專利名稱：：耦合透鏡以及光拾取器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是使用多種單色光的多波長用光學系統(tǒng)，涉及用于可與例如CD(CompactDisc)和DVD(DigitalVersatileDisc)及HD-DVD(HighDensityDigitalVersatileDisc)和Blue-ray等種類不同的光記錄媒體相對應的互換型光盤裝置中的耦合透鏡以及使用了它的光拾取器裝置。
背景技術(shù)：
：由于近年來光盤的大容量以及高密度化的進展，提出了HD-DVD和藍光光盤等新格式的高密度光盤的方案并得到了實用。伴隨于此，期望有能夠同時記錄和再生上述新格式的高密度光盤和原有的CD和DVD等種類不同的光盤的互換型光盤裝置。為了使對提高了記錄容量的高密度光盤的記錄和再生成為可能，需要減小從用在光盤裝置中的光拾取器裝置的光學系統(tǒng)得到的光斑直徑。由于光斑直徑與A/NA成正比(在此，X為光源波長，NA為物鏡的數(shù)值孔徑)，所以可通過短波長化以及高數(shù)值孔徑化來減小光斑直徑。對于短波長化，如上所述，波長約400nm的藍紫色半導體激光器的研究正在進行并得到實用。但一般來說，在光拾取器裝置中，記錄時的激光功率比光盤再生時的激光功率大。因此，從再生切換到記錄時，會產(chǎn)生光的波長變大數(shù)個nm的現(xiàn)象即所謂的跳?，F(xiàn)象。伴隨著該跳?，F(xiàn)象，聚焦位置偏離。該偏焦可通過使物鏡自動聚焦來消除，zf旦在光的波長短至約400nm時，偏焦比以前更大。因此，在達到自動聚焦的數(shù)nsec間，會產(chǎn)生因偏焦導致的記錄不良。因此，需要用于減小因跳模現(xiàn)象導致的偏焦量即色差的補償。對于此問題,在日本特開2002-303788號公報中公開了利用衍射圖案的衍射作用來對色差進行補償?shù)耐哥R。此外，在日本特開2004-185746號公報中公開了不使用衍射作用的方法，不會降低光利用效率而對色差進行補償?shù)鸟詈贤哥R。然而，日本特開2002-303788號公報中所記載的利用衍射作用的方法增加了環(huán)帶的總數(shù)，導致書f射效率即光利用效率的下降。此外，日本特開2004-185746號公報所記載的色差補償用耦合透鏡是波長約400nm的藍紫色半導體激光器的單波長專用，無法作為可一同用在CD(波長約780nm)和DVD(波長約650nm)等2波長以上的互換物鏡而使用。因此，不能通過利用與CD、DVD以及上述新格式的高密度光盤全部對應的3波長互換物鏡，使3波長的光學系統(tǒng)共通來使光拾取器裝置小型化。此外，以與CD、DVD以及上述新格式的高密度光盤全部對應的方式使3波長的光學系統(tǒng)通用的情況，優(yōu)先進行波長最短的高密度光盤用激光器的色差補償，設(shè)定色差補償用耦合透鏡的環(huán)帶的階梯差量后，在CD用激光器波長中，物鏡的入射光束為有限遠光學系統(tǒng)(有限系)。因此，在尋軌中的物鏡偏移時所產(chǎn)生的彗差成為問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決這些問題而提出的，其目的是提供可用在2個波長以上且光利用效率高的色差補償用耦合透鏡。再有，其目的是提供沒有在物鏡偏移時所產(chǎn)生的彗差的色差補償用耦合透鏡。本發(fā)明的色差補償用耦合透鏡是配置在使多個波長的光束聚焦到光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡的光源側(cè)，在所述物鏡側(cè)的面上具備由以光軸為中心的同心圓狀的階梯差組成的多個環(huán)帶的色差補償用的耦合透鏡，其中，設(shè)定波長X尸380430nm，用^使所述階梯差的大小為d-m^/(n廣l)(其中，m,為實數(shù)，n,為耦合透鏡在波長^的折射率)時，9.9^m，^10丄這樣，能夠提供可用在2個波長以上且光利用效率高的色差補償用耦合透鏡。本發(fā)明的第1方式的色差補償用耦合透鏡是配置在使多個波長的光束聚焦到光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡的光源側(cè)，至少在一個面上具備由以光軸為中心的同心圓狀的階梯差組成的多個環(huán)帶的色差補償用的耦合透鏡，其中，在從該耦合透鏡射出的光束為有限遠光學系統(tǒng)的特定的波長X中，設(shè)定形成于有效半徑內(nèi)A的所述階梯差的大小為dA,設(shè)定在僅在所述物鏡的光軸從所述耦合透鏡的光軸偏移時所述特定波長X的光束所通過的區(qū)域所形成的所述階梯差的大小為dB時，dB>dA。