本发明专利技术提供一种即使光源波长偏离设计值也能抑制像差产生的复合物镜、光学头装置、光学信息装置以及信息处理装置。在区域(R10)和区域(R20)形成具有锯齿状或阶梯状剖面的衍射结构，在区域(R10)形成的锯齿状或阶梯状剖面的高度对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的N倍的光程差，在区域(R20)形成的锯齿状或阶梯状剖面的高度对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的J倍的光程差，设在区域(R10)与区域(R20)之间的边界带(RB)的两端的高低差以及边界带(RB)的宽度的至少其中之一对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的(N+J)/2倍(N与J是互不相同的自然数)的光程差。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及组合有物镜与衍射结构的复合物镜、具备该复合物镜、在例如光盘等光学信息介质上记录、再生或删除信息的光学头装置、具备该光学头装置的光学信息装置以及具备该光学信息装置的信息处理装置。
技术介绍
使用具有凹坑状图案(pit-like pattern)的光盘作为高密度以及大容量的存储介质的光存储器技术将用途扩大到数字音频盘、视频盘、文档文件盘进而数据文件，并逐步得到实用。通过微小汇聚的光束，以较高的可靠性顺利进行光盘的信息记录或再生的功能大致可以分为形成衍射极限的微小光点的聚光功能、光学系统的焦点控制(聚焦伺服)功能、追踪控制功能、以及凹坑信号(pit signal、信息信号)检测功能。近年来，随着光学系统设计技术的进步和作为光源的半导体激光器的短波长化， 光盘的记录密度不断提高。作为高密度化的手段，增大将光束微小地汇聚到光盘上的聚光光学系统的光盘侧数值孔径(NA)。此时，出现的问题是因光轴的倾斜(tilt)导致的像差产生量增大。如果增大NA，相对于倾斜产生的像差量增大。为了防止这种情况发生，使光盘的基板的厚度(基材厚度)变薄。在可称为第一代光盘的紧凑式光盘(CD)中，使用波长为λ 3的红外光(波长入3 为780nm至820nm)与NA为0. 45的物镜，光盘的基材厚度为1. 2mm。在第二代的DVD中，使用波长为λ 2的红色光(波长λ 2为630nm至680nm)与NA为0. 6的物镜，光盘的基材厚度为0.6mm。进而，在第三代光盘中，使用波长为λ 1的蓝色光(波长λ 1为390nm至415nm) 与NA为0. 85的物镜，光盘的基材厚度为0. 1mm。此外，在本说明书中，基板厚度(或者基材厚度)是指从光盘(或光学信息介质) 的光束入射面到记录信息的信息记录面的厚度。这样，高密度光盘的基材厚度变薄。从经济性以及装置的占有空间的观点来看，要求能够在上述基材厚度或记录密度不同的光盘上记录或再生信息的光学信息装置。为此， 需要具有能够将光束在基板厚度各不相同的光盘上聚光至衍射极限的聚光光学系统的光学头装置。例如，专利文献1中公开了以兼容再生为目的的光学信息装置。作为以往例，用图 27简单地说明专利文献1的光学信息装置的主要部分。图27是表示光学信息装置中的光学头装置所具备的、使光束汇聚到光盘上期望位置的物镜的一部分的图。在以往例中，为了在红色光以及红外光这样波长显著不同的光入射时使这些光分别通过不同的基材厚度无像差地汇聚，利用衍射作用。并且，在为了增大衍射角度必须使光栅的周期(间距)变窄的部分，加深光栅的深度，使光栅的周期也变宽。在图27中，物镜具有区域R21和区域R22。区域R22的锯齿状衍射光栅的深度HB被设定为区域R21的锯齿状衍射光栅的深度HA的两倍，区域R22的锯齿状衍射光栅的周期(间距)被设定为区域R21 的锯齿状衍射光栅的周期的两倍。由此，容易进行区域R22的衍射光栅的制作。如以往例那样，如果要在多个区域的每个区域改变衍射光栅的形状，并使从多个区域衍射的光汇聚为一点，需要使相邻区域的边界的光的相位一致。在专利文献1的结构中，使衍射光栅的高度为两倍并且使周期也为两倍，使衍射方向在区域R21和区域R22 —致。作为边界的顶点C21的相位与顶点C22的相位一致，是在由衍射光栅的高度HA赋予的光程差为波长的整数倍，换言之，相位差为的整数倍的时候。但是，在光盘这样大量生产的产品的情况下，从作为光源使用的半导体激光器射出的光的波长具有数nm的偏差。而且，由于工作环境温度的差异也会引起波长的变化。这样，虽然即使在波长偏离设计中心的情况下，也由于衍射方向由衍射光栅的间距与波长的关系所决定并衍射方向的变化相同，因而不会产生区域间的不匹配，但是，在以往例的结构中不能保证相位的一致。在图27中，假定相位一致的光从图的下侧入射。在图27的上下方向的位置BA相位一致。此处，假设斜面下方是非空气的玻璃材料(玻璃或树脂)，随着光线在折射率与空气不同的玻璃材料中向上方行进，由于锯齿状衍射光栅的影响，产生在玻璃材料中行进的光与在空气中行进的光的相位差。如果考虑图27的顶点C20至顶点C22的范围，则在顶点 C20附近光线几乎不在玻璃材料中行进，因此不产生相位差。