專利名稱：物鏡、光學(xué)拾取器和光盤設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在三種不同類型的光盤上執(zhí)行信息信號(hào)的記錄與/或再現(xiàn)的光學(xué)拾 取器中使用的物鏡，還涉及該光學(xué)拾取器和使用該光學(xué)拾取器的光盤設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)提出了作為下一代光盤格式的可以高密度記錄的光盤，其中使用藍(lán) 紫半導(dǎo)體激光束(波長在405nm附近)的光束來記錄和再現(xiàn)信號(hào)(以下稱為“高密度記錄 光盤”)。當(dāng)前被提出的高密度記錄光盤的結(jié)構(gòu)中，用于保護(hù)信號(hào)記錄層的覆蓋層很薄，例如 為 0. Imm0當(dāng)提供與這樣的高密度記錄光盤兼容的光學(xué)拾取器時(shí)，優(yōu)選的是光學(xué)拾取器應(yīng)該 與相關(guān)技術(shù)中使用的光盤兼容。具體地，優(yōu)選地與相關(guān)技術(shù)中具有不同格式的使用785nm 附近的波長的CD(光盤)和使用655nm附近的波長的DVD(數(shù)字多用途盤)具有兼容性。 即，需要在具有不同盤結(jié)構(gòu)(從而具有不同激光規(guī)格)的多種格式的光盤之間具有兼容性 的光學(xué)拾取器和光盤裝置。在相關(guān)技術(shù)中，一種方法通過使用兩種物鏡在不同格式的三種的光盤上執(zhí)行信息 信號(hào)的記錄和再現(xiàn)。具體地，在光學(xué)拾取器中，提供了用于DVD/CD和高密度記錄光盤的兩 種物鏡和兩種光學(xué)系統(tǒng)，并且相應(yīng)的物鏡按照其中使用的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然而，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的該光學(xué)拾取器具有以下問題。首先，由于在光學(xué)拾取器中使 用兩個(gè)物鏡，物鏡的致動(dòng)器相對(duì)于透鏡保持器的連接角度可能不適合。因此，很難設(shè)定物鏡 相對(duì)于光盤的最佳坡度，這帶來的問題是產(chǎn)生的信號(hào)的質(zhì)量的劣化。第二，在這樣的光學(xué)拾 取器中，需要沿著兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)的光路放置的部件的數(shù)量增加。因此，存在成本增加 和光學(xué)拾取器的尺寸增大的問題。此外，在上述的光學(xué)拾取器中，需要將兩個(gè)物鏡安裝在用 于驅(qū)動(dòng)物鏡的致動(dòng)器上。因此，致動(dòng)器的重量增大，并且?guī)盱`敏度劣化的問題。與上述的結(jié)構(gòu)相反，為了解決上述問題并進(jìn)一步簡化光學(xué)部件，所研究的光學(xué)拾 取器具有一個(gè)共用的物鏡，用于多種光盤和三個(gè)所用波長的。提供用于三個(gè)波長的光束的 物鏡的基本原理是在光路中提供衍射部分，從而使光束沿分散方向或沿會(huì)聚方向衍射，從 而對(duì)使用的波長和媒介的結(jié)合所引起的球面像差進(jìn)行校正。然而，在相關(guān)技術(shù)中所研究的通過使用一個(gè)物鏡可以實(shí)現(xiàn)三種波長兼容的光學(xué)拾 取器中，沒有考慮溫度和波長的變化使衍射結(jié)構(gòu)所引起的不必要的衍射光增加。即，這樣的 不必要的光可能類似于常規(guī)的光在光感元件上形成圖像。因此，具體地，在讀取雙層光盤 時(shí)，從另一層產(chǎn)生的信號(hào)與聚焦伺服信號(hào)干涉，從而帶來是問題是很難執(zhí)行穩(wěn)定的聚焦伺 服。日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)公開No. 2004-265573是相關(guān)技術(shù)的示例。

發(fā)明內(nèi)容
希望提供一種在光學(xué)拾取器中使用的物鏡，該光學(xué)拾取器在使用彼此不同的各波長的光束的三種不同類型的光盤上執(zhí)行信息信號(hào)的記錄與/或再現(xiàn)，通過允許一個(gè)共同的 物鏡在信號(hào)記錄表面上收集光束而不使構(gòu)造復(fù)雜化，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)令人滿意的記錄和再現(xiàn)特 性，無論溫度和波長怎么變化。此外，還希望提供使用該物鏡的光學(xué)拾取器和光盤設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，一種物鏡，配置為在與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信 號(hào)記錄表面上收集至少三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束，其中滿足λ 1 < λ 2 < λ 3的關(guān) 系。所述物鏡包括衍射部分，其具有形成在入射側(cè)表面上的預(yù)定的衍射結(jié)構(gòu)。所述衍射部 分具有第一區(qū)域，設(shè)置在最內(nèi)周部分，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，第二區(qū)域，設(shè)置在所述第一區(qū) 域外側(cè)，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，以及第三區(qū)域，設(shè)置在所述第二區(qū)域外側(cè)。所述第一至第三 區(qū)域形成為具有的孔徑直徑允許第一波長λ 1的光束對(duì)應(yīng)于所述第一至第三區(qū)域，第二波 長λ 2的光束對(duì)應(yīng)于所述第一和第二區(qū)域，并且第三波長λ 3的光束對(duì)應(yīng)于所述第一區(qū)域。 在所述第一區(qū)域中，衍射結(jié)構(gòu)形成為具有預(yù)定高度的球形區(qū)。所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié) 構(gòu)是其中單位周期的結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向連續(xù)地形成的周期結(jié)構(gòu)，并且是其中高度為h的 閃耀結(jié)構(gòu)與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的結(jié)構(gòu)。所述閃耀結(jié)構(gòu)的斜坡方向的增大方向與所述多臺(tái) 階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度的增大方向相反。所述高度h滿足關(guān)系表達(dá)式h < (λ1/(η1-1)), 其中，nl是波長λ 1處相應(yīng)物鏡的構(gòu)成材料的折射率。所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是非等距多臺(tái) 階衍射結(jié)構(gòu)，其與周期中臺(tái)階的寬度相等并且周期中臺(tái)階的高度相等的等距多臺(tái)階衍射結(jié) 構(gòu)的不同在于其寬度發(fā)生變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，一種光學(xué)拾取器，包括物鏡，其中入射至少三種 波長λ 1、λ 2和λ 3的光束，滿足λ 1 < λ 2 < λ 3的關(guān)系；以及衍射部分，其設(shè)置在置于三 種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束的光路上的光學(xué)元件或所述物鏡的一側(cè)，以通過所述物鏡在 與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信號(hào)記錄表面上收集三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束。所述 衍射部分具有第一區(qū)域，設(shè)置在最內(nèi)周部分，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，第二區(qū)域，設(shè)置在所述 第一區(qū)域外側(cè)，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，以及第三區(qū)域，設(shè)置在所述第二區(qū)域外側(cè)。所述第一 至第三區(qū)域形成為具有的孔徑直徑允許第一波長λ 1的光束對(duì)應(yīng)于所述第一至第三區(qū)域， 第二波長λ 2的光束對(duì)應(yīng)于所述第一和第二區(qū)域，并且第三波長λ 3的光束對(duì)應(yīng)于所述第 一區(qū)域。在所述第一區(qū)域中，衍射結(jié)構(gòu)形成為具有預(yù)定高度的球形區(qū)。所述第一區(qū)域的所 述衍射結(jié)構(gòu)是其中單位周期的結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向連續(xù)地形成的周期結(jié)構(gòu)，并且是其中高 度為h的閃耀結(jié)構(gòu)與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的結(jié)構(gòu)。所述閃耀結(jié)構(gòu)的斜坡方向的增大方向與 所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度的增大方向相反。所述高度h滿足關(guān)系表達(dá)式h < (Al/ (nl-1))，其中，nl是波長λ 1處相應(yīng)物鏡的構(gòu)成材料的折射率。所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是非 等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其與周期中臺(tái)階的寬度相等并且周期中臺(tái)階的高度相等的等距多臺(tái) 階衍射結(jié)構(gòu)的不同在于其寬度發(fā)生變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，一種光盤設(shè)備，包括光學(xué)拾取器，其通過選擇性 地在被驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的多種類型的光盤上照射具有不同波長的多個(gè)光束來記錄與/或再現(xiàn) 信息信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)拾取器可以用于該光盤設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用一個(gè)共同的物鏡，可以通過衍射部分在各信號(hào)記錄表 面上適當(dāng)?shù)厥占c三種類型的光盤對(duì)應(yīng)的光束。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，防止伺服由于 溫度和波長的變化引起的衍射部分產(chǎn)生的不必要的衍射光線的增加而變得不穩(wěn)定。根據(jù)這 樣的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的實(shí)施例防止了記錄和再現(xiàn)特性劣化，從而獲得令人滿意的記錄和再現(xiàn)
6特征。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤設(shè)備的電路框圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的光路跟蹤圖。圖3A至圖3C是示出圖2所示的光學(xué)拾取器的衍射部分的功能的圖，該圖示出了 在衍射部分設(shè)置在與物鏡分離的光學(xué)元件上的示例情況下，具有衍射功能的衍射光學(xué)元件 和具有折射功能的物鏡的功能，其中，圖3A是示出對(duì)第一光盤產(chǎn)生第一波長的光束的第+1 級(jí)衍射光線的示例情況下的光束跟蹤的圖，圖3B是示出對(duì)第二光盤產(chǎn)生第二波長的光束 的第_2級(jí)衍射光線的示例情況下的光束跟蹤的圖，圖3C是示出對(duì)第三光盤產(chǎn)生第三波長 的光束的第_3級(jí)衍射光線的示例情況下的光束跟蹤的圖。圖4A和圖4B是示出構(gòu)成圖2所示的光學(xué)拾取器并且具有其外球形區(qū)形成為衍射 區(qū)域的示例結(jié)構(gòu)的物鏡的示例的圖，其中，圖4A是物鏡的俯視圖，圖4B是物鏡的截面圖。圖5A和圖5B是示出構(gòu)成圖2所示的光學(xué)拾取器并且具有其外球形區(qū)形成為連續(xù) 的非球形表面的示例結(jié)構(gòu)的物鏡的另一個(gè)示例的圖，其中，圖5A是物鏡的俯視圖，圖5B是 物鏡的截面圖。圖6A和圖6B是示出構(gòu)成圖2所示的光學(xué)拾取器的光線收集光學(xué)裝置的示例的 圖，該圖示出了與圖4A和圖4B對(duì)應(yīng)的改進(jìn)的示例，其中，圖6A是示出由物鏡(衍射部分一 體地形成在其入射側(cè)表面上)構(gòu)成的示例性光線收集光學(xué)裝置的側(cè)視圖，圖6B是示出由物 鏡和衍射光學(xué)元件(在其入射側(cè)表面上具有衍射部分)構(gòu)成的示例性光線收集光學(xué)裝置的 側(cè)視圖。圖7A和圖7B是示出構(gòu)成圖2所示的光學(xué)拾取器的光線收集光學(xué)裝置的示例的 圖，該圖示出了與圖5A和圖5B對(duì)應(yīng)的改進(jìn)的示例，其中，圖7A是示出由物鏡(衍射部分一 體地形成在其入射側(cè)表面上)構(gòu)成的示例性光線收集光學(xué)裝置的側(cè)視圖，圖7B是示出由物 鏡和衍射光學(xué)元件(在其入射側(cè)表面上具有衍射部分)構(gòu)成的示例性光線收集光學(xué)裝置的 側(cè)視圖。圖8A至圖8C是示出設(shè)置在圖4A、4B、5A和5B所示的物鏡的一側(cè)上的衍射部分的 構(gòu)造的圖，其中，圖8A是示出相對(duì)于參照表面的第一區(qū)域(設(shè)置為衍射部分的內(nèi)球形區(qū)的 衍射區(qū)域)的示例的形狀的截面圖，圖8B是示出相對(duì)于參照表面的非等距多臺(tái)階結(jié)構(gòu)(沒 有施加用于獲得圖8A所示的衍射結(jié)構(gòu)的閃耀結(jié)構(gòu))的形狀的截面圖，圖8C是示出與圖8B 所示的非等距多臺(tái)階結(jié)構(gòu)相比的等距多臺(tái)階結(jié)構(gòu)的截面圖。圖9A至圖9C是示出用于計(jì)算內(nèi)球形區(qū)的示例結(jié)構(gòu)的衍射效率的曲線以及示出在 S = 6并且(kli，k2i，k3i) = (+1，-2，-3)的情況下每個(gè)波長的衍射效率相對(duì)于槽深度d 的變化的變化的圖。圖IOA和圖IOB是示出設(shè)置在圖4A、4B、5A和5B所示的物鏡的一側(cè)上的衍射部分 的構(gòu)造的圖，其中，圖IOA是示出相對(duì)于參照表面的第二區(qū)域(設(shè)置為衍射部分的中間球形 區(qū)的衍射區(qū)域)的示例的形狀的截面圖，圖IOB是示出相對(duì)于參照表面的第三區(qū)域(設(shè)置 為衍射部分的外球形區(qū)的衍射區(qū)域)的示例的形狀的截面圖。圖11是示出第一光盤(BD)的效率中的環(huán)境性變化的圖，并且示出對(duì)于常規(guī)光線和不必要的光線的預(yù)定的波長的每個(gè)，由溫度變化引起的其光線效率的變化。圖12是示出第二光盤(DVD)的效率中的環(huán)境性變化的圖，并且示出對(duì)于常規(guī)光線 和不必要的光線的預(yù)定的波長的每個(gè)，由溫度變化引起的其光線效率的變化。圖13是示出第三光盤(CD)的效率中的環(huán)境性變化的圖，并且示出對(duì)于常規(guī)光線 和不必要的光線的預(yù)定的波長的每個(gè)，由溫度變化引起的其光線效率的變化。圖14是示出相對(duì)于環(huán)境性變化的不必要的衍射光線的效率變化對(duì)聚焦誤差信號(hào) 的影響的圖，并且示出聚焦搜索波形(單層)。圖15是示出相對(duì)于環(huán)境性變化的不必要的衍射光線的效率變化對(duì)聚焦誤差信號(hào) 的影響的圖，并且示出聚焦搜索波形(雙層)。圖16A至圖16H是示出在(kli，k2i，k3i) = (1，_2，_3)的示例性情況下改變衍 射結(jié)構(gòu)形狀以減少不必要的信號(hào)的方法的典型示例的圖，其中，圖16A是示出減小之前在 一般構(gòu)造中的一個(gè)周期中柵高度和在等距多臺(tái)階形中形成的6臺(tái)階7級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的徑向位 置之間的關(guān)系的圖，圖16B至圖16D是示出由圖16A所示的一般結(jié)構(gòu)施加到衍射光束(具 有對(duì)于各個(gè)第一至第三波長λ ，λ 2和λ 3所選擇的衍射級(jí))的相的量的圖，圖16Ε是示 出相比圖16Α所示的一般構(gòu)造在改善的構(gòu)造(通過改善的臺(tái)階寬度方法改進(jìn))中的一個(gè)周 期中柵高度和其徑向位置之間的關(guān)系的圖，圖16F至圖16Η是示出由圖16Ε所示的改善的 構(gòu)造施加到衍射光束(具有對(duì)于各個(gè)第一至第三波長λ 1，λ 2和λ 3所選擇的衍射級(jí))的 相的量的圖。圖17是示出在一般構(gòu)造中(等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5000nm)從第一光盤(BD)產(chǎn) 生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和高溫長波長條件下 的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比例的變化。圖18是示出在一般構(gòu)造中(等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5000nm)從第二光盤(DVD) 產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和高溫長波長條件 下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比例的變化。圖19是示出在改善的臺(tái)階寬度的構(gòu)造中(非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5030nm)從 第一光盤(BD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和 高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比例的變化。圖20是示出在改善的臺(tái)階寬度的構(gòu)造中(非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5030nm)從 第二光盤(DVD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和 高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比例的變化。圖21是示出在一般構(gòu)造中(等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5000nm)從第三光盤(⑶)產(chǎn) 生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和高溫長波長條件下 的相對(duì)于整體深度的變化量的第三波長的效率的變化。圖22是示出在改善的臺(tái)階寬度的構(gòu)造中(非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度5030nm)從 第三光盤(CD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫短波長和 高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的第三波長的效率的變化。圖23A至圖23C是示出改善的施加斜坡的構(gòu)造及斜坡量的圖，其中圖23A是示出 施加了斜坡的衍射結(jié)構(gòu)的圖，圖23B是示出施加了斜坡的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的示例的圖，圖23C是示 出表示所施加的斜坡的閃耀結(jié)構(gòu)的圖。