這樣，能夠提供可用在2個波長以上且光利用效率高、并沒有在物鏡偏移時所發(fā)生的彗差的色差補償用耦合透鏡。圖1A是表示實施方式1及2的耦合透鏡的模式俯視圖。圖1B是表示實施方式1及2的耦合透鏡的模式剖視圖。圖2是表示實施方式1及2的光拾取器裝置的光學系統(tǒng)圖的模式圖。圖3是通過了實施方式1的耦合透鏡的波長407nm的光束的波像差圖。圖4是通過了實施方式1的耦合透鏡的波長658nm的光束的波像差圖。圖5是通過了實施方式1的耦合透鏡的波長785nm的光束的波像差圖。圖6是通過了實施方式1的耦合透鏡以及物鏡的波長407nm的光束的波像差圖。圖7是通過了實施方式1的耦合透鏡以及物鏡的波長658nm的光束的波像差圖。圖8是通過了實施方式1的耦合透鏡以及物鏡的波長785nm的光束的波像差圖。圖9是通過了比較例1的耦合透鏡的波長658nm的光束的波像差圖。圖IO是模式表示光束分布的圖。圖11是表示實施方式2的光拾取器裝置的光學系統(tǒng)圖的模式圖。圖12是表示實施方式2的光拾取器裝置中的物鏡偏移時的光學系統(tǒng)圖的模式圖。圖13是表示實施方式2的耦合透鏡中的僅在物鏡偏移時使用的區(qū)域B的模式俯視圖。圖14是實施例2以及比較例2中的耦合透鏡和物鏡的光軸一致的光學系統(tǒng)的波像差圖。圖15是實施例2中的物鏡偏移時的光學系統(tǒng)的波像差圖。圖16是比較例2中的物鏡偏移時的光學系統(tǒng)的波像差圖。具體實施例方式以下對本發(fā)明的實施方式進行說明。但是，本發(fā)明并不限于以下的實施方式。此外，為了^f吏說明明確，對以下的記載以及附圖進行適當?shù)厥÷砸约昂喕嵤┓绞?進行說明。實施方式1將本發(fā)明的耦合透鏡應用于光盤裝置。實施方式1中例示的是使用搭載了CD用光源、DVD用光源以及HD-DVD用光源3個光源的組件的情況，但光源數(shù)并不限于3個，也可2個以上。本發(fā)明的耦合透鏡呈非球面形狀，以便通過與物鏡的組合，對于不同種類的光盤，使通過各任意光線高度的光線的光路為沒有或很少有色差的狀態(tài)。這樣，做成對各光盤充分地補償了色差的狀態(tài)。并且，由于不必使用衍射作用，而僅以折射光線實現(xiàn)，從而不產(chǎn)生衍射效率的光量損失。圖1A以及B是表示本發(fā)明的耦合透鏡30結(jié)構(gòu)的圖，圖1A是主視圖，圖1B是剖視圖。如圖l所示，出射側(cè)的透鏡面以在透鏡半徑方向呈同心圓狀并以光軸(圖1B中的z軸)為中心預定的相鄰階梯差量d形成具有固有的非球面形狀的至少2個以上的環(huán)帶。在此，本發(fā)明中的非球面形狀，在設(shè)定自光軸的高度為h的非球面上的座標點的非球面光軸上的從入射面的切平面的距離為Z(h)，非球面在光軸上的曲率(l/曲率半徑)為C，圓錐系數(shù)為K,4次至16次的非球面系數(shù)分別為A4、A6、A8、AIO、A12、A14、A16,B為常數(shù)后，用下面的式(1)表示。(式l)此外，在本發(fā)明的耦合透鏡中，對相鄰的階梯差量進行調(diào)整，從而在使用HD-DVD用激光(波長X產(chǎn)380~430nm)、DVD用激光(波長、=630~690nm)、CD用激光(波長X3=760~810nm)三個波長的光拾:f又器裝置用的光學系統(tǒng)中，可對在上述三個波長中的物一統(tǒng)的色差進行補償。相鄰的階梯差量d可以用d=m山/(n,-l)-m2^2/(n2—I)=m3i3/(n3-l)(其中，m,、m2、m3為實數(shù)，n'、n2、n3為耦合透鏡在各波長n、X2、人3中的折射率)表示，要使在上述三個波長中完全沒有色差，需要使m,、m2、m3都為自然數(shù)。但這在現(xiàn)實中無法實現(xiàn)。在本發(fā)明的耦合透鏡中，可實現(xiàn)n^—10、m2—6、m3—5。更詳細地說，9.9Sm,^10.1，JL5.9^m2^6.1，并且4.9^m3當5.1。這樣，在上述所有3個波長中都能夠有效對色差進行補償。圖2是實施方式1的光拾取器裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，光拾取器裝置具備光源IO、半透半反鏡20、色差補償用耦合透鏡30、可變光闌40、物鏡50。如圖2所示，從光源10射出的發(fā)散光經(jīng)過半透半反鏡20,用色差補償用透鏡30變成大致平行的光束，成為無限遠光學系統(tǒng)。