專利名稱：光學(xué)拾取裝置、物鏡光學(xué)單元以及物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)拾取裝置及物鏡光學(xué)單元，尤其涉及能夠使用不同波長(zhǎng)的光源而對(duì)不同的光學(xué)信息記錄介質(zhì)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行記錄以及/或者再現(xiàn)信息的光學(xué)拾取裝置，及用于其中的物鏡光學(xué)單元。

背景技術(shù)：
近來(lái)，使用波長(zhǎng)大約400nm的藍(lán)紫半導(dǎo)體激光而可實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)的高密度光盤系統(tǒng)的研究開發(fā)進(jìn)步神速。當(dāng)作一例子，所謂的Blu射線碟(下文中稱作BD)是在NA 0.85和光源波長(zhǎng)405nm的規(guī)格下實(shí)施信息記錄以及/或者再現(xiàn)的光盤，并且對(duì)于和DVD相同尺寸(NA0.6、光源波長(zhǎng)650nm、內(nèi)存容量4.7GB)的直徑12cm的光盤，每一層能夠記錄23～27GB的信息。另外，所謂HDDVD(下文中稱作HD)是在NA0.65和光源波長(zhǎng)405nm的規(guī)格下實(shí)施信息記錄以及/或者再現(xiàn)的光盤，并且對(duì)于直徑12cm的光盤，每1層能夠記錄15到20GB的信息。并且，在BD中，由于光盤的偏斜(skew)所產(chǎn)生的慧形像差增加。所以，保護(hù)層被設(shè)計(jì)成薄于DVD的例子(保護(hù)層厚度是0.1mm，而DVD的保護(hù)層厚度是0.6mm)，以減少由于偏斜所產(chǎn)生的慧形像差量。下文中，此種光盤被稱作”高密度光盤”。
然而，能夠在此種類型的高密度光盤上適當(dāng)?shù)赜涗浺约?或者再現(xiàn)信息這一點(diǎn)，對(duì)于作為光盤播放器以及/或者記錄器的產(chǎn)品的價(jià)值而言不充分?？紤]到目前市面上銷售存儲(chǔ)著各種各樣的信息的DVD的事實(shí)，只能夠?qū)Ω呙芏裙獗P進(jìn)行信息記錄以及/或者再現(xiàn)是不夠的。例如，使用戶擁有的DVD也可同樣地適當(dāng)實(shí)現(xiàn)記錄以及/或者再現(xiàn)信息、則可提高作為高密度光盤用的光盤播放器以及/或者記錄器的商品價(jià)值。從此種背景，安裝于高密度光盤光盤用播放器以及/或者記錄器中的光學(xué)拾取裝置優(yōu)選這樣的功能，即，能夠?qū)τ诟呙芏裙獗P和DVD的任一個(gè)維持互換性、并且能夠適當(dāng)記錄以及/或者再現(xiàn)信息。
作為對(duì)于高密度光盤和DVD的任一個(gè)維持互換性、并且能夠適當(dāng)記錄以及/或者再現(xiàn)信息的方法，有建議可根據(jù)進(jìn)行信息記錄以及/或者再現(xiàn)的光盤的記錄密度而選擇性地轉(zhuǎn)換用于高密度光盤的光學(xué)系統(tǒng)和用于DVD的光學(xué)系統(tǒng)。然而，由于需要多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，所以不利于尺寸的減少并且增加成本。
因此，為了想要簡(jiǎn)化光學(xué)拾取裝置的結(jié)構(gòu)和降低成本，較佳的是，具有互換性的光學(xué)拾取裝置中通用高密度光盤用光學(xué)系統(tǒng)和DVD用光學(xué)系統(tǒng)，盡力減少構(gòu)成光學(xué)拾取裝置的光學(xué)元件數(shù)目。然后，共用面向光盤而設(shè)置的物鏡，并且通過使該物鏡為單一透鏡結(jié)構(gòu)、能夠最有利于簡(jiǎn)化和成本降低。并且，作為共同用于記錄以及/或者再現(xiàn)波長(zhǎng)彼此不同的多種光盤的物鏡，公知有一種物鏡，其具有在其表面上形成具有球面像差的波長(zhǎng)依賴關(guān)系的衍射結(jié)構(gòu)，并且使用衍射結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)依賴關(guān)系而校正由于信息記錄以及/或者再現(xiàn)波長(zhǎng)或保護(hù)層厚的差異而引起的球面像差。
因此，專利文獻(xiàn)1揭示了對(duì)于高密度光盤及DVD、以可互換的方式記錄以及/或者再現(xiàn)信息的由單一透鏡構(gòu)成的物鏡。
[專利文獻(xiàn)1]特開2004-79146號(hào)公報(bào) 然而，專利文獻(xiàn)1所揭示的物鏡具有衍射結(jié)構(gòu)，其對(duì)藍(lán)紫激光光通量產(chǎn)生第二衍射光通量，并且對(duì)用于DVD的紅色激光光通量產(chǎn)生第一衍射光通量，并且通過此種衍射結(jié)構(gòu)的衍射作用而校正由于高密度光盤和DVD的保護(hù)層厚度的不同而產(chǎn)生的球面像差。然而，此物鏡是單一透鏡結(jié)構(gòu)，能夠以低成本生產(chǎn)物鏡。然而，其有著下面將說(shuō)明的問題。
作為具體的課題，有衍射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的球面像差的波長(zhǎng)依賴關(guān)系大的問題。在此種情況中，不能使用振蕩波長(zhǎng)從設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)偏移的激光光源，因?yàn)槠湫枰x擇激光光源，光學(xué)拾取裝置的生產(chǎn)成本增加。以“衍射次數(shù)×波長(zhǎng)/衍射間距(pitch)”表示衍射光通量的衍射角度。為了實(shí)現(xiàn)利用衍射作用、使用使用波長(zhǎng)彼此不同的光學(xué)信息記錄媒體介質(zhì)之間的互換兼容性，需要在使用波長(zhǎng)之間的衍射角保持提供一預(yù)定的衍射角度差。上述“激光光源的選擇問題”是由于“衍射次數(shù)×波長(zhǎng)”的值在用于高密度光盤和DVD的使用波長(zhǎng)之間幾乎相同的衍射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的。在專利文獻(xiàn)1所揭示的物鏡中，藍(lán)紫激光光通量和紅激光光通量的”衍射次數(shù)×波長(zhǎng)”之比為810/655＝1.24，接近1(其中，波長(zhǎng)單位是nm)。所以，其需要必要的衍射角差以校正由于高密度光學(xué)信息記錄媒體介質(zhì)和DVD的保護(hù)層厚度之差所產(chǎn)生的球面像差，衍射間距必須小。因此，衍射結(jié)構(gòu)的球面像差的波長(zhǎng)依賴關(guān)系變大，并且上述的“激光光源的選擇問題”更加明顯。
針對(duì)此種問題，發(fā)展出在對(duì)應(yīng)于使用激光光源的光軸方向中驅(qū)動(dòng)光學(xué)組件等的方法。然而，如此卻產(chǎn)生需要驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、因而增大光學(xué)拾取裝置的尺寸的新問題。


發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題獲得本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)拾取裝置，雖然其非常精巧，但是通過該裝置，可在不同種類的光學(xué)信息記錄介質(zhì)上精密地實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)；以及提供一種用于該裝置的物鏡光學(xué)單元。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種光學(xué)拾取裝置，包括一種光學(xué)拾取裝置，包含第一光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ1的第一光通量，以在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；第二光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ2的第二光通量，以在具有厚度t2的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；第三光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ3的第三光通量，以在具有厚度t3的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；及物鏡光學(xué)單元，其具有第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成，和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成； 當(dāng)上述第一光通量、第二光通量以及第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)的、上述各個(gè)物鏡光學(xué)單元的倍率幾乎相同；上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供預(yù)定的光學(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且對(duì)于所有上述第一光通量、第二光通量、第三光通量、將球面像差變成不足(under)和過度(over)中的任一個(gè)， 上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供預(yù)定的光學(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在所有上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一個(gè)。



圖1為本實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置的結(jié)構(gòu)的概要圖； 圖2為在光源側(cè)上的光學(xué)表面上形成了作為第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)和作為第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的相位結(jié)構(gòu)的物鏡OBJ的一例的剖面圖； 圖3為在光源側(cè)上的光學(xué)表面上形成了作為第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)和作為第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的相位結(jié)構(gòu)的物鏡OBJ的另一例子的剖面圖； 圖4(a)為實(shí)施例1中使用HD DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖4(b)為實(shí)施例1中使用DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖4(c)為實(shí)施例1中使用CD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖； 圖5(a)為實(shí)施例2中使用HD，DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖5(b)為實(shí)施例2中使用DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，及圖5(c)為實(shí)施例2中使用CD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖；及 圖6(a)為實(shí)施例3中使用HD，DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖6(b)為實(shí)施例3中使用DVD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，及圖6(c)為實(shí)施例3中使用CD時(shí)的距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖。

具體實(shí)施例方式 根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例說(shuō)明如下。
項(xiàng)1記載的光學(xué)拾取裝置，包括第一光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ1的第一光通量，以在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；第二光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量，以在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；第三光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量，以在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；及物鏡光學(xué)單元，其具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，和由環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)。當(dāng)上述第一光通量、第二光通量以及第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)的、上述物鏡光學(xué)單元的倍率分別為m1、m2、m3時(shí)，m1，m2，及m3幾乎相同， 上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且對(duì)于所有第一光通量、第二光通量、第三光通量、將球面像差變成不足和過度中的任一個(gè)， 上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在所有上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一個(gè)。
例如，m1，m2，及m3的值可各自滿足下列式子(1)，(2)，及(3)。
-0.02＜m1＜0.02(1) -0.02＜m2＜0.02(2) -0.02＜m3＜0.02(3) 此處，上述物鏡光學(xué)單元可包括多個(gè)光學(xué)組件或可以是由單一透鏡所形成的物鏡光學(xué)組件。
在上述光學(xué)拾取裝置中，較佳的是，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)于所有第一光通量、第二光通量、第三光通量、將球面像差變成不足的方向；上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在所有上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)檫^度的方向。
項(xiàng)2記載的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)1所記載的光學(xué)拾取裝置中，滿足下列式子(5)及(6)。
m1-0.02＜m2＜m1+0.02(5) m1-0.02＜m3＜m1+0.02(6) 項(xiàng)3記載的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)1或2中任一個(gè)所記載的光學(xué)拾取裝置中，上述物鏡光學(xué)單元的倍率m1，m2，及m3的值幾乎是零。
項(xiàng)4記載的結(jié)構(gòu)是在項(xiàng)1-3中任一個(gè)所記載的光學(xué)拾取裝置中，滿足式子(1)、(2)、(3)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是通過衍射和倍率的新組合而在3不同光學(xué)信息記錄介質(zhì)上適當(dāng)實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，為了改善傳統(tǒng)使用的衍射結(jié)構(gòu)等的光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的缺陷，通過使用其它光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)而更進(jìn)一步進(jìn)行校正，以解決該問題。
首先，只通過在上述物鏡光學(xué)單元的光學(xué)功能面上的基座非球面表面，難以對(duì)使用的任何光學(xué)信息記錄介質(zhì)形成沒有像差的聚光點(diǎn)。因此，利用基座非球面表面和2個(gè)光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的組合來(lái)校正像差。
