專(zhuān)利名稱(chēng)：模具的加工方法、模具、物鏡及光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模具的加工方法、模具、物鏡及光拾取裝置。
技術(shù)背景
近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了使用波長(zhǎng)400nm左右的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光，對(duì)高密度光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和/或再生(下面，將“記錄和/或再生”記為“記錄/再生”)的光拾取裝置，且已經(jīng)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。作為高密度光盤(pán)之一例，在ΝΑΟ. 85，以光源波長(zhǎng)405nm的規(guī)格進(jìn)行信息記錄/再生的光盤(pán)，所謂的Blu-ray Disc (下面，稱(chēng)為BD)中，能夠?qū)τ谂cDVD (ΝΑΟ. 6，光源波長(zhǎng)650nm，存儲(chǔ)容量4. 7GB)相同大小的直徑為12cm的光盤(pán)，每層記錄25GB信息。
但是，對(duì)于這種類(lèi)型的高密度光盤(pán)，只是說(shuō)能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的記錄/再生，作為光盤(pán)播放器/記錄器(光信息記錄再生裝置)的產(chǎn)品的價(jià)值是不夠的。目前，若立足于正在銷(xiāo)售記錄多種多樣的信息的DVD或CD (高密度光盤(pán))的現(xiàn)實(shí)，則對(duì)于高密度光盤(pán)，只能夠進(jìn)行信息的記錄/再生是不夠的，例如，對(duì)于用戶(hù)所擁有的DVD或CD，也使其同樣地能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的記錄/再生關(guān)系到提高作為高密度光盤(pán)用光盤(pán)播放器/記錄器的商品價(jià)值。由這樣的背景，期待搭載于高密度光盤(pán)用光盤(pán)播放器/記錄器上的光拾取裝置具有對(duì)于高密度光盤(pán)和DVD、甚至是CD的任一個(gè)，都能夠在維持互換性的同時(shí)，適當(dāng)?shù)赜涗?再生信息的性能。
作為使對(duì)于高密度光盤(pán)和DVD、甚至是⑶的任一個(gè)都能夠在維持互換性的同時(shí)， 適當(dāng)?shù)赜涗?再生信息方法，可以考慮根據(jù)記錄/再生信息的光盤(pán)的記錄密度，選擇性地切換高密度光盤(pán)用光學(xué)系統(tǒng)和DVD或CD用光學(xué)系統(tǒng)的方法，但是，需要多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，因此不利于小型化，而且成本增加。
因此，為了簡(jiǎn)化光拾取裝置的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低成本化，優(yōu)選即使在具有互換性的光拾取裝置中，也能夠使高密度光盤(pán)用光學(xué)系統(tǒng)和DVD或CD用光學(xué)系統(tǒng)共通化，盡可能減少構(gòu)成光拾取裝置的光學(xué)零件個(gè)數(shù)。而且，盡量使與光盤(pán)相對(duì)配置的面對(duì)物體的光學(xué)元件共通化對(duì)光拾取裝置結(jié)構(gòu)的小型化·低成本化最有利。
與之相對(duì)，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了使用共通的物鏡，將相互不同的三個(gè)波長(zhǎng)的光束會(huì)聚到高密度光盤(pán)、DVD、CD的信息記錄面，對(duì)它們可互換地進(jìn)行信息的記錄和/或的光拾取裝置。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (日本)專(zhuān)利第4033239號(hào)說(shuō)明書(shū)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的物鏡為了將相互不同的三個(gè)波長(zhǎng)的光束適當(dāng)?shù)貢?huì)聚到高密度光盤(pán)、DVD、CD的信息記錄面，有時(shí)在光學(xué)面具有多層級(jí)結(jié)構(gòu)的光程差賦予結(jié)構(gòu)。但是，多層級(jí)結(jié)構(gòu)是具有狹窄寬度的深槽形狀的精細(xì)結(jié)構(gòu)，因此必須在轉(zhuǎn)印成形物鏡的模具的轉(zhuǎn)印面上形成與其對(duì)應(yīng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，即使使用頂端尖銳的劍尖切削刀，也可能對(duì)模具原料產(chǎn)生切削刀干擾。因此，為了避免該切削刀干擾，不得不一邊使劍尖切削刀螺旋運(yùn)動(dòng)，一邊進(jìn)行切削加工，需要昂貴的多軸加工機(jī)，導(dǎo)致模具的成本增加。
本發(fā)明旨在提供能夠廉價(jià)地加工用于成形具有例如，多層級(jí)結(jié)構(gòu)的光拾取裝置用物鏡的模具的模具加工方法、另外由此加工得到的模具、進(jìn)一步通過(guò)該模具成形的物鏡及使用該物鏡的光拾取裝置。
解決問(wèn)題的技術(shù)方案
權(quán)利要求1所述的模具的加工方法，該模具用于成形物鏡，該物鏡在能夠互換使用不同光盤(pán)的光拾取裝置中通用，該物鏡是為了在各光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚光束而在曲面上形成多層級(jí)結(jié)構(gòu)而成的，其特征在于，
使模具繞軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，
使具有由直線狀的第一邊緣部、在相對(duì)于所述第一邊緣部成銳角交叉的方向上延伸的直線狀的第二邊緣部、連結(jié)所述第一邊緣部的端部和所述第二邊緣部的端部的第三邊緣部組成輪廓的前傾面的刀具，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)對(duì)所述物鏡的轉(zhuǎn)印面進(jìn)行切削加工。
在物鏡的多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向上延伸的面為了提高光的利用效率，優(yōu)選相對(duì)于光軸平行形成。但是，為了將整個(gè)轉(zhuǎn)印在多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向上延伸的面的模具的轉(zhuǎn)印面相對(duì)于光軸精確地平行形成，即使使用例如頂端尖銳的劍尖切削刀，也可能對(duì)模具原料產(chǎn)生切削刀干擾，因此為了避免切削刀干擾，不得不一邊使劍尖切削刀螺旋運(yùn)動(dòng)，一邊進(jìn)行切削加工，需要昂貴的多軸加工機(jī)，導(dǎo)致模具的成本增加。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)以強(qiáng)制使所述刀具中的所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)，一邊只在所述軸線方向及與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)，一邊進(jìn)行切削加工， 能夠確保物鏡的光學(xué)性能，并且，能夠使用例如雙軸加工機(jī)等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的加工機(jī)，進(jìn)行模具加工。另外，用于轉(zhuǎn)印成形多層級(jí)結(jié)構(gòu)的模具的面相對(duì)于軸線傾斜，因此具有脫模容易的優(yōu)點(diǎn)。另外，即使是在三軸加工機(jī)等能夠使刀具螺旋的加工機(jī)中，在物鏡周邊部這樣的曲面的彎曲大(力一ο 0 )的地方，依然容易發(fā)生刀具和模具的干擾，因此，通過(guò)本發(fā)明，具有能夠防止刀具和模具的干擾的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求2所述的模具的加工方法在權(quán)利要求1的基礎(chǔ)上，其特征在于，使所述刀具以所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)只在所述軸線方向及與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)，對(duì)所述物鏡的轉(zhuǎn)印面進(jìn)行切削加工。
權(quán)利要求3所述的模具的加工方法在權(quán)利要求2的基礎(chǔ)上，其特征在于，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的靠近所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 1比遠(yuǎn)離所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 2大的狀態(tài)進(jìn)行加工。