該平行光束經(jīng)過可變光闌40入射到物鏡50。透過了物鏡50的光束由物鏡50聚焦到光盤60上。從光盤60反射的光通過物鏡50、色差補償用耦合透鏡40,并由半透半反鏡反射。半透半反鏡20反射后的光經(jīng)過檢測透鏡入射到光檢測器(未圖示)，被光電轉(zhuǎn)換而生成聚焦伺服信號、尋軌伺服信號、以及再生信號等。對實施例1進行說明。以下對本發(fā)明的具體實施例進行說明。在本實施例1的光拾取器裝置中，使用HD-DVD用激光(波長人產(chǎn)407nm)、DVD用激光(波長人產(chǎn)658nm)、CD用激光(波長X3=785nm)三個波長。對于實施例1的色差補償用耦合透鏡30，將圖1所示的光出射面從光軸沿半徑方向劃分為20個環(huán)帶，設(shè)定各區(qū)間的面形狀以使藍紫色半導體激光的色差降低。具體地說，對于圖1所示的出射面以及入射面，如表1以及表2那樣設(shè)定式l中的各常數(shù)B、K、A4、A6、A8、AIO、A12。還有，在出射面所有的環(huán)帶以及入射面中，A14=A16=0。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在此，相鄰階梯差量d特別能夠?qū)D-DVD用激光器中的物鏡的色差進行補償，并且，調(diào)整相鄰階梯差量以使上述3波長具有互換性。具體地說，在本發(fā)明的色差補償用耦合透鏡中，優(yōu)先進行HD-DVD用激光器的、=407nm的色差補償而調(diào)整為d-10x、/(n廣l)-5.98x人2/(n2-l)-4.98x人3/(n3-l)(nt、n2、113分別是物鏡在各波長？W、人2、？13的折射率)。此外，色差補償用耦合透鏡30的中心厚度為1.5mm，物鏡50的中心厚度為1.28mm。色差補償用耦合透鏡30以及物鏡50使用PMMA(聚曱基丙烯酸甲酯)、光盤使用PC(聚碳酸脂)。表4所示的是所使用的玻璃材料在各波長中的折射率。玻璃材料并不限于此，但最好是各波長的折射率為1.45~1.55。表3<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖3~圖5表示從光源10射出，由耦合透鏡30變換成大致平行光的光束的波像差圖。橫軸為圓孔半徑，縱軸為波像差。圖3表示波長X尸407nm的場合、圖表示波長X^658nm的場合、圖5表示波長X3=785nm的場合。如圖3所示，波長X「407nm的藍色激光的場合，波像差約為0X，是固定的。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(n，-l)為波長^的正好10倍。如圖4所示，波長、-658nm的場合，波像差在每個環(huán)帶為不連續(xù)的值。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(nrl)為波長^的約5.98倍，不是正好6倍。然而，波像差的大小最大為非常小。如圖5所示，波長、-785nm的場合，與波長、=658nm的場合同樣，波像差在每個環(huán)帶為不連續(xù)的值。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(nrl)為波長^的約4.98倍，不是正好5倍。然而，波像差的大小最大為0肌非常小。如上所述，本發(fā)明的耦合透鏡在上述所有3個波長中都具有良好的波像差特性。對于物鏡50的入射側(cè)的面Rl以及出射側(cè)的面R2，能夠用式1表示在自光軸的高度為h的非球面上的座標點中的非球面光軸上的從入射面及出射面的的各自切平面的距離為Z(h)(其中，單位為mm)(因此，面Rl以及面R2任一個中，式l中的常數(shù)B-O)。如表3那樣確定式1中的各常數(shù)K、A4、A6、A8、AIO、A12、A14、A16。表4<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>圖6~8表示從光源10射出，通過了耦合透鏡30以及物鏡50的光束的波像差圖。橫軸為圓孔半徑，縱軸為波像差。圖6表示波長人尸407nm的場合、圖7表示波長X2=658nm的場合、圖8表示波長X3=785nm的場合。如圖6所示，波長X產(chǎn)407nm的藍色激光的場合，波像差約為0入，是固定的。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(m-l)為波長、的正好10倍。