CN102548723A - 模具的加工方法、模具、物镜及光拾取装置 - Google Patents

模具的加工方法、模具、物镜及光拾取装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种模具加工方法，其能够廉价地加工用于成形具有多层级结构的光拾取装置用物镜的模具的。一种模具原料的加工方法，为了在能够互换使用不同光盘的光拾取装置中通用，在各光盘的信息记录面上会聚光束，而用于在曲面上成形形成多层级结构而成的物镜，其中，使模具原料绕轴线旋转的同时，使具有由直线状的第一边缘部、在相对于所述第一边缘部成锐角交叉的方向上延伸的直线状的第二边缘部、连结所述第一边缘部的端部和所述第二边缘部的端部的第三边缘部组成轮廓的前倾面的刀具，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中至少一个相对于所述轴线倾斜的状态，在所述轴线方向及与所述轴线交叉的方向上移动的同时，对所述物镜的转印面进行切削加工。

Description

模具的加工方法、模具、物镜及光拾取装置
技术领域
本发明涉及模具的加工方法、模具、物镜及光拾取装置。
背景技术
近年来，开发了使用波长400nm左右的蓝紫色半导体激光，对高密度光盘进行信息的记录和/或再生(下面，将“记录和/或再生”记为“记录/再生”)的光拾取装置，且已经在市场上销售。作为高密度光盘之一例，在NA0.85，以光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘，所谓的Blu-ray Disc(下面，称为BD)中，能够对于与DVD(NA0.6，光源波长650nm，存储容量4.7GB)相同大小的直径为12cm的光盘，每层记录25GB信息。
但是，对于这种类型的高密度光盘，只是说能够适当地进行信息的记录/再生，作为光盘播放器/记录器(光信息记录再生装置)的产品的价值是不够的。目前，若立足于正在销售记录多种多样的信息的DVD或CD(高密度光盘)的现实，则对于高密度光盘，只能够进行信息的记录/再生是不够的，例如，对于用户所拥有的DVD或CD，也使其同样地能够适当地进行信息的记录/再生关系到提高作为高密度光盘用光盘播放器/记录器的商品价值。由这样的背景，期待搭载于高密度光盘用光盘播放器/记录器上的光拾取装置具有对于高密度光盘和DVD、甚至是CD的任一个，都能够在维持互换性的同时，适当地记录/再生信息的性能。
作为使对于高密度光盘和DVD、甚至是CD的任一个都能够在维持互换性的同时，适当地记录/再生信息方法，可以考虑根据记录/再生信息的光盘的记录密度，选择性地切换高密度光盘用光学系统和DVD或CD用光学系统的方法，但是，需要多个光学系统，因此不利于小型化，而且成本增加。
因此，为了简化光拾取装置的结构，实现低成本化，优选即使在具有互换性的光拾取装置中，也能够使高密度光盘用光学系统和DVD或CD用光学系统共通化，尽可能减少构成光拾取装置的光学零件个数。而且，尽量使与光盘相对配置的面对物体的光学元件共通化对光拾取装置结构的小型化·低成本化最有利。
与之相对，专利文献1中记载了使用共通的物镜，将相互不同的三个波长的光束会聚到高密度光盘、DVD、CD的信息记录面，对它们可互换地进行信息的记录和/或的光拾取装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利第4033239号说明书
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1所示的物镜为了将相互不同的三个波长的光束适当地会聚到高密度光盘、DVD、CD的信息记录面，有时在光学面具有多层级结构的光程差赋予结构。但是，多层级结构是具有狭窄宽度的深槽形状的精细结构，因此必须在转印成形物镜的模具的转印面上形成与其对应的精细结构，即使使用顶端尖锐的剑尖切削刀，也可能对模具原料产生切削刀干扰。因此，为了避免该切削刀干扰，不得不一边使剑尖切削刀螺旋运动，一边进行切削加工，需要昂贵的多轴加工机，导致模具的成本增加。
本发明旨在提供能够廉价地加工用于成形具有例如，多层级结构的光拾取装置用物镜的模具的模具加工方法、另外由此加工得到的模具、进一步通过该模具成形的物镜及使用该物镜的光拾取装置。
解决问题的技术方案
权利要求1所述的模具的加工方法，该模具用于成形物镜，该物镜在能够互换使用不同光盘的光拾取装置中通用，该物镜是为了在各光盘的信息记录面上会聚光束而在曲面上形成多层级结构而成的，其特征在于，
使模具绕轴线旋转的同时，
使具有由直线状的第一边缘部、在相对于所述第一边缘部成锐角交叉的方向上延伸的直线状的第二边缘部、连结所述第一边缘部的端部和所述第二边缘部的端部的第三边缘部组成轮廓的前倾面的刀具，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中至少一个相对于所述轴线倾斜的状态对所述物镜的转印面进行切削加工。
在物镜的多层级结构中的光轴方向上延伸的面为了提高光的利用效率，优选相对于光轴平行形成。但是，为了将整个转印在多层级结构中的光轴方向上延伸的面的模具的转印面相对于光轴精确地平行形成，即使使用例如顶端尖锐的剑尖切削刀，也可能对模具原料产生切削刀干扰，因此为了避免切削刀干扰，不得不一边使剑尖切削刀螺旋运动，一边进行切削加工，需要昂贵的多轴加工机，导致模具的成本增加。与此相对，根据本发明，通过以强制使所述刀具中的所述第一边缘部和所述第二边缘部中的至少一个相对于所述轴线倾斜的状态，一边只在所述轴线方向及与所述轴线交叉的方向上移动，一边进行切削加工，能够确保物镜的光学性能，并且，能够使用例如双轴加工机等结构简单且廉价的加工机，进行模具加工。另外，用于转印成形多层级结构的模具的面相对于轴线倾斜，因此具有脱模容易的优点。另外，即使是在三轴加工机等能够使刀具螺旋的加工机中，在物镜周边部这样的曲面的弯曲大(カ一ブきつい)的地方，依然容易发生刀具和模具的干扰，因此，通过本发明，具有能够防止刀具和模具的干扰的优点。
权利要求2所述的模具的加工方法在权利要求1的基础上，其特征在于，使所述刀具以所述第一边缘部和所述第二边缘部中的至少一个相对于所述轴线倾斜的状态只在所述轴线方向及与所述轴线交叉的方向上移动，对所述物镜的转印面进行切削加工。
权利要求3所述的模具的加工方法在权利要求2的基础上，其特征在于，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中的靠近所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ1比远离所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ2大的状态进行加工。
权利要求4所述的模具的加工方法在权利要求3的基础上，其特征在于，满足下式：
15°≤θ1≤35°    (1)
0°≤θ2≤15°     (2)。
权利要求5所述的模具的加工方法在权利要求4的基础上，其特征在于，满足下式：
1°≤θ2≤15°     (3)。
权利要求6所述的模具的加工方法在第一或权利要求2的基础上，其特征在于，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中的靠近所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ1、和远离所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ2相等或大致相等的状态进行加工。
