專利名稱：物鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對多種具有不同厚度的光記錄媒體可記錄或再生信息的物鏡光學(xué)系統(tǒng)以及光拾取器光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
迄今為止，開發(fā)了聚焦到不同光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。例如，特開2001-195769號公報公布的技術(shù)是通過利用因波長的不同產(chǎn)生的色差以及透明基板的厚度產(chǎn)生的波像差來聚焦到兩個不同光記錄媒體的技術(shù)(以下稱為互換技術(shù))。然而，使用同一波長的光對厚度不同的光記錄媒體聚焦的場合難以應(yīng)用該互換技術(shù)。
此外，作為用同一波長的互換技術(shù)，有特開2006-12391號公報所公布的技術(shù)。在本技術(shù)中，需要有選擇地切換光束的偏振方向的偏振面切換元件，存在部件數(shù)目的增加、物鏡光學(xué)系統(tǒng)的大型化、物鏡光學(xué)系統(tǒng)的重量增加的問題。
此外，作為別的用同一波長的互換技術(shù)，有特開10-143905號公報中介紹的通過把物鏡光學(xué)系統(tǒng)分區(qū)而聚焦到不同的光記錄媒體上的技術(shù)。但是，聚焦到各光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域由于只能分別聚焦到各光記錄媒體，做成聚焦到三個以上光記錄媒體的話，有光利用效率的低下導(dǎo)致的激光功率的增加和雜亂光的處理等問題。
在特開2000-28917號公報中公布了解決聚焦到各光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域只能分別聚焦到各光記錄媒體的問題點的技術(shù)。在該技術(shù)中，設(shè)置了同時聚焦到兩個媒體的區(qū)域。但是，在該區(qū)域的互換技術(shù)中使用衍射結(jié)構(gòu)，會有因衍射效率導(dǎo)致的光的利用效率低下，依然有光利用效率的低下導(dǎo)致的激光功率的增加和雜亂光的處理等問題。
在使用了原有技術(shù)的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的場合，如上所述，產(chǎn)生了光利用效率的低下導(dǎo)致的激光功率的增加和雜亂光的處理等問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，提高聚焦到至少兩個以上光記錄媒體的光束的波長相同、聚焦到至少兩個以上光記錄媒體的光束的波長不同的、聚焦到至少三個以上光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光利用效率，減少雜亂光。
首先，大致對本發(fā)明的前提技術(shù)進行說明，然后，對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進行說明。
本發(fā)明，第一，在同一波長的互換技術(shù)中使用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的分區(qū)(以下稱為互換技術(shù)A)，在不同波長的互換技術(shù)中，使用使位相變化使得對任意的光線高度的信息記錄面上的聚焦點的像差在容許范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)(以下稱為互換技術(shù)B)。
互換技術(shù)B通過使位相變化使得以波長λ1的激光光束在基板厚度t1的光記錄媒體2上記錄再生時產(chǎn)生的波像差與以波長λ3的激光光束在基板厚度t3的光記錄媒體2上記錄再生時產(chǎn)生的波像差相補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。在該互換技術(shù)B中該考慮的像差有因基板厚度之差產(chǎn)生的波像差(像差α)，因基于激光光束的波長差的物鏡以及光記錄媒體的基板的折射率而產(chǎn)生的色差(像差β)，利用波長之差使物鏡的面為高階非球面而產(chǎn)生的色差(像差γ)。
在該互換技術(shù)B中，有通過使像差β和像差γ與像差α相消而可互換的技術(shù)(B1)，和通過使像差β被像差γ相消而可互換的技術(shù)(B2)。前者的B1的互換技術(shù)例如有通過形成使位相變化使得由波長不同而產(chǎn)生的色差(像差β)與由透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差(像差α)相互抵消的高階非球面結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，例如，特開2003-270528號公報中所公布的。后者的B2有在如HDDVD和DVD那樣在基板的厚度相同但波長不同的場合，用以高階非球面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的色差(像差γ)與因波長的不同而產(chǎn)生的色差(像差β)相互抵消來實現(xiàn)。
這樣，通過采用使用互換技術(shù)A以及互換技術(shù)B雙方的結(jié)構(gòu)，可以提供在同一波長的互換成為可能，可提高在不同波長的互換中的光利用效率，減少雜亂光的高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
第二，在物鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分，使上述位相變化的結(jié)構(gòu)的區(qū)域被在使位相變化的結(jié)構(gòu)的區(qū)域不聚焦的記錄媒體的區(qū)域分割，被分割的區(qū)域的內(nèi)側(cè)、外側(cè)的區(qū)域的光程差相對于在使位相變化的結(jié)構(gòu)的區(qū)域聚焦的各記錄媒體在0.5λ以上。換一句話說，當(dāng)假定在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置共用區(qū)域的場合，在相對于共用的光記錄媒體之一的波像差的絕對值或其變化最大的區(qū)域設(shè)置專用區(qū)域。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以減小在互換技術(shù)B使產(chǎn)生的位相變化的結(jié)構(gòu)的大的像差，可提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
