專利名稱：光學(xué)單元及光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與光記錄介質(zhì)相對配置的光學(xué)單元和具有該光學(xué)單元的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
到目前為止，作為對MO、CD、DVD等光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及再生的裝置，存在有光拾取裝置。該光拾取裝置中具有將從半導(dǎo)體激光器光源射出的光聚光在光記錄介質(zhì)的信息記錄面上的物鏡等光學(xué)元件。
近年來，這種光拾取裝置有利用反射鏡使光路在物鏡前面折曲的裝置(例如參照專利文獻1)。根據(jù)這種光拾取裝置，從光源到光記錄介質(zhì)的直線距離減短，相應(yīng)地可將裝置小型化。
專利文獻1特開2002-40323號公報但是，上述專利文獻1的光拾取裝置是對兩種光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及再生的裝置。因此，即使單純地應(yīng)用該光拾取裝置的技術(shù)，也不能在將光拾取裝置小型化的同時對三種光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄再生。另外，作為對相同的兩種光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及再生的其它技術(shù)，公知有如下技術(shù)，使用具有折射結(jié)構(gòu)的物鏡，分別對不同的兩個波長產(chǎn)生衍射作用，將校正了球面像差的入射光聚光在各介質(zhì)的信息記錄面上。
但是，上述技術(shù)在對三種光記錄介質(zhì)進行信息的記錄、再生時，難以形成對所使用的全部三種波長產(chǎn)生衍射作用這樣的相位結(jié)構(gòu)。這樣一來，在比DVD要求更高密度的BD及HD DVD這樣的光記錄介質(zhì)中使用的光源波長的情況下，具有是CD的使用波長的大致整數(shù)倍的關(guān)系，在利用衍射作用進行記錄或再生的情況下，產(chǎn)生光利用效率大大降低的問題。難以高精度地進行正確的信息的記錄、再生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供在對利用具有上述那樣的特定波長關(guān)系的波長光的兩種光記錄介質(zhì)進行記錄或再生、或者對含有這些介質(zhì)的三個光記錄介質(zhì)進行記錄或再生時，可提高光利用效率并可進行信息的正確的記錄或再生的光學(xué)單元及具有該光學(xué)單元的光拾取裝置，特別是提供可將光拾取裝置小型化的光學(xué)單元及光拾取裝置。
首先，說明用于解決上述課題的本發(fā)明優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第一方面提供一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，使用從光源射出的波長λ1、λ2、λ3(其中，λ1＜λ2＜λ3)的第一光束、第二光束、第三光束，對第一光記錄介質(zhì)、第二光記錄介質(zhì)、第三光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，包括物鏡和反射鏡部，所述物鏡在至少一個光學(xué)面具有相位結(jié)構(gòu)，所述反射鏡部具有將所述第一～第三光束內(nèi)的兩種光束反射，使剩下的一種光束透過的第一反射面；與所述第一反射面為不同的面，將所述透過的剩下的一種光束反射的第二反射面，該反射鏡部將反射了的所述第一～第三光束向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部的第二反射面將剩下的一種光束變換成散射光并向所述物鏡引導(dǎo)，所述物鏡利用所述相位結(jié)構(gòu)來校正所述兩種光束的球面像差，同時，將所述第一光束聚光在所述第一記錄介質(zhì)的信息記錄面，將所述第二光束聚光在所述第二光記錄介質(zhì)的信息記錄面，將所述第三光束聚光在所述第三光記錄介質(zhì)的信息記錄面。
根據(jù)第一方面的發(fā)明，由于第一～第三光束中的兩種光束在通過相位結(jié)構(gòu)校正球面像差的狀態(tài)下被分別聚光在光記錄介質(zhì)的信息記錄面上，故可對兩種光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄及/或再生。另外，由于剩下的一種光束在被反射鏡部的第二反射面反射并變換成散射光后，被聚光在光記錄介質(zhì)上，故可對與所述兩種光記錄介質(zhì)不同的光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄及/或再生。因此，可對三種光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄及/或再生。
另外，由于反射鏡部將第一～第三光束分別反射并向物鏡引導(dǎo)，故可將從光源到光記錄介質(zhì)的直線距離縮短，相應(yīng)地可將光拾取裝置小型化。
本發(fā)明第二方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，所述反射鏡部由所述第一反射面反射所述第一光束及第二光束，由所述第二反射面反射所述第三光束。
根據(jù)第二方面的發(fā)明，由于波長比第三光束短的第一光束及第二光束不成為散射光，故與第一光束及第二光束成為散射光的情況相比，容易進行物鏡的設(shè)計。因此，可使光學(xué)單元低廉化。
另外，特別是在第一反射面為波長選擇透過層的表面的情況下，由于第一光束及第二光束沒有到達將第三光束反射并變換成散射光的第二反射面，故這些第一光束及第二光束的剖面形狀不會由該第二反射面不必要地變形。因此，不必在反射鏡部的前后配置用于調(diào)整第一光束及第二光束的形狀的光學(xué)元件，由此可將光拾取裝置小型化。
本發(fā)明第三方面的光學(xué)單元，在第二方面的基礎(chǔ)上，波長λ1、λ2、λ3滿足1.9＜λ3/λ1＜2.1，且1.5＜λ2/λ1＜1.7。
在此，通常在兩個波長中，一個波長是另一個的整數(shù)倍時，難以通過相位結(jié)構(gòu)校正球面像差。
根據(jù)第三方面的發(fā)明，由于波長λ1、λ3的比大致為2，且波長λ1、λ2的比不是整數(shù)，故與用于校正波長λ1、λ3的光束的球面像差的相位結(jié)構(gòu)相比，可容易地設(shè)計用于校正波長λ1、λ2的光束的球面像差的相位結(jié)構(gòu)。因此，可使光學(xué)單元低廉化。
另外，滿足上述不等號式的波長的組合，例如有CD用波長和DVD用波長和BD或HD-DVD用波長的組合等。
本發(fā)明第四方面的光學(xué)單元，在第二或第三方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面具有與光軸交叉的中心區(qū)域和位于所述中心區(qū)域外周側(cè)的外周區(qū)域，在入射到所述第二反射面上的所述第三光束中，僅入射到所述中心區(qū)域的光束被所述物鏡聚光在所述第三光記錄介質(zhì)上。
根據(jù)第四方面的發(fā)明，由于入射到第二反射面的第三光束中，僅入射到中心區(qū)域的光束被物鏡聚光在第三光記錄介質(zhì)上，入射到外周區(qū)域的光束沒有聚光在第三光記錄介質(zhì)上，因此，可由中心區(qū)域的大小進行開口控制。因此，與為了進行了開口控制而在反射鏡部前后配置光圈部件的情況相比，可將光拾取裝置小型化。
另外，由于可根據(jù)中心區(qū)域的形狀來改變第三光記錄介質(zhì)的光點形狀，故即使第二反射面相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱，也可以將光點形狀調(diào)整成圓形。另外，與在反射鏡部的前后配置用于調(diào)整第三光束的剖面形狀的光學(xué)元件的情況相比，可將光拾取裝置小型化。
另外，入射到外周區(qū)域的第三光束既可以被該外周區(qū)域吸收，也可以透過外周區(qū)域，還可以由外周區(qū)域反射，成為不影響第三光記錄介質(zhì)的光點形成的光斑成分。
本發(fā)明第五方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面。
根據(jù)第五方面的發(fā)明，可對第三光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄再生。
本發(fā)明第六方面的光學(xué)單元，在第四方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，所述中心區(qū)域是橢圓形。