權(quán)利要求4所述的模具的加工方法在權(quán)利要求3的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
15° ^ θ 1 ^ 35° (1)
0° ( θ 2 < 15°(2)。
權(quán)利要求5所述的模具的加工方法在權(quán)利要求4的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
1° ^ θ 2 ^ 15°(3)。
權(quán)利要求6所述的模具的加工方法在第一或權(quán)利要求2的基礎(chǔ)上，其特征在于， 以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的靠近所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角 θ 1、和遠(yuǎn)離所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 2相等或大致相等的狀態(tài)進(jìn)行加工。
權(quán)利要求7所述的模具的加工方法在權(quán)利要求6的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
10° ^ θ 1 ^ 20°(4)。
權(quán)利要求8所述的模具的加工方法在第一 權(quán)利要求7中任一方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，使所述刀具以接近所述軸線的方式移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工。
權(quán)利要求9所述的模具的加工方法在第三 權(quán)利要求5中任一方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，使所述刀具以相對(duì)于所述軸線具有傾斜角θ 1的邊緣部先行切削所述模具原料的方式在與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工。
權(quán)利要求10所述的模具的加工方法在第一 權(quán)利要求9中任一方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述刀具是劍尖切削刀。
權(quán)利要求11所述的模具的加工方法在第一 權(quán)利要求10中任一方面的基礎(chǔ)上， 其特征在于，在所述物鏡的曲面上，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)之外形成有閃耀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求12所述的模具的加工方法在第一 權(quán)利要求11中任一方面的基礎(chǔ)上， 其特征在于，將所述物鏡的軸向厚度設(shè)為d(mm)，所述物鏡的焦距設(shè)為f(mm)時(shí)，滿足下式
0. 9 彡 d/f 彡 1. 6(5)。
權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于，通過(guò)第一 權(quán)利要求12中任一方面所述的模具的加工方法形成。
權(quán)利要求14所述的物鏡，其在能夠互換使用不同光盤(pán)的光拾取裝置中通用，該物鏡是為了在各光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚光束而在曲面上形成多層級(jí)結(jié)構(gòu)而成的，其特征在于，
在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向行延伸的面中的至少局部相對(duì)于光軸傾斜。
在物鏡的多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向上延伸的面為了提高光的利用效率，優(yōu)選相對(duì)于光軸平行形成。但是，為了將整個(gè)轉(zhuǎn)印在多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向上延伸的面的模具的轉(zhuǎn)印面，相對(duì)于光軸精確地平行形成，即使使用頂端尖銳的劍尖切削刀，也可能對(duì)模具原料產(chǎn)生切削刀干擾，因此為了避免切削刀干擾，不得不一邊使劍尖切削刀螺旋運(yùn)動(dòng)，一邊進(jìn)行切削加工，需要昂貴的多軸加工機(jī)，導(dǎo)致模具的成本增加。另外，特別是高密度光盤(pán)用物鏡是高NA的，光學(xué)面的曲率半徑較小，因此切削刀干擾的問(wèn)題變得更大。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，能夠以強(qiáng)制使切削模具的刀具中的前傾面的邊緣部相對(duì)于軸線傾斜的狀態(tài)，一邊只在軸線方向及與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)，一邊進(jìn)行模具的切削加工，因此，能夠使用例如雙軸加工機(jī)等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的加工機(jī)，進(jìn)行模具加工，還可以使用該模具廉價(jià)地制造物鏡。另外，沿著多層級(jí)結(jié)構(gòu)的光軸的面相對(duì)于光軸傾斜，因此具有成形后脫模容易并且能夠降低基于制造誤差產(chǎn)生的光量損失的優(yōu)點(diǎn)。另外，即使是在三軸加工機(jī)等能夠使刀具螺旋的加工機(jī)中，在物鏡周邊部這樣的曲面的彎曲急的地方，依然容易發(fā)生刀具和模具的干擾， 因此，通過(guò)本發(fā)明，具有能夠防止刀具和模具的干擾的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求14所述的物鏡在權(quán)利要求13的基礎(chǔ)上，其特征在于，在取所述物鏡的光軸方向截面時(shí)，所述相對(duì)延伸的面中的靠近光軸的面與光軸的傾斜角θ 1’比遠(yuǎn)離光軸的面與光軸的傾斜角θ 2’大。
在多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，在光軸方向上延伸，相互相對(duì)的兩個(gè)面中遠(yuǎn)離光軸的面由于相對(duì)于光軸傾斜，從而產(chǎn)生了光量損失，但是，就接近光軸的面而言，由于因折射角產(chǎn)生的陰影效應(yīng)，所以即使相對(duì)于光軸傾斜，光量損失也不會(huì)增加。因此，在多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，就在光軸方向上延伸，且相互相對(duì)的兩個(gè)面中的靠近光軸的面而言，相對(duì)于光軸傾斜且遠(yuǎn)離光軸的面盡量與光軸平行，由此，不增加光量損失，就能夠使用雙軸加工機(jī)這樣的簡(jiǎn)單加工機(jī)進(jìn)行加工，能夠降低成本，并且從模具中取出透鏡變得容易， 能夠享受本發(fā)明的效果，因此優(yōu)選。
權(quán)利要求15所述的物鏡在權(quán)利要求14的基礎(chǔ)上，其特征在于，在取所述物鏡的光軸方向截面時(shí)，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，在光軸方向上延伸，相互相對(duì)的兩個(gè)面中的靠近光軸的面與光軸的傾斜角Θ1’比遠(yuǎn)離光軸的面與光軸的傾斜角θ 2’大。
權(quán)利要求16所述的物鏡在權(quán)利要求15的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
15°≤ θ 1' ≤ 35°(6)
0°≤ θ 2'≤ 15°(7)。
權(quán)利要求17所述的物鏡在權(quán)利要求16的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
1° ≤ θ 2'≤ 15°(8)。
權(quán)利要求18所述的物鏡在權(quán)利要求14的基礎(chǔ)上，其特征在于，在取所述物鏡的光軸方向截面時(shí)，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，在光軸方向上延伸，相互相對(duì)的兩個(gè)面中的靠近光軸的面與光軸的傾斜角θ 1’、和遠(yuǎn)離光軸的面與光軸的傾斜角θ 2’相等或大致相等。
權(quán)利要求19所述的物鏡在權(quán)利要求18的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足下式
10° ≤ θ 1' ≤ 20°(9)。
權(quán)利要求20所述的物鏡在第十四 權(quán)利要求19中任一方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述物鏡的曲面上，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)之外還形成有閃耀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求21所述的物鏡在第十四 權(quán)利要求20中任一方面的基礎(chǔ)上，其特征在于，將所述物鏡的軸向厚度設(shè)為d(mm)，所述物鏡的焦距設(shè)為f(mm)時(shí)，滿足下式