第三，使與光束λ1對應(yīng)的透明基板的厚度t1、與光束λ1對應(yīng)的透明基板的厚度t2、與光束λ3對應(yīng)的透明基板的厚度t3的關(guān)系為|t3-t1|＞|t3-t2|時，在與t3對應(yīng)的NA區(qū)域，采用不聚焦到與t1對應(yīng)的光記錄媒體(互換技術(shù)A)而聚焦到與t2、t3對應(yīng)的光記錄媒體(互換技術(shù)B)的結(jié)構(gòu)。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在難以聚焦到與t3對應(yīng)的光記錄媒體的NA附近，可進行與因厚度之差導(dǎo)致的波像差之差比與t1對應(yīng)的光記錄媒體的場合更小的與t2對應(yīng)的光記錄媒體的互換，能夠提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
第四，做成在與t3對應(yīng)的NA區(qū)域的內(nèi)側(cè)設(shè)置聚焦到與t1、t3對應(yīng)的光記錄媒體的區(qū)域的結(jié)構(gòu)。通過采用該結(jié)構(gòu)，由于t1的使用區(qū)域增加，從而可以提供可提高光利用效率、減少雜亂光的、高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
第五，做成對使上述位相變化的構(gòu)造使用透鏡面上的階梯差形狀的結(jié)構(gòu)。通過采用這種結(jié)構(gòu)，由于能夠提供不追加新的使位相變化的元件的互換技術(shù)，從而物鏡光學(xué)系統(tǒng)的小型化、輕量化成為可能。
第六，把上述物鏡光學(xué)系統(tǒng)做成1枚透鏡的結(jié)構(gòu)。通過采用這種結(jié)構(gòu)，由于能夠提供不追加進行互換的元件的互換技術(shù)，從而物鏡光學(xué)系統(tǒng)的小型化、輕量化成為可能。
具體地說，本發(fā)明的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并且使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，該共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，該非球面形狀產(chǎn)生抵消因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差的像差。
此外，最好是所述共用區(qū)域設(shè)定有成非球面形狀，因該光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
再有，最好是所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3的任一個波長λ都為0.5λ以上。
再有，最好是在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體或所述第三光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
在此，最好是所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|。此外，希望所述共用區(qū)域配置在所述第三光記錄媒體的NA區(qū)域內(nèi)的外側(cè)部分。在此，把NA區(qū)域從對應(yīng)的半徑中央在內(nèi)側(cè)的區(qū)域稱為內(nèi)側(cè)區(qū)域，外側(cè)稱為外側(cè)區(qū)域。在外側(cè)區(qū)域，由于相對于透鏡面的入射角大，難以取得像差，但在這種外側(cè)區(qū)域配置共用區(qū)域卻能實現(xiàn)高性能化。
此外，希望所述共用區(qū)域從光軸沿徑向被劃分成多個區(qū)間。還設(shè)有聚焦到所述第一光記錄媒體以及所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域亦可。
此外，所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)亦可。
此外，根據(jù)本發(fā)明的其它觀點的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并且使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，入射到該共用區(qū)域的所述波長λ3的光束和所述波長λ1的光束以互不相同的入射角入射。
在此，最好是所述共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，因該光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
此外，希望所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|。
此外，最好是所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3的任一個波長λ都為0.5λ以上。
再有，最好是在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體或所述第三光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
此外，所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)亦可。
此外，根據(jù)本發(fā)明的其它觀點的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ4(λ4≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t4的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上，使所述波長λ4的光束聚焦到所述第四光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，入射到該共用區(qū)域的所述波長λ3的光束和所述波長λ1的光束以互不相同的入射角入射，設(shè)定使因光束的波長λ4和λ1的不同而產(chǎn)生的色差相抵消的非球面形狀。
在此，最好是所述共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，因該第二光記錄媒體與第四光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ4與λ1的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
此外，希望所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|或者/并且|t4-t1|＞|t4-t2|。
此外，最好是所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3、波長λ4的任一個波長λ都為0.5λ以上。
再有，最好是在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體、所述第三光記錄媒體或所述第四光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
