專利名稱：物鏡及采用該物鏡的光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將波長不同的多個激光會聚于對應(yīng)光盤的物鏡及包括該物鏡的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
用作信息記錄介質(zhì)的光盤存在多種格式，針對每種格式使用的激光、記錄密度、 覆蓋信息記錄層的覆蓋層的厚度不同。具體地講，現(xiàn)狀為使用⑶(Compact Disc)格式、 DVD (Digital Video Disk)格式、BD (Blu-ray Disc)格式的光盤。為了減少零件件數(shù)，優(yōu)選利用一個物鏡應(yīng)對三種格式的光盤。但是，由于在各種格式的盤中產(chǎn)生的球面像差、彗差、色像差等的產(chǎn)生條件不同，因此，開發(fā)考慮到這些條件的物鏡并不容易。作為該應(yīng)對方法，例如進行以下所示的專利文獻1及專利文獻2所示的嘗試。在專利文獻1中，公開有一種能夠使用物鏡的折射作用來應(yīng)對BD、DVD及HDDVD格式的光盤的光拾取裝置。具體地講，參照該文獻的段落編號W046]
,WHHDDVD 格式和DVD格式下的RMS波像差變小的方式設(shè)計透鏡的形狀。另外，關(guān)于CD格式，通過像
段落所述的那樣地調(diào)整入射的入射光發(fā)散的程度，來減小該格式的RMS波像差。在專利文獻2中公開有這樣的事項，S卩，通過利用因激光的波長不同而產(chǎn)生的色像差抵消因光盤覆蓋層的厚度不同而產(chǎn)生的球面像差，來改善作為物鏡整體的像差。具體地講，參照該文獻的W027] W032]段落，通過將透鏡的面形狀做成規(guī)定形狀，能夠使CD 格式的激光產(chǎn)生的波像差的值和DVD格式的激光產(chǎn)生的波像差的值為規(guī)定值。專利文獻1 日本特許第4531649號公報專利文獻2 日本特開2010-20899號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在上述專利文獻1所述的發(fā)明的情況下，由于將CD格式的激光做成有限系統(tǒng)，因此，需要用于將CD格式的激光做成有限系統(tǒng)的光學(xué)元件。因而，構(gòu)成光拾取裝置的光學(xué)元件的數(shù)量增多，有可能導(dǎo)致成本升高。另外，專利文獻2所述的發(fā)明涉及一種使DVD格式和CD格式這兩種格式的激光會聚的物鏡。因而，將該文獻所述的發(fā)明原封不動地應(yīng)用于覆蓋信息記錄層的覆蓋層的厚度極薄的BD格式的光盤是非常困難的。并且，也提出了一種這樣的方法，即，提供一種通過使物鏡帶有衍射效果而相對于多波長的激光具有兼容性的物鏡。但是，存在由應(yīng)用衍射效果的物鏡會聚的激光的強度降低、讀取精度降低的危險性。本發(fā)明即是鑒于上述問題而做成的。本發(fā)明的目的在于提供將波長不同的多個激光良好地會聚于光盤的信息記錄層的物鏡及包括該物鏡的光拾取裝置。
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用于解決問題的方案本發(fā)明是一種物鏡，該物鏡使具有第1波長的第1激光會聚于第1光盤的信息記錄層，使具有比上述第1波長長的第2波長的第2激光會聚于覆蓋層比上述第1光盤的覆蓋層厚的第2光盤的信息記錄層，使具有比上述兩激光的波長長的第3波長的第3激光會聚于覆蓋層比上述兩光盤的覆蓋層厚的第3光盤的信息記錄層，其特征在于，該物鏡包括將上述第1激光會聚于上述第1光盤的信息記錄層、將上述第2激光會聚于上述第2光盤的信息記錄層以及將上述第3激光會聚于上述第3光盤的信息記錄層的中央部附近的中央?yún)^(qū)域；在上述中央?yún)^(qū)域中，設(shè)有基于上述第1激光的波長來計算臺階高度的環(huán)帶臺階，并設(shè)有使上述第1激光和上述第2激光這兩者產(chǎn)生像差的面形狀。另外，本發(fā)明的光拾取裝置包括該結(jié)構(gòu)的物鏡。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，在物鏡的中央部附近設(shè)有使第1激光、第2激光和第3激光會聚的中央?yún)^(qū)域。而且，為了校正第2激光產(chǎn)生的球面像差，設(shè)置具有以第1激光的波長計算的高度的環(huán)帶臺階。并且，將該區(qū)域的表面形狀做成第1激光和第2激光這兩者產(chǎn)生像差的形狀。 由此，雖然第1激光產(chǎn)生一些像差，但是第2激光產(chǎn)生的像差進一步降低，因此，能夠整體改
善產(chǎn)生的像差。另外，在本發(fā)明中，不是利用衍射作用、而是利用折射作用將各激光會聚于光盤的信息記錄面，因此，光量的損失變小，讀取的精度上升。


