CN1707291A - 物镜光学元件和光检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出第一光束的第一光源、射出第二光束的第二光源和物镜光学元件,该物镜光学元件包括:包含共用区域和专用区域的光学面以及在共用区域和专用区域的至少一个上形成的波长选择性膜,其中,共用区域透过第一光束,该第一光束在第一光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑;且透过第二光束,该第二光束在第二光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑,专用区域透过第一光束,该第一光束在第一光信息记录媒体的信息记录面上形成聚光光斑;且透过第二光束,该第二光束在第二光信息记录媒体的信息记录面上不形成聚光光斑。
Description
技术领域
本发明涉及物镜光学元件和光检测(optical pickup)装置,尤其涉及与不同种类的光信息记录媒体对应的物镜光学元件以及其中使用的物镜光学元件。
背景技术
近年来,使用波长400nm左右的蓝紫色半导体激光器进行信息的记录/再生的高密度光盘系统的研究开发正急速地开展。作为一例,在以NA0.85、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘、即所谓的蓝光光盘(Blu-ray Disc,简称BD)中,可以对与DVD(NA0.6、光源波长650nm、存储容量4.7GB)大小相同的直径12cm的光盘进行每一面20~30GB的信息记录;且在以NA0.65、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘、即所谓的HD DVD中,可以对直径12cm的光盘进行每一面15~20GB的信息记录。下面,在本说明书中把这样的光盘叫作“高密度DVD”。
就仅仅可对这样的高密度DVD进行适当的信息记录/再生而言,作为光检测装置的成品成本并不很高。但现在,基于销售多种多样的记录信息的DVD和CD这样的现实,仅仅能够对高密度DVD进行适当的信息记录/再生就不够了,而是能够对例如用户所拥有的现有的DVD或CD都能同样地进行适当的信息记录/再生,但是这种互换型的光检测装置的成品成本高是一普遍问题。由于这样的背景,当然希望在互换型的光检测装置中使用的光学系统具有成本低且简单的结构,而且还希望对高密度DVD、现有的DVD、CD都能获得用来适当地记录/再生信息的良好的光斑。而且,虽然对于DVD和CD可互换的进行信息的记录和/或再生的光检测装置也在实用化,但希望比现有的结构更加小型化、薄形化、低成本化等。
在此,在对不同种类的光盘可互换地进行信息的记录和/或再生时,有必须对各光盘使用时的数值孔径NA相应地设置孔径限制的问题。而且,如果使用可改变孔径的机械式快门进行孔径限制,则结构变得复杂还增大了成本。对此,专利文献1中公开了通过在物镜之前设置覆盖有波长选择性的膜的玻璃平板,从而具有与透过的光束的波长相应的孔径限制功能的内容。且在专利文献2、3、4中公开了通过用波长选择性的膜直接覆盖物镜的光学面,从而具有孔径限制功能的内容。
<专利文献1>日本专利申请特开平11-161997号公报
<专利文献2>日本专利申请特开2001-264533号公报
<专利文献3>日本专利申请特开2000-20998号公报
<专利文献4>日本专利申请特开2001-330770号公报
但是,在专利文献1、2、3的技术中对于DVD和CD这两种波长的光束具有选择性的孔径限制功能。即,既没有公开也没有暗示与波长400nm左右的短波长光束和其它波长的光束有关的选择性的孔径限制。而专利文献4记载的膜不透过波长400nm左右的短波长的光束,在与波长400nm左右的短波长光束的孔径限制中难以利用。
发明内容
本发明正是鉴于这样的问题点而完成的,其目的在于提供即使用短波长光束和波长与其不同的光束,也适当地进行孔径限制的物镜光学元件以及使用它的光检测装置。
根据第1方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
在上述物镜光学元件的光学面上设置有共用区域和专用区域;
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上形成有,用来选择性地透过上述第一光束和具有除上述λ1之外的波长的光束中的至少一个的波长选择性膜,
上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑。
所以,可以在例如BD和HD DVD等的必需比较大的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第一光源发生的光束通过上述专用区域和上述共用区域,进行聚光光斑的光阑调节,而在DVD和CD等的必需比较小的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第二光源发出的光束不通过上述专用区域,可使聚光光斑的直径变得合适。另外,“波长选择性膜”指规定区域的波长的光束的透射率低、而规定区域以外的波长的光束的透射率高的膜。
根据第13方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
具有包含与上述光信息记录媒体最接近的光学面S2和与上述光信息记录媒体第二接近的光学面S1的多个光学面,在上述物镜光学元件的至少一个光学面上设置有共用区域和专用区域;
在上述光学面S2的曲率为R2、上述光学面S1的曲率为R1时,满足R1>R2,上述第一光束通过上述光学面S1的有效直径的全部区域,且以大于等于60度的入射角进入上述光学面S1的上述有效直径的最外周,
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上设置这样的膜:
上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑;
在上述第二光束以小于规定角度θ2的角度进入上述光学面S1时,上述膜透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,而在上述第二光束以大于等于规定角度θ2的角度进入上述光学面S1时,上述膜不透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,
上述规定角度θ2满足25度≤θ2≤50度。
另外,在本说明书中,“入射角度”是物镜光学元件的有效直径内的入射光线和面法线的夹角;“出射角度”是物镜光学元件的有效直径内的出射光线和面法线的夹角;“物镜光学元件”由多个元件构成时,以最靠近光信息记录媒体的元件的光源侧的光学面作为S1,光信息记录媒体侧的光学面作为S2。而且,在本说明书中,“有效直径”指可以对于使用波长λ的入射光束以波面象差为0.07λrms的方式透过或聚光的光学面的范围。
本结构是着眼于波长λ1的光束的最大入射角和波长λ2的光束的最大入射角与孔径限制对应地不同而形成的。在例如BD等的必需比较大的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第一光源发生的光束的最大入射角为≥60度,使具有这样的最大入射角的光束通过上述专用区域和上述共用区域,进行聚光光斑的光阑调节,而在DVD和CD等的必需比较小的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第二光源发出的光束的入射角度小于规定角度θ2(其中25度≤θ2≤50度),使具有这样的入射角的光束利用上述膜不通过上述专用区域,可以形成合适的聚光光斑。
根据第27方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
具有包含与上述光信息记录媒体最接近的光学面S2和与上述光信息记录媒体第二接近的光学面S1的多个光学面,在上述物镜光学元件的至少一个光学面上设置有共用区域和专用区域;
在上述光学面S2的曲率为R2、上述光学面S1的曲率为R1时,满足R1>R2,上述第一光束通过上述光学面S2的有效直径的全部区域,且以大于等于55度的出射角射出上述光学面S2的上述有效直径的最外周,
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上设置这样的膜:
上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑;
在上述第二光束以小于规定角度θ2’的角度从上述光学面S2射出时,上述膜透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,而在上述第二光束以大于等于规定角度θ2’的角度从上述光学面S2射出时,上述膜不透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,
上述规定角度θ2’满足25度≤θ2’≤50度。
本结构是着眼于波长λ1的光束的最大出射角和波长λ2的光束的最大出射角与孔径限制对应地不同而形成的。在例如BD等的必需比较大的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第一光源发生的光束的最大出射角为≥55度,使具有这样的最大出射角的光束通过上述专用区域和上述共用区域,进行聚光光斑的光阑调节,而在DVD和CD等的必需比较小的数值孔径NA的场合,通过使从其中使用的第二光源发出的光束的出射角度小于规定角度θ2’(其中25度≤θ2’≤50度),使具有这样的出射角的光束利用上述膜不通过上述专用区域,可以形成合适的聚光光斑。
根据第41方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
具有多个光学面,在上述多个光学面中的至少一个光学面上设置有从光轴到第一高度的内侧区域、从上述第一高度到第二高度的中间区域、上述第二高度以外的外侧区域,还设置有具有预定的光学性能的膜和衍射结构,
上述膜透过通过上述内侧区域、中间区域和外侧区域的上述第一光束和上述第二光束,且不透过通过上述中间区域和上述外侧区域的上述第三光束;
上述衍射结构使已通过了上述外侧区域的上述第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上成为闪烁光(flare light)。
所以,通过使用衍射结构的衍射特性修正上述膜具有的例如波长选择性和角度依赖性等的光学特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第53方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
具有多个光学面,在上述多个光学面中的至少一个光学面上设置有从光轴到第一高度的内侧区域、从上述第一高度到第二高度的中间区域、上述第二高度以外的外侧区域,还设置有具有波长选择性膜和衍射结构,
上述波长选择性膜透过通过上述内侧区域、中间区域和外侧区域的上述第一光束和上述第二光束,且不透过通过上述中间区域和上述外侧区域的上述第三光束;
上述衍射结构使已通过了上述外侧区域的上述第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上成为闪烁光。
所以,通过使用衍射结构的衍射特性修正上述膜具有的例如波长选择性和角度依赖性等的光学特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第65方面,提供一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的光束的第三光源;把来自上述第一光源的光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把来自上述第二光源的光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把来自上述第三光源的光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,其中:
具有多个光学面,在上述多个光学面中的至少一个光学面上,在从其光轴到第一高度的内侧区域上形成第三膜,该第三膜透过来自上述第一光源的光束、来自上述第二光源的光束和来自上述第三光源的光束;在从上述第一高度到第二高度的中间区域上形成第二膜,该第二膜透过来自上述第一光源的光束和来自上述第二光源的光束,不透过来自上述第三光源的光束;在上述第二高度以外的外侧区域上形成第一膜,该第一膜透过来自上述第一光源的光束,不透过来自上述第二光源的光束和来自上述第三光源的光束。所以,通过使例如在局部改变膜厚而分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据本发明,可以提供即使用短波长光束和波长与其不同的光束,也适当地进行孔径限制的物镜光学元件以及使用它的光检测装置。
附图说明
图1(a)、1(b)是对光盘进行信息的记录/再生的光检测装置的概略剖面图;
图2是实施例1的物镜OBJ-1的概略剖面图;
图3是展示在物镜OBJ-1上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图4是展示在物镜OBJ-1上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图5是展示在物镜OBJ-1上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图6是展示在实施例2的物镜上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图7是展示在实施例3的物镜上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图8是展示在实施例4的物镜OBJ-2上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图9是展示在实施例4的物镜OBJ-2上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图10是展示在实施例4的物镜OBJ-2上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图11是实施例5的物镜OBJ-3的概略剖面图;
图12是展示在实施例5的物镜OBJ-3上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图13是展示在实施例5的物镜OBJ-3上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图14是展示在实施例5的物镜OBJ-3上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图15是实施例6的物镜OBJ-4的概略剖面图;
图16是实施例7的物镜OBJ-5的概略剖面图;
图17是实施例8的物镜OBJ-6的概略剖面图;
图18是展示在实施例8的物镜OBJ-6上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图19是展示在实施例8的物镜OBJ-6上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图20是展示在实施例8的物镜OBJ-6上覆盖的膜的波长和透射率的关系的图;
图21是实施例9的物镜OBJ-7的概略剖面图。
具体实施方式
下面,说明根据本发明的优选实施方式。
根据第2方面的物镜光学元件,是在第1方面的物镜光学元件中,优选地,上述波长λ2满足630nm≤λ2≤670nm。因此,可以进行对例如BD或HD DVD和DVD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第3方面的物镜光学元件,是在第2方面的物镜光学元件中,优选地,上述光检测装置还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且上述波长λ3满足760nm≤λ3≤800nm。因此,除了例如BD或HD DVD和DVD之外,还可以进行对CD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第4方面的物镜光学元件,是在第3方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第二光束进行孔径限制的衍射结构。因此,通过使波长选择性膜和衍射结构相组合,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
在本说明书中,“用来限制孔径的衍射结构”指入射到该衍射结构上的特定波长的光在信息记录面上闪烁化。