在此，通常在反射面相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的情況下，即使向該反射面入射的入射光的剖面形狀是圓形，反射光的剖面形狀也會成為橢圓形。
根據(jù)第六方面的發(fā)明，由于第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，且中心區(qū)域是橢圓形，故可通過橢圓的朝向?qū)⒎瓷涔獾钠拭嫘螤钚纬蔀閳A形。因此，可進行使用第三光記錄介質(zhì)的信息的正確的記錄再生。
本發(fā)明第七方面的光學(xué)單元，在第六方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面將所述剩下的一種光束反射，使所述反射鏡部和所述物鏡之間的包含光軸的規(guī)定面內(nèi)的散射角最大，所述中心區(qū)域是在所述規(guī)定面的垂直方向上具有長軸的橢圓形。
根據(jù)第七方面的發(fā)明，由于第二反射面將所述剩下的一種光束反射，以使規(guī)定面內(nèi)的散射角最大，且所述中心區(qū)域是在所述規(guī)定面的垂直方向上具有長軸的橢圓形，故能夠可靠地將反射光的剖面形成為圓形。
本發(fā)明第八方面的光學(xué)單元，在第一～第七方面中任一方面的基礎(chǔ)上，所述物鏡是單透鏡。
根據(jù)第八方面的發(fā)明，由于所述物鏡是單透鏡，故與透鏡單元的情況相比，可將光拾取裝置小型化。
本發(fā)明第九方面的光學(xué)單元，在第一～第八方面中任一方面的基礎(chǔ)上，所述相位結(jié)構(gòu)為衍射結(jié)構(gòu)，該衍射結(jié)構(gòu)與所述第一～第三光束相關(guān)，由相同的衍射級數(shù)表示最大的衍射效率。
根據(jù)第九方面的發(fā)明，由于衍射結(jié)構(gòu)與所述第一～第三光束相關(guān)，且由相同的衍射級數(shù)表示最大的衍射效率，故波長λ1～λ3的長短原樣地作為衍射作用的強度而產(chǎn)生的結(jié)果是，在第一～第三光束中，第三光束最強地受到衍射作用。因此，在被第二反射面變換成散射光的光束為第三光束的情況下，該第三光束通過反射鏡部的第二反射面和物鏡的衍射結(jié)構(gòu)而被兩階段地校正球面像差。因此，由于校正球面像差的功能的一部分由衍射結(jié)構(gòu)分擔(dān)，可將第三光束在第二反射面的散射程度減小，故可提高光拾取裝置相對第三光記錄介質(zhì)的對焦性能及跟蹤性能。
本發(fā)明第十方面的光學(xué)單元，在第九方面的基礎(chǔ)上，所述衍射結(jié)構(gòu)與所述第一～第三光束相關(guān)，由一級衍射光表示最大的衍射效率。
在此，通常在多個波長的光束由同一衍射級數(shù)表示最大的衍射效率的情況下，其衍射級數(shù)越小，各光束的衍射效率越高。
根據(jù)第十方面的發(fā)明，由于衍射結(jié)構(gòu)與第一～第三光束相關(guān)且由一級衍射光表示最大的衍射效率，故可分別提高第一～第三光束的衍射效率。
本發(fā)明第十一方面的光學(xué)單元，在第三方面的基礎(chǔ)上，所述相位結(jié)構(gòu)對入射的所述第一及第三光束保持原樣地透過，對所述第二光束，由一級衍射光表示最大的衍射效率。
根據(jù)第十一方面的發(fā)明，可維持著高的光利用效率，對第一及第三光束進行信息的正確的記錄或再生，且對第二光束也可以進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第十二方面的光學(xué)單元，在第一～第十方面中任一方面的基礎(chǔ)上，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
根據(jù)第十二方面的發(fā)明，由于驅(qū)動器使物鏡及反射鏡部一體移動，故與物鏡及反射鏡部分別移動的情況相比，可降低物鏡的移動造成的彗差。因此，可提高光拾取裝置的對焦性能及跟蹤性能。
本發(fā)明第十三方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，所述光拾取裝置具有射出所述第一光束的第一光源、射出所述第二光束的第二光源、射出所述第三光束的第三光源。
根據(jù)第十三方面的發(fā)明，可得到與第一～第十一方面中任一方面所述的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第十四方面的光學(xué)單元，在第十二方面的基礎(chǔ)上，向所述反射鏡部入射之前的所述剩下的一種光束的光軸相對于所述兩種光束的光軸偏置。
根據(jù)第十四方面的發(fā)明，由于所述一種光束的光軸相對于向反射鏡部入射之前的所述兩種光束的光軸偏置，故可使從反射鏡部射出后的該一種光束的光軸與所述兩種光束的光軸一致。因此，可進行使用第一～第三光記錄介質(zhì)的信息的正確的記錄再生。
本發(fā)明第十五方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，在將第一光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t1，將第二光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t2，將第三光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t3時，滿足t1≤t2＜t3。
本發(fā)明第十六方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是DVD，第三光記錄介質(zhì)是CD。
本發(fā)明第十七方面的光學(xué)單元，在第一方面的基礎(chǔ)上，所述物鏡校正的兩種光束的球面像差是由基板厚度差產(chǎn)生的球面像差。
根據(jù)第十七方面的發(fā)明，可校正該球面像差，且可進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第十八方面提供一種反射鏡，其具有反射面，該反射面選擇地透過并反射具有波長λ1的第一光束、具有波長λ2的第二光束、具有波長λ3(其中，λ1＜λ2＜λ3)的第三光束，其特征在于，所述反射鏡包括第一反射面，其將入射的所述第一～第三光束中的兩種光束反射，而使剩下的一種光束透過；第二反射面，其由規(guī)定的曲面構(gòu)成，是與所述第一反射面不同的面，將所述透過的剩下的一種光束轉(zhuǎn)變成散射光并進行反射。
根據(jù)第十八方面的發(fā)明，特別是在使用第一光束～第三光束的光學(xué)系統(tǒng)中進行使用時，例如在使用了這些光束的互換拾取裝置中使用時，可提高光利用效率，可進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第十九方面的反射鏡，在第十八方面的基礎(chǔ)上，波長λ1、λ2、λ3滿足1.9＜λ3/λ1＜2.1，1.5＜λ2/λ1＜1.7。
根據(jù)第十九方面的發(fā)明，可得到與第三方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第二十方面的反射鏡，在第十八方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面。
根據(jù)第二十方面的發(fā)明，可得到與第五方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第二十一方面的反射鏡，在第十八方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面具有與光軸交叉的中心區(qū)域和位于所述中心區(qū)域外周側(cè)的外周區(qū)域，且所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，所述中心區(qū)域是橢圓形。
根據(jù)第二十一方面的發(fā)明，可得到與第六方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第二十二方面提供一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，使用從光源射出的波長λ1的第一光束對第一光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用波長λ2的第二光束對第二光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用具有波長λ3(1.9＜λ3/λ1＜2.1)的第三光束對第三光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，具有物鏡和反射鏡部，所述物鏡在至少一個光學(xué)面上具有相位結(jié)構(gòu)，所述反射鏡部具有第一反射面，其使所述第一～第三光束中的第一或第三光束的任意一個光束透過，而將另一個光束及所述第二光束反射；第二反射面，其是與所述第一反射面不同的面，將透過的所述一個光束反射，該反射鏡部將由各反射面反射了的所述第一～第三光束向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部的第二反射面將入射的所述一個光束變換成可由所述物鏡校正球面像差光束，并向所述物鏡引導(dǎo)，所述物鏡通過所述相位結(jié)構(gòu)校正由所述反射鏡部的第一反射面反射了的兩個光束的球面像差，同時，將所述第一～第三光束聚光在所述第一～第三記錄介質(zhì)的各信息記錄面上。