圖1是表示本發(fā)明的物鏡的圖，其中，(A)是表示物鏡的剖視圖，(B)是用于表示設(shè)置在物鏡中的各區(qū)域的表。圖2是表示本發(fā)明的物鏡會聚激光的狀態(tài)的圖，其中，(A)表示會聚BD格式的激光的狀態(tài)，(B)表示會聚DVD格式的激光的狀態(tài)，(C)表示會聚CD格式的激光的狀態(tài)。圖3是表示使用本發(fā)明的物鏡在BD格式中產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖，其中，(A)是表示由光路長度差計算的像差的圖，(B)是表示實質(zhì)上產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖。圖4是表示使用本發(fā)明的物鏡在DVD格式中產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖，其中，(A)是表示由光路長度差計算的像差的圖，(B)是表示實質(zhì)上產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖。圖5是表示使用本發(fā)明的物鏡在⑶格式中產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖，其中，(A)是表示由光路長度差計算的像差的圖，(B)是表示實質(zhì)上產(chǎn)生的像差的坐標(biāo)圖。圖6的㈧ ⑶是表示決定本發(fā)明的物鏡的特性和形狀時所使用的參數(shù)的表， 圖6的(E)是說明圖6的(A)等所示的參數(shù)的圖。圖7是表示決定本發(fā)明的形狀時所使用的參數(shù)的表，其中，(A)表示規(guī)定設(shè)有環(huán)帶的透鏡面的形狀的參數(shù)，(B)表示規(guī)定未形成環(huán)帶的透鏡面的參數(shù)。圖8是表示本發(fā)明的物鏡所具有的環(huán)帶臺階的圖。圖9是表示包括本發(fā)明的物鏡的光拾取裝置的圖。
具體實施例方式參照圖1說明本實施方式的物鏡10。圖1的㈧是整體地表示物鏡10的剖視圖，圖1的(B)是表示形成在物鏡10中的各區(qū)域的特性的表。物鏡10包括第1透鏡面IOA和第2透鏡面10B，在使用狀況下，以從第1透鏡面 IOA側(cè)通過第2透鏡面IOB的方式照射激光。另外，物鏡10由塑料或者玻璃構(gòu)成。在本實施方式中，物鏡10將波長不同的多個激光會聚于光盤的信息記錄層中。 具體地講，物鏡 10 將 BD(Blu-ray Disc)格式、DVD(Digital Versatile Disk)格式及 ⑶(Compact Disk)格式的激光會聚于與各格式相對應(yīng)的光盤的信息記錄層中。在此，BD格式的激光的波長為藍(lán)紫色(藍(lán)色)波段395nm 420nm(例如405nm)， DVD格式的激光的波長為紅色波段645nm 675nm(例如655nm)，⑶格式的激光的波長為紅夕卜波段765nm 805nm(例如785nm)。另外，在本實施方式中，入射到物鏡10的激光是平行光或者近似平行光。平行光用于具有單層信息記錄層的各格式的光盤。近似平行光的激光用于具有多層信息記錄層的 BD格式或者DVD格式的光盤。該事項的詳細(xì)內(nèi)容見后述。在本實施方式的物鏡10中，第1透鏡面IOA以環(huán)帶狀被分割為多個區(qū)域，在各區(qū)域中利用折射作用將規(guī)定的激光會聚于光盤的信息記錄層中。具體地講，物鏡10的第1透鏡面IOA從中央朝向外側(cè)地以環(huán)帶狀被分割為第1區(qū)域Fl 第6區(qū)域F6。而且，如后所述， 以各格式的激光產(chǎn)生的像差變少的方式?jīng)Q定各區(qū)域的面形狀及形成的環(huán)帶的臺階高度。第1區(qū)域Fl是配置在物鏡10的第1透鏡面IOA的中央部附近的圓形區(qū)域，其用于將BD、DVD、⑶各格式的激光會聚于對應(yīng)光盤的信息記錄層中。另外，第1區(qū)域Fl以圓形形成在從物鏡10的中心到0. 5928mm的區(qū)域中，形成由環(huán)帶臺階劃分的環(huán)帶。在此，形成具有正的臺階高度的環(huán)帶臺階。在本實施方式中，環(huán)帶臺階高度將入射到物鏡10的激光的行進方向表示為正。因而，在設(shè)置具有正的臺階高度的環(huán)帶臺階的情況下，在該臺階的外側(cè)物鏡10變薄。另一方面，在環(huán)帶臺階高度為負(fù)的情況下，在該臺階的外側(cè)物鏡變厚。第1區(qū)域Fl是這樣地會聚BD、DVD、⑶各格式的激光的區(qū)域，以在BD格式及DVD 格式下產(chǎn)生的波像差變小的方式?jīng)Q定該區(qū)域的曲面形狀。