如圖7所示，波長^-658nm的場合，波像差在每個環(huán)帶為不連續(xù)的值。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(nrl)為波長人2的約5.98倍，不是正好6倍。然而，總波像差為0.0070irms，非常小。在此，在有效直徑內(nèi)，使用從耦合透鏡30的中央到第IO個環(huán)帶。如圖8所示，波長X^785nm的場合，與波長、=658nm的場合同樣，波像差在每個環(huán)帶為不連續(xù)的值。這是因為環(huán)帶的相鄰階梯差量dx(nrl)為波長人3的約4.98倍，不是正好5倍。然而，總波像差為0.0093Xrms，非常小。在此，在有效直徑內(nèi)，使用從耦合透鏡30的中央到第4個環(huán)帶。對比較例1進4亍i兌明。在比較例1，使用沒有環(huán)帶的正常耦合透鏡。如表5那樣確定該式1中的各常數(shù)。如表5所示，出射面的面形狀與實施例1不同。此外，除此以外的條件與實施例1相同。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>圖9表示從光源IO射出，由比較例1的耦合透鏡30變換為大致平行光的光束的波像差圖。橫軸為圓孔半徑，縱軸為波像差。作為代表，表示了、=658nm的場合。由于在比較例1的耦合透鏡上沒有形成環(huán)帶，所以波像差是連續(xù)的，最大波像差的大小約為0.48人，與實施例l相比非常大。此外，在實施例1的耦合透鏡中，基于在該波長Xf658nm中的比較例1的耦合透鏡的數(shù)據(jù)使在各環(huán)帶的波像差的大小為最大0.023734來決定環(huán)帶的寬度。具體地說，在圖9中，用箭頭表示環(huán)帶的階梯差形成位置。該環(huán)帶的寬度最好是在上述所有3個波長中，各環(huán)帶的波像差的大小為0.035X以下而決定。表6~8表示實施例1與比較例1中的從光源IO射出，通過了耦合透鏡30以及物鏡50的光束的波像差以及色差。表6表示波長、=407nm的場合、表7表示波長Xf658nm的場合、表8表示波長X3=785nm的場合。對于波像差，與總波像差一起，作為參考，還給出了球像差的3次成分SA3以及球面像差的5次成分SA5。此外，對于色差，表6中表示從基準波長407nm偏離士lnm時的聚焦的位置偏離即色差以及兩者大小的平均值。表7及8表示從各基準波長658nm及785nm偏離士3nm時的色差以及兩者的大小對每lnm的平均值。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表7<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如表6所示，波長人產(chǎn)407nm的場合，比較例1的波像差為O.OOOOXrms,相對于此，實施例1的波像差為O.OOORrms，是極為良好的數(shù)值。此外，比較例1的色差平均值為0.498pm/nm，是很大的問題，相對于此，實施例1的色差平均值為0.069pm/nm,小一個量級，提高到極為良好的數(shù)值。如表7所示，波長Xf658nm的場合，比較例1的波像差為0.0017人rms，相對于此，實施例1的波像差為0.0070Xrms,稍微差些，但是非常良好的數(shù)值。此外，比較例1的色差平均值為0.116^im/nm，相對于此，實施例l的色差平均值為0.122(im/nm,大致相等，是良好的數(shù)值。如表8所示，波長X產(chǎn)785nm的場合，比較例1的波像差為0.002Rrms,相對于此，實施例1的波像差為0.0093Xrms，稍微差些，但是非常良好的數(shù)值。此外，比較例1的色差平均值為0.068pm/nm,相對于此，實施例1的色差平均值為0.053pm/nm,稍微有所改善，是極為良好的數(shù)值。其次，使用圖IO對從光源IO射出，并用耦合透鏡30變換后，通過物鏡50后，聚焦到光盤60上的光斑的波束分布進行說明。光斑為圖IO所示的波束分布。橫軸表示位置，縱軸表示光強?？v軸的光強以峰值強度為1進行標準化。如圖IO所示，隨著離峰值的位置變長，光強減弱，在某個位置光強變得極小，為大致為O的光強。從該極小點再遠離峰值的話，存在稱為旁瓣的高次項的光強。將包含該峰值的極小點和極小點之間稱為O次斑點。此外，可以在O次斑點周圍的旁瓣區(qū)域稱為1次環(huán)。光斑特性從3個參數(shù)給出特征。