0.9≤ d/f ≤ 1.6(5)。
權(quán)利要求22所述的光拾取裝置，其特征在于，使用第十四 權(quán)利要求21中任一方面所述的物鏡。
刀具包括切削刀。圖1是表示切削刀的前傾面形狀的例子的概略圖。圖1 (a)所示的切削刀的前傾面SP由直線狀的第一邊緣部E1、在與第一邊緣成銳角交叉的方向上延伸的直線狀的第二邊緣部E2、及連結(jié)第一邊緣部El的端部和第二邊緣部E2的端部的圓弧形的第三邊緣部E3形成頂端輪廓。特別是，將第三邊緣部E3的半徑r為0. 5 μ m 5. 0 μ m的切削刀稱(chēng)作劍尖切削刀，將同半徑r為5. 0 μ m以上的切削刀稱(chēng)作R切削刀。另外，圖1 (b) 所示的切削刀的前傾面SP由直線狀的第一邊緣部E1、與第一邊緣平行地延伸的直線狀的第二邊緣部E2、與第一邊緣部El和第二邊緣部E2正交的第三邊緣部E3形成頂端輪廓，將這樣的切削刀稱(chēng)作平端切削刀，與劍尖切削刀或R切削刀進(jìn)行區(qū)分。特別是通過(guò)使用劍尖切削刀，能夠把轉(zhuǎn)印多層級(jí)結(jié)構(gòu)的精細(xì)的槽形狀的深角部的半徑抑制得小，能夠進(jìn)一步提高使用該模具成形的物鏡的光的利用效率。但是，根據(jù)用途，也可以使用R切削刀。
若使切削刀以接近模具原料的軸線的方式移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工，則具有能夠緩解對(duì)切削刀的負(fù)荷，延長(zhǎng)刀具壽命，并且切削加工結(jié)束時(shí)，原料中心的臺(tái)階差變小的優(yōu)點(diǎn)ο
若使切削刀以相對(duì)于軸線具有傾斜角θ 1的邊緣部先行切削模具原料的方式，在與軸線交叉的方向上移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工，則能夠緩解對(duì)切削刀的負(fù)荷，延長(zhǎng)刀具壽命，因此優(yōu)選。
本發(fā)明的光拾取裝置具有至少三個(gè)光源第一光源、第二光源、第三光源。進(jìn)而， 本發(fā)明的光拾取裝置具有用于使第一光束在第一光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚，使第二光束在第二光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚，使第三光束在第三光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚的聚光光學(xué)系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的光拾取裝置具有接受來(lái)自第一光盤(pán)、第二光盤(pán)或第三光盤(pán)的信息記錄面的反射光束的受光元件。
第一光盤(pán)具有厚度為tl的保護(hù)基板和信息記錄面。第二光盤(pán)具有厚度為t2(tl <t2)的保護(hù)基板和信息記錄面。第三光盤(pán)具有厚度為t3(t2<t3)的保護(hù)基板和信息記錄面。優(yōu)選第一光盤(pán)是BD，第二光盤(pán)是DVD，第三光盤(pán)是⑶，但是并不限于此。另外，第一光盤(pán)、第二光盤(pán)或第三光盤(pán)也可以是具有多個(gè)信息記錄面的多層光盤(pán)。
在本說(shuō)明書(shū)中，BD是指通過(guò)波長(zhǎng)390 415nm左右的光束、ΝΑΟ. 8 0. 9左右的物鏡進(jìn)行信息的記錄/再生，保護(hù)基板的厚度為0. 05 0. 125mm左右的BD系列光盤(pán)的總稱(chēng)，包括只具有單一信息記錄層的BD、及具有兩層信息記錄層的BD等。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，DVD是指通過(guò)ΝΑΟ. 60 0. 67左右的物鏡進(jìn)行信息的記錄/再生，保護(hù)基板的厚度為 0. 6mm 左右的 DVD 系列光盤(pán)的總稱(chēng)，包括 DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、 DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，CD是指通過(guò)ΝΑ0. 45 0. 51左右的物鏡進(jìn)行信息的記錄/再生，保護(hù)基板的厚度為1. 2mm左右的⑶系列光盤(pán)的總稱(chēng)，包括⑶-ROM、 ⑶-Audio、⑶-Video、⑶-R、⑶-RW等。另外，關(guān)于記錄密度，BD的記錄密度最高，然后依次是DVD、⑶，越來(lái)越低。
另外，關(guān)于保護(hù)基板的厚度tl、t2、t3，優(yōu)選滿足下列條件式，但是并不限于此。另外，在此所說(shuō)的保護(hù)基板的厚度是指設(shè)置于光盤(pán)表面上的保護(hù)基板的厚度。即，是指從光盤(pán)表面到離表面最近的信息記錄面的保護(hù)基板的厚度。
0. 050mm ^ tl ^ 0. 125mm
0. 5mm ^ t2 ^ 0. 7mm
1. Omrn 彡 t3 彡 1. 3mm
在本說(shuō)明書(shū)中，第一光源、第二光源、第三光源優(yōu)選激光光源。作為激光光源，優(yōu)選半導(dǎo)體激光，也可以使用硅激光等。從第一光源射出的第一光束的第一波長(zhǎng)λ 比從第二光源射出的第二光束的第二波長(zhǎng)λ 2短，第二波長(zhǎng)λ2比從第三光源射出的第三光束的第三波長(zhǎng)λ 3短。
另外，在第作為一光盤(pán)、第二光盤(pán)、第三光盤(pán)，分別使用BD、DVD及⑶的情況下，第一光源的第一波長(zhǎng)λ 1優(yōu)選350nm以上440nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選390nm以上415nm以下，第二光源的第二波長(zhǎng)λ 2優(yōu)選570nm以上680nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選630nm以上670nm以下，第三光源的第三波長(zhǎng)λ 3優(yōu)選750nm以上880nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選760nm以上820nm以下。
另外，可以將第一光源、第二光源、第三光源中的至少兩個(gè)光源單元化。單元化是指將例如第一光源和第二光源固定收納在一個(gè)封裝中。另外，也可以將光源和下述受光元件封裝。
作為受光元件，優(yōu)選使用光電二極管等光檢測(cè)器。在光盤(pán)的信息記錄面上反射的光向受光元件入射，利用其輸出信號(hào)，得到各光盤(pán)記錄的信息的讀取信號(hào)。進(jìn)而檢測(cè)由受光元件上的光點(diǎn)的形狀變化、位置變化引起的光量變化，進(jìn)行調(diào)焦檢測(cè)或軌跡檢測(cè)，基于此檢測(cè)，為了調(diào)焦、追蹤，而能夠使物鏡移動(dòng)。受光元件可以由多個(gè)光檢測(cè)器組成。受光元件也可以具有主光檢測(cè)器和副光檢測(cè)器。例如，可以是這樣的受光元件在接受用于信息的記錄再生的主光的光檢測(cè)器的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)副光檢測(cè)器，通過(guò)該兩個(gè)副光檢測(cè)器接受追蹤調(diào)整用副光。另外，受光元件也可以具有各光源對(duì)應(yīng)的多個(gè)受光元件。
聚光光學(xué)系統(tǒng)具有物鏡。優(yōu)選聚光光學(xué)系統(tǒng)除了具有物鏡，還具有平行光管等耦合透鏡。耦合透鏡是指配置于物鏡和光源之間，改變光束的發(fā)散角的單透鏡或透鏡組。平行光管是耦合透鏡的一種，是將入射至平行光管的光轉(zhuǎn)換成平行光射出的透鏡。在本說(shuō)明書(shū)中，物鏡是指在光拾取裝置中，配置于與光盤(pán)相對(duì)的位置上，具有使從光源射出的光束在光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚的功能的光學(xué)系統(tǒng)。物鏡優(yōu)選單片透鏡。另外，物鏡可以是玻璃透鏡，也可以是塑料透鏡，或還可以是在玻璃透鏡上用光固化性樹(shù)脂、UV固化性樹(shù)脂、或熱固化性樹(shù)脂等設(shè)置有光程差賦予結(jié)構(gòu)的混合透鏡。另外，物鏡優(yōu)選折射面為非球面。另外， 物鏡優(yōu)選設(shè)有光程差賦予結(jié)構(gòu)的基體面為非球面。
另外，在將物鏡設(shè)為玻璃透鏡的情況下，優(yōu)選使用玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為T(mén)g 450°C以下的玻璃材料，更優(yōu)選使用400°C以下的玻璃材料。通過(guò)使用玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg為450°C以下的玻璃材料，能夠在較低溫下成形，因此能夠延長(zhǎng)模具的壽命。作為這樣的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg 低的玻璃材料，有例如(有)住田光學(xué)玻璃制的K-PG325或K-PG375(均為產(chǎn)品名)。