在本说明书中,“闪烁成分(闪烁光)”指,通过使用被施加了对在规定的信息记录面上进行记录或再生必需的光斑形成无影响的作用的规定数值孔径或更大数值孔径的光束,例如,对CD记录或再生时,对与该CD的记录或再生必需的数值孔径0~0.43或>0.45的高数值孔径相对应的入射光束,产生≥0.07λrms(此时λ是CD使用波长)的波面象差的光束。“闪烁化”指把入射光束作为产生这样的象差的光束对信息记录面进行照射那样的特性。
根据第5方面的物镜光学元件,是在第3方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第一光束和上述第三光束都进行孔径限制的衍射结构。由于波长λ3是波长λ1的约2倍,有时衍射结构的衍射作用是相同的。因此,通过使这些波长相同,可以把三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上。
根据第6方面的物镜光学元件,是在第1-5方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述共用区域设置在包含上述物镜光学元件的光轴的范围内,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
根据第7方面的物镜光学元件,是在第1-6方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述波长选择性膜在上述物镜光学元件的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
根据第8方面的物镜光学元件,是在第3-7方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述波长选择性膜的光学面是平面;在上述第三光束从形成上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而以大于等于规定角度θ3e的角度射出时不透过,上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
根据第9方面的物镜光学元件,是在第3-8方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述波长选择性膜的光学面是平面;在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度入射到形成上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3f的角度入射时不透过,上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
根据第10方面的物镜光学元件,是在第3-9方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述波长选择性膜的光学面是曲面;在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度入射到形成上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3g的角度入射时不透过,上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
根据第11方面的物镜光学元件,是在第3-10方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述波长选择性膜的光学面是曲面;在上述第三光束从形成上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3h的角度射出时不透过,上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
根据第12方面的物镜光学元件,是在第1-11方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
根据第14方面的物镜光学元件,是在第13方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜设置在上述光学面S1上。
根据第15方面的物镜光学元件,是在第13方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜设置在上述光学面S2上。在上述光学面S1的曲率R1比上述光学面S2的曲率R2大时,通过例如溅射等在光学面S1上形成上述膜时具有容易形成均匀的膜的优点。
根据第16方面的物镜光学元件,是在第13-15方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述第二光束以大于等于45度且小于60度的入射角进入上述光学面S1的有效直径的最外周。因此,可以进行对例如BD或HD DVD和DVD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第17方面的物镜光学元件,是在第13-16方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光检测装置还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且上述第三光束以大于等于30度且小于50度的入射角进入上述光学面S1的有效直径的最外周。因此,除了例如BD或HD DVD和DVD之外,还可以进行对CD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第18方面的物镜光学元件,是在第17方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第二光束进行孔径限制的衍射结构。因此,通过使用衍射结构的特性修正上述膜的特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第19方面的物镜光学元件,是在第17或18方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第一光束和上述第三光束都进行孔径限制的衍射结构。因此,通过使用衍射结构的特性修正上述膜的特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第20方面的物镜光学元件,是在第13-19方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述共用区域设置在包含上述物镜光学元件的光轴的范围内,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
根据第21方面的物镜光学元件,是在第13-20方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜在上述物镜光学元件的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
根据第22方面的物镜光学元件,是在第17-21方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而以大于等于规定角度θ3e的角度射出时不透过,上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
根据第23方面的物镜光学元件,是在第17-22方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3f的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3f的角度入射时不透过,上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
根据第24方面的物镜光学元件,是在第17-23方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3g的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3g的角度入射时不透过,上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
根据第25方面的物镜光学元件,是在第17-24方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3h的角度射出时不透过,上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
根据第26方面的物镜光学元件,是在第13-25方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
根据第28方面的物镜光学元件,是在第27方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜设置在上述光学面S1上。
根据第29方面的物镜光学元件,是在第27方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜设置在上述光学面S2上。在上述光学面S1的曲率R1比上述光学面S2的曲率R2大时,通过例如溅射等在光学面S1上形成上述膜时具有容易形成均匀的膜的优点。
根据第30方面的物镜光学元件,是在第27-29方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述第二光束以大于等于35度且小于45度的出射角出射到上述光学面S2的有效直径的最外周。因此,可以进行对例如BD或HD DVD和DVD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第31方面的物镜光学元件,是在第27-30方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光检测装置还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且上述第三光束以大于等于20度且小于35度的出射角射出上述光学面S1的有效直径的最外周。因此,除了例如BD或HD DVD和DVD之外,还可以进行对CD可互换的信息的记录和/或再生。
根据第32方面的物镜光学元件,是在第31方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第二光束进行孔径限制的衍射结构。因此,通过使用衍射结构的特性修正上述膜的特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第33方面的物镜光学元件,是在第31或32方面的物镜光学元件中,优选地,在上述物镜光学元件的光学面上设置了用来对上述第一光束和上述第三光束都进行孔径限制的衍射结构。因此,通过使用衍射结构的特性修正上述膜的特性,把分解成三种或更多种不同波长的光束聚光和不聚光到信息记录面上,由此可以对光信息记录媒体进行适当的记录和/或再生。
根据第34方面的物镜光学元件,是在第27-33方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述共用区域设置在包含上述物镜光学元件的光轴的范围内,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
根据第35方面的物镜光学元件,是在第27-34方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜在上述物镜光学元件的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
根据第36方面的物镜光学元件,是在第31-34方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而以大于等于规定角度θ3e的角度射出时不透过,上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
根据第37方面的物镜光学元件,是在第31-34方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3f的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3f的角度入射时不透过,上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
根据第38方面的物镜光学元件,是在第31-37方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3g的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3g的角度入射时不透过,上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
根据第39方面的物镜光学元件,是在第31-38方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从形戌上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3h的角度射出时不透过,上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
根据第40方面的物镜光学元件,是在第27-39方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
根据第42方面的物镜光学元件,是在第41方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜具有选择性地透过上述第一和上述第二光束、与上述第三光束中的至少一个的波长选择性。因此,可以适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第43方面的物镜光学元件,是在第41或42方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以小于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3a的角度入射时不透过,上述规定角度θ3a满足40度≤θ3e≤50度。因此,可以排除例如入射光中的不需要的光,适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第44方面的物镜光学元件,是在第41-43方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述光学面S2以小于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3b的角度射出时不透过,上述规定角度θ3b满足25度≤θ3b≤35度。因此,可以排除例如入射光中的不需要的光,适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第45方面的物镜光学元件,是在第41或42方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以小于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3c的角度入射时不透过,上述规定角度θ3c满足25度≤θ3c≤35度。因此,可以排除例如来自光信息记录媒体的反射光中的不需要的光,提高光检测器的检测精度。
根据第46方面的物镜光学元件,是在第41、42、45方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述光学面S1以小于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3d的角度射出时不透过,上述规定角度θ3d满足40度≤θ3d≤50度。因此,可以排除例如来自光信息记录媒体的反射光中的不需要的光,提高光检测器的检测精度。
根据第47方面的物镜光学元件,是在第41-46方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜在上述物镜光学元件的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
根据第48方面的物镜光学元件,是在第41-47方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而以大于等于规定角度θ3e的角度射出时不透过,上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