根據(jù)第二十二方面的發(fā)明，可對三種光記錄介質(zhì)提高光利用效率，進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第二十三方面的光學(xué)單元，在第二十二方面的基礎(chǔ)上，波長λ1和λ2滿足1.5＜λ2/λ1＜1.7。
根據(jù)第二十三方面的發(fā)明，可得到與第三方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第二十四方面的光學(xué)單元，在第二十二方面的基礎(chǔ)上，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
根據(jù)第二十四方面的發(fā)明，可得到與第十二方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第二十五方面的光學(xué)單元，在第二十二方面的基礎(chǔ)上，在將第一光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t1，將第二光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t2，將第三光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t3時，滿足t1≤t2＜t3。
本發(fā)明第二十六方面的光學(xué)單元，在第二十二方面的基礎(chǔ)上，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是DVD，第三光記錄介質(zhì)是CD。
本發(fā)明第二十七方面的光學(xué)單元，在第二十五方面的基礎(chǔ)上，所述物鏡校正的兩種光束的球面像差是由第一記錄介質(zhì)和第二記錄介質(zhì)基板的厚度差產(chǎn)生的球面像差。
根據(jù)第二十七方面的發(fā)明，可得到與第十七方面的方面相同的效果。
本發(fā)明第二十八方面提供一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，在從光源射出的至少兩個光束中，使用具有相對短的波長的光束對第一光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用具有相對長的波長(1.9＜第二波長/第一波長＜2.1)的光束對所述第二光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，具有物鏡和反射鏡部，所述反射鏡部具有第一反射面，其使所述兩個光束中的任意一個光束透過，將另一個光束反射；第二反射面，其是與所述第一反射面不同的面，將透過的所述一個光束反射，該反射鏡部將由各反射面反射了的所述第一及第二光束分別向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部將所述兩個光束中的任意一個光束變換為可由所述物鏡校正球面像差的光束，并向所述物鏡引導(dǎo)，利用所述物鏡將所述兩個光束分別聚光在所述第一及第二光記錄介質(zhì)的信息記錄面上。
根據(jù)第二十八方面的發(fā)明，即使在使用具有上述那樣的特定波長關(guān)系的雙波長光束對光記錄介質(zhì)進行記錄或再生的情況下，也可以提高光利用效率，進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第二十九方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
根據(jù)第二十九方面的發(fā)明，可得到與第十二方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第三十方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面由相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面構(gòu)成。
根據(jù)第三十方面的發(fā)明，可得到與第五方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第三十一方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面將所述一個光束反射，使所述反射鏡部和所述物鏡之間的包含光軸的規(guī)定面內(nèi)的散射角最大，所述中心區(qū)域由在所述規(guī)定面的垂直方向上具有長軸的橢圓形構(gòu)成。
根據(jù)第三十一方面的發(fā)明，可得到與第七方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第三十二方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，所述光拾取裝置具有射出所述一個光束的第一光源和射出所述另一個光束的第二光源。
根據(jù)第三十二方面的發(fā)明，可得到與第一方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第三十三方面的光學(xué)單元，在第三十二方面的基礎(chǔ)上，向所述反射鏡部入射之前的所述一個光束的光軸相對于所述另一個光束的光軸偏置。
根據(jù)第三十三方面的發(fā)明，可得到與第十四方面的發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明第三十四方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，使第一光記錄介質(zhì)的保護層厚度比第二光記錄介質(zhì)的保護層厚度薄。
本發(fā)明第三十五方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是CD。
本發(fā)明第三十六方面的光學(xué)單元，在第二十八方面的基礎(chǔ)上，第一光記錄介質(zhì)是HD-DVD，第二光記錄介質(zhì)是CD。
本發(fā)明第三十七方面提供一種反射鏡，其具有反射面，該反射面對一個光束的波長與另一個光束的波長的比為1.9～2.1的兩個光束進行選擇地透過或反射，其特征在于，所述反射鏡具有第一反射面，其使所述兩個光束中的任意一個光束透過，將另一個光束反射；第二反射面，其由規(guī)定的曲面構(gòu)成，是與所述第一反射面不同的面，將所述一個光束散射并反射。
根據(jù)第三十七方面的發(fā)明，即使在使用上述那樣的具有特定波長關(guān)系的雙波長光束對光記錄介質(zhì)進行記錄或再生的情況下，也可以提高光利用效率，進行信息的正確的記錄或再生。
本發(fā)明第三十八方面的反射鏡，在第三十七方面的基礎(chǔ)上，所述第二反射面由相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面構(gòu)成。
根據(jù)第三十八方面的發(fā)明，可得到與第五方面的發(fā)明相同的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可對三種光記錄介質(zhì)進行信息的正確的記錄及/或再生。另外，可將光拾取裝置小型化。
另外，在本發(fā)明的說明書中，“相位結(jié)構(gòu)”是指具有光軸方向的多個臺階高差，對入射光束附加光程差(相位差)的結(jié)構(gòu)的總稱。由該臺階高差對入射光束附加的光程差既可以是入射光束的波長的整數(shù)倍，也可以是入射光束的波長的非整數(shù)倍。作為這種相位結(jié)構(gòu)的具體例子為，將上述臺階高差沿光軸垂直方向以周期的間隔配置的衍射結(jié)構(gòu)、將上述臺階高差沿光軸垂直方向以非周期的間隔配置的光程差賦予結(jié)構(gòu)(也稱作相位差賦予結(jié)構(gòu))。另外，“衍射結(jié)構(gòu)”是指，通過對上述臺階高差設(shè)定節(jié)距(衍射功率)及深度(壓縮(ブレイズド)化波長)，對特定的波長光，特定級數(shù)的衍射光的衍射效率相比其它級數(shù)的衍射光高而設(shè)定的臺階高差結(jié)構(gòu)。