但是，玻璃透鏡一般比樹(shù)脂透鏡的比重大，因此若將物鏡設(shè)為玻璃透鏡，重量變大，對(duì)驅(qū)動(dòng)物鏡的致動(dòng)器增加了負(fù)擔(dān)。因此，將物鏡設(shè)為玻璃透鏡時(shí)，優(yōu)選使用比重小的玻璃材料。具體而言，優(yōu)選比重為4. 0以下，更優(yōu)選比重為3. 0以下。
另外，在將物鏡設(shè)為塑料透鏡的情況下，優(yōu)選使用環(huán)烯烴類(lèi)樹(shù)脂材料等脂環(huán)烴類(lèi)聚合物材料。另外，該樹(shù)脂材料進(jìn)一步優(yōu)選使用在對(duì)于波長(zhǎng)405nm的溫度25°C下的折射率為1.M至1.60的范圍內(nèi)，伴隨著在-5°C至70°C的溫度范圍內(nèi)的溫度變化的對(duì)于波長(zhǎng)405nm的折射率變化率dN/dT (°C 1在-20 X 10_5至-5 X 10_5 (進(jìn)一步優(yōu)選-10 X 10_5 至-8X10—5)的范圍內(nèi)的樹(shù)脂材料。另外，將物鏡設(shè)為塑料透鏡時(shí)，優(yōu)選也將耦合透鏡作為塑料透鏡。
另外，構(gòu)成物鏡的材料的阿貝數(shù)優(yōu)選50以上。
關(guān)于物鏡，下面進(jìn)一步記述。優(yōu)選物鏡的至少一個(gè)光學(xué)面至少具有中央?yún)^(qū)域、中央?yún)^(qū)域周?chē)闹虚g區(qū)域、中間區(qū)域周?chē)闹苓厖^(qū)域。優(yōu)選中央?yún)^(qū)域是包括物鏡的光軸的區(qū)域， 但也可以將包括光軸的微小區(qū)域作為未使用區(qū)域或特殊用途的區(qū)域，將其周?chē)鳛橹行膮^(qū)域。優(yōu)選中央?yún)^(qū)域、中間區(qū)域、及周邊區(qū)域設(shè)置于同一光學(xué)面上。如圖2所示，優(yōu)選中央?yún)^(qū)域CN、中間區(qū)域MD、周邊區(qū)域OT呈以光軸為中心的同心圓狀設(shè)置于同一光學(xué)面上。另外， 優(yōu)選在物鏡的中央?yún)^(qū)域上設(shè)有第一光程差賦予結(jié)構(gòu)，在中間區(qū)域上設(shè)有第二光程差賦予結(jié)構(gòu)。周邊區(qū)域可以是折射面，也可以在周邊區(qū)域上設(shè)有第三光程差賦予結(jié)構(gòu)。優(yōu)選中央?yún)^(qū)域、中間區(qū)域、周邊區(qū)域分別相鄰，但是其間也可以存在些許間隙。
優(yōu)選物鏡的中央?yún)^(qū)域是用于第一光盤(pán)、第二光盤(pán)及第三光盤(pán)的記錄/再生的第一、第二、第三光盤(pán)共用區(qū)域。即，優(yōu)選物鏡將通過(guò)中央?yún)^(qū)域的第一光束以能夠在第一光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式會(huì)聚，將通過(guò)中央?yún)^(qū)域的第二光束以能夠在第二光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄和/或再生的方式會(huì)聚，將通過(guò)中央?yún)^(qū)域的第三光束以能夠在所述第三光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式會(huì)聚。另外，優(yōu)選設(shè)置于中央?yún)^(qū)域上的第一光程差賦予結(jié)構(gòu)對(duì)通過(guò)第一光程差賦予結(jié)構(gòu)的第一光束及第二光束，校正由于第一光盤(pán)的保護(hù)基板的厚度tl和第二光盤(pán)的保護(hù)基板的厚度t2的差異產(chǎn)生的球差/由于第一光束和第二光束的波長(zhǎng)的差異產(chǎn)生的球差。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，優(yōu)選第一光程差賦予結(jié)構(gòu)對(duì)通過(guò)第一光程差賦予結(jié)構(gòu)的第一光束及第三光束，校正由于第一光盤(pán)的保護(hù)基板的厚度tl和第三光盤(pán)的保護(hù)基板的厚度t3的差異產(chǎn)生的球差/由于第一光束和第三光束的波長(zhǎng)的差異產(chǎn)生的球差。
優(yōu)選物鏡的中間區(qū)域是用于第一光盤(pán)、第二光盤(pán)的記錄/再生，不用于第三光盤(pán)的記錄/再生的第一、第二光盤(pán)共用區(qū)域。即，優(yōu)選物鏡將通過(guò)中間區(qū)域的第一光束以能夠在第一光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式會(huì)聚，將通過(guò)中間區(qū)域的第二光束以能夠在第二光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式會(huì)聚。另一方面，優(yōu)選以能夠在第三光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式不會(huì)聚通過(guò)中間區(qū)域的第三光束。優(yōu)選通過(guò)物鏡的中間區(qū)域的第三光束在第三光盤(pán)的信息記錄面上形成閃爍。如圖3所示，在通過(guò)物鏡的第三光束在第三光盤(pán)的信息記錄面上形成的光點(diǎn)中，優(yōu)選從光軸側(cè)(或光點(diǎn)中心部)向外側(cè)依次具有光量密度高的光點(diǎn)中心部SCN、光量密度比光點(diǎn)中心部低的光點(diǎn)中間部SMD、光量密度比光點(diǎn)中間部高，且比光點(diǎn)中心部低的光點(diǎn)周邊部SOT。優(yōu)選光點(diǎn)中心部用于光盤(pán)信息的記錄/再生，光點(diǎn)中間部及光點(diǎn)周邊部不用于光盤(pán)信息的記錄/再生。上述中，將該光點(diǎn)周邊部叫做閃爍。但是，在光點(diǎn)中心部的周?chē)淮嬖诠恻c(diǎn)中間部，而存在光點(diǎn)周邊部的類(lèi)型，即，在會(huì)聚光點(diǎn)的周?chē)”?，光形成大光點(diǎn)時(shí)，可以將其光點(diǎn)周邊部叫做閃爍。即，也可以說(shuō)優(yōu)選通過(guò)物鏡的中間區(qū)域的第三光束在第三光盤(pán)的信息記錄面上形成光點(diǎn)周邊部。
優(yōu)選物鏡的周邊區(qū)域是用于第一光盤(pán)的記錄/再生，不用于第二光盤(pán)及第三光盤(pán)的記錄/再生的第一光盤(pán)專(zhuān)用區(qū)域。即，優(yōu)選物鏡將通過(guò)周邊區(qū)域的第一光束以能夠在第一光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式會(huì)聚。另一方面，優(yōu)選以能夠在第二光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式不會(huì)聚通過(guò)周邊區(qū)域的第二光束，以能夠在第三光盤(pán)的信息記錄面上進(jìn)行信息的記錄/再生的方式不會(huì)聚通過(guò)周邊區(qū)域的第三光束。優(yōu)選通過(guò)物鏡的周邊區(qū)域的第二光束及第三光束在第二光盤(pán)及第三光盤(pán)的信息記錄面上形成閃爍。即，優(yōu)選通過(guò)物鏡的周邊區(qū)域的第二光束及第三光束在第二光盤(pán)及第三光盤(pán)的信息記錄面上形成光點(diǎn)周邊部。
第一光程差賦予結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置于物鏡的中央?yún)^(qū)域的面積的70%以上的區(qū)域上，進(jìn)一步優(yōu)選90%以上。進(jìn)一步優(yōu)選第一光程差賦予結(jié)構(gòu)設(shè)置于中央?yún)^(qū)域的整面上。第二光程差賦予結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置于物鏡的中間區(qū)域的面積的70%以上的區(qū)域上，進(jìn)一步優(yōu)選90% 以上。進(jìn)一步優(yōu)選第二光程差賦予結(jié)構(gòu)設(shè)置于中間區(qū)域的整面上。周邊區(qū)域具有第三光程差賦予結(jié)構(gòu)時(shí)，第三光程差賦予結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置于物鏡的周邊區(qū)域的面積的70%以上的區(qū)域上，進(jìn)一步優(yōu)選90%以上。進(jìn)一步優(yōu)選第三光程差賦予結(jié)構(gòu)設(shè)置于周邊區(qū)域的整面上。