再有，希望所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)由一枚透鏡構(gòu)成。
此外，所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)亦可。
還有，在本說明書中，與厚度t1的第一光記錄媒體對應(yīng)的激光波長和與厚度t2的第二光記錄媒體對應(yīng)的激光波長表示為λ1，但不局限于使用同一個激光器，也可以使用各不相同的激光器。因此，本說明書中的λ1具有某種成度的寬度。
采用本發(fā)明的話，能夠提供聚焦到至少兩個以上的光記錄媒體的光束的波長相同，聚焦到至少兩個以上的光記錄媒體的光束的波長不同的、聚焦到至少三個以上的光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光利用效率提高，減少雜亂光的高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
上述的目的和優(yōu)點及本發(fā)明的特征由伴隨附圖所說明的記載便可清楚。



圖1A至D是發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2A至D是發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。
圖3A至D是發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。
圖4A至D是發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。
圖5A至D是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的OPD的圖。
圖6A至D是發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。
圖7A至D是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的OPD的圖。
圖8A及B是用于說明抵消發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的OPD像差的示意的波像差圖。
圖9A至D是發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。
圖10A至D是其它的實施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示在發(fā)明的實施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中可使用的光記錄媒體的各量的表。
圖12是表示發(fā)明的實施方式1、2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的有效直徑及折射率的表。
圖13是表示發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域的特性的表。
圖14是表示發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。
圖15是表示發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面1)的表。
圖16是表示發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面2)的表。
圖17是表示發(fā)明的實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值的表。
圖18是表示發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域的特性的表。
圖19是表示發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。
圖20是表示發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面1)的表。
圖21是表示發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面2)的表。
圖22是表示發(fā)明的實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值的表。
圖23是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的有效直徑及折射率的表。
圖24是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域的特性的表。
圖25是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。
圖26是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面1)的表。
圖27是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面2)的表。
圖28是表示發(fā)明的實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值的表。
圖29是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的有效直徑及折射率的表。
圖30是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域的特性的表 圖31是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。
圖32是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面1)的表。
圖33是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面2)的表。
圖34是表示發(fā)明的實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值的表。
圖35是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的有效直徑及折射率的表。
圖36是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的各區(qū)域的特性的表 圖37是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。
圖38是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面1)的表。
圖39是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的面形狀數(shù)據(jù)(物鏡面2)的表。
圖40是表示發(fā)明的實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值的表。