其理由在于，波像差對通過會聚形成的光斑直徑較小的BD格式及DVD格式的激光產(chǎn)生的不良影響大于波像差對CD格式的激光產(chǎn)生的不良影響。在第1區(qū)域Fl中形成有一個環(huán)帶。即，在第1區(qū)域Fl中，由環(huán)帶臺階劃分出圓形的區(qū)域和其周圍的環(huán)帶部分。在此，以由物鏡10產(chǎn)生的色像差來校正由設(shè)置于DVD格式的光盤中的覆蓋層產(chǎn)生的球面像差的方式?jīng)Q定形成的環(huán)帶數(shù)量及環(huán)帶寬度。利用下式1計算形成在第1區(qū)域Fl中的環(huán)帶臺階高度D。式 1 D = m · λ (η_1)在此，m是1以上的整數(shù)，η是物鏡的折射率，λ是激光的波長。另外，參照圖6及圖7之后說明實際的物鏡10的設(shè)計所使用的詳細(xì)的值。在本實施方式中，作為形成在第1區(qū)域Fl中的環(huán)帶臺階的臺階高度D的計算所使用的波長λ，采用BD格式的激光的波長(405nm)。具體地講，作為上述的式1的m值采用 8，作為BD格式的波長下的物鏡的折射率η采用1.558701。由此，臺階的有無不會影響B(tài)D 激光的實質(zhì)的波像差。另一方面，對于DVD格式的激光，因設(shè)置環(huán)帶臺階而產(chǎn)生的相位錯位并不是波長的整數(shù)倍。因而，通過在第1區(qū)域F 1中設(shè)置環(huán)帶臺階，DVD格式的激光產(chǎn)生色像差，利用該色像差來校正光盤的覆蓋層產(chǎn)生的球面像差。由此，在本實施方式中，DVD格式的激光產(chǎn)生的實質(zhì)的像差降低。使用BD格式的波長來計算臺階高度D的另一個理由在于，利用波長較短的BD格式的激光的波長計算環(huán)帶高度的方式能夠減小環(huán)帶形狀，易于調(diào)整DVD格式的激光產(chǎn)生的像差。第2區(qū)域F2是與第1區(qū)域Fl鄰接地包圍第1區(qū)域Fl周圍的環(huán)帶狀的區(qū)域(R = 0. 5928mm 0. 932mm)，其用于將DVD格式及⑶格式的激光會聚于對應(yīng)格式的光盤的信息記錄層中而形成光斑。在此，DVD格式及⑶格式的激光在第2區(qū)域F2中會聚的點與DVD格式及CD格式的激光在第1區(qū)域Fl中會聚的點相同。即，在各區(qū)域中行走距離一致。該事項在下述的各區(qū)域中是同樣的。另外，入射到該區(qū)域中的BD格式的激光無助于形成光斑。在第2區(qū)域F2中也設(shè)有多個環(huán)帶，由DVD格式的激光的波長計算設(shè)置在各環(huán)帶相互之間的環(huán)帶臺階的臺階高度。在此，形成具有負(fù)的高度的環(huán)帶臺階，成為物鏡的比環(huán)帶臺階靠外側(cè)的部分變厚的截面形狀。通過設(shè)置環(huán)帶臺階而產(chǎn)生色像差，利用該色像差來校正 CD格式的激光產(chǎn)生的球面像差。另外，環(huán)帶臺階的有無基本上不會影響DVD格式的激光產(chǎn)生的像差。在本實施方式中，在第1區(qū)域Fl和第2區(qū)域F2之間設(shè)有臺階。其原因在于，BD格式及DVD格式的激光產(chǎn)生的像差最佳化的第1區(qū)域Fl的最外周部的位置、與DVD格式及⑶ 格式的激光產(chǎn)生的像差最佳化的第2區(qū)域F2的最內(nèi)周部的位置不一致。另外，鑒于同樣的理由，在第2區(qū)域F2和第3區(qū)域F3之間也產(chǎn)生臺階。第3區(qū)域F3是與第2區(qū)域F2相鄰接地包圍第2區(qū)域F2周圍的環(huán)帶狀的區(qū)域(R =0. 932mm 1. 013mm)，其用于將BD格式及DVD格式的激光會聚于對應(yīng)格式的光盤的信息記錄層中而形成光斑。入射到第3區(qū)域F3中的CD格式的激光無助于形成光斑。同樣，入射到比第3區(qū)域F3靠外側(cè)的區(qū)域中的CD格式的激光也無助于形成光斑。在第3區(qū)域F3中設(shè)有三個環(huán)帶，與第1區(qū)域Fl同樣地使用BD格式的激光的波長計算形成在各環(huán)帶相互之間的臺階的臺階高度。因而，在該區(qū)域中，也利用通過設(shè)置環(huán)帶臺階而產(chǎn)生的色像差來校正DVD格式的激光產(chǎn)生的球面像差。第4區(qū)域F4是包圍第3區(qū)域的環(huán)帶狀的區(qū)域(R= 1. 013mm 1. 08mm)，其用于僅將BD格式的激光會聚于對應(yīng)格式的光盤的信息記錄層中而形成光斑。照射到第4區(qū)域 F4中的DVD格式及CD格式的激光無助于形成光斑。