另外，本說(shuō)明書(shū)所說(shuō)的光程差賦予結(jié)構(gòu)是指對(duì)入射光束施加光程差的結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)。光程差賦予結(jié)構(gòu)中也包括賦予相位差的相位差賦予結(jié)構(gòu)。另外，相位差賦予結(jié)構(gòu)中包括衍射結(jié)構(gòu)。優(yōu)選本發(fā)明的光程差賦予結(jié)構(gòu)是衍射結(jié)構(gòu)。光程差賦予結(jié)構(gòu)具有臺(tái)階差，優(yōu)選具有多個(gè)臺(tái)階差。通過(guò)該臺(tái)階差對(duì)入射光束施加光程差和/或相位差。通過(guò)光程差賦予結(jié)構(gòu)施加的光程差可以是入射光束的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，也可以是入射光束的波長(zhǎng)的非整數(shù)倍。臺(tái)階差可以在光軸正交方向上隔開(kāi)周期性間隔配置，也可以在光軸正交方向上隔開(kāi)非周期性間隔配置。另外，設(shè)置有光程差賦予結(jié)構(gòu)的物鏡為單片非球面透鏡時(shí)，根據(jù)距離光軸的高度，光束向物鏡的入射角不同，所以，光程差賦予結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差量在每個(gè)環(huán)帶上有若干不同。例如，物鏡為單片非球面的凸透鏡時(shí)，即使是施加相同光程差的光程差賦予結(jié)構(gòu)，一般也有離光軸越遠(yuǎn)，臺(tái)階差量越大的趨勢(shì)。
另外，本說(shuō)明書(shū)所說(shuō)的衍射結(jié)構(gòu)是指具有臺(tái)階差，具有通過(guò)衍射來(lái)收斂或發(fā)散光束作用的結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)。例如，通過(guò)單位形狀以光軸為中心多個(gè)并排而構(gòu)成，光束入射各個(gè)單位形狀，透射的光的波面引起相鄰的各環(huán)帶的錯(cuò)位，其結(jié)果是，含有通過(guò)形成新的波面來(lái)收斂或發(fā)散光這樣的結(jié)構(gòu)。衍射結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有多個(gè)臺(tái)階差，臺(tái)階差可以在光軸正交方向上隔開(kāi)周期性間隔配置，也可以在光軸正交方向上隔開(kāi)非周期性的間隔配置。另外，設(shè)置有衍射結(jié)構(gòu)的物鏡為單片非球面透鏡的情況下，根據(jù)距離光軸的高度不同，光束向物鏡的入射角不同，衍射結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差量在每個(gè)環(huán)帶上有若干不同。例如，物鏡為單片非球面的凸透鏡時(shí)，即使是產(chǎn)生相同衍射級(jí)數(shù)的衍射光的衍射結(jié)構(gòu)，一般也有離光軸越遠(yuǎn)，臺(tái)階差量越大的趨勢(shì)。
但是，光程差賦予結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶。另外，光程差賦予結(jié)構(gòu)一般可以有多種截面形狀(包括光軸的面下的截面形狀)，包括光軸的截面形狀大致區(qū)別為閃耀結(jié)構(gòu)和多層(階梯型)結(jié)構(gòu)。
閃耀結(jié)構(gòu)是指如圖4(a)、(b)所示，包括具有光程差賦予結(jié)構(gòu)的物鏡的光軸的截面形狀為鋸齒形的形狀的結(jié)構(gòu)。另外，在圖4中，上方為光源側(cè)，下方為光盤(pán)側(cè)，為了易于理解，顯示了在作為母非球面的平面上形成有光程差賦予結(jié)構(gòu)的例子，但是在本發(fā)明中，是在作為物鏡的曲面的光學(xué)面上形成的。在閃耀型結(jié)構(gòu)中，將一個(gè)閃耀單位的光軸正交方向的長(zhǎng)度叫做間距P。(參照?qǐng)D4(a)、(b))另外，將沿著閃耀的光軸的方向的臺(tái)階差的長(zhǎng)度叫做臺(tái)階差量B。(參照?qǐng)D4(a))。
另外，多層級(jí)結(jié)構(gòu)是指如圖4(c)、(d)所示，包括具有光程差賦予結(jié)構(gòu)的物鏡的光軸的截面形狀具有多個(gè)小階梯狀的形狀的結(jié)構(gòu)(稱(chēng)為階梯單位)。另外，本說(shuō)明書(shū)中，“V級(jí)” 是指在多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，光軸正交方向?qū)?yīng)(面對(duì))的環(huán)帶狀的面(下面，有時(shí)也稱(chēng)為梯形面)，分割成通過(guò)臺(tái)階差區(qū)分的V個(gè)的每一個(gè)環(huán)帶面，特別是三級(jí)以上的多層級(jí)結(jié)構(gòu)具有小臺(tái)階差和大臺(tái)階差。
例如，將圖4(c)所示的光程差賦予結(jié)構(gòu)叫做五層級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)，將圖4(d)所示的光程差賦予結(jié)構(gòu)叫做二層級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)(也叫做二元結(jié)構(gòu))。關(guān)于二級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)， 下面進(jìn)行說(shuō)明。包括以光軸為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)帶，含有物鏡的光軸的多個(gè)環(huán)帶的截面形狀由在光軸方向上延伸的多個(gè)側(cè)面Pa、Pb、連結(jié)相鄰的側(cè)面Pa、Pb的光源側(cè)端彼此的光源側(cè)梯形面Pc、連結(jié)相鄰的側(cè)面I3IPb的光盤(pán)側(cè)端彼此的光盤(pán)側(cè)梯形面Pd形成，光源側(cè)梯形面Pc和光盤(pán)側(cè)梯形面Pd沿著與光軸交叉的方向交替配置。另外，沿著光軸的側(cè)面 I^alb的至少一個(gè)可以整體上相對(duì)于光軸傾斜，如圖4(e)所示，可以只是側(cè)面1 (或Pb)的局部相對(duì)于光軸傾斜(圖4(c)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)也一樣)。
另外，在多層級(jí)結(jié)構(gòu)中，將一個(gè)的階梯單位的光軸正交方向的長(zhǎng)度叫做間距P。 (參照?qǐng)D4(c)、(d))另外，將在階梯的光軸的平行方向上的臺(tái)階差的長(zhǎng)度叫做臺(tái)階差量Bi、 B2。三級(jí)以上的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，存在大臺(tái)階差量Bl和小臺(tái)階差量B2(參照?qǐng)D4(c))。另外， 優(yōu)選小臺(tái)階差量B2為10 μ m以下，階梯的寬度W為6 μ m以下。
另外，優(yōu)選光程差賦予結(jié)構(gòu)是某一單位形狀周期性重復(fù)的結(jié)構(gòu)。在此所說(shuō)的“單位形狀周期性重復(fù)”當(dāng)然包括同一形狀以同一周期重復(fù)的形狀。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，成為周期的一個(gè)單位的單位形狀具有規(guī)則性，周期漸漸變長(zhǎng)，或漸漸變短的形狀也包括在“單位形狀周期性重復(fù)”之內(nèi)。
光程差賦予結(jié)構(gòu)在具有閃耀型結(jié)構(gòu)的情況下，成為作為單位形狀的鋸齒形的形狀重復(fù)的形狀?？梢允侨鐖D4(a)所示，同一鋸齒形形狀重復(fù)，也可以是如圖4(b)所示，隨著在遠(yuǎn)離光軸的方向上前進(jìn)，鋸齒形形狀的間距漸漸變長(zhǎng)的形狀，或間距漸漸變短的形狀。而且，也可以是在某一區(qū)域，閃耀型結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差朝著光軸(中心)側(cè)的逆方向的形狀，在其它區(qū)域，閃耀型結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差朝著光軸(中心)側(cè)的形狀，其間，為了切換閃耀型結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差的朝向，設(shè)有必要的過(guò)渡區(qū)域的形狀。另外，設(shè)定為這樣在中途切換閃耀型結(jié)構(gòu)的臺(tái)階差的朝向的結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠擴(kuò)大環(huán)帶間距，能夠抑制光程差賦予結(jié)構(gòu)的制造誤差引起的透射率的降低。
光程差賦予結(jié)構(gòu)在具有多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，圖4(c)所示的五級(jí)的階梯單位可以是重復(fù)的形狀等。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，也可以是隨著在遠(yuǎn)離光軸的方向上前進(jìn)，階梯單位的間距漸漸變長(zhǎng)的形狀、或階梯單位的間距漸漸變短的形狀。
例如，優(yōu)選設(shè)置于中央?yún)^(qū)域上的第一光程差賦予結(jié)構(gòu)是僅由單一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成的形態(tài)。單一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是多層級(jí)結(jié)構(gòu)。關(guān)于本形態(tài)的更優(yōu)選的條件，在下面進(jìn)行詳述。