第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成對(duì)由基座非球面表面折射的上述第一光通量和上述第三光通量適當(dāng)?shù)匦Ｕ癫?。并且，?dāng)上述第三波長(zhǎng)接近第一波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，為了讓用于第一光通量和第三光通量的作用不同，對(duì)第一光通量付與相當(dāng)于奇數(shù)倍的光學(xué)路徑差。然后，根據(jù)波長(zhǎng)差而提供一半波長(zhǎng)移位的光學(xué)路徑差給第三光通量，并且可使相對(duì)第一光通量和第三光通量的光學(xué)作用不同?？煞謩e適當(dāng)?shù)匦Ｕ捎诒Ｗo(hù)層厚度不同而引起的球面像差。然后，適當(dāng)設(shè)定環(huán)形區(qū)間距，通過提供將球面像差改變成不足的方向，使用上述物鏡光學(xué)單元本身所擁有的折射功率和第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的功能的組合，對(duì)于例如保護(hù)層厚度不同的上述第一光通量和上述第三光通量、能夠形成精密的聚光點(diǎn)。
然而，以此方式設(shè)計(jì)第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，對(duì)上述第二光通量提供將球面像差過度改變成不足的作用，因此在和上述物鏡光學(xué)單元本身所擁有的折射功率的組合中可能無(wú)法形成精密聚光點(diǎn)。因此，通過使第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)具有抵消過度校的作用，使得可在任何光學(xué)信息記錄介質(zhì)上都能適當(dāng)實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)。
然而，必須避免第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的不良影響作用于由第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和折射功率的組合而形成的良好波陣面的第一光通量和第三光通量。因此，第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)置成提供波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍的光學(xué)路徑差給第一光通量，因此不改變第一光通量的波陣面的相位。另外，當(dāng)?shù)谌馔烤哂袔缀醯谝还馔康呐紨?shù)倍的波長(zhǎng)時(shí)，提供波長(zhǎng)λ1的整數(shù)倍的光學(xué)路徑差，并且也不改變波陣面的相位。因此，較佳的是，環(huán)形區(qū)間距被調(diào)整成對(duì)波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ3的光通量不提供彎曲光線的作用。利用此種結(jié)構(gòu)，第一光通量和第三光通量不受第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的聚光的影響這樣的優(yōu)點(diǎn)。因此，“等同偶數(shù)倍”指的是(2n-0.1)×λ1以上和(2n+0.1)×λ1以下的范圍，其中n是自然數(shù)。另外，“等同奇數(shù)倍”指的是{(2n-1)-0.1}×λ1以上和{(2n-1)+0.1}×λ1以下的范圍，其中n為自然數(shù)。
即使設(shè)置此種限制，上述第二光學(xué)路徑差結(jié)構(gòu)仍可被設(shè)計(jì)成施加想要的作用給第二光通量。此處，為了抵銷被上述第一光學(xué)路徑差結(jié)構(gòu)過度改變成不足的方向的球面像差，可將上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成提供將球面像差改變成過度的方向的作用。這樣，第二光通量可通過物鏡光學(xué)單元的折射功能、第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的功能、及第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的功能的3個(gè)的組合而在各個(gè)光學(xué)信息記錄介質(zhì)中形成良好聚光點(diǎn)。
另外，如果使第一光通量、第二光通量、和第三光通量入射到物鏡光學(xué)單元上的入射光通量倍率m1，m2，及m3各自滿足關(guān)系式(1)，(2)，及(3)時(shí)，在物鏡光學(xué)單元上入射無(wú)限大平行光通量。在上述物鏡光學(xué)單元執(zhí)行追蹤動(dòng)作時(shí)，可抑制慧形像差的產(chǎn)生等，作為光學(xué)拾取裝置容易處理，并且特別被用于寫入系統(tǒng)或高速型信息記錄再現(xiàn)裝置中。
項(xiàng)5記載的光拾取裝置是項(xiàng)1～4的任一個(gè)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中當(dāng)?shù)谝还馔咳肷涞轿镧R光學(xué)單元時(shí)，利用物鏡光學(xué)單元的折射功能和第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，當(dāng)?shù)诙馔咳肷涞轿镧R光學(xué)單元時(shí)，利用物鏡光學(xué)單元具有的折射功能和第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能，及第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，當(dāng)?shù)谌馔咳肷涞轿镧R光學(xué)單元時(shí)，利用物鏡光學(xué)單元的折射功能和第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。
項(xiàng)6記載的光拾取裝置是在項(xiàng)1～5中的任一個(gè)所記載的結(jié)構(gòu)中，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)彼此迭置并且存在于同一光學(xué)表面上。
項(xiàng)7記載的光拾取裝置是在項(xiàng)6所記載的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有兩個(gè)光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面是光源側(cè)，并通過平行光入射到上述光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)而能夠抑制光射線的晦暗。
項(xiàng)8記載的光拾取裝置為在項(xiàng)1～7中的任一個(gè)所記載的結(jié)構(gòu)中，上述物鏡光學(xué)單元的光學(xué)功能面，具有包括光軸的中央?yún)^(qū)域和環(huán)繞中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域。中央?yún)^(qū)域包括第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)。中央?yún)^(qū)域被用于對(duì)所有第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)、第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)、和第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面形成聚光點(diǎn)。周邊區(qū)域被用于只在第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)、第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)、和第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)之中的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)和第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。
圖2為在光源側(cè)的光學(xué)表面上形成了作為第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)和作為第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的相位結(jié)構(gòu)的物鏡OBJ的例子的剖面圖。為了容易明白，夸大描述了衍射結(jié)構(gòu)DS和相位結(jié)構(gòu)PS。第一光通量和第二光通量共同通過中央?yún)^(qū)域CR，而只有第一光通量通過周邊區(qū)PR。在圖2中，實(shí)線所示的以光軸X為中心的、剖面為火焰狀(blaze)的衍射結(jié)構(gòu)DS迭置在相位結(jié)構(gòu)PS上，所以成為局部地在軸線方向上產(chǎn)生位移的結(jié)構(gòu)。在圖2所示的例子中，因?yàn)檠苌浣Y(jié)構(gòu)DS只包括面向正方向的火焰結(jié)構(gòu)，當(dāng)連接火焰的頂點(diǎn)時(shí)，描畫出表示相位結(jié)構(gòu)PS的形狀的包絡(luò)線(圖2所示的點(diǎn)劃線)。因此，作為衍射結(jié)構(gòu)DS，也可混合面向負(fù)方向的火焰結(jié)構(gòu)。
圖3為在光源側(cè)的光學(xué)表面上形成了作為第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)和作為第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的相位結(jié)構(gòu)的物鏡OBJ的另一例子的剖面圖。為了容易明白，夸大描畫了表面形狀。在圖3所示的物鏡OBJ中，中央?yún)^(qū)域CR包括光軸X的第一區(qū)域R1、在其周圍的第二區(qū)域R2、以及也在其周圍、并且接觸周邊區(qū)域PR的第三區(qū)R3。此處，因?yàn)槊嫦蜇?fù)方向的火焰結(jié)構(gòu)和相位結(jié)構(gòu)被迭置在第一區(qū)域R1中，所以當(dāng)連接環(huán)形區(qū)溝槽的底部時(shí)，形成表示相位結(jié)構(gòu)PS的形狀的包絡(luò)線(圖3所示的點(diǎn)劃線)。在第三區(qū)域R3中，因?yàn)槊嫦蛘较虻幕鹧娼Y(jié)構(gòu)和相位結(jié)構(gòu)被迭置，所以當(dāng)連接火焰的頂部時(shí)，形成表示相位結(jié)構(gòu)PS的形狀的包絡(luò)線(圖3所示的點(diǎn)劃線)。第二區(qū)域R2是為了切換面向負(fù)方向的火焰結(jié)構(gòu)和面向正方向的火焰結(jié)構(gòu)而必需的遷移區(qū)域。當(dāng)把通過衍射結(jié)構(gòu)添加到透過波陣面上的光學(xué)路徑差用光學(xué)路徑差函數(shù)來(lái)表現(xiàn)時(shí)，該遷移區(qū)域是相當(dāng)于光學(xué)路徑差函數(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的區(qū)域。當(dāng)光學(xué)路徑差函數(shù)具有轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，光學(xué)路徑差函數(shù)的斜率變小。如此可擴(kuò)大環(huán)形區(qū)間距，并且可抑制由于衍射結(jié)構(gòu)的形狀誤差導(dǎo)致透過率降低。
因此，當(dāng)火焰結(jié)構(gòu)的方向隨著其與光軸分開而一度從負(fù)方向轉(zhuǎn)換到正方向時(shí)，相位結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)選被形成為，在光軸方向上位移的形狀(圖3所示的點(diǎn)劃線)，到中央?yún)^(qū)域的預(yù)定高度為止、使得光學(xué)路徑長(zhǎng)度隨著離開光軸而變長(zhǎng)，在預(yù)定的高度外側(cè)、光學(xué)路徑長(zhǎng)度隨著離開光軸而變短，如圖3所示。此時(shí)，中央?yún)^(qū)域的70％的高度的位置包括在光學(xué)路徑長(zhǎng)度是相位結(jié)構(gòu)的環(huán)形區(qū)中最長(zhǎng)的環(huán)形區(qū)中最好。
在上述光學(xué)拾取裝置中，物鏡光學(xué)單元具有環(huán)繞周邊區(qū)域的外周邊區(qū)，并且通過外周邊區(qū)的第一光通量可被用于在第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。因此，可對(duì)應(yīng)具有高數(shù)值孔徑的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
而且，外周邊區(qū)可具有使通過外周邊區(qū)的第二和第三光通量變成閃光(flare)的光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，這樣，可對(duì)物鏡光學(xué)單元付與孔徑光闌的效果。
項(xiàng)9記載的光拾取裝置，在項(xiàng)1～8中任一項(xiàng)所記載的結(jié)構(gòu)中，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)?！颁忼X狀衍射結(jié)構(gòu)”是例如至少一方的光學(xué)功能面被分成以光軸為中心的多個(gè)光學(xué)功能區(qū)域、該多個(gè)光學(xué)功能區(qū)域中的至少一個(gè)被分成以光軸為中心的多個(gè)環(huán)形區(qū)的區(qū)域、并且在各個(gè)環(huán)形區(qū)中設(shè)置有預(yù)定數(shù)量的不連續(xù)階梯，并且光軸方向剖面為鋸齒形的結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)10記載的光拾取裝置，在項(xiàng)9所記載的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)時(shí)，與該衍射結(jié)構(gòu)的光軸平行的方向上的環(huán)形區(qū)平均階差量d1滿足下列式子 MOD(d1×(n1-1)/λ1)×λ1＜MOD(d1×(n2-1)/λ2)×λ2， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， n2是形成用于波長(zhǎng)λ2的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d1當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d1＝(D1+D2+D3...)/m， 此時(shí)，當(dāng)衍射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生并且形成聚光點(diǎn)的第一光通量的衍射光通量的衍射次數(shù)是K1，并且第二光通量的衍射光通量的衍射次數(shù)是K2，且對(duì)組成物鏡光學(xué)單元的玻璃材料的波長(zhǎng)λ1的折射率是n1，對(duì)波長(zhǎng)λ2的折射率是n2時(shí)，滿足下列式子 (K1·λ1)/(n1-1)＜(K2·λ2)/(n2-1) (4) 其中K1，K2都是正整數(shù)。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可能對(duì)第二光通量而非對(duì)第一光通量過度實(shí)施球面像差校正。
項(xiàng)11是項(xiàng)9所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子 1≤d2×(n1-1)/λ1＜1.5， 其中n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d2當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d2＝(D1+D2+D3...)/m， 在那時(shí)，已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第一次衍射光通量具有最高光量。
項(xiàng)12為項(xiàng)9～11的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子 MOD(d2×(n1-1)/λ1)＝3， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d2當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d2＝(D1+D2+D3...)/m， 在那時(shí)，已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第三次衍射光通量具有最高光量，及已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第二次序衍射光通量具有最高光量，及已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第二次衍射光通量具有最高光量。