因而，不必考慮除BD格式之外的格式 (DVD格式及⑶格式)的激光產(chǎn)生的球面像差，未設(shè)置環(huán)帶臺階。因此，第4區(qū)域F4形成為沒有臺階的連續(xù)的面形狀。該事項在僅將特定格式的激光會聚的以下的第5區(qū)域F5和第 6區(qū)域F6中也是同樣的。該第4區(qū)域F4不必考慮與其他格式的激光的平衡，因此，能夠使產(chǎn)生的像差量極小。通過設(shè)置僅有該BD格式的區(qū)域，能夠改善BD格式的激光在整個物鏡10中產(chǎn)生的像差。在此，理所當(dāng)然，第4區(qū)域F4也可以與第3區(qū)域F3同樣地設(shè)有減小BD格式和DVD 格式這兩者的像差的環(huán)帶。但是，為了更好地降低BD格式的像差，設(shè)置未設(shè)置環(huán)帶臺階這樣的第4區(qū)域F4較佳。第5區(qū)域F5是包圍第4區(qū)域F4的環(huán)帶狀的區(qū)域(R = 1. 08mm 1. 200mm)，其用于僅將DVD格式的激光會聚而形成光斑。會聚于該區(qū)域中的BD格式及CD格式的激光無助于形成光斑。通過設(shè)置作為僅使DVD格式的激光會聚的專用區(qū)域的第5區(qū)域F5，能夠改善 DVD格式的激光產(chǎn)生的像差。其理由與第4區(qū)域F4的情況是同樣的。在此，理所當(dāng)然，第5區(qū)域F5也可以與第3區(qū)域F3同樣地設(shè)有減小BD格式和DVD 格式這兩者的像差的環(huán)帶。但是，為了更好地降低DVD格式的像差，設(shè)置未設(shè)置環(huán)帶臺階這樣的第5區(qū)域F5較佳。另外，第4區(qū)域F4和第5區(qū)域F5這兩者也可以與第3區(qū)域F3同樣地設(shè)有減小BD 格式和DVD格式這兩者的像差的環(huán)帶。但是，為了更好地降低BD格式和DVD格式的像差， 設(shè)置未設(shè)置環(huán)帶臺階這樣的第4區(qū)域F4和第5區(qū)域F5較佳。第6區(qū)域F6是包圍第5區(qū)域F5的環(huán)帶狀的區(qū)域(R = 1. 200mm 1. 510mm)，其是用于與第4區(qū)域F4同樣地僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域。通過在物鏡10的最外周部配置使BD格式的激光會聚的專用區(qū)域，BD格式的激光產(chǎn)生的像差整體更小。參照圖2說明各格式的激光利用物鏡10會聚的狀態(tài)。在此，圖2的㈧是表示利用物鏡10將BD格式的激光會聚于光盤12A的狀態(tài)的剖視圖，圖2的⑶是利用物鏡10將 DVD格式的激光會聚于光盤12A的狀態(tài)的剖視圖，圖2的(C)是利用物鏡10將CD格式的激光會聚于光盤12A的狀態(tài)的剖視圖。在此，在圖2的各圖中，用陰影表示形成光斑的激光所通過的部分。另一方面，對無助于形成光斑的區(qū)域未施加陰影。參照圖2的㈧，從上方照射來的BD格式的激光利用物鏡10會聚于BD格式的光盤12A的信息記錄層14A，形成光斑。在此，覆蓋光盤12A的信息記錄層14A的覆蓋層的厚度Tl例如為0. 1mm。由該圖也可明確，并不是照射到物鏡10的BD格式的激光全部會聚于光盤12A，照射到物鏡10的激光的一部分無助于形成光斑。具體地講，照射到物鏡10的激光中的、照射到區(qū)域F1、F3、F4、F6的激光會聚于光盤12A的信息記錄層14A。另一方面，由于第2區(qū)域 F2僅將DVD格式及CD格式的激光會聚，因此，照射到該區(qū)域的BD格式的激光無助于形成光斑。同樣，由于第5區(qū)域F5僅將DVD格式的激光會聚，因此，照射到該區(qū)域的BD格式的激光無助于形成光斑。在第2區(qū)域F2中BD格式的激光無助于形成光斑的理由如下。S卩，第2區(qū)域F2的形狀被決定為，DVD格式及CD格式的激光的像差最佳化。因而，完全沒有考慮BD格式的激光產(chǎn)生的像差，因此，在通過第2區(qū)域F2的BD格式的激光中產(chǎn)生例如-0. 3 λ左右的相位錯位。結(jié)果，照射到該第2區(qū)域F2的BD格式的激光無助于形成光斑。對于被設(shè)計為僅將 DVD格式的激光會聚的第5區(qū)域F5，鑒于同樣的理由，也無助于形成BD格式的光斑。這樣，區(qū)域F2、F5無助于形成光斑，通過將周邊部的區(qū)域F4、F6做成僅將BD格式的激光會聚的專用區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)超分辯率。因而，能夠使物鏡10的厚度(TlO)小于以往的3波長兼容透鏡的厚度。并且，通過實現(xiàn)該超分辨率，能夠?qū)⑽镧R10端部的厚度Tll確保得較厚。