具體實施例方式 將在后面詳細(xì)地敘述的本發(fā)明的實施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，基本上實現(xiàn)了BD(Blue-ray Disc)、HDDVD(High Definition Digital Versatile Disc)、CD(Compact Disc包含CD-R等CD)、DVD(Digital Versatile Disc)四種方式的互換，但是為了實現(xiàn)四種方式的互換需要三個自由度。檢索了成為候補的自由度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過以下三種對策可確保自由度，由此實現(xiàn)了四種方式互換。
(對策1)根據(jù)區(qū)域(光束)的分割的對策(相當(dāng)于上述的互換技術(shù)A)； (對策2)根據(jù)高次非球面的對策(相當(dāng)于上述的互換技術(shù)B)； (對策3)根據(jù)入射角的對策。
此外，為了實現(xiàn)三種方式互換，只要上述三個自由度中的兩個就可實現(xiàn)。例如，HDDVD·BD·DVD三種方式互換的場合，可考慮各種各樣的組合，但最現(xiàn)實的是A和B的組合。HDDVD·BD·CD三種方式互換的場合，也可考慮各種各樣的組合，但最現(xiàn)實的是對策1和對策2的組合。
再有，對于將上述三種對策應(yīng)用于哪種互換最佳這一點進行了研究。
首先，對于應(yīng)用對策1的組合進行了研究。根據(jù)該區(qū)域分割的對策1，通過選擇不能應(yīng)用對策1或?qū)Σ?的組合可決定。在此，對策2對于同一波長的互換不能應(yīng)用；對策3對于使用了同一激光源的互換不能應(yīng)用。于是，對于BD和HDDVD，由于是同一藍光波長(408nm或405nm)，所以對策2不能應(yīng)用，另外，對同一波長使用兩個激光，導(dǎo)致光拾取光學(xué)系統(tǒng)的成本、部件數(shù)目的增加，所以最好使用同一激光，該場合，由于對策3也不能應(yīng)用，所以采用對策1。此時，區(qū)域的分割可在分割成2至4個區(qū)域的范圍選擇，但是分割數(shù)越多光利用效率越低，所以采用2分割。還有，通過確保CD的工作距離，為了減小光學(xué)系統(tǒng)，進而設(shè)置CD專用區(qū)域從而采用3分割也可以。
其次，對于應(yīng)該應(yīng)用對策2和對策3的組合，從像差性能和光利用效率這兩個觀點進行了研究。對策2，如在上述的互換技術(shù)B中所說明的那樣，是通過利用像差β和像差γ消除像差α而可互換的對策。
首先研究了在藍光波長使用媒體(BD或HDDVD)和CD之間通過對策2取得互換的情況。作為對藍光波長的激光的光程差OPDBlue＝2λBlue(這里，λBlue是對藍光波長的激光的波長)，若以對藍光波長的激光不敏感的方式?jīng)Q定光程差，則對CD的激光的光程差OPDCD由于是d(nBlue-1)×2×405nm，所以成為如下公式的0.9913λCD(這里，λCD是CD的激光的波長)。
OPDCD＝d(nCD-1)＝(nCD-1)/(nBlue-1)×2×405nm/790nm＝0.9913λCD 這里，使階梯差為d、對藍光波長的激光的折射率為nBlue、對CD的激光的折射率為nCD，使用了圖23所示的值。
這是因為考慮像差的話，一個階梯差僅發(fā)生9mλCD(DVD的場合的1/13)像差，不增加階梯差數(shù)的話，就不能發(fā)生所期望的像差。這里，若增加階梯差，則在階梯差部分發(fā)生散射而使光利用效力降低以及產(chǎn)生無用光，進而發(fā)生難以高精度加工等問題。因此，在藍光使用媒體(BD或HDDVD)和CD間通過對策2進行互換不合適。
另一方面，BD和CD之間，由于相對于基板厚度之差1.1mm，HDDVD和CD之間僅為0.6mm，所以，優(yōu)選實現(xiàn)HDDVD和CD間的互換。這樣，能夠降低入射角之差，從而能夠防止因入射角的增大引起的透鏡移動特性的降低。例如，對HDDVD采用無限系、對CD采用有限系時，即使減小入射角之差也可補償像差α和像差β。在此，基本上來說，在HDDVD和CD之間通過對策3取得互換最合適。
至此，決定了在BD和HDDVD間通過對策1取得互換，并且CD和HDDVD通過對策3取得互換最合適。
最后，DVD和HDDVD之間通過對策2可取得互換。雖然可以考慮在DVD和BD之間也取得互換，但是，由于DVD和HDDVD間基板厚度之差比DVD和BD間小，所以，在DVD和HDDVD間通過對策3實現(xiàn)互換最合適。
這樣，發(fā)現(xiàn)了將BD作為專用區(qū)域，將其它的HDDVD、CD、DVD作為共用區(qū)域是最佳的四種方式的互換形態(tài)。
這里，也從光利用效率的觀點進行了研究。由于光束分割的對策可自由地設(shè)定各個區(qū)域的焦距，從而可自由地進行有效直徑的設(shè)定。對于藍光波長使用波長媒體(BD和HDDVD)，由于根據(jù)上述的理由是一個激光，所以需要分割光束，但是，DVD或CD大多是各自專用的激光，最終不需要分割光束。例如，考慮對BD專用區(qū)域和HDDVD、DVD以及CD的三波長共用區(qū)域進行分區(qū)的情況。將對使用藍色激光的BD和HDDVD的光束的面積比分割為50％、50％的兩個區(qū)域。此時各自的有效直徑ΦBD、ΦHD由于ΦBD2×π-ΦHD2×π∶ΦHD2×π＝1∶1，所以成2×ΦHD2＝ΦBD2的關(guān)系。將HDDVD的區(qū)域配置在內(nèi)側(cè)區(qū)域，并將BD專用區(qū)域配置在其外側(cè)。這里，要想使必要的NA分別為0.85、0.65，則在近軸理論上表示為有效直徑Φ＝2×f×NA，所以各自的焦距通過以fBD∶fHD＝ΦBD/1.7∶ΦHD/1.30.924∶1構(gòu)成可實現(xiàn)。此時，由于DVD、CD在與HD的共用區(qū)域形成，所以使用ΦHD內(nèi)的區(qū)域。因此，DVD用激光、CD激光可對各個有效直徑入射光束，并可對光束使用100％的面積。即可實現(xiàn)BD、HD、DVD、CD的使用面積50％、50％、100％、100％。
而且可知，作為對于HD專用區(qū)域和BD、DVD、CD的共用區(qū)域進行分區(qū)的構(gòu)造，也可實現(xiàn)上述同樣的光束分割BD、HD、DVD、CD的使用面積50％、50％、100％、100％。但是，根據(jù)上述互換的研究，前者的結(jié)構(gòu)最佳。而根據(jù)使用面積的觀點則希望分成兩個區(qū)域，但是考慮到光束干涉、工作距離后而在共用區(qū)域中分配BD專用區(qū)域。
本實施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)具有可對由圖11特定的四種光記錄媒體聚焦的結(jié)構(gòu)。具體地說，光記錄媒體1是BD、光記錄媒體2是HDDVD、光記錄媒體3是CD、光記錄媒體4是DVD。如圖所示，光記錄媒體1和光記錄媒體2聚焦的光束的波長相同。
此外，相對于光記錄媒體1、2，光記錄媒體3及光記錄媒體4聚焦的光束的波長不同，光記錄媒體3和光記錄媒體4聚焦的光束的波長也不同。再有，光記錄媒體2和光記錄媒體4的透明基板的厚度相同，但光記錄媒體1及光記錄媒體4不同。光記錄媒體1和光記錄媒體4的透明基板的厚度不同。