权利要求7所述的模具的加工方法在权利要求6的基础上，其特征在于，满足下式：
10°≤θ1≤20°        (4)。
权利要求8所述的模具的加工方法在第一～权利要求7中任一方面的基础上，其特征在于，使所述刀具以接近所述轴线的方式移动的同时进行切削加工。
权利要求9所述的模具的加工方法在第三～权利要求5中任一方面的基础上，其特征在于，使所述刀具以相对于所述轴线具有倾斜角θ1的边缘部先行切削所述模具原料的方式在与所述轴线交叉的方向上移动的同时进行切削加工。
权利要求10所述的模具的加工方法在第一～权利要求9中任一方面的基础上，其特征在于，所述刀具是剑尖切削刀。
权利要求11所述的模具的加工方法在第一～权利要求10中任一方面的基础上，其特征在于，在所述物镜的曲面上，在所述多层级结构之外形成有闪耀结构。
权利要求12所述的模具的加工方法在第一～权利要求11中任一方面的基础上，其特征在于，将所述物镜的轴向厚度设为d(mm)，所述物镜的焦距设为f(mm)时，满足下式：
0.9≤d/f≤1.6        (5)。
权利要求13所述的模具，其特征在于，通过第一～权利要求12中任一方面所述的模具的加工方法形成。
权利要求14所述的物镜，其在能够互换使用不同光盘的光拾取装置中通用，该物镜是为了在各光盘的信息记录面上会聚光束而在曲面上形成多层级结构而成的，其特征在于，
在所述多层级结构中的光轴方向行延伸的面中的至少局部相对于光轴倾斜。
在物镜的多层级结构中的光轴方向上延伸的面为了提高光的利用效率，优选相对于光轴平行形成。但是，为了将整个转印在多层级结构中的光轴方向上延伸的面的模具的转印面，相对于光轴精确地平行形成，即使使用顶端尖锐的剑尖切削刀，也可能对模具原料产生切削刀干扰，因此为了避免切削刀干扰，不得不一边使剑尖切削刀螺旋运动，一边进行切削加工，需要昂贵的多轴加工机，导致模具的成本增加。另外，特别是高密度光盘用物镜是高NA的，光学面的曲率半径较小，因此切削刀干扰的问题变得更大。与此相对，根据本发明，能够以强制使切削模具的刀具中的前倾面的边缘部相对于轴线倾斜的状态，一边只在轴线方向及与所述轴线交叉的方向上移动，一边进行模具的切削加工，因此，能够使用例如双轴加工机等结构简单且廉价的加工机，进行模具加工，还可以使用该模具廉价地制造物镜。另外，沿着多层级结构的光轴的面相对于光轴倾斜，因此具有成形后脱模容易并且能够降低基于制造误差产生的光量损失的优点。另外，即使是在三轴加工机等能够使刀具螺旋的加工机中，在物镜周边部这样的曲面的弯曲急的地方，依然容易发生刀具和模具的干扰，因此，通过本发明，具有能够防止刀具和模具的干扰的优点。
权利要求14所述的物镜在权利要求13的基础上，其特征在于，在取所述物镜的光轴方向截面时，所述相对延伸的面中的靠近光轴的面与光轴的倾斜角θ1’比远离光轴的面与光轴的倾斜角θ2’大。
在多层级结构的一个基础结构中，在光轴方向上延伸，相互相对的两个面中远离光轴的面由于相对于光轴倾斜，从而产生了光量损失，但是，就接近光轴的面而言，由于因折射角产生的阴影效应，所以即使相对于光轴倾斜，光量损失也不会增加。因此，在多层级结构的一个基础结构中，就在光轴方向上延伸，且相互相对的两个面中的靠近光轴的面而言，相对于光轴倾斜且远离光轴的面尽量与光轴平行，由此，不增加光量损失，就能够使用双轴加工机这样的简单加工机进行加工，能够降低成本，并且从模具中取出透镜变得容易，能够享受本发明的效果，因此优选。
权利要求15所述的物镜在权利要求14的基础上，其特征在于，在取所述物镜的光轴方向截面时，在所述多层级结构的一个阶梯单位中，在光轴方向上延伸，相互相对的两个面中的靠近光轴的面与光轴的倾斜角θ1’比远离光轴的面与光轴的倾斜角θ2’大。
权利要求16所述的物镜在权利要求15的基础上，其特征在于，满足下式：
15°≤θ1’≤35°        (6)
0°≤θ2’≤15°         (7)。
权利要求17所述的物镜在权利要求16的基础上，其特征在于，满足下式：
1°≤θ2’≤15°        (8)。
权利要求18所述的物镜在权利要求14的基础上，其特征在于，在取所述物镜的光轴方向截面时，在所述多层级结构的一个阶梯单位中，在光轴方向上延伸，相互相对的两个面中的靠近光轴的面与光轴的倾斜角θ1’、和远离光轴的面与光轴的倾斜角θ2’相等或大致相等。
权利要求19所述的物镜在权利要求18的基础上，其特征在于，满足下式：
10°≤θ1’≤20°       (9)。
权利要求20所述的物镜在第十四～权利要求19中任一方面的基础上，其特征在于，在所述物镜的曲面上，在所述多层级结构之外还形成有闪耀结构。
权利要求21所述的物镜在第十四～权利要求20中任一方面的基础上，其特征在于，将所述物镜的轴向厚度设为d(mm)，所述物镜的焦距设为f(mm)时，满足下式：
0.9≤d/f≤1.6           (5)。
权利要求22所述的光拾取装置，其特征在于，使用第十四～权利要求21中任一方面所述的物镜。
刀具包括切削刀。图1是表示切削刀的前倾面形状的例子的概略图。图1(a)所示的切削刀的前倾面SP由直线状的第一边缘部E1、在与第一边缘成锐角交叉的方向上延伸的直线状的第二边缘部E2、及连结第一边缘部E1的端部和第二边缘部E2的端部的圆弧形的第三边缘部E3形成顶端轮廓。特别是，将第三边缘部E3的半径r为0.5μm～5.0μm的切削刀称作剑尖切削刀，将同半径r为5.0μm以上的切削刀称作R切削刀。另外，图1(b)所示的切削刀的前倾面SP由直线状的第一边缘部E1、与第一边缘平行地延伸的直线状的第二边缘部E2、与第一边缘部E1和第二边缘部E2正交的第三边缘部E3形成顶端轮廓，将这样的切削刀称作平端切削刀，与剑尖切削刀或R切削刀进行区分。特别是通过使用剑尖切削刀，能够把转印多层级结构的精细的槽形状的深角部的半径抑制得小，能够进一步提高使用该模具成形的物镜的光的利用效率。但是，根据用途，也可以使用R切削刀。
若使切削刀以接近模具原料的轴线的方式移动的同时进行切削加工，则具有能够缓解对切削刀的负荷，延长刀具寿命，并且切削加工结束时，原料中心的台阶差变小的优点。
若使切削刀以相对于轴线具有倾斜角θ1的边缘部先行切削模具原料的方式，在与轴线交叉的方向上移动的同时进行切削加工，则能够缓解对切削刀的负荷，延长刀具寿命，因此优选。
本发明的光拾取装置具有至少三个光源：第一光源、第二光源、第三光源。进而，本发明的光拾取装置具有用于使第一光束在第一光盘的信息记录面上会聚，使第二光束在第二光盘的信息记录面上会聚，使第三光束在第三光盘的信息记录面上会聚的聚光光学系统。另外，本发明的光拾取装置具有接受来自第一光盘、第二光盘或第三光盘的信息记录面的反射光束的受光元件。
第一光盘具有厚度为t1的保护基板和信息记录面。第二光盘具有厚度为t2(t1＜t2)的保护基板和信息记录面。第三光盘具有厚度为t3(t2＜t3)的保护基板和信息记录面。优选第一光盘是BD，第二光盘是DVD，第三光盘是CD，但是并不限于此。另外，第一光盘、第二光盘或第三光盘也可以是具有多个信息记录面的多层光盘。