圖1是表示本發(fā)明的光拾取裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示反射鏡部的基板的反射面的圖；圖3是表示物鏡的光源側(cè)的光學(xué)面的圖；圖4是用于說明偏置了的第三光束的光軸的圖。
具體實施例方式
下面，參照

用于實施本發(fā)明的最佳實施例。但是，發(fā)明的范圍不限于圖示例。
首先，對本發(fā)明的光拾取裝置的示意結(jié)構(gòu)進行說明。
圖1是表示光拾取裝置1的示意結(jié)構(gòu)的剖面圖。
如該圖所示，光拾取裝置1具有半導(dǎo)體激光器光源L1、L2、L3作為本發(fā)明的第一光源～第三光源。
半導(dǎo)體激光器光源L1在對作為本發(fā)明的第一光記錄介質(zhì)的BD(ブル一レイデイスク藍光光盤)10進行信息的記錄/再生時，射出波長350～450nm中的特定波長λ1的第一光束。另外，在本實施例中，BD10的保護層的厚度為0.085mm或0.0875mm。另外，波長λ1例如可使用405nm、407nm、408nm等。
半導(dǎo)體激光器光源L2在對作為本發(fā)明的第二光記錄介質(zhì)的DVD11進行信息的記錄/再生時，射出波長620～680nm中的特定波長λ2(1.5＜λ2/λ1＜1.7)的第二光束。另外，在本實施例中，DVD11的保護層的厚度為0.6mm。另外，波長λ2例如可使用655nm、658nm等。在本說明書中，DVD是DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列的光記錄介質(zhì)的總稱。
半導(dǎo)體激光器光源L3在對作為本發(fā)明的第三光記錄介質(zhì)的CD12進行信息的記錄/再生時，射出波長750～810nm中的特定波長λ3(1.9＜λ3/λ1＜2.1)的第三光束。該半導(dǎo)體激光器光源L3與光檢測器26一體化而形成全息激光單元27。另外，在本實施例中，CD12的保護層的厚度為1.2mm。另外，波長λ3例如可使用785nm等。在本說明書中，CD是CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等CD系列的光記錄介質(zhì)的總稱。
在從半導(dǎo)體激光器光源L1射出的第一光束的光軸方向上，從圖1中下側(cè)向上側(cè)依次地并列設(shè)有分光器20、21、準(zhǔn)直透鏡22、分光器23、物鏡光學(xué)單元6。在與物鏡光學(xué)單元6相對的位置上配置有作為光記錄介質(zhì)的BD10、DVD11或CD12。另外，沒有特別圖示，但通常在對光記錄介質(zhì)的基板厚度不同的例如BD和CD、BD和DVD進行信息的記錄或再生時，對各自的介質(zhì)的信息進行記錄或再生時的聚光光學(xué)元件最終面、本發(fā)明中物鏡的最靠近像側(cè)的光學(xué)面與各信息記錄介質(zhì)的光源側(cè)表面的距離，也就是工作距離(WD)不同。因此，如本發(fā)明，在一體地對焦驅(qū)動反射鏡部和物鏡的情況下，在對焦時光軸需要移動相當(dāng)于其WD的差的量。因此，在本發(fā)明中，預(yù)先將另一個光束的光軸相對于使用的一個光束的光軸偏置該移動量。
在本實施例中，相對于分光器20，在圖1中右側(cè)配置有上述半導(dǎo)體激光器光源L2。另外，圖1中未進行圖示，但從該半導(dǎo)體激光器光源L2射出的第二光束的光軸在向物鏡光學(xué)單元6入射之前，相對于第一光束的光軸向圖中的Y軸方向偏置。
在此，Y軸方向是指與光軸方向即Z軸方向垂直的方向。光拾取裝置1的各光學(xué)元件相對于包含這些Y軸方向及Z軸方向的YZ平面成為面對象。
另外，使第二光束的光軸相對于第一光束的光軸偏置的方法例如有以下三種方法。
即，第一種方法(1)是配置各光學(xué)元件，其使從半導(dǎo)體激光器光源L2射出的光束在由準(zhǔn)直透鏡將成為平行光束后，由棱鏡或分光器進行90度反射而與第一光束平行，根據(jù)波長來改變上述準(zhǔn)直透鏡與上述棱鏡的距離。根據(jù)該方法，當(dāng)上述準(zhǔn)直透鏡與上述棱鏡的距離改變時，由于該棱鏡的反射位置改變，故第二光束的光軸成為相對于第一光束的光軸偏置的狀態(tài)。另外，改變上述準(zhǔn)直透鏡與上述棱鏡的距離的方法列舉，將半導(dǎo)體激光器光源L2和準(zhǔn)直透鏡一體化而形成發(fā)光單元，將上述棱鏡的位置固定，在該狀態(tài)下使上述發(fā)光單元沿Z軸或Y軸移動的方法。
另外，第二種方法(2)是使發(fā)光點稍稍錯開地將半導(dǎo)體激光器光源L1和半導(dǎo)體激光器光源L2近接配置，同時，在準(zhǔn)直透鏡22和物鏡光學(xué)單元6中間配置僅使第二光束衍射的衍射元件，使這些半導(dǎo)體激光器光源L1、準(zhǔn)直透鏡22及上述衍射元件的光軸一致。根據(jù)該方法，第一光束在由準(zhǔn)直透鏡22改變?yōu)槠叫泄馐螅高^上述衍射元件，入射到物鏡光學(xué)單元6上。另一方面，第二光束在作為軸外光束由準(zhǔn)直透鏡22改變?yōu)榇笾缕叫械墓馐螅艿窖苌湓难苌渥饔枚c第一光束平行，因此，該第二光束的光軸成為相對于第一光束的光軸偏置的狀態(tài)。另外，也可以將上述衍射元件和準(zhǔn)直透鏡22一體化。
第三種方法(3)是配置各光學(xué)元件，其使從半導(dǎo)體激光器光源L2射出的光束在由準(zhǔn)直透鏡形成為平行光束后，由電鍍反射鏡反射而與第一光束大致平行，使該電鍍反射鏡旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該方法，當(dāng)電鍍反射鏡旋轉(zhuǎn)時，由于該電鍍反射鏡的反射位置變化，故第二光束的光軸成為相對于第一光束的光軸偏置的狀態(tài)。
另外，相對于分光器21，在圖1中右側(cè)依次并列配置有中心透鏡24及光檢測器25。中心透鏡24具有圓柱形透鏡240及凹透鏡241。
另外，相對于分光器23，在圖1中右側(cè)依次并列配置有準(zhǔn)直透鏡28、全息激光單元27。從該全息激光單元27的半導(dǎo)體激光器光源L3射出的第三光束的光軸在向物鏡光學(xué)單元6入射之前，相對于第一光束的光軸向圖中的Y軸方向偏置。另外，在本實施例中，利用上述第一種方法(1)將第三光束的光軸相對于第一光束的光軸偏置，但也可以利用上述第二種方法(2)將其偏置。
其次，詳細說明物鏡光學(xué)單元6。
物鏡光學(xué)單元6是本發(fā)明的光學(xué)單元，具有將從各半導(dǎo)體激光器光源L1、L2、L3射出的第一～第三光束聚光到BD10、DVD11、CD12的信息記錄面10a、11a、12a上的功能。該物鏡光學(xué)單元6具有反射鏡部7及物鏡8。另外，由于這些反射鏡部7及物鏡8可通過驅(qū)動器(未圖示)而一體地沿Y軸方向及Z軸方向移動，故與物鏡8及反射鏡部7分別移動的情況相比，可降低物鏡8的移動造成的彗差，其結(jié)果，可提高光拾取裝置1的對焦性能及跟蹤性能。另外，在這些反射鏡部7及物鏡8之間配置有未圖示的光圈部件。
反射鏡部7是將從各半導(dǎo)體激光器光源L1、L2、L3射出的第一～第三光束反射并向物鏡8引導(dǎo)的裝置，其具有分色鏡層71及基板70。
分色鏡層71是本發(fā)明中的波長選擇透過層，在表面具有反射第一光束、第二光束的反射面71a。該反射面71a是本發(fā)明中的第一反射面，其使第三光束不反射地在分色鏡層71的內(nèi)部透過。另外，在本實施例中，反射鏡71a是平面，在YZ平面內(nèi)相對于Z軸方向傾斜45度。
基板70是設(shè)于分色鏡層71背面?zhèn)鹊娜瓷溏R，具有將透過分色鏡層71的第三光束反射并變換成散射光的反射面70a。