因而，物鏡10通過向形成于模具的模腔中注入樹脂材料而形成，能夠?qū)⑾蚰Ｇ恢凶⑷霕渲牧系臐部诘膶挾却_保得較大來提高作業(yè)性。另外，入射到物鏡10的BD格式的激光的利用效率例如為40%左右，只要是該效率，就能夠良好地讀取信息，只要使用高功率的激光，就也能夠進行寫入。參照圖2的⑶，在照射到物鏡10的DVD格式的激光照射時，照射到區(qū)域Fl、F2、 F3及F5的激光會聚于光盤12Β的信息記錄層14Β，形成光斑。另一方面，由于第4區(qū)域F4是僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，照射到該區(qū)域的DVD格式的激光無助于形成光斑。 同樣，照射到僅將BD格式的激光會聚的第6區(qū)域F6中的DVD格式的激光也無助于形成光斑。通過這樣做，利用DVD格式的激光也能夠?qū)崿F(xiàn)超分辨率，從而能夠得到與上述BD格式的情況同樣的效果。另外，入射到物鏡10的DVD格式的激光的利用效率例如為80%左右，能夠良好地讀取并寫入信息。另外，覆蓋DVD格式的光盤12B的信息記錄層14B的覆蓋層的厚度T2為
0.6mmο參照圖2的(C)，在CD格式的激光照射照射到物鏡10時，僅有照射到第1區(qū)域Fl 及第2區(qū)域F2的激光會聚于光盤12C的信息記錄層14C，形成光斑。另一方面，入射到區(qū)域 F3、F4、F5及F6的⑶格式的激光無助于形成光斑。入射到物鏡10的CD格式的激光的利用效率例如為90%左右，能夠沒有問題地讀取并寫入信息。另外，覆蓋CD格式的光盤12C的信息記錄層14C的覆蓋層的厚度T3為
1.2mm。參照圖3 圖5說明在上述構(gòu)造的物鏡中產(chǎn)生的像差。圖3表示BD格式的激光產(chǎn)生的像差，圖4表示DVD格式的激光產(chǎn)生的像差，圖5表示⑶格式的激光產(chǎn)生的像差。在這些圖的坐標(biāo)圖中，縱軸表示像差的量，橫軸表示光瞳半徑。另外，在各個圖中，(A)表示在該波長下產(chǎn)生的與光路長度差相應(yīng)的像差值，(B)表示用該值減去激光的波長的整數(shù)倍而實質(zhì)上產(chǎn)生的像差值。并且，這些圖所示的像差值是將在物鏡中產(chǎn)生的像差和在覆蓋光盤的信息記錄層的覆蓋層中產(chǎn)生的像差相加而得到的值。參照圖3的(A)，在BD格式的激光中，根據(jù)物鏡的曲面形狀及環(huán)帶高度，像差發(fā)生變化。具體地講，在第1區(qū)域Fl中，在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位，與該環(huán)帶臺階的高度相應(yīng)地產(chǎn)生10λ左右的波像差。但是，由于該環(huán)帶臺階的高度是基于BD格式的激光的波長計算的， 因此，該環(huán)帶臺階的存在不會對BD格式的像差產(chǎn)生很大的影響。另外，在該坐標(biāo)圖中沒有表示第2區(qū)域F2的像差。其理由在于，第2區(qū)域F2是僅將DVD格式及CD格式的激光會聚的區(qū)域，通過了該區(qū)域的BD格式的激光無助于形成光斑。在第3區(qū)域F3中，由于以負(fù)的高度形成有環(huán)帶臺階，因此，根據(jù)該臺階形狀產(chǎn)生負(fù)的像差。由于第4區(qū)域F4和第6區(qū)域F6是僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，能夠設(shè)計成在BD格式的波長下不會產(chǎn)生像差，在這些區(qū)域中產(chǎn)生的像差量極小。另一方面，在第5區(qū)域F5中沒有表示像差的值。其原因在于，該第5區(qū)域F5是僅將DVD格式的激光會聚的區(qū)域，照射到該區(qū)域的BD格式的激光無助于形成光斑。參照圖3的(B)，在第1區(qū)域Fl中，波像差的值隨著自中央部離開而向負(fù)的方向逐漸變大，在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位該值向正的方向變大。而且，波像差的值隨著自中央部離開而再次向負(fù)方向變大。如上所述，位于物鏡10的中央的第1區(qū)域Fl的表面形狀被設(shè)計為，BD格式及DVD 格式的激光產(chǎn)生的波像差變小。換言之，將通過設(shè)置環(huán)帶臺階而殘留的像差分配到BD格式的激光和DVD格式的激光。因而，在第1區(qū)域Fl中BD格式的激光產(chǎn)生的像差不是零，而是
