿光軸方向接合的結構，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面，第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
27.根據(jù)權利要求21所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件具有使阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的第1材料與阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的第2材料沿光軸方向接合的結構，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第1相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為5，所述第2相位構造形成于所述第1材料與所述第2材料的界面，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3、4、5中的任一個。
28.根據(jù)權利要求20所述的光拾取裝置，其特征在于形成所述第1相位構造與所述第2相位構造的光學面被分割成包含光軸的中央?yún)^(qū)域與包圍中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，所述第1相位構造與所述第2相位構造分別形成于中央?yún)^(qū)域中。
29.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生偶數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或由來自第1光源的光束的波長λ1與來自第2光源的光束的波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造對入射的波長為λ1的光束與波長為λ2的光束不發(fā)揮衍射效應，對入射的波長為λ3的光束發(fā)揮衍射效應，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
30.根據(jù)權利要求29所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生次數(shù)為8次、6次、2次之一的衍射光。
31.根據(jù)權利要求30所述的光拾取裝置，其特征在于在所述第2相位構造是重疊型衍射構造的情況下，由所述重疊型衍射構造的圖案中的段差而附加于所述波長為λ1的光束上的光路差是所述波長λ1的整數(shù)倍。
32.根據(jù)權利要求31所述的光拾取裝置，其特征在于沿基礎非球面來形成在所述第2相位構造的各圖案中所形成的水平面。
33.根據(jù)權利要求31所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的材料形成，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為2。
34.根據(jù)權利要求31所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的材料形成，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
35.根據(jù)權利要求31所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件具有使阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的第1材料與阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的第2材料沿光軸方向接合的結構，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面，第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3或4。
36.根據(jù)權利要求31所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件具有使阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的第1材料與阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的第2材料沿光軸方向接合的結構，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第1材料與所述第2材料的界面上，所述第2相位構造的各圖案內的水平面數(shù)量為3、4、5之一。
37.根據(jù)權利要求29所述的光拾取裝置，其特征在于形成所述第2相位構造的光學面被分割成包含光軸的中央?yún)^(qū)域與包圍中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，所述第2相位構造形成于中央?yún)^(qū)域中。
38.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生偶數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第2光信息記錄媒體的保護基板厚度t2的厚度差異引起的球面像差、或由來自第1光源的光束的波長λ1與來自第2光源的光束的波長λ2的波長差引起的球面像差，所述第2相位構造在所述波長為λ1的光束入射時產(chǎn)生奇數(shù)次數(shù)的衍射光，補償由所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1與所述第3光信息記錄媒體的保護基板厚度t3的厚度差異引起的球面像差。
39.根據(jù)權利要求38所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生次數(shù)為8次、6次、2次之一的衍射光，所述第2相位構造在所述波長為λ1的光束入射時，產(chǎn)生次數(shù)為9次、7次、5次、3次之一的衍射光。
40.根據(jù)權利要求38所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由物鏡的阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的材料形成。