在本说明书中，BD是指通过波长390～415nm左右的光束、NA0.8～0.9左右的物镜进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为0.05～0.125mm左右的BD系列光盘的总称，包括只具有单一信息记录层的BD、及具有两层信息记录层的BD等。另外，在本说明书中，DVD是指通过NA0.60～0.67左右的物镜进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为0.6mm左右的DVD系列光盘的总称，包括DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。另外，在本说明书中，CD是指通过NA0.45～0.51左右的物镜进行信息的记录/再生，保护基板的厚度为1.2mm左右的CD系列光盘的总称，包括CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等。另外，关于记录密度，BD的记录密度最高，然后依次是DVD、CD，越来越低。
另外，关于保护基板的厚度t1、t2、t3，优选满足下列条件式，但是并不限于此。另外，在此所说的保护基板的厚度是指设置于光盘表面上的保护基板的厚度。即，是指从光盘表面到离表面最近的信息记录面的保护基板的厚度。
0.050mm≤t1≤0.125mm
0.5mm≤t2≤0.7mm
1.0mm≤t3≤1.3mm
在本说明书中，第一光源、第二光源、第三光源优选激光光源。作为激光光源，优选半导体激光，也可以使用硅激光等。从第一光源射出的第一光束的第一波长λ1比从第二光源射出的第二光束的第二波长λ2短，第二波长λ2比从第三光源射出的第三光束的第三波长λ3短。
另外，在第作为一光盘、第二光盘、第三光盘，分别使用BD、DVD及CD的情况下，第一光源的第一波长λ1优选350nm以上440nm以下，进一步优选390nm以上415nm以下，第二光源的第二波长λ2优选570nm以上680nm以下，进一步优选630nm以上670nm以下，第三光源的第三波长λ3优选750nm以上880nm以下，进一步优选760nm以上820nm以下。
另外，可以将第一光源、第二光源、第三光源中的至少两个光源单元化。单元化是指将例如第一光源和第二光源固定收纳在一个封装中。另外，也可以将光源和下述受光元件封装。
作为受光元件，优选使用光电二极管等光检测器。在光盘的信息记录面上反射的光向受光元件入射，利用其输出信号，得到各光盘记录的信息的读取信号。进而检测由受光元件上的光点的形状变化、位置变化引起的光量变化，进行调焦检测或轨迹检测，基于此检测，为了调焦、追踪，而能够使物镜移动。受光元件可以由多个光检测器组成。受光元件也可以具有主光检测器和副光检测器。例如，可以是这样的受光元件：在接受用于信息的记录再生的主光的光检测器的两侧设置两个副光检测器，通过该两个副光检测器接受追踪调整用副光。另外，受光元件也可以具有各光源对应的多个受光元件。
聚光光学系统具有物镜。优选聚光光学系统除了具有物镜，还具有平行光管等耦合透镜。耦合透镜是指配置于物镜和光源之间，改变光束的发散角的单透镜或透镜组。平行光管是耦合透镜的一种，是将入射至平行光管的光转换成平行光射出的透镜。在本说明书中，物镜是指在光拾取装置中，配置于与光盘相对的位置上，具有使从光源射出的光束在光盘的信息记录面上会聚的功能的光学系统。物镜优选单片透镜。另外，物镜可以是玻璃透镜，也可以是塑料透镜，或还可以是在玻璃透镜上用光固化性树脂、UV固化性树脂、或热固化性树脂等设置有光程差赋予结构的混合透镜。另外，物镜优选折射面为非球面。另外，物镜优选设有光程差赋予结构的基体面为非球面。
另外，在将物镜设为玻璃透镜的情况下，优选使用玻璃化转变点为Tg 450℃以下的玻璃材料，更优选使用400℃以下的玻璃材料。通过使用玻璃化转变点Tg为450℃以下的玻璃材料，能够在较低温下成形，因此能够延长模具的寿命。作为这样的玻璃化转变点Tg低的玻璃材料，有例如(有)住田光学玻璃制的K-PG325或K-PG375(均为产品名)。
但是，玻璃透镜一般比树脂透镜的比重大，因此若将物镜设为玻璃透镜，重量变大，对驱动物镜的致动器增加了负担。因此，将物镜设为玻璃透镜时，优选使用比重小的玻璃材料。具体而言，优选比重为4.0以下，更优选比重为3.0以下。
另外，在将物镜设为塑料透镜的情况下，优选使用环烯烃类树脂材料等脂环烃类聚合物材料。另外，该树脂材料进一步优选使用在对于波长405nm的温度25℃下的折射率为1.54至1.60的范围内，伴随着在-5℃至70℃的温度范围内的温度变化的对于波长405nm的折射率变化率dN/dT(℃-1)在-20×10-5至-5×10-5(进一步优选-10×10-5至-8×10-5)的范围内的树脂材料。另外，将物镜设为塑料透镜时，优选也将耦合透镜作为塑料透镜。
另外，构成物镜的材料的阿贝数优选50以上。
关于物镜，下面进一步记述。优选物镜的至少一个光学面至少具有中央区域、中央区域周围的中间区域、中间区域周围的周边区域。优选中央区域是包括物镜的光轴的区域，但也可以将包括光轴的微小区域作为未使用区域或特殊用途的区域，将其周围作为中心区域。优选中央区域、中间区域、及周边区域设置于同一光学面上。如图2所示，优选中央区域CN、中间区域MD、周边区域OT呈以光轴为中心的同心圆状设置于同一光学面上。另外，优选在物镜的中央区域上设有第一光程差赋予结构，在中间区域上设有第二光程差赋予结构。周边区域可以是折射面，也可以在周边区域上设有第三光程差赋予结构。优选中央区域、中间区域、周边区域分别相邻，但是其间也可以存在些许间隙。
优选物镜的中央区域是用于第一光盘、第二光盘及第三光盘的记录/再生的第一、第二、第三光盘共用区域。即，优选物镜将通过中央区域的第一光束以能够在第一光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式会聚，将通过中央区域的第二光束以能够在第二光盘的信息记录面上进行信息的记录和/或再生的方式会聚，将通过中央区域的第三光束以能够在所述第三光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式会聚。另外，优选设置于中央区域上的第一光程差赋予结构对通过第一光程差赋予结构的第一光束及第二光束，校正由于第一光盘的保护基板的厚度t1和第二光盘的保护基板的厚度t2的差异产生的球差/由于第一光束和第二光束的波长的差异产生的球差。进一步来说，优选第一光程差赋予结构对通过第一光程差赋予结构的第一光束及第三光束，校正由于第一光盘的保护基板的厚度t1和第三光盘的保护基板的厚度t3的差异产生的球差/由于第一光束和第三光束的波长的差异产生的球差。
优选物镜的中间区域是用于第一光盘、第二光盘的记录/再生，不用于第三光盘的记录/再生的第一、第二光盘共用区域。即，优选物镜将通过中间区域的第一光束以能够在第一光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式会聚，将通过中间区域的第二光束以能够在第二光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式会聚。另一方面，优选以能够在第三光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式不会聚通过中间区域的第三光束。优选通过物镜的中间区域的第三光束在第三光盘的信息记录面上形成闪烁。如图3所示，在通过物镜的第三光束在第三光盘的信息记录面上形成的光点中，优选从光轴侧(或光点中心部)向外侧依次具有光量密度高的光点中心部SCN、光量密度比光点中心部低的光点中间部SMD、光量密度比光点中间部高，且比光点中心部低的光点周边部SOT。优选光点中心部用于光盘信息的记录/再生，光点中间部及光点周边部不用于光盘信息的记录/再生。上述中，将该光点周边部叫做闪烁。但是，在光点中心部的周围不存在光点中间部，而存在光点周边部的类型，即，在会聚光点的周围稀薄，光形成大光点时，可以将其光点周边部叫做闪烁。即，也可以说优选通过物镜的中间区域的第三光束在第三光盘的信息记录面上形成光点周边部。