產(chǎn)生一些負(fù)的像差。另外，在第1區(qū)域Fl的內(nèi)部設(shè)有環(huán)帶臺階的部位，BD格式的像差向正方向偏離，其理由如下。首先，由于設(shè)置在中央的第1區(qū)域Fl中的環(huán)帶臺階是利用BD格式的激光的波長來計算的，因此，該臺階的有無基本上不會影響B(tài)D格式的激光產(chǎn)生的像差。但是，為了使第1區(qū)域Fl和第2區(qū)域F2的行走距離一致，調(diào)整表面形狀。結(jié)果，調(diào)整第1區(qū)域Fl的表面形狀，環(huán)帶臺階的高度發(fā)生變化，BD格式的激光產(chǎn)生的像差在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位偏離。由于第2區(qū)域F2是無助于BD格式的激光形成光斑的區(qū)域，因此沒有圖示像差的值。該事項在第5區(qū)域中也是同樣的。第3區(qū)域F 3是使BD格式的激光和DVD格式的激光會聚的區(qū)域，其成為利用BD 格式的激光計算環(huán)帶高度、并由兩格式分配像差的面形狀。結(jié)果，在第3區(qū)域F3中也產(chǎn)生一些負(fù)的像差。另外，與第1區(qū)域F 1同樣，在第3區(qū)域F3中也考慮到與其他區(qū)域的行走距離來調(diào)整表面形狀。結(jié)果，像差值在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位偏離。由于第4區(qū)域F4和第6區(qū)域F6是僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，也能夠設(shè)計為在該區(qū)域中幾乎不產(chǎn)生像差。但是，實際上是在正側(cè)產(chǎn)生一些像差。其原因在于，與第1區(qū)域Fl等同樣，將這些區(qū)域的表面形狀做成與第1區(qū)域Fl等其他區(qū)域行走距離一致的形狀。如上所述，BD格式的激光產(chǎn)生的像差極小，在光盤的覆蓋層為0. 0875mm的條件下，RMS (Root Mean Square)波像差為0. 031m λ RMS。通常，只要按照Marechal評價標(biāo)準(zhǔn)為 0. 07mλ RMS以下就會良好，但在本實施方式中能夠?qū)崿F(xiàn)比該值更小的值。因而，使用本實施方式的物鏡，能夠良好地自BD格式的光盤讀取信息或向BD格式的光盤中寫入信息。參照圖4說明DVD格式的激光產(chǎn)生的像差。在該圖的坐標(biāo)圖中，在將DVD格式的激光會聚的第1區(qū)域F 1 第5區(qū)域F5的范圍內(nèi)表示像差。另外，由于第6區(qū)域F6是僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，照射到該區(qū)域的DVD格式的激光無助于形成光斑。參照圖4的(A)，在DVD格式的激光中，像差也與形成于物鏡的環(huán)帶臺階的高度相應(yīng)地偏離。具體地講，在第1區(qū)域Fl中，在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位，波像差的值變大為5 λ左右。而且，由于在第1區(qū)域Fl和第2區(qū)域F2的交界形成有環(huán)帶臺階，因此，像差與該臺階的高度相應(yīng)地減少。并且，在第2區(qū)域F2中，像差的值與形成的環(huán)帶臺階相應(yīng)地以階梯狀變化。另外，在第3區(qū)域F3中，受到具有以BD格式的波長計算的高度的環(huán)帶臺階的影響， 像差向正方向變化。另一方面，由于第4區(qū)域F4是僅將BD格式的激光會聚而形成光斑的區(qū)域，因此，照射到該區(qū)域的DVD格式的激光無助于形成光斑。另外，由于第5區(qū)域F5是僅將DVD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，在該區(qū)域中產(chǎn)生的像差極小。參照圖4的(B)，如上所述，第1區(qū)域Fl的面形狀基本上被設(shè)計為BD格式的激光的像差變少，因此，DVD格式的激光產(chǎn)生球面像差。具體地講，隨著光瞳半徑變大，該像差向正方向變大。而且，在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位，像差的值向負(fù)方向偏離而被校正。并且，在比環(huán)帶臺階靠外側(cè)的區(qū)域中，像差再次朝向外側(cè)地向正方向變大。這樣，在環(huán)帶臺階的部分像差被向負(fù)方向校正的理由在于，由BD格式的激光的波長來計算該環(huán)帶臺階的高度。另外，由該圖也可明確，在除了像差利用環(huán)帶臺階而向負(fù)方向偏離的部分之外的大部分中，DVD格式的激光產(chǎn)生的像差顯示正值。在本實施方式中，在第1區(qū)域Fl中，如上所述地使BD格式的激光產(chǎn)生的像差的大部分為負(fù)值，而使DVD格式的激光產(chǎn)生的像差的大部分為正值。