另一方面，在顶点C22附近的靠顶点C20的一侧，光线在玻璃材料中行进最长距离，因而与在空气中行进的光线的相位差达到最大。如果波长发生变化，则相位差与波长成比例地变化，相位的变化量在顶点C20 至顶点C22的范围内，在顶点C21附近最大。由于衍射光的相位变化是在顶点C20至顶点C22的范围内的平均，因而区域R21 的相位差是在图27的上下方向的位置M211之前存在玻璃材料的情况下的相位差。同样，区域R22的相位差是在图27的上下方向的位置M212之前存在玻璃材料的情况下的相位差。 由于在图27的上下方向的位置M211之前存在玻璃材料的情况下的相位差与在图27的上下方向的位置M212之前存在玻璃材料的情况下的相位差不同，因而波长发生变化时的变化量也不同。其结果，存在如下的问题，即在波长发生变化时，即使区域R21的衍射光和区域R22的衍射光的衍射方向相同，也会产生相位的偏差，在将区域R21的衍射光和区域R22 的衍射光聚光时也产生像差。S卩，以往例中，在每个区域改变衍射光栅的形状，希望使从各个区域衍射的光汇聚为一点的情况下，没有认识到有关光源波长与设计值的误差所导致的相位偏差的问题，也没有公开该问题的应对方法。专利文献1 日本专利公开公报特开2005-243151号
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的问题，其目的在于提供一种即使在光源波长偏离设计值时也能抑制像差的产生的复合物镜、光学头装置、光学信息装置以及信息处理装置。本专利技术所提供的一种复合物镜包括具有衍射结构的光学元件；以及折射型透镜，所述衍射结构具有第一区域、第二区域、以及设在所述第一区域与所述第二区域之间的第一边界带，在所述第一区域和所述第二区域形成具有锯齿状或阶梯状剖面的衍射结构， 形成在所述第一区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度对指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的N倍的光程差，形成在所述第二区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度对所述指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的J倍的光程差，所述第一边界带的两端的高低差以及所述第一边界带的宽度的至少其中之一对所述指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的(N+JV2倍(N与J是互不相同的自然数)的光程差。根据该结构，复合物镜包括具有衍射结构的光学元件与折射型透镜。衍射结构具有第一区域、第二区域、以及设在第一区域与第二区域之间的第一边界带。在第一区域和第二区域形成具有锯齿状或阶梯状剖面的衍射结构。形成在第一区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的N倍的光程差。另外，形成在第二区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的J倍的光程差。而且，第一边界带的两端的高低差以及第一边界带的宽度的至少其中之一对指定波长的光赋予与透过空气时相比为指定波长的(N+J)/2倍(N与J是互不相同的自然数)的光程差。根据本专利技术，由于通过设在第一区域与第二区域之间的第一边界带的两端的高低差以及第一边本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种复合物镜，其特征在于包括：具有衍射结构的光学元件；以及折射型透镜，其中，所述衍射结构具有第一区域、第二区域以及设在所述第一区域与所述第二区域之间的第一边界带，在所述第一区域和所述第二区域，形成具有锯齿状或阶梯状剖面的衍射结构，形成在所述第一区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度，对指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的Ｎ倍的光程差，形成在所述第二区域的锯齿状或阶梯状剖面的高度，对所述指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的Ｊ倍的光程差，所述第一边界带的两端的高低差以及所述第一边界带的宽度的至少其中之一，对所述指定波长的光赋予与透过空气时相比为所述指定波长的（Ｎ＋Ｊ）／２倍的光程差，其中，Ｎ与Ｊ是互不相同的自然数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：金马庆明，林克彦，山崎文朝，山形道弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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