第1個參數(shù)是表示光斑寬度的lW光斑直徑(e:自然對數(shù)的底(—2.71828))。將具有光斑的光峰值強度的1/e2(—13.5%)的光強度的兩點AB間的距離作為該光斑的光斑直徑。該1/62光斑直徑表示為D-0.82xX/NA(NA為數(shù)值孔徑，人為光波長)。因此，光斑直徑與波長成正比，與NA成反比。由于該1/eS光斑直徑越小，在光盤的信息記錄面中，照射光的區(qū)域就越小，因此能夠得到良好的分辨率。第2個參數(shù)是O次光斑內(nèi)的峰值的光強度相對于1次環(huán)內(nèi)的峰值的光強度的比例即旁瓣特性。旁瓣小的光斑稱之為良好的光斑。這是因為在將光聚焦到光盤的場合，在光盤的信息記錄面反射而得到的信號內(nèi)，l次環(huán)中的從照射位置的光盤反射的光會作為噪音進入。因此，在旁瓣大的光斑中，產(chǎn)生噪音大的信號。因此，旁瓣特性小的光斑被認為是良好的光斑。第3個參數(shù)是0次光斑內(nèi)的總光量即0次光量。該0次光量相當于該光斑的光強。在0次光量大的光斑，由于能夠使照射到光盤時產(chǎn)生的信號強度變大，因此，使用0次光量更大的光斑能夠得到S/N比(信噪比)高的良好信號。表9~11所示的是實施例1與比較例1的上述3個光斑特性。表9表示波長X尸407nm的場合、圖10表示波長X2=658nm、圖11表示波長X3=785nm的場合。對于1/62光斑直徑，所示的是形成于xy平面的光斑在x方向的光斑直徑Dx以及y方向的光斑直徑Dy。此外，對于旁瓣特性，所示的是形成于xy平面的光斑在x方向的旁瓣SLx，y方向上的旁瓣SLy以及最大值SLmax。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>如表9所示，波長X產(chǎn)407nm的場合，實施例1的1&2光斑直徑為Dx及Dy任一個都為0.513pm,相對于此，比較例1的1&2光斑直徑Dx及Dy任一個為0.513pm,完全為同一值。此外，比較例1的旁瓣的最大值SLmax為1.8%，相對于此，實施例1的SLmax為1.7%,提高了0.1°/。。再有，比較例1的0次光量為83.8%,相對于此，實施例1的0次光量為83.9%,稍有所提高。即，在波長人產(chǎn)407nm中的實施例1的光斑特性與比較例1同等。如表10所示，波長X2=658nm的場合，實施例1的1&2光斑直徑為Dx及Dy任一個都為0.830(im,相對于此，比較例1的1/e2光斑直徑Dx及Dy任一個都為0.830pm，完全為同一值。此外，比較例1的旁瓣的最大值SLmax為1.8%,相對于此，實施例1的SLmax為1.7%，提高了0.1%。再有，比較例1的0次光量為83.8%，相對于此，實施例1的0次光量為83.7°/。，幾乎相同。即，在波長)i^658nm中的實施例1的光斑特性與比較例1同等。如表11所示，波長X3-785nm的場合，實施例1的1/62光斑直徑為Dx及Dy任一個都為1.287pm,相對于此，比較例1的1/62光斑直徑Dx及Dy都為1.289|im,幾乎相等。此外，比較例1的旁瓣的最大值SLmax為1.8%,相對于此，實施例1的SLmax為1.8%,完全為同一值。再有，比較例1的0次光量為83.8%,相對于此，實施例1的O次光量為83.5%,幾乎相等。即，在波長X^785nm的實施例1的光斑特性與比較例1同等。如上所述，通過使用本發(fā)明的耦合透鏡，相對于比較例1,能夠在上述3個波長保持良好的波像差特性以及光斑特性，大幅提高在波長人產(chǎn)407nm中的色差特性。這樣，能夠提供可用在2個波長以上且光利用效率高的色差補償用耦合透鏡。對實施方式2進行說明。如實施方式1所述，優(yōu)先進行HD-DVD用激光器的色差補償而使相鄰階梯差量d不變，則在CD用激光器波長中物鏡的入射光束成為有限遠光學系統(tǒng)。因此，在尋軌時的物鏡偏移時所發(fā)生的彗差成為問題。對此，實施方式2的色差補償用耦合透鏡在CD用激光器波長中，在僅在物鏡偏移時使用的區(qū)域，對上述相鄰階梯差量進行微調(diào)。除此以外的結(jié)構(gòu)與實施方式1相同而省略。這樣，該區(qū)域的各環(huán)帶的波像差值減小，綜合的波像差值也能夠減小。在本發(fā)明中，特別重視CD用激光器波長中的物鏡偏移特性的理由是在優(yōu)先進行HD-DVD用激光器的色差補償時，在CD用激光器波長的光學系統(tǒng)中，物鏡的入射光束成為有限遠光學系統(tǒng)，物鏡偏移特性惡化。然而，本發(fā)明如果物鏡的入射光束為有限遠光學系統(tǒng)，則不限于CD用激光波長，對哪個波長都可以應用。