圖24A至圖24D是示出向圖16A至圖16H所示的改善的臺(tái)階寬度方法施加進(jìn)一步 改善的施加斜坡的構(gòu)造，其中，圖24A是示出向圖16E所示的改善的臺(tái)階寬度構(gòu)造施加改善 的施加斜坡的方法所改變的改善構(gòu)造中的一個(gè)周期中柵高度和衍射結(jié)構(gòu)的徑向位置之間 的關(guān)系的圖，圖24B至圖24D是示出由圖24A所示的改善構(gòu)造施加到衍射光束(具有對(duì)于 各個(gè)第一至第三波長λ 1，λ 2和λ 3所選擇的衍射級(jí))的相的量的圖。圖25Α至圖25D是示出通過彼此相比較的改善的臺(tái)階寬度構(gòu)造和改善的施加斜坡 的構(gòu)造的不必要的光線的相的圖，其中，圖25Α和圖25Β是示出對(duì)于每個(gè)徑向位置具有通過 圖16Ε所示的衍射結(jié)構(gòu)改變?yōu)榈谝徊槐匾墓饩€和第二不必要的光線的等級(jí)的光線的相 φ-kx的量的圖，圖25C和圖25D是示出對(duì)于每個(gè)徑向位置具有通過圖24Α所示的衍射結(jié)構(gòu) 改變?yōu)榈谝徊槐匾墓饩€和第二不必要的光線的等級(jí)的光線的相Φ-kx的量的圖。圖26是示出在改善的施加臺(tái)階的構(gòu)造中(施加斜坡的非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度 5110nm)從第一光盤(BD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫 短波長和高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比 例的變化。圖27是示出在改善的施加臺(tái)階的構(gòu)造中(施加斜坡的非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度 5110nm)從第二光盤(DVD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低 溫短波長和高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的 比例的變化。圖28是示出在改善的施加臺(tái)階的構(gòu)造中(施加斜坡的非等距多臺(tái)階構(gòu)造且深度 5110nm)從第三光盤(CD)產(chǎn)生的不必要的信號(hào)的狀態(tài)的圖，并且示出了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的低溫 短波長和高溫長波長條件下的相對(duì)于整體深度的變化量的不必要的信號(hào)與常規(guī)信號(hào)的比 例的變化。圖29是示出按照η和δ變化的第一波長λ 1的效率的TYP分布的圖。圖30是示出按照η和δ變化的第二波長λ 2的效率的TYP分布的圖。圖31是示出按照η和δ變化的第三波長λ 3的效率的TYP分布的圖。圖32是示出按照η和δ變化的第一波長λ 1的第一不必要的光線的衍射效率 的分布的圖。圖33是示出按照η和δ變化的第二波長λ 2的第一不必要的光線的衍射效率 的分布的圖。圖34是示出按照η和δ變化的第三波長λ 3的第一不必要的光線的衍射效率 的分布的圖。圖35Α和圖35Β是示出聚焦搜索時(shí)感光元件中合成信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)的圖。圖36是示出改善的施加雙斜坡的構(gòu)造(是不同于圖24所示的改善的施加斜坡的 構(gòu)造的改善構(gòu)造)的圖，并且示出了改善的施加雙斜坡的構(gòu)造中的一個(gè)周期中柵高度和衍 射結(jié)構(gòu)的徑向位置之間的關(guān)系。圖37Α至圖37D是示出改善的施加雙斜坡的構(gòu)造的圖，其中，圖37Α是示出施加了 斜坡的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)的示例的圖，圖37Β是示出代表施加的斜坡的閃耀結(jié)構(gòu)的圖，圖37C是示 出進(jìn)一步與其重疊的二進(jìn)位結(jié)構(gòu)的圖，圖37D是示出通過重疊圖37Α至圖37C所示的結(jié)構(gòu) 而獲得的施加了雙斜坡的衍射結(jié)構(gòu)的圖。
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圖38A至圖38C是示出與雙周期閃耀結(jié)構(gòu)重疊的改善的施加斜坡的構(gòu)造的圖，其 中，圖38A是示出施加了斜坡的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)的示例的圖，圖38B是示出代表施加的斜坡的雙 周期閃耀結(jié)構(gòu)的圖，圖38C是示出通過重疊圖38A和圖38B所示的結(jié)構(gòu)而獲得的多周期施 加斜坡的衍射結(jié)構(gòu)的圖。圖39A至圖39C是示出作為另一種改善結(jié)構(gòu)的改善的斜坡結(jié)合施加的構(gòu)造的圖， 其中，圖39A是如圖38C所示已經(jīng)施加了單閃耀結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)，圖39B是示出代表進(jìn)一步 施加的斜坡的閃耀結(jié)構(gòu)(具有與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)相同的周期)的圖，圖39C是示出通過重 疊圖39A和圖39B所示的結(jié)構(gòu)而獲得的斜坡結(jié)合施加的衍射結(jié)構(gòu)的圖。圖40是示出作為另一種改善結(jié)構(gòu)的圖39A至圖39C所示的改善的斜坡結(jié)合施加 的構(gòu)造的圖，并且示出了改善的斜坡結(jié)合施加的構(gòu)造中的一個(gè)周期中柵高度和衍射結(jié)構(gòu)的 徑向位置之間的關(guān)系。圖41A和圖41B是示出在改善的構(gòu)造的衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階之間的邊界處確定臺(tái)階深 度和徑向位置的方法的圖，并且示出了預(yù)轉(zhuǎn)換。圖42A至圖42C是示出在改善的構(gòu)造的衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階之間的邊界處確定臺(tái)階深 度和徑向位置的方法的圖。圖43A至圖43E是示出基于透鏡形狀的相估計(jì)方法和改善的構(gòu)造的驗(yàn)證方法的 圖。圖44是用于比較一般構(gòu)造和改善的構(gòu)造的各等級(jí)的開始點(diǎn)處的相點(diǎn)的圖。圖45是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的另一個(gè)示例的光路 跟蹤圖。
具體實(shí)施例方式以下，將以如下項(xiàng)目的順序描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。1.光盤設(shè)備的整體構(gòu)造2.光學(xué)拾取器的整體構(gòu)造3.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物鏡4.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物鏡的另一個(gè)示例5.關(guān)于防止溫度和波長的改變引起的不必要的衍射光的增加的方法6.關(guān)于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器中使用的衍射部分的示例(改進(jìn)示 例3)7.關(guān)于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器中使用的衍射部分的另一個(gè)示例 (改進(jìn)示例4)8.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器9.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)拾取器1.光盤設(shè)備的整體構(gòu)造以下，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用光學(xué)拾取器的光盤設(shè)備。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤設(shè)備1包括在光盤2上執(zhí)行信息的記錄 和再現(xiàn)的光學(xué)拾取器3以及用作為用于轉(zhuǎn)動(dòng)光盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分的主軸電動(dòng)機(jī)4。此外， 光盤設(shè)備1包括傳輸電動(dòng)機(jī)5，沿光盤2的徑向方向移動(dòng)光學(xué)拾取器3。在具有三種不同格式的三種光盤并且具有層疊的記錄層的光盤上執(zhí)行信息的記錄與/或再現(xiàn)的三種不同標(biāo) 準(zhǔn)之間，光盤設(shè)備1具有兼容性。這里使用的光盤例如是使用發(fā)射波長在785nm附近的半導(dǎo)體激光器作為光源的 諸如⑶(光盤)、⑶-R(可記錄)或⑶-WR(可再寫)的光盤。此外，這里使用的光盤例如 是使用發(fā)射波長在655nm附近的半導(dǎo)體激光器作為光源的諸如DVD(數(shù)字多用途光盤)、 DVD-R (可記錄)或DVD-WR (可再寫)的光盤。此外，這里使用的光盤例如是使用具有405nm 附近的短發(fā)射波長的半導(dǎo)體激光器作為光源允許高密度記錄的如BD (藍(lán)光光盤(注策商 標(biāo)))的高密度可記錄型光盤。具體地，假設(shè)以下的第一至第三光盤11、12和13用作為三種光盤2，光盤設(shè)備1在 上面執(zhí)行信息的再現(xiàn)和記錄，以下將在該假設(shè)下進(jìn)行描述。第一光盤11是上述的可以高密 度記錄的如BD的光盤，其保護(hù)層形成為具有約0. Imm的第一厚度，并且使用波長約405nm 的光束作為記錄和再現(xiàn)光束。一般地，在第一光盤11中，可以使用具有一個(gè)記錄層的光盤 (覆蓋層厚100μπι)和具有兩個(gè)記錄層的所謂的雙層光盤。然而，可以使用具有多個(gè)記錄 層的光盤。在雙層光盤的情況中，記錄層LO的覆蓋層的厚度設(shè)為約100 μ m,記錄層Ll的覆 蓋層的厚度設(shè)為約75 μ m。第二光盤12是如DVD的光盤，其保護(hù)層形成為具有約0. 6mm的 第二厚度，并且使用波長約655nm的光束作為記錄和再現(xiàn)光束。此外，光盤也可以具有多個(gè) 記錄層。第三光盤13是如CD的光盤，其保護(hù)層形成為具有約1. Imm的第三厚度，并且使用 波長約785nm的光束作為記錄和再現(xiàn)光束。按照盤的類型，對(duì)光盤設(shè)備1的主軸電動(dòng)機(jī)4和傳輸電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)由伺服控制 部分9控制，伺服控制部分9基于來自系統(tǒng)控制器7的指令被控制，系統(tǒng)控制器7還用作為 盤類型判斷單元。例如按照第一光盤11、第二光盤12和第三光盤13，主軸電動(dòng)機(jī)4和傳輸 電動(dòng)機(jī)5以預(yù)定的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。光學(xué)拾取器3包括三波長兼容光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)拾取器3將不同波長的光束從符合 不同標(biāo)準(zhǔn)的光盤的保護(hù)層發(fā)射到記錄層，并且從記錄層檢測(cè)反射光束。光學(xué)拾取器3從檢 測(cè)到的反射光輸出與每個(gè)光束對(duì)應(yīng)的信號(hào)。光盤設(shè)備1包括前置放大器14，基于從光學(xué)拾取器3輸出的信號(hào)產(chǎn)生聚焦誤差信 號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)、RF信號(hào)。此外，光盤設(shè)備1包括信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和誤差校正碼塊15(以 下，稱為信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊)，對(duì)從前置放大器14接收的信號(hào)解調(diào)或?qū)耐獠坑?jì)算 機(jī)17接收的信號(hào)解調(diào)。此外，光盤設(shè)備1包括接口 16，D/A、A/D轉(zhuǎn)換器18，音頻-視頻處 理部分19和音頻-視頻信號(hào)輸入輸出部分20。基于從光學(xué)檢測(cè)器的輸出，前置放大器14用像散方法產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)，并且用 3-光束方法、DPD方法和DPP方法產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)。此外，前置放大器14產(chǎn)生RF信號(hào)并 將RF信號(hào)輸出到信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15。此外，前置放大器14將聚焦誤差信號(hào)和跟 蹤誤差信號(hào)輸出到伺服控制部分9。當(dāng)數(shù)據(jù)被記錄在第一光盤上時(shí)，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15對(duì)從接口 16或D/A、 A/D轉(zhuǎn)換器18輸入的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行以下處理。S卩，當(dāng)在第一光盤11上記錄數(shù)據(jù)時(shí)，信號(hào)調(diào) 制解調(diào)器和ECC塊15用諸如LDC-ECC、BIS等的誤差校正方法對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行誤差 校正處理。然后，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15執(zhí)行諸如1-7PP方法等的調(diào)制處理。此外， 當(dāng)在第二光盤12上記錄數(shù)據(jù)時(shí)，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15用諸如PC(乘積碼)等的誤差校正方法執(zhí)行誤差校正處理，然后執(zhí)行諸如8-16調(diào)制等的調(diào)制處理。當(dāng)在第三光盤13 上記錄數(shù)據(jù)時(shí)，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15用諸如CIRC等的誤差校正方法執(zhí)行誤差校正 處理，然后執(zhí)行諸如8-14調(diào)制等的調(diào)制處理。信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15然后將被調(diào)制 的數(shù)據(jù)輸出到激光器控制部分21。此外，當(dāng)再現(xiàn)每個(gè)光盤時(shí)，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15 基于從前置放大器14輸出的RF信號(hào)執(zhí)行解調(diào)處理。此外，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15執(zhí) 行誤差校正處理，并將數(shù)據(jù)輸出到接口 16或D/A、A/D轉(zhuǎn)換器18。此外，在壓縮和記錄數(shù)據(jù)時(shí)，可以在信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15和接口 16或D/A、 A/D轉(zhuǎn)換器18之間設(shè)置壓縮/解壓縮部分。在這種情況下，使用諸如MPEG2或MPEG4的方 法壓縮數(shù)據(jù)。