反射面70a是本發(fā)明中的第二反射面。該反射面70a為相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對成的自由曲面，更詳細地說，反射第三光束，以使反射鏡部7和物鏡8之間的包含光軸的規(guī)定面、在本實施例中YZ平面內(nèi)的發(fā)散角最大。
具體地說，在本實施例中，反射面70a的形狀由下式(1)定義。
Z(h)=h2/r1+1-(1+k)(h/r)2+ΣiΣjCijXiYj]]>該式(1)中，左邊的Z(h)是以光的行進方向為正時的光軸方向的軸。另外，右邊的第一項是球面項，第二項是自由曲面項。另外，“i”、“j”表示0或正整數(shù)，“Cij”表示自由曲面系數(shù)，“k”表示圓錐曲線系數(shù)(圓錐系數(shù))，“r”表示曲率半徑，“h”表示距光軸的高度。另外，在本實施例中，如上所述，由于各光學(xué)元件相對YZ平面構(gòu)成面對象，故在自由曲面系數(shù)Cij中，對應(yīng)X奇數(shù)項的可全部是0。另外，由于球面項可置換成自由曲面項的X2及Y2的項等，故可使c＝0，k＝0。另外，由于分色鏡層71相對于入射光傾斜45度，故第三光線的光軸通過反射面70a的中心，且如若使反射面70a整體傾斜45度，則在自由曲面系數(shù)Cij中也可以將對應(yīng)Y1的項設(shè)為0。
如圖2所示，該反射面70a被分割成與光軸交叉的中心區(qū)域70b和位于中心區(qū)域70b外周側(cè)的外周區(qū)域70c。
中心區(qū)域70b構(gòu)成在YZ平面的垂直方向即圖1中的X軸方向上具有長軸的橢圓形狀。該中心區(qū)域70b將入射來的第三光束反射并將其向物鏡8引導(dǎo)。
外周區(qū)域70c將入射來的第三光束反射，成為不影響CD12的信息記錄面12a的光點形成的光斑成分。
另外，以上的反射鏡部7既可以由玻璃成形，也可以由樹脂成形，還可以由玻璃及塑料成形。作為由玻璃及塑料成形的反射鏡部，例如由玻璃形成基板70，由塑料形成分色鏡層71。
如圖1所示，物鏡8將第一光束聚光在BD10的信息記錄面10a上，將第二光束聚光在DVD11的信息記錄面11a上，將第三光束聚光在CD12的信息記錄面12a上。該物鏡8是單透鏡，與是透鏡單元的情況相比，可將光拾取裝置1小型化。
另外，物鏡8的像方數(shù)值孔徑NA對從半導(dǎo)體激光器光源L1射出的第一光束為0.85，對從半導(dǎo)體激光器光源L2射出的第二光束為0.66，對從半導(dǎo)體激光器光源L3射出的第三光束為0.51。另外，物鏡的焦距對從半導(dǎo)體激光器光源L1射出的第一光束為1.76mm，對從半導(dǎo)體激光器光源L2射出的第二光束為1.89mm，對從半導(dǎo)體激光器光源L3射出的第三光束為1.93mm。另外，物鏡8的折射率為1.55。
如圖3所示，該物鏡8的兩個光學(xué)面中至少光源側(cè)的光學(xué)面被分割成第一區(qū)域80、第二區(qū)域81及第三區(qū)域82。
第一區(qū)域80是在BD10、DVD11、CD12的信息記錄面10a、11a、12a形成聚光點的第一～第三光束透過的區(qū)域。第二區(qū)域81是在BD10、DVD11的信息記錄面10a、11a形成聚光點的第一、第二光束透過的區(qū)域。第三區(qū)域是在BD10的信息記錄面10a形成聚光點的從半導(dǎo)體激光器光源L1射出的第一光束透過的區(qū)域。
在這些第一區(qū)域80、第二區(qū)域81及第三區(qū)域82中，至少在第一區(qū)域80及第二區(qū)域81上形成未圖示的衍射結(jié)構(gòu)。該衍射結(jié)構(gòu)通過產(chǎn)生光程差來校正第一光束、第二光束的球差即該波長差產(chǎn)生的球差、比其大的像差即各基板厚度產(chǎn)生的球面像差。另外，該衍射結(jié)構(gòu)與第一～第三光束相關(guān)，由一級衍射光表示最大的衍射效果。
在此，眾所周知，一般在兩個波長中一個是另一個的整數(shù)倍時，難以通過相位結(jié)構(gòu)來校正球面像差，在本實施例中，如上所述，波長λ1、λ3之比大致為2，波長λ1、λ2之比不是整數(shù)。因此，如上所述，用于校正波長λ1、λ2的光束的球面像差即該波長差產(chǎn)生的球面像差、由比其大的像差即各基板厚度差產(chǎn)生的球面像差的衍射結(jié)構(gòu)與用于校正波長λ1、λ3的光束的球面像差的衍射結(jié)構(gòu)相比，可容易地進行設(shè)計，可使物鏡光學(xué)單元6低廉化。
另外，眾所周知，一般在多個波長的光束由同一衍射級數(shù)表示最大的衍射效率時，該衍射級數(shù)越小，各光束的衍射效率越高。因此，如上所述，在衍射結(jié)構(gòu)與第一～第三光束相關(guān)而由一級衍射光表示最大的衍射效率的情況下，第一～第三光束的衍射效率分別提高。
由于衍射結(jié)構(gòu)與第一～第三光束相關(guān)，且由同一衍射級數(shù)表示最大的衍射效率，故波長λ1～λ3的長短保持原樣地作為衍射作用的強度而產(chǎn)生的結(jié)果是，在第一～第三光束中，第三光束最強地受到衍射作用。因此，由反射面70a變換成散射光的第三光束通過反射鏡部7的反射面70a和物鏡8的衍射結(jié)構(gòu)而被兩階段地校正球面像差。因此，如上所述，在衍射結(jié)構(gòu)與第一～第三光束相關(guān)，且由一級衍射光表示最大衍射效率時，由于校正球面像差的功能的一部分被衍射結(jié)構(gòu)分擔(dān)，因此第三光束被反射面70a散射的程度減小，故可提高光拾取裝置1對CD12的對焦性能及跟蹤性能。
另外，以上的物鏡8既可以為玻璃制，也可以為樹脂制，還可以為玻璃及塑料制。
在此，在物鏡8為玻璃制時，由于難以受到溫度變化引起的折射率變化的影響，故可將使用溫度范圍擴寬。另外，如若使用比重小的玻璃材料，優(yōu)選比重小于或等于3.0，最好是比重小于或等于2.8的玻璃材料，則可減輕施加在上述驅(qū)動器上的負擔(dān)。另外，如若使用玻璃轉(zhuǎn)移點Tg小于或等于400℃的玻璃材料，則能夠以較低的溫度進行成形，因此，可將用于成形的模具的壽命延長。玻璃轉(zhuǎn)移點Tg低的玻璃材料例如有“K-PG325”、“K-PG375”(商品名住田光學(xué)ガラス社製)等。
另外，在物鏡8為樹脂制時，優(yōu)選使用環(huán)狀烯烴類樹脂材料，特別優(yōu)選使用溫度25℃下對波長405nm的折射率為1.54～1.60的范圍內(nèi)，隨著-5℃～70℃的溫度范圍內(nèi)的溫度變化，對波長405nm的折射率變化率dN/dT(℃-1)為-10×10-5～-8×10-5的范圍內(nèi)的樹脂材料。
另外，樹脂材料也可以使用所謂的“不依存溫度的樹脂”(アサ一マル樹脂)。不依存溫度的樹脂是指將具有與伴隨溫度變化的母材樹脂的折射率變化率相反符號的折射率變化率的粒子均勻地混入并分散到母材樹脂中的樹脂材料。在此，母材樹脂可適當(dāng)采用特愿2002-308933號、特愿2002-309040號、特愿2002-308964號等中記載的樹脂。分散的粒子可使用直徑小于或等于30納米，優(yōu)選小于或等于20納米，最好為10～15納米的粒子。該微粒子優(yōu)選無機物，最好為氧化物。而且，優(yōu)選氧化狀態(tài)飽和并且不再進一步氧化的氧化物。若粒子為無機物，則可將與作為高分子有機化合物的母材樹脂的反應(yīng)抑制得極低，另外，若為氧化物，則可防止使用中的劣化。特別是若為無機氧化物的微粒子，則即使在高溫化及照射激光這樣嚴酷的條件下，也可以防止氧化造成的劣化。另外，為防止其它原因造成的母材樹脂的氧化，當(dāng)然也可以向不依存溫度的樹脂中添加防氧化劑。另外，母材樹脂和粒子的混合·分散在物鏡的射出成形時串聯(lián)進行。即，混合·分散的材料優(yōu)選直至對物鏡成形不會冷卻·固化。另外，為了防止微粒子的凝集，優(yōu)選給予粒子表面電荷而使微粒子分散。母材樹脂與微粒子的比率可在90∶10～60∶40之間適當(dāng)調(diào)節(jié)，當(dāng)?shù)陀?0∶10時，抑制溫度變化的效果變小，相反，當(dāng)超過60∶40時，樹脂的成形性有問題，故不理想。但是，為了控制折射率相對溫度的變化的比率，該體積比率可適當(dāng)增減，也可以將多種納米級尺寸的無機粒子混合、分散。以上那樣的不依存溫度的樹脂有例如以體積比80∶20的程度向丙烯樹脂中分散了氧化鈮(Nb2O5)的微粒子的樹脂。