作為多層級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一光束的X級(jí)衍射光量比其它的任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第二光束的Y級(jí)衍射光量比其它的任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第三光束的Z級(jí)的衍射光量比其它的任何級(jí)數(shù)的衍射光量大。這時(shí)，優(yōu)選x、Y、z均不為零。另外，優(yōu)選Χ、Υ、Ζ均為正衍射級(jí)數(shù)，其余為負(fù)衍射級(jí)數(shù)。
作為(Χ、Υ、Ζ)的優(yōu)選組合的例子，可以舉出(1、-1、-2)、(1、-2、-3)或(1、_3、_4) 等。特別優(yōu)選(1、-1、_2)或(1、-2、_3)。
通過(guò)設(shè)置這樣的多層級(jí)結(jié)構(gòu)，不僅能夠互換例如BD/DVD/⑶三種光盤(pán)，而且特別是對(duì)于BD也能夠提供維持高光利用效率的物鏡。也能夠提供例如對(duì)于波長(zhǎng)λ 1的衍射效率為80%以上的物鏡。還能夠提供對(duì)于波長(zhǎng)λ 1的衍射效率為90%以上的物鏡。
從光程差賦予結(jié)構(gòu)的形狀和臺(tái)階差量的觀點(diǎn)來(lái)看，在Χ、Υ、Ζ分別為1、-1、_2的情況和X、Y、Z分別為1、-2、-3的情況下，能夠分別如下表示。
Χ、Υ、Ζ分別為1、-1、_2時(shí)，如圖4(c)所示，優(yōu)選五級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)。另外，優(yōu)選多層級(jí)結(jié)構(gòu)的小臺(tái)階差的光軸方向的臺(tái)階差量Β2是對(duì)第一波長(zhǎng)λ 1施加1. 23 λ 1的光程差的臺(tái)階差量。
因此，優(yōu)選這時(shí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)的小臺(tái)階差的臺(tái)階差量B2滿足下列條件式。
0. 6 · (1. 23 · λ l/(n-l)) < B2 < 1. 5 · (1. 23 · λ l/(n-l))(10)
X、Y、Z分別為1、-2、-3時(shí)，優(yōu)選七級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)。另外，優(yōu)選多層級(jí)結(jié)構(gòu)的小臺(tái)階差的光軸方向的臺(tái)階差量Β2是對(duì)第一波長(zhǎng)λ 1施加1. 16 λ 1的光程差的臺(tái)階差量。
因此，優(yōu)選這時(shí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)的小臺(tái)階差的臺(tái)階差量Β2滿足下列條件式。
0. 6 · (1. 16 · λ 1/(η-1)) < Β2 < 1. 5 · (1. 16 · λ l/(n-l))(11)
然后，關(guān)于設(shè)置于例如中間區(qū)域上的第二光程差賦予結(jié)構(gòu)，在下面進(jìn)行詳述。本形態(tài)中的第二光程差賦予結(jié)構(gòu)是至少具有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為多層級(jí)結(jié)構(gòu)，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一光束的N級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第二光束的0級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第三光束的P級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大。這時(shí)， 優(yōu)選(Ν、0、Ρ) = (0、-1、-1)。
這時(shí)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為三級(jí)的多層級(jí)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選多層級(jí)結(jié)構(gòu)的小臺(tái)階差的光軸方向的臺(tái)階差量是對(duì)第一波長(zhǎng)λ 1施加1. 02 λ 1的光程差的臺(tái)階差量。
然后，關(guān)于設(shè)置于例如周邊區(qū)域上的第三光程差賦予結(jié)構(gòu)，進(jìn)行說(shuō)明。物鏡為塑料透鏡時(shí)，為了降低溫度變化引起的球差的變化，優(yōu)選設(shè)置第三光程差賦予結(jié)構(gòu)。作為第三光程差賦予結(jié)構(gòu)，不利用上述第一光程差賦予結(jié)構(gòu)及第二光程差賦予結(jié)構(gòu)的形態(tài)，優(yōu)選由作為閃耀結(jié)構(gòu)的單一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成。
該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為閃耀型結(jié)構(gòu)，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一光束的Q級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第二光束的R級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大，使通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第三光束的S級(jí)衍射光量比其它任何級(jí)數(shù)的衍射光量大。這時(shí)， Q可以取任意值，從抑制波長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)的衍射效率的變動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選(Q、R、S) = (1、1、 1)、(2,1>1)> (3、2、2)、(5、3、2)的任一個(gè)。
上面說(shuō)明了第一光程差賦予結(jié)構(gòu)、第二光程差賦予結(jié)構(gòu)及第三光程差賦予結(jié)構(gòu)的優(yōu)選一例。
如上述第一光程差賦予結(jié)構(gòu)、第二光程差賦予結(jié)構(gòu)及第三光程差賦予結(jié)構(gòu)所示， 在物鏡的一個(gè)光學(xué)面上形成有閃耀結(jié)構(gòu)和多層級(jí)結(jié)構(gòu)兩者時(shí)，本發(fā)明的效果更顯著，因此優(yōu)選。具有閃耀結(jié)構(gòu)和多層級(jí)結(jié)構(gòu)兩者是指同時(shí)包括將閃耀結(jié)構(gòu)和多層級(jí)結(jié)構(gòu)在同一位置重合的結(jié)構(gòu)的情況、和將閃耀結(jié)構(gòu)和多層級(jí)結(jié)構(gòu)在同一光學(xué)面的其它地方不重合的情況。 某一光學(xué)面只有多層級(jí)結(jié)構(gòu)，沒(méi)有閃耀結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠用平端切削刀進(jìn)行切削，因此可以存在使用具有平端切削刀的雙軸加工機(jī)進(jìn)行加工這個(gè)選項(xiàng)，但是，某一光學(xué)面同時(shí)具有多層級(jí)結(jié)構(gòu)和閃耀結(jié)構(gòu)時(shí)，不能使用平端切削刀，限定在劍尖切削刀或R切削刀。因此，為了能夠使用雙軸加工機(jī)進(jìn)行加工，使側(cè)面傾斜非常重要。
圖5是表示通過(guò)劍尖切削刀SB進(jìn)行切削加工的模具M(jìn)、在模具M(jìn)上射出成形樹(shù)脂等成形的物鏡OBJ的剖面圖。在此，將模具M(jìn)的原料的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)為RX，將物鏡OBJ的光軸設(shè)為0X。繞著旋轉(zhuǎn)軸線RX旋轉(zhuǎn)的模具M(jìn)的原料通過(guò)使劍尖切削刀SB不在紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使其在Z軸方向(與旋轉(zhuǎn)軸線RX平行)和X軸方向(與旋轉(zhuǎn)軸線RX正交)上相對(duì)移動(dòng)，而在非球面曲面凹部CV內(nèi)被切削加工成圖4(c)所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀。在此，將接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第一邊緣部El與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 1，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第二邊緣部E2與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，優(yōu)選一邊維持下列關(guān)系，一邊進(jìn)行加工。