伺服控制部分9從前置放大器14接收聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)的輸入。伺 服控制部分9產(chǎn)生聚焦伺服信號(hào)和跟蹤伺服信號(hào)使聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)成為0， 并且基于伺服信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以控制物鏡驅(qū)動(dòng)部分(例如用于驅(qū)動(dòng)物鏡的雙軸致動(dòng)器等)。 并且，伺服控制部分9從前置放大器14的輸出檢測(cè)同步信號(hào)等，并且用CLV (恒定線速度)、 CAV(恒定角速度)、兩者的結(jié)合或其它方法控制主軸電動(dòng)機(jī)。激光器控制部分21控制光學(xué)拾取器3的激光光源。具體地，在這個(gè)具體示例中， 激光器控制部分21執(zhí)行控制以使激光光源的輸出能力在記錄模式和再現(xiàn)模式之間是不同 的。激光器控制部分21執(zhí)行控制以使激光光源的輸出能力按照光盤2的類型而不同。激 光器控制部分21根據(jù)光盤類型確定部分22所檢測(cè)到的光盤2的類型來切換光學(xué)拾取器3 的激光光源。通過基于表面反射系數(shù)檢測(cè)第一至第三光盤11、12和13之間的反射光線量的變 化、形狀和外表形狀的不同等，光盤類型確定部分22可以檢測(cè)光盤2的不同格式。按照光盤類型確定部分22的檢測(cè)結(jié)果，構(gòu)成光盤設(shè)備1的相應(yīng)的塊配置為可以基 于安裝于其上的光盤2的規(guī)格來執(zhí)行信號(hào)處理。系統(tǒng)控制器7按照光盤類型確定部分22確定的光盤2的類型來控制整個(gè)裝置。此 外，根據(jù)用戶的操作輸入，系統(tǒng)控制器7基于記錄在預(yù)先掌握的凹坑、凹槽等(設(shè)置在光盤 的最內(nèi)周上)中的地址信息或目錄(TOC)控制相應(yīng)的部分。即，系統(tǒng)控制器7基于上述信 息指定將要記錄或再現(xiàn)的光盤的記錄位置或再現(xiàn)位置，并且基于指定的位置來控制相應(yīng)的 部分。如上構(gòu)造的光盤設(shè)備1用于通過主軸電動(dòng)機(jī)4使光盤2運(yùn)動(dòng)。然后，光盤設(shè)備1 根據(jù)來自伺服控制部分9的控制信號(hào)控制傳輸電動(dòng)機(jī)5，并且將光學(xué)拾取器3移動(dòng)到與光盤 2的理想記錄軌道對(duì)應(yīng)的位置，從而在光盤2上執(zhí)行信息的記錄和再現(xiàn)。具體地，當(dāng)光盤設(shè)備1執(zhí)行記錄和再現(xiàn)時(shí)，伺服控制部分9以CAV、CLV或其結(jié)合的 方法轉(zhuǎn)動(dòng)光盤2。光學(xué)拾取器3照亮來自光源的光束以通過檢測(cè)器檢測(cè)來自光盤2的返回 光束，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)。此外，光學(xué)拾取器3基于這些聚焦誤差信號(hào) 和跟蹤誤差信號(hào)通過物鏡驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)物鏡，從而執(zhí)行聚焦伺服和跟蹤伺服。當(dāng)光盤設(shè)備1執(zhí)行記錄時(shí)，來自外部計(jì)算機(jī)17的信號(hào)經(jīng)由接口 16被輸入信號(hào)調(diào) 制解調(diào)器和ECC塊15。信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15將上述的預(yù)定的誤差校正碼加到從接 口 16或D/A、A/D轉(zhuǎn)換器18輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，執(zhí)行預(yù)定的調(diào)制處理，并且隨后產(chǎn)生記錄信 號(hào)。激光器控制部分21基于信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15產(chǎn)生的記錄信號(hào)控制光學(xué)拾取器3的激光光源，并且在預(yù)定的光盤上記錄。當(dāng)光盤設(shè)備1再現(xiàn)記錄在光盤2上的信息時(shí)，信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15對(duì)光學(xué) 檢測(cè)器所檢測(cè)的信號(hào)執(zhí)行解調(diào)處理。當(dāng)由信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15解調(diào)的記錄信號(hào)用于 計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，記錄信號(hào)通過接口 16被輸出到外部計(jì)算機(jī)17。從而，外部計(jì)算機(jī)17 可以基于記錄在光盤2上的信號(hào)操作。此外，當(dāng)由信號(hào)調(diào)制解調(diào)器和ECC塊15解調(diào)的記錄 信號(hào)用于視聽時(shí)，記錄信號(hào)通過D/A、A/D轉(zhuǎn)換器18進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并且被提供到音頻_視 頻處理部分19。之后，記錄信號(hào)通過音頻-視頻處理部分19進(jìn)行音頻-視頻處理，并且通 過音頻_視頻信號(hào)輸入輸出部分20被輸出到外接揚(yáng)聲器或監(jiān)視器(圖中未示出)。這里，將詳細(xì)描述上述的光盤設(shè)備1中用于執(zhí)行記錄和再現(xiàn)的光學(xué)拾取器3等。2.光學(xué)拾取器的整體構(gòu)造接下來，描述根據(jù)本發(fā)明的在上述的光盤設(shè)備1中使用的光學(xué)拾取器3。如上所 述，光學(xué)拾取器3在具有不同格式(例如保護(hù)層厚度)的第一至第三光盤11、12和13的三 種類型的自動(dòng)選擇的光盤上選擇性地照亮具有不同波長的多個(gè)光束。此外，在用于在三種 類型的光盤上執(zhí)行信息信號(hào)的記錄與/或再現(xiàn)的三種波長之間，光學(xué)拾取器3具有兼容性。 此外，光學(xué)拾取器3配置為提高光使用效率、減小不必要光的入射、適當(dāng)?shù)卦O(shè)定操作距離和 焦距，并且在生產(chǎn)上具有優(yōu)勢(shì)。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取器3包括第一光源部分31，具有用于 發(fā)射第一波長的光束的第一發(fā)射部分。此外，光學(xué)拾取器3包括第二光源部分32，具有用于 發(fā)射比第一波長更長的第二波長的光束的第二發(fā)射部分。此外，光學(xué)拾取器3包括第三光 源部分33，具有用于發(fā)射比第二波長更長的第三波長的光束的第三發(fā)射部分。光學(xué)拾取器 3還包括用作為光線聚集光學(xué)裝置的物鏡34，用于聚集從第一至第三發(fā)射部分發(fā)射到光盤 2的信號(hào)記錄表面上的光束。此外，光學(xué)拾取器3包括設(shè)置在第二、第三發(fā)射部分和物鏡34之間的第一分束器 36。第一分束器36用作為光路合成部分，用于將從第二發(fā)射部分發(fā)射的具有第二波長的 光束和從第三發(fā)射部分發(fā)射的具有第三波長的光束的光路合成。此外，光學(xué)拾取器3包括 設(shè)置在第一分束器36和物鏡34之間的第二分束器37。第二分束器37用作為光路合成部 分，用于將通過第一分束器36合成的具有第二、第三波長的光束和從第一發(fā)射部分發(fā)射的 具有第一波長的光束的光路合成。此外，光學(xué)拾取器3包括設(shè)置在第二分束器37和物鏡34 之間的第三分束器38。第三分束器38用作為光路分裂部分，用于將通過第二分束器37合 成的具有第一至第三波長的光束的出射光路與光盤反射回的第一至第三波長的光束的返 回光路(以下稱為“返回光路”)分裂。此外，光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在第一光源部分31的第一發(fā)射部分和第二分束器37 之間的第一光柵39。第一光柵39將第一發(fā)射部分發(fā)射的第一波長的光束衍射為三束，用于 檢測(cè)跟蹤誤差信號(hào)等。此外，光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在第二光源部分32的第二發(fā)射部分和 第一分束器36之間的第二光柵40。第二光柵40將第二發(fā)射部分發(fā)射的第二波長的光束衍 射為三束，用于檢測(cè)跟蹤誤差信號(hào)等。此外，光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在第三光源部分33的 第三發(fā)射部分和第一分束器36之間的第三光柵41。第三光柵41將第三發(fā)射部分發(fā)射的第 三波長的光束衍射為三束，用于檢測(cè)跟蹤誤差信號(hào)等。此外，光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在第三分束器38和物鏡34之間的準(zhǔn)直透鏡42。準(zhǔn)直透鏡42用作為擴(kuò)張角轉(zhuǎn)換部分，用于將具有第一至第三波長的光束(其光路由第三分束 器38合成)的擴(kuò)張角進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而調(diào)節(jié)為光線大體平行的狀態(tài)或相對(duì)于大體上平行的光 線的擴(kuò)張或會(huì)聚狀態(tài)。光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡42和物鏡34之間的1/4波片 43，從而對(duì)具有第一至第三波長的光束(其擴(kuò)張角由準(zhǔn)直透鏡42調(diào)節(jié))給出1/4波相差。 光學(xué)拾取器3具有設(shè)置在物鏡34和1/4波片43之間的方向調(diào)整鏡44。方向調(diào)整鏡44通 過反射光束來調(diào)整光束的方向，該光束從大體上與物鏡34的光軸垂直的平面中的上述光 學(xué)部件通過，從而沿著朝向物鏡34的光軸的方向發(fā)射光束。此外，光學(xué)拾取器3包括光學(xué)檢測(cè)器45，用于接收和檢測(cè)從出射路徑上具有第一 至第三波長的光束在返回路徑上的第三分束器38處分裂的具有第一至第三波長的光束。 此外，光學(xué)拾取器3包括設(shè)置在第三分束器38和光學(xué)檢測(cè)器45之間的多透鏡46。多透鏡 46將第三分束器38處分裂的返回路徑上具有第一至第三波長的光束聚集在光學(xué)檢測(cè)器45 的光電探測(cè)器等的感光表面上，并同時(shí)提供用于檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)等的像散。第一光源部分31具有第一發(fā)射部分，用于將約405nm的第一波長的光束發(fā)射到第 一光盤11上。第二光源部分32具有第二發(fā)射部分，用于將約655nm的第二波長的光束發(fā) 射到第二光盤12上。第三光源部分33具有第一發(fā)射部分，用于將約785nm的第三波長的 光束發(fā)射到第三光盤13上。此外，在這里，第一至第三發(fā)射部分配置為布置在單獨(dú)的光源 部分31、32和33上，但是本發(fā)明不限于此。例如，具有第一至第三發(fā)射部分中的兩個(gè)發(fā)射 部分的光源部分和具有剩下的一個(gè)發(fā)射部分的光源部分可以布置在不同的位置。此外，例 如第一至第三發(fā)射部分可以布置為用于在大體上相同的位置處形成光源部分。物鏡34將具有第一至第三波長的光束聚集到光盤2的信號(hào)記錄表面上。物鏡34 被物鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如未圖示的雙軸致動(dòng)器等)可移動(dòng)地保持?；诠鈱W(xué)檢測(cè)器45處檢 測(cè)的來自光盤2的返回光線的RF信號(hào)所產(chǎn)生的跟蹤誤差信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)，通過雙軸致 動(dòng)器等來移動(dòng)操作物鏡34。從而沿兩個(gè)軸移動(dòng)物鏡34，一個(gè)沿朝向/離開光盤2的方向， 另一個(gè)沿光盤2的徑向。物鏡34聚集從第一至第三發(fā)射部分發(fā)射的光束，從而光束聚焦在 光盤2的信號(hào)記錄表面上，并且使聚焦的光束跟蹤形成在光盤2的信號(hào)記錄表面上的記錄 軌跡。此外，如以下將描述的，可以在與物鏡分離的光學(xué)元件(衍射光學(xué)元件35B)上設(shè)置 衍射部分50(參照?qǐng)D6)。在這種情況下，后述的衍射光學(xué)元件35B被物鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(其中 物鏡34B被保持)的透鏡保持器保持以與物鏡34B形成整體。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使在例 如沿物鏡34B的跟蹤方向移動(dòng)的場(chǎng)移位時(shí)，也可以適當(dāng)?shù)卣宫F(xiàn)后述的設(shè)置在衍射光學(xué)元件 35B上的衍射部分50的優(yōu)勢(shì)。物鏡34設(shè)置有衍射部分50，衍射部分50包括形成在透鏡的一個(gè)表面(例如入射 側(cè)表面)上的多個(gè)衍射區(qū)域。通過使用衍射部分50，物鏡34將傳遞通過相應(yīng)的多個(gè)衍射 區(qū)域的具有第一至第三波長的相應(yīng)的光束進(jìn)行衍射，使得光束具有預(yù)定的衍射級(jí)。如上所 述，物鏡34的衍射部分50允許光束在擴(kuò)張狀態(tài)或會(huì)聚狀態(tài)具有預(yù)定的擴(kuò)張角并入射到物 鏡34。具體地，通過使用單獨(dú)的物鏡34，衍射部分50可以將具有第一至第三波長的光束適 當(dāng)?shù)鼐奂较鄳?yīng)的三種類型的光盤的信號(hào)記錄表面上，從而不引起球面像差。具有衍射部 分50的物鏡34具有基于作為參照的透鏡表面形狀(構(gòu)造為產(chǎn)生衍射能力)形成的衍射結(jié) 構(gòu)(構(gòu)造為產(chǎn)生衍射能力)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，具有衍射部分50的物鏡34用作為光線聚集 光學(xué)裝置，在相應(yīng)的光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂哂腥N不同波長的光束，不引起球面像差。此外，如上所述，物鏡34具有折射元件的功能和衍射元件的功能的結(jié)合。S卩，物 鏡34具有由透鏡的彎曲表面帶來的折射功能和由設(shè)置在其一個(gè)表面上的衍射部分50帶來 的衍射功能的結(jié)合。為了概念地描述衍射部分50的衍射功能，在這里描述的示例情況(參照?qǐng)D6A和 圖6B)中，衍射部分50設(shè)置在與后述的具有衍射能力的物鏡34B分離的衍射光學(xué)元件35B 上。例如，如圖3A所示，與僅具有折射功能的物鏡34B —起使用的衍射光學(xué)元件35B將傳遞 通過衍射部分50的具有第一波長的光束BBO衍射成為+1級(jí)衍射光線BBl，并且允許光束入 射到物鏡34B。即，具有衍射部分50的衍射光學(xué)元件35B允許光束在擴(kuò)張狀態(tài)中具有預(yù)定 的擴(kuò)張角并入射到物鏡34B，從而在第一光盤11的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂馐?。如圖 3B所示，衍射光學(xué)元件35B將傳遞通過衍射部分50的具有第二波長的光束BDO衍射成為_2 級(jí)衍射光線BD1，并且允許光束入射到物鏡34B。即，具有衍射部分50的衍射光學(xué)元件35B 允許光束在會(huì)聚狀態(tài)中具有預(yù)定的擴(kuò)張角并入射到物鏡34B，從而在第二光盤12的信號(hào)記 錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂馐?。如圖3C所示，衍射光學(xué)元件35B將傳遞通過衍射部分50的具 有第三波長的光束BCO衍射成為-3級(jí)衍射光線BCl，并且允許光束入射到物鏡34B。S卩，具 有衍射部分50的衍射光學(xué)元件35B允許光束在會(huì)聚狀態(tài)中具有預(yù)定的擴(kuò)張角并入射到物 鏡34B，從而在第三光盤13的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂馐Ｈ缟纤?，衍射部?0的 衍射光學(xué)元件35B通過使用物鏡34B可以在三種光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂馐?不引起球面像差。此外，在這里，描述的示例中，參照?qǐng)D3A至圖3C，具有相同波長的光束在 衍射部分50的多個(gè)衍射區(qū)域變成具有相同衍射級(jí)的衍射光束，但是本發(fā)明不限于此。艮口， 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)成光學(xué)拾取器3的衍射部分50如下所述可以為每個(gè)區(qū)域根據(jù)相 應(yīng)的波長設(shè)定衍射級(jí)，執(zhí)行適當(dāng)?shù)目讖较拗?，并且減小球面像差。在以上的實(shí)施例中，衍射 部分50獨(dú)立于物鏡設(shè)置在光學(xué)元件上的情況作為示例來描述。然而，這里描述的整體地設(shè) 置在物鏡34的一個(gè)表面上的衍射部分50按照衍射結(jié)構(gòu)通過向其施加衍射能力也具有相同 的功能。此外，通過衍射部分50的衍射能力和物鏡34的作為參照表面的彎曲的透鏡表面 帶來的折射能力，可以在相應(yīng)光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂哂邢鄳?yīng)波長的光束，從 而不引起球面像差。根據(jù)上述和以下的衍射級(jí)的描述，沿前進(jìn)方向傳播時(shí)在接近光軸側(cè)的方向衍射的 入射光束的衍射級(jí)被限定為正衍射級(jí)，沿前進(jìn)方向傳播時(shí)在從光軸側(cè)擴(kuò)張的方向衍射的入 射光束的衍射級(jí)被限定為負(fù)衍射級(jí)。