根据第49方面的物镜光学元件,是在第41-48方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3f的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3f的角度入射时不透过,上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
根据第50方面的物镜光学元件,是在第41-49方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3g的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3g的角度入射时不透过,上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
根据第51方面的物镜光学元件,是在第41-50方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3h的角度射出时不透过,上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
根据第52方面的物镜光学元件,是在第41-51方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
根据第54方面的物镜光学元件,是在第53方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜具有选择性地透过上述第一和上述第二光束、与上述第三光束中的至少一个的波长选择性。因此,可以适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第55方面的物镜光学元件,是在第53或54方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以小于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3a的角度入射时不透过,上述规定角度θ3a满足40度≤θ3e≤50度。因此,可以排除例如入射光中的不需要的光,适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第56方面的物镜光学元件,是在第53-55方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述光学面S2以小于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3b的角度射出时不透过,上述规定角度θ3b满足25度≤θ3b≤35度。因此,可以排除例如入射光中的不需要的光,适当地进行CD使用时的孔径限制。
根据第57方面的物镜光学元件,是在第53或54方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以小于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3c的角度入射时不透过,上述规定角度θ3c满足25度≤θ3c≤35度。因此,可以排除例如来自光信息记录媒体的反射光中的不需要的光,提高光检测器的检测精度。
根据第58方面的物镜光学元件,是在第53、54、57方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,在上述第三光束从上述光学面S1以小于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3d的角度射出时不透过,上述规定角度θ3d满足40度≤θ3d≤50度。因此,可以排除例如来自光信息记录媒体的反射光中的不需要的光,提高光检测器的检测精度。
根据第59方面的物镜光学元件,是在第53-58方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述膜在上述物镜光学元件的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
根据第60方面的物镜光学元件,是在第53-59方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而以大于等于规定角度θ3e的角度射出时不透过,上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
根据第61方面的物镜光学元件,是在第53-60方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是平面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3f的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3f的角度入射时不透过,上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
根据第62方面的物镜光学元件,是在第53-61方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从外部以小于规定角度θ3g的角度入射到形成上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3g的角度入射时不透过,上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
根据第63方面的物镜光学元件,是在第53-62方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述膜的光学面是曲面;在上述第三光束从形成上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3h的角度射出时不透过,上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
根据第64方面的物镜光学元件,是在第53-62方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
根据第66方面的物镜光学元件,是在第65方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述第一膜的光学面是平面;在上述第二光束从包含上述第一膜的上述光学面以小于规定角度θ2e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第一膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第二光束,而以大于等于规定角度θ2e的角度射出时不透过,上述规定角度θ2e满足35度≤θ2e≤45度。
根据第67方面的物镜光学元件,是在第65或66方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述第一膜的光学面是平面;在上述第二光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ2f的角度进入包含上述第一膜的上述光学面时,上述第一膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第二光束;以大于等于规定角度θ2f的角度入射时不透过,上述规定角度θ2f满足35度≤θ2f≤45度。
根据第68方面的物镜光学元件,是在第65-67方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述第二膜的光学面是平面;在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3k的角度进入包含上述第二膜的上述光学面时,上述第二膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3k的角度入射时不透过,上述规定角度θ3k满足25度≤θ3k≤35度。
根据第69方面的物镜光学元件,是在第65-68方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,上述物镜光学元件的形成上述第二膜的光学面是平面;在上述第三光束从包含上述第二膜的上述光学面以小于规定角度θ3m的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第二膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;在以大于等于规定角度θ3m的角度射出时不透过,上述规定角度θ3m满足25度≤θ3m≤35度。
根据第70方面的物镜光学元件,是在第65-69方面中的任一方面的物镜光学元件中,优选地,圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
在上述物镜光学元件中,优选地,上述第一到第三膜在上述物镜光学元件的光学面中是层结构不同的至少两种膜,具有以光轴为中心的圆形开口。
在上述物镜光学元件中,优选地,上述膜包含对λ=500nm的光折射率n为1.3≤n≤1.55的低折射率材料、和折射率n为1.7≤n≤2.5的高折射率材料。
在上述物镜光学元件中,优选地,上述低折射率材料是以MgF2或SiO2为主成分的材料,上述高折射率材料是以TiO2、Ta2O5、Nb2O3、ZrO2、CeO2、HfO2、CeF3为主成分的材料。
本说明书中的“主成分”指构成材料的成分中的含量最高的成分。
另外,优选地,上述物镜光学元件由塑料形成。
另外,优选地,上述物镜光学元件由玻璃形成。
另外,优选地,上述物镜光学元件由塑料和玻璃形成。
另外,优选地,上述物镜光学元件由单一光学元件形成。
另外,优选地,上述物镜光学元件由多个光学元件形成。
根据第71方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及如第1-12方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
根据第72方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及如第13-26方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
根据第73方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及如第27-40方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
根据第74方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及如第41-52方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
根据第75方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及如第53-64方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
根据第76方面的光检测装置,包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及如第65-70方面中的任一方面所述的物镜光学元件。
本说明书中,物镜光学元件,在狭义上指在光检测装置上安装了光信息记录媒体(也叫光盘)的状态下,在最靠近光信息记录媒体侧的位置上与它应该相对置地配置的具有聚光作用的光学元件,在广义上指与该光学元件一起由于致动器而至少可在其光轴方向上动作的光学元件。因此,在本说明书中,物镜光学元件的光信息记录媒体侧(像侧)的数值孔径NA指物镜光学元件的最靠近光信息记录媒体侧的位置上的面的数值孔径NA。而且,本说明书中的必需数值孔径NA指,由各光信息记录媒体的规格规定的数值孔径,或对于各光信息记录媒体相应于使用的光源的波长,可获得为了信息的记录或再生所必需的光斑直径的衍射极限性能的物镜光学元件的数值孔径。
(例子)
图1(a)概略地示出了对高密度光盘HD(包含BD或HD DVD)、DVD、CD的任一种都能进行适当的信息记录/再生的光检测装置PU1的结构。图1(b)是光检测装置PU1中使用的光源单元的正面图。高密度光盘HD的光学规格为:波长λ1=408nm,保护层PL1的厚度t1=0.1或0.6mm,数值孔径NA1=0.85或0.6~0.65;DVD的光学规格为:波长λ2=658nm,保护层PL2的厚度t2=0.6mm,数值孔径NA2=0.65;CD的光学规格为:波长λ3=785nm,保护层PL3的厚度t3=1.2mm,数值孔径NA3=0.45。但是,波长、保护层厚度和数值孔径的组合并不仅限于此。
在光检测装置PU1中,对高密度光盘HD进行信息的记录/再生时,用单轴致动器AC2把负透镜E1移动到规定位置(图1(a)中的位置P1)上,从而从扩展透镜EXP以平行光束的状态射出第一光束。然后,使作为光源的激光模块LM动作,使第一发光点EP1发光。从第一发光点EP1射出的发散光束,象图1中用实线画出的其光路那样,被棱镜PS反射,经过准直透镜COL变成平行光束,利用扩展光学系统EXP使光束直径扩大。用图中未示出的光阑ST0调制光束直径,利用由两个光学元件(是一个也可以)构成的物镜光学元件OBJ通过第一保护层PL1成为在信息记录面RL1上形成的光斑。物镜光学元件OBJ利用在其周边配置的两轴致动器AC1进行聚焦和寻道(tracking)。在信息记录面RL1上被信息坑调制了的反射光束再次透过物镜光学元件OBJ、扩展光学系统EXP,用准直透镜COL变成收敛光束,在棱镜PS内部两次反射,聚光到受光部DS1。然后,可以用受光部DS1的输出信号读取在高密度光盘HD上记录的信息。
这时,通过用单轴致动器AC3在光轴方向上驱动正透镜E2,修正在高密度光盘HD的信息记录面RL1上形成的光斑的球面象差。利用正透镜E2的位置调整修正的球面象差的产生原因是,例如,第一光源的制造误差导致的波长偏差、与温度变化相伴随的物镜光学元件OBJ-的折射率变化和折射率分布、两层光盘和四层光盘等的多层记录型的高密度光盘的信息记录层之间的聚焦跳动(focus iump)、保护层PL1的制造误差导致的厚度偏差和厚度分布等。
由于高密度光盘HD的数值孔径NA1大,如果修正球面象差时正透镜E2的光轴方向的位置误差大,则物镜光学元件OBJ-的倍率误差导致发生球面象差,不能进行信息记录面RL1上形成的光斑的正确的球面象差修正。于是,在驱动正透镜E2的单轴致动器AC3中要求精密地进行位置控制的性能。另外,由于信息记录/再生时高密度光盘HD的旋转速度比DVD和CD之类的现有的光盘快,为了追随高密度光盘HD的旋转进行球面象差修正,需要响应速度快的致动器。另一方面,由于高密度光盘HD的数值孔径NA1大,即使正透镜E2只有少量移动也会发生这么大的球面象差,所以在驱动正透镜E2的单轴致动器AC3中不要求比这大的可动范围。作为具有这样的特性的致动器,有音圈致动器和利用了压电元件的致动器。另外,在变更保护层厚度不同的光盘时,通过用单轴致动器AC2粗动,然后用单轴致动器AC3微动,可以正确且高速地进行正透镜E2的初步定位,所以是优选的。
另外,在光检测装置PU1中,对DVD进行信息的记录/再生时,用单轴致动器AC2把负透镜E1移动到负透镜E1和正透镜E2之间的距离比对高密度光盘HD进行信息的记录/再生时小的位置(图1(a)中的位置P2)上,以修正把高密度光盘HD替换成DB时由于保护层PL1的厚度t1和保护层PL2的厚度t2的差导致的球面象差。然后,使激光模块LM动作,使第二发光点EP2发光。从第二发光点EP2射出的发散光束,象图1(a)中用虚线画出的其光路那样,被棱镜PS反射,经过准直透镜COL变成大致平行的光束,通过透过扩展光学系统EXP变换成发散光束,用物镜光学元件OBJ把光束直径限制在DVD要求的孔径限制内且通过第二保护层PL2成为在信息记录面RL2上形成的光斑。物镜光学元件OBJ利用在其周边配置的两轴致动器AC1进行聚焦和寻道。在信息记录面RL2上被信息坑调制了的反射光束再次透过物镜光学元件OBJ、扩展光学系统EXP,用准直透镜COL变成收敛光束,在棱镜PS内部两次反射,聚光到受光部DS2。然后,可以用受光部DS2的输出信号读取在DVD上记录的信息。