或者，已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第三次衍射光通量具有最高光量，及已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第二次序衍射光通量具有最高光量，及已通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第一次衍射光通量具有最高光量。
項(xiàng)13為項(xiàng)1～8的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
項(xiàng)14為項(xiàng)1～13的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)15為項(xiàng)14所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d3滿足下列式子 MOD(d3×(n1’-1)/λ1)＝2， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1’是形成用于波長(zhǎng)λ1的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d3當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d3＝(D1+D2+D3...)/m， 在此時(shí)，已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第二次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第一次衍射光通量具有最高光量。
項(xiàng)16為項(xiàng)1～13的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是將包含光軸的截面形狀為階梯狀的圖案排列成同心圓狀，并對(duì)每個(gè)預(yù)定的層級(jí)面?zhèn)€數(shù)、使階梯僅移動(dòng)對(duì)應(yīng)于該層級(jí)面數(shù)的階梯數(shù)量的高度的迭置型衍射結(jié)構(gòu)。
“迭置型衍射結(jié)構(gòu)”指的是，光學(xué)功能面包括以光軸為中心的多個(gè)衍射周期，并且該多個(gè)衍射周期是連續(xù)地配置預(yù)定數(shù)目的不連續(xù)的光軸方向的階梯和以光軸為中心并且由環(huán)形區(qū)域構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。迭置型衍射結(jié)構(gòu)又被稱作多層級(jí)結(jié)構(gòu)或DOE結(jié)構(gòu)。例如，衍射結(jié)構(gòu)是光學(xué)組件的光學(xué)功能面被分成以光軸為中心的多個(gè)環(huán)形區(qū)，并且此環(huán)形區(qū)被各自形成鋸齒狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。在該一個(gè)鋸齒狀部位上具有預(yù)定數(shù)目的階梯形狀。由此，可根據(jù)波長(zhǎng)而選擇提供衍射作用的光。
作為第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，也可使用重復(fù)階梯形狀的所謂的波長(zhǎng)選擇衍射結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)的例子中，只對(duì)某些特定波長(zhǎng)給予衍射作用，而具有其它波長(zhǎng)的光通量可照原狀通過該結(jié)構(gòu)。于此，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)λ3大約是波長(zhǎng)λ1的2倍，所以當(dāng)使具有波長(zhǎng)λ3的第三光通量原狀透過時(shí)，也波長(zhǎng)λ1的第一光通量也可原狀透過，因此，衍射作用可只提供給具有波長(zhǎng)λ2的第二光通量。
項(xiàng)17為項(xiàng)16所記載的光學(xué)拾取裝置，與第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的成為階梯狀的圖案的光軸平行的環(huán)形區(qū)平均階差量d4滿足下列式子 MOD(d4×(n1’-1)/λ1)＝2k， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1’是形成用于波長(zhǎng)λ1的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，k為自然數(shù)， d4是當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d4＝(D1+D2+D3...)/m， 在此時(shí)，已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第0次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第0次衍射光通量具有最高光量。
項(xiàng)18為項(xiàng)16所記載的光學(xué)拾取裝置，其中形成在上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的各個(gè)圖案上形成的層級(jí)面沿著物鏡光學(xué)單元的基座非球面表面加以形成。
在上述結(jié)構(gòu)中，較佳的是，已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第二次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第一次衍射光通量具有最高光量。
同樣地，至于上述結(jié)構(gòu)，較佳的是，已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第一光通量的第0次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第二光通量的第一次衍射光通量具有最高光量，及已通過第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的第三光通量的第0次衍射光通量具有最高光量。
項(xiàng)19為項(xiàng)1～13的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
NPS也可被用作上述第二光學(xué)路徑提供結(jié)構(gòu)。NPS指的是，通過提供相位差給通過結(jié)構(gòu)的光通量以將波陣面校準(zhǔn)成好像沒有像差一樣的結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，球面像差不一定被校正。NPS將具有階差的環(huán)形區(qū)為光軸為中心進(jìn)行設(shè)置，且各個(gè)階梯被形成提供波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍的光學(xué)路徑差給具有波長(zhǎng)λ1的第一光通量。藉此，該結(jié)構(gòu)不影響第一光通量的波陣面。故提供波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍之光學(xué)路徑差的階梯差也不影響第三光通量的波陣面，因?yàn)槠涮峁┎ㄩL(zhǎng)λ3的整數(shù)倍之光學(xué)路徑差給具有波長(zhǎng)λ3的第三光通量。另一方面，根據(jù)波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2的波長(zhǎng)差，第二光通量由于通過NPS而波陣面變化，利用這個(gè)，可形成會(huì)聚點(diǎn)良好的波陣面。在NPS的情況下，也可通過調(diào)整期環(huán)形區(qū)間隔以控制改變波陣面變化的方式?！暗韧紨?shù)倍”指的是，(2n-0.1)×λ1以上，且是(2n+0.1)×λ1以下的范圍，其中n是自然數(shù)。
項(xiàng)20為項(xiàng)1～19的任一項(xiàng)所記載之光學(xué)拾取裝置，滿足波長(zhǎng)λ1是380nm＜λ1＜420nm，波長(zhǎng)λ2是630nm＜λ2＜680nm，波長(zhǎng)λ3是760nm＜λ3＜830nm，第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1是0.0875mm≤t1≤0.1125mm，第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2是0.5mm≤t2≤0.7mm，及第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3是1.1mm≤t3≤1.3mm。
項(xiàng)21為項(xiàng)1～19的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，滿足波長(zhǎng)λ1是380nm＜λ1＜420nm，波長(zhǎng)λ2是630nm＜λ2＜680nm，波長(zhǎng)λ3是760nm＜λ3＜830nm，第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1是0.5mm≤t1≤0.7mm，第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2是0.5mm≤t2≤0.7mm，及第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3是1.1mm≤t3≤1.3mm。
考慮到光源的退化，上述光學(xué)系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成波長(zhǎng)λ1，λ2，及λ3與第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1，第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2，及第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3滿足上述條件式。
在上述結(jié)構(gòu)中，在波長(zhǎng)λ1和波長(zhǎng)λ2之間建立下列關(guān)系較佳。
1.5×λ1＜λ2＜1.7×λ1(5) 項(xiàng)22為項(xiàng)1～21的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中物鏡光學(xué)單元的材料是玻璃。
項(xiàng)22為項(xiàng)1～21的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中物鏡光學(xué)單元的材料是塑料。
另外，物鏡光學(xué)單元的材料是玻璃和塑料較佳。
項(xiàng)24記載的物鏡光學(xué)單元，包括物鏡光學(xué)單元，包含第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成，和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成，其中當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚，波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚，且波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚時(shí)， 上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)于所有上述第一光通量、第二光通量、第三光通量，將球面像差變成不足和過度中的任一個(gè)， 上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且在上述第1光通量、第2光通量、第3光通量中、僅對(duì)上述第2光通量將球面像差變成不足和過度中的其中另一個(gè)。
項(xiàng)25為項(xiàng)24所記載的光學(xué)拾取裝置，物鏡光學(xué)單元的放大倍數(shù)M幾乎是零。
項(xiàng)26為項(xiàng)25所記載的光學(xué)拾取裝置，滿足式子(7)。
-0.02＜M＜0.02(7) 項(xiàng)27為項(xiàng)24～26中任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中當(dāng)上述第一光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的上述信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)， 當(dāng)上述第二光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能以及上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，及 當(dāng)上述第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。
項(xiàng)28為項(xiàng)24～27的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)彼此迭置，并且位于同一光學(xué)表面上。
項(xiàng)29為項(xiàng)28所記載的光學(xué)拾取裝置，其中具有兩個(gè)光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面是光源一側(cè)。
項(xiàng)30為項(xiàng)24～29的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中上述物鏡光學(xué)單元的光學(xué)功能面，具有包括光軸的中央?yún)^(qū)域和環(huán)繞該中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域， 上述中央?yún)^(qū)域包括上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)， 當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上， 波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，及 波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量入射到該物鏡光學(xué)單元，通過該中央?yún)^(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上時(shí)， 第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)于所有第一光通量、第二光通量、第三光通量、將球面像差變成不足和過度中的任一個(gè)， 當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上， 波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t2的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，及 波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量入射到該物鏡光學(xué)單元，通過該中央?yún)^(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t3的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上時(shí)， 上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在所有上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一個(gè) 項(xiàng)31為項(xiàng)24～29的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)32為項(xiàng)31所記載的光學(xué)拾取裝置，其中當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)時(shí)，與該衍射結(jié)構(gòu)的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d1滿足下列式子 MOD(d1×(n1-1)/λ1)×λ1＜MOD(d1×(n2-1)/λ2)×λ2， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， n2是形成用于波長(zhǎng)λ2的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d1當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d1＝(D1+D2+D3...)/m， 項(xiàng)33為項(xiàng)31所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子 1≤d2×(n1-1)/λ1＜1.5， 其中n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d2當(dāng)當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d2＝(D1+D2+D3...)/m， 項(xiàng)34為項(xiàng)31～33的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子 MOD(d2×(n1-1)/λ1)＝3， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1是形成用于波長(zhǎng)λ1的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d2當(dāng)當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d2＝(D1+D2+D3...)/m， 項(xiàng)35為項(xiàng)24～30的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