發(fā)明的實施方式1 本實施方式1中的透鏡光學(xué)系統(tǒng)由1枚透鏡構(gòu)成。對于該物鏡，圖1 2表示向各光記錄媒體的入射光束的有效直徑以及所使用的透鏡材料的折射率。
此外，圖13表示聚焦到各光記錄媒體的光線高度的區(qū)域。在此，以下把該區(qū)域No.稱為‘媒體區(qū)域序號’。例如，媒體區(qū)域序號1是由0～0.232mm的光線高度規(guī)定的區(qū)域，媒體區(qū)域序號2是由0.232～0.725mm的光線高度規(guī)定的區(qū)域。此外，光線高度是可變光闌面上垂直于光軸的方向上離光軸的距離。
在本實施方式1中，如圖13所示，在被媒體區(qū)域序號所定的區(qū)域，可以對圖13所示的各光記錄媒體聚焦。具體地說，在被媒體區(qū)域序號1所定的區(qū)域是可以對全部的光記錄媒體1、2、3、4聚焦的共用區(qū)域。此外，在媒體區(qū)域序號3以及5所定的區(qū)域僅可以聚焦到光記錄媒體2，是光記錄媒體2的專用區(qū)域。在媒體區(qū)域序號2以及4所定的各區(qū)域可以聚焦到光記錄媒體1、3、4。媒體區(qū)域序號6所定的區(qū)域是可以對光記錄媒體1、4聚焦的共用區(qū)域。媒體區(qū)域序號7所定的區(qū)域是可以對光記錄媒體1聚焦的專用區(qū)域。
這樣，在本實施方式1中，波長相同、基板厚度不同的光記錄媒體1和2除去由媒體記錄區(qū)域1所定的區(qū)域外，劃分成基本的區(qū)域，由上述互換技術(shù)A，使光記錄媒體1以及光記錄媒體2間的互換成為可能。并且，對于光記錄媒體1、3以及4，由上述互換技術(shù)B，使它們之間的互換成為可能。
此外，如圖13所示，媒體區(qū)域序號1～4的區(qū)域相當(dāng)于光記錄媒體3的NA，媒體區(qū)域序號1～5的區(qū)域相當(dāng)于光記錄媒體2的NA，媒體區(qū)域序號1～6的區(qū)域相當(dāng)于光記錄媒體4的NA，媒體區(qū)域序號1～7的區(qū)域相當(dāng)于光記錄媒體1的NA。
圖14以及圖15表示本實施方式1中物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)及其面形狀數(shù)據(jù)。在此，圖15中所示的面形狀數(shù)據(jù)以下式(1)表示。物鏡面1用直到6次的非球面系數(shù)進行媒體區(qū)域劃分和面區(qū)域劃分，各面區(qū)域形成階梯差形狀。物鏡面2用直到16次的非球面系數(shù)。
[數(shù)學(xué)式1] …… 式(1) z是非球面凹陷量，表示離光軸的高度為r的非球面上的坐標(biāo)點中在非球面的光軸上的離切平面的距離。k表示是konig常數(shù)(系數(shù))。c表示在非球面的光軸上的曲率(1/曲率半徑)。r是離光軸的光線高度。α1，2，··表示非球面系數(shù)。Zshift表示直到光軸形成了各面區(qū)域的場合的光軸交點的偏移量。
接下來，用圖1對本實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)進行說明。
圖中，100表示物鏡，200表示光記錄媒體(透明基板)，201表示信息記錄面，300表示光束。物鏡100對各光記錄媒體1～4是通用的。圖1A～D中，光束300僅表示聚焦到各光記錄媒體200的信息記錄面201上的光束。
從圖1A以及B可知，在物鏡100的入射面，設(shè)計成聚焦到光記錄媒體1的區(qū)域和聚焦到光記錄媒體2的區(qū)域除去一部分區(qū)域(本例中為中間區(qū)域)之外不相重合。這是因為光記錄媒體1和光記錄媒體2在使用的光束的波長相同但透明基板的厚度不同，從而不能使用利用了波長之差的互換技術(shù)B，從而使用劃分區(qū)域的互換技術(shù)A。
此外，從圖1A、C、D可知，在物鏡100的入射面，聚焦到光記錄媒體1的區(qū)域、聚焦到光記錄媒體3的區(qū)域以及聚焦到光記錄媒體4的區(qū)域基本一致。但是，光記錄媒體1、光記錄媒體3、光記錄媒體4如圖11以及圖12所示各自的NA不同，透鏡的有效直徑不同，它們的區(qū)域在外周附近不重復(fù)。
圖2表示本實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。圖2A、B、C、D分別表示各光記錄媒體1、2、3、4的波像差。在圖2的波像差圖中，表示波像差的實線僅對可對在圖13中各光記錄媒體聚焦的區(qū)域給出。
圖17表示可對圖13中各光記錄媒體聚焦的區(qū)域中的RMS(Root meansquare均方差)波像差值。如圖的軸上特性所示，本實施方式1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差對于所有的光記錄媒體在0.05λ以下，能夠達到馬歇爾(マレシヤル)極限。此外，透鏡偏移特性對有限系統(tǒng)的CD也能夠在0.6380和0.07λ以下。
如圖2以及圖14所示，對于使用同一波長的光記錄媒體1、2，通過設(shè)置分別獨立的媒體區(qū)域，就能夠提供可以聚焦到兩個光記錄媒體上的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
此外，如圖2、圖15以及圖16所示，在實現(xiàn)使用不同波長的光記錄媒體的互換的媒體區(qū)域序號2、4、6的區(qū)域，使用使位相變化的結(jié)構(gòu)使得對任意光線高度的信息記錄面上的聚焦點的像差在容許范圍內(nèi)，使用利用衍射作用來聚焦的互換技術(shù)B，并且，對于光記錄媒體3，由于除互換技術(shù)B外，還利用使用物面的距離進行的球面像差的補償?shù)恼凵渥饔脕砭劢?，所以不會像利用衍射結(jié)構(gòu)的互換技術(shù)那樣導(dǎo)致因衍射效率的光利用效率的下降，能夠提供可以聚焦到不同信息記錄面上的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
此外，如圖14、圖15以及圖16所示，由于利用透鏡表面的階梯差形狀實現(xiàn)了使位相變化的結(jié)構(gòu)，所以不再需要使位相變化的新的結(jié)構(gòu)，從而能夠提供小型輕量的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
如上所述，由于對使用同一波長的光記錄媒體的互換技術(shù)使用區(qū)域劃分，對使用不同波長的光記錄媒體的互換技術(shù)使用在同一區(qū)域使用使位相變化的結(jié)構(gòu)的折射作用的互換技術(shù)，從而能夠提供高性能的物鏡。
發(fā)明的實施方式2 本實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)具有與實施方式1相同的基本結(jié)構(gòu)，具有圖11記載的聚焦到四種光記錄媒體的結(jié)構(gòu)，使用具有向圖12所示的各光記錄媒體的入射光束的有效直徑以及折射率的透鏡材料。以下對于與實施方式1相同的內(nèi)容省略其說明。