換言之，朝向光軸方向衍射的入射光束的衍射級(jí)被限 定為正衍射級(jí)。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)置在光學(xué)拾取器3中的物鏡和衍射部分不限于圖 4A和圖4B所示的物鏡34和衍射部分50，它們的其它構(gòu)造的示例在圖5A至圖7B中示出。 在以下的第3至第7部分將詳細(xì)描述每種具體構(gòu)造。設(shè)置在物鏡34和第三分束器38之間的準(zhǔn)直透鏡42將第一至第三波長光束(其光 路由第二分束器37合成并且傳遞通過第三分束器38)的相應(yīng)的擴(kuò)散角進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過對(duì) 相應(yīng)波長的光束的擴(kuò)散角進(jìn)行轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)直透鏡42將光束發(fā)射到1/4波片43和物鏡34側(cè)， 例如以光線大體上平行的狀態(tài)。例如，準(zhǔn)直透鏡42允許第一波長的光束入射到上述的物鏡 34，其擴(kuò)散角為光線大體上平行的狀態(tài)。此外，準(zhǔn)直透鏡42允許第二和第三波長的光束在 的擴(kuò)散角相對(duì)于平行光線略擴(kuò)散或會(huì)聚的狀態(tài)(以下也稱為“有限系統(tǒng)狀態(tài)”)中入射到物鏡34。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過物鏡34在第二和第三光盤的信號(hào)記錄表面上聚集第二和第三 波長的光束時(shí)通過減小球面像差來減小像差的同時(shí)，準(zhǔn)直透鏡42可以實(shí)現(xiàn)三波長兼容性。 這里，由于第二光源部分32和準(zhǔn)直透鏡42之間的位置關(guān)系以及/或第三光源部分33和準(zhǔn) 直透鏡42之間的位置關(guān)系，可以允許光束以預(yù)定的擴(kuò)張角狀態(tài)入射到物鏡34。作為另一種 結(jié)構(gòu)，例如在多個(gè)發(fā)射部分位于共同的光源部分上的情況中，這可以通過提供僅轉(zhuǎn)換第二 和/或第三波長的光束的擴(kuò)張角的元件來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，通過提供用于驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)直透鏡42的機(jī) 構(gòu)，可以使光束以預(yù)定的擴(kuò)張角狀態(tài)入射到物鏡34。此外，根據(jù)情況，第二波長的光束或第 三波長的光束可以配置為在有限系統(tǒng)狀態(tài)入射到物鏡34，從而進(jìn)一步減小像差。此外，通 過允許第二和第三波長的光束在擴(kuò)張狀態(tài)入射到有限系統(tǒng)，可以在光束返回時(shí)調(diào)節(jié)放大倍 數(shù)。此外，在這種情況下，同樣具有的優(yōu)勢(shì)是在理想的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)之間 的兼容性，其中通過在返回時(shí)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)使聚焦范圍適應(yīng)于格式。多透鏡46例如是波長選擇性多透鏡。具有第一至第三波長的返回光束在相應(yīng)的 光盤的信號(hào)記錄表面上被反射，傳遞通過物鏡34、準(zhǔn)直透鏡42等，被第三分束器38反射從 而從出射光束分離，并且被入射到多透鏡46。多透鏡46在光學(xué)檢測(cè)器45的光電檢測(cè)器等 的感光表面上適當(dāng)?shù)鼐奂馐?。此時(shí)，多透鏡46提供具有像散的返回光束，用于檢測(cè)聚焦 誤差信號(hào)等。光學(xué)檢測(cè)器45接收多透鏡46處聚集的返回光束，并且與信息信號(hào)一起檢測(cè)各種 類型的檢測(cè)信號(hào)，例如聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)等。在如上構(gòu)造的光學(xué)拾取器3中，基于由光學(xué)檢測(cè)器45獲得的聚焦誤差信號(hào)和跟蹤 誤差信號(hào)來驅(qū)動(dòng)物鏡34使其移動(dòng)。通過物鏡34的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，光學(xué)拾取器3將物鏡34移動(dòng) 到光盤2的信號(hào)記錄表面上的焦點(diǎn)位置，用來將光束聚焦到光盤2的信號(hào)記錄表面上，從而 在光盤2上執(zhí)行信息的記錄或再現(xiàn)。3.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物鏡接下來，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在上述光學(xué)拾取器3中使用的物鏡34和 設(shè)置在物鏡34上的衍射部分50。具體地，如圖4A和圖4B所示，設(shè)置在物鏡34的入射側(cè)表面上的衍射部分50具有 第一區(qū)域(以下稱為“內(nèi)球狀區(qū)”或“第一衍射區(qū)域”)51，其設(shè)置在最內(nèi)周部分并且大體上 呈圓形。此外，衍射部分50具有設(shè)置在第一區(qū)域51的外側(cè)的第二區(qū)域(以下稱為“中間 球狀區(qū)”或“第二衍射區(qū)域”)52，其呈球狀區(qū)形狀。此外，衍射部分50具有設(shè)置在第二區(qū)域 52的外側(cè)的第三區(qū)域(以下稱為“外球狀區(qū)”或“第三衍射區(qū)域”)53，其呈球狀區(qū)形狀。作為內(nèi)球狀區(qū)的第一區(qū)域51具有第一衍射結(jié)構(gòu)，其具有球狀區(qū)形狀并且具有預(yù) 定深度。第一區(qū)域51配置為使光線衍射，從而具有從其中傳輸?shù)牡谝徊ㄩL的光束的衍射級(jí) 的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第一光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。 之后，第一區(qū)域51使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光線具有最大衍射率。此外，通過使用第一衍射結(jié)構(gòu)，第一區(qū)域51配置為使光線衍射，從而具有從其中 傳輸?shù)牡诙ㄩL的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第二光盤的信號(hào)記錄 表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。之后，第一區(qū)域51使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光 線具有最大衍射率。此外，通過使用第一衍射結(jié)構(gòu)，第一區(qū)域51配置為使光線衍射，從而具有從其中傳輸?shù)牡谌ㄩL的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第三光盤的信號(hào)記錄 表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。之后，第一區(qū)域51使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光 線具有最大衍射率。如上所述，第一區(qū)域51具有衍射結(jié)構(gòu)，其適于使具有上述預(yù)定的衍射級(jí)的衍射光 線相對(duì)于各波長的光束占主導(dǎo)。從而，第一區(qū)域51可以校正并減小球面像差，該球面像差 是當(dāng)具有各波長的光束(傳遞通過第一區(qū)域51并且變?yōu)榫哂蓄A(yù)定的衍射級(jí)的衍射光線) 被物鏡34聚集在各光盤的信號(hào)記錄表面上時(shí)產(chǎn)生的。此外，在之后詳細(xì)描述的第一區(qū)域51 和第二、第三區(qū)域52、53中，如以上和以下的描述，具有預(yù)定的衍射級(jí)的衍射光線被選擇為 相對(duì)于各波長的光束(包括傳輸光線，即0級(jí)光線)占主導(dǎo)。此外，形成在第一區(qū)域51上的第一衍射結(jié)構(gòu)具有球狀區(qū)形狀，并且是周期的結(jié) 構(gòu)，其中具有凹形和凸形的單個(gè)周期結(jié)構(gòu)(通過將傾斜部分與相對(duì)于參照表面的多個(gè)臺(tái)階 結(jié)合而形成)沿球狀區(qū)的徑向相繼地形成。這里，第一衍射結(jié)構(gòu)形成有恒定的或連續(xù)變化 的間距，其中各臺(tái)階沿光軸方向相對(duì)于參照表面的高度以及各臺(tái)階的寬度相對(duì)于一個(gè)周期 的寬度的比例形成為周期性的。形成為周期結(jié)構(gòu)的第一衍射結(jié)構(gòu)中，高度h的閃耀結(jié)構(gòu)與 用作為基底的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊。閃耀結(jié)構(gòu)的坡度的增大方向是與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái) 階高度增大的方向相對(duì)的方向。此外，該結(jié)構(gòu)使高度h滿足表達(dá)式h< (λ i/(ni-i))0這 里nl是衍射部分50的構(gòu)成材料在第一波長λ 1處的折射率，S卩，該實(shí)施例中物鏡34的構(gòu) 成材料的折射率。與閃耀結(jié)構(gòu)重疊的作為重疊目標(biāo)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)可以是等距的多臺(tái)階 衍射結(jié)構(gòu)，其中周期中臺(tái)階的寬度相等且周期中臺(tái)階的高度相等?；蛘?，多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)可 以是不等距的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其與等距的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)不同在于其寬度是變化的。因 此，可以獲得如下述重疊的閃耀結(jié)構(gòu)的效果，即，可以減小不必要的光線的影響。此外，在這 里描述的實(shí)施例中，描述的示例中采用非等距的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，用于采用對(duì)于溫度和波 長的變化的有利的結(jié)構(gòu)。閃耀重疊結(jié)構(gòu)通過與非等距的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)一起使用尤其是有 利的。此外，圖8Α所示的結(jié)構(gòu)可以獲得閃耀重疊結(jié)構(gòu)的效果和非等距的結(jié)構(gòu)的效果。具體地，這里描述的設(shè)置在第一區(qū)域51上的第一衍射結(jié)構(gòu)如圖4Α、4Β和8Α所示 被配置為使得具有以光軸為中心的球形區(qū)形狀衍射結(jié)構(gòu)被設(shè)置在參照表面上。即，第一衍 射結(jié)構(gòu)形成為施加斜坡的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，并且從而形成的結(jié)構(gòu)中斜坡的增大方向是與臺(tái) 階高度的增大方向相對(duì)的方向。參照?qǐng)D8Β和圖8C詳細(xì)描述圖8Α所示的第一衍射結(jié)構(gòu)。S卩，第一衍射結(jié)構(gòu)形成為圖8Α所示的施加斜坡的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)。然而，這與將 斜坡結(jié)構(gòu)加到圖8Β所示的作為基礎(chǔ)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是相同的。圖8Β所示的多臺(tái) 階衍射結(jié)構(gòu)與圖8C所示的作為基礎(chǔ)的等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的不同在于，為了不受溫度和 波長變化的影響(以下稱為“環(huán)境變化”)而展示良好的特性，其寬度中至少一部分變?yōu)榉?等距。這里，圖8Β和圖8C所示的衍射結(jié)構(gòu)形成為使得在預(yù)定深度d(以下稱為“槽深”)處 具有預(yù)定臺(tái)階數(shù)S(S是正整數(shù))的樓梯形(以下稱為“多臺(tái)階形”)沿徑向相繼地形成。此 外，圖8C所示的衍射結(jié)構(gòu)是等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其中臺(tái)階的寬度、高度在一個(gè)周期中是 相等的。此外，在圖8B所示的衍射結(jié)構(gòu)中，形成多臺(tái)階形，其中為了顯示不受環(huán)境變化(溫 度和波長的變化)的影響，臺(tái)階如下所述間隔不相等。這里，上述的衍射結(jié)構(gòu)中的球形區(qū)的 分段形狀指的是包括球形區(qū)的徑向的表面(即，與球形區(qū)的切線垂直的表面)的分段形狀。 通過將預(yù)定的閃耀結(jié)構(gòu)和圖8B所示的衍射結(jié)構(gòu)重疊，形成圖8A所示的施加斜坡的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，并且從而可以獲得以下的效果。以下將具體描述閃耀重疊結(jié)構(gòu)。此外，參照表面指的是用作為物鏡34的折射元件的入射側(cè)表面的形狀。此外，如 實(shí)際中圖4A所示，在第一區(qū)域51中，假定用作為物鏡34的折射元件的入射側(cè)表面的形狀 是參照表面，衍射結(jié)構(gòu)形成為如下。即，在第一區(qū)域51中，如圖8A所示，表面的形狀形成為 具有衍射結(jié)構(gòu)(具有衍射功能)的球狀區(qū)形狀和參照表面上的施加斜坡的多臺(tái)階表面形狀 之間的結(jié)合。然而，在圖8A和后述的圖IOA和圖IOB中，為了便于描述，僅描述形成在參照 表面上的衍射結(jié)構(gòu)的形狀，在以下的描述中，也描述形成在參照表面上的形狀。當(dāng)衍射部分 50形成為與物鏡分離的光學(xué)元件(后述的衍射光學(xué)元件35B)時(shí)，圖8A、IOA和IOB中所示 的形狀是相應(yīng)的衍射光學(xué)元件35B的分段形狀。此外，圖4A和4B等所示的衍射結(jié)構(gòu)如下 所述在實(shí)際中形成為顯微尺寸，圖8A至8C等示出了放大的部分。此外，圖8B所示的沒有重疊閃耀結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)(呈具有預(yù)定臺(tái)階數(shù)S的多臺(tái)階 形)所形成的結(jié)構(gòu)中，具有大體上相等深度的多臺(tái)階部分(每個(gè)具有第一至第S個(gè)臺(tái)階) 從等距的構(gòu)造變?yōu)榫哂斜舜瞬煌纳疃群蛯挾龋⑶已貜较蛳嗬^地形成。換言之，衍射結(jié)構(gòu) 形成為具有沿光軸方向大體上相等間隔的第一至第S+1個(gè)衍射表面。此外，衍射結(jié)構(gòu)中預(yù) 定的深度d指的是位于最靠近多臺(tái)階形的表面?zhèn)任恢锰幍牡赟+1個(gè)衍射表面(在最淺位置 的最高臺(tái)階)和位于最靠近多臺(tái)階形的元件側(cè)位置處的第一個(gè)衍射表面(在最深位置的最 低臺(tái)階)之間的沿光軸方向的長度。此外，在圖8B中，構(gòu)造為使得每個(gè)臺(tái)階部分的每個(gè)臺(tái) 階形成為沿徑向更靠近內(nèi)側(cè)，即，隨著沿徑向接近其內(nèi)側(cè)，臺(tái)階形成為更靠近表面?zhèn)?。原?是后述的衍射級(jí)在內(nèi)球形區(qū)中被選取為最大衍射效率級(jí)。此外，類似于內(nèi)球形區(qū)，圖IOA和 IOB示出的示例中，多臺(tái)階形的每個(gè)臺(tái)階或沿徑向靠近內(nèi)側(cè)形成的具有鋸齒形的每個(gè)不平 坦的斜坡表面形成為更靠近表面?zhèn)龋潜景l(fā)明不限于此。即，按照選取的衍射級(jí)，設(shè)定閃 耀形狀或多臺(tái)階形狀態(tài)的形成方向。在圖8A至8C、10A和IOB中，附圖標(biāo)記RO代表沿球形 區(qū)的徑向朝向外側(cè)的方向，即，離開光軸的方向。如上所述，在第一區(qū)域51中，在參照表面上形成施加斜坡的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其 中具有臺(tái)階數(shù)S的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向相繼地形成。然而，該結(jié)構(gòu)包括以下附加的 構(gòu)造。首先，在重疊了閃耀結(jié)構(gòu)的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)中，附加設(shè)置了微小臺(tái)階，對(duì)于一個(gè)單位周期 的具有相同的水平差和相同的間隔的結(jié)構(gòu)，每個(gè)微小臺(tái)階具有一半的水平差和間隔。原因 是，盡管附加了具有基本的水平差和間隔的大概一半的微小臺(tái)階，然而預(yù)定的衍射級(jí)的衍 射效率的特性只改變了一點(diǎn)，對(duì)整體特性沒有很大影響。換言之，原因是，通過限定如下設(shè) 定的臺(tái)階數(shù)S和槽深d，可以展現(xiàn)衍射部分和物鏡的功能，并且即使如上所述當(dāng)附加微小臺(tái) 階時(shí)也可以展現(xiàn)相同的功能。此外，臺(tái)階數(shù)S是一個(gè)周期中多臺(tái)階結(jié)構(gòu)中的臺(tái)階數(shù)，當(dāng)其間 的水平差等于或小于多臺(tái)階結(jié)構(gòu)中相應(yīng)臺(tái)階的平均高度的一半時(shí)，不計(jì)為一個(gè)臺(tái)階。此外， 在臺(tái)階數(shù)S的限定中，如果S = 0，則表示其表面是平面。