項(xiàng)36為項(xiàng)24～35的任一項(xiàng)的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)37為項(xiàng)36所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的與光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d3滿足下列式子 MOD(d3×(n1’-1)/λ1)＝2， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1’是形成用于波長(zhǎng)λ1的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d3當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d3＝(D1+D2+D3...)/m， 項(xiàng)38為項(xiàng)24-35的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是將包含光軸的截面形狀為具有多個(gè)層級(jí)面的階梯狀的圖案排列成同心圓狀，并對(duì)每個(gè)預(yù)定的層級(jí)面?zhèn)€數(shù)、使階梯僅移動(dòng)對(duì)應(yīng)于該層級(jí)面數(shù)的階梯數(shù)量的高度的迭置型衍射結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)39為項(xiàng)38所記載的光學(xué)拾取裝置，其中與第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的階梯狀的圖案的光軸平行的環(huán)形區(qū)平均階差量d4滿足下列式子 MOD(d4×(n1’-1)/λ1)＝2k， 其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值， n1’是形成用于波長(zhǎng)λ1的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率， d4當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1、D2、D3...時(shí)，滿足 d4＝(D1+D2+D3...)/m。
項(xiàng)40為項(xiàng)38所記載的光學(xué)拾取裝置，沿著上述物鏡光學(xué)單元的基座非球面表面形成在上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的各個(gè)圖案上形成的層級(jí)面。
項(xiàng)41為項(xiàng)24～35的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
項(xiàng)42為項(xiàng)24～41中的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，上述波長(zhǎng)λ1滿足380nm＜λ1＜420nm，上述波長(zhǎng)λ2滿足630nm＜λ2＜680nm，上述波長(zhǎng)λ3滿足760nm＜λ3＜830nm，上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1為0.0875mm≤t1≤0.1125mm，上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2為0.5mm≤t2≤0.7mm，及上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3為1.1mm≤t3≤1.3mm。
項(xiàng)43為項(xiàng)24～41的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，上述波長(zhǎng)λ1滿足380nm＜λ1＜420nm，上述波長(zhǎng)λ2滿足630nm＜λ2＜680nm，上述波長(zhǎng)λ3滿足760nm＜λ3＜830nm，上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1為0.5mm≤t1≤0.7mm，上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2為0.5mm≤t2≤0.7mm，及上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3為1.1mm≤t3≤1.3mm。
項(xiàng)44為項(xiàng)24～43的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中物鏡光學(xué)單元的材料是玻璃。
項(xiàng)45為項(xiàng)24～43中的任一項(xiàng)所記載的光學(xué)拾取裝置，其中物鏡光學(xué)單元的材料是塑料。
項(xiàng)46記載的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，是用于光學(xué)拾取裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所述光拾取裝置使用從第一光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ1的第一光通量、在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)， 使用從第二光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量、在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，及 使用從第三光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量、在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括 第一步驟，其設(shè)計(jì) 上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)折射光學(xué)表面，和 第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，其形成在上述多個(gè)折射光學(xué)表面中的一個(gè)光學(xué)表面上，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰的環(huán)形區(qū)的第一光通量， 使得當(dāng)上述第一光通量入射到倍率為M的該物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差，且當(dāng)上述第三光通量入射到倍率為M的上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差；以及 第二步驟，其設(shè)計(jì)第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，所述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)形成在上述多個(gè)折射光學(xué)表面的一個(gè)光學(xué)表面上，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰的環(huán)形區(qū)的第一光通量， 使得當(dāng)上述第二光通量入射到由上述第一步驟所設(shè)計(jì)的倍率為M的上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差。
在本說(shuō)明書中，“物鏡光學(xué)單元”表示在光學(xué)拾取裝置中面向光學(xué)信息記錄介質(zhì)的位置而配置、并且至少包括具有使光源所發(fā)出的波長(zhǎng)相互不同的光通量在記錄密度彼此不同的光學(xué)信息記錄介質(zhì)(也被稱作光盤)的各個(gè)信息記錄表面上進(jìn)行聚光的聚光元件的光學(xué)元件。
另外，在由玻璃透鏡形成物鏡光學(xué)單元時(shí)，當(dāng)使用玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)Tg為400℃以下的玻璃材料時(shí)，可以較低溫成形，所以可使模具壽命延長(zhǎng)。關(guān)于玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)Tg低的玻璃材料，例如有(株)住田光學(xué)玻璃產(chǎn)的K-PG325或K-PG375(二者皆為商品名稱)。
因此，玻璃透鏡通常具有比樹脂透鏡大的比重。所以當(dāng)由玻璃透鏡形成物鏡光學(xué)單元時(shí)，重量增加并且對(duì)驅(qū)動(dòng)物鏡光學(xué)系統(tǒng)的致動(dòng)器增加負(fù)擔(dān)。因此，當(dāng)由玻璃透鏡形成物鏡光學(xué)單元時(shí)使用比重小的玻璃材料較佳。尤其是，比重是3.0以下較佳，是2.8以下更好。
另外，當(dāng)由樹脂透鏡形成物鏡光學(xué)單元時(shí)，使用環(huán)烯族的樹脂材料較佳。在環(huán)烯族之中，更好的是使用樹脂材料在相對(duì)波長(zhǎng)405nm、在溫度25℃的折射率在1.54到1.60范圍內(nèi)，并且伴隨著從-5℃到70℃內(nèi)的溫度范圍內(nèi)的變化、相對(duì)波長(zhǎng)405nm的折射率變化率dN/dT(℃-1)在-10×10-5到-8×10-5范圍內(nèi)。
或者，在上述環(huán)烯族以外也有“無(wú)熱(アサ一マル)樹脂”作為適用于本發(fā)明的物鏡光學(xué)單元的樹脂材料。“無(wú)熱樹脂”指的是，使直徑是30nm以下的微粒分散的樹脂材料，該微粒具有伴隨基材的樹脂的溫度變化的折射率變化率，和具有反符號(hào)的折射率變化率。通常，當(dāng)微?；旌显谕该鳂渲牧现袝r(shí)，光被散射并且透過率低。所以其難以當(dāng)作光學(xué)材料。然而，可明白通過使微粒尺寸小于透過光通量的波長(zhǎng)，可在實(shí)際上不產(chǎn)生散射。
因此，當(dāng)溫度上升時(shí)，樹脂材料的折射率被降低，而當(dāng)溫度上升時(shí)，無(wú)機(jī)微粒的折射率則增加。因此，組合這些性質(zhì)以彼此抵銷的方式使其作用，可防止折射率變化也是眾所皆知的。通過利用尺寸是30nm以下，20nm以下較佳，10-15nm更好的無(wú)機(jī)粒子分散在基材樹脂中的材料，作為本發(fā)明的物鏡光學(xué)單元的材料，可提供有沒有折射率溫度依賴關(guān)系或溫度依賴關(guān)系極低的物鏡光學(xué)單元。
例如，在丙烯樹脂中分散氧化鈮(Nb2O5)的微粒。成為基材的樹脂材料的體積比為80％左右，而氧化鈮的體積比為20％左右，并且均勻混合。雖然微粒有著容易凝聚的問題，但是通過提供電荷給粒子表面而進(jìn)行分散的技術(shù)等，可生成必要的分散狀態(tài)。
如后述那樣，較佳的是，基材的樹脂和微粒的混合·分散在物鏡光學(xué)單元射出成形時(shí)成列地進(jìn)行。換言之，較佳的是，在混合和分散之后，物鏡光學(xué)單元不要被冷卻或被凝固、直到成形為止。
順便一提的是，為了控制折射率相對(duì)溫度的變化比，可適當(dāng)增減該體積比率，并且也可使多種納米尺寸的無(wú)機(jī)粒子混合并分散。
在比例中，雖然在上述例子中為80∶20，即4∶1，但是可在90∶10(9∶1)到60∶40(3∶2)的范圍內(nèi)作適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)?shù)陀?∶1時(shí)溫度變化抑制的效果變小，反過來(lái)，當(dāng)高于3∶2時(shí)樹脂的成形能力變得有問題。
微粒是無(wú)機(jī)物較佳，微粒是氧化物更好。另外，優(yōu)選氧化狀態(tài)呈飽和，以上不再氧化的氧化物。
微粒是無(wú)機(jī)物較佳，因?yàn)榭蓪o(wú)機(jī)物質(zhì)和高分子有機(jī)化合物的基材樹脂之間的反應(yīng)抑制為較低，并且因?yàn)槲⒘Ｊ茄趸?，可防止伴隨使用所導(dǎo)致的退化。尤其是，在諸如高溫和激光束的照射等嚴(yán)苛環(huán)境下，氧化容易加速。然而，如果是這樣的無(wú)機(jī)氧化物的微粒則可防止氧化所導(dǎo)致的退化。
另外，自然可以添加抗氧化劑以防止其它因素所導(dǎo)致的樹脂氧化。
并且，特開2004-144951，特開平2004-144953，特開2004-144954號(hào)等中所說(shuō)明的材料是適合當(dāng)作基材樹脂的較佳材料。
并不特別限制欲分散在作為塑料樹脂、例如熱可塑性樹脂中的無(wú)機(jī)微粒，可從能達(dá)成本發(fā)明的目的、即獲得的熱可塑性樹脂組成物隨溫度的折射率的變化率(以后，采用|dn/dT|)小的粒子中任意選擇。具體而言，使用氧化物微粒、金屬鹽微粒、及半導(dǎo)體微粒等較佳，從中選擇吸收、發(fā)光、及熒光等不會(huì)產(chǎn)生在被用作光學(xué)元件的波長(zhǎng)區(qū)域中的加以使用較佳。
作為用于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的氧化物微粒，可使用構(gòu)成金屬氧化物的金屬?gòu)挠上铝薪饘贅?gòu)成的群中選擇1種或2種以上的金屬的氧化物鋰、鈉、鎂、鋁、硅、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、銣、鍶、釔、鈮、鋯、鉬、銀、鎘、銦、錫、銻、銫、鋇、鑭、鉭、鉿、鎢、銥、鉈、鉛、鉍，和稀土金屬。具體地，例如，引用氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鉿、氧化鈮、氧化鉭、氧化鎂、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇、氧化銦、氧化錫、氧化鉛等氧化物；諸如鈮酸鋰、鈮酸鉀、和鉭酸鋰等這些氧化物的復(fù)合氧化物化合物。而且，稀土氧化物被用于根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的氧化物微粒。尤其是，例如，引用氧化鈧、氧化釔、三氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化鎦。引用碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等當(dāng)作金屬鹽微粒。尤其是，例如，引用碳酸鈣、磷酸鋁。