优选物镜的周边区域是用于第一光盘的记录/再生，不用于第二光盘及第三光盘的记录/再生的第一光盘专用区域。即，优选物镜将通过周边区域的第一光束以能够在第一光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式会聚。另一方面，优选以能够在第二光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式不会聚通过周边区域的第二光束，以能够在第三光盘的信息记录面上进行信息的记录/再生的方式不会聚通过周边区域的第三光束。优选通过物镜的周边区域的第二光束及第三光束在第二光盘及第三光盘的信息记录面上形成闪烁。即，优选通过物镜的周边区域的第二光束及第三光束在第二光盘及第三光盘的信息记录面上形成光点周边部。
第一光程差赋予结构优选设置于物镜的中央区域的面积的70％以上的区域上，进一步优选90％以上。进一步优选第一光程差赋予结构设置于中央区域的整面上。第二光程差赋予结构优选设置于物镜的中间区域的面积的70％以上的区域上，进一步优选90％以上。进一步优选第二光程差赋予结构设置于中间区域的整面上。周边区域具有第三光程差赋予结构时，第三光程差赋予结构优选设置于物镜的周边区域的面积的70％以上的区域上，进一步优选90％以上。进一步优选第三光程差赋予结构设置于周边区域的整面上。
另外，本说明书所说的光程差赋予结构是指对入射光束施加光程差的结构的总称。光程差赋予结构中也包括赋予相位差的相位差赋予结构。另外，相位差赋予结构中包括衍射结构。优选本发明的光程差赋予结构是衍射结构。光程差赋予结构具有台阶差，优选具有多个台阶差。通过该台阶差对入射光束施加光程差和/或相位差。通过光程差赋予结构施加的光程差可以是入射光束的波长的整数倍，也可以是入射光束的波长的非整数倍。台阶差可以在光轴正交方向上隔开周期性间隔配置，也可以在光轴正交方向上隔开非周期性间隔配置。另外，设置有光程差赋予结构的物镜为单片非球面透镜时，根据距离光轴的高度，光束向物镜的入射角不同，所以，光程差赋予结构的台阶差量在每个环带上有若干不同。例如，物镜为单片非球面的凸透镜时，即使是施加相同光程差的光程差赋予结构，一般也有离光轴越远，台阶差量越大的趋势。
另外，本说明书所说的衍射结构是指具有台阶差，具有通过衍射来收敛或发散光束作用的结构的总称。例如，通过单位形状以光轴为中心多个并排而构成，光束入射各个单位形状，透射的光的波面引起相邻的各环带的错位，其结果是，含有通过形成新的波面来收敛或发散光这样的结构。衍射结构优选具有多个台阶差，台阶差可以在光轴正交方向上隔开周期性间隔配置，也可以在光轴正交方向上隔开非周期性的间隔配置。另外，设置有衍射结构的物镜为单片非球面透镜的情况下，根据距离光轴的高度不同，光束向物镜的入射角不同，衍射结构的台阶差量在每个环带上有若干不同。例如，物镜为单片非球面的凸透镜时，即使是产生相同衍射级数的衍射光的衍射结构，一般也有离光轴越远，台阶差量越大的趋势。
但是，光程差赋予结构优选具有以光轴为中心的同心圆状的多个环带。另外，光程差赋予结构一般可以有多种截面形状(包括光轴的面下的截面形状)，包括光轴的截面形状大致区别为闪耀结构和多层(阶梯型)结构。
闪耀结构是指如图4(a)、(b)所示，包括具有光程差赋予结构的物镜的光轴的截面形状为锯齿形的形状的结构。另外，在图4中，上方为光源侧，下方为光盘侧，为了易于理解，显示了在作为母非球面的平面上形成有光程差赋予结构的例子，但是在本发明中，是在作为物镜的曲面的光学面上形成的。在闪耀型结构中，将一个闪耀单位的光轴正交方向的长度叫做间距P。(参照图4(a)、(b))另外，将沿着闪耀的光轴的方向的台阶差的长度叫做台阶差量B。(参照图4(a))。
另外，多层级结构是指如图4(c)、(d)所示，包括具有光程差赋予结构的物镜的光轴的截面形状具有多个小阶梯状的形状的结构(称为阶梯单位)。另外，本说明书中，“V级”是指在多层级结构的一个阶梯单位中，光轴正交方向对应(面对)的环带状的面(下面，有时也称为梯形面)，分割成通过台阶差区分的V个的每一个环带面，特别是三级以上的多层级结构具有小台阶差和大台阶差。
例如，将图4(c)所示的光程差赋予结构叫做五层级的多层级结构，将图4(d)所示的光程差赋予结构叫做二层级的多层级结构(也叫做二元结构)。关于二级的多层级结构，下面进行说明。包括以光轴为中心的同心圆状的多个环带，含有物镜的光轴的多个环带的截面形状由在光轴方向上延伸的多个侧面Pa、Pb、连结相邻的侧面Pa、Pb的光源侧端彼此的光源侧梯形面Pc、连结相邻的侧面Pa、Pb的光盘侧端彼此的光盘侧梯形面Pd形成，光源侧梯形面Pc和光盘侧梯形面Pd沿着与光轴交叉的方向交替配置。另外，沿着光轴的侧面Pa、Pb的至少一个可以整体上相对于光轴倾斜，如图4(e)所示，可以只是侧面Pa(或Pb)的局部相对于光轴倾斜(图4(c)的多层级结构也一样)。
另外，在多层级结构中，将一个的阶梯单位的光轴正交方向的长度叫做间距P。(参照图4(c)、(d))另外，将在阶梯的光轴的平行方向上的台阶差的长度叫做台阶差量B1、B2。三级以上的多层级结构时，存在大台阶差量B1和小台阶差量B2(参照图4(c))。另外，优选小台阶差量B2为10μm以下，阶梯的宽度W为6μm以下。
另外，优选光程差赋予结构是某一单位形状周期性重复的结构。在此所说的“单位形状周期性重复”当然包括同一形状以同一周期重复的形状。进一步来说，成为周期的一个单位的单位形状具有规则性，周期渐渐变长，或渐渐变短的形状也包括在“单位形状周期性重复”之内。
光程差赋予结构在具有闪耀型结构的情况下，成为作为单位形状的锯齿形的形状重复的形状。可以是如图4(a)所示，同一锯齿形形状重复，也可以是如图4(b)所示，随着在远离光轴的方向上前进，锯齿形形状的间距渐渐变长的形状，或间距渐渐变短的形状。而且，也可以是在某一区域，闪耀型结构的台阶差朝着光轴(中心)侧的逆方向的形状，在其它区域，闪耀型结构的台阶差朝着光轴(中心)侧的形状，其间，为了切换闪耀型结构的台阶差的朝向，设有必要的过渡区域的形状。另外，设定为这样在中途切换闪耀型结构的台阶差的朝向的结构时，能够扩大环带间距，能够抑制光程差赋予结构的制造误差引起的透射率的降低。
光程差赋予结构在具有多层级结构时，图4(c)所示的五级的阶梯单位可以是重复的形状等。进一步来说，也可以是随着在远离光轴的方向上前进，阶梯单位的间距渐渐变长的形状、或阶梯单位的间距渐渐变短的形状。
例如，优选设置于中央区域上的第一光程差赋予结构是仅由单一基础结构组成的形态。单一基础结构是多层级结构。关于本形态的更优选的条件，在下面进行详述。
作为多层级结构的基础结构使通过基础结构的第一光束的X级衍射光量比其它的任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第二光束的Y级衍射光量比其它的任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第三光束的Z级的衍射光量比其它的任何级数的衍射光量大。这时，优选X、Y、Z均不为零。另外，优选X、Y、Z均为正衍射级数，其余为负衍射级数。
作为(X、Y、Z)的优选组合的例子，可以举出(1、-1、-2)、(1、-2、-3)或(1、-3、-4)等。特别优选(1、-1、-2)或(1、-2、-3)。
通过设置这样的多层级结构，不仅能够互换例如BD/DVD/CD三种光盘，而且特别是对于BD也能够提供维持高光利用效率的物镜。也能够提供例如对于波长λ1的衍射效率为80％以上的物镜。还能够提供对于波长λ1的衍射效率为90％以上的物镜。