此外，槽深度d是一個(gè)周期中最大 深度和最小深度之間的差，即，一個(gè)周期中在多臺(tái)階結(jié)構(gòu)中沿光軸方向彼此相距最遠(yuǎn)的表 面之間的軸上距離。此外，以上描述同樣適用于下述的第二區(qū)域52。在用作為形成在第一區(qū)域51上的第一衍射結(jié)構(gòu)和下述的第二和第三衍射結(jié)構(gòu)的 基礎(chǔ)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)中，將主導(dǎo)衍射級(jí)和衍射效率考慮在內(nèi)確定槽深度d和臺(tái)階數(shù)S。此 外，如圖8B所示，臺(tái)階的槽寬度(多臺(tái)階形的每個(gè)臺(tái)階的徑向尺寸)如下所述有助于展現(xiàn) 對(duì)環(huán)境變化的抵抗，并且形成為從其等距狀態(tài)變化。此外，當(dāng)觀察沿徑向相繼形成的不同多臺(tái)階形狀時(shí)，隨著多臺(tái)階形遠(yuǎn)離光軸，臺(tái)階形成為使得槽寬度的值減小。此外，如上所述得 到這里的結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)觀察沿徑向相繼形成的不同多臺(tái)階形狀時(shí)，隨著多臺(tái)階形遠(yuǎn)離光軸， 臺(tái)階可能形成為使得每個(gè)臺(tái)階的槽寬度的值增大。以上描述同樣適用于圖IOA和圖10B。 此外，基于形成有槽寬的衍射區(qū)域給出的相差來確定槽寬，從而光盤的信號(hào)記錄表面上的 光點(diǎn)(光束聚集在上面)是最佳的。例如，如圖8B所示，作為第一區(qū)域51的衍射結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)151 的衍射結(jié)構(gòu)中，臺(tái)階數(shù)為6(S = 6)。即，包括具有大體上相等的深度(d/6)第一至第六臺(tái) 階151sl、151s2、151s3、151s4、151s5和151s6的多臺(tái)階部分沿徑向相繼地形成。此外，在 多臺(tái)階部分中，通過將沿光軸方向的臺(tái)階的大體上相等的間隔(d/6)和沿徑向的大體上相 等的寬度(等距狀態(tài))改變?yōu)轭A(yù)定的間隔，形成第一至第七衍射表面151fl、151f2、151f3、 151f4、151f5、151f6和151f7。此外，以下，衍射表面151f 1至151f7分別稱為光盤設(shè)備1級(jí)、 2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)和7級(jí)。此外，在圖中，示出了等級(jí)開始點(diǎn)151L1S、151L2S、151L3S、 151L4S、151L5S、151L6S和151L7S。此外，S = 6的衍射結(jié)構(gòu)稱為6級(jí)差7級(jí)或6臺(tái)階7級(jí) 衍射結(jié)構(gòu)。此外，這里描述的示例中，相等的寬度發(fā)生變化以獲得對(duì)環(huán)境變化的抵抗，但是 相等的深度不變。這里，為了詳細(xì)描述圖8B所示的形狀中的相等的寬度發(fā)生變化這點(diǎn)，將參照?qǐng)D8C 進(jìn)行描述。圖8C作為對(duì)比示例示出了衍射結(jié)構(gòu)251，形成為具有6臺(tái)階7級(jí)的大體上等距 的多臺(tái)階形。在圖8C所示的衍射結(jié)構(gòu)251中，包括具有大體上相等的臺(tái)階深度(d/6)第一 至第六臺(tái)階251sl至251s6的多臺(tái)階部分沿徑向相繼地形成。此外，多臺(tái)階部分形成為包 括第一至第七衍射表面251fl至251f7，形成為使得臺(tái)階的間隔(d/6)沿光軸方向大體上相 等并且寬度沿徑向大體上相等。鑒于以下第5部分中的描述，在圖8B所示的第一區(qū)域151 的衍射結(jié)構(gòu)中，2級(jí)開始點(diǎn)251L2S和7級(jí)開始點(diǎn)251L7S從圖8C所示的基礎(chǔ)形狀(等距多 臺(tái)階形狀)發(fā)生變化，從而向外移動(dòng)。此外，3至6級(jí)開始點(diǎn)251L3至251L6變化為移動(dòng)到 相等間隔的位置。即，開始點(diǎn)變?yōu)閳D8B的開始點(diǎn)151L2S至151L7S。此外，這里描述的結(jié)構(gòu) 中，在臺(tái)階數(shù)S為6(S = 6)的情況下，開始點(diǎn)的位置發(fā)生變化以獲得對(duì)環(huán)境變化的抵抗，但 是本發(fā)明不限于此。盡管以下將詳細(xì)描述，內(nèi)球形區(qū)的衍射結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造為使得如果臺(tái)階 數(shù)s = N1-I,可以通過改變2級(jí)開始點(diǎn)和N1級(jí)開始點(diǎn)的相等間隔的位置來改變第一級(jí)的寬 度和第N1級(jí)的寬度。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以獲得對(duì)環(huán)境變化的抵抗。此外，為了從圖8B中的變化改變?yōu)閳D8A的形狀，各級(jí)的開始點(diǎn)51L1S至51L7S的 位置改變的高度根據(jù)級(jí)51L1至51L7的寬度和重疊的閃耀的斜坡角來確定。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，如圖8A所示，形成施加斜坡的非等距多臺(tái)階形的衍射結(jié)構(gòu)，具有第一至第六臺(tái)階51sl、 51s2、51s3、51s4、51s5和51s6以及施加斜坡的1至7級(jí)51Π至51f7。此外，第一區(qū)域51使從其中傳遞通過的第一波長的光束衍射，使得第kli級(jí)的衍 射光占主導(dǎo)，即，使得其衍射效率最大。此外，第一區(qū)域51使從其中傳遞通過的第二波長的 光束衍射，使得第k2i級(jí)的衍射光占主導(dǎo)，即，使得其衍射效率最大。此外，第一區(qū)域51使 從其中傳遞通過的第三波長的光束衍射，使得第k3i級(jí)的衍射光占主導(dǎo)。在這種情況下，第 一區(qū)域 51 配置為具有以下關(guān)系(kli，k2i，k3i) = (1，-2，-3)，(1，-1，-2)，(0，-1，-2)， (0，-2，-3)，(2，-1，-2)。這里，在以下假設(shè)下進(jìn)行描述當(dāng)衍射光束的傳遞方向是朝向光 軸中心的方向時(shí)，衍射級(jí)的符號(hào)為正。此外，在第一區(qū)域51中，鑒于防止尺寸增大、確保衍射效率、減小像差和有利于制造來選擇衍射級(jí)的結(jié)合。鑒于日本專利申請(qǐng)No. 2009-018706 來選擇第一區(qū)域51和隨后的區(qū)域52和53中衍射級(jí)的結(jié)合，日本專利申請(qǐng)No. 2009-018706 的全部內(nèi)容通過引用包含于此。作為內(nèi)球形區(qū)的示例結(jié)構(gòu)，圖9A至9C具體示出在具有臺(tái)階數(shù)S為6的多臺(tái)階形中 (kli，k2i，k3i) = (+1,-2,-3)的情況下，每個(gè)波長的衍射效率根據(jù)槽深度d的變化。在圖 9A中，第一波長的光束的第一級(jí)衍射光的衍射效率的變化由LS表示，具有相鄰級(jí)的第0級(jí) 光和第2級(jí)衍射光的衍射效率的變化由LF(O)和LF(2)表示。在圖9B中，第二波長的光束 的第_2級(jí)衍射光的衍射效率的變化由LS表示，具有相鄰級(jí)的第-1級(jí)衍射光和第_3級(jí)衍 射光的衍射效率的變化由LF(-l)和LF(-3)表示。在圖9C中，第三波長的光束的第_3級(jí) 衍射光的衍射效率的變化由LS表示，具有相鄰級(jí)的第_2級(jí)衍射光和第_4級(jí)衍射光的衍射 效率的變化由LF (-2)和LF (-4)表示。在圖9A至圖9C中，水平軸以nm表示槽深度，豎直 軸表示衍射效率(光強(qiáng))。此外，當(dāng)衍射效率kli為effl、衍射效率k2i為eff2并且衍射 效率k3i為eff3時(shí)，衍射效率在水平軸上槽深度d = 5000 (nm)的位置處是足夠的。具體 地，當(dāng)如圖9A所示effl等于0. 92、如圖9B所示eff2等于0. 68并且如圖9C所示eff3等 于0. 52時(shí)，衍射效率是足夠的。如圖9A至9C所示，衍射效率與槽深度之間的關(guān)系還取決 于臺(tái)階數(shù)，從而需要選擇適當(dāng)?shù)呐_(tái)階數(shù)，但是這里的臺(tái)階數(shù)S如上所述設(shè)為6。此外，這里， 通過附加地提供微小臺(tái)階，可以略改變特性而對(duì)整體特性沒有不利影響。具體地，可以使得 在構(gòu)造中，在形成有預(yù)定的深度和預(yù)定的臺(tái)階數(shù)S的衍射結(jié)構(gòu)中附加地提供微小臺(tái)階，用 于提高具有相應(yīng)波長的光束的被選擇的衍射級(jí)的衍射效率。這里，當(dāng)作為參照的一個(gè)臺(tái)階 的等級(jí)差大于平均等級(jí)差的一半時(shí)，這對(duì)整體特性有影響。此外，被選擇的級(jí)的結(jié)合滿足以 下關(guān)系(Xlxkli-X2xk2i) / (tl-t2) ξ (Xlxkli-X3xk3i) / (tl-t3)。因此，可 以充分地減小球面像差。這里，λ 1被限定為第一波長(nm)、λ 2被限定為第二波長(nm) 并且λ 3被限定為第三波長(nm)。此外，tl被限定為第一光盤的第一保護(hù)層的厚度(mm)、 t2被限定為第二光盤的第二保護(hù)層的厚度(mm)并且t3被限定為第三光盤的第三保護(hù)層的 厚度(mm) ο在作為中間球狀區(qū)的第二區(qū)域52中形成第二衍射結(jié)構(gòu)，其具有球狀區(qū)形狀并且 具有預(yù)定深度，并且不同于第一衍射結(jié)構(gòu)。第二區(qū)域52配置為使得具有第一波長的光束的 衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第一光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)) 占主導(dǎo)。之后，第二區(qū)域52使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光線具有最大衍射率。此外，通過使用第二衍射結(jié)構(gòu)，第二區(qū)域52配置為使光線衍射，從而具有從其中 傳輸通過的第二波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第二光盤的信號(hào) 記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。之后，第二區(qū)域52使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍 射光線具有最大衍射率。此外，通過使用第二衍射結(jié)構(gòu)，第二區(qū)域52配置為使光線衍射，從而除了具有從 其中傳輸通過的第三波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第三光盤的 信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))以外的衍射級(jí)衍射光線占主導(dǎo)。具體地，第二區(qū)域52使 具有該衍射級(jí)的衍射光線相比其它衍射級(jí)的衍射光線具有最大衍射率。換言之，通過使用 第二衍射結(jié)構(gòu)，第二區(qū)域52配置為使得具有從其中傳輸通過的第三波長的光束的衍射級(jí) 的衍射光線(沒有通過物鏡34在第三光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。這
20里，考慮到擴(kuò)口等效果構(gòu)造第二衍射結(jié)構(gòu)。此外，通過使用第二衍射結(jié)構(gòu)，第二區(qū)域52可以 減小從其中傳輸通過的第三波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第三 光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))的衍射效率。這里，“擴(kuò)口”指是的通過物鏡34 在其上形成具有衍射級(jí)的預(yù)定波長光束的圖像的位置從相應(yīng)的光盤的信號(hào)記錄表面偏移， 從而減小了在信號(hào)記錄表面上實(shí)際聚集的光束的光線量。如上所述，第二區(qū)域52具有衍射結(jié)構(gòu)，其適于使具有上述預(yù)定的衍射級(jí)的衍射光 線相對(duì)于各波長的光束占主導(dǎo)。從而，可以校正并減小球面像差，該球面像差是當(dāng)具有第一 和第二波長的光束(傳遞通過第二區(qū)域52并且變?yōu)榫哂蓄A(yù)定的衍射級(jí)的衍射光線)被物 鏡34聚集在各光盤的信號(hào)記錄表面上時(shí)產(chǎn)生的。此外，第二區(qū)域52對(duì)于第一和第二波長的光束如上所述作用。此外，對(duì)于第三波 長的光束，考慮到擴(kuò)口效果，第二區(qū)域52配置為使得具有衍射級(jí)的衍射光線(傳遞通過第 二區(qū)域52并且通過物鏡34沒有被聚集在在第三光盤的信號(hào)記錄表面上)占主導(dǎo)。根據(jù)這 樣的結(jié)構(gòu)，在第二區(qū)域52中，傳遞通過第二區(qū)域52的第三波長的光束即使在入射到物鏡 34時(shí)也對(duì)光盤的信號(hào)記錄表面幾乎沒有影響。換言之，通過將具有第三波長的光束(傳遞 通過第二區(qū)域52并且通過物鏡34被聚集在信號(hào)記錄表面上)的光線量顯著減小到幾乎為 零，第二區(qū)域52可以用于對(duì)第三波長的光束執(zhí)行孔徑限制。然而，上述的第一區(qū)域51形成為具有的尺寸等于可以使傳遞通過該區(qū)域的具有 第三波長的光束入射到物鏡34的尺寸，與光束被NA約0. 45限制的狀態(tài)相同。此外，形成 在第一區(qū)域51外側(cè)的第二區(qū)域52配置為不通過物鏡34聚集傳遞通過第三光盤上的區(qū)域 的第三波長的光束。因此，具有第一和第二衍射區(qū)域51和52的衍射部分50用于對(duì)第三波 長的光束執(zhí)行孔徑限制，NA約0. 45。這里，衍射部分50配置為對(duì)第三波長的光束執(zhí)行孔徑 限制，數(shù)值孔徑NA約0. 45，但是由上述結(jié)構(gòu)限制的數(shù)值孔徑不限于此。具體地，如圖4A、4B和圖IOA所示，第二區(qū)域52形成在以光軸為中心的球形區(qū)中。 在球形區(qū)的分段形狀中，沿徑向在參照表面上相繼形成具有預(yù)定的臺(tái)階數(shù)S和預(yù)定的深度 d(以下稱為槽深)的多臺(tái)階形狀。此外，第二區(qū)域52的d與/或S的數(shù)值不同于第一區(qū)域 51。因此，第二區(qū)域52具有不同于設(shè)置在第一區(qū)域51上的第一衍射結(jié)構(gòu)的第二衍射結(jié)構(gòu)。 例如，圖IOA所示的第二區(qū)域52的衍射結(jié)構(gòu)中，臺(tái)階數(shù)為2(S = 2)，并且臺(tái)階具有大體上相 等的深度(d/2)。包括第一至第二臺(tái)階52sl和52s2的多臺(tái)階部分沿徑向相繼地形成。此 外，多臺(tái)階部分形成為具有第一至第三衍射表面52fl、52f2和52f3，形成為沿光軸方向具 有相等的間隔(d/3)。此外，作為中間球形區(qū)的第二區(qū)域可以構(gòu)造為使得衍射結(jié)構(gòu)形成為非 周期形，其中沿球形區(qū)的徑向設(shè)置用于提供理想的相位差的非周期結(jié)構(gòu)。此外，第二區(qū)域52使從其中傳遞通過的第一波長的光束衍射，使得第klm級(jí)的衍 射光占主導(dǎo)，即，使得其衍射效率最大。此外，第二區(qū)域52使從其中傳遞通過的第二波長的 光束衍射，使得第k2m級(jí)的衍射光占主導(dǎo)，S卩，使得其衍射效率最大。此外，第二區(qū)域52使 從其中傳遞通過的第三波長的光束衍射，使得第k3m級(jí)的衍射光占主導(dǎo)。在這種情況下，第 二區(qū)域52配置為具有以下關(guān)系例如(klm，k2m) = (0，_1)。此外，在第二區(qū)域52中，鑒于 對(duì)第三波長的孔徑限制、擴(kuò)口、適合內(nèi)球形區(qū)中的衍射級(jí)和有利于制造來選擇衍射級(jí)的結(jié) 合。此外，衍射級(jí)的結(jié)合不限于此，還可以是以下結(jié)合例如，(klm，k2m) = (0，_2)，(1，0)， (1,-1) ο此外，可以允許其它不同結(jié)合。