而且，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體微粒指的是，由半導(dǎo)體晶體所構(gòu)成的微粒。半導(dǎo)體晶體組成的具體的組成例子，包括周期表中之第14族元素的單體，諸如硅土、鍺、及錫等；周期表中之第15族元素的單體，諸如磷光體(黑磷光體)等；周期表中之第16族元素的單體，諸如硒和碲等；由多個(gè)周期表第14族元素構(gòu)成的化合物，諸如碳化硅(SiC)等；周期表中的第14族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化錫(IV)(SnO2)、硫化錫(II，IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS)、硒化錫(II)(SnSe)、碲化錫(II)(SnTe)、硫化鉛(II)(PbS)、硒化鉛(II)(PbSe)、及碲化鉛(II)(PbTe)等；周期表中的第13族元素和周期表中的第15族元素之化合物(或III-V族化合物半導(dǎo)體)，諸如氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化鋁(AlN)、磷化鋁(AlP)、砷化鋁(AlAs)、鍗化鋁(AlSb)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、鍗化鎵(GaSb)、氮化銦(InN)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、及鍗化銦(InSb)等；周期表中的第13族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如硫化鋁(Al2S3)、硒化鋁(Al2Se3)、硫化鎵(Ga2S3)、硒化鎵(Ga2Se3)、碲化鎵(Ga2Te3)、氧化銦(In2O3)、硫化銦(In2S3)、硒化銦(InSe)、及碲化銦(In2Te3)等；周期表中的第13族元素和周期表中的第17族元素之化合物，諸如氯化鉈(I)(TlCl)、溴化鉈(I)(TlBr)、碘化鉈(I)(TlI)等；周期表中的第12族元素和周期表中的第16族元素之化合物(或II-VI族化合物半導(dǎo)體)，諸如氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、氧化鎘(CdO)、硫化鎘(CdS)、硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、及碲化汞(HgTe)等；周期表中的第15族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如硫化砷(III)(As2S3)、硒化砷(III)(As2Se3)、碲化砷(III)(As2Te3)、硫化銻(III)(Sb2S3)、硒化銻(III)(Sb2Se3)、碲化銻(III)(Sb2Te3)、硫化鉍(III)(Bi2S3)、硒化鉍(III)(Bi2Se3)、及碲化鉍(III)(Bi2Te3)等；周期表中的第11族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化銅(I)(Cu2O)及硒化銅(I)(Cu2Se)等；周期表中的第11族元素和周期表中的第17族元素之化合物，諸如氯化銅(I)(CuCl)、溴化銅(I)(CuBr)、碘化銅(I)(CuI)、氯化銀(I)(AgCl)、及溴化銀(AgBr)等；周期表中的第10族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化鎳(I)(NiO)等；周期表中的第9族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化鈷(II)(CoO)、硫化鈷(II)(CoS)等；周期表中的第8族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如四氧化三鐵(Fe3O4)硫化鐵(II)(FeS)等；周期表中的第7族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化錳(II)(MnO)等；周期表中的第6族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如硫化鉬(IV)(MoS2)及氧化鎢(IV)(WO2)等；周期表中的第5族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化釩(II)(VO)、氧化釩(IV)(VO2)、及氧化鉭(V)(Ta2O5)等；周期表中的第4族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如氧化鈦(諸如TiO2，Ti2O5，Ti2O3，及Ti5O9等)等；周期表中的第2族元素和周期表中的第16族元素之化合物，諸如硫化鎂(MgS)及硒化鎂(MgSe)等；氧族元素尖晶石，諸如鉻(III)氧化鎘(III)(CdCr2O4)、鉻(III)硒化鎘(III)(CdCr2Se4)、鉻(III)硫化銅(III)(CuCr2S4)、及鉻(III)硒化汞(III)(HgCr2Se4)等；及鈦酸鋇(BaTiO3)。另外，由G.Schmid等人于Adv.Mater.，vol4，p.494(1991)所說(shuō)明之諸如Cu146Se73(triethylphosphine)22等所建立的半導(dǎo)體集群(cluster)也被表列當(dāng)作例子。
通常，熱可塑性樹脂的dn/dT具有負(fù)值，即當(dāng)溫度上升時(shí)折射率變小。因此，為了有效地減小熱可塑性樹脂組成物的|dn/dT|，分散具有大的dn/dT的微粒較佳。在使用具有與熱可塑性樹脂的dn/dT的相同符號(hào)的微粒時(shí)，粒子的dn/dT之絕對(duì)值小于作為基材的熱可塑性樹脂的dn/dT較佳。而且，使用具有正值的dn/dT微粒較佳，即具有與被當(dāng)作基材的熱可塑性樹脂的dn/dT相反符號(hào)的dn/dT的微粒。通過分散這些種類的微粒到熱可塑性樹脂內(nèi)，利用少量微?？墒篃峥伤苄詷渲M成物的|dn/dT|有效地變小。可根據(jù)基材的熱可塑性樹脂的dn/dT的值而適當(dāng)選擇分散的微粒的dn/dT，但是一般地優(yōu)選在光學(xué)元件中使用的熱可塑性樹脂中分散微粒時(shí)，微粒的dn/dT大于-20×10-6較佳，大于-10×10-6更好。例如，使用氮化鎵、硫化鋅、氧化鋅、鈮酸鋰、及鉭鐵鋰當(dāng)作具有大的dn/dT微粒較佳。
另一方面，當(dāng)分散微粒在熱可塑性樹脂中時(shí)，基材的熱可塑性樹脂和微粒之間的折射率差小較佳。本發(fā)明人研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)若熱可塑性樹脂和欲分散的微粒之間的折射率差小，則當(dāng)透過光時(shí)較難產(chǎn)生散射。發(fā)現(xiàn)當(dāng)分散微粒在熱可塑性樹脂中時(shí)，若粒子越大，在透過光時(shí)越容易產(chǎn)生散射，但是若熱可塑性樹脂和欲散的微粒之間的折射率差小，則即使當(dāng)使用較大微粒時(shí)，產(chǎn)生光的散射的程度仍低。熱可塑性樹脂和欲分散的微粒之間的折射率差在0～0.3范圍內(nèi)較佳，0～0.15范圍內(nèi)更好。
在許多時(shí)候，優(yōu)選作為光學(xué)材料的熱可塑性樹脂之折射率大約1.4～1.6較佳，及例如使用硅土(氧化硅)、碳酸鈣、磷酸鋁、氧化鋁、氧化鎂、和鋁鎂氧化物(MgAl2O4)當(dāng)作欲分散在這些熱可塑性樹脂中的材料較佳。
另外，本發(fā)明人所做的研究發(fā)現(xiàn)通過分散折射率極低的微粒能夠使熱可塑性樹脂組成的dn/dT變小。因?yàn)榫哂械驼凵渎实奈⒘Ｖ疅峥伤苄詷渲M成的dn/dT變小，所以認(rèn)為當(dāng)微粒的折射率較低時(shí)，該樹脂組成中的無(wú)機(jī)微粒之體積分率可運(yùn)作以使該樹脂組成的|dn/dT|能夠變小，但是細(xì)節(jié)尚不清楚。例如，使用硅土(氧化硅)、碳酸鈣、磷酸鋁當(dāng)作具有極低折射率的微粒較佳。
難以同時(shí)提高降低熱可塑性樹脂組成的dn/dT、光滲透、和想要的折射率等所有效果，可依據(jù)熱可塑性樹脂組成所需的特性，及考量微粒本身的dn/dT之尺寸、微粒和基材的熱可塑性樹脂之間的dn/dT差、及微粒的折射率適當(dāng)選擇欲分散在熱可塑性樹脂中的微粒。另外，就維持光滲透而言，通過適當(dāng)選擇與欲變成基材的熱可塑性樹脂之間的親和力、即相對(duì)熱可塑性樹脂的散射性，較難引起散射的微粒較佳。
例如，當(dāng)使用優(yōu)選用于光學(xué)組件的環(huán)烯聚合物當(dāng)作基材時(shí)，使用硅土當(dāng)作在保持光滲透的同時(shí)能夠使|dn/dT|變小的微粒較佳。
就上述微粒而言，可以使用一種無(wú)機(jī)微?；蚪M合多種無(wú)機(jī)微粒。通過使用具有不同特性的多種微粒，可有效地進(jìn)一步提高所需的特性。
關(guān)于本發(fā)明的無(wú)機(jī)微粒具有平均粒子直徑為1nm以上及30nm以下較佳，具有平均粒子直徑為1nm以上及20nm以下更好，最好的是1nm以上及10nm以下更好。當(dāng)平均粒子直徑小于1nm時(shí)，無(wú)機(jī)微粒的分散困難，恐怕導(dǎo)致無(wú)法獲得想要的性能。因此，平均粒子直徑為1nm以上較佳。當(dāng)平均粒子直徑超過30nm時(shí)，所獲得的熱塑性材料組成物變得混濁并且透明性降低，恐怕導(dǎo)致光透射率變得低于70％。因此，平均粒子直徑為30nm以下較佳。這里所提及的平均粒子直徑指的是，把各個(gè)粒子轉(zhuǎn)換成具有同體積的球體時(shí)的直徑(球換算微粒直徑)的體積平均值。
另外，并不特別局限無(wú)機(jī)微粒的形狀，但是使用球狀微粒較佳。具體而言，粒子的最小直徑(當(dāng)連接與微粒的外周相切的2根連線時(shí)，該連線之間的距離的最小值)/最大直徑(當(dāng)連接與微粒的外周相切的2根連線時(shí)，該連線之間的距離的最大值)為的0.5～1.0范圍較佳，0.7～1.0的范圍更好。
并不特別局限粒子直徑的分布，但是適合使用較窄的分布，而非寬的分布，以使本發(fā)明有效地展現(xiàn)其效果。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種雖然小巧但是能夠在不同種類的高密度光盤上適當(dāng)實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)的光學(xué)拾取裝置。

具體實(shí)施例方式 下面將參考

本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為能夠在不同光學(xué)信息記錄介質(zhì)(又稱作光盤)的BD(或HD DVD)、DVD、及CD上適當(dāng)實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)的本實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置PU1的結(jié)構(gòu)概要圖。此種光學(xué)拾取裝置PU1可裝設(shè)在光學(xué)信息記錄再現(xiàn)裝置中。于此，第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)為BD，第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)為DVD，及第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)為CD。因此，其具有激光模塊LM，其構(gòu)成包括投射當(dāng)在DVD上實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)時(shí)所發(fā)出的680nm的激光光通量(第二光通量)的第二半導(dǎo)體激光EP1(第二光源)、投射當(dāng)在CD上實(shí)施信息的記錄以及/或者再現(xiàn)時(shí)的發(fā)出的750nm的激光光通量(第三光通量)的第三半導(dǎo)體激光EP2(第三光源)、接收來(lái)自DVD之信息記錄表面RL2的反射光通量的第一光接收區(qū)DS1、及接收來(lái)自CD之信息記錄表面RL3的反射光通量之第二光接收區(qū)DS2，及棱鏡PS。
在本實(shí)施例的物鏡光學(xué)單元OBJ中，在光源側(cè)的非球面表面上形成有包含光軸的中央?yún)^(qū)域，配置在其周圍的周邊區(qū)域，及配置在其周邊的外周邊區(qū)。在中央?yún)^(qū)域中，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)形成為迭置。第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)環(huán)形區(qū)結(jié)構(gòu)形成，提供等同波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍的光路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)BD專用的所有第一光通量、DVD用的第二光通量、CD用的第三光通量，將球面像差變成不足的方向。另外，第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)環(huán)形區(qū)結(jié)構(gòu)形成，提供等同波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍之光路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的光通量，并且僅對(duì)DVD用的第二光通量、將球面像差變成過度的方向。
上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)OBJ按如下的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。
首先，當(dāng)作第一步驟，物鏡光學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)折射光學(xué)表面(非球面光學(xué)表面)和形成在折射光學(xué)表面上的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成，當(dāng)?shù)谝还馔?、第二光通量、及第三光通量入射到物鏡光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，以在使用時(shí)物鏡光學(xué)系統(tǒng)的倍率對(duì)于BD、DVD、及CD相同的方式，在BD及CD的信息記錄表面上形成良好的聚光點(diǎn)。
具體而言，環(huán)形區(qū)結(jié)構(gòu)形成的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被形成在多個(gè)物鏡光學(xué)系統(tǒng)中的一個(gè)光學(xué)表面上，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成提供等同波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍的光學(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量。另外，較佳的是，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成，對(duì)于第一光通量、第二光通量、及第三光通量，將球面像差變成不足和過度中的其中之一。
接著，當(dāng)作第二步驟，當(dāng)?shù)诙馔恳押蜕鲜龅谝徊襟E相同的倍率入射到由第一步驟所設(shè)計(jì)的物鏡光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)在DVD的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成校正由于第一步驟所設(shè)計(jì)的折射光學(xué)表面和第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的作用而產(chǎn)生的球面像差。
具體而言，環(huán)形區(qū)結(jié)構(gòu)形成的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，并且該第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成提供等同波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍的光學(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量。此處，較佳的是，第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成僅對(duì)第二光通量、將球面像差變成不足和過度的其中之另一個(gè)。
視需要，通過重復(fù)第一步驟和第二步驟，設(shè)計(jì)合適的折射光學(xué)表面、第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)、及第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)。
當(dāng)從藍(lán)紫半導(dǎo)體激光LD1發(fā)出的波長(zhǎng)λ1的光通量以平行光通量入射到物鏡光學(xué)單元OBJ時(shí)，僅非球面表面將球面像差校正成不足。然而，通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)、球面像差被適當(dāng)?shù)匦Ｕ⑶业诙鈱W(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)不會(huì)影響到它。其能夠在保護(hù)層厚度t1的BD上適當(dāng)?shù)赜涗浺约?或者再現(xiàn)信息。另外，當(dāng)從紅半導(dǎo)體激光EP1發(fā)出的波長(zhǎng)λ2的光通量以平行光通量入射到物鏡光學(xué)單元OBJ時(shí)，僅非球面表面將球面像差校正成不足。所以，通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)、球面像差被校正成不足。通過以第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)將其校正成過度，信息被適當(dāng)?shù)赜涗浺约?或者再現(xiàn)于保護(hù)層厚度是t2的DVD上。另外。當(dāng)從紅外線半導(dǎo)體激光EP2發(fā)出的波長(zhǎng)λ3的光通量以平行光通量入射到物鏡光學(xué)單元OBJ時(shí)，僅非球面表面將球面像差校正成不足。然而，通過第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)、球面像差被適當(dāng)?shù)匦Ｕ⑶业诙鈱W(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)不會(huì)影響到它。其能夠在保護(hù)層厚度是t3的CD上適當(dāng)?shù)赜涗浺约?或者再現(xiàn)信息。