圖18表示實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中的聚焦到各光記錄媒體的光線高度的區(qū)域。此外，圖19以及圖20表示本實施方式2中物鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)及其面形狀數(shù)據(jù)。圖3表示本實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的波像差圖。圖22表示本實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差值。如圖的軸上特性所示，本實施方式2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的RMS波像差對于所有的光記錄媒體在0.05λ以下，能夠達到馬歇爾(マレシヤル)極限。此外，透鏡偏移特性也能夠在0.05λ以下。
在上述實施方式1中，如圖13所示，在被相當(dāng)于光記錄媒體3的NA部分的媒體區(qū)域序號4所定的區(qū)域進行光記錄媒體3和光記錄媒體1的互換。相對于此，在本實施方式2中，如圖18所示，在光記錄媒體3的NA部分的媒體區(qū)域序號4以及6的區(qū)域，進行光記錄媒體3和光記錄媒體2的互換。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，如圖19所示，能夠延長相對于有限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的光記錄媒體3的物體距離，如圖22所示，能夠改善對光記錄媒體3的RMS波像差值(尤其是透鏡偏移特性)。這是由于因光記錄媒體2的透明基板厚度(0.6mm)和光記錄媒體3的透明基板厚度(1.2mm)之差產(chǎn)生的波像差比因光記錄媒體1的透明基板厚度(0.1mm)和光記錄媒體3的透明基板厚度(1.2mm)之差產(chǎn)生的波像差小，通過在難以改善像差的NA附近，通過利用由基板厚度之差產(chǎn)生的波像差小的組合來得到互換，實現(xiàn)性能的提高。在本實施方式中，進行了透鏡偏移的性能提高，使用本互換技術(shù)來實現(xiàn)其它的性能的提高也可。
此外，在本實施方式中，顯然也同時得到了與實施方式1同樣的效果。
對于在實施方式1以及2中具體化的互換技術(shù)B，使用實施方式3、4來詳細(xì)說明其原理。
發(fā)明的實施方式3 對本實施方式3進行說明。本實施方式的物鏡光學(xué)系統(tǒng)具有與實施方式1同樣的基本結(jié)構(gòu)，使用圖23～圖27所示的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，具有聚焦到四種光記錄媒體上的結(jié)構(gòu)。圖4表示本實施方式3中的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的特性，圖28表示RMS波像差值。以下對與實施方式1相同的內(nèi)容省略其說明。
在本實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，如下設(shè)定區(qū)域間的光程差。即，關(guān)于面區(qū)域序號2、4、6、12、14的區(qū)域，對光記錄媒體2使光程差大致為[-0.06±0.06λ]即-0.12λ2～0λ2，對光記錄媒體4使光程差大致為[+0.06±0.06λ]即0λ4～0.12λ4。此外，關(guān)于面區(qū)域序號7、9、11的區(qū)域，對光記錄媒體2使光程差大致為[-2.06±0.06λ]即-2.12λ2～-2λ2，對光記錄媒體4使光程差大致為[-0.94±0.06λ]即-1λ4～-0.88λ4。通過這樣設(shè)定光程差，利用上述互換技術(shù)B，實現(xiàn)了光記錄媒體2和光記錄媒體4的互換。
在本實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，與實施方式2同樣，在光記錄媒體3的NA部分的媒體區(qū)域，進行了光記錄媒體2和光記錄媒體3的互換。再有，在實施方式1以及2中，在光記錄媒體4的NA部分的媒體區(qū)域，進行了光記錄媒體1和光記錄媒體4的互換，但在在光記錄媒體4的NA部分的媒體區(qū)域，進行了光記錄媒體2和光記錄媒體4的互換。通過采用這種結(jié)構(gòu)，如圖28所示，與本實施方式1相比，能夠改善透鏡偏移特性，能夠把軸上特性以及透鏡偏移特性都抑制到0.06λ以下，能夠提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
此外，由于與光記錄媒體1、2波長不同的光記錄媒體3、4哪個都與基板厚度差小的光記錄媒體2取得互換，可減少面區(qū)域數(shù)，從而可減少在面區(qū)域間形成的階梯差，制造容易，并可實現(xiàn)抑制階梯差引起的光的散射而帶來的高性能化。
然而，為了進一步提高與波像差相關(guān)的特性，發(fā)明者等的研究的成果判斷清楚了如以下的發(fā)明的實施方式說明那樣，應(yīng)在專用區(qū)域和共用區(qū)域的設(shè)定上下功夫。
發(fā)明的實施方式4 本實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)具有與實施方式3同樣的結(jié)構(gòu)，使用圖29～圖33所示的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，做成聚焦到四種光記錄媒體的結(jié)構(gòu)。圖6、7表示物鏡光學(xué)系統(tǒng)的特性，圖34表示RMS波像差值。
在本實施方式4的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，聚焦到光記錄媒體1的區(qū)域的透鏡形狀和聚焦到光記錄媒體2、3、4的區(qū)域的透鏡形狀與實施方式3相同，僅改變分割位置。如圖30所示，媒體區(qū)域序號1、3、5、7是光記錄媒體1的專用區(qū)域，媒體區(qū)域序號2、4、6是光記錄媒體2、3、4的共用區(qū)域， 在本實施方式4中，與實施方式3同樣地，為了達到光記錄媒體2和光記錄媒體4的互換而使用互換技術(shù)B。在此，在互換技術(shù)B的階梯部，產(chǎn)生以式(2)所示的光程差OPD。
OPD＝d(N-N0)/λ 式(2) 在此，d表示階梯差量，N表示構(gòu)成階梯差的材料的折射率，N0表示空氣的折射率。
作為互換技術(shù)B的實現(xiàn)方法之一，有在各光記錄媒體(各波長)，通過使用mod(OPD)＞0.5的場合mod(OPD)-1、mod(OPD)＜0.5的場合mod(OPD)(以下把該值稱為W)來產(chǎn)生像差γ，而使各光記錄媒體(各波長)中的像差α、像差β、像差γ相抵消的技術(shù)。在此，所謂mod，是指把不超過OPD的值的最大的整數(shù)從OPD中減去的意思，例如，OPD＝-1.9時，mod(OPD)＝0.1，W為0.1，例如，OPD＝1.6的話，mod(OPD)＝0.6，W為-0.4。