另外,在光检测装置PU1中,对CD进行信息的记录/再生时,用单轴致动器AC1把负透镜E1移动到负透镜E1和正透镜E2之间的距离比对DVD进行信息的记录/再生时小的位置(图1(a)中的位置P3)上,以修正由于保护层PL1的厚度t1和保护层PL3的厚度t3的差导致的球面象差。然后,使激光模块LM动作,使第三发光点EP3发光。从第三发光点EP3射出的发散光束,象图1(a)中用点划线画出的其光路那样,被棱镜PS反射,经过准直透镜COL变成大致平行的光束,通过透过扩展光学系统EXP变换成发散光束后,用物镜光学元件OBJ把光束直径限制在CD要求的孔径限制内且通过第三保护层PL3成为在信息记录面RL3上形成的光斑。物镜光学元件OBJ利用在其周边配置的两轴致动器AC1进行聚焦和寻道。在信息记录面RL3上被信息坑调制了的反射光束再次透过物镜光学元件OBJ、扩展光学系统EXP,用准直透镜COL变成收敛光束,在棱镜PS内部两次反射,聚光到受光部DS3。然后,可以用受光部DS3的输出信号读取在CD上记录的信息。
下面,说明对上述的实施方式合适的物镜光学元件的实施例。在以下的实施例中,把与数值孔径NA最小的光盘的孔径限制对应的从光轴到第一位置的区域称作内侧区域(或共用区域),把从该第一位置到与数值孔径NA第二小的光盘的孔径限制对应的第二位置的区域称作中间区域(或共用区域),把从该第二位置起的外侧的区域称作外侧区域(或专用区域)。另外,在以下实施例中,以光源侧的光学面S1的曲率为R1,光信息记录媒体侧的光学面S2的曲率为R2时,满足R1>R2。
(实施例1)
图2展示了在图1的光检测装置PU1中可使用的物镜光学元件OBJ-1的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-1的材质是玻璃(折射率1.71),由一整块构成。该物镜光学元件OBJ-1作为对HD DVD、DVD、CD可互换地进行信息的记录和/或再生时共用的光路上配置的透镜(称为互换透镜)设计,HD DVD和DVD的数值孔径相等为0.65,CD的数值孔径为0.45。
物镜光学元件由玻璃形成时,如果使用玻璃转变点Tg≤400℃的玻璃材料,则由于可以在比较低的温度下成形而可以延长模具的寿命。作为这样的玻璃材料,例如有日本(株)住田光学玻璃制造的K-PG 325和K-PG 375(都是产品名)。
表1中展示了物镜光学元件OBJ-1的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。表2中展示了在S2面上覆盖的膜的规格。按以与S2面相邻的层编号为1、随着远离S2面依次编号的方式配置(以下同)。
(表1)
透镜特性
HD | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.65 | 0.65 | 0.45 |
S1面最大入射角度(°) | 54 | 54 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 40 | 40 | 32 |
涂层特性
HD | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.45 | ○ | ○ | ○ |
0.45<NA≤0.65 | ○ | ○ | × |
○…透过
×…不透过
(表2)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
22 | SiO2 | 1.46 | 91.74 |
21 | ZrO2 | 2.06 | 122.97 |
20 | SiO2 | 1.46 | 168.53 |
19 | ZrO2 | 2.06 | 115.75 |
18 | SiO2 | 1.46 | 169.27 |
17 | ZrO2 | 2.06 | 111.42 |
16 | SiO2 | 1.46 | 170.48 |
15 | ZrO2 | 2.06 | 108.19 |
14 | SiO2 | 1.46 | 170.24 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 109.64 |
12 | SiO2 | 1.46 | 166.83 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 108.7 |
10 | SiO2 | 1.46 | 169.23 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 107.95 |
8 | SiO2 | 1.46 | 169.47 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 109.73 |
6 | SiO2 | 1.46 | 170.7 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 108.19 |
4 | SiO2 | 1.46 | 175.07 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 115.39 |
2 | SiO2 | 1.46 | 182.43 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 111.04 |
玻璃 | 1.71 |
从图2可看出,S2面是平面或曲率小的面。因此,容易在S2面上形成均匀的膜。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。作为具体的成膜方法,在已收存有成膜前的物镜光学元件的真空槽中排气到1.0×10-3Pa后,以氧气导入量1.0×10-2Pa、蒸镀速度3A/sec形成ZrO2作为第一层。然后,以氧气导入量1.5×10-2Pa、蒸镀速度10A/sec形成SiO2作为第二层。以下,把ZrO2和SiO2交互地层叠22层,使到膜面的入射角度为0°测定透过特性,如图3所示。再把以到膜面的入射角度为32°、40°测得的结果分别示于图4、图5。入射角度大于0°时,产生P偏振光和S偏振光的分离,但图示出其平均值。以下都是同样。另外,在S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。
希望向本实施例的物镜光学元件OBJ-1入射圆偏振光。在入射圆偏振光时在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时恐怕在物镜光学元件的一部分区域上直径方向上的光的透射强度不均匀。因为,由于随着到膜面的入射角度增大,P偏振光向长波长侧分离,S偏振光向短波长侧分离,所以在某特定波长的特定入射角度下发生P偏振光完全透过而S偏振光几乎不透过,或者S偏振光完全透过而P偏振光几乎不透过的状态。此时若入射圆偏振光则在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时在直径方向上透射率大不相同。例如,入射线偏振光时,λ3=785nm,入射角为30°时P偏振光的透射率为100%,S偏振光的透射率为0%。假设直径方向的角度为φ,与线偏振光的振动面一致的方向为φ=0°,则透过物镜光学元件OBJ-1后的光强度与(cosφ)2成正比。因此,φ=0°、180°时透射率为100%,φ=90°、270°时透射率为0%,光斑形状发生畸变,妨碍良好的记录再生。
从图3~5可看出,关于对HD DVD使用的波长(λ1=408nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在物镜光学元件OBJ-1的数值孔径NA=0.65的范围内聚光,在光盘上形成合适的光斑。关于对DVD使用的波长(λ2=658nm)也是同样地,由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在物镜光学元件OBJ-1的数值孔径NA=0.65的范围内聚光,在光盘上形成合适的光斑。另一方面,关于对CD使用的波长(λ3=785nm),入射角为0°~32°的光透过,为32°~40°的光不透过或者透射光量减少。即,在CD中,在数值孔径NA=0.45的范围内聚光,比NA=0.45大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在光盘上可以形成合适的光斑。
把该物镜光学元件OBJ-1装载在图1的光检测装置PU1上测定了跳动(jitter)、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对HD DVD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例2)
在实施例1中形成了22层涂层膜,但也可以使涂层膜的斜率更加陡峭。在此,斜率反映出从透过带到阻止带的范围内的透射率变化的程度。在实施例2中使用了与实施例1相同的物镜光学元件OBJ-1。
用真空蒸镀形成了32层涂层膜。表3示出了图6中入射角度0°的透射特性作为其规格。可以看出,与实施例1的图2相比,斜率更陆峭。由于由此可以强化孔径限制的功能,在必需比实施例1更高性能的特性时,实施例2的涂层膜是有效的。
(表3)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
32 | SiO2 | 1.46 | 82.6 |
31 | ZrO2 | 2.06 | 124.85 |
30 | SiO2 | 1.46 | 155.76 |
29 | ZrO2 | 2.06 | 138.59 |
28 | SiO2 | 1.46 | 161.36 |
27 | ZrO2 | 2.06 | 143.14 |
26 | SiO2 | 1.46 | 172.83 |
25 | ZrO2 | 2.06 | 132.18 |
24 | SiO2 | 1.46 | 184.66 |
23 | ZrO2 | 2.08 | 118.6 |
22 | SiO2 | 1.46 | 179.03 |
21 | ZrO2 | 2.06 | 111.42 |
20 | SiO2 | 1.46 | 174.46 |
19 | ZrO2 | 2.06 | 109.49 |
18 | SiO2 | 1.46 | 170.31 |
17 | ZrO2 | 2.06 | 108.77 |
16 | SiO2 | 1.46 | 170.98 |
15 | ZrO2 | 2.06 | 106.8 |
14 | SiO2 | 1.46 | 170.58 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 108.31 |
12 | SiO2 | 1.46 | 166.96 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 108.26 |
10 | SiO2 | 1.46 | 171.84 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 107.02 |
8 | SiO2 | 1.46 | 167.36 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 110.65 |
6 | SiO2 | 1.46 | 171.29 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 108.44 |
4 | SiO2 | 1.46 | 175.85 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 116.37 |
2 | SiO2 | 1.46 | 184.35 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 110.98 |
玻璃 | 1.71 |
(实施例3)
在实施例1中形成了22层涂层膜,但也可以减少涂层膜的层数以降低成本。在实施例3中,用真空蒸镀形成了12层涂层膜。表4示出了图7中入射角度0°的透射特性作为其规格。可以看出,与实施例1的图2相比,斜率更平缓。由此孔径限制的功能有若干降低,但层数为12层是实施例1的大约一半,可以降低成本,所以,在即使孔径限制的功能比实施例1低也能良好地记录、再生时,实施例3的涂层膜是有效的。
(表4)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
12 | SiO2 | 1.46 | 66.99 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 91.74 |
10 | SiO2 | 1.46 | 181.69 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 110.01 |
8 | SiO2 | 1.46 | 172.69 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 108.16 |
6 | SiO2 | 1.46 | 171.04 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 109.81 |
4 | SiO2 | 1.46 | 170.98 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 111.98 |
2 | SiO2 | 1.46 | 183.18 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 111.57 |
玻璃 | 1.71 |
(实施例4)
实施例4中的物镜光学元件OBJ-2的材质是光学塑料(折射率1.51),由一整块构成。由于其形状本身与图2所示的物镜光学元件OBJ-1相同,省略了附图。用塑料形成物镜光学元件时,使用环状烯烃系的塑料材料是优选的,而在环状烯烃系中,对波长405nm在温度25℃下的折射率N405为1.54~1.60,且在-5℃~70℃的温度范围内伴随温度变化的对波长405nm的折射率变化率dN405/dT(℃-1)为-10×10-15~-8×10-5的塑料材料是更优选的。
还有,由于玻璃透镜一般说来比塑料透镜的比重大,如果物镜光学元件是玻璃透镜,则重量大,成为驱动物镜光学元件的致动器的负担。因此,在物镜光学元件是玻璃透镜时,使用比重小的玻璃材料是优选的。具体而言,比重≤3.0是优选的,≤2.8是更优选的。
另外,作为上述物镜光学元件的材料,也可以使用在塑料材料中分散了直径≤30nm的粒子的材料。通过在在温度上升时折射率下降的塑料材料中均匀地混合在温度上升时折射率上升的无机材料可以抵消两者的折射率对温度的依赖性。由此,可以获得既保持塑料材料的成形性又使伴随着温度变化的折射率变化减小的光学材料(以下称该光学材料为“热树脂”)。
在此,说明物镜光学元件的折射率随温度的变化。基于Lorentz-Lorenz公式,通过用温度T微分折射率n,折射率相对于温度变化的变化率用下面的式1中的A表示:
其中,n是上述物镜光学元件的对于激光光源的波长的折射率,α是物镜光学元件的线膨胀系数,[R]是物镜光学元件的分子折射能力。
在一般的塑料材料的情况下,由于与第一项相比第二项的影响小,基本上可以忽略第二项。例如,在丙烯酸树脂(PMMA)的情况下,线膨胀系数α为7×10-5,如果代入上式则A=-12×10-5,与实测值基本一致。在此,在丙烯酸树脂中,通过在塑料材料中分散直径30nm以下的微粒,实质性地增大了上式的第二项的影响,从而抵消了第一项的线膨胀系数导致的变化。具体地,优选地,把现有的针对温度变化的折射率变化率-12×10-5左右抑制到绝对值小于10×10-5。更优选地,小于8×10-5,再优选地,小于6×10-5,对于降低伴随物镜光学元件的温度变化的球面象差变化是优选的。
例如,通过在丙烯酸树脂(PMMA)中分散氧化铌(Nb2O5)的微粒可以消除这样的折射率变化对温度变化的依赖性。按体积比,使作为母材的塑料材料为80、氧化铌为20左右均匀地混合。虽然有微粒子容易凝集的问题,但已知有向粒子表面赋予电荷进行分散的技术,可以生成所需的分散状态。
另外,为了控制折射率对于温度变化的变化比例,可以适当增减该体积比率,也可以混合多种纳米尺寸的无机粒子进行分散。
作为体积比率,在上述例子中是80∶20,但可以在90∶10~60∶40中适当调整。如果体积比率小于90∶10则折射率变化抑制的效果小,相反,如果大于60∶40则热树脂的成形性有问题,所以是不优选的。
微粒子优选为无机物,更优选为氧化物。而且优选为氧化状态已饱和,在其以上不再氧化的氧化物。无机物对于降低和降低与作为高分子有机化合物的塑料材料的反应是优选的,通过是氧化物可以防止伴随着长时间照射蓝紫色激光的透射率劣化和波面象差劣化。尤其是,在高温下照射紫蓝色激光的过于严酷的条件下容易促进氧化,如果是这样的无机氧化物则可以防止氧化造成的透射率劣化和波面象差劣化。
另外,如果在塑料材料中分散的微粒子的直径大,则容易引起入射光束的散射,降低物镜光学元件的透射率。在高密度光盘中,在信息的记录/再生中使用的蓝紫色激光的输出足够高的现状下,如果物镜光学元件对蓝紫色激光束的透射率低,则从记录速度的高速化、多层光盘的观点上看不利。因此,在塑料材料中分散的微粒子的直径优选为≤20nm,更优选为≤10~15nm,则在防止物镜光学元件的透射率降低上是优选的。