對實施例2進行說明。對于實施例2的色差補償用耦合透鏡30，將圖1所示的光出射面從光軸沿半徑方向劃分為20個環(huán)帶，設(shè)定各區(qū)間的面形狀以減小藍紫色半導體激光的色差。具體地說，對圖1所示的出射面以及入射面，如表12以及表13那樣設(shè)定式l中的各常數(shù)B、K、A4、A6、A8、AIO、A12。還有，在面A的所有的環(huán)帶以及面B中，A14=A16=0。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>物鏡50與實施例1相同。在該物鏡50的任一面存在至少包含光軸的內(nèi)周區(qū)域和其外側(cè)的外周區(qū)域2個區(qū)域。內(nèi)周區(qū)域是對所有HD-DVD用激光、DVD用激光以及CD用激光進行會聚的共通使用區(qū)域，外周區(qū)域是對HD-DVD用激光以及DVD用激光進行會聚的共通使用區(qū)域。物鏡50可以是日本特開2003-270528號公報中所示的折射方式透鏡或日本特開2000-81566號公報所示的衍射透鏡方式的任一種，或者是其它方式亦可。實施例2中，采用與實施例1同樣的所謂的折射方式。還有，在實施例2中，為了簡單，在各區(qū)域做成沒有階梯差的結(jié)構(gòu)。但是，設(shè)定成將各區(qū)域從光軸沿徑向劃分為多個區(qū)間，并在每個區(qū)間抵消因激光波長X不同而引起的色差和因光記錄媒體的透明基板的厚度不同引起的波像差的非球面形狀，來提高光學性能。圖2所示的是實施例2中的光源10為波長407nm的HD-DVD用的場合。從光源10射出的發(fā)散光經(jīng)過半透半反鏡20，并用色差補償用透鏡30構(gòu)成大致平行的光束，成為無限遠光學系統(tǒng)。該平行光束經(jīng)過可變光闌40入射到物鏡50。透過了物鏡50的光束由物鏡50聚焦到光盤60上。在此，成像側(cè)NA約為0.65。圖11所示的是光源10為波長785nm的CD用的場合。與圖2所示的HD-DVD用的場合相同，從光源IO射出的光為發(fā)散光。另一方面，由于使3波長互換，CD用激光的場合，經(jīng)過色差補償用透鏡30后的光成為弱發(fā)散光，成為有限遠光學系統(tǒng)。在此，成像側(cè)NA約為0.5。圖12所示的是在圖11所示的CD用激光的光學系統(tǒng)中使物鏡50偏移的場合?？芍蛲哥R偏移，使用色差補償用透鏡30的區(qū)域變寬。因此，在CD的有效半徑外，存在物鏡偏移時所使用的區(qū)域即僅物鏡偏移時使用的區(qū)域B。具體地說，在實施例2中，表12所示的環(huán)帶5以及6屬于僅物鏡偏移時使用的區(qū)域B。圖13所示的是從垂直于光軸的方向所見的色差補償用透鏡30，表示僅上述物鏡偏移時所使用的區(qū)域B。通過將該區(qū)域B的相鄰階梯差量d變?yōu)镃D的有效半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量d,能夠提高透鏡偏移特性。具體地說，在實施例2，由于環(huán)帶5以及6屬于僅物鏡偏移時所使用的區(qū)域B，從而使環(huán)帶4與5的相鄰階梯差量以及環(huán)帶5與6的階梯差量比CD的有效半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量更大。詳細地說，在從色差補償用透鏡射出的光束為有限遠光學系統(tǒng)的CD用激光波長、中，使形成于有效半徑A內(nèi)的階梯差的大小為dA=m3AX3/(n3-l)(這里，m3A為實數(shù)，巧是在波長？13的折射率)，使形成于僅在該物鏡偏移時光束通過的區(qū)域B的階梯差的大小為dB=m3BX3/(nrl)，則使m3B〉m3A。這樣，能夠減少在物鏡偏移時產(chǎn)生的彗差。在實施例2，優(yōu)先進行在HD-DVD用激光即X產(chǎn)407nm的色差補償，決定成為基準的相鄰階梯差量使得為？w的正好整數(shù)倍。具體地說，相鄰階梯差量dA-10.00x^/(n廣l"4.98x^/(ri3-1^8.0393^im。即，由于m產(chǎn)10.00,m3A=4.98，所以環(huán)帶4與5的相鄰階梯差量為dfl0.06x^/(m-l)-5.01x^/(n3-l"8.0893pm(在此，4.98=m3A<m3B=5.01)，比作為基準的相鄰階梯差量即CD的有效半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量d大0.05|im。