該場合，通過波長或構(gòu)成階梯差的材料的組合，由階梯差產(chǎn)生的W變大，導(dǎo)致在階梯差產(chǎn)生的波像差的跳躍而導(dǎo)致的光學(xué)性能的惡化，存在階梯差的增大而導(dǎo)致的制造的困難，在臺階部的雜亂光的增大而導(dǎo)致的光學(xué)性能的惡化的問題。反過來，W小的話，利用互換技術(shù)B，在一個階梯差產(chǎn)生的像差γ變小，不使用多個階梯差的話就不能實現(xiàn)抵消，會存在階梯差數(shù)多而導(dǎo)致的制造的困難，在臺階部的雜亂光的增大而導(dǎo)致的光學(xué)性能的惡化的問題。
根據(jù)這種觀點，在實施方式3以及實施方式4、5的哪一個中，對于光記錄媒體1或2以及光記錄媒體4給與的位相差由式(2)補充到下式。
|W2-W4|0.24λ 在此，W2為光記錄媒體1或2的W，W4為光記錄媒體4的W。
此時，使得對光記錄媒體1或2以及光記錄媒體4的哪一個都為高性能來分別分配0.24λ，使得在一個階梯差產(chǎn)生W20.12λ，W＝-0.12λ的像差γ。
這樣做的結(jié)果，在實施方式3，能夠?qū)崿F(xiàn)大致OPD2＝-2nλ+0.12λ，OPD4＝-nλ-0.12λ，實現(xiàn)像差α、像差β、像差γ的抵消，或像差β與像差γ的抵消。
在此，如圖8的模式圖所示，由于像差α與像差β之和通常為曲線，從而為了與其相抵消，必須為由像差γi所示那樣的曲線。然而，如上所述，由于通過設(shè)置階梯差來產(chǎn)生像差γ，從而實際的像差γ為階梯差形狀的像差。因此，如何減小一個階梯差產(chǎn)生的像差量W成為減小波像差量，高性能化上的重要因素。
對此，在本實施方式4中，做成在該階梯差部配置與使用互換技術(shù)A的光記錄媒體1對應(yīng)的面區(qū)域。這樣，能夠使波像差的最大值和最小值之差在W以下，可減少波像差。
在此，在實施方式3中，如圖4的B所示，在面區(qū)域序號6和面區(qū)域序號7之間以及面區(qū)域序號11和面區(qū)域序號12之間，波像差量發(fā)生了急劇的改變。
在本實施方式4中，如圖7所示，該波像差的變化最大，在波像差的絕對值較大的階梯差區(qū)域，配置對不使用互換技術(shù)B的光記錄媒體聚焦的媒體區(qū)域。具體地說，如圖7所示，聚焦到光記錄媒體2、3、4的面區(qū)域序號2、面區(qū)域序號4被不聚焦到光記錄媒體2、3、4而僅聚焦到光記錄媒體1的面區(qū)域序號3分?jǐn)唷?br> 此外，如圖8所示，光記錄媒體2的光程差OPD在面區(qū)域序號2中大致為-0.0729～-0.0173λ，在面區(qū)域序號4中為-2.0155～-2.0296。此外，光記錄媒體4的光程差OPD在面區(qū)域序號2中大致為0.0206～0.0362λ，在面區(qū)域序號4中為-0.9794～-0.9338。這樣，由于配置面區(qū)域序號3使得被面區(qū)域序號3分?jǐn)嗟那昂蟮拿鎱^(qū)域序號2和面區(qū)域序號4的光程差在0.5λ以上，抑制0.12λ的波像差的變化，從而如圖7所示可知，能夠?qū)庥涗浢襟w2和光記錄媒體3把面區(qū)域序號2、4的波像差的變化幅度分別減小到比0.12λ更小的0.057λ、0.065λ。該結(jié)果，如圖34所示，能夠達到軸上特性0.03λ以下，透鏡偏移特性0.06λ以下，能夠提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
發(fā)明的實施方式5 本實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)具有與實施方式3同樣的基本結(jié)構(gòu)，使用圖35～圖39所示的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，做成聚焦到四種光記錄媒體的結(jié)構(gòu)。圖9表示本實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的特性，圖40表示RMS波像差值。
本實施方式5的物鏡光學(xué)系統(tǒng)除與光記錄媒體2和4的互換技術(shù)相關(guān)的結(jié)構(gòu)之外，其他與實施方式3相同。在本實施方式3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，如下設(shè)定區(qū)域間的光程差。即關(guān)于面區(qū)域序號2、4的區(qū)域，對光記錄媒體2使光程差大致為
即-0.06λ2～+0.06λ2，對光記錄媒體4使光程差大致為
即-0.06λ4～+0.06λ4。此外，關(guān)于面區(qū)域序號5、7、9、11的區(qū)域，對光記錄媒體2使光程差大致為[-2.0±0.06λ]即-2.06λ2～-1.94λ2，對光記錄媒體4使光程差大致為[-1.0±0.06λ]即-1.06λ4～-0.94λ4。此外，關(guān)于面區(qū)域序號13的區(qū)域，對光記錄媒體2使光程差大致為[-0±0.06λ]即-0.06λ2～+0.06λ2，對光記錄媒體4使光程差大致為[+0±0.06λ]即-0.06λ4～+0.06λ4。通過這樣設(shè)定光程差，利用上述互換技術(shù)B，實現(xiàn)了光記錄媒體2與光記錄媒體4的互換。
再有，在本實施方式5中，光記錄媒體2與光記錄媒體4的NA0.7的附近，使用在發(fā)明的實施方式5中說明過的本發(fā)明的技術(shù)。
在本發(fā)明的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，通過采用這種結(jié)構(gòu)，如圖40所示，能夠達到軸上特性在0.04λ以下，透鏡偏移特性(偏移0.2mm時)在0.06λ以下，能夠提供高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
其它實施方式 在實施方式1～5中，用1枚透鏡實現(xiàn)了物鏡光學(xué)系統(tǒng)，如圖10所示，也可以用物鏡100和像差補償元件400兩個部件來實現(xiàn)。具體地說，如圖10B所示，對像差補償元件400的入射面或出射面應(yīng)用互換技術(shù)A和互換技術(shù)B雙方亦可。此外，如圖10C所示，在像差補償元件400上應(yīng)用互換技術(shù)A，對物鏡100實用互換技術(shù)B亦可。再有，如圖10D所示，對像差補償元件400應(yīng)用互換技術(shù)B，對物鏡100應(yīng)用互換技術(shù)A亦可。利用這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)物鏡光學(xué)系統(tǒng)也可得到與發(fā)明的實施方式1～5相同的效果。但是，為了物鏡光學(xué)系統(tǒng)的小型化、輕量化，較好是如實施方式1～5中的物鏡光學(xué)系統(tǒng)那樣，用1枚透鏡來實現(xiàn)。
在上述例子中，對可互換四種光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)進行了說明，但本發(fā)明也可應(yīng)用于至少聚焦到兩個以上的光記錄媒體的光束的波長相同，至少聚焦到兩個以上的光記錄媒體的光束的波長不同的、至少聚焦到三個以上的光記錄媒體的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，