從藍(lán)紫半導(dǎo)體激光LD1發(fā)出的第一波長(zhǎng)408nm之發(fā)散光通量傳送到極化二向色棱鏡PPS，在由準(zhǔn)直儀透鏡CL將其變?yōu)槠叫泄馔恐?，以未圖示的1/4波長(zhǎng)板將其從線性極化光轉(zhuǎn)換成環(huán)狀極化光，以光闌ST限制其光通量直徑，并且通過物鏡光學(xué)單元OBJ，經(jīng)由厚度為0.0875的保護(hù)層PL1成為形成在BD的信息記錄表面RL1的之光點(diǎn)。
在信息記錄表面RL1上由信息槽調(diào)制的反射光通量再次通過物鏡光學(xué)單元OBJ及光闌ST之后，以未圖示的1/4波長(zhǎng)板將其從環(huán)狀極化光轉(zhuǎn)換成線性極化光，并且通過準(zhǔn)直儀透鏡CL變成會(huì)聚光通量，其通過極化二向色棱鏡PPS反射后，在第一光探測(cè)器PD1的光接受表面上匯聚。然后，通過使用第一光探測(cè)器PD1的輸出信號(hào)，通過二軸致動(dòng)器AC而使物鏡光學(xué)單元OBJ聚焦或追蹤，可讀取記錄在BD中的信息。
由棱鏡PS反射從紅半導(dǎo)體激光EP1發(fā)出的680nm的發(fā)散光通量之后，又由極化二向色棱鏡PPS反射并且通過準(zhǔn)直儀透鏡CL形成平行光通量。然后，以未圖示的1/4波長(zhǎng)板將其從線性極化光轉(zhuǎn)換成環(huán)狀極化光，并且入射到物鏡光學(xué)單元OBJ。于此，經(jīng)由厚度為0.6mm的保護(hù)層PL2，由物鏡光學(xué)單元的中央?yún)^(qū)域和周邊區(qū)域會(huì)聚的光通量變成形成于DVD之信息記錄表面RL2上的光點(diǎn)。于此，通過中央?yún)^(qū)域和周邊區(qū)域以外的區(qū)域的光通量被形成閃光。
在信息記錄表面RL2上由信息槽調(diào)制的反射光通量再次通過物鏡光學(xué)單元OBJ及光闌ST。以1/4波長(zhǎng)板將其從環(huán)狀極化光轉(zhuǎn)換成線性極化光(未圖示)，并且以準(zhǔn)直儀透鏡CL變成會(huì)聚光通量。之后，以極化二向色棱鏡PPS反射它。在棱鏡中反射兩次之后，其會(huì)聚在第一光接收部分DS1。然后，通過使用第一光接收部分DS1的輸出信號(hào)，可讀取記錄在DVD中的信息。
以棱鏡PS反射從紅外線半導(dǎo)體激光EP2發(fā)出之750nm的發(fā)散光通量，由極化二向色棱鏡PPS反射，之后，以準(zhǔn)直儀透鏡CL形成平行光通量。以1/4波長(zhǎng)板將其從線性極化光轉(zhuǎn)換成環(huán)狀極化光(未圖示)，并且入射到物鏡光學(xué)單元。于此，經(jīng)由厚度為1.2mm的保護(hù)層PL3，只由物鏡光學(xué)單元的中央?yún)^(qū)域會(huì)聚的光通量變成形成在CD之信息記錄表面RL3上的光點(diǎn)。于此，通過其它區(qū)域的光通量被形成閃爍光通量。
在信息記錄表面RL3上由信息槽調(diào)制的反射光通量再次通過物鏡光學(xué)單元OBJ及光闌ST，及以1/4波長(zhǎng)板將其從環(huán)狀極化光轉(zhuǎn)換成線性極化光(未圖示)，并且以準(zhǔn)直儀透鏡CL變成會(huì)聚光通量。之后，以極化二向色棱鏡PPS反射它。在棱鏡中反射兩次之后，其會(huì)聚在第二光接收部分DS2上。然后，通過使用第二光接收部分DS2的輸出信號(hào)，可讀取記錄在CD中的信息。
(實(shí)施例1) 接著，將說(shuō)明可用于上述實(shí)施例的例子。在例子1中，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被形成在是單一透鏡的物鏡光學(xué)單元之光學(xué)表面的中央?yún)^(qū)域。在表1～3中示出了透鏡數(shù)據(jù)。表1中的符號(hào)ri表示曲率半徑，di表示從第i表面到第(i+1)表面的光軸方向中的位置，及ni表示各個(gè)表面的折射率。因此，定義之后(包括表中的透鏡數(shù)據(jù))通過使用E(例如，2.5×E-3)表示10的指數(shù)(例如2.5×103)。
(表格1) 例子1 HD DVDDVD CD 物鏡的焦距 f1＝2.27mmf2＝2.34mm f3＝2.33mm 影像表面?zhèn)壬系臄?shù)值孔徑 NA10.65 NA20.65 NA30.51 物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率 m10 m20 m30 ＊di表示從第i表面到第(i+1)表面的位移。
＊di’到di表示從第i’～i表面到第i表面的位移。
(表格2) 第2表面(1.476mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ-6.3364E-01 A4-4.2311E-03 A65.0436E-03 A84.1084E-03 A10 -5.3622E-03 A12 2.1138E-03 A14 -3.1786E-04 第2”表面(1.19455mm≤h＜1.476mm) 非球面表面系數(shù) κ-6.4519E-01 A4-4.8752E-03 A64.6494E-03 A84.0919E-03 A10 -5.2266E-03 A12 2.1777E-03 A14 -3.7013E-04 第2’表面(0.557927mm≤h＜1.19455mm) 非球面表面系數(shù) κ-6.3303E-01 A4-1.8840E-03 A66.2288E-03 A8-3.0119E-03 A10 -1.9076E-03 A12 2.2446E-03 A14 -5.7694E-04 第2表面(0mm≤h＜0.557927mm) 非球面表面系數(shù) κ -5.5555E-01 A4 -8.2359E-03 A6 6.8885E-03 A8 -2.0036E-03 A10 -2.2154E-03 A12 1.6340E-03 A14 -3.3402E-04 第3’表面(0.967mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ 1.1882E-02 A4 2.8622E-02 A6 -3.8760E-02 A8 2.1958E-02 A10 -6.3081E-03 A12 7.2874E-04 A14 0.0000E+00 第3表面(0mm≤h＜0.967mm) 非球面表面系數(shù) κ 2.0065E-02 A4 -2.7360E-02 A6 1.7561E-02 A8 -5.7857E-03 A10 8.1371E-04 A12 0.0000E+00 A14 0.0000E+00 (表3) 第2表面(1.476mm≤h) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)DVD3次) λB660nm C2 -4.8087E-03 C4 -2.2941E-03 C6 1.0177E-03 C8 -4.5620E-04 C108.9625E-05 第2”表面(1.19455mm≤h＜1.476mm) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次) λB422nm C2 -3.6562E-03 C4 -2.0383E-03 C6 9.7975E-04 C8 -4.6808E-04 C106.2043E-05 第2’表面(0.557929mm≤h＜1.19455mm) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次，CD2次) λB 430nm C2 -3.4332E-03 C4 -2.0583E-03 C6 1.0106E-03 C8 -9.5866E-04 C10 2.3654E-04 第2表面(0mm≤h＜0.557929mm) 光學(xué)路徑差功能(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次，CD2次) λB 430nm C2 -3.5696E-03 C4 -2.3823E-03 C6 -4.6479E-04 C8 1.1071E-02 C10-2.1534E-02 并且，物鏡光學(xué)單元的光學(xué)表面被形成為，在數(shù)1式中分別代入表1～3所示的系數(shù)后的數(shù)學(xué)式所規(guī)定的、在光軸周圍的軸對(duì)稱非球面表面(在實(shí)施例2、3中同樣)。
(數(shù)學(xué)1) Z＝(h2/γ)/[1+√{1-(K+1)(h/γ)2}]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16+A18h18+A20h20 其中，Z為非球面形狀(從接觸非球面的頂點(diǎn)的平面沿著光軸的方向的距離)， h為距光軸的距離， γ為曲率半徑， K為圓錐系數(shù)，及 A4，A6，A8，A10，A12，A14，A16，A18，A20為非球面系數(shù)。
另外，由第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)而提供給各個(gè)波長(zhǎng)的光通量由在數(shù)學(xué)式2的光學(xué)路徑差函數(shù)中代入表1～3所示的系數(shù)后的數(shù)學(xué)式所規(guī)定(在實(shí)施例2及3中也同樣)。
(數(shù)學(xué)式2) φ＝dor×λ/λB×(C2h2+C4h4+C6h6+C8h8+C10h10) 其中，φ光學(xué)路徑差函數(shù)， λ為入射到衍射結(jié)構(gòu)的光通量的波長(zhǎng)， λB為火焰波長(zhǎng)， dor為相對(duì)光盤的記錄/再現(xiàn)而使用的衍射光通量的衍射次數(shù)， h距光軸的距離， C2，C4，C6，C8，C10為光學(xué)路徑差函數(shù)系數(shù)，及 圖4(a)為例1中使用HD DVD時(shí)距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖4(b)為例1中使用DVD時(shí)之距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，及圖4(c)為例1中使用CD時(shí)之距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖。
(例子2) 在例子2中，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被形成在單一透鏡的物鏡光學(xué)單元的光學(xué)表面的中央?yún)^(qū)域中。透鏡數(shù)據(jù)顯示在表4～6中。圖5(a)為例2中使用HD，DVD時(shí)距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖5(b)為例2中使用DVD時(shí)距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，及圖5(c)為例2中使用CD時(shí)之距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖。
(表格4) 例子2 HD DVD DVD CD 物鏡的焦距 f1＝3.1mmf2＝3.19mm f3＝3.17mm 影像表面?zhèn)壬系臄?shù)值孔徑 NA10.65 NA20.65 NA30.51 物鏡的光學(xué)系統(tǒng)倍率 m10 m20 m30 ＊di表示從第i表面到第(i+1)表面的位移。
＊di’到di表示從第i’～i表面到第i表面的位移。
(表5) 第2表面(2.015mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ -5.1330E-01 A4 4.7453E-04 A61.1957E-03 A8-3.2188E-04 A10 6.7242E-05 A12 -1.9247E-05 A14 1.3046E-06 第2”表面(1.627mm≤h＜2.015mm) 非球面表面系數(shù) κ -5.0416E-01 A4 -2.0181E-03 A6 4.0125E-04 A8 -4.4218E-04 A10 8.8719E-05 A12 -2.8183E-06 A14 -1.1363E-06 第2’表面(0.781mm≤h＜1.627mm) 非球面表面系數(shù) κ -3.3204E-01 A4 9.8418E-04 A6 -2.8508E-03 A8 -1.7183E-04 A10 6.0934E-04 A12 -2.4368E-04 A14 3.1371E-05 第2表面(0mm≤h＜0.781mm) 非球面表面系數(shù) κ -6.2999E-01 A4 -9.1919E-04 A6 8.2567E-04 A8 -3.1894E-04 A10 6.8151E-05 A12 -1.56550E-05 A14 1.8317E-06 第3’表面(1.281mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ 1.4091E-03 A4 6.8673E-03 A6 -4.3371E-03 A8 1.3239E-03 A10 -2.1645E-04 A12 1.4592E-05 A14 0.0000E+00 第3表面(0mm≤h＜1.281mm) 非球面表面系數(shù) κ 6.5665E-03 A4 -4.5413E-03 A6 1.4141E-03 A8 -1.9214E-04 A10 1.1604E-05 A12 0.0000E+00 A14 0.0000E+00 (表6) 第2表面(2.015mm≤h) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)DVD3次) λB 661nm C2 -8.5317E-03 C4 -2.1148E-03 C6 4.6703E-04 C8 -1.3964E-04 C10 1.2506E-05 第2”表面(1.627mm≤h＜2.015) 光學(xué)路徑差功能(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次) λB 422nm C2-2.7534E-03 C4-9.8952E-04 C65.0089E-04 C8-1.5993E-04 C10 1.6387E-05 第2’表面(0.781mm≤h＜1.627) 光學(xué)路徑差功能(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次，CD2次) λB430nm C2 -2.5159E-03 C4 -5.0889E-04 C6 6.0415E-05 C8 -6.3277E-05 C101.1297E-05 第2表面(0mm≤h＜0.781) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD3次，DVD2次，CD2次) λB430nm C2 -2.5159E-03 C4 -9.3222E-04 C6 9.5516E-04 C8 -7.1157E-04 C10-9.5280E-05 (例子3) 在例子3中，第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)被形成在單一透鏡的物鏡光學(xué)單元之光學(xué)表面的中央?yún)^(qū)域。透鏡數(shù)據(jù)顯示在表7～9中。圖6(a)為例3中使用HD DVD時(shí)距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，圖6(b)為例3中使用DVD時(shí)之距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖，及圖6(c)為例3中使用CD時(shí)距光軸的高度和散焦量之間的關(guān)系圖。
(表7) 例子3 HD DVD DVD CD 物鏡的焦距 f1＝3.1mm f2＝3.04mm f3＝2.98mm 影像表面?zhèn)壬系臄?shù)值孔徑 NA10.65 NA20.662 NA30.51 物鏡的光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù) m10 m20m30 ＊di表示從第i表面到第(i+1)表面的位移。
＊各個(gè)di’～di表示從第i’～第i表面到第i表面的位移。