此外，使環(huán)帶5和6的相鄰階梯差量為dB-10.08x人,/(n,-1^5.02x^/(n3-l戶8.0993jim(在此，4.98=m3A<m3B=5,02)，比作為基準的相鄰階梯差量即CD的有效半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量dA大0.06pm。表14所示的是有效半徑內(nèi)A以及區(qū)域B中的相鄰階梯差量d,與此對應的m。m2、m3p乂及Am3=m3A-n^B。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>為了良好地保持在X尸407nm時的色差，最好是使dA<dBS10.1x、/(n廣l)。此外，使環(huán)帶6與7的相鄰階梯差量為7.9293|im，僅比作為基準的相鄰階梯差量小在上述2個相鄰階梯差量的總增加量即O.llpm。這樣，能夠良好地保持在X產(chǎn)407nm的色差。對比較例2進行說明。在此的比較例2是實施例1。因此，色差補償用耦合透鏡的所有環(huán)帶中的相鄰的階梯差量d不變。即，與實施例2的不同點僅是規(guī)定色差補償用耦合透鏡的式1中的各常數(shù)B。圖14所示的是實施例2及比較例2的波長785nm的CD用激光器中的色差補償用耦合透鏡與物鏡的光軸一致的光學系統(tǒng)中的波像差圖。橫軸為光線高度，縱軸為波像差值。結(jié)果，色差補償用耦合透鏡使用直到第4環(huán)帶?？偛ㄏ癫罴s為0.009Xrms，色差約為-0.05pm/nm。還有，在實施例2及比較例2的色差補償用耦合透鏡中，直到第4環(huán)帶為相同的結(jié)構(gòu)。圖15所示的是實施例2中，物鏡相對色差補償用耦合透鏡的光軸偏移0.3mm時的波像差圖。在785nm的激光中，通過了色差耦合透鏡的光，即進入物鏡的光成為弱發(fā)散光。因此，因物鏡的偏移，色差補償用耦合透鏡使用直到第6環(huán)帶。在此，在使用CD激光器時，用于僅在使物鏡偏移了0.3mm時的區(qū)域B相當于色差補償用耦合透鏡的第5、6環(huán)帶。在實施例2，使色差補償用耦合透鏡中的環(huán)帶4和5的相鄰階梯差量比半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量大0.05pm，環(huán)帶5和6的相鄰階梯差量比半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量大0.06pm。即，區(qū)域B的2個相鄰階梯差量中共計比有效半徑內(nèi)A的相鄰階梯差量大O.llpm。結(jié)果，總波像差值約為O.OlOirms。圖16所示的是比較例2中，物鏡相對色差補償用耦合透鏡的光軸偏移0.3mm時的波像差圖。與實施例2同樣地，使用直到第6個環(huán)帶。在比較例2中，色差補償用耦合透鏡中所有的相鄰階梯差量都相同。該總波像差值約為0.015X腦。如上所述，在實施例2中，對于在CD激光器使用中僅在使物鏡從有效直徑外偏移0.3mm時使用的區(qū)域B中的環(huán)帶5以及6進行了改善設(shè)計。比較圖15和圖16，則實施例2相對比較例2，在環(huán)帶6約小0.a,在環(huán)帶5也變小。并且，環(huán)帶46的波像差幾乎連續(xù)。結(jié)果，總波像差值成為O.OlOArms，相對于比較例2也減少了約5mXrms。表15所示的是實施例2以及比較例2的色差的一覽。色差是相對波長變化lnm的焦點位置偏離(|im)。實施例2的色差在波長785nm以及波長658nm分別是-0.05jim/nm、-0.12^im/nm,與比較例2沒有變化。此外，在波長407nm的色差，實施例2為0.08pm，比較例2為0.07|im/nm，幾乎相同。即，保持色差補償功能的同時，能夠提高在波長785nm的透鏡偏移特性。表15<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>權(quán)利要求1.