具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并且使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，
該共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，該非球面形狀產(chǎn)生抵消因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差的像差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，因該光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3的任一個波長λ都為0.5λ以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體或所述第三光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述共用區(qū)域配置在所述第三光記錄媒體的NA區(qū)域內(nèi)的外側(cè)部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述共用區(qū)域從光軸沿徑向被劃分成多個區(qū)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
還設(shè)有聚焦到所述第一光記錄媒體以及所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)。
10.一種物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，
具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并且使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，
入射到該共用區(qū)域的所述波長λ3的光束和所述波長λ1的光束以互不相同的入射角入射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，因該光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3的任一個波長λ都為0.5λ以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體或所述第三光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)。
17.一種物鏡光學(xué)系統(tǒng)，使波長λ3的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2(t2≠t1)的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ3(λ3≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ4(λ4≠λ1)的光束聚焦到具有厚度t4的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上，并具有在各信息記錄面上形成光斑的正的焦度，其特征在于，
具備使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上的第一光記錄媒體用區(qū)域；以及使所述波長λ1的光束不聚焦到所述第一光記錄媒體的信息記錄面上而聚焦到所述第二光記錄媒體的信息記錄面上，并使所述波長λ3的光束聚焦到所述第三光記錄媒體的信息記錄面上，使所述波長λ4的光束聚焦到所述第四光記錄媒體的信息記錄面上的共用區(qū)域，
入射到該共用區(qū)域的所述波長λ3的光束和所述波長λ1的光束以互不相同的入射角入射，設(shè)定使因該光束的波長λ3與λ3的不同而產(chǎn)生的色差相抵消的非球面形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述共用區(qū)域設(shè)定有非球面形狀，因該第二光記錄媒體與第四光記錄媒體的透明基板的厚度的不同而產(chǎn)生的波像差和因該光束的波長λ4與λ1的不同而產(chǎn)生的色差與由非球面形狀產(chǎn)生的像差相抵消。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|或者/并且|t4-t1|＞|t4-t2|。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述透明基板的厚度為|t3-t1|＞|t3-t2|或者/并且|t4-t1|＞|t4-t2|。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述第一光記錄媒體用區(qū)域和與內(nèi)側(cè)以及外側(cè)相鄰的兩個共用區(qū)域之間的光程差對波長λ1、波長λ3、波長λ4的任一個波長λ都為0.5λ以上。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
在物鏡的整個區(qū)域設(shè)置所述共用區(qū)域的場合，在對所述第二光記錄媒體、所述第三光記錄媒體或所述第四光記錄媒體的波像差的變化最大的區(qū)域設(shè)置所述第一光記錄媒體用區(qū)域。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)由一枚透鏡構(gòu)成。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，
用于所述光拾取器光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明是通過折射作用分別使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t1的透明基板的第一光記錄媒體的信息記錄面上，使波長λ1的光束聚焦到具有厚度t2的透明基板的第二光記錄媒體的信息記錄面上，以及使波長λ3的光束聚焦到具有厚度t3的透明基板的第三光記錄媒體的信息記錄面上的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。在此，對同一波長的互換技術(shù)使用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的區(qū)域劃分，對不同波長的互換技術(shù)使用產(chǎn)生抵消因光束的波長λ的不同而產(chǎn)生的色差等的像差的技術(shù)。
文檔編號G11B7/135GK101178913SQ200710165040
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者金井友范, 若林康一郎, 三井良和, 丸山竹介, 杉靖幸, 宮內(nèi)充佑 申請人:日立麥克賽爾株式會社