另外，物鏡8為玻璃及塑料制時，也可以使用將形成相位結(jié)構(gòu)及非旋轉(zhuǎn)對稱面的樹脂層接合在玻璃基板上的混合式透鏡。此時，可提供使用溫度范圍寬的物鏡，同時，可提高相位結(jié)構(gòu)及非旋轉(zhuǎn)對稱面的轉(zhuǎn)印性。另外，形成樹脂層的方法在制造上優(yōu)選通過對形成相位結(jié)構(gòu)及非旋轉(zhuǎn)對稱面的模具進行按壓并照射紫外線，在涂敷于玻璃基板上的紫外線固化樹脂上形成樹脂層的方法。
其次，簡單地說明光拾取裝置1中的動作、作用。
在對BD10進行信息的記錄時及進行BD10中的信息再生時，半導(dǎo)體激光器光源L1射出第一光束。該第一光束如圖1中實線表示的其光線路徑那樣，首先，在透過分光器20、21，然后由準(zhǔn)直透鏡22變換為平行光。其次，該第一光束在透過分光器23后，入射到物鏡光學(xué)單元6上。然后，該第一光束在由反射鏡部7的反射面71a反射后，由物鏡8進行聚光，并由上述衍射結(jié)構(gòu)校正球面像差，在BD10的信息記錄面10a上形成聚光點。此時，物鏡8由配置于其周邊的上述驅(qū)動器進行對焦及跟蹤。另外，在本實施例中，由于由驅(qū)動器使物鏡8及反射鏡部7一體移動，進行對焦，故在對焦時，反射鏡部7的反射位置變化，其結(jié)果是，從反射鏡部7射出的光束的光軸偏移。因此，在對焦時，優(yōu)選通過使用用于偏置光軸的上述第一方法(1)及上述第三方法(3)來校正該光軸偏移。
其次，形成聚光點的光在BD10的信息記錄面10a由信息位調(diào)制，進行反射。其次，該反射光透過物鏡光學(xué)單元6、分光器23及準(zhǔn)直透鏡22，在由分光器21反射后，由中心透鏡24給予像散，到達光檢測器25。然后，使用光檢測器25的輸出信號進行BD10中的信息的再生。
另外，在對DVD11進行信息的記錄時、及進行DVD11中的信息再生時，半導(dǎo)體激光器光源L2射出第二光束，該第二光束首先由分光器20反射并透過分光器21，然后由準(zhǔn)直透鏡22變換為平行光。其次，該第二光束在透過分光器23后，入射到物鏡光學(xué)單元6上。然后，該第二光束在由反射鏡部7的反射面71a反射后，由物鏡8進行聚光，并由上述衍射結(jié)構(gòu)校正球面像差，在DVD11的信息記錄面11a上形成聚光點。此時，物鏡8由配置于其周邊的上述驅(qū)動器進行對焦及跟蹤。
在此，由于第二光束的光軸相對于向反射鏡部7入射前的第一光束的光軸向Y軸方向偏置，故與沒有偏置的情況不同，使從反射鏡部7射出后的該第二光束的光軸與第一光束的光軸一致。另外，優(yōu)選在對焦時，與對BD10的對焦相同，校正光軸的偏移。
其次，形成聚光點的光在DVD11的信息記錄面11a上由信息位調(diào)制，進行反射，該反射光透過物鏡光學(xué)單元6、分光器23及準(zhǔn)直透鏡22，在由分光器21反射后，由中心透鏡24給予像散，到達光檢測器25。然后，使用光檢測器25的輸出信號進行DVD11中的信息的再生。
另外，在對CD12進行信息的記錄時及進行CD12中的信息再生時，半導(dǎo)體激光器光源L3射出第三光束。該第三光束如圖1中虛線表示的其光線路徑那樣，首先，在由準(zhǔn)直透鏡28變換為平行光后，由分光器23反射，入射到物鏡光學(xué)單元6上。其次，該第三光束在由反射鏡部7的反射面70a變換為散射光并進行反射后，由物鏡8進行聚光，在CD12的信息記錄面12a上形成聚光點。此時，物鏡8由配置于其周邊的上述驅(qū)動器進行對焦及跟蹤。
在此，如圖4所示，由于第三光束的光軸相對于向反射鏡部7入射前的第一光束的光軸向Y軸方向偏置，故與沒有偏置的情況不同，使從反射鏡部7射出后的該第三光束的光軸與第一光束的光軸一致。另外，在入射到反射面70a上的第三光束中，僅入射到中心區(qū)域70b上的光束通過物鏡8而被聚光在CD12上，入射到外周區(qū)域70c上的光束不聚光在CD12上，因此，由中心區(qū)域70b的大小進行開口控制。另外，由于反射面70a使反射后的第三光束的散射角在YZ平面內(nèi)最大地構(gòu)成相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，且中心區(qū)域70b為在X軸方向上具有長軸的橢圓形，因此，第三光束的反射光的剖面形狀及聚光點為圓形。另外，優(yōu)選在對焦時，與對BD10的對焦相同，校正光軸的偏移。
其次，形成聚光點的光在CD12的信息記錄面12a上由信息穴調(diào)制，進行反射。該反射光透過物鏡光學(xué)單元6，在由分光器23反射后，由準(zhǔn)直透鏡28聚光，到達光檢測器26。然后，使用光檢測器26的輸出信號進行CD12中的信息的再生。
根據(jù)以上的光拾取裝置1，可正確地對BD10、DVD11、CD12進行信息的記錄再生。另外，如上所述，由于反射鏡部7分別將第一～第三光束反射并向物鏡8引導(dǎo)，故能夠?qū)陌雽?dǎo)體激光器光源L1～L3到BD10、DVD11、CD12的直線距離縮短，相應(yīng)地可將光拾取裝置1小型化。
另外，由于可通過中心區(qū)域70b的大小來進行開口限制，故與為了進行開口控制而在反射鏡部7的前后配置光圈部件的情況相比，可將光拾取裝置1小型化。
另外，由于可通過中心區(qū)域70b的橢圓形狀將CD12的信息記錄面12a的第三光束的聚光點形成為圓形，故可正確地進行使用了CD12的信息的記錄再生。
由于可使從反射鏡部7射出后的第三光束的光軸與第一光束、第二光束的光軸一致，故可正確地進行使用了BD10、DVD11、CD12的信息的記錄再生。
由于波長比第三光束短的第一光束及第二光束在反射鏡部7不成為散射光，故與第一光束及第二光束成為散射光的情況相比，物鏡8的設(shè)計變得容易。因此，可使物鏡光學(xué)單元6低廉化。
在本發(fā)明中，由反射鏡部將入射光束變化成可由物鏡校正球面像差的光束，但其并不限定于將入射的平行光束變換為散射光的情況。主要是，只要根據(jù)物鏡是否為對任何波長的入射光束都最優(yōu)化的透鏡，對其它波長的入射光束，變換成對應(yīng)于需要的光束即可。即，在本實施例中，表示有物鏡可對BD進行本來的校正的最佳化(第二實施例)的透鏡，但在由最適合于CD的透鏡對其進行的情況下，也可以是對用于BD、HD DVD的記錄及再生的第一光束，變換成將入射光束收斂的方向的透鏡。
另外，在上述實施例中，以本發(fā)明的第一光記錄介質(zhì)為BD10進行了說明，但也可以為HD-DVD。
對由式(1)定義反射鏡部7的反射面70a的形狀進行了說明，但也可以為其它形狀。
實施例1
其次，對由上述實施例表示的物鏡光學(xué)單元6的實施例進行說明。但是，本發(fā)明不限于實施例。
表1～表3表示相對于CD、DVD、BD的本實施例的物鏡光學(xué)單元的數(shù)據(jù)。
表1

