光盘驱动器及其物镜制造技术

提供一种通过选择地使用三种类型光束的其中一种而用于三种类型光盘的物镜。物镜的至少个表面设有把第三光束会聚在第三光盘的记录表面上的第一区域。第一区域具有台阶结构，其被配置为具有共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射光束给予光程长度差。配置台阶结构，使得每个台阶给予的光程长度差基本上等于第一光束波长的奇数倍，定义台阶结构的光程差函数的微分值在高度从第一区域的有效直径的３０％至７０％范围内过零点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用在光盘驱动器中的物镜，该物镜用于向具有不同记录密度的多种类型的光盘记录信息和/或从其复制信息。
技术介绍
存在各种类型的光盘，例如CD和DVD，其具有不同的记录密度和不同的覆盖层厚度。近来，新技术标准的光盘，例如比DVD具有更高记录密度的HD DVD或BD(蓝光盘)正在商业实施。这样的新技术标准的光盘的覆盖层厚度小于或等于DVD的覆盖层厚度。考虑到这些类型的光盘(即，三种类型的光盘)对于用户的可用性，期望一种能够支持所有三种类型光盘(即，对三种类型的光盘具有兼容性)的光盘驱动器(即，用于光盘驱动器的光学系统)。此处使用的术语“光盘驱动器”包括专门设计用于把信息记录到光盘的光盘驱动器，专门设计用于从光盘复制信息的光盘驱动器，和具有向光盘记录信息以及从光盘复制信息两种功能的光盘驱动器。此处使用的表述“光盘驱动器对三种类型的光盘具有兼容性”意味着保证对于所有三种类型的光盘进行记录操作和/或复制操作，而不需要在光盘驱动器中替换零件。为了支持不同技术标准的多种类型的光盘，需要改变用于记录或复制信息的光的数值孔径(NA)，同时补偿根据所使用光盘的覆盖层厚度而改变的球面像差，使得能够获得具有适于所使用的光盘的记录密度的直径的聚束光。聚束光直径随着激光束波长的减小而减小。因此，光盘驱动器通常使用具有不同波长的多种类型的激光束。例如，对于CD使用具有大约790nm波长的激光束，对于DVD使用具有短于用于CD的波长的大约660nm波长的激光束。对于新技术标准的光盘因为其记录密度高于DVD的记录密度，所以使用具有短于用于DVD的波长的更短波长(例如，被称作蓝色激光的大约408nm)的激光束。为了将激光束汇聚在多种类型光盘的每一种的记录表面上，形成光盘驱动器的光学系统的一个或多个元件在光学系统中的一个透镜表面上设有环形区域结构。在透镜表面的整个区域上形成的环形区域结构包括在临近环形区域之间形成的微小的台阶，使得通过环形区域结构的作用将具有不同波长的每个激光束能够汇聚在多种类型光盘的每一种的记录表面上。优选的是，设有环形区域结构的光学元件具有补偿球面像差的功能，球面像差是当激光束的波长偏离其设计波长时产生的。术语设计波长意思是适于对多种类型光盘的每一种进行记录或复制信息的激光束波长。在日本专利临时公开No.2004-247025中，公开了一种支持所有的CD、DVD和HD DVD的光拾取器。在该公开所述的光拾取器中，物镜设有环形区域结构，对于此结构，第三级衍射光用于对具有最高记录密度的光盘记录或复制信息，而第二级衍射光线用于对DVD或CD记录或复制信息。通过采用这样的物镜，光拾取器能够形成适于对多种类型光盘的每一种记录和复制信息的聚束光。通过此配置，光拾取器实现了支持具有不同记录密度的三种类型光盘的功能。但是，此公开中所述的光拾取器具有以下缺点，即，对于对CD记录或复制信息而言，光拾取器只能够获得40％的光使用效率，具有相当于光的40％使用效率的光量的不期望衍射光线(例如，第一级衍射光线)被不期望地产生了。由于这样的缺点，聚焦误差(error)信号的波形可能变形，由此降低聚焦性能。此外，在此情况下，不能够获得适当的聚束光直径。
技术实现思路
本专利技术优点在于提供一种物镜，其能够在形成适于三种类型光盘的每一种的聚束光的同时抑制球面像差，即使在其上形成对于低记录密度光盘(例如，CD)产生不期望的衍射光线的台阶结构，也能够防止聚焦性能的劣化，能够将聚束光直径降低至所需水平，并对相对较高记录密度的光盘(例如，HD DVD)保持高的光效率。根据本专利技术的一个方面，提供一种通过选择地使用三种类型的光束的一种而用于向三种类型的光盘记录信息和/或从三种类型的光盘复制信息的物镜，三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，三种类型的光束包括具有最短波长的第一光束、具有第二最短波长的第二光束和具有最长波长的第三光束。物镜的至少一个表面设有将第三激光束汇聚在第三光盘的记录表面上的第一区域，所述第一区域包括台阶结构，该台阶结构被配置为具有多个共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射的光束给予光程长度差。配置台阶结构，使得由每个台阶给予的光程长度差基本上等于第一光束波长的奇数倍，定义台阶结构的光程差函数的微分值在所述第一区域的有效直径的从30％至70％的高度范围内过零点。