从光程差赋予结构的形状和台阶差量的观点来看，在X、Y、Z分别为1、-1、-2的情况和X、Y、Z分别为1、-2、-3的情况下，能够分别如下表示。
X、Y、Z分别为1、-1、-2时，如图4(c)所示，优选五级的多层级结构。另外，优选多层级结构的小台阶差的光轴方向的台阶差量B2是对第一波长λ1施加1.23λ1的光程差的台阶差量。
因此，优选这时的多层级结构的小台阶差的台阶差量B2满足下列条件式。
0.6·(1.23·λ1/(n-1))＜B2＜1.5·(1.23·λ1/(n-1))      (10)
X、Y、Z分别为1、-2、-3时，优选七级的多层级结构。另外，优选多层级结构的小台阶差的光轴方向的台阶差量B2是对第一波长λ1施加1.16λ1的光程差的台阶差量。
因此，优选这时的多层级结构的小台阶差的台阶差量B2满足下列条件式。
0.6·(1.16·λ1/(n-1))＜B2＜1.5·(1.16·λ1/(n-1))      (11)
然后，关于设置于例如中间区域上的第二光程差赋予结构，在下面进行详述。本形态中的第二光程差赋予结构是至少具有基础结构的结构。
该基础结构为多层级结构，使通过基础结构的第一光束的N级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第二光束的O级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第三光束的P级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大。这时，优选(N、O、P)＝(0、-1、-1)。
这时，基础结构为三级的多层级结构，优选多层级结构的小台阶差的光轴方向的台阶差量是对第一波长λ1施加1.02λ1的光程差的台阶差量。
然后，关于设置于例如周边区域上的第三光程差赋予结构，进行说明。物镜为塑料透镜时，为了降低温度变化引起的球差的变化，优选设置第三光程差赋予结构。作为第三光程差赋予结构，不利用上述第一光程差赋予结构及第二光程差赋予结构的形态，优选由作为闪耀结构的单一基础结构组成。
该基础结构为闪耀型结构，使通过基础结构的第一光束的Q级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第二光束的R级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大，使通过基础结构的第三光束的S级衍射光量比其它任何级数的衍射光量大。这时，Q可以取任意值，从抑制波长变动时的衍射效率的变动的观点来看，优选(Q、R、S)＝(1、1、1)、(2、1、1)、(3、2、2)、(5、3、2)的任一个。
上面说明了第一光程差赋予结构、第二光程差赋予结构及第三光程差赋予结构的优选一例。
如上述第一光程差赋予结构、第二光程差赋予结构及第三光程差赋予结构所示，在物镜的一个光学面上形成有闪耀结构和多层级结构两者时，本发明的效果更显著，因此优选。具有闪耀结构和多层级结构两者是指同时包括将闪耀结构和多层级结构在同一位置重合的结构的情况、和将闪耀结构和多层级结构在同一光学面的其它地方不重合的情况。某一光学面只有多层级结构，没有闪耀结构时，能够用平端切削刀进行切削，因此可以存在使用具有平端切削刀的双轴加工机进行加工这个选项，但是，某一光学面同时具有多层级结构和闪耀结构时，不能使用平端切削刀，限定在剑尖切削刀或R切削刀。因此，为了能够使用双轴加工机进行加工，使侧面倾斜非常重要。
图5是表示通过剑尖切削刀SB进行切削加工的模具M、在模具M上射出成形树脂等成形的物镜OBJ的剖面图。在此，将模具M的原料的旋转轴线设为RX，将物镜OBJ的光轴设为OX。绕着旋转轴线RX旋转的模具M的原料通过使剑尖切削刀SB不在纸面内旋转，使其在Z轴方向(与旋转轴线RX平行)和X轴方向(与旋转轴线RX正交)上相对移动，而在非球面曲面凹部CV内被切削加工成图4(c)所示的多层级结构对应的槽形状。在此，将接近旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第一边缘部E1与旋转轴线RX的角度设为θ1，将远离旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第二边缘部E2与旋转轴线RX的角度设为θ2时，优选一边维持下列关系，一边进行加工。
15°≤θ1≤35°   (1)
0°≤θ2≤15°    (2)
由此，如图5所示地加工模具M的槽形状，在一个槽形状中，将沿着旋转轴线RX方向延伸，且接近旋转轴线RX的面作为外侧面SP1，将沿着旋转轴线RX方向延伸，且远离旋转轴线RX的面作为内侧面SP2。在此，将外侧面SP1与旋转轴线RX的角度设为θ1，将内侧面SP2与旋转轴线RX的角度设为θ2时，优选下列关系成立。
15°≤θ1≤35°   (1)
0°≤θ2≤15°       (2)
通过该模具M，图5所示的物镜OBJ与槽形状对应的环带结构同时转印形成。在光程差赋予结构的一个阶梯单位中，相对的两面中，将在光轴OX方向上延伸，且靠近光轴OX的侧面设为Pa，将在光轴OX方向上延伸，且远离光轴OX的侧面设为Pb。在此，将环带结构的侧面Pa与光轴OX的角度设为θ1’，将侧面Pb与光轴OX的角度设为θ2’时，优选下列关系成立。
15°≤θ1’≤35°    (6)
0°≤θ2’≤15°     (7)
若在这样的物镜OBJ上如图6所示地入射大致平行光，则入射至与侧面Pa交叉的梯形面Pc上的光束中，从与侧面Pa的交点附近的区域入射至物镜OBJ内的光束从侧面Pa射出，因此不能作为在光盘的信息记录面上会聚的光束得到有效利用。另一方面，从侧面Pb入射至物镜OBJ内的光束也难以作为在光盘的信息记录面上会聚的光束得到有效利用。将该现象叫做“阴影效应”。侧面Pa中的阴影效应即使在侧面Pa与光轴平行时也存在，因此基本不能改善因侧面Pa相对于光轴倾斜而引起的光量损失的问题。另一方面，侧面Pb中的阴影效应在侧面Pb与光轴平行时，几乎不存在，因此从降低光量损失上来说优选使侧面Pb相对于光轴不倾斜，或即使倾斜也尽量减小。因此，优选θ2’≤θ1’，进一步优选满足(6)、(7)式。另外，若满足(6)、(7)式，则能够满足(1)、(2)式。另外，θ2’从尽量减少光量损失的观点来看，优选0°以上，5°以下。为了无限减少光量损失，优选θ2’为0°，为了尽量减少光量损失，但是同时易于从模具中取出物镜，优选大于0°，且在5°以下(进一步优选3°以下)。
但是，若考虑模具M的脱模性，则优选满足下式。另外，若满足(8)式，则能够满足(3)式。
1°≤θ2’≤15°        (8)
关于上述内容，进一步进行详细说明。首先，说明θ1’。如图16所示，即使在θ1’为0°的情况，即接近光轴的一侧的侧面与光轴平行的情况下，图16中的灰色区域由于阴影效应，不能利用光束，不能避免光量损失。然后，如图17所示，接近光轴的一侧的侧面相对于光轴倾斜，在θ1’为35°的情况下，灰色区域也由于阴影效应不能利用光束，但是该阴影效应如图16所示，侧面与光轴平行时也存在，因此光量损失不会特别增加。因此，可知即使使接近光轴的一侧的侧面相对于光轴倾斜，在光量损失中不良影响也不会增加。另外，如图18所示，θ1’为0°～35°之间的角度时，同样地，灰色区域由于阴影效应，不能利用光束，但是光量损失不会特别增加。因此，θ1’在0°～35°之间，光束损失大致一定，若超过35°，则损失增加，因此从光利用效率的观点来看，优选0°≤θ1’≤35°。而且，若考虑剑尖切削刀、R切削刀的边缘部、切削刀的倾斜角等，则15°≤θ1’≤35°成为优选范围。