表2

表3

在這些表中，面序號“1”表示半導(dǎo)體激光器光源L1～L3的發(fā)光點，面序號“2”、“3”表示反射鏡部7的反射面71a、70a，面序號“4”表示反射鏡部7及物鏡8之間的空氣層，面序號“5”表示光圈部件。另外，面序號“6-1”、“6-2”、“6-3”表示物鏡8的光源側(cè)光學(xué)面的第一區(qū)域80、第二區(qū)域81及第三區(qū)域82，面序號“7”表示物鏡8的光記錄介質(zhì)側(cè)的光學(xué)面。另外，面序號“8”表示物鏡8及光記錄介質(zhì)之間的空氣層，面序號“9”表示光記錄介質(zhì)的保護層，面序號“10”表示光記錄介質(zhì)的信息記錄面。另外，面序號“8”的空氣層的厚度是所謂的工作距離(Working Distancde)。
另外，反射鏡部7的反射面70a形成由將下記表4中的自由曲面系數(shù)Cij代入上述式(1)的數(shù)學(xué)式規(guī)定的形狀。在此，Y2、Y3、Y4項起作用，使射出分色鏡層71的Y軸方向的邊緣光線成為散射光。特別是Y3項是補充Y軸方向的光學(xué)系統(tǒng)的非對稱性的項。另外，X2、X2Y、X4、X2Y2項起作用，使射出反射鏡部7的X軸方向的邊界光線成為散射光。特別是X2Y、X2Y2項是用于調(diào)整依賴Y軸方向高度的散射程度的項。
表4

在以上的反射鏡部7上，反射鏡70a、71a作為整體向光軸傾斜45度，反射面71a的中心相對反射面70a的中心向Y軸方向僅偏置-0.2665mm。
另外，物鏡8的光源側(cè)光學(xué)面形成由將下記表5中的非球面系數(shù)B2i代入下記式(2)的數(shù)學(xué)式規(guī)定的非球面。另外，在式(2)中，左邊的Z(h)是光的行進方向為正時的光軸方向的軸。
表5

數(shù)2Z(h)=h2/r1+1-(1+k)(h/r)2+Σi=0B2iH2i]]>
形成于該光學(xué)面的上述衍射結(jié)構(gòu)使用附加在透過波面上的光程長表示。另外，這樣的光程差由將下記表6表示的衍射系數(shù)C2i代入以下的式(3)中進行定義的光程差函數(shù)Φ表示。其中，在式(3)中，“m”是表示由衍射面產(chǎn)生的衍射光中最大的衍射光量的衍射光的衍射級數(shù)。另外，“λ”是入射光束的波長，“λB”是制造波長。
表6

數(shù)3Φb=λ/λB×mΣj=1C2jh2j]]>另外，物鏡8的光記錄介質(zhì)側(cè)的光學(xué)面形成由將下記表7中的非球面系數(shù)B2i代入上述式(2)的數(shù)學(xué)式規(guī)定的非球面。
表7

在該物鏡8中，像方數(shù)值孔徑NA相對BD10為0.85，相對DVD11為0.66，相對CD12為0.51。另外，物鏡8的焦點距離對BD10為1.76mm，對DVD11為1.89mm，對CD12為1.93mm。物鏡8的光圈面的瞳徑對BD10為3.0mm，對DVD11為2.44mm，對CD12為2.0mm。另外，有關(guān)上述第一區(qū)域80的上述高度h的值為0mm≤h≤1.02mm，有關(guān)上述第二區(qū)域81的上述高度h的值為1.02mm≤h≤1.225mm，有關(guān)上述第三區(qū)域82的上述高度h的值為1.225mm≤h≤1.6mm。
實施例2其次，對由上述實施例表示的物鏡光學(xué)單元6的其它實施例進行說明。
但是，本發(fā)明不限于實施例。
表8～10表示對CD、DVD、BD的本實施例的物鏡光學(xué)單元的數(shù)據(jù)。
表8CD

*僅使第三面向Y方向偏心。
表9DVD

表10BD

這些表中的面序號與實施例1相同。
另外，反射鏡部7的反射面70a也形成由將下記表11中的自由曲面系數(shù)Cij代入上述式(1)的數(shù)學(xué)式規(guī)定的形狀。其它說明由于與實施例1相同，故未進行說明。
表11自由曲面系數(shù)

在以上的反射鏡部7上，反射面70a、71a作為整體向光軸傾斜45度，反射面71a的中心相對反射面70a的中心向Y軸方向偏置-0.2665mm。
另外，物鏡8的光源側(cè)光學(xué)面形成由將下記表12中的非球面系數(shù)B2j代入上述式(2)的數(shù)學(xué)式規(guī)定的非球面。
表12面數(shù)據(jù)光源側(cè)

形成于該光學(xué)面上的上述衍射結(jié)構(gòu)使用附加在透過波面上的光程長表示。另外，這樣的光程差由將下記表13表示的衍射系數(shù)Cij代入上述的式(3)中進行定義的光程差函數(shù)Φ表示。
表13衍射系數(shù)

另外，物鏡8的光記錄介質(zhì)側(cè)的光學(xué)面利用由將下表14的非球面系數(shù)B2j代入上述的式(2)中的數(shù)學(xué)式規(guī)定的非球面形成。
表14介質(zhì)側(cè)