由此，BD格式及DVD格式這兩種格式產(chǎn)生的像差變小。第2區(qū)域F2如上所述是將DVD格式及CD格式的激光會聚的區(qū)域，其設(shè)有多個環(huán)帶。而且，設(shè)置在該區(qū)域中的環(huán)帶臺階的環(huán)帶高度基于波長比較短的DVD格式的激光的波長來計算。但是，基于做成由CD格式的激光和DVD格式的激光分配像差的面形狀的結(jié)果， 在該區(qū)域中DVD格式的激光也產(chǎn)生一些正方向的像差。另外，為了使與另一區(qū)域的行走距離匹配而調(diào)整表面形狀的結(jié)果，該區(qū)域的環(huán)帶臺階的高度發(fā)生變化，DVD格式的激光的像差在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位偏離。在第3區(qū)域F3中，與第1區(qū)域Fl同樣地基于以BD格式的激光的波長決定環(huán)帶臺階的結(jié)果，DVD格式的激光產(chǎn)生的球面像差利用色像差偏離而被校正。由于第4區(qū)域F4是僅將BD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，入射到該區(qū)域中的DVD 格式的激光無助于形成光斑。因而，在該坐標(biāo)圖中沒有表示第4區(qū)域F4的像差。由于第5區(qū)域F5是僅將DVD格式的激光會聚的區(qū)域，因此，在該區(qū)域中產(chǎn)生的像差極小。在此，在光盤的覆蓋層為0.6mm的條件下，DVD格式的激光產(chǎn)生的RMS波像差為 0. 040m λ RMS，充分滿足上述的Marechal評價標(biāo)準(zhǔn)。參照圖5說明⑶格式的激光產(chǎn)生的像差。在此，表示在第1區(qū)域Fl和第2區(qū)域 F2中產(chǎn)生的像差。另外，由于照射到比第2區(qū)域F2靠外側(cè)的區(qū)域中的CD格式的激光無助于形成光斑，因此，沒有圖示在這些區(qū)域中產(chǎn)生的像差。參照圖5的(A)，在第1區(qū)域Fl中，像差與由BD格式的激光的波長計算的環(huán)帶臺階相應(yīng)地發(fā)生變化。另外，在第2區(qū)域F2中，像差與利用DVD格式的激光的波長計算的環(huán)帶臺階相應(yīng)地發(fā)生變化。參照圖5的⑶所示的像差的有效值，在第1區(qū)域Fl中，雖然在設(shè)有環(huán)帶臺階的部位及其周邊部像差變大一些，但是在該區(qū)域中產(chǎn)生的像差最大為0. 1 λ左右。在第2區(qū)域F2中，由于利用DVD格式的激光的波長來計算環(huán)帶臺階高度，因此，能夠利用物鏡的色像差來校正CD格式的激光產(chǎn)生的球面像差。結(jié)果，顯示這樣像差較小的值。在此，在光盤的覆蓋層的厚度為1. 2mm的條件下，⑶格式的激光產(chǎn)生的RMS波像差為0. 034m λ RMS,充分滿足上述的Marechal評價標(biāo)準(zhǔn)。參照圖6及圖7，接著說明上述物鏡10的具體形狀。圖6及圖7所示的表是表示具體化的物鏡的形狀或特性的系數(shù)。圖6的㈧及圖6的⑶表示BD格式、DVD格式及⑶格式的波長下的、光拾取透鏡(物鏡)及光盤內(nèi)透光層(覆蓋層)的折射率和面間隔。在此，開口直徑φ、面間隔d2、 d3如圖6的(E)所示。另外，圖6的(C)表示各格式的波長下的透鏡材料和盤內(nèi)透光層的溫度特性，圖6 的(D)表示透鏡材料和盤內(nèi)透光層的材料波長特性。圖7表示用于規(guī)定透鏡面的形狀的參數(shù)。圖7的(A)表示用于規(guī)定設(shè)有多個環(huán)帶的透鏡面R 1 (圖1的(A)所示的第1透鏡面10A)的形狀的參數(shù)。圖7的(B)是表示物鏡的透鏡面R2(圖1的㈧所示的第2透鏡面10B)的形狀的參數(shù)。參照圖7的(A)，通過將該表所示的各參數(shù)代入到下式2中來決定透鏡面形狀。式2
1權(quán)利要求