然后，说明θ2’。如图19所示，θ2’为0°时，即，远离光轴的一侧的侧面与光轴平行时，不存在阴影效应，没有光量损失。但是，如图20所示，远离光轴的一侧的侧面相对于光轴倾斜时，灰色区域由于阴影效应不能利用光束。即，可知由于远离光轴的一侧的侧面相对于光轴倾斜，在光量损失中增加了不良影响。因此，优选远离光轴的一侧的侧面尽量相对于光轴平行。
另外，不必太注重光量损失时，或根据多层级结构的形状等，可以使θ2’与θ1’相对，或大致相等。大致相等是指θ2’和θ1’的差在5°以下。在该情况下，优选满足下式。另外，若满足(9)式，则能够满足(4)式。
10°≤θ1’≤20°        (9)
成形具有光程差赋予结构的物镜时，一般通过将具有该光程差赋予结构的透镜形状对应的模具形状使用具有剑尖切削刀(图7中表示一例)等切削刀的双轴加工机(图8中表示一例)等进行切削，在切削后的模具内加入熔化的材料，进行冷却，材料固化后，从该模具中取出透镜，来成形透镜。
另外，剑尖切削刀的顶端不是完整的锐角，具有一定的曲率，因此，优选光程差赋予结构的角部具有曲率。
另外，优选物镜满足下列条件式(5)。
0.9≤d/f≤1.6            (5)
其中，d表示物镜的光轴上的厚度(mm)，f表示第一光束中的物镜的焦距。另外，f优选表示使用波长中最短波长中的焦距。
使BD这样的短波长与高NA光盘对应的情况下，在物镜中，容易产生象散，也容易发生偏心彗差的课题，但是通过满足条件式(5)，能够抑制象散或偏心彗差的发生。
另外，通过满足条件式(5)，成为物镜的轴向厚度较厚的厚物镜，因此尽管CD的记录/再生时的工作距离容易变短，但是通过在物镜上设置本发明的第一光程差赋予结构，也能充分确保CD的记录/再生中的工作距离，因此其效果更显著。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够廉价地加工用于成形具有例如，多层级结构的光拾取装置用物镜的模具的模具加工方法、另外由此加工得到的模具、进一步通过该模具成形的物镜、及使用该物镜的光拾取装置。
附图说明
图1是表示切削刀的前倾面形状的例子的图；
图2是从光轴方向看本实施方式的单片物镜OBJ的图；
图3是表示通过物镜的第三光束在第三光盘的信息记录面上形成的光点的形成状态的图；
图4是表示光程差赋予结构的例子的轴线方向剖面图；
图5是表示模具M、和在模具M上射出成形树脂等成形的物镜OBJ的剖面图；
图6是使平行光束入射至物镜OBJ的外周侧中的多层级结构时的放大剖面图；
图7中图7(a)是表示金刚石工具的切削刃，即切削刀的立体图，图7(b)是表示切削刀的前倾面的顶端部形状的放大图；
图8是双轴加工机的立体图；
图9是用箭头表示切削加工例1中的模具和剑尖切削刀的相对移动方向的图；
图10是用箭头表示切削加工例2中的模具和剑尖切削刀的相对移动方向的图；
图11是用箭头表示切削加工例3中的模具和剑尖切削刀的相对移动方向的图；
图12是用箭头表示切削加工例4中的模具和剑尖切削刀的相对移动方向的图；
图13是光拾取装置1的概略结构图；
图14是放大表示本发明的物镜的衍射结构的一例的图；
图15是放大表示本发明的物镜的衍射结构的其它例子的图；
图16是使光束入射至θ1’＝0°的多层级结构时的放大剖面图；
图17是使光束入射至θ1’＝35°的多层级结构时的放大剖面图；
图18是使光束入射至θ1’为0°～35°之间的值的多层级结构时的放大剖面图；
图19是使光束入射至θ2’＝0°的多层级结构时的放大剖面图；
图20是使光束入射至θ2’为较大值的多层级结构时的放大剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。图7(a)是表示金刚石工具的切削刃即切削刀的立体图，图7(b)是表示切削刀的前倾面的顶端部形状的放大图。金刚石工具的剑尖切削刀SB如图所示，焊接于刀柄S上，具有正对用于被切削的模具的旋转方向的前倾面SP。其前倾面SP的顶端部由直线状的第一边缘部E1、在相对于第一边缘部E1成锐角交叉的方向上延伸的直线状的第二边缘部E2、连结边缘部E1、E2的顶端侧端部间的圆弧形的第三边缘部E3组成轮廓。另外，将第三边缘部E3的半径r设为5μm以下，优选设为2.5μm以下，但是为了确保寿命可以设为0.5μm以上。
图8是用于模具加工的双轴加工机MC2的立体图。图6中，在设置于未图示的平台上的基体BSE上配置有在X轴方向上移动自如的X轴载物台XST、和在与X轴方向正交的Z轴方向上移动自如的Z轴载物台ZST。在X轴载物台XST上，使第三边缘部E3(图7(b))朝向模具的原料MM的同时保持剑尖切削刀SB，并与X轴载物台XST一起在X轴方向上移动。另外，在Z轴载物台ZST上保持旋转驱动部RD，并与Z轴载物台ZST一起在Z轴方向上移动。旋转驱动部RD保持模具原料MM且绕在Z轴方向上延伸的轴线RX旋转。图8中，模具的旋转方向是顺时针旋转，但是也可以是逆时针旋转。
(切削加工例1)
然后，说明使用了双轴加工机MC2的模具加工。首先，说明与图4(c)所示的多层级结构对应的槽形状的切削加工例1，在此，为了容易说明，表示在平行平板上进行加工的例子。参照图5，将接近旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第一边缘部E1和旋转轴线RX的角度设为θ1，将远离旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第二边缘部E2和旋转轴线RX的角度设为θ2时，以下列关系成立的方式，将剑尖切削刀SB固定在X轴载物台XST上。
15°≤θ1≤35°        (1)
0°≤θ2≤15°(其中，1°≤θ2即可)    (2)
接着，如图9所示，通过Z轴载物台ZST使模具原料MM相对接近剑尖切削刀SB，使剑尖切削刀SB的顶端位于欲切削的转印面的轴线正交方向外侧。然后，通过旋转驱动部RD，使模具原料MM绕轴线RX旋转的同时，如图9中箭头所示，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖先向模具原料MM的内侧前进，进行切削。切削至需要的位置后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削槽形状的最底部。切削至需要的位置后，中断X轴载物台XST的驱动，替换为驱动Z轴载物台ZST，直至变成第一段的台阶差量，使剑尖切削刀SB离开模具MM，然后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削第一段台阶差部。通过重复上述步骤，能够切削图9所示的多层级结构对应的槽形状。切削加工例1的情况下，在轴线RX方向上延伸的槽形状的侧面中，朝向轴线RX的内侧面SP2相对于轴线RX成θ2倾斜，但是与其相对的外侧面SP1相对于轴线RX成θ1倾斜。(在图9中，表示θ2为0°的例子。)
(切削加工例2)
然后，说明与图4(c)所示的多层级结构对应的槽形状的切削加工例2。参照图5，将接近旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第一边缘部E1与旋转轴线RX的角度设为θ1，将远离旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第二边缘部E2与旋转轴线RX的角度设为θ2时，以下列关系成立的方式，将剑尖切削刀SB固定在X轴载物台XST上。