实施例4的物镜光学元件OBJ-2是作为HD DVD、DVD、CD的互换透镜设计的,HD DVD、DVD、CD的数值孔径分别为0.6、0.65、0.45。DVD的数值孔径比HD DVD的数值孔径大,但这是因为相对于HD DVD是再生专用,而DVD(DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等)是具有记录和再生的功能的类型,所以在其记录时必需更多的激光量。
表5中展示了物镜光学元件OBJ-2的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。表6中展示了在S2面上覆盖的膜的规格。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。作为具体的成膜方法,在已收存有成膜前的物镜光学元件的真空槽中排气到1.0×10-3Pa后,以氧气导入量1.0×10-2Pa、蒸镀速度3A/sec形成ZrO2作为第一层。然后,以氧气导入量1.5×10-2Pa、蒸镀速度10A/sec形成SiO2作为第二层。以下,把ZrO2和SiO2交互地层叠34层。另外,由于基材是光学塑料时,蒸镀中可以加热的温度即使因材质不同有所差异也不超过约90℃,所以膜质脆弱,在高温保存下存在容易进入塑料的问题。此时可以通过调整氧气导入量使应力接近零的方法、和在基材(透镜)和第一层膜材料之间设置与基材折射率差不多的密合层来解决。使到膜面的入射角度为0°测定透过特性,如图8所示。再把以到膜面的入射角度为30°、40°测得的结果分别示于图9、图10。在S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。与实施例1同样地,希望向本实施例的物镜光学元件OBJ-1入射圆偏振光。在入射圆偏振光时在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时恐怕在物镜光学元件的一部分区域上直径方向上的光的透射强度不均匀。
(表5)
透镜特性
HD | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.6 | 0.65 | 0.45 |
S1面最大入射角度(°) | 54 | 60 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 40 | 45 | 30 |
涂层特性
HD | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.45 | ○ | ○ | ○ |
0.45<NA≤0.6 | ○ | ○ | × |
0.6<NA≤0.65 | × | ○ | × |
○…透过
×…不透过
(表6)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
34 | SiO2 | 1.46 | 72.08 |
33 | ZrO2 | 2.06 | 120.06 |
32 | SiO2 | 1.46 | 262.68 |
31 | ZrO2 | 2.06 | 28.27 |
30 | SiO2 | 1.46 | 137.26 |
29 | ZrO2 | 2.06 | 42.12 |
28 | SiO2 | 1.46 | 237.43 |
27 | ZrO2 | 2.06 | 162.42 |
26 | SiO2 | 1.46 | 110.81 |
25 | ZrO2 | 2.06 | 38.92 |
24 | SiO2 | 1.46 | 411.2 |
23 | ZrO2 | 2.06 | 27 |
22 | SiO2 | 1.46 | 81.44 |
21 | ZrO2 | 2.06 | 77.72 |
20 | SiO2 | 1.46 | 96.2 |
19 | ZrO2 | 2.06 | 41.39 |
18 | SiO2 | 1.46 | 256.48 |
17 | ZrO2 | 2.06 | 134.25 |
16 | SiO2 | 1.46 | 112.61 |
15 | ZrO2 | 2.06 | 153.95 |
14 | SiO2 | 1.46 | 105.01 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 143.46 |
12 | SiO2 | 1.46 | 110.53 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 151.46 |
10 | SiO2 | 1.46 | 109.24 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 141.46 |
8 | SiO2 | 1.46 | 113.62 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 177.33 |
6 | SiO2 | 1.46 | 47.79 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 120.54 |
4 | SiO2 | 1.46 | 173.03 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 125.11 |
2 | SiO2 | 1.46 | 177.74 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 108.22 |
塑料 | 1.51 |
从图8~10可看出,关于对DVD使用的波长(λ2=658nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.65的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。关于对HD DVD使用的波长(λ1=408nm),可以在入射角为0°~40°时光透过,为40°~45°时光不透过或者透射光量减少。即,在HD DVD中,在数值孔径NA=0.60的范围内聚光,比NA=0.60大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。另一方面,关于对CD使用的波长(λ3=785nm),入射角为0°~30°的光透过,为30°~45°的光不透过或者透射光量减少。即,在CD中,在数值孔径NA=0.45的范围内聚光,比NA=0.45大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
把该物镜光学元件OBJ-2装载在光检测装置PU1上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对HD DVD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例5)
图11展示物镜光学元件OBJ-3的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-3由两块构成,其材质为光源侧元件A是光学塑料(折射率1.51)、光盘侧元件B是玻璃(折射率1.71)。该物镜光学元件OBJ-3是作为BD、DVD、CD的互换透镜设计的,BD、DVD、CD的数值孔径分别为0.85、0.65、0.51。
表7中展示了物镜光学元件OBJ-3的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。最大面角度指物镜光学元件的光轴和有效直径内的面法线所成的最大角度。从表7可以看出S1面是曲率大的面。因此,在S2面上难以形成均匀的膜。一般地,图11的S1面那样的曲率大的面,与光轴(透镜中心部)处相比透镜外周部形成得膜厚更薄。如果以光轴(透镜中心部)处的膜厚为1,透镜的面角度为θs,则其膜厚接近cos(3/4×θs)。即,面角度为60°的位置的光学面的膜厚为cos(3/4×60)=cos(45)=0.707,与光轴(透镜中心部)相比减薄了约3成左右。这是真空蒸镀时的情况,但在溅射、CVD中由于成膜条件也会有同样地膜厚减少的场合,也可以更均匀地成膜。在真空蒸镀中也可以是比cos(3/4×θs)更厚地形成的场合和更薄地形成的场合,但在本发明中使用了厚度为cos(3/4×θs)的真空蒸镀装置。
(表7)
透镜特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.85 | 0.65 | 0.51 |
S1面最大入射角度(°) | 65 | 54 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 58 | 40 | 32 |
S1面最大面角度(°) | 62 | 51 | 42 |
S2面最大面角度(°) | 5以下 | 5以下 | 5以下 |
涂层特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.51 | ○ | ○ | ○ |
0.51<NA≤0.65 | ○ | ○ | × |
0.65<NA≤0.85 | ○ | × | × |
○…透过
×…不透过
在物镜光学元件OBJ-3的S1面形成了表8所示的规格的涂层膜。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以,只要能形成对于透镜面角度以相同比例膜厚减少的膜就没有问题。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。作为具体的成膜方法,在已收存有成膜前的物镜光学元件的真空槽中排气到1.0×10-3Pa后,以氧气导入量1.0×10-2Pa、蒸镀速度3A/sec形成ZrO2作为第一层。然后,以氧气导入量1.5×10-2Pa、蒸镀速度10A/sec形成SiO2作为第二层。以下,把ZrO2和SiO2交互地层叠22层,使到膜面的入射角度为0°测定透过特性,如图12所示。再把以到膜面的入射角度为45°、54°测得的结果分别示于图13、图14。另外,在S3面、S4面、S2面上形成了宽波段的反射防止涂层。
(表8)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
22 | SiO2 | 1.46 | 66.38 |
21 | ZrO2 | 2.06 | 95.13 |
20 | SiO2 | 1.46 | 129.34 |
19 | ZrO2 | 2.06 | 95.4 |
18 | SiO2 | 1.46 | 132.03 |
17 | ZrO2 | 2.06 | 94.55 |
16 | SiO2 | 1.46 | 131.72 |
15 | ZrO2 | 2.06 | 94.94 |
14 | SiO2 | 1.46 | 132.69 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 94.11 |
12 | SiO2 | 1.46 | 133.83 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 93.28 |
10 | SiO2 | 1.46 | 135.12 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 92.28 |
8 | SiO2 | 1.46 | 136.55 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 91.31 |
6 | SiO2 | 1.46 | 138.07 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 86.77 |
4 | SiO2 | 1.46 | 149.77 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 85.12 |
2 | SiO2 | 1.46 | 136.8 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 88.7 |
玻璃 | 1.71 |
与实施例1同样地,希望向本实施例的物镜光学元件OBJ-1入射圆偏振光。在入射圆偏振光时在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时恐怕在物镜光学元件的一部分区域上直径方向上的光的透射强度不均匀。
从图12~14可看出,关于对BD使用的波长(λ1=408nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.85的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。关于DVD使用的波长(λ2=658nm),可以在入射角为0°~54°时光透过,为54°~65°时光不透过或者透射光量减少。即,在DVD中,在数值孔径NA=0.65的范围内聚光,比NA=0.65大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。另一方面,关于对CD使用的波长(λ3=785nm),入射角为0°~45°的光透过,为45°~65°的光不透过或者透射光量减少。即,在CD中,在数值孔径NA=0.45的范围内聚光,比NA=0.45大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
把该物镜光学元件OBJ-3装载在光检测装置上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对BD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例6)
图15展示物镜光学元件OBJ-4的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-4由两块构成,其材质为光源侧元件A是光学塑料(折射率1.51)、光盘侧元件B是玻璃(折射率1.71)。该物镜光学元件OBJ-4是作为BD、DVD、CD的互换透镜设计的,BD、DVD、CD的数值孔径分别为0.85、0.65、0.51。该物镜光学元件OBJ-4,在元件A的光学面S3的0.65<NA<0.85的区域(专用区域)上形成入射的λ2=658nm的光束不聚光到DVD的信息记录面的衍射结构D。即,设计成,λ2=658nm的光束入射到物镜光学元件OBJ-4时,通过0<NA<0.65的区域(共用区域)的光束在DVD的信息记录面上聚光,但通过0.65<NA<0.85的中间区域的光束在DVD的信息记录面上成为闪烁光。一般地,已经公知,衍射结构D对其设计波长的整数倍的光具有同样的衍射作用,但在本实施例的场合下,由于不使用λ2=658nm的整数倍的波长,λ1=408nm、785nm不受衍射的影响。
表9中展示了物镜光学元件OBJ-4的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。从图15可看出,S2面是平面或曲率小的面。因此,容易在S2面上形成均匀的膜。在S2面形成了表2所示的规格的涂层膜M。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。作为具体的成膜方法,在已收存有成膜前的物镜光学元件的真空槽中排气到1.0×10-3Pa后,以氧气导入量1.0×10-2Pa、蒸镀速度3A/sec形成ZrO2作为第一层。然后,以氧气导入量1.5×10-2Pa、蒸镀速度10A/sec形成SiO2作为第二层。以下,把ZrO2和SiO2交互地层叠22层,使到膜面的入射角度为0°的透过特性,与图3相同。而且,以到膜面的入射角度为32°、40°测得的结果分别与图4、图5相同。另外,在S3面、S4面、S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。
(表9)
透镜特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.85 | 0.65 | 0.51 |
S1面最大入射角度(°) | 65 | 54 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 58 | 40 | 32 |
S1面最大面角度(°) | 62 | 51 | 42 |
S2面最大面角度(°) | 5以下 | 5以下 | 5以下 |
涂层特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.51 | ○ | ○ | ○ |