通过此配置，有可能为三种类型的光盘的每一种形成适当的聚束光，同时抑制三种类型的光盘的每一种的球面像差。在至少一个方面，当第一光束的波长由λ1(nm)表示，由每个台阶给予第一激光束的光程长度差由ΔOPD(nm)表示时，台阶结构满足条件2N+0.70＜|ΔOPD/λ1|＜2N+1.30 (1)此处N表示整数。当光程差函数由方程式(2)表示时Φ(h)＝(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ (2)此处P2、P4和P6...分别是第二、第四和第六阶...的系数，h表示距离光轴的高度，m表示衍射效率最大时的衍射级，λ表示所用激光束的工作波长，此时物镜满足条件0.00＜(f1×P2)/(t3-t1)＜18.00 (3)此处f1表示在使用第一激光束时定义的物镜的焦距，而t1和t3(其中t1＜t3)分别表示第一和第三光盘的覆盖层的厚度。在至少一个方面，物镜进一步满足条件2.50＜(f1×P2)/(t3-t1)＜13.00 (4)。根据本专利技术的另一方面，提供一种通过选择地使用三种类型的光束的一种而用于向三种类型的光盘记录信息和/或从三种类型的光盘复制信息的光盘驱动器，三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，三种类型的光束包括第一光束、第二光束和第三光束。光盘驱动器设有物镜。当第一至第三激光束的波长分别由λ1(nm)、λ2(nm)和λ3(nm)表示时，满足λ1＜λ2＜λ3的关系。当对于向第一光盘记录信息或从第一光盘复制信息必要的数值孔径由NA1表示、对于向第二光盘记录信息或从第二光盘复制信息必要的数值孔径由NA2表示、对于向第三光盘记录信息或从第三光盘复制信息必要的数值孔径由NA3表示时，满足NA1＞NA3且NA2＞NA3的关系。当要求使用第一光束的第一光盘的覆盖层厚度由t1表示、要求使用第二光束的第二光盘的覆盖层厚度由t2表示、要求使用第三光束的第三光盘的覆盖层厚度由t3表示时，满足t1≈0.6mm、t2≈0.6mm和t3≈1.2mm。第一和第二光束的每一个入射在物镜上作为基本准直的光束，而第三光束入射在物镜10上作为发散光束。物镜的至少一个表面设有将第三激光束汇聚在第三光盘的记录表面上的第一区域，所述第一区域包括台阶结构，该台阶结构被配置为具有多个共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射的光束给予光程长度差。在此配置中，在所述第一区域中，台阶结构的至少一个边界部分满足条件2N+0.70＜|ΔOPD/λ1|＜2N+1.30(1)此处N表示整数，而ΔOPD(nm)表示由区域的至少边界部分给予第一光束的光程长度差。当定义台阶结构的光程差函数φ(h)由方程式(2)表示时Φ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过选择地使用三种类型光束的一种而用于向三种类型的光盘记录信息和／或从三种类型的光盘复制信息的物镜，所述三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，所述三种类型的光束包括具有最短波长的第一光束、具有第二短波长的第二光束和具有最长波长的第三光束，物镜的至少一个表面包括将第三光束会聚在第三光盘的记录表面上的第一区域，第一区域包括台阶结构，其被配置为具有多个共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射光束给予光程长度差，其中，所述台阶结构被配置成使得：由每个台阶给予的光程长度差基本上等于第一光束波长的奇数倍；和定义台阶结构的光程差函数的微分值在高度从第一区域的有效直径的３０％至７０％范围内过零点。

【技术特征摘要】
JP 2005-7-12 2005-2030941.一种通过选择地使用三种类型光束的一种而用于向三种类型的光盘记录信息和/或从三种类型的光盘复制信息的物镜，所述三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，所述三种类型的光束包括具有最短波长的第一光束、具有第二短波长的第二光束和具有最长波长的第三光束，物镜的至少一个表面包括将第三光束会聚在第三光盘的记录表面上的第一区域，第一区域包括台阶结构，其被配置为具有多个共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射光束给予光程长度差，其中，所述台阶结构被配置成使得由每个台阶给予的光程长度差基本上等于第一光束波长的奇数倍；和定义台阶结构的光程差函数的微分值在高度从第一区域的有效直径的30％至70％范围内过零点。2.如权利要求1所述的物镜，其中，当第一光束的波长由λ1nm表示时，由每个台阶给予第一光束的光程长度差由ΔOPDnm表示，该台阶结构满足条件2N+0.70＜|ΔOPD/λ1|＜2N+1.30 (1)此处N表示整数，其中，当光程差函数由方程式(2)表示时Φ(h)＝(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ (2)此处P2、P4和P6...