在該物鏡8中，像方的數(shù)值孔徑NA對BD10為0.85，對DVD11為0.60，對CD12為0.51。另外，物鏡的焦距對BD10為1.76mm，對DVD11為1.88mm，對CD12為1.82mm。物鏡8的光圈面的瞳徑對BD10為3.0mm，對DVD11為2.22mm，對CD12為2.0mm。另外，在本實施例的物鏡中，與實施例1不同，沒有形成按多個區(qū)域的每個不同的特性的臺階高差結(jié)構(gòu)。
在以上的物鏡光學(xué)單元6中，光軸上的像差的二次平均平方根表示在波長λ3中為0.013λrms，在波長λ2中為0.006λrms，在λ1中為0.002λrms這樣良好的結(jié)果。另外，向物鏡8入射的入射角度為0.5度時的像差的二次平均平方根在波長λ3中為0.060λrms。
另外，在將表示物鏡8的最大衍射效率的衍射級數(shù)在波長λ2中設(shè)為2級，在波長λ1中設(shè)為1級的情況下，向物鏡8入射的入射角度為0.5度時的像差的二次平均平方根在波長λ3中大于或等于0.160λrms，像差不能被充分校正。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，使用從光源射出的波長λ1、λ2、λ3(其中，λ1＜λ2＜λ3)的第一光束、第二光束、第三光束，對第一光記錄介質(zhì)、第二光記錄介質(zhì)、第三光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，具有物鏡和反射鏡部，所述物鏡在至少一個光學(xué)面上具有相位結(jié)構(gòu)，所述反射鏡部具有第一反射面，其將所述第一～第三光束中的兩種光束反射，而使剩下的一種光束透過；第二反射面，其是與所述第一反射面不同的面，將所述透過的剩下的一種光束反射，該反射鏡部將反射了的所述第一～第三光束向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部的第二反射面將剩下的一種光束變換成散射光并向所述物鏡引導(dǎo)，所述物鏡通過所述相位結(jié)構(gòu)來校正所述兩種光束的球面像差，同時，將所述第一光束聚光在所述第一記錄介質(zhì)的信息記錄面上，將所述第二光束聚光在所述第二光記錄介質(zhì)的信息記錄面上，將所述第三光束聚光在所述第三光記錄介質(zhì)的信息記錄面上。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述反射鏡部中，由所述第一反射面反射所述第一光束及第二光束，由所述第二反射面反射所述第三光束。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)單元，其特征在于，波長λ1、λ2、λ3滿足1.9＜λ3/λ1＜2.11.5＜λ2/λ1＜1.7。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面具有與光軸交叉的中心區(qū)域和位于所述中心區(qū)域外周側(cè)的外周區(qū)域，入射到所述第二反射面上的所述第三光束中，僅入射到所述中心區(qū)域的光束被所述物鏡聚光在所述第三光記錄介質(zhì)上。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，所述中心區(qū)域是橢圓形。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面將所述剩下的一種光束反射，使所述反射鏡部和所述物鏡之間的包含光軸的規(guī)定面內(nèi)的散射角最大，所述中心區(qū)域是在所述規(guī)定面的垂直方向上具有長軸的橢圓形。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述物鏡是單透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述相位結(jié)構(gòu)為衍射結(jié)構(gòu)，該衍射結(jié)構(gòu)與所述第一～第三光束相關(guān)，由同一衍射級數(shù)表示最大的衍射效率。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述衍射結(jié)構(gòu)與所述第一～第三光束相關(guān)，由一級衍射光表示最大的衍射效率。
11.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述相位結(jié)構(gòu)，對入射的所述第一及第三光束直接透過，對所述第二光束，由一級衍射光表示最大的衍射效率。
12.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
13.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述光拾取裝置具有射出所述第一光束的第一光源、射出所述第二光束的第二光源、射出所述第三光束的第三光源。
14.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)單元，其特征在于，向所述反射鏡部入射之前的所述剩下的一種光束的光軸相對于所述兩種光束的光軸偏置。
15.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，在將第一光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t1，將第二光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t2，將第三光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t3時，滿足t1≤t2＜t3。
16.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是DVD，第三光記錄介質(zhì)是CD。
17.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述物鏡校正的兩種光束的球面像差是由基板厚度差產(chǎn)生的球面像差。
18.一種反射鏡，其具有反射面，該反射面選擇地透過并反射具有波長λ1的第一光束、具有波長λ2的第二光束、具有波長λ3(其中，λ1＜λ2＜λ3)的第三光束，其特征在于，所述反射鏡具有第一反射面，其將入射的所述第一～第三光束中的兩種光束反射，使剩下的一種光束透過；第二反射面，其由規(guī)定的曲面構(gòu)成，是與所述第一反射面不同的面，將所述透過的剩下的一種光束變換為散射光而進行反射。
19.如權(quán)利要求18所述的反射鏡，其特征在于，波長λ1、λ2、λ3滿足1.9＜λ3/λ1＜2.11.5＜λ2/λ1＜1.7。
20.如權(quán)利要求18所述的反射鏡，其特征在于，所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面。
21.如權(quán)利要求18所述的反射鏡，其特征在于，所述第二反射面具有與光軸交叉的中心區(qū)域和位于所述中心區(qū)域外周側(cè)的外周區(qū)域，且所述第二反射面是相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，所述中心區(qū)域是橢圓形。
22.一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，使用從光源射出的波長λ1的第一光束對第一光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用波長λ2的第二光束對第二光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用具有波長λ3(1.9＜λ3/λ1＜2.1)的第三光束對第三光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，具有物鏡和反射鏡部，所述物鏡在至少一個光學(xué)面上具有相位結(jié)構(gòu)，所述反射鏡部具有第一反射面，其使所述第一～第三光束中的第一或第三光束的任意一個光束透過，將另一個光束及所述第二光束反射；第二反射面，其是與所述第一反射面不同的面，將透過的所述一個光束反射，該反射鏡部將由各反射面反射了的所述第一～第三光束分別向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部的第二反射面可將入射的所述一個光束變換成可由物鏡校正球面像差的光束，并向所述物鏡引導(dǎo)，所述物鏡通過所述相位結(jié)構(gòu)校正由所述反射鏡部的第一反射面反射了的兩個光束的球面像差，同時，將所述第一～第三光束聚光在所述第一～第三記錄介質(zhì)的各信息記錄面上。
23.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)單元，其特征在于，波長λ1和λ2滿足1.5＜λ2/λ1＜1.7。
24.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)單元，其特征在于，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
25.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)單元，其特征在于，在將第一光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t1，將第二光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t2，將第三光記錄介質(zhì)的保護層厚設(shè)為t3時，滿足t1≤t2＜t3。
26.如權(quán)利要求22所述的光學(xué)單元，其特征在于，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是DVD，第三光記錄介質(zhì)是CD。
27.如權(quán)利要求25所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述物鏡校正的兩種光束的球面像差是由第一記錄介質(zhì)與第二記錄介質(zhì)基板的厚度差產(chǎn)生的球面像差。
28.一種光學(xué)單元，其用于光拾取裝置，在從光源射出的至少兩個光束中，使用具有相對短的波長的光束對第一光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，使用具有相對長的波長(1.9＜第二波長/第一波長＜2.1)的光束對所述第二光記錄介質(zhì)進行信息的記錄及/或再生，其特征在于，具有物鏡和反射部，所述反射鏡部具有第一反射面，其使所述兩個光束中的任意一個光束透過，將另一個光束反射；第二反射面，其是與所述第一反射面不同的面，將透過的所述一個光束反射，該反射鏡部將由各反射面反射了的所述第一及第二光束分別向所述物鏡引導(dǎo)，所述反射鏡部將所述兩個光束中的任意一個光束變換成可由所述物鏡校正球面像差的光束，并向所述物鏡引導(dǎo)，利用所述物鏡將所述兩個光束分別聚光在所述第一及第二記錄介質(zhì)的信息記錄面上。
29.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，具有使所述物鏡及所述反射鏡部一體移動的驅(qū)動器。
30.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面由相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述第二反射面將所述一個光束反射，以使所述反射鏡部和所述物鏡之間的包含光軸的規(guī)定面內(nèi)的散射角最大，所述中心區(qū)域由在所述規(guī)定面的垂直方向上具有長軸的橢圓形構(gòu)成。
32.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，所述光拾取裝置具有射出所述一個光束的第一光源和射出所述另一個光束的第二光源。
33.如權(quán)利要求32所述的光拾取裝置，其特征在于，向所述反射鏡部入射之前的所述一個光束的光軸相對于所述另一個光束的光軸偏置。
34.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，使第一光記錄介質(zhì)的保護層厚度比第二光記錄介質(zhì)的保護層厚度薄。
35.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，第一光記錄介質(zhì)是BD，第二光記錄介質(zhì)是CD。
36.如權(quán)利要求28所述的光學(xué)單元，其特征在于，第一光記錄介質(zhì)是HD-DVD，第二光記錄介質(zhì)是CD。
37.一種反射鏡，其具有反射面，該反射面對一個光束的波長與另一個光束的波長之比為1.9～2.1的兩個光束進行選擇地透過或反射，其特征在于，所述反射鏡具有第一反射面，其使所述兩個光束中任意一個光束透過，而將另一個光束反射；第二反射面，其由規(guī)定曲面構(gòu)成，是與所述第一反射面不同的面，將所述一個光束散射并反射。
38.如權(quán)利要求37所述的反射鏡，其特征在于，所述第二反射面由相對于光軸非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面構(gòu)成。
全文摘要
一種光學(xué)單元(6)，其用于光拾取裝置(1)，使用從光源(L1～L3)射出的第一～第三光束，對第一～第三光記錄介質(zhì)進行信息的記錄再生，其具有在分色鏡層(71)的兩面具有反射面(71a)及反射面(70a)的反射鏡部(7)；在光學(xué)面具有相位結(jié)構(gòu)的物鏡(8)。反射鏡部(7)將第一、第二光束由反射面(71a)反射，向物鏡(8)引導(dǎo)，同時，將第三光束由反射面(70a)反射，并變換為散射光，向物鏡(8)引導(dǎo)。物鏡(8)在由所述相位結(jié)構(gòu)來校正第一、第二光束的球面像差的狀態(tài)下，將第一光束聚光在BD(10)上，將第二光束聚光在DVD(11)上，將第三光束聚光在CD上。
文檔編號G11B7/135GK1835102SQ200610004418
公開日2006年9月20日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月15日
發(fā)明者長井史生, 木村徹 申請人:柯尼卡美能達精密光學(xué)株式會社