(表8) 第2”表面(1.536mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ -5.5021E-01 A4 -1.1531E-03 A6 4.9495E-04 A8 -5.2887E-05 A106.8790E-05 A12-2.6130E-05 A143.2493E-06 第2’表面(0.640mm≤h＜1.536mm) 非球面表面系數(shù) κ-6.2013E-01 A4-2.2198E-03 A61.5082E-04 A84.1083E-04 A10 -8.3965E-05 A12 2.4172E-04 A14 -6.1521E-05 第2表面(0mm≤h＜0.640mm) 非球面表面系數(shù) κ1.2591E-01 A49.7688E-03 A6-3.0895E-02 A8-4.6806E-05 A10 6.0096E-05 A12 -2.7514E-05 A14 3.6602E-06 第3’表面(1.155mm≤h) 非球面表面系數(shù) κ1.1692E-04 A46.9208E-03 A6-4.4641E-03 A81.4470E-03 A10 -2.3774E-04 A12 1.5996E-05 A14 0.0000E+00 第3表面(0mm≤h＜1.155mm) 非球面表面系數(shù) κ-1.3020E-02 A4 2.2377E-02 A6 -6.6028E-03 A8 -2.0257E-04 A10 1.2107E-05 A12 0.0000E+00 A14 0.0000E+00 (表9) 第2”表面(1.536mm≤h) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD1次，DVD1次，CD1次) λB 480nm C2 -0.014252299 C4 -0.001011949 C6 0.000157457 C8 -3.23764E-05 C10 1.14618E-06 第2’表面(0.640mm≤h＜1.563mm) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD1次，DVD1次，CD1次) λB 500nm C2 -0.013633739 C4 -0.002797045 C6 0.001319988 C8 -0.000320049 C10 1.37424E-05 第2表面(0mm≤h＜1.640mm) 光學(xué)路徑差函數(shù)(衍射次數(shù)HD DVD1次，DVD1次，CD1次) λB500nm C2 -0.016407031 C4 0.010142585 C6 -0.006418784 C8 -0.041683736 C100.049734984 在表10中，就每一例子而言，示出了每一種光盤的色像差、光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所給予的光學(xué)路徑差提供量、及每一種光盤的衍射效率。
(表10) 色像差[μm/nm] 第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)及第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu) ＊A第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu) ＊B第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu) ＊Cs2表面、s2’表面中的多個(gè)環(huán)形區(qū) ＊Ds2表面、s2’表面的各個(gè)表面是環(huán)形區(qū)衍射效率
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)拾取裝置，包含
第一光源，用以發(fā)出波長(zhǎng)λ1的第一光通量，以在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；
第二光源，用以發(fā)出波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量，以在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；
第三光源，用以發(fā)出具有波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量，以在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)；及
物鏡光學(xué)單元，其具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，和環(huán)狀結(jié)構(gòu)所形成第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，
其中當(dāng)上述第一光通量、第二光通量以及第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)的、上述物鏡光學(xué)單元的倍率分別為m1、m2、m3時(shí)，m1、m2及m3幾乎相同，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且對(duì)于所有上述第一光通量、第二光通量、第三光通量、將球面像差變成不足和過度中的任一個(gè)，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光學(xué)拾取裝置，滿足下列式子
m1-0.02＜m2＜m1+0.02
m1-0.02＜m3＜m1+0.02。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的光學(xué)拾取裝置，
上述物鏡光學(xué)單元的倍率m1、m2及m3幾乎是零。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的光學(xué)拾取裝置，滿足下列式子
-0.02＜m1＜0.02
-0.02＜m2＜0.02
-0.02＜m3＜0.02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
當(dāng)上述第一光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元具有的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合，在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，
當(dāng)上述第二光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元具有的折射功能，和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能，以及上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合、在上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，及
當(dāng)上述第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元具有的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合、在上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)迭置，并且位于上述該光學(xué)物鏡單元的同一光學(xué)表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的光學(xué)拾取裝置，
設(shè)置有上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面是光源一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述物鏡光學(xué)單元的光學(xué)功能面具有包括光軸的中央?yún)^(qū)域，和環(huán)繞該中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，
上述中央?yún)^(qū)域包括上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，
上述中央?yún)^(qū)域被用于對(duì)于上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)，上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)，和上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的所有信息記錄表面、形成聚光點(diǎn)，并且上述周邊區(qū)域被用于在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)、上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)以及上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄面中、僅對(duì)上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)和上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面形成聚光點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
其中上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9記載的光學(xué)拾取裝置，
其中當(dāng)上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)時(shí)，與該衍射結(jié)構(gòu)的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d1滿足下列式子
MOD(d1×(n1-1)/λ1)×λ1＜MOD(d1×(n2-1)/λ2)×λ2，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
n2是形成相對(duì)λ2的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d1當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m、各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d1＝(D1+D2+D3...)/m。
11.根據(jù)權(quán)利要求9記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子
1≤d2×(n1-1)/λ1＜1.5，
其中n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d2當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d2＝(D1+D2+D3...)/m。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
其中與上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子
MOD(d2×(n1-1)/λ1)＝3，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d2為環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d2＝(D1+D2+D3...)/m。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的光學(xué)拾取裝置，
與上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d3滿足下列式子
MOD(d3×(n1’-1)/λ1)＝2，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1’是形成相對(duì)λ1的光的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d3當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d3＝(D1+D2+D3...)/m。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是將包含光軸的截面形狀為具有多個(gè)層級(jí)面的階梯狀的圖案排列成同心圓狀，并對(duì)每個(gè)預(yù)定的層級(jí)面?zhèn)€數(shù)、使階梯僅移動(dòng)對(duì)應(yīng)于該層級(jí)面數(shù)的階梯數(shù)量的高度的迭置型衍射結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16記載的光學(xué)拾取裝置，
與上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的成為上述階梯狀的圖案的光軸平行的環(huán)形區(qū)平均階差量d4滿足下列式子
MOD(d4×(n1’-1)/λ1)＝2k，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1’是形成相對(duì)λ1的光的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，k是自然數(shù)，
d4當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d4＝(D1+D2+D3...)/m。
18.根據(jù)權(quán)利要求16記載的光學(xué)拾取裝置，
沿著上述物鏡光學(xué)單元的基座非球面表面形成在上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的各個(gè)圖案上形成的層級(jí)面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述波長(zhǎng)λ1滿足380 nm＜λ1＜420nm，
上述波長(zhǎng)λ2滿足630 nm＜λ2＜680nm，
上述波長(zhǎng)λ3滿足760 nm＜λ3＜830nm，
上述第1光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t1滿足0.0875mm≤t1≤0.1125mm，
上述第2光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t2滿足0.5 mm≤t2≤0.7mm，
上述第3光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t3滿足1.1mm≤t3≤1.3mm。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述波長(zhǎng)λ1滿足380 nm＜λ1＜420nm，
上述波長(zhǎng)λ2滿足630 nm＜λ2＜680nm，
上述波長(zhǎng)λ3滿足760 nm＜λ3＜830nm，
上述第1光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t1滿足0.5mm≤t1≤0.7mm，
上述第2光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t2滿足0.5mm≤t2≤0.7mm，
上述第3光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚t3滿足1.1mm≤t3≤1.3mm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述物鏡光學(xué)單元的材料是玻璃。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)記載的光學(xué)拾取裝置，
上述物鏡光學(xué)單元的材料是塑料。
24.一種物鏡光學(xué)單元，包含
由環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，和由環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，
其中當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚，
波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚，且
波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并且以倍率M在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上會(huì)聚時(shí)，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)于所有上述第一光通量、第二光通量、第三光通量，將球面像差變成不足和過度中的任一個(gè)，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且將在上述第1光通量、第2光通量、第3光通量中、僅對(duì)上述第2光通量將球面像差變成不足和過度中的其中另一個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24記載的物鏡光學(xué)單元，
上述物鏡光學(xué)單元的倍率M幾乎是零。
26.根據(jù)權(quán)利要求25記載的物鏡光學(xué)單元，滿足