一種色差補償用耦合透鏡，配置在使多個波長的光束聚焦到光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡的光源側(cè)，至少在一個面上具備由以光軸為中心的同心圓狀的階梯差組成的多個環(huán)帶，其特征在于在設(shè)定波長λ1＝380nm～430nm，使用λ1使所述階梯差的大小為d＝m1λ1/(n1-1)(其中，m1為實數(shù)，n1為波長λ1的耦合透鏡的折射率)時，9.9≤m1≤10.1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合透鏡，其特征在于，所述多個波長包含所述波長、、波長X產(chǎn)630690nm以及波長X3=760~81Onm三個波長。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合透鏡，其特征在于，在使所述階梯差的大小為d=m2X2/(n2-l)=m3X3/(nrl)(其中，m2、m3為實數(shù)，n2、n3為各波長人2、人3中的耦合透鏡的折射率)時，5.9^m2^6.1，并且4.9^m3^5.1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合透鏡，其特征在于，所述環(huán)帶具有各不相同的非球面形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合透鏡，其特征在于，在所述波長？i,、人2、及X3中，以各所述環(huán)帶的波像差的大小在以下的寬度形成所述環(huán)帶。6.—種光拾取器裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1所述的耦合透鏡。7.—種色差補償用耦合透鏡，配置在使多個波長的光束聚焦到光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡的光源側(cè)，至少在一個面上具備由以光軸為中心的同心圓狀的階梯差組成的多個環(huán)帶，其特征在于，在從該耦合透鏡射出的光束為有限遠光學系統(tǒng)的特定的波長入中，設(shè)定形成于有效半徑內(nèi)A的所述階梯差的大小為dA，設(shè)定在僅在所述物鏡的光軸從所述耦合透鏡的光軸偏移時所述特定波長X的光束可通過的區(qū)域所形成的所述階梯差的大小為dB時，dB〉dA。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，dA=10.0x^/(ni-l)(其中，n,是波長^的折射率)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耦合透鏡，其特征在于，dA<dB^10.1x、/(ni-l)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，作為所述有限遠光學系統(tǒng)的特定波長X=760810nm。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，所述多個波長中包含人1=380430nm。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，所述多個波長中包含X2=630~690nm。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，所述環(huán)帶具有各不相同的非球面形狀。14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合透鏡，其特征在于，所述物鏡為互換透鏡。15.—種光拾取器裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求7所述的耦合透鏡。全文摘要本發(fā)明提供一種耦合透鏡，該耦合透鏡是配置在使具有多個波長的光束聚焦到光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡的光源側(cè)，并在所述物鏡一側(cè)的面上具備由以光軸為中心的同心圓狀的階梯差組成的多個環(huán)帶的色差補償用耦合透鏡，其中，設(shè)定波長λ₁＝380nm～430nm，使用λ₁使所述階梯差的大小為d＝m₁λ₁/(n₁-1)(其中，m₁為實數(shù)，n₁為波長λ₁中的耦合透鏡的折射率)時，9.9≤m₁≤10.1。文檔編號G02B3/08GK101191842SQ20071018664公開日2008年6月4日申請日期2007年11月21日優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日發(fā)明者前澤功兒,宮內(nèi)充佑,森島彩申請人:日立麥克賽爾株式會社