10°≤θ1≤20°    (4)
θ1＝θ2
接着，如图10所示，通过Z轴载物台ZST使模具原料MM相对接近剑尖切削刀SB，使剑尖切削刀SB的顶端位于欲切削的转印面的轴线正交方向外侧。然后，通过旋转驱动部RD使模具原料MM绕轴线RX旋转的同时，如图10所示，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的内侧前进，进行切削。切削至需要的位置后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削槽形状的最底部。切削至需要的位置后，中断X轴载物台XST的驱动，替换为驱动Z轴载物台ZST，直至变成第一段的台阶差量，使剑尖切削刀SB离开模具MM，然后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削第一段台阶差部。通过重复上述步骤，能够切削图10所示的多层级结构对应的槽形状。切削加工例2的情况下，在轴线RX方向上延伸的槽形状的侧面中，朝向轴线RX的内侧面SP2和与其相对的外侧面SP1分别相对于轴线RX在相反方向上成相同角度(θ1＝θ2)倾斜。
(切削加工例3)
然后，说明与图4(d)所示的多层级结构对应的槽形状的切削加工例3。参照图5，将接近旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第一边缘部E1与旋转轴线RX的角度设为θ1，将远离旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第二边缘部E2与旋转轴线RX的角度设为θ2时，以下列关系成立的方式，将剑尖切削刀SB固定在X轴载物台XST上。
15°≤θ1≤35°        (1)
0°≤θ2≤15°(其中，1°≤θ2即可)        (2)
接着，如图11所示，通过Z轴载物台ZST，使模具原料MM相对接近剑尖切削刀SB，使剑尖切削刀SB的顶端位于欲切削的转印面的轴线正交方向外侧。然后，通过旋转驱动部RD，使模具原料MM绕轴线RX旋转的同时，如图11中箭头所示，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的内侧前进切削台阶差量。切削至需要的位置后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削槽形状的底部。切削至需要的位置后，中断X轴载物台XST的驱动，替换为驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB以台阶差量离开模具MM，然后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式移动至规定位置，然后中断X轴载物台XST的驱动，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的内侧前进切削台阶差量。通过重复上述步骤，能够切削与图11所示的多层级结构对应的槽形状。切削加工例3的情况下，在轴线RX方向上延伸的槽形状的侧面中，朝向轴线RX的内侧面SP2相对于轴线RX成θ1倾斜，但是与其相对的外侧面SP1相对于轴线RX成θ2倾斜。(在图9中，表示θ1为0°的例子。)
(切削加工例4)
然后，说明与图4(d)所示的多层级结构对应的槽形状的切削加工例4。参照图5，将接近旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第一边缘部E1与旋转轴线RX的角度设为θ1，将远离旋转轴线RX的剑尖切削刀SB的第二边缘部E2与旋转轴线RX的角度设为θ2时，以下列关系成立的方式，将剑尖切削刀SB固定在X轴载物台XST上。
10°≤θ1≤20°            (4)
θ1＝θ2
接着，如图12所示，通过Z轴载物台ZST，使模具原料MM相对接近剑尖切削刀SB，使剑尖切削刀SB的顶端位于欲切削的转印面的轴线正交方向外侧。然后，通过旋转驱动部RD使模具原料MM绕着轴线RX旋转的同时，如图12中箭头所示，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的内侧前进切削台阶差量。切削至需要的位置后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式前进，在第一边缘部E1切削槽形状的底部。切削至需要的位置后，中断X轴载物台XST的驱动，替换为驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB以台阶差量离开模具MM，然后，中断Z轴载物台ZST的驱动，替换为驱动X轴载物台XST，使剑尖切削刀SB以接近轴线RX的方式移动至规定位置，然后中断X轴载物台XST的驱动，驱动Z轴载物台ZST，使剑尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的内侧前进切削台阶差量。通过重复上述步骤，能够切削图12所示的多层级结构对应的槽形状。切削加工例4的情况下，在轴线RX方向上延伸的槽形状的侧面中，朝向轴线RX的内侧面SP2和与此相对的外侧面SP1分别相对于轴线RX在相反方向上成相同角度(θ1＝θ2)倾斜。
通过这样进行切削加工，能够形成物镜的模具。通过使用该模具射出成形树脂，能够形成物镜(参照图5)。
图13是概略性表示具有由通过上述加工方法形成的模具转印成形的物镜，能够对作为不同光盘的BD、DVD及CD适当地进行信息的记录和/或再生的本实施方式的光拾取装置PU1的结构的图。该光拾取装置PU1能够搭载于光信息记录再生装置上。在此，将第一光盘设定为BD，第二光盘设定为DVD，第三光盘设定为CD。另外，本发明不限于本实施方式。
光拾取装置PU1具有：在对物镜OBJ、λ/4波长板QWP、准直镜COL、偏振光分束器BS、二向色棱镜DP、BD进行信息的记录/再生时发光且射出波长λ1＝405nm的激光光束(第一光束)的第一半导体激光LD1(第一光源)、在对DVD进行信息的记录/再生时发光且射出波长λ2＝660nm的激光光束(第二光束)的第二半导体激光LD2(第二光源)、及在对CD进行信息的记录/再生时发光且射出波长λ3＝785nm的激光光束(第三光束)的第三半导体激光LD3一体化的激光单元LDP、传感器透镜SEN、及作为光检测器的受光元件PD等。
从蓝紫色半导体激光LD1射出的第一光束(λ1＝405nm)的发散光束如实线所示，通过二向色棱镜DP，通过偏振光分束器BS后，通过准直镜COL变成平行光，通过λ/4波长板QWP，从直线偏振光转换成圆偏振光，通过未图示的光圈，限制器光束口径，入射至物镜OBJ。在此，通过物镜OBJ的中央区域、中间区域及周边区域会聚的光束经由厚度0.1mm的保护基板PL1，成为形成于BD的信息记录面RL1上的光点。
在信息记录面RL1上通过信息坑调制的反射光束再次透射物镜OBJ、未图示的光圈后，通过λ/4波长板QWP从圆偏振光转换成直线偏振光，通过准直镜COL成为会聚光束，被偏振光分束器BS反射，经由传感器透镜SEN在受光元件PD的受光面上收束。而且，利用受光元件PD的输出信号，通过利用双轴致动器AC1物镜OBJ进行调焦或追踪，能够读取BD记录的信息。在此，第一光束发生波长变动时、或进行具有多个信息记录层的BD的记录/再生时，能够通过使作为倍率变更装置的准直镜COL在光轴方向上变化，改变入射至对物光学元件OL的光束的发散角或收敛角，来校正因波长变动或不同的信息记录层而产生的球差。