作為中間球形區(qū)的示例結(jié)構(gòu)，具體地，在臺(tái)階數(shù)S為2并且槽深度為1500nm的多 臺(tái)階形中形成衍射結(jié)構(gòu)。在這種情況下，當(dāng)(klm，k2m) = (0,-1)時(shí)，eff 1為1. 00并且eff2 為0. 59。第三波長處的擴(kuò)口效果不會(huì)給衍射效率帶來問題。擴(kuò)口指的是從第三波長的光束 的相應(yīng)的衍射級(jí)的衍射光線聚焦在第三光盤的信號(hào)記錄表面上的狀態(tài)的偏移，是通過調(diào)節(jié) 表達(dá)式(tl-t2)/U lXklm-X2Xk2m)所計(jì)算的設(shè)計(jì)線的斜坡而引起的。為了詳細(xì)描述擴(kuò) 口，日本專利申請(qǐng)No. 2008-196640的全部內(nèi)容通過引用包含于此。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以 在第三波長處實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目讖较拗?NA = 0. 45)。在作為外球狀區(qū)的第三區(qū)域53中形成第三衍射結(jié)構(gòu)，其具有球狀區(qū)形狀并且具 有預(yù)定深度，并且不同于第一和第二衍射結(jié)構(gòu)。第三區(qū)域53配置為使得從其中傳遞通過的 具有第一波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第一光盤的信號(hào)記錄表 面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。即，第三區(qū)域53使該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光線具 有最大衍射效率。之后，作為外球狀區(qū)的第三區(qū)域53通過物鏡34在第一光盤的信號(hào)記錄 表面上聚集從其中傳遞通過的具有第一波長的光束。此外，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域53配置為使光線衍射，從而除了具有從 其中傳輸通過的第二波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第二光盤的 信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))以外的衍射級(jí)衍射光線占主導(dǎo)。具體地，第三區(qū)域53使 該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光線具有最大衍射率。換言之，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第 三區(qū)域53配置為使得具有從其中傳輸通過的第二波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(沒有 通過物鏡34在第二光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。這里，考慮到擴(kuò)口等 效果構(gòu)造第三衍射結(jié)構(gòu)。此外，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域53可以減小從其中傳輸 通過的第二波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第二光盤的信號(hào)記錄 表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))的衍射效率。因此，作為外球狀區(qū)的第三區(qū)域53不通過物鏡34 在第二光盤的信號(hào)記錄表面上聚集從其中傳遞通過的具有第二波長的光束。此外，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域53配置為使光線衍射，從而除了具有從 其中傳輸通過的第三波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第三光盤的 信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))以外的衍射級(jí)衍射光線占主導(dǎo)。具體地，第三區(qū)域53使 該衍射級(jí)相比其它衍射級(jí)的衍射光線具有最大衍射率。換言之，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第 三區(qū)域53配置為使得具有從其中傳輸通過的第三波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(沒有 通過物鏡34在第三光盤的信號(hào)記錄表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))占主導(dǎo)。這里，考慮到擴(kuò)口等 效果構(gòu)造第三衍射結(jié)構(gòu)。此外，通過使用第三衍射結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域53可以減小從其中傳輸 通過的第三波長的光束的衍射級(jí)的衍射光線(通過物鏡34聚集以在第三光盤的信號(hào)記錄 表面上形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn))的衍射效率。因此，作為外球狀區(qū)的第三區(qū)域53不通過物鏡34 在第三光盤的信號(hào)記錄表面上聚集從其中傳遞通過的具有第三波長的光束。如上所述，第三區(qū)域53具有衍射結(jié)構(gòu)，其適于使具有上述預(yù)定的衍射級(jí)的衍射光 線相對(duì)于各波長的光束占主導(dǎo)。從而，可以校正并減小球面像差，該球面像差是當(dāng)具有第一 波長的光束(傳遞通過第三區(qū)域53并且變?yōu)榫哂蓄A(yù)定的衍射級(jí)的衍射光線)被物鏡34聚 集在各光盤的信號(hào)記錄表面上時(shí)產(chǎn)生的。此外，第三區(qū)域53對(duì)于第一波長的光束如上所述作用。此外，對(duì)于第二和第三波 長的光束，第三區(qū)域53配置為使得具有衍射級(jí)的衍射光線(傳遞通過第三區(qū)域53并且沒有通過物鏡34被聚集在在第二和第三光盤的信號(hào)記錄表面上)占主導(dǎo)。此時(shí)，考慮了擴(kuò)口 效果構(gòu)造第三區(qū)域53。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在第三區(qū)域53中，傳遞通過第三區(qū)域53的第二 和第三波長的光束即使在入射到物鏡34時(shí)也對(duì)第二和三光盤的信號(hào)記錄表面幾乎沒有影 響。因此，通過將具有第二和第三波長的光束(傳遞通過第三區(qū)域53并且通過物鏡34被 聚集在信號(hào)記錄表面上)的光線量顯著減小到幾乎為零，第三區(qū)域53可以用于對(duì)第二波長 的光束執(zhí)行孔徑限制。此外，第三區(qū)域53可以用于與上述的第二區(qū)域52 —起對(duì)第三波長 的光束執(zhí)行孔徑限制。然而，上述的第二區(qū)域52形成為具有的尺寸等于可以使傳遞通過該區(qū)域的具有 第二波長的光束入射到物鏡34的尺寸，與光束被NA約0. 6限制的狀態(tài)相同。此外，形成在 第二區(qū)域52外側(cè)的第三區(qū)域53配置為不通過物鏡34聚集傳遞通過第三光盤上的區(qū)域的 第二波長的光束。因此，具有第二和第三衍射區(qū)域52和53的衍射部分50用于對(duì)第二波長 的光束執(zhí)行孔徑限制，NA約0. 6。這里，衍射部分50配置為對(duì)第二波長的光束執(zhí)行孔徑限 制，數(shù)值孔徑NA約0. 6，但是由上述結(jié)構(gòu)限制的數(shù)值孔徑不限于此。此外，第三區(qū)域53形成為允許從該區(qū)域傳遞通過的具有第一波長的光束具有被 NA約0. 85限制的尺寸。由于在第三區(qū)域53外側(cè)不形成衍射結(jié)構(gòu)，傳遞通過該區(qū)域的具有 第一波長的光束不通過物鏡34被聚集在第一光盤上。從而，具有第三區(qū)域53的衍射部分 50用于對(duì)第一波長的光束執(zhí)行孔徑限制，NA約0. 85。此外，在傳遞通過第三區(qū)域53的具 有第一波長的光束中，例如第2級(jí)光線占主導(dǎo)。因此，傳遞通過第三區(qū)域53外側(cè)的區(qū)域的 第0級(jí)光線幾乎沒有通過物鏡34被聚集在第一光盤上。這里，當(dāng)?shù)?級(jí)光線通過物鏡34 被聚集在第一光盤上時(shí)，可以通過在第三區(qū)域53外側(cè)的區(qū)域提供用于阻擋傳遞的光束的 阻擋部分來執(zhí)行孔徑限制。此外，除了提供阻擋部分，可以通過提供衍射區(qū)來執(zhí)行孔徑限 制，該衍射區(qū)的衍射結(jié)構(gòu)中，通過物鏡34在第一光盤上聚集的傳輸光束的衍射級(jí)以外的衍 射級(jí)的光束占主導(dǎo)。這里，衍射部分50配置為對(duì)第一波長的光束執(zhí)行孔徑限制，數(shù)值孔徑 NA約0. 85，但是由上述結(jié)構(gòu)限制的數(shù)值孔徑不限于此。具體地，如圖5A、5B和圖IOB所示，第三區(qū)域53形成在以光軸為中心的球形區(qū)中。 球形區(qū)的分段形狀在參照表面上形成為具有預(yù)定的深度d的閃耀形。在作為外球形區(qū)的第三區(qū)域53中，如上所述采用閃耀結(jié)構(gòu)。原因是，在設(shè)置在最 外側(cè)的外球形區(qū)中，彎曲的透鏡表面具有最大的曲率，從而從加工的角度，提供閃耀結(jié)構(gòu)以 外的結(jié)構(gòu)是不利的。此外，如上所述不需要考慮不必要的光線、效率等，從而可以通過閃耀 結(jié)構(gòu)可以獲得足夠的性能。此外，第三區(qū)域53可以由多臺(tái)階形的臺(tái)階結(jié)構(gòu)形成，但是當(dāng)考 慮閃耀的上述優(yōu)勢(shì)時(shí)，閃耀結(jié)構(gòu)是更好的。作為外球形區(qū)的示例構(gòu)造，具體地，在臺(tái)階數(shù)S為2并且槽深度為1450nm的閃耀 形(S =⑴)中形成衍射結(jié)構(gòu)。在這種情況下，當(dāng)klo = 2時(shí)，effl為1. 00。第二和第三波 長處的擴(kuò)口效果不會(huì)給衍射效率帶來問題。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以在第三波長處實(shí)現(xiàn)適當(dāng) 的孔徑限制(NA = 0. 45)。如上構(gòu)造的具有第一至第三衍射區(qū)域51、52和53的衍射部分50對(duì)傳遞通過各區(qū) 域的各波長的光束具有預(yù)定的效果。衍射部分50對(duì)傳遞通過第一區(qū)域51的具有第一至第 三波長的光束進(jìn)行衍射，衍射能力使光束處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其中對(duì)于三種波長的共同的物 鏡34的折射能力在相應(yīng)類型的光盤的信號(hào)記錄表面上不產(chǎn)生球面像差。此外，衍射部分50通過物鏡34的折射能力可以在相應(yīng)的光盤的信號(hào)記錄表面上聚集適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)。此外，衍射 部分50對(duì)傳遞通過第二區(qū)域52的具有第一和第二波長的光束進(jìn)行衍射，衍射能力使光束 處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其中通過共同的物鏡34的折射能力在相應(yīng)類型的光盤的信號(hào)記錄表面 上不產(chǎn)生球面像差。此外，衍射部分50通過物鏡34的折射能力可以在相應(yīng)的光盤的信號(hào) 記錄表面上適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)中聚集光線。此外，衍射部分50對(duì)傳遞通過第三區(qū)域53的具有第 一波長的光束進(jìn)行衍射，衍射能力使光束處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其中共同的物鏡34的折射能力 在相應(yīng)類型的光盤的信號(hào)記錄表面上不產(chǎn)生球面像差。此外，衍射部分50通過物鏡34的 折射能力可以在相應(yīng)的光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)中聚集光線。這里，“其中不產(chǎn)生 球面像差的擴(kuò)散角狀態(tài)”包括擴(kuò)散狀態(tài)、會(huì)聚狀態(tài)和平行光線狀態(tài)，并且是指其中球面像差 通過透鏡的彎曲表面的折能力被校正的狀態(tài)。S卩，設(shè)置在物鏡34的一個(gè)表面上的衍射部分50具有以下效果，物鏡34布置在光 學(xué)拾取器3的第一至第三發(fā)射部分和信號(hào)記錄表面之間的光路上。衍射部分50可以對(duì)傳 遞通過各區(qū)域(第一至第三區(qū)域51、52和53)的各波長的光束進(jìn)行衍射，以減小在信號(hào)記 錄表面上產(chǎn)生的球面像差。從而，在使用光學(xué)拾取器3中的共同的物鏡34在各相應(yīng)光盤的 信號(hào)記錄表面上聚集第一至第三波長的光束時(shí)，衍射部分50可以減小在信號(hào)記錄表面上 產(chǎn)生的球面像差。因此，衍射部分50可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)拾取器(使用用于三種光盤的三種波長 和共同的物鏡34)的三種波長兼容性，從而可以在各光盤上記錄和/或再現(xiàn)信息信號(hào)。此外，物鏡34 (具有上述第一至第三區(qū)域51、52和53形成的衍射部分50)被配置 為使得用作為內(nèi)球形區(qū)的第一區(qū)域51所選擇的衍射級(jí)(kli，k2i，k3i)被設(shè)為(1，-2，-3)。 因此，物鏡34具有在制造的角度有利的結(jié)構(gòu)，其在于透鏡可以減小球面像差并且優(yōu)化操作 距離和焦距。即，以使得可以適當(dāng)減小球面像差的衍射級(jí)的衍射光占主導(dǎo)的方式，物鏡34 可以在相應(yīng)的光盤的記號(hào)記錄表面上聚集各波長的光束。此外，物鏡34可以防止諸如尺寸 增大等問題并且簡化制造過程，并從而可以將所選擇的衍射級(jí)的衍射效率設(shè)為足夠高。因 此，物鏡34可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)拾取器(使用用于三種光盤的三種波長和共同的物鏡34)的三種 波長兼容性，從而可以在各光盤上記錄和/或再現(xiàn)信息信號(hào)。此外，同樣在物鏡34被配置 為使得(kli，k2i，k3i)被設(shè)為(1，-1，-2)、(0，-1，-2)、(0，-2，-3)或(2，-1，-2)的情況 下，可以獲得與(1，-2，_3)的情況相同的效果。此外，如圖8A所示，在物鏡34中，通過重疊的閃耀被施加到多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的方 式，用作為內(nèi)球形區(qū)的第一區(qū)域51配置為增大第三波長的效率并減小第一波長的不必要 的光線。因此，無論溫度和波長如何變化，可以實(shí)現(xiàn)良好的記錄特性。此外，在用作為內(nèi)球 形區(qū)的第一區(qū)域51中，作為重疊的閃耀的目標(biāo)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)中，相等的間 隔如圖8B所示改變，并從而無論溫度和波長如何變化，可以實(shí)現(xiàn)良好的記錄再現(xiàn)特性。原 因是設(shè)置在第一區(qū)域51上的衍射結(jié)構(gòu)通過在環(huán)境變化的情況下抑制不必要的衍射光線的 發(fā)生可以防止伺服變得不穩(wěn)定。此外，這點(diǎn)將在第5部分中描述。此外，具有第一至第三區(qū)域51、52和53的衍射部分50通過允許第三波長的光束 通過第二和第三區(qū)域52和53可以執(zhí)行孔徑限制功能。第二和第三區(qū)域52和53對(duì)具有最 大衍射效率和預(yù)定衍射效率的衍射級(jí)的衍射光線進(jìn)行擴(kuò)口，并從而使圖像位置從信號(hào)記錄 表面偏離。通過這樣的方式，可以減小該衍射級(jí)的衍射光線的衍射效率。根據(jù)這樣的構(gòu)造， 第三波長光束的僅部分光束(傳遞通過第一區(qū)域51)通過物鏡34在光盤的信號(hào)記錄表面上被聚集。此外，第一區(qū)域51形成為具有的尺寸可以滿足預(yù)定的NA，用于將第三波長光束 傳遞通過該區(qū)域。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以執(zhí)行孔徑限制，使得NA相對(duì)于第三波長光束例如 約 0. 45。此外，衍射部分50通過允許第二波長的光束通過第三區(qū)域53可以執(zhí)行孔徑限制 功能。第三區(qū)域53對(duì)具有最大衍射效率和預(yù)定衍射效率的衍射級(jí)的衍射光線進(jìn)行擴(kuò)口，并 從而使圖像位置從信號(hào)記錄表面偏離。通過這樣的方式，可以減小該衍射級(jí)的衍射光線的 衍射效率。根據(jù)這樣的構(gòu)造，第二波長光束的僅部分光束(傳遞通過第一和第二區(qū)域51和 52)通過物鏡34在光盤的信號(hào)記錄表面上被聚集。此外，第一和第二區(qū)域51和52形成為 具有的尺寸可以滿足預(yù)定的NA，用于將第二波長光束傳遞通過該區(qū)域。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可 以執(zhí)行孔徑限制，使得NA相對(duì)于第二波長光束例如約0. 60。此外，通過允許第一波長的光束(傳遞通過第三區(qū)域53外側(cè)的區(qū)域)不通過物鏡 34在相應(yīng)類型光盤的信號(hào)記錄表面上被適當(dāng)聚集或者通過阻擋光束，衍射部分50可以執(zhí) 行孔徑限制功能。衍射部分50通過物鏡34在光盤的信號(hào)記錄表面上僅聚集第一波長光束 的一部分(傳遞通過第一至第三區(qū)域51、52和53)。此外，第一至第三區(qū)域51、52和53形 成為具有的尺寸可以滿足預(yù)定的NA，用于將第一波長光束傳遞通過該區(qū)域。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，可以執(zhí)行孔徑限制，使得NA相對(duì)于第一波長光束例如約0. 85。如上所述，設(shè)置在上述光路上的物鏡34的一個(gè)表面上的衍射部分50不僅可以實(shí) 現(xiàn)三種波長的兼容性，還可以實(shí)現(xiàn)孔徑限制功能。具體地，在孔徑限制為與三種光盤和第一 至第三波長的光束對(duì)應(yīng)的數(shù)值孔徑的狀態(tài)下，衍射部分50可以允許各波長的光束放射到 共同的物鏡34。因此，衍射部分50不僅具有校正與三種波長對(duì)應(yīng)的像差的功能，還用作為 孔徑限制部分。此外，可以通過適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合上述的衍射區(qū)域的示例來構(gòu)造衍射部分。S卩，基于以上 描述，可以適當(dāng)?shù)剡x擇傳遞通過衍射區(qū)域的各波長光束的衍射級(jí)。此外，在傳遞通過衍射區(qū) 域的各波長光束的衍射級(jí)發(fā)生變化的情況下，優(yōu)選的是物鏡34應(yīng)該具有與傳遞通過衍射 區(qū)域的各波長光束的衍射級(jí)對(duì)應(yīng)的彎曲的透鏡。此外，在上述的第一至第三區(qū)域51、52和53的改進(jìn)示例中，第三區(qū)域可以形成為 具有連續(xù)的非球面表面。即，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，其中取代具有預(yù)定的衍射結(jié)構(gòu)的第三區(qū) 域53，預(yù)定的連續(xù)的非球面表面通過在光盤上聚集第一波長的光束可以對(duì)第二和第三波長 適當(dāng)?shù)貓?zhí)行孔徑限制。4.