15° ^ θ 1 ^ 35° (1)
0° ( θ 2 < 15° (2)
由此，如圖5所示地加工模具M(jìn)的槽形狀，在一個(gè)槽形狀中，將沿著旋轉(zhuǎn)軸線RX方向延伸，且接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的面作為外側(cè)面SPl，將沿著旋轉(zhuǎn)軸線RX方向延伸，且遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的面作為內(nèi)側(cè)面SP2。在此，將外側(cè)面SPl與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為Θ1，將內(nèi)側(cè)面SP2與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，優(yōu)選下列關(guān)系成立。
15° ^ θ 1 ^ 35° (1)
0° ( θ 2 < 15°(2)
通過(guò)該模具Μ，圖5所示的物鏡OBJ與槽形狀對(duì)應(yīng)的環(huán)帶結(jié)構(gòu)同時(shí)轉(zhuǎn)印形成。在光程差賦予結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，相對(duì)的兩面中，將在光軸OX方向上延伸，且靠近光軸OX 的側(cè)面設(shè)為Pa，將在光軸OX方向上延伸，且遠(yuǎn)離光軸OX的側(cè)面設(shè)為此。在此，將環(huán)帶結(jié)構(gòu)的側(cè)面1 與光軸OX的角度設(shè)為θ 1’，將側(cè)面1 與光軸OX的角度設(shè)為θ 2’時(shí)，優(yōu)選下列關(guān)系成立。
15° ^ θ 1' ^ 35° (6)
0° < θ 2，< 15°(7)
若在這樣的物鏡OBJ上如圖6所示地入射大致平行光，則入射至與側(cè)面1 交叉的梯形面Pc上的光束中，從與側(cè)面1 的交點(diǎn)附近的區(qū)域入射至物鏡OBJ內(nèi)的光束從側(cè)面1 射出，因此不能作為在光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚的光束得到有效利用。另一方面，從側(cè)面1 入射至物鏡OBJ內(nèi)的光束也難以作為在光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚的光束得到有效利用。將該現(xiàn)象叫做“陰影效應(yīng)”。側(cè)面1 中的陰影效應(yīng)即使在側(cè)面1 與光軸平行時(shí)也存在，因此基本不能改善因側(cè)面1 相對(duì)于光軸傾斜而引起的光量損失的問(wèn)題。另一方面，側(cè)面1 中的陰影效應(yīng)在側(cè)面1 與光軸平行時(shí)，幾乎不存在，因此從降低光量損失上來(lái)說(shuō)優(yōu)選使側(cè)面 1 相對(duì)于光軸不傾斜，或即使傾斜也盡量減小。因此，優(yōu)選Θ2’< θ 1’，進(jìn)一步優(yōu)選滿足 (6)、(7)式。另外，若滿足(6)、(7)式，則能夠滿足(1),(2)式。另外，θ 2，從盡量減少光量損失的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選0°以上，5°以下。為了無(wú)限減少光量損失，優(yōu)選Θ2’為0°，為了盡量減少光量損失，但是同時(shí)易于從模具中取出物鏡，優(yōu)選大于0°，且在5°以下(進(jìn)一步優(yōu)選3°以下)。
但是，若考慮模具M(jìn)的脫模性，則優(yōu)選滿足下式。另外，若滿足(8)式，則能夠滿足 (3)式。
1° ^ θ 2' ^ 15°(8)
關(guān)于上述內(nèi)容，進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，說(shuō)明θ 1’。如圖16所示，即使在Θ1’ 為0°的情況，即接近光軸的一側(cè)的側(cè)面與光軸平行的情況下，圖16中的灰色區(qū)域由于陰影效應(yīng)，不能利用光束，不能避免光量損失。然后，如圖17所示，接近光軸的一側(cè)的側(cè)面相對(duì)于光軸傾斜，在Θ1’為35°的情況下，灰色區(qū)域也由于陰影效應(yīng)不能利用光束，但是該陰影效應(yīng)如圖16所示，側(cè)面與光軸平行時(shí)也存在，因此光量損失不會(huì)特別增加。因此，可知即使使接近光軸的一側(cè)的側(cè)面相對(duì)于光軸傾斜，在光量損失中不良影響也不會(huì)增加。另外， 如圖18所示，θ 1’為0° 35°之間的角度時(shí)，同樣地，灰色區(qū)域由于陰影效應(yīng)，不能利用光束，但是光量損失不會(huì)特別增加。因此，9 1’在0° 35°之間，光束損失大致一定，若超過(guò)35°，則損失增加，因此從光利用效率的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選0° < Θ1’<35°。而且，若考慮劍尖切削刀、R切削刀的邊緣部、切削刀的傾斜角等，則15° ( Θ1’<35°成為優(yōu)選范圍。
然后，說(shuō)明Θ2’。如圖19所示，Θ2’為0°時(shí)，即，遠(yuǎn)離光軸的一側(cè)的側(cè)面與光軸平行時(shí)，不存在陰影效應(yīng)，沒(méi)有光量損失。但是，如圖20所示，遠(yuǎn)離光軸的一側(cè)的側(cè)面相對(duì)于光軸傾斜時(shí)，灰色區(qū)域由于陰影效應(yīng)不能利用光束。即，可知由于遠(yuǎn)離光軸的一側(cè)的側(cè)面相對(duì)于光軸傾斜，在光量損失中增加了不良影響。因此，優(yōu)選遠(yuǎn)離光軸的一側(cè)的側(cè)面盡量相對(duì)于光軸平行。
另外，不必太注重光量損失時(shí)，或根據(jù)多層級(jí)結(jié)構(gòu)的形狀等，可以使Θ2’與Θ1’ 相對(duì)，或大致相等。大致相等是指θ 2’和Θ1’的差在5°以下。在該情況下，優(yōu)選滿足下式。另外，若滿足(9)式，則能夠滿足(4)式。
10° ^ θ 1' ^ 20°(9)
成形具有光程差賦予結(jié)構(gòu)的物鏡時(shí)，一般通過(guò)將具有該光程差賦予結(jié)構(gòu)的透鏡形狀對(duì)應(yīng)的模具形狀使用具有劍尖切削刀(圖7中表示一例)等切削刀的雙軸加工機(jī)(圖8 中表示一例)等進(jìn)行切削，在切削后的模具內(nèi)加入熔化的材料，進(jìn)行冷卻，材料固化后，從該模具中取出透鏡，來(lái)成形透鏡。
另外，劍尖切削刀的頂端不是完整的銳角，具有一定的曲率，因此，優(yōu)選光程差賦予結(jié)構(gòu)的角部具有曲率。
另外，優(yōu)選物鏡滿足下列條件式(5)。
0. 9 ^ d/f ^1.6(5)
其中，d表示物鏡的光軸上的厚度(mm)，f表示第一光束中的物鏡的焦距。另外， f優(yōu)選表示使用波長(zhǎng)中最短波長(zhǎng)中的焦距。
使BD這樣的短波長(zhǎng)與高NA光盤(pán)對(duì)應(yīng)的情況下，在物鏡中，容易產(chǎn)生象散，也容易發(fā)生偏心彗差的課題，但是通過(guò)滿足條件式(5)，能夠抑制象散或偏心彗差的發(fā)生。
另外，通過(guò)滿足條件式(5)，成為物鏡的軸向厚度較厚的厚物鏡，因此盡管CD的記錄/再生時(shí)的工作距離容易變短，但是通過(guò)在物鏡上設(shè)置本發(fā)明的第一光程差賦予結(jié)構(gòu)， 也能充分確保CD的記錄/再生中的工作距離，因此其效果更顯著。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠廉價(jià)地加工用于成形具有例如，多層級(jí)結(jié)構(gòu)的光拾取裝置用物鏡的模具的模具加工方法、另外由此加工得到的模具、進(jìn)一步通過(guò)該模具成形的物鏡、及使用該物鏡的光拾取裝置。


圖1是表示切削刀的前傾面形狀的例子的圖2是從光軸方向看本實(shí)施方式的單片物鏡OBJ的圖3是表示通過(guò)物鏡的第三光束在第三光盤(pán)的信息記錄面上形成的光點(diǎn)的形成狀態(tài)的圖4是表示光程差賦予結(jié)構(gòu)的例子的軸線方向剖面圖5是表示模具M(jìn)、和在模具M(jìn)上射出成形樹(shù)脂等成形的物鏡OBJ的剖面圖6是使平行光束入射至物鏡OBJ的外周側(cè)中的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖7中圖7(a)是表示金剛石工具的切削刃，即切削刀的立體圖，圖7 (b)是表示切削刀的前傾面的頂端部形狀的放大圖8是雙軸加工機(jī)的立體圖9是用箭頭表示切削加工例1中的模具和劍尖切削刀的相對(duì)移動(dòng)方向的圖10是用箭頭表示切削加工例2中的模具和劍尖切削刀的相對(duì)移動(dòng)方向的圖11是用箭頭表示切削加工例3中的模具和劍尖切削刀的相對(duì)移動(dòng)方向的圖12是用箭頭表示切削加工例4中的模具和劍尖切削刀的相對(duì)移動(dòng)方向的圖13是光拾取裝置1的概略結(jié)構(gòu)圖14是放大表示本發(fā)明的物鏡的衍射結(jié)構(gòu)的一例的圖15是放大表示本發(fā)明的物鏡的衍射結(jié)構(gòu)的其它例子的圖16是使光束入射至θ 1’ = 0°的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖17是使光束入射至θ 1’ = 35°的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖18是使光束入射至θ 1’為0° 35°之間的值的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖19是使光束入射至θ 2’ = 0°的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖20是使光束入射至θ 2’為較大值的多層級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)的放大剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖7(a)是表示金剛石工具的切削刃即切削刀的立體圖，圖7(b)是表示切削刀的前傾面的頂端部形狀的放大圖。