从激光单元LDP的半导体激光LD2射出的第二光束(λ2＝660nm)的发散光束如虚线所示，被二向色棱镜DP反射，通过偏振光分束器BS、准直镜COL，通过λ/4波长板QWP从直线偏振光转换成圆偏振光，入射至物镜OBJ。在此，通过物镜OBJ的中央区域和中间区域会聚(通过周边区域的光束被闪烁化，形成光点周边部)的光束经由厚度0.6mm的保护基板PL2，成为形成于DVD的信息记录面RL2上的光点，形成光点中心部。
在信息记录面RL2上通过信息坑调制的反射光束再次透射物镜OBJ后，利用λ/4波长板QWP从圆偏振光转换成直线偏振光，通过准直镜COL成为会聚光束，被偏振光分束器BS反射，经由传感器透镜SEN在受光元件PD的受光面上收敛。而且，能够利用受光元件PD的输出信号读取DVD记录的信息。
从激光单元LDP的半导体激光LD3射出的第三光束(λ3＝785nm)的发散光束如点划线所示，被二向色棱镜DP反射，通过偏振光分束器BS、准直镜COL，通过λ/4波长板QWP从直线偏振光转换成圆偏振光，入射至物镜OBJ。在此，通过物镜OBJ的中央区域会聚(通过中间区域及周边区域的光束被闪烁化，形成光点周边部)的光束经由厚度1.2mm的保护基板PL3，成为形成于CD的信息记录面RL3上的光点。
在信息记录面RL3上通过信息坑调制的反射光束再次透射物镜OBJ后，利用λ/4波长板QWP从圆偏振光转换成直线偏振光，通过准直镜COL成为会聚光束，被偏振光分束器BS反射，经由传感器透镜SEN在受光元件PD的受光面上收敛。而且，能够利用受光元件PD的输出信号读取CD记录的信息。
图14是本发明的物镜的多层级结构和闪耀结构的组合的一例的简略图，图15是本发明的物镜的多层级结构和闪耀结构的组合的其它例子的简略图，但是为了易于理解其结构中的形状，形成于平行平板上进行表示。实际上更多的是与非球面形状的组合。
标记说明
AC1双轴致动器
BSE基体
BS偏振光分束器
CN中央区域
COL准直镜
DP二向色棱镜
E1第一边缘部
E2第二边缘部
E3第三边缘部
SP2内侧面
LD1半导体激光
LD2半导体激光
LD3半导体激光
LDP激光单元
M模具
MC2双轴加工机
MD中间区域
MM模具原料
OBJ物镜
SP1外侧面
OT周边区域
OX光轴
PD受光元件
PL1～PL3保护基板
PU1光拾取装置
Pa侧面
Pb侧面
Pc光源侧梯形面
Pd光盘侧梯形面
QWP λ/4波长板
RD旋转驱动部
RL1～RL4信息记录面
RX旋转轴线
S刀柄
SB剑尖切削刀
SCN光点中心部
SEN传感器透镜
SMD光点中间部
SOT光点周边部
XST X轴载物台
ZST Z轴载物台

Claims (22)

1.一种模具的加工方法，该模具用于成形物镜，该物镜在能够互换使用不同光盘的光拾取装置中通用，该物镜是为了在各光盘的信息记录面上会聚光束而在曲面上形成多层级结构而成的，其特征在于，
使模具绕轴线旋转的同时，
使具有由直线状的第一边缘部、在相对于所述第一边缘部成锐角交叉的方向上延伸的直线状的第二边缘部、连结所述第一边缘部的端部和所述第二边缘部的端部的第三边缘部组成轮廓的前倾面的刀具，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中至少一个相对于所述轴线倾斜的状态，对所述物镜的转印面进行切削加工。
2.如权利要求1所述的模具的加工方法，其特征在于，使所述刀具以所述第一边缘部和所述第二边缘部中的至少一个相对于所述轴线倾斜的状态，仅在所述轴线方向及与所述轴线交叉的方向上移动，对所述物镜的转印面进行切削加工。
3.如权利要求1或2所述的模具的加工方法，其特征在于，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中的靠近所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ1比远离所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ2大的状态进行加工。
4.如权利要求3所述的模具的加工方法，其特征在于，满足下式：
15°≤θ1≤35°        (1)
0°≤θ2≤15°         (2)。
5.如权利要求4所述的模具的加工方法，其特征在于，满足下式：
1°≤θ2≤15°         (3)。
6.如权利要求1或2所述的模具的加工方法，其特征在于，以使所述第一边缘部和所述第二边缘部中的靠近所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ1、和远离所述轴线的边缘部与所述轴线的倾斜角θ2相等或大致相等的状态进行加工。
7.如权利要求6所述的模具的加工方法，其特征在于，满足下式：。
10°≤θ1≤20°        (4).
8.如权利要求1～7的任一项所述的模具的加工方法，其特征在于，使所述刀具以接近所述轴线的方式移动的同时进行切削加工。
9.如权利要求3～5中任一项所述的模具的加工方法，其特征在于，使所述刀具以相对于所述轴线具有倾斜角θ1的边缘部先行切削所述模具原料的方式，在与所述轴线交叉的方向上移动的同时进行切削加工。
10.如权利要求1～9的任一项所述的模具的加工方法，其特征在于，所述刀具是剑尖切削刀。
11.如权利要求1～10中任一项所述的模具的加工方法，其特征在于，在所述物镜的曲面上，在所述多层级结构的之外还形成有闪耀结构。
12.如权利要求1～11中任一项所述的模具的加工方法，其特征在于，将所述物镜的轴向厚度设为d(mm)，所述物镜的焦距设为f(mm)时，满足下式：
0.9≤d/f≤1.6        (5)。
13.一种模具，其特征在于，通过如权利要求1～12中任一项所述的模具的加工方法形成。
14.一种物镜，其在能够互换使用不同光盘的光拾取装置中通用，该物镜是为了在各光盘的信息记录面上会聚光束而在曲面上形成多层级结构而成的，其特征在于，
在所述多层级结构中的光轴方向上延伸的面中的至少局部相对于光轴倾斜。
15.如权利要求14所述的物镜，其特征在于，在所述物镜的光轴方向取截面时，在所述多层级结构的一个阶梯单位中，在光轴方向上延伸，且相互相对的两个面中的靠近光轴的面与光轴的倾斜角θ1’比远离光轴的面与光轴的倾斜角θ2’大。
16.如权利要求15所述的物镜，其特征在于，满足下式；
15°≤θ1’≤35°        (6)
0°≤θ2’≤15°         (7)。
17.如权利要求16所述的物镜，其特征在于，满足下式；
1°≤θ2’≤15°         (8)。
18.如权利要求14所述的物镜，其特征在于，在所述物镜的光轴方向取截面时，在所述多层级结构的一个阶梯单位中，在光轴方向上延伸，且相互相对的两个面中的靠近光轴的面与光轴的倾斜角θ1’和远离光轴的面与光轴的倾斜角θ2’相等或大致相等。
19.如权利要求18所述的物镜，其特征在于，满足下式；
10°≤θ1’≤20°            (9)。
20.如权利要求14～19中任一项所述的物镜，其特征在于，在所述物镜的曲面上，在所述多层级结构之外还形成有闪耀结构。
21.如权利要求14～20中任一项所述的物镜，其特征在于，将所述物镜的轴向厚度设为d(mm)，所述物镜的焦距设为f(mm)时，满足下式：
0.9≤d/f≤1.6                (5)。
22.一种光拾取装置，其特征在于，使用权利要求14～21中记载的任一项所述的物镜。
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