關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物鏡的另一個(gè)示例接下來，作為在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述的光學(xué)拾取器3中使用的物鏡的另一 個(gè)示例，將參照?qǐng)D5A和圖5B描述示例結(jié)構(gòu)，其中外球形區(qū)形成為連續(xù)的非球面表面而不是 上述的衍射部分50的第三區(qū)域53。具體地，參照?qǐng)D5A和圖5B，對(duì)具有第三區(qū)域73 (附加 到第一和第二區(qū)域51和52并且在第二區(qū)域52外側(cè)形成連續(xù)的非球面表面)的衍射部分 70和具有衍射部分70的物鏡34C進(jìn)行描述。此外，除了將第三區(qū)域73設(shè)置在與上述的衍 射部分50的第三區(qū)域53對(duì)應(yīng)的部分上，衍射部分70具有與上述的衍射部分50相同的結(jié) 構(gòu)。因此，在實(shí)施例中存在共同的元件的情況中，共同的元件將以相同的附圖數(shù)字標(biāo)記和序 號(hào)表示，并且省略其詳細(xì)描述。與具有衍射部分50的物鏡34類似，在具有衍射部分70的物鏡34C中，衍射部分將傳遞通過多個(gè)衍射區(qū)域51和52的的具有第一至第三波長的每個(gè)光束進(jìn)行衍射，使得光 束具有預(yù)定的衍射級(jí)。從而，具有預(yù)定的擴(kuò)張角的擴(kuò)散狀態(tài)或會(huì)聚狀態(tài)的光束被入射到物 鏡34C，并且如下述通過第三區(qū)域73得到預(yù)定的效果。通過這樣的結(jié)構(gòu)，單獨(dú)的物鏡34C可 以用于將具有第一至第三波長的光束適當(dāng)?shù)鼐奂较鄳?yīng)的三種類型的光盤的信號(hào)記錄表 面上，從而不引起球面像差。具有衍射部分70的物鏡34C具有衍射結(jié)構(gòu)，通過作為參照的 透鏡表面形狀產(chǎn)生衍射能力。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，物鏡34C用作為光線聚集光學(xué)裝置，在相應(yīng) 的光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)鼐奂哂腥N不同波長的光束，不引起球面像差。此外，具 有衍射部分70的物鏡34C具有折射元件的功能和衍射元件的功能的結(jié)合。即，物鏡34C具 有由透鏡的彎曲表面帶來的折射功能和由設(shè)置在其一個(gè)表面上的衍射部分70帶來的衍射 功能的結(jié)合。具體地，如圖5A和圖5B所示，設(shè)置在物鏡34C的入射側(cè)表面上的衍射部分70具 有第一區(qū)域(內(nèi)球狀區(qū))51，其設(shè)置在最內(nèi)周部分并且是大體上呈圓形的衍射區(qū)。此外，衍 射部分70具有設(shè)置在第一區(qū)域51的外側(cè)的第二區(qū)域(中間球狀區(qū))52，是呈球狀區(qū)形狀的 衍射區(qū)。此外，衍射部分70具有設(shè)置在第二區(qū)域52的外側(cè)的第三區(qū)域(外球狀區(qū))73，是 呈球狀區(qū)形狀的衍射區(qū)。在作為外球狀區(qū)的第三區(qū)域73中形成為具有預(yù)定的衍射操作的球狀區(qū)形的非球 面連續(xù)表面，并且配置為對(duì)從其中傳遞通過的第一波長的光束進(jìn)行衍射，從而在第一光盤 的信號(hào)記錄表面上聚集并形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)。此外，第三區(qū)域73通過使用非球面連續(xù)表面對(duì)從其中傳遞通過的第二波長的光 束進(jìn)行衍射，從而不在第二光盤的信號(hào)記錄表面上聚集并形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)。即，第三區(qū)域73 允許第二波長的光束不在第二光盤的信號(hào)記錄表面上聚集。換言之，第三區(qū)域73對(duì)第二波 長的光束進(jìn)行衍射，使第二波長的光束從第二光盤的信號(hào)記錄表面散焦，即，光束在偏離于 此的位置聚集，或光束被擴(kuò)散而不聚集。此外，第三區(qū)域73通過使用非球面連續(xù)表面對(duì)從其中傳遞通過的第三波長的光 束進(jìn)行衍射，從而不在第三光盤的信號(hào)記錄表面上聚集并形成適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)。即，第三區(qū)域73 允許第三波長的光束不在第三光盤的信號(hào)記錄表面上聚集。換言之，第三區(qū)域73對(duì)第三波 長的光束進(jìn)行衍射，使第三波長的光束從第三光盤的信號(hào)記錄表面散焦，即，光束在偏離于 此的位置聚集，或光束被擴(kuò)散而不聚集。如上所述，通過形成提供以上操作的作為非球面連續(xù)表面的第三區(qū)域73，可以校 正并減小傳遞通過第三區(qū)域73的第一波長的光束聚集在第一光盤的信號(hào)記錄表面上時(shí)引 起的球面像差。此外，對(duì)于第二波長的光束，第三區(qū)域73可以執(zhí)行孔徑限制功能，不將光束 聚集在相應(yīng)光盤的信號(hào)記錄表面上。此外，對(duì)于第三波長的光束，第三區(qū)域73可以與上述 的區(qū)域52 —起執(zhí)行孔徑限制功能，不將光束聚集在相應(yīng)光盤的信號(hào)記錄表面上。這里，第三區(qū)域73形成在第二區(qū)域52 (配置為對(duì)第二波長的光束執(zhí)行孔徑限制， 數(shù)值孔徑NA約0.6)外側(cè)。第三區(qū)域73形成為具有的尺寸等于可以使傳遞通過該區(qū)域的 具有第一波長的光束入射到物鏡34C的尺寸，與光束被數(shù)值孔徑NA約0. 85限制的狀態(tài)相 同。此外，在第三區(qū)域73外側(cè)的區(qū)域，設(shè)置用于阻擋傳遞通過的光束的阻擋部分，從而執(zhí)行 孔徑限制?；蛘?，該衍射區(qū)設(shè)置為使得，從其中傳輸通過并且通過物鏡34在第一光盤上聚 集的光束的衍射級(jí)以外的衍射級(jí)的光束占主導(dǎo)，從而執(zhí)行孔徑限制?；蛘?，衍射表面設(shè)置為使得，從其中傳輸通過的第一波長的光束不在第一光盤上的信號(hào)記錄表面上聚集，從而執(zhí) 行孔徑限制。通過上述結(jié)構(gòu)限制的數(shù)值孔徑不限于此。如上構(gòu)造的具有作為衍射區(qū)域的第一和第二衍射區(qū)域51、52和第三區(qū)域73 (形 成為非球面形)的衍射部分70對(duì)傳遞通過各區(qū)域的各波長的光束具有預(yù)定的效果。衍射 部分70對(duì)傳遞通過第一區(qū)域51的具有第一至第三波長的光束進(jìn)行衍射，衍射能力使光束 處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其中對(duì)于三種波長的共同的物鏡34C的折射能力在相應(yīng)類型的光盤的信 號(hào)記錄表面上不產(chǎn)生球面像差。此外，衍射部分70通過物鏡34C的折射能力可以在相應(yīng)的 光盤的信號(hào)記錄表面上聚集適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)。此外，衍射部分70對(duì)傳遞通過第二區(qū)域52的具 有第一和第二波長的光束進(jìn)行衍射，衍射能力使光束處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其中共同的物鏡34C 的折射能力在相應(yīng)類型的光盤的信號(hào)記錄表面上不產(chǎn)生球面像差。此外，衍射部分70通過 物鏡34C的折射能力可以在相應(yīng)的光盤的信號(hào)記錄表面上適當(dāng)?shù)墓恻c(diǎn)中聚集光線。此外， 衍射部分70可以適當(dāng)?shù)貙?duì)傳遞通過第三區(qū)域73的具有第一波長的光束進(jìn)行聚集，使光束 處于擴(kuò)散角狀態(tài)，其折射能力在相應(yīng)類型的光盤的信號(hào)記錄表面上不產(chǎn)生球面像差。S卩，設(shè)置在物鏡34C的一個(gè)表面上的衍射部分70具有以下效果，物鏡34C布置在 光學(xué)拾取器3的第一至第三發(fā)射部分和信號(hào)記錄表面之間的光路上。衍射部分70可以對(duì) 傳遞通過各區(qū)域(第一至第三區(qū)域51、52和73)的各波長的光束進(jìn)行衍射，以減小在信號(hào) 記錄表面上產(chǎn)生的球面像差。從而，在使用光學(xué)拾取器3中的共同的物鏡34在各相應(yīng)光盤 的信號(hào)記錄表面上聚集第一至第三波長的光束時(shí)，衍射部分70可以減小在信號(hào)記錄表面 上產(chǎn)生的球面像差。因此，衍射部分70可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)拾取器(使用用于三種光盤的三種波 長和共同的物鏡34)的三種波長兼容性，從而可以在各光盤上適當(dāng)記錄和/或再現(xiàn)信息信 號(hào)。此外，由于第一和第二區(qū)域51和52的作用以及第三區(qū)域73的作用，設(shè)置在物鏡 34C的一個(gè)表面上的衍射部分70和具有衍射部分70的物鏡34C具有與上述的衍射部分50 和物鏡34相同的功能和效果。即，如圖8A所示，通過重疊的閃耀被施加到多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu) 的方式，用作為內(nèi)球形區(qū)的第一區(qū)域51配置為增大第三波長的效率并減小第一波長的不 必要的光線。因此，無論溫度和波長如何變化，可以實(shí)現(xiàn)良好的記錄特性。此外，在用作為 內(nèi)球形區(qū)的第一區(qū)域51中，作為閃耀重疊的目標(biāo)的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)中，相等的間隔如圖8B 所示改變，并從而無論溫度和波長如何變化，可以實(shí)現(xiàn)良好的記錄再現(xiàn)特性。如以下第5部 分中描述，原因是設(shè)置在第一區(qū)域51上的衍射結(jié)構(gòu)通過在環(huán)境變化的情況下抑制不必要 的衍射光線的發(fā)生可以防止伺服變得不穩(wěn)定。5.關(guān)于防止溫度和波長的改變引起的不必要的衍射光的增加的方法關(guān)于問題上述的物鏡34和34C是三種波長兼容的物鏡，通過將入射側(cè)的表面的衍射區(qū)域分 為兩個(gè)或更多，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定內(nèi)球形區(qū)和中間球形區(qū)的衍射級(jí)的方式，可以三種波長的兼容 性。如上所述，內(nèi)球形區(qū)(具有的衍射結(jié)構(gòu)中例如(kli，k2i，k3i) = (+1,-2,-3))即使在 衍射結(jié)構(gòu)如圖8B所示形成為所謂的等距多臺(tái)階形時(shí)也具有良好的特性。因此，在室溫下， 可以充分地顯現(xiàn)其特性。然而，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)溫度變化或激光振蕩的波長變化時(shí)出現(xiàn)一個(gè)問 題，產(chǎn)生的等級(jí)的光線的衍射效率隨著不必要的光線增加。此外，不必要的光線的增加帶來 的問題(尤其在雙層光盤中)是不必要的光線對(duì)聚焦信號(hào)產(chǎn)生影響，從而使伺服不穩(wěn)定。然 后，由于伺服不穩(wěn)定的狀態(tài)，擔(dān)心信號(hào)讀取跳動(dòng)的劣化。
關(guān)于不必要的衍射級(jí)參照(kli，k2i，k3i) = (+1,-2,-3)的情況詳細(xì)描述不必要的衍射級(jí)。如上所述， 內(nèi)球狀區(qū)中可能形成(kli，k2i，k3i) = (+1，-2，-3)的衍射結(jié)構(gòu)。在這種情況下，如果估 計(jì)某折射率，則可以選擇具有與其相應(yīng)的臺(tái)階數(shù)和高度的等距的多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)。例如，描 述了折射率 η1(λ 1) = 1·560、η2(λ2) = 1·541、η3(λ 3) = 1. 537、dn/dT = _9·0Χ1(Γ5、 λ 1 = 405nm、λ 2 = 660nm、并且λ 3 = 785nm的情況。在這樣的條件下，可以得到等距的 多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)具有6臺(tái)階和7級(jí)并且具有約5. 0 μ m的相等的間隔。在圖9A至9C中，如 上所述描述了此時(shí)該深度下效率的關(guān)系。圖9A至9C示出了如上所述被選為常規(guī)光線的等 級(jí)的衍射光線的衍射效率，并且還示出了相應(yīng)的常規(guī)等級(jí)的相鄰等級(jí)的不必要的相鄰光線 的衍射效率的變化。這里，研究環(huán)境變化，假設(shè)折射率根據(jù)溫度升高而降低。當(dāng)折射率降低時(shí)，與空氣 的光程差將減小，從而圖9A至9C的每個(gè)槽深可以轉(zhuǎn)變?yōu)楹孟癖唤档汀Ｒ虼?，如圖9B所示， 在與第二光盤(DVD)對(duì)應(yīng)的第二波長λ 2處，常規(guī)光線的第-2級(jí)光的效率降低，同時(shí)不必 要的光線的第_3級(jí)光的效率增大。具體地，如圖9Β所示，在從5000nm的位置略向左偏移 的位置處效率更好。另一方面，當(dāng)溫度降低時(shí)，折射率增大，從而槽深可以轉(zhuǎn)變?yōu)楹孟癖辉龃?。因此，?第一光盤(BD)中，常規(guī)光線的第+1級(jí)光的效率降低，不必要的光線的第+2級(jí)光的效率增 大。此外，即使在波長的變化中，也發(fā)生同樣的效果。即，當(dāng)波長向長波長側(cè)變化時(shí)，相 應(yīng)波長處的槽深度減小。因此，在第二光盤(DVD)中，常規(guī)光線的量減少，并且同時(shí)不必要 的光線的量增加。相反，在第一光盤(BD)中，當(dāng)向短波長側(cè)變化時(shí)，常規(guī)的效率減小，從而 不必要的光線的效率增大。上述現(xiàn)象的發(fā)生是基于衍射效率曲線中的槽深度和峰值位置之 間的關(guān)系(在等級(jí)和槽深度如圖9A至9C所述來選取的狀態(tài)下)。在上述的情況下，在第一 光盤(BD)中，不必要的光線在低溫短波長側(cè)變?yōu)樽畲螅诘诙獗P(DVD)中，不必要的光線 在高溫長波長側(cè)變?yōu)樽畲?。此外，如圖9C所示，在第三光盤(⑶)中，深度位于槽深度-效率曲線的頂點(diǎn)處。這 里，基本地，有對(duì)波長的改變和溫度的改變的抵抗，從而相比第一和第二光盤(BD和DVD)， 其變化率是可以忽略的變化量。以上描述了在可能發(fā)現(xiàn)變化的一側(cè)的環(huán)境變化引起的不必要的光線，但是實(shí)際上 通過與其相對(duì)的一側(cè)的溫度的改變和波長的改變也會(huì)產(chǎn)生不必要的光線。即，在第二光盤 (DVD)中，當(dāng)曲線偏向低溫短波長側(cè)時(shí)產(chǎn)生-1級(jí)光，并作為不必要的光線。此外，在第一光 盤(BD)中，當(dāng)曲線偏向高溫長波長側(cè)時(shí)產(chǎn)生0級(jí)光，并作為不必要的光線。以下，這被稱為 “第二不必要的光線”。此外，在其趨于發(fā)生的一側(cè)的上述的不必要的光線被稱為“第一不必 要的光線”。圖11至圖13示出了根據(jù)波長和溫度的變化的效率的變化。圖11示出了第一光 盤(BD)中由于環(huán)境變化引起的效率的變化(稱為“環(huán)效率境變化”)。圖12示出了第二光 盤(DVD)中的環(huán)境的效率變化。圖13示出了第三光盤(⑶)中的效率環(huán)境變化。在圖11至 圖13中，所有的第二不必要的光線的值很小。原因是原始信號(hào)的效率按照溫度的變化關(guān)于 中心溫度是不對(duì)稱的。因此，當(dāng)執(zhí)行后述的優(yōu)化時(shí)，其值是重要的。此外，在第三光盤(CD)中，不必要的光線不是問題，從而不必要的光線沒有繪出。此外，在該圖中，還考慮了溫度和 LD的波長的變化。在圖11中，Laisc是表示溫度變化對(duì)波長405nm(與第一光盤對(duì)應(yīng)的第一波長λ 1 的常規(guī)光線的中心波長)的光線引起的效率變化的線。這里，常規(guī)光線指具有衍射結(jié)構(gòu)形 成時(shí)被選擇的等級(jí)(例如kli)的衍射光線。1^皿是表示溫度變化對(duì)波長400nm(作為比第 一波長λ 1的常規(guī)光線的中心波長更短的波長的情況)的光線引起的效率變化的線。Laisp 是表示溫度變化對(duì)波長410nm(作為比第一波長λ 1的常規(guī)光線的中心波長更長的波長的 情況)的光線引起的效率變化的線。此外，Laifs^PLaifp分別表示第一不必要的光線和第二 不必要的光線，并且是表示溫度變化對(duì)第一波長λ 1的不必要的光線的具有波長400nm和 410nm的光線引起的效率變化的線。此外，這里溫度變化引起的激光波長的變化也包括在溫 度軸中。此外，在圖12中，La2s。是表示溫度變化對(duì)波長655nm(與第二光盤對(duì)應(yīng)的第二波 長λ2的常規(guī)光線的中心波長)的光線引起的效率變化的線。La2sm和La2sp是分別表示溫 度變化對(duì)波長650nm和660nm(作為比第二波長λ 2的常規(guī)光線的中心波長更短的波長和 更長的波長的情況)的光線引起的效率變化的線。此外，La2fs^PLa2fp分別表示第一不必 要的光線和第二不必要的光線，并且是表示溫度變化對(duì)第二波長λ 2的不必要的光線的具 有波長660nm和650nm的光線引起的效率變化的線。此外，在圖13中，La3s。是表示溫度變化對(duì)波長785nm(與第三光盤對(duì)應(yīng)的第三波 長λ3的常規(guī)光線的中心波長)的光線引起的效率變化的線。La3sm和La3sp是分別表示溫 度變化對(duì)波長780nm和790nm(作為比第三波長λ 3的常規(guī)光線的中心波長更短的波長和 更長的波長的情況)的光線引起的效率變化的線。從以上的圖11至13的描述可以看出，鄰近常規(guī)光線的衍射級(jí)的光線的效率(以 下就稱為“不必要的光線”)根據(jù)溫度和激光的初始波長增加。此外，不必要的光線指具有 一側(cè)的衍射級(jí)的光線，其中在相鄰的衍射級(jí)中的衍射級(jí)更可能具有不良影響，即衍射效率 增大。聚焦誤差信號(hào)接下來，將考慮環(huán)境變化引起的不必要的衍射光線的效率變化對(duì)聚焦誤差信號(hào)有 何影響。當(dāng)用裝有上述物鏡的光學(xué)拾取器在光盤上執(zhí)行聚焦伺服時(shí)，那個(gè)時(shí)候的聚焦誤差 信號(hào)的形狀示意性地在圖14中示出。圖14示出了常規(guī)信號(hào)和不必要的信號(hào)的聚焦查找波 形。此外，在圖14中，Lras表示可以從不必要的光線獲得的聚焦誤差信號(hào)的常規(guī)信號(hào)，Lfof 表示由不必要的衍射光線形成的聚焦誤差信號(hào)的不必要的信號(hào)。此外，Atosf表示常規(guī)信號(hào) 的中心和不必要的信號(hào)的中心之間的間距。這里，圖14中由Lras表示的常規(guī)信號(hào)由從內(nèi)球形區(qū)至外球形區(qū)的各球形區(qū)的出射 和返回光束的常規(guī)衍射級(jí)的和形成。另一方面，不必要的信號(hào)由上述的內(nèi)球形區(qū)的出射和 返回光束的常規(guī)衍射級(jí)和不必要衍射級(jí)之間的結(jié)合形成。表1示出了通過適當(dāng)?shù)剡x擇中間 球形區(qū)和外球形區(qū)形成信號(hào)時(shí)常規(guī)光線和不必要的光線之間的關(guān)系以及常規(guī)信號(hào)和不必 要的信號(hào)之間的關(guān)系。聚焦誤差信號(hào)可能在表1所示的雙層光盤中引起問題。表 權(quán)利要求