0.51<NA≤0.65 | ○ | ○ | × |
0.65<NA≤0.85 | ○ | - | × |
○…透过
×…不透过
—…哪一种都可以
与实施例1同样地,希望向本实施例的物镜光学元件OBJ-4入射圆偏振光。在入射圆偏振光时在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时恐怕在物镜光学元件的一部分区域上直径方向上的光的透射强度不均匀。
从图3~5可看出,关于对BD使用的波长(λ1=408nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.85的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。关于DVD使用的波长(λ2=658nm),不仅限于涂层膜为数值孔径NA=0.65的范围,在0.65<NA<0.85的外侧区域(BD的专用区域)光也能透过,但如上所述由于本实施例的物镜光学元件OBJ-4具有衍射结构D,设计成通过0.65<NA<0.85的中间区域的λ2=658nm的光束在信息记录面上变成闪烁光,所以,在数值孔径NA=0.65的范围内聚光,比NA=0.65大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。另一方面,关于对CD使用的波长(λ3=785nm),入射角为0°~30°的光透过,为32°~60°的光不透过或者透射光量减少。即,在CD中,在数值孔径NA=0.45的范围内聚光,比NA=0.45大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
把该物镜光学元件OBJ-4装载在光检测装置上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对BD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例7)
图16展示物镜光学元件OBJ-5的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-5由一块构成,其材质是玻璃(折射率1.71)。该物镜光学元件OBJ-5是作为HD DVD、DVD、CD的互换透镜设计的,HD DVD、DVD、CD的数值孔径分别为0.6、0.65、0.45。该物镜光学元件OBJ-5,在光学面S3的0.6<NA<0.65的中间区域上形成入射的λ1=408nm的光束不聚光到信息记录面的衍射结构D。即,设计成,λ1=408nm的光束入射到物镜光学元件OBJ-5时,通过0.6<NA<0.65的内侧区域和中间区域的光束在其信息记录面上聚光,但通过0.6<NA<0.65的外侧区域(DVD专用区域)的光束在信息记录面上成为闪烁光。一般地,已经公知,衍射结构D对其设计波长的整数倍的光具有同样的衍射作用,但在本实施例的场合下,由于作为接近λ1=408nm的整数倍的波长是CD用的λ3=785nm,在λ3=785nm时,也由于衍射结构D的衍射作用,通过0.6<NA<0.65的中间区域的光束在CD的信息记录面上成为闪烁光。
表10中展示了物镜光学元件OBJ-5的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。从图16可看出,S2面是平面或曲率小的面。因此,容易在S2面上形成均匀的膜。在S2面形成了表2所示的规格的涂层膜。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。作为具体的成膜方法,在已收存有成膜前的物镜光学元件的真空槽中排气到1.0×10-3Pa后,以氧气导入量1.0×10-2Pa、蒸镀速度3A/sec形成ZrO2作为第一层。然后,以氧气导入量1.5×10-2Pa、蒸镀速度10A/sec形成SiO2作为第二层。以下,把ZrO2和SiO2交互地层叠22层,使到膜面的入射角度为0°的透过特性,与图3相同。而且,以到膜面的入射角度为32°、40°测得的结果分别与图4、图5相同。另外,在S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。
(表10)
透镜特性
HD | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.6 | 0.65 | 0.45 |
S1面最大入射角度(°) | 54 | 60 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 40 | 45 | 32 |
涂层特性
HD | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.45 | ○ | ○ | ○ |
0.45<NA≤0.6 | ○ | ○ | × |
0.6<NA≤0.65 | — | ○ | — |
○…透过
×…不透过
—…哪一种都可以
与实施例1同样地,希望向本实施例的物镜光学元件OBJ-5入射圆偏振光。在入射圆偏振光时在直径方向上光的透射强度一定,而入射线偏振光时恐怕在物镜光学元件的一部分区域上直径方向上的光的透射强度不均匀。
从图3~5可看出,关于HD DVD使用的波长(λ1=408nm),不仅限于涂层膜为数值孔径NA=0.6的范围,在0.6<NA<0.65的外侧区域(BD的专用区域)光也能透过,但如上所述由于本实施例的物镜光学元件OBJ-5具有衍射结构D,设计成通过0.6<NA<0.65的外侧区域的λ1=408nm的光束在信息记录面上变成闪烁光,所以,在数值孔径NA=0.6的范围内聚光,在HD DVD的信息记录面上可以形成合适的光斑。关于对DVD使用的波长(λ2=658nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.65的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。另一方面,关于对CD使用的波长(λ3=785nm),入射角为0°~32°的光透过,为32°~60°的光不透过或者透射光量减少。如前所述,λ3=785nm的光也是,通过0.6<NA<0.65的外侧区域的光束因衍射结构D而闪烁化,但在本实施例的场合下,由于涂层膜也设计成使光不透过0.65<NA<0.65的外侧区域,没有特别的影响。即,在CD中,在数值孔径NA=0.45的范围内聚光,比NA=0.45大的数值孔径的光不透过或透射光量减少,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
把该物镜光学元件OBJ-5装载在光检测装置上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对HD DVD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例8)
图17展示物镜光学元件OBJ-6的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-6由两块构成,其材质为光源侧元件A是光学塑料(折射率1.51)、光盘侧元件B是玻璃(折射率1.71)。该物镜光学元件OBJ-6是作为BD、DVD、CD的互换透镜设计的,BD、DVD、CD的数值孔径分别为0.85、0.65、0.51。
表11中展示了物镜光学元件OBJ-6的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。从图17可看出,S2面是平面或曲率小的面。因此,容易在S2面上形成均匀的膜。在S2面形成了表12、13、14所示的规格的涂层膜。
(表11)
透镜特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长(nm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.85 | 0.65 | 0.51 |
S1面最大入射角度(°) | 65 | 54 | 45 |
S2面最大出射角度(°) | 58 | 40 | 32 |
S1面最大面角度(°) | 62 | 51 | 42 |
S2面最大面角度(°) | 5以下 | 5以下 | 5以下 |
涂层特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.51 | ○ | ○ | ○ |
0.51<NA≤0.65 | ○ | ○ | × |
0.65<NA≤0.85 | ○ | × | × |
○…透过
×…不透过
(表12)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
8 | SiO2 | 1.46 | 99.8 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 36.35 |
6 | SiO2 | 1.46 | 15.54 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 88.39 |
4 | SiO2 | 1.46 | 15.63 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 41.48 |
2 | SiO2 | 1.46 | 28.94 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 14.79 |
玻璃 | 1.71 |
(表13)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
14 | SiO2 | 1.46 | 66.41 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 91.81 |
12 | SiO2 | 1.46 | 155.05 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 98.86 |
10 | SiO2 | 1.46 | 149.68 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 98.11 |
8 | SiO2 | 1.46 | 148.66 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 97.97 |
6 | SiO2 | 1.46 | 149.02 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 98.9 |
4 | SiO2 | 1.46 | 151.42 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 101.85 |
2 | SiO2 | 1.46 | 162.27 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 112.66 |
相位调整层 | Al2O3 | 1.64 | 350 |
玻璃 | 1.71 |
(表14)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
30 | SiO2 | 1.46 | 91.47 |
29 | ZrO2 | 2.06 | 128.1 |
28 | SiO2 | 1.46 | 143.44 |
27 | ZrO2 | 2.06 | 98.84 |
26 | SiO2 | 1.46 | 156.91 |
25 | ZrO2 | 2.06 | 93.36 |
24 | SiO2 | 1.46 | 164.17 |
23 | ZtO2 | 2.06 | 114.76 |
22 | SiO2 | 1.46 | 178.11 |
21 | ZrO2 | 2.06 | 93.85 |
20 | SiO2 | 1.46 | 144.03 |
19 | ZrO2 | 2.06 | 96.05 |
18 | SiO2 | 1.46 | 148.17 |
17 | ZrO2 | 2.06 | 91.66 |
16 | SiO2 | 1.46 | 150 |
15 | ZrO2 | 2.06 | 93.14 |
14 | SiO2 | 1.46 | 143.02 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 94.87 |
12 | SiO2 | 1.46 | 141.59 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 90.21 |
10 | SiO2 | 1.46 | 142.17 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 85.8 |
8 | SiO2 | 1.46 | 130.8 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 73.44 |
6 | SiO2 | 1.46 | 134.11 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 82.21 |
4 | SiO2 | 1.46 | 140.96 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 83.02 |
2 | SiO2 | 1.46 | 134.46 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 92.57 |
相位调整层 | Al2O3 | 1.64 | 460 |
玻璃 | 1.71 |
在S2面上,以BD、DVD、CD共用的内侧区域(入射角度0°~32°)为第一环带m1,以BD、DVD共用的中间区域(入射角度32°~40°)为第二环带m2,以仅由BD专用的外侧区域(40°~58°)作为第三环带m3。在第一环带m1上形成表12所示的宽波段的反射防止涂层,在第二环带m2上形成表13所示的涂层膜,在第三环带m3上形成表14所示的涂层膜。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。在形成图17那样的环带状的涂层膜时利用去除(lift-off)的构图技术制作。
在第一环带m1和第二环带m2的边界(入射角度32°)上,λ1=408nm和λ2=658nm的光的相位必须一致。为此在第二环带m2的基材和第一层之间形成350nm厚的Al2O3层作为相位调整层。相位用2πnd·cosθ/λ表示。在此,n是折射率、d是膜厚、θ是入射到各层的入射角度,λ是使用的波长。只要把相位调整层的厚度确定成,在λ1=408nm和λ2=658两波长的光束中使该相位差在第一环带m1和第二环带m2的边界处为2π的整数倍即可。如果满足λ1=408nm则相位调整层为300nm,如果满足λ2=658nm则为420nm,难以同时满足双方,但取了其中间的350nm。根据本发明人的实验,这时在边界上的相位差对两波长都不大于0.1λ。另外,虽然存在相位调整层对光学特性施加的影响,但只要相位调整层的折射率和基板的折射率的差在0.1以内就没有问题。在第二环带m2和第三环带m3的边界(入射角度40°)处对λ1=408nm的相位也必须一致。进行了同样的计算,相位调整层为460nm。另外,在S3面、S4面、S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。第一环带m1处入射角度为0°的透射特性示于图18,第二环带m2处入射角度为36°的透射特性示于图19,第三环带m3处入射角度为50°的透射特性示于图20。
在本实施例的物镜光学元件OBJ-6中入射圆偏振光、线偏振光中的任一种都可以。这是因为,它是不使用产生P偏振光和S偏振光的分离的波长、入射角度区域的结构,即使入射了线偏振光直径方向上的光的透射强度也一定。
从图18~20可看出,关于对BD使用的波长(λ1=408nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.85的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。关于DVD使用的波长(λ2=658nm),由于只透过第一环带m1、第二环带m2,所以,在数值孔径NA=0.65的范围内聚光,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。关于对CD使用的波长(λ3=785nm),由于只透过第一环带m1,所以,在数值孔径NA=0.51的范围内聚光,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
