用于光盘的物镜制造技术

一种用于从第一和第二光盘记录数据和／或再现数据的物镜。该物镜包括至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面。台阶具有相移通过多个环形带的光的波阵面的功能，使得在通过台阶相移的波阵面的平均波阵面的会聚点形成的光束斑用于第一和第二光盘。至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构，其包括第一和第二环形带组，每组各具有用于沿第一方向相移波阵面的至少三级台阶；和第一返回台阶，其是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶。第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面。由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值｜ΔΨ１｜满足条件：６π＜｜ΔΨ１｜＜１４π…（１）。由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值｜ΔΨ１｜小于由第一环形带组给定的总相移量绝对值和由第二环形带组给定的总相移量绝对值中较大的一个。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于光盘驱动器器的物镜，其能够从具有不同覆盖层厚度和/或不同记录密度的两种类型光盘记录数据和/或再现数据。
技术介绍
通常，用于光盘驱动器的光学拾取具有激光光源例如激光二极管；物镜，其将由激光光源发射的激光束会聚在光盘的记录表面上以在记录表面上形成光束斑；和接收从记录表面反射并透过物镜的激光束的信号检测系统。信号检测系统基于接收到的激光束产生各种信号。有各种类型的具有不同覆盖层厚度和/或不同记录密度的光盘。例如，DVD(数字通用盘)具有比CD(压缩盘)或CD-R(CD可记录)更高的记录密度，并具有比CD或CD-R更薄的覆盖层。DVD-R，DVD-RW和DVD+RW归类于DVD标准，因为DVD-R，DVD-RW和DVD+RW基本上具有与DVD相同的覆盖层厚度和所需的数值孔径。同样，CD-R和CD-RW归类于CD标准，因为CD-R和CD-RW基本上具有与CD相同的覆盖层厚度和所需的数值孔径。光盘驱动器需要校正由各种类型的光盘的覆盖层厚度之间的差引起的象差。各个日本专利临时公开No.HEI9-54973(在下文中称为文献1)，2000-81566(在下文中称为文献2)和2001-249273(在下文中称为文献3)公开了用于校正由光盘的覆盖层厚度之间的差引起的象差的光盘驱动器的光学系统。根据这些公开，光学系统具有在物镜附近的光学元件上形成的或在物镜上形成的专用结构(称为相移表面，衍射表面，或全息表面)的光学表面，以便利用根据光束波长改变具有专用结构的光学表面中球差状况的现象来校正(消除)光盘覆盖层厚度变化引起的球差。各个相移表面，衍射表面和全息表面表示在光学元件的基本形状上形成多个细小的台阶构成的表面结构。即，相移表面，衍射表面和全息表面具有在每级台阶上给定相移(光程差)的功能，这样透过位于每级台阶两侧附近区域的光束彼此干涉，由此不同于折射的光学效果作用于光束上。更具体地说，在文献1中公开的光学系统设置成具有在位于物镜附近的光学元件上形成的全息表面。在文献1中还公开了通过蚀刻形成全息表面。为了简化全息表面的制造工艺并提高制造工艺的精度，全息表面设计成具有多级台阶状的结构，每个全息表面大约有四级台阶。但是，如果物镜由树脂制成，光学系统不能校正由于环境温度变化引起的球差变化。在文献2中，形成具有这种表面的物镜，在该表面上衍射结构具有相移透过其的光束的功能。与文献1的光学系统相反，即使物镜由树脂制成，文献2的物镜可以校正由于环境温度变化引起的球差。文献2的物镜设置成根据透过衍射结构光束的波长，通过利用衍射结构改变球差状况的事实来校正所使用光盘覆盖层引起的球差。但是，文献2的光学系统具有这样的缺陷，由于环境温度引起的球差变化被由物镜引起的球差变化过度校正。如上所述，文献2的光学系统通过使用在物镜中球差变化的波长关系式来校正球差。出于这个原因，文献2的光学系统要求使用具有相当小个体差异(即，波长的变化)性能的光源。文献3的光学系统包括具有在其上形成衍射结构表面的物镜，用于相移透过其的光束。文献3的物镜具有用于对各个相对低记录密度光盘(例如CD)的光束和相对高记录密度光盘(例如DVD)的光束形成光束斑的低NA(数值孔径)区，并具有用于仅对相对高密度光盘(例如DVD)的光束形成光束斑的高NA区。在低NA区形成的衍射结构基本上具有与文献2中所示的衍射结构相同的结构。形成高NA区，使得既使环境温度变化相当大的量，球差的变化降到低水平，以便降低由于温度变化造成的整个光学系统的球差变化。通常需要增加NA(数值孔径)来进一步提高具有相对低记录密度光盘的记录效率。因此，为了增加具有相对低记录密度光盘的NA，需要扩大低NA区，但是，如果扩大物镜的低NA区，就会增加物镜的缺陷(即，过量校正球差)。