一種物鏡，配置為在與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信號(hào)記錄表面上收集至少三種波長λ1、λ2和λ3的光束，其中滿足λ1＜λ2＜λ3的關(guān)系，所述物鏡包括衍射部分，其具有形成在入射側(cè)表面上的預(yù)定的衍射結(jié)構(gòu)，其中，所述衍射部分具有第一區(qū)域，設(shè)置在最內(nèi)周部分，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，第二區(qū)域，設(shè)置在所述第一區(qū)域外側(cè)，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，以及第三區(qū)域，設(shè)置在所述第二區(qū)域外側(cè)，其中，所述第一至第三區(qū)域形成為具有的孔徑直徑允許第一波長λ1的光束對(duì)應(yīng)于所述第一至第三區(qū)域，第二波長λ2的光束對(duì)應(yīng)于所述第一和第二區(qū)域，并且第三波長λ3的光束對(duì)應(yīng)于所述第一區(qū)域，并且其中，在所述第一區(qū)域中，衍射結(jié)構(gòu)形成為具有預(yù)定高度的球形區(qū)，其中，所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)是其中單位周期的結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向連續(xù)地形成的周期結(jié)構(gòu)，并且是其中高度為h的閃耀結(jié)構(gòu)與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的結(jié)構(gòu)，其中，所述閃耀結(jié)構(gòu)的斜坡方向的增大方向與所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度的增大方向相反，其中，所述高度h滿足關(guān)系式h＜(λ1/(n1 1))，其中，n1是波長λ1處相應(yīng)物鏡的構(gòu)成材料的折射率，并且其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是非等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其與周期中臺(tái)階的寬度相等并且周期中臺(tái)階的高度相等的等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的不同在于其寬度發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，與所述第一區(qū)域的所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的 所述閃耀結(jié)構(gòu)的數(shù)目是一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物鏡，其中，當(dāng)沿光軸方向衍射的入射光束的等級(jí)被限定為正的等級(jí)時(shí)，所述第一區(qū)域的所 述衍射結(jié)構(gòu)對(duì)入射光束進(jìn)行衍射以使(kli，k2i，k3i) = (+1，-2，-3)，其中沽1^21和1^3土 分別是在波長λ 1、λ 2和λ 3處具有最大衍射效率的等級(jí)，并且其中，重疊的所述閃耀結(jié)構(gòu)的周期是所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期的m倍，其中，m是整 數(shù)，并且其中，假設(shè)所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的高度是d0并且由所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期 中的所述閃耀結(jié)構(gòu)給出的斜坡高度的和是d0 X δ，那么滿足關(guān)系式0 < δ < 0. 15/m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的物鏡，其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是具有6級(jí) 差和7等級(jí)的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)，周期中臺(tái)階的變化的寬度的比值按順序是 (7-5 η)/2 η η η η η (7-5 n)/2，并且滿足關(guān)系式 ι < n<i. 11。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)閃耀結(jié)構(gòu)與所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu) 重疊，并且進(jìn)一步與二進(jìn)位結(jié)構(gòu)重疊，并且其中，所述二進(jìn)位結(jié)構(gòu)是與所述非等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階的寬度對(duì)應(yīng)的非等距二 進(jìn)位結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物鏡，其中，當(dāng)沿光軸方向衍射的入射光束的等級(jí)被限定為正的等級(jí)時(shí)，所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)對(duì)入射光束進(jìn)行衍射以使(kli，k2i，k3i) = (+1，-2，-3)，其中沽1^21和1^3土 分別是在波長λ 1、λ 2和λ 3處具有最大衍射效率的等級(jí)，并且其中，重疊的所述閃耀結(jié)構(gòu)的周期等于所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期，并且 其中，假設(shè)所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的高度是d0并且由所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期 中的所述閃耀結(jié)構(gòu)給出的斜坡高度的和是dOX δ，那么滿足關(guān)系式0< δ <0.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物鏡，其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是具 有6級(jí)差和7等級(jí)的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)，臺(tái)階的變化的寬度的比值按順序是 (7-5 η)/2 η η η η η (7-5 n)/2，并且滿足關(guān)系式 ι < n<i. 11。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，與所述第一區(qū)域的所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的 所述閃耀結(jié)構(gòu)的數(shù)量是兩個(gè)一個(gè)是周期等于所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期的閃耀結(jié)構(gòu)，并 且另一個(gè)是周期等于所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期的整數(shù)倍的閃耀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物鏡，其中，當(dāng)沿光軸方向衍射的入射光束的等級(jí)被限定為正的等級(jí)時(shí)，所述第一區(qū)域的所 述衍射結(jié)構(gòu)對(duì)入射光束進(jìn)行衍射以使(kli，k2i，k3i) = (+1，-2，-3)，其中沽1^21和1^3土 分別是在波長λ 1、λ 2和λ 3處具有最大衍射效率的等級(jí)，并且 其中，在周期等于整數(shù)倍的所述閃耀結(jié)構(gòu)中，整數(shù)倍為m，并且 其中，假設(shè)所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的高度是d0，由所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期中的 周期等于所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期的所述閃耀結(jié)構(gòu)給出的斜坡高度的和是dOX δ s,由 所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期中的周期等于所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的周期的整數(shù)倍的所 述閃耀結(jié)構(gòu)給出的斜坡高度的和是d0X δ m，那么滿足關(guān)系式0 < δ mXm+ δ s < 0. 15。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物鏡，其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是具 有6級(jí)差和7等級(jí)的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)，臺(tái)階的變化的寬度的比值按順序是 (7-5 η)/2 η η η η η (7-5 n)/2，并且滿足關(guān)系式 ι < n<i. 11。
11.一種光學(xué)拾取器，包括物鏡，其中入射至少三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束，滿足λ 1 < λ 2 < λ 3的關(guān)系，以及衍射部分，其設(shè)置在置于三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束的光路上的光學(xué)元件或所述 物鏡的一側(cè)，以通過所述物鏡在與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信號(hào)記錄表面上收集三種波 長λ 1、λ 2禾口 λ 3的光束， 其中，所述衍射部分具有第一區(qū)域，設(shè)置在最內(nèi)周部分，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射， 第二區(qū)域，設(shè)置在所述第一區(qū)域外側(cè)，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，以及 第三區(qū)域，設(shè)置在所述第二區(qū)域外側(cè)，其中，所述第一至第三區(qū)域形成為具有的孔徑直徑允許第一波長λ 1的光束對(duì)應(yīng)于所 述第一至第三區(qū)域，第二波長λ 2的光束對(duì)應(yīng)于所述第一和第二區(qū)域，并且第三波長λ 3的 光束對(duì)應(yīng)于所述第一區(qū)域，并且其中，在所述第一區(qū)域中，衍射結(jié)構(gòu)形成為具有預(yù)定高度的球形區(qū)， 其中，所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)是其中單位周期的結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向連續(xù)地形 成的周期結(jié)構(gòu)，并且是其中高度為h的閃耀結(jié)構(gòu)與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的結(jié)構(gòu)，其中，所述閃耀結(jié)構(gòu)的斜坡方向的增大方向與所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度的增大 方向相反，其中，所述高度h滿足關(guān)系式h < ( λ 1/ (nl-1))，其中，nl是波長λ 1處相應(yīng)物鏡的構(gòu) 成材料的折射率，并且其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是非等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其與周期中臺(tái)階的寬度相等并 且周期中臺(tái)階的高度相等的等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的不同在于其寬度發(fā)生變化。
12. 一種光盤設(shè)備，包括光學(xué)拾取器，其通過選擇性地在被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的多種類型的光盤上照射具有不同波長的 多個(gè)光束來記錄與/或再現(xiàn)信息信號(hào)， 其中，所述光學(xué)拾取器包括物鏡，其中入射至少三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束，滿足λ 1 < λ 2 < λ 3的關(guān)系，以及衍射部分，其設(shè)置在置于三種波長λ 1、λ 2和λ 3的光束的光路上的光學(xué)元件或所述 物鏡的一側(cè)，以通過所述物鏡在與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信號(hào)記錄表面上收集三種波 長λ 1、λ 2禾口 λ 3的光束， 其中，所述衍射部分具有第一區(qū)域，設(shè)置在最內(nèi)周部分，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射， 第二區(qū)域，設(shè)置在所述第一區(qū)域外側(cè)，用于對(duì)光束進(jìn)行衍射，以及 第三區(qū)域，設(shè)置在所述第二區(qū)域外側(cè)，其中，所述第一至第三區(qū)域形成為具有的孔徑直徑允許第一波長λ 1的光束對(duì)應(yīng)于所 述第一至第三區(qū)域，第二波長λ 2的光束對(duì)應(yīng)于所述第一和第二區(qū)域，并且第三波長λ 3的 光束對(duì)應(yīng)于所述第一區(qū)域，并且其中，在所述第一區(qū)域中，衍射結(jié)構(gòu)形成為具有預(yù)定高度的球形區(qū)， 其中，所述第一區(qū)域的所述衍射結(jié)構(gòu)是其中單位周期的結(jié)構(gòu)沿球形區(qū)的徑向連續(xù)地形 成的周期結(jié)構(gòu)，并且是其中高度為h的閃耀結(jié)構(gòu)與多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)重疊的結(jié)構(gòu)，其中，所述閃耀結(jié)構(gòu)的斜坡方向的增大方向與所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度的增大 方向相反，其中，所述高度h滿足關(guān)系式h < ( λ 1/ (nl-1))，其中，nl是波長λ 1處相應(yīng)物鏡的構(gòu) 成材料的折射率，并且其中，所述多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)是非等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)，其與周期中臺(tái)階的寬度相等并 且周期中臺(tái)階的高度相等的等距多臺(tái)階衍射結(jié)構(gòu)的不同在于其寬度發(fā)生變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及物鏡、光學(xué)拾取器和光盤設(shè)備。提供了在光學(xué)拾取器中使用的物鏡，該光學(xué)拾取器在使用不同波長的三種不同類型的光盤上執(zhí)行信息信號(hào)的記錄與/或再現(xiàn)。該物鏡配置為在與各波長對(duì)應(yīng)的兼容的光盤的信號(hào)記錄表面上收集至少三種波長λ1、λ2和λ3的光束，其中滿足λ1＜λ2＜λ3的關(guān)系。物鏡包括衍射部分，其具有形成在入射側(cè)表面上的預(yù)定的衍射結(jié)構(gòu)。衍射部分具有設(shè)置在最內(nèi)周部分中用于對(duì)光束進(jìn)行衍射的第一區(qū)域、設(shè)置在第一區(qū)域外側(cè)用于對(duì)光束進(jìn)行衍射的第二區(qū)域以及設(shè)置在第二區(qū)域外側(cè)的第三區(qū)域。
文檔編號(hào)G02B5/18GK101944371SQ20101020327
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者安井利文 申請(qǐng)人:索尼公司