-0.02＜M＜0.02。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
當(dāng)上述第一光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，
當(dāng)上述第二光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能、上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能以及上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，及
當(dāng)上述第三光通量入射到上述物鏡光學(xué)單元時(shí)，通過上述物鏡光學(xué)單元的折射功能和上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)所提供的光學(xué)功能的組合而在上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至27中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)迭置，并且位于同一光學(xué)表面上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28記載的物鏡光學(xué)單元，
設(shè)置有兩個(gè)光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面是光源一側(cè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24至29中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
上述物鏡光學(xué)單元的光學(xué)功能面，具有包括光軸的中央?yún)^(qū)域和環(huán)繞該中央?yún)^(qū)域的周邊區(qū)域，
上述中央?yún)^(qū)域包括上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，
當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，
波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，及
具有波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1 ×λ1)的該第三光通量入射到物鏡光學(xué)單元，通過上述中央?yún)^(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上時(shí)，
上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰環(huán)形區(qū)的第一光通量，并且對(duì)于所有上述第一光通量、第二光通量、第三光通量，將球面像差變成不足和過度中的一個(gè)；
當(dāng)波長(zhǎng)λ1的第一光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，
波長(zhǎng)λ2的第二光通量入射到物鏡光學(xué)單元，并通過上述中央?yún)^(qū)域及上述周邊區(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t2的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上，及
波長(zhǎng)λ3的第三光通量入射到物鏡光學(xué)單元，通過上述中央?yún)^(qū)域，并且以倍率M會(huì)聚在具有厚度t3的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上時(shí)，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過鄰接的環(huán)形區(qū)的上述第一光通量，并且在上述第一光通量、第二光通量、和第三光通量中、僅對(duì)上述第二光通量將球面像差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一個(gè)。
31.根據(jù)權(quán)利要求24～30中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31記載的物鏡光學(xué)單元，
其中當(dāng)上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)時(shí)，與該衍射結(jié)構(gòu)的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d1滿足下列式子
MOD(d1×(n1-1)/λ1)×λ1＜MOD(d1×(n2-1)/λ2)×λ2，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
n2是形成相對(duì)λ2的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d1當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d1＝(D1+D2+D3...)/m。
33.根據(jù)權(quán)利要求31記載的物鏡光學(xué)單元，
與第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子
1≤d2×(n1-1)/λ1＜1.5，
其中n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d2當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d2＝(D1+D2+D3...)/m。
34.根據(jù)權(quán)利要求31～33中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中與第一光學(xué)路徑差提供機(jī)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d2滿足下列式子
MOD(d2×(n1-1)/λ1)＝3，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1是形成相對(duì)λ1的光的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d2當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d2＝(D1+D2+D3...)/m。
35.根據(jù)權(quán)利要求24～30中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
36.根據(jù)權(quán)利要求24～35中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是鋸齒狀衍射結(jié)構(gòu)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36記載的物鏡光學(xué)單元，
其中與第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的光軸平行的方向的環(huán)形區(qū)平均階差量d3滿足
MOD(d3×(n1’-1)/λ1)＝2，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1’是形成相對(duì)λ1的光的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，
d3當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d3＝(D1+D2+D3...)/m。
38.根據(jù)權(quán)利要求24～35中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是將包含光軸的截面形狀為具有多個(gè)層級(jí)面的階梯狀的圖案排列成同心圓狀，并對(duì)每個(gè)預(yù)定的層級(jí)面?zhèn)€數(shù)、使階梯僅移動(dòng)對(duì)應(yīng)于該層級(jí)面數(shù)的階梯數(shù)量的高度的迭置型衍射結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38記載的物鏡光學(xué)單元，
其中與第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)中的成為上述階梯狀的圖案的光軸平行的環(huán)形區(qū)平均階差量d4滿足下列式子
MOD(d4×(n1’-1)/λ1)＝2k，
其中MOD(α)是最接近α的整數(shù)值，
n1’是形成相對(duì)λ1的光的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的材料的折射率，k為自然數(shù)，
d4當(dāng)環(huán)形區(qū)數(shù)為m，各環(huán)形區(qū)階差量為D1，D2，D3...時(shí)，滿足
d4＝(D1+D2+D3...)/m。
40.根據(jù)權(quán)利要求38記載的物鏡光學(xué)單元，
沿著上述物鏡光學(xué)單元的基座非球面表面形成在上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)的各個(gè)圖案上形成的層級(jí)面。
41.根據(jù)權(quán)利要求24～35中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)是NPS(非周期相位結(jié)構(gòu))。
42.根據(jù)權(quán)利要求24～41中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
滿足下列式子
上述波長(zhǎng)λ1為380 nm＜λ1＜420nm，上述波長(zhǎng)λ2為630nm＜λ2＜680nm，上述波長(zhǎng)λ3為760nm＜λ3＜830nm，
上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1為0.0875mm≤t1≤0.1125mm，
上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2為0.5mm≤t2≤0.7mm，
上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3為1.1mm≤t3≤1.3mm。
43.根據(jù)權(quán)利要求24～41中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，滿足下列式子
上述波長(zhǎng)λ1為380nm＜λ1＜420nm，上述波長(zhǎng)λ2為630nm＜λ2＜680nm，上述波長(zhǎng)λ3為760nm＜λ3＜830nm，
上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t1為0.5mm≤t1≤0.7mm，上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t2為0.5mm≤t2≤0.7mm，上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的保護(hù)層厚度t3為1.1mm≤t3≤1.3mm。
44.根據(jù)權(quán)利要求24～43中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述物鏡光學(xué)單元的材料是玻璃。
45.根據(jù)權(quán)利要求24～43中任一項(xiàng)記載的物鏡光學(xué)單元，
其中上述物鏡光學(xué)單元的材料是塑料。
46.一種用于光學(xué)拾取裝置的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，該光學(xué)拾取裝置
使用從第一光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ1的第一光通量、在具有厚度t1的保護(hù)層的第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，
使用從第二光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ2(λ1＜λ2)的第二光通量、在具有厚度t2(t1≤t2)的保護(hù)層的第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，及
使用從第三光源發(fā)出的波長(zhǎng)λ3(1.9×λ1＜λ3＜2.1×λ1)的第三光通量、在具有厚度t3(t2＜t3)的保護(hù)層的第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)，所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括
第一步驟，其設(shè)計(jì)
上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)折射光學(xué)表面，和
第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，其形成在上述多個(gè)折射光學(xué)表面中的一個(gè)光學(xué)表面上，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且提供與上述波長(zhǎng)λ1的奇數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰的環(huán)形區(qū)的第一光通量，
使得當(dāng)上述第一光通量入射到倍率為M的該物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第一光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差，且當(dāng)上述第三光通量入射到倍率為M的上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第三光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差；以及
第二步驟，其設(shè)計(jì)第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)，所述第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)形成在上述多個(gè)折射光學(xué)表面的一個(gè)光學(xué)表面上，由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且提供與上述波長(zhǎng)λ1的偶數(shù)倍相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)路徑差給通過相鄰的環(huán)形區(qū)的第一光通量，
使得當(dāng)上述第二光通量入射到由上述第一步驟所設(shè)計(jì)的倍率為M的上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)，并且在上述第二光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上形成聚光點(diǎn)時(shí)，校正球面像差。
全文摘要
一種光學(xué)拾取裝置，包括第一光源，用以發(fā)出第一光通量；第二光源，用以發(fā)出第二光通量；第三光源，用以發(fā)出第三光通量，以及物鏡光學(xué)單元，具有環(huán)狀的第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)和環(huán)狀的第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)。上述第一光通量、第二光通量以及第三光通量向上述物鏡光學(xué)單元入射時(shí)，上述物鏡光學(xué)單元的倍率幾乎相同。第一光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)對(duì)上述第一光通量提供預(yù)定光學(xué)路徑差，并且對(duì)于所有第一光通量、第二光通量、和第三光通量、將球面象差變?yōu)榈牟蛔愫瓦^度的任一方。第二光學(xué)路徑差提供結(jié)構(gòu)對(duì)上述第1光通量提供預(yù)定光學(xué)路徑差，并且在上述第一光通量、第二光通量和第三光通量中、僅對(duì)第二光通量、將球面象差變?yōu)椴蛔愫瓦^度中的其中另一方。
文檔編號(hào)G11B7/1353GK101133450SQ200680007108
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者大田耕平, 林伸芳, 橋村淳司, 木村徹, 池中清乃, 坂本勝也, 野村英司 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社