如果与实施例3相比,本实施例的物镜光学元件OBJ-6必须构图形成三种涂层膜,不可避免地成本上升,但通过在三种涂层膜上分担孔径限制功能和反射防止功能,可以制作特性更好的物镜光学元件。但是此时要求相位调整和构图的精度。
把该物镜光学元件OBJ-6装载在光检测装置上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对BD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
(实施例9)
图21展示物镜光学元件OBJ-7的概略剖面图形状。物镜光学元件OBJ-7由两块构成,其材质为光源侧元件A是光学塑料(折射率1.51)、光盘侧元件B是玻璃(折射率1.71)。该物镜光学元件OBJ-6是作为BD、DVD、CD的互换透镜设计的,BD、DVD、CD的数值孔径分别为0.85、0.65、0.51。该物镜光学元件OBJ-7,在光学面S1的0.65<NA<0.85的区域(BD专用区域)上形成入射的λ2=658nm的光束不聚光到信息记录面的衍射结构D。即,设计成,λ2=658nm的光入射到物镜光学元件OBJ-7时,通过0<NA<0.65的内侧区域的光在DVD的信息记录面上聚光,但通过0.65<NA<0.85的外侧区域的光束在该信息记录面上成为闪烁光。一般地,已经公知,衍射结构D对其设计波长的整数倍的光具有同样的衍射作用,但在本实施例的场合下,由于不使用λ2=658nm的整数倍的波长,λ1=408nm、785nm不受衍射的影响。
表15中展示了物镜光学元件OBJ-7的S1面、S2面上的各波长的最大入射角度。从图21可看出,S2面是平面或曲率小的面。因此,容易在S2面上形成均匀的膜。在S2面形成了表12、16所示的规格的涂层膜。
(表15)
透镜特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长(rm) | 408 | 658 | 785 |
NA | 0.85 | 0.65 | 0.51 |
S1面最大入射角度(°) | 65 | 54 | 45 |
S1面最大出射角度(°) | 58 | 40 | 32 |
S1面最大面角度(°) | 62 | 51 | 42 |
S2面最大面角度(°) | 5以下 | 5以下 | 5以下 |
涂层特性
Blu-Ray | DVD | CD | |
使用波长 | 408 | 658 | 785 |
NA≤0.51 | ○ | ○ | ○ |
0.51<NA≤0.65 | ○ | ○ | × |
0.65<NA≤0.85 | ○ | — | × |
○…透过
×…不透过
—…哪一种都可以
在S2面上,以BD、DVD、CD共用的内侧区域(入射角度0°~32°)为第一环带m1,以BD、DVD共用的中间区域(入射角度32°~40°)为第二环带m2,以仅由BD专用的外侧区域(40°~58°)作为第三环带m3。在第一环带m1上形成表12所示的宽波段的涂层膜,在第二环带m2和第三环带m3上形成表16所示的涂层膜。在此,虽然用真空蒸镀形成膜,但用溅射、CVD等的其它成膜方法也可以。另外,作为形成涂层膜的低折射率材料使用了SiO2,作为高折射率材料使用了ZrO2。高折射率材料在λ=400nm附近吸收少,所以是所希望的。除了这些以外,作为低折射率材料可使用MgF2,作为高折射率材料可使用Ta2O5、TiO2、Nb2O3、CeO2、CeF3、HfO2等,只要设计成根据其折射率获得所要求的光学特性即可。在形成图21那样的环带状的涂层膜时利用去除(lift-off)的构图技术制作。
在第一环带m1和第二环带m2的边界(入射角度32°)上,为了使λl=408nm的光的相位一致,相位调整层的厚度为300nm。由于第二环带m2和第三环带m3的边界(入射角度40°)由相同的膜形成,不需要相位调整。另外,在S3面、S4面、S1面上形成了宽波段的反射防止涂层。第一环带处入射角度为36°的透射特性与图18相同,第二、第三环带处入射角度为50°的透射特性与图19相同。
(表16)
层编号 | 构成材料 | 折射率 | 膜厚 |
空气 | 1 | ||
14 | SiO2 | 1.46 | 66.41 |
13 | ZrO2 | 2.06 | 91.81 |
12 | SiO2 | 1.46 | 155.05 |
11 | ZrO2 | 2.06 | 98.86 |
10 | SiO2 | 1.46 | 149.68 |
9 | ZrO2 | 2.06 | 98.11 |
8 | SiO2 | 1.46 | 148.66 |
7 | ZrO2 | 2.06 | 97.97 |
6 | SiO2 | 1.46 | 149.02 |
5 | ZrO2 | 2.06 | 98.9 |
4 | SiO2 | 11.46 | 151.42 |
3 | ZrO2 | 2.06 | 101.85 |
2 | SiO2 | 1.46 | 162.27 |
1 | ZrO2 | 2.06 | 112.66 |
相位调整层 | Al2O3 | 1.64 | 300 |
玻璃 | 1.71 |
在本实施例的物镜光学元件OBJ-7中入射圆偏振光、线偏振光中的任一种都可以。这是因为,它是不使用产生P偏振光和S偏振光的分离的波长、入射角度区域的结构,即使入射了线偏振光直径方向上的光的透射强度也一定。
从图18、19可看出,关于对BD使用的波长(λ1=408nm),由于与入射角度无关地总是透过,所以可以在数值孔径NA=0.85的范围内聚光,在其信息记录面上形成合适的光斑。关于DVD使用的波长(λ2=658nm),不仅限于涂层膜为数值孔径NA=0.65的范围,在0.65<NA<0.85的外侧区域(BD专用区域)光也能透过,但如上所述由于本实施例的物镜光学元件OBJ-7具有衍射结构D,设计成在0.65<NA<0.85的外侧区域,λ2=658nm的光在信息记录面上变成闪烁光,所以,只通过第一环带m1、第二环带m2的光被聚光,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。关于对CD使用的波长(λ3=785nm),由于只透过第一环带m1,所以,在数值孔径NA=0.51的范围内聚光,在其信息记录面上可以形成合适的光斑。
如果与实施例4相比,本实施例的物镜光学元件OBJ-7必须构图形成两种涂层膜,不可避免地成本上升,但通过在两种涂层膜上分担孔径限制功能和反射防止功能,可以制作特性更好的物镜光学元件。但是此时要求相位调整和构图的精度。
把该物镜光学元件OBJ-7装载在光检测装置上测定了跳动、S字特性,表现出了良好的值。另外,确认了对BD、DVD、CD都能进行良好的信息的记录和/或再生。
以上,参照实施方式说明了本发明,但当然,本发明不限于上述实施方式,可以进行适当的变更和改良。
Claims (76)
1.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
包含共用区域和专用区域的光学面;以及
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上形成的、用来选择性地透过上述第一光束和具有除上述λ1之外的波长的光束中的至少一个的波长选择性膜,
其中,上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑。
2.根据权利要求1所述的物镜光学元件,其中:
上述波长λ2满足630nm≤λ2≤670nm。
3.根据权利要求2所述的物镜光学元件,其中:
还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;
上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且
上述波长λ3满足760nm≤λ3≤800nm。
4.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述物镜光学元件的光学面上的用来对上述第二光束进行数值孔径限制的衍射结构。
5.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述物镜光学元件的光学面上的用来对上述第一光束和上述第三光束都进行数值孔径限制的衍射结构。
6.根据权利要求1所述的物镜光学元件,其中:
上述共用区域包含光轴,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
7.根据权利要求1所述的物镜光学元件,其中:
上述波长选择性膜在上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
8.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
9.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3f的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
10.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3g的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
11.根据权利要求3所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
12.根据权利要求1所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
13.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
多个光学面,该多个光学面包含:与上述光信息记录媒体最接近的曲率为R2的光学面S2;和与上述光信息记录媒体第二接近的曲率为R1的光学面S1;
在上述多个光学面中的至少一个上设置的共用区域和专用区域;
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上设置的膜,
其中,该物镜光学元件满足R1>R2,
上述第一光束通过上述光学面S1的有效直径的全部区域,且以大于等于60度的入射角进入上述光学面S1的上述有效直径的最外周,
上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑;
在上述第二光束以小于规定角度θ2的角度进入上述光学面S1时,上述膜透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,而在上述第二光束以大于等于规定角度θ2的角度进入上述光学面S1时,上述膜不透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,
上述规定角度θ2满足25度≤θ2≤50度。
14.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
上述膜设置在上述光学面S1上。
15.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
上述膜设置在上述光学面S2上。
16.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
上述第二光束以大于等于45度且小于60度的入射角进入上述光学面S1的有效直径的最外周。
17.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;
上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且
上述第三光束以大于等于30度且小于50度的入射角进入上述光学面S1的有效直径的最外周。
18.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述物镜光学元件的光学面上的用来对上述第二光束进行数值孔径限制的衍射结构。
19.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述物镜光学元件的光学面上的用来对上述第一光束和上述第三光束都进行数值孔径限制的衍射结构。
20.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中
上述共用区域包含光轴,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
21.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
上述膜在上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
22.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
23.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
24.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
25.根据权利要求17所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
26.根据权利要求13所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
27.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上且把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
多个光学面,该多个光学面包含:与上述光信息记录媒体最接近的曲率为R2的光学面S2;和与上述光信息记录媒体第二接近的曲率为R1的光学面S1;
在上述多个光学面中的至少一个上设置的共用区域和专用区域;
在上述共用区域和上述专用区域的至少一个上设置的膜,
其中,该物镜光学元件满足R1>R2,
上述第一光束通过上述光学面S2的有效直径的全部区域,且以大于等于55度的出射角射出上述光学面S2的上述有效直径的最外周,
上述共用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑,
上述专用区域透过上述第一光束,该第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上形成聚光光斑;且透过上述第二光束,该第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上不形成聚光光斑;
在上述第二光束以小于规定角度θ2’的角度从上述光学面S2射出时,上述膜透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,而在上述第二光束以大于等于规定角度θ2’的角度从上述光学面S2射出时,上述膜不透过从上述第二光源射向上述第二光信息记录媒体的上述第二光束,
上述规定角度θ2’满足25度≤θ2’≤50度。
28.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
上述膜设置在上述光学面S1上。
29.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
上述膜设置在上述光学面S2上。
30.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
上述第二光束以大于等于35度且小于60度的出射角从上述光学面S2的有效直径的最外周射出
31.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
还包括射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3)的第三光束的第三光源;
上述物镜光学元件把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上,且
上述第三光束以大于等于20度且小于35度的出射角从上述光学面S2的有效直径的最外周射出。
32.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述多个光学面中的一个上的用来对上述第二光束进行数值孔径限制的衍射结构。
33.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
还包括在上述多个光学面中的一个上的用来对上述第一光束和上述第三光束都进行数值孔径限制的衍射结构。
34.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
上述共用区域包含光轴,上述专用区域设置在上述共用区域的外侧。
35.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