41.根據(jù)權利要求38所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件具有使阿貝數(shù)νd在40～80的范圍內的第1材料與阿貝數(shù)νd在20～40的范圍內的第2材料沿光軸方向接合的結構，所述第1相位構造形成于所述第1材料的表面，所述第2相位構造形成于所述第2材料的表面。
42.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于使從所述第1光源射出的光束僅通過所述非球面的折射作用而在所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第2光源射出的光束通過所述非球面的折射作用和基于所述第1相位構造的作用，在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，使從所述第3光源射出的光束通過所述非球面的折射作用和基于所述第2相位構造的作用，在所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑。
43.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1相位構造對所述波長為λ1的光束產(chǎn)生n1次的衍射光，對所述波長為λ2的光束產(chǎn)生n2次的衍射光，對所述波長為λ3的光束產(chǎn)生n3次的衍射光，所述第2相位構造對所述波長為λ1的光束產(chǎn)生m1次的衍射光，對所述波長為λ2的光束產(chǎn)生m2次的衍射光，對所述波長為λ3的光束產(chǎn)生m3次的衍射光，其中，n1～n3、m1～m3為自然數(shù)，且n1≠n2，n1≠n3，m1≠m2，m1≠m3。
44.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述波長λ1為380nm＜λ1＜420nm，所述波長λ2為630nm＜λ2＜680nm，所述波長λ3為760nm＜λ3＜830nm。
45.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述第1光信息記錄媒體的保護基板厚度t1為0.1mm或0.6mm。
46.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于設置溫度補償元件，用以在使用所述波長為λ2的光束在所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上進行信息的記錄和/或再現(xiàn)時，補償基于由所述對物光學元件的溫度變化引起的折射率變化的球面像差。
47.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由低融點玻璃制成。
48.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件由樹脂制成。
49.根據(jù)權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件使樹脂層貼合在玻璃制的透鏡表面，在所述樹脂層的表面上形成所述第1相位構造或所述第2相位構造。
50.根據(jù)權利要求48所述的光拾取裝置，其特征在于所述樹脂使直徑小于或等于30nm的粒子分散。
51.根據(jù)權利要求50所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件|A|＜8×10-5其中，A為由下式表示的值，[式1]A=(n2+2)(n2-1)6n{(-3α)+1[R]∂[R]∂t}]]>α線膨脹系數(shù)，[R]分子折射。
52.根據(jù)權利要求51所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件|A|＜6×10-5。
53.根據(jù)權利要求51所述的光拾取裝置，其特征在于所述對物光學元件滿足以下條件0＜A＜8×10-4。
54.根據(jù)權利要求50所述的光拾取裝置，其特征在于所述粒子是無機材料。
55.根據(jù)權利要求54所述的光拾取裝置，其特征在于所述無機材料是氧化物。
56.根據(jù)權利要求55所述的光拾取裝置，其特征在于所述氧化物為飽和氧化狀態(tài)。
57.根據(jù)權利要求50所述的光拾取裝置，其特征在于向所述樹脂中添加抗氧化劑。
58.根據(jù)權利要求50所述的光拾取裝置，其特征在于所述樹脂與所述粒子的體積比為9∶1或3∶2。
59.一種光拾取裝置的對物光學元件，通過使從第1光源射出的第1波長λ1的第1光束在保護基板厚度為t1的第1光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，來執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過使從第2光源射出的第2波長λ2(λ1＜λ2)的第2光束在保護基板厚度為t2(t1≤t2)的第2光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，來執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，通過使從第3光源射出的第3波長λ3(λ2＜λ3)的第3光束在保護基板厚度為t3(t2＜t3)的第3光信息記錄媒體的信息記錄面上形成聚光光斑，來執(zhí)行信息的再現(xiàn)和/或記錄，其特征在于所述對物光學元件是為所述第1至第3光信息記錄媒體所共同使用的對物光學元件，是具有第1相位構造和第2相位構造兩個相位構造、并且至少一個面為非球面的1組結構的對物光學元件，所述第1光束至所述第3光束中的任一光束的光利用效率小于或等于50％。
60.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述光利用效率小于或等于50％的光束為所述第3光束，所述第1光束和所述第2光束的光利用效率均大于或等于75％。
61.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述第1相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段僅被移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，該重疊型衍射構造具有不使所述第1光束與所述第3光束發(fā)生衍射、而使所述第2光束發(fā)生衍射的衍射作用的波長選擇性。