1.一種物鏡，該物鏡使具有第1波長的第1激光會聚于第1光盤的信息記錄層，使具有比上述第1波長長的第2波長的第2激光會聚于覆蓋層比上述第1光盤的覆蓋層厚的第2 光盤的信息記錄層，使具有比上述兩激光的波長長的第3波長的第3激光會聚于覆蓋層比上述兩光盤的覆蓋層厚的第3光盤的信息記錄層，其特征在于，該物鏡包括將上述第1激光會聚于上述第1光盤的信息記錄層、將上述第2激光會聚于上述第2光盤的信息記錄層以及將上述第3激光會聚于上述第3光盤的信息記錄層的中央部附近的中央?yún)^(qū)域；在上述中央?yún)^(qū)域中，設(shè)有基于上述第1激光的波長來計算臺階高度的環(huán)帶臺階，并設(shè)有使上述第1激光和上述第2激光這兩者產(chǎn)生像差的面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡，其特征在于，上述環(huán)帶臺階的臺階高度基于設(shè)有上述環(huán)帶的透鏡面的中心來計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物鏡，其特征在于，在上述中央?yún)^(qū)域中，上述第1激光產(chǎn)生的像差的大部分產(chǎn)生在正側(cè)或者負(fù)側(cè)中的任一側(cè)，并且，上述第2激光產(chǎn)生的像差的大部分產(chǎn)生在正側(cè)或者負(fù)側(cè)中的任意另一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的物鏡，其特征在于， 在設(shè)有上述環(huán)帶臺階的部位，上述第1激光產(chǎn)生的像差偏離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的物鏡，其特征在于，上述第1激光是BD格式的激光，上述第2激光是DVD格式的激光，上述第3激光是CD 格式的激光；上述環(huán)帶臺階的臺階高度是使用上述BD格式的激光的波長來計算的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物鏡，其特征在于，計算上述環(huán)帶臺階的臺階高度時所使用的波長為395nm 420nm的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的物鏡，其特征在于，上述第1激光、上述第2激光及上述第3激光是平行光或者近似平行光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的物鏡，其特征在于， 該物鏡還包括環(huán)帶形狀的中間區(qū)域，其設(shè)置在包圍上述中央?yún)^(qū)域的位置，并將上述第1激光、上述第 2激光及上述第3激光中的任意幾個會聚于對應(yīng)光盤的信息記錄層；環(huán)帶形狀的外周區(qū)域，其設(shè)置在包圍上述中間區(qū)域的位置，并將上述第1激光或上述第2激光會聚于對應(yīng)光盤的信息記錄層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物鏡，其特征在于， 上述中間區(qū)域自其內(nèi)側(cè)包括第1中間區(qū)域，其將上述第2激光及上述第3激光會聚于對應(yīng)光盤的信息記錄層； 第2中間區(qū)域，其將上述第1激光及上述第2激光會聚于對應(yīng)光盤的信息記錄層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的物鏡，其特征在于， 上述外周區(qū)域自其內(nèi)側(cè)包括第1外周區(qū)域，其將上述第1激光會聚于上述第1光盤的信息記錄層； 第2外周區(qū)域，其將上述第2激光會聚于上述第2光盤的信息記錄層； 第3外周區(qū)域，其將上述第1激光會聚于上述第1光盤的信息記錄層。
11.一種光拾取裝置，其特征在于，該光拾取裝置包括權(quán)利要求1 10中任一項所述的物鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光拾取裝置，其特征在于，該光拾取裝置包括用于將入射到上述物鏡的上述激光轉(zhuǎn)換為平行光或者近似平行光的準(zhǔn)直透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供物鏡及采用該物鏡的光拾取裝置。該物鏡將波長不同的多個激光良好地會聚于光盤的信息記錄層。本發(fā)明的物鏡(10)設(shè)有將BD格式、DVD格式及CD格式的激光會聚的第1區(qū)域(F1)。而且，在該第1區(qū)域(F1)中設(shè)置具有以BD格式的激光的波長計算出的高度的環(huán)帶臺階。由此，利用DVD格式的激光產(chǎn)生色像差，利用該色像差來校正因光盤覆蓋層的厚度差異而產(chǎn)生的球面像差。并且，在本發(fā)明中，為了減小DVD格式的激光產(chǎn)生的像差，通過調(diào)整第1區(qū)域(F1)的曲面形狀，將像差分配到BD格式及DVD格式。
文檔編號G11B7/1392GK102486925SQ20111039763
公開日2012年6月6日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者伊藤充 申請人:三洋光學(xué)設(shè)計株式會社, 三洋電機株式會社