上述膜在上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
36.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
37.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
38.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
39.根据权利要求31所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
40.根据权利要求27所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
41.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
多个光学面;
在上述多个光学面中的至少一个的从光轴到第一高度的区域上设置的内侧区域;
在上述多个光学面中的至少一个的从上述第一高度到第二高度的区域上设置的中间区域;
在上述多个光学面中的至少一个的上述第二高度以外的区域上设置的外侧区域;
在上述多个光学面中的至少一个上的具有预定的光学性能的膜;以及
在上述多个光学面中的至少一个上的衍射结构,
其中,上述膜透过通过上述内侧区域、中间区域和外侧区域的上述第一光束和上述第二光束,且不透过通过上述中间区域和上述外侧区域的上述第三光束;
上述衍射结构使已通过了上述外侧区域的上述第二光束在上述第二光信息记录媒体的上述信息记录面上成为闪烁光。
42.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述膜具有选择性地透过上述第一和上述第二光束、与上述第三光束中的至少一个的波长选择性。
43.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以小于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以大于等于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3a满足40度≤θ3e≤50度。
44.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述光学面S2以小于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述光学面S2以大于等于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3b满足25度≤θ3b≤35度。
45.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以小于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以大于等于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3c满足25度≤θ3c≤35度。
46.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述光学面S1以小于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述光学面S1以大于等于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3d满足40度≤θ3d≤50度。
47.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述膜在上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
48.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
49.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3f的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
50.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3g的角度进入包含上述膜的上述光学面时,上述膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
51.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
52.根据权利要求41所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
53.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
多个光学面;
在上述多个光学面中的至少一个的从光轴到第一高度的区域上设置的内侧区域;
在上述多个光学面中的至少一个的从上述第一高度到第二高度的区域上设置的中间区域;
在上述多个光学面中的至少一个的上述第二高度以外的区域上设置的外侧区域;
在上述多个光学面中的至少一个上的波长选择性膜;以及
在上述多个光学面中的至少一个上的衍射结构,
其中,上述波长选择性膜透过通过上述内侧区域、中间区域和外侧区域的上述第一光束和上述第二光束,且不透过通过上述中间区域和上述外侧区域的上述第三光束;
上述衍射结构使已通过了上述外侧区域的上述第一光束在上述第一光信息记录媒体的上述信息记录面上成为闪烁光。
54.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述波长选择性膜具有选择性地透过上述第一和上述第二光束、与上述第三光束中的至少一个的波长选择性。
55.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以小于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光源侧以大于等于规定角度θ3a的角度进入上述光学面S1时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3a满足40度≤θ3e≤50度。
56.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述光学面S2以小于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述光学面S2以大于等于规定角度θ3b的角度射出到上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3b满足25度≤θ3b≤35度。
57.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S2是上述多个光学面中的最靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以小于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的光信息记录媒体侧以大于等于规定角度θ3c的角度进入上述光学面S2时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3c满足25度≤θ3c≤35度。
58.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述光学面S1是上述多个光学面中的第二靠近上述光信息记录媒体的光学面时,
在上述第三光束从上述光学面S1以小于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述光学面S1以大于等于规定角度θ3d的角度射出到上述物镜光学元件的光源侧时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3d满足40度≤θ3d≤50度。
59.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述波长选择性膜在上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面内由具有相同层结构的一种膜构成。
60.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,而
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3e满足25度≤θ3e≤35度。
61.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3f的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3f的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3f满足25度≤θ3f≤35度。
62.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3g的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3g的角度进入包含上述波长选择性膜的上述光学面时,上述波长选择性膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3g满足40度≤θ3g≤50度。
63.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述波长选择性膜的光学面是曲面;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以小于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述波长选择性膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3h的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述波长选择性膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3h满足40度≤θ3h≤50度。
64.根据权利要求53所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
65.一种物镜光学元件,在光检测装置中使用,该光检测装置包括:射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;把上述第一光束聚光到第一光信息记录媒体的信息记录面上、把上述第二光束聚光到第二光信息记录媒体的信息记录面上、且把上述第三光束聚光到第三光信息记录媒体的信息记录面上的物镜光学元件,该物镜光学元件包括:
多个光学面;
在上述多个光学面中的至少一个的从光轴到第一高度的区域上设置的内侧区域;
在上述多个光学面中的至少一个的从上述第一高度到第二高度的区域上设置的中间区域;
在上述多个光学面中的至少一个的上述第二高度以外的区域上设置的外侧区域;
在上述内侧区域中设置的第三膜;
在上述中间区域中设置的第二膜;
在上述外侧区域中设置的第一膜;
其中,上述第三膜透过上述第一光束、上述第二光束和上述第三光束;
上述第二膜透过上述第一光束和上述第二光束,不透过上述第三光束;
上述第一膜透过上述第一光束,不透过上述第二光束和上述第三光束。
66.根据权利要求65所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述第一膜的光学面是平面;
在上述第二光束从包含上述第一膜的上述光学面以小于规定角度θ2e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第一膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第二光束,而
在上述第二光束从包含上述第一膜的上述光学面以大于等于规定角度θ2e的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第一膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第二光束,
上述规定角度θ2e满足35度≤θ2e≤45度。
67.根据权利要求65所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述第一膜的光学面是平面;
在上述第二光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ2f的角度进入包含上述第一膜的上述光学面时,上述第一膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第二光束;
在上述第二光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ2f的角度进入包含上述第一膜的上述光学面时,上述第一膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第二光束,
上述规定角度θ2f满足35度≤θ2f≤45度。
68.根据权利要求65所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述第二膜的光学面是平面;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以小于规定角度θ3k的角度进入包含上述第二膜的上述光学面时,上述第二膜透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束;
在上述第三光束从上述物镜光学元件的外部以大于等于规定角度θ3k的角度进入包含上述第二膜的上述光学面时,上述第二膜不透过射向上述第三光信息记录媒体的上述第三光束,
上述规定角度θ3k满足25度≤θ3k≤35度。
69.根据权利要求65所述的物镜光学元件,其中:
上述物镜光学元件的包含上述第二膜的光学面是平面;
在上述第三光束从包含上述第二膜的上述光学面以小于规定角度θ3m的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第二膜透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束;
在上述第三光束从包含上述第二膜的上述光学面以大于等于规定角度θ3m的角度射出到上述物镜光学元件的外部时,上述第二膜不透过被上述第三光信息记录媒体的上述信息记录面反射的上述第三光束,
上述规定角度θ3m满足25度≤θ3m≤35度。
70.根据权利要求65所述的物镜光学元件,其中:
圆偏振光束入射到上述物镜光学元件中。
71.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及
如权利要求1所述的物镜光学元件。
72.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及
如权利要求13所述的物镜光学元件。
73.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1(380nm≤λ1≤420nm)的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;以及
如权利要求27所述的物镜光学元件。
74.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;
射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及
如权利要求41所述的物镜光学元件。
75.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;
射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及
如权利要求53所述的物镜光学元件。
76.一种光检测装置,包括:
射出具有波长λ1的第一光束的第一光源;
射出具有波长λ2(λ1<λ2)的第二光束的第二光源;
射出具有波长λ3(λ1<λ2<λ3且0.9<2×λ1/λ3<1.1)的第三光束的第三光源;以及
如权利要求65所述的物镜光学元件。
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