62.根據(jù)權利要求61所述的對物光學元件，其特征在于由所述重疊型衍射構造的一個段差而附加于所述第1光束上的光路差為2×λ1。
63.根據(jù)權利要求62所述的對物光學元件，其特征在于所述規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)為5。
64.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述第1相位構造是鋸齒狀衍射構造，在設具有所述第1光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor1、具有所述第2光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor2、具有所述第3光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor3時，在滿足下式的同時，所述對物光學元件使所述第1光束的所述dor1次衍射光聚光到所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上、使所述第2光束的所述dor2次衍射光聚光到所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上、使所述第3光束的所述dor3次衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上，dor1＞dor2≥dor3，其中，dor1為偶數(shù)。
65.根據(jù)權利要求64所述的對物光學元件，其特征在于所述衍射次數(shù)dor1為2，所述衍射次數(shù)dor2為1，所述衍射次數(shù)dor3為1。
66.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述第2相位構造是重疊型衍射構造，該重疊型衍射構造將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，且按每個規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)，使段僅被移位對應于該水平面數(shù)量的段數(shù)的高度，該重疊型衍射構造具有不使所述第1光束與所述第2光束發(fā)生衍射、而使所述第3光束發(fā)生衍射的衍射作用的波長選擇性。
67.根據(jù)權利要求66所述的對物光學元件，其特征在于由所述重疊型衍射構造的一個段差而附加于所述第1光束上的光路差為5×λ1。
68.根據(jù)權利要求67所述的對物光學元件，其特征在于所述規(guī)定的水平面?zhèn)€數(shù)為2。
69.根據(jù)權利要求68所述的對物光學元件，其特征在于在所述第3光束入射到所述重疊型衍射構造的情況下，其光量基本上被分配給兩個衍射光，所述對物光學元件使所述兩個衍射光中、焦點位置遠離所述對物光學元件的一方的衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上。
70.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述第2相位構造是鋸齒狀衍射構造，在設具有所述第1光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor1’、具有所述第2光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor2’、具有所述第3光束入射到所述鋸齒衍射構造時所產(chǎn)生的衍射光中的最大衍射光量的衍射次數(shù)為dor3’時，在滿足下式的同時，所述對物光學元件使所述第1光束的所述dor1’次衍射光聚光到所述第1光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第2光束的所述dor2’次衍射光聚光到所述第2光信息記錄媒體的信息記錄面上，使所述第3光束的所述dor3’次衍射光聚光到所述第3光信息記錄媒體的信息記錄面上，dor1’＞dor2’≥dor3’，其中，dor1’為奇數(shù)。
71.根據(jù)權利要求70所述的對物光學元件，其特征在于所述衍射次數(shù)dor1’為3，所述衍射次數(shù)dor2’為2，所述衍射次數(shù)dor3’為2。
72.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于所述第1相位構造形成于光源側的光學面上，所述第2相位構造形成于光信息記錄媒體側的光學面上。
73.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于在設針對所述第1波長的設計倍率為m1、針對所述第2波長的設計倍率為m2、針對所述第3波長的設計倍率為m3時，滿足以下條件，m1＝m2＝0-0.15≤m3≤0。
74.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于由轉變點Tg小于或等于400度的低融點玻璃制成。
75.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于由樹脂制成。
76.根據(jù)權利要求59所述的對物光學元件，其特征在于使樹脂層貼合在玻璃制的透鏡表面上，在所述樹脂層的表面上形成所述第1相位構造或所述第2相位構造。
77.根據(jù)權利要求75所述的對物光學元件，其特征在于伴隨溫度變化的折射率變化率的符號與所述樹脂相反，使直徑小于或等于30nm的粒子分散到所述樹脂中。
全文摘要
提供一種可實現(xiàn)構造簡化、低成本化的光拾取裝置和對物光學元件，該光拾取裝置裝載如下對物光學元件，該對物光學元件具有相位構造，可對包含使用藍紫色激光器光源的高密度光盤和DVD及CD的記錄密度不同之3種盤適當?shù)貓?zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。當在入射BD用的第1光束或DVD用的第2光束之對物光學元件OL中因溫度變化產(chǎn)生折射率變化的情況下，通過利用致動器AC2與之對應地使作為溫度補償元件的光束擴展器EXP之透鏡L1沿光軸方向移動，可補償產(chǎn)生的球面像差。
文檔編號G11B7/1374GK1767021SQ20051009998
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權日2004年9月15日
發(fā)明者木村徹, 新勇一, 池中清乃, 荻原賢治, 野村英司 申請人:柯尼卡美能達精密光學株式會社