分别是第二、第四和第六阶...的系数，h表示距离光轴的高度，m表示衍射效率最大时的衍射级，而λ表示所用光束的工作波长，所述物镜满足条件0.00＜(f1×P2)/(t3-t1)＜18.00 (3)此处f1表示在使用第一光束时定义的物镜的焦距，而t1和t3(其中t1＜t3)分别表示第一和第三光盘的覆盖层厚度。3.如权利要求2所述的物镜，进一步满足条件2.50＜(f1×P2)/(t3-t1)＜13.00 (4)。4.一种通过选择地使用三种类型光束的其中一种而用于向三种类型的光盘记录信息和/或从三种类型的光盘复制信息的光盘驱动器，所述三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，所述三种类型的光束包括第一光束、第二光束和第三光束，所述光盘驱动器包括物镜，当第一至第三光束的波长分别由λ1nm、λ2nm和λ3nm表示时，满足λ1＜λ2＜λ3的关系，当对于向第一光盘记录信息或从第一光盘复制信息必要的数值孔径由NA1表示、对于向第二光盘记录信息或从第二光盘复制信息必要的数值孔径由NA2表示、对于向第三光盘记录信息或从第三光盘复制信息必要的数值孔径由NA3表示时，满足NA1＞NA3且NA2＞NA3的关系，当要求使用第一光束的第一光盘的覆盖层的厚度由t1表示、要求使用第二光束的第二光盘的覆盖层的厚度由t2表示、而要求使用第三光束的第三光盘的覆盖层的厚度由t3表示时，满足t1≈0.6mm、t2≈0.6mm和t3≈1.2mm，第一和第二光束的每个入射在所述物镜上作为基本上准直的光束，而第三光束入射在物镜上作为发散光束，所述物镜的至少一个表面包括将第三光束会聚在第三光盘的记录表面上的第一区域，第一区域包括台阶结构，其被配置为具有多个共心的折射表面区域，并且在临近的折射表面区域之间形成的每个台阶处为入射光束给予光程长度差，其中，在第一区域中，该台阶结构的区域的至少边界部分满足条件2N+0.70＜|ΔOPD/λ1|＜2N+1.30 (1)此处N表示整数，而ΔOPDnm表示由区域的至少边界部分给予第一光束的光程长度差，其中，当定义台阶结构的光程差函数φ(h)由方程式(2)表示时Φ(h)＝(P2h2+P4h4+P6h6+P8h8+P10h10+P12h12)mλ(2)此处P2、P4和P6...分别是第二、第四和第六阶...的系数，h表示距离光轴的高度，m表示衍射效率最大时的衍射级，λ表示所用光束的工作波长，物镜满足条件0.00＜(f1×P2)/(t3-t1)＜18.00 (3)此处f1表示在使用第一光束时定义的物镜的焦距。5.如权利要求4所述的光盘驱动器，进一步满足条件2.50＜(f1×P2)/(t3-t1)＜13.00 (4)。6.如权利要求4所述的光盘驱动器，其中，所述物镜是具有满足下面条件的Abbe数的单元件透镜40≤vd≤80 (5)，其中，所述台阶结构满足下面的条件2.70＜|ΔOPD/λ1|＜3.30(6)其中，当分别由f1和M1表示在使用第一光盘时物镜的焦距和放大倍率、分别由f2和M2表示在使用第二光盘时物镜的焦距和放大倍率、分别由f3和M3表示在使用第三光盘时物镜的焦距和放大倍率时，所述光盘驱动器满足下面的条件-0.02＜f1×M1＜0.02(7)-0.02＜f2×M2＜0.02(8)和-0.12＜f3×M3＜-0.04 (9)。7.如权利要求4所述的光盘驱动器，其中，所述物镜是具有满足条件(10)的Abbe数的单元件透镜20≤vd≤40 (10)，其中，所述台阶结构满足下面的条件2.70＜|ΔOPD/λ1|＜3.30 (6)其中，当分别由f1和M1表示在使用第一光盘时物镜的焦距和放大倍率、分别由f2和M2表示在使用第二光盘时物镜的焦距和放大倍率、分别由f3和M3表示在使用第三光盘时物镜的焦距和放大倍率时，所述光盘驱动器满足下面的条件-0.02＜f1×M1＜0.02 (7)-0.02＜f2×M2＜0.02 (8)和-0.38＜f3×M3＜-0.30(11)。8.如权利要求6所述的光盘驱动器，其中，所述台阶结构满足下面的条件1.32＜|ΔOPDC/λ3|＜1.62(12)这里ΔOPDCnm表示由所述台阶结构的所述至少边界部分给予第三光束的光程长度差。9.一种通过选择地使用三种类型光束的其中一种而用于向三种类型的光盘记录信息和/或从三种类型的光盘复制信息的光盘驱动器，所述三种类型的光盘包括具有最高记录密度的第一光盘、具有第二高记录密度的第二光盘和具有最低记录密度的第三光盘，所述三种类型的光束包括第一光束、第二光束和第三光束，所述光盘驱动器包括物镜，第一至第三光束的每个入射在所述物镜上作为基本上准直的光束，当第一至第三光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：是枝大辅，丸山晃一，竹内修一，田代佳之，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]