技术实现思路
本专利技术的优点在于提供设计成充分地抑制在宽范围环境温度内球差的变化的物镜，并且既使物镜由树脂制成，对光源波长的各个变化具有足够的公差。根据本专利技术法的一个方面，提供一种用于从第一和第二光盘记录数据和/或再现数据的物镜。第一光盘具有高于第二光盘的记录密度。第一光束用于第一光盘，第二光束用于第二光盘。第二光束具有长于第一光束的波长。该物镜具有至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面。台阶具有相移通过多个环形带的光的波阵面(wavefront)的功能，使得在通过台阶相移的波阵面的平均波阵面的会聚点形成的光束斑用于第一和第二光盘的记录和/或再现。而且至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构。至少一个环形带结构包括第一和第二环形带组，每组具有用于沿第一方向相移波阵面的至少三级台阶，和第一返回台阶，第一返回台阶是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶。第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面。由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|满足条件6π＜|Δψ1|＜14π ...(1)由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|小于由第一环形带组给定的总相移量绝对值和由第二环形带组给定的总相移量绝对值中较大的一个。由于形成第一返回台阶，有可能避免由于温度变化对球差变化的校正的影响变得非常大的现象。即，既使物镜由树脂制成，也有可能分别将第一和第二光束合适地会聚到第一和第二光盘上。而且，通过满足条件(1)，基于可以充分地抑制物镜性能变化的波长，由此可以提高单个波长变化的公差。而且，有可能有效地防止出现由于温度变化对球差变化校正不足的现象。优选地，至少一个表面可以包括用于会聚第一和第二光束的内区和仅用于会聚第一光束的外区。在这种情况下，在内区之内形成第一返回台阶。还优选地，由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|可满足条件9.4π＜|Δψ1|＜10.6π ...(2)其中第一光盘适应DVD标准，第二光盘适应CD标准。还优选地，至少一个表面可以包括第二返回台阶，第二返回台阶是在内区和外区之间的边界形成的台阶，第二返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于从第一和第二光盘记录数据和/或再现数据的物镜。第一光盘具有高于第二光盘的记录密度。第一光束用于第一光盘，第二光束用于第二光盘。第二光束具有长于第一光束的波长。该物镜具有至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面。台阶具有对通过多个环形带的光给定光程差的功能，使得由通过至少一个表面的光形成的光束斑用于第一和第二光盘的记录和/或再现。而且，至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构。至少一个环形带结构包括第一和第二环形带组，每组各具有用于沿第一方向给定光程差的至少三级台阶；和第一返回台阶，第一返回台阶是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶。第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向给定光程差。由第一返回台阶给予第一光束的光程差的绝对值|ΔOPD|满足条件3<|ΔOPDλ1|<7---(3)]]>其中λ1表示第一光束的波长。由第一返回台阶给予第一光束的光程差的绝对值|ΔOPD|小于由第一环形带组给定的总光程差绝对值和由第二环形带组给定的总光程差绝对值中较大的一个。通过形成第一返回台阶，有可能避免由于温度变化对球差变化的校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从第一和第二光盘记录数据和／或再现数据的物镜，第一光盘具有高于第二光盘的记录密度，第一光束用于第一光盘，第二光束用于第二光盘，第二光束具有长于第一光束的波长，物镜包括至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面，台阶具有相移通过 多个环形带的光的波阵面的功能，使得在通过台阶相移的波阵面的平均波阵面的会聚点形成的光束斑用于第一和第二光盘的记录和／或再现，至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构，至少一个环形带结构包括：第一和第二环形带组， 每组各具有用于沿第一方向相移波阵面的至少三级台阶；和第一返回台阶，其是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶，第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面，其中由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值｜ΔΨ１｜满足 条件：６π＜｜ΔΨ１｜＜１４π…（１）其中由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值｜ΔΨ１｜小于由第一环形带组给定的总相移量绝对值和由第二环形带组给定的总相移量绝对值中较大的一个。

【技术特征摘要】
JP 2004-1-13 2004-0058201.一种用于从第一和第二光盘记录数据和/或再现数据的物镜，第一光盘具有高于第二光盘的记录密度，第一光束用于第一光盘，第二光束用于第二光盘，第二光束具有长于第一光束的波长，物镜包括至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面，台阶具有相移通过多个环形带的光的波阵面的功能，使得在通过台阶相移的波阵面的平均波阵面的会聚点形成的光束斑用于第一和第二光盘的记录和/或再现，至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构，至少一个环形带结构包括第一和第二环形带组，每组各具有用于沿第一方向相移波阵面的至少三级台阶；和第一返回台阶，其是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶，第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面，其中由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|满足条件6π＜|Δψ1|＜14π ...(1)其中由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|小于由第一环形带组给定的总相移量绝对值和由第二环形带组给定的总相移量绝对值中较大的一个。2.如权利要求1所述的物镜，其中至少一个表面包括用于会聚第一和第二光束的内区和仅用于会聚第一光束的外区，以及其中在内区之内形成第一返回台阶。3.如权利要求2所述的物镜，其中第一光盘适应DVD标准，其中第二光盘适应CD标准，以及其中由第一返回台阶给定的第一光束的相移量的绝对值|Δψ1|满足条件9.4π＜|Δψ1|＜10.6π ...(2)。4.如权利要求2所述的物镜，其中至少一个表面包括第二返回台阶，其是在内区和外区之间的边界形成的台阶，第二返回台阶沿与第一方向相反的第二方向相移波阵面。5.如权利要求2所述的物镜，其中在第一光盘的记录表面附近，通过内区的第一光束的波阵面象差低于或等于±0.1λ。6.如权利要求1所述的物镜，其中物镜是单片透镜。7.一种用于从第一和第二光盘记录数据和/或再现数据的物镜，第一光盘具有高于第二光盘的记录密度，第一光束用于第一光盘，第二光束用于第二光盘，第二光束具有长于第一光束的波长，物镜包括至少一个包括多个由台阶划分的环形带的表面，台阶具有对通过多个环形带的光给定光程差的功能，使得由通过至少一个表面的光形成的光束斑用于第一和第二光盘的记录和/或再现，至少一个表面的多个环形带包括至少一个环形带结构，至少一个环形带结构包括第一和第二环形带组，每组各具有用于沿第一方向给定光程差的至少三级台阶；和第一返回台阶，其是在第一和第二环形带组之间的边界形成的台阶，第一返回台阶沿与第一方向相反的第二方向给定光程差，其中由第一返回台阶给予第一光束的光程差的绝对值|ΔOPD|满足条件3<|ΔOPDλ1|<7...(3)]]>其中λ1表示第一光束的波长，其中由第一返回台阶给予第一光束的光程差的绝对值|ΔOPD|小于由第一环形带组给定的总光程差绝对值和由第二环形带组给定的总光程差绝对值中较大的一个。8.如权利要求7所述的物镜，其中至少一个表面包括用于会聚第一和第二光束的内...

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