金剛石工具的劍尖切削刀SB如圖所示，焊接于刀柄S上，具有正對(duì)用于被切削的模具的旋轉(zhuǎn)方向的前傾面 SP。其前傾面SP的頂端部由直線狀的第一邊緣部Ε1、在相對(duì)于第一邊緣部El成銳角交叉的方向上延伸的直線狀的第二邊緣部Ε2、連結(jié)邊緣部Ε1、Ε2的頂端側(cè)端部間的圓弧形的第三邊緣部Ε3組成輪廓。另外，將第三邊緣部Ε3的半徑r設(shè)為5 μ m以下，優(yōu)選設(shè)為2. 5 μ m 以下，但是為了確保壽命可以設(shè)為0.5μπι以上。
圖8是用于模具加工的雙軸加工機(jī)MC2的立體圖。圖6中，在設(shè)置于未圖示的平臺(tái)上的基體BSE上配置有在X軸方向上移動(dòng)自如的X軸載物臺(tái)XST、和在與X軸方向正交的 Z軸方向上移動(dòng)自如的Z軸載物臺(tái)MT。在X軸載物臺(tái)XST上，使第三邊緣部Ε3 (圖7 (b)) 朝向模具的原料匪的同時(shí)保持劍尖切削刀SB，并與X軸載物臺(tái)XST —起在X軸方向上移動(dòng)。另外，在Z軸載物臺(tái)ZST上保持旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部RD，并與Z軸載物臺(tái)ZST —起在Z軸方向上移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部RD保持模具原料MM且繞在Z軸方向上延伸的軸線RX旋轉(zhuǎn)。圖8中，模具的旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但是也可以是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
(切削加工例1)
然后，說(shuō)明使用了雙軸加工機(jī)MC2的模具加工。首先，說(shuō)明與圖4(c)所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀的切削加工例1，在此，為了容易說(shuō)明，表示在平行平板上進(jìn)行加工的例子。參照?qǐng)D5，將接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第一邊緣部El和旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 1，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第二邊緣部Ε2和旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，以下列關(guān)系成立的方式，將劍尖切削刀SB固定在X軸載物臺(tái)XST上。
15° ≤ θ 1 ≤ 35°(1)
0° ≤ Θ2<15° (其中，1° 彡 θ 2 即可) (2)
接著，如圖9所示，通過(guò)Z軸載物臺(tái)ZST使模具原料匪相對(duì)接近劍尖切削刀SB， 使劍尖切削刀SB的頂端位于欲切削的轉(zhuǎn)印面的軸線正交方向外側(cè)。然后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部 RD,使模具原料MM繞軸線RX旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，如圖9中箭頭所示，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^Τ，使劍尖切削刀SB的刀尖先向模具原料MM的內(nèi)側(cè)前進(jìn)，進(jìn)行切削。切削至需要的位置后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削槽形狀的最底部。切削至需要的位置后，中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^Τ，直至變成第一段的臺(tái)階差量，使劍尖切削刀SB離開(kāi)模具匪，然后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削第一段臺(tái)階差部。通過(guò)重復(fù)上述步驟，能夠切削圖9所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀。切削加工例1的情況下，在軸線RX方向上延伸的槽形狀的側(cè)面中，朝向軸線RX的內(nèi)側(cè)面SP2相對(duì)于軸線RX成θ 2傾斜，但是與其相對(duì)的外側(cè)面SPl相對(duì)于軸線RX成Θ1傾斜。(在圖9中，表示Θ2為0°的例子。)
(切削加工例2)
然后，說(shuō)明與圖4(c)所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀的切削加工例2。參照?qǐng)D5， 將接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第一邊緣部El與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 1，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第二邊緣部Ε2與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，以下列關(guān)系成立的方式，將劍尖切削刀SB固定在X軸載物臺(tái)XST上。
10° ^ θ 1 ^ 20° (4)
θ 1 = θ 2
接著，如圖10所示，通過(guò)Z軸載物臺(tái)ZST使模具原料MM相對(duì)接近劍尖切削刀SB， 使劍尖切削刀SB的頂端位于欲切削的轉(zhuǎn)印面的軸線正交方向外側(cè)。然后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部 RD使模具原料MM繞軸線RX旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，如圖10所示，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^Τ，使劍尖切削刀 SB的刀尖向模具原料匪的內(nèi)側(cè)前進(jìn)，進(jìn)行切削。切削至需要的位置后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST 的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削槽形狀的最底部。切削至需要的位置后，中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^Τ，直至變成第一段的臺(tái)階差量，使劍尖切削刀SB離開(kāi)模具ΜΜ，然后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削第一段臺(tái)階差部。通過(guò)重復(fù)上述步驟，能夠切削圖10所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀。切削加工例2的情況下，在軸線RX方向上延伸的槽形狀的側(cè)面中，朝向軸線RX的內(nèi)側(cè)面SP2和與其相對(duì)的外側(cè)面SPl分別相對(duì)于軸線RX在相反方向上成相同角度(Θ 1 = θ 2)傾斜。
(切削加工例3)
然后，說(shuō)明與圖4(d)所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀的切削加工例3。參照?qǐng)D5， 將接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第一邊緣部El與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 1，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第二邊緣部Ε2與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，以下列關(guān)系成立的方式，將劍尖切削刀SB固定在X軸載物臺(tái)XST上。
15° ^ θ 1 ^ 35°(1)
0° 彡 Θ2<15° (其中，1° 彡 θ 2 即可)(2)
接著，如圖11所示，通過(guò)Z軸載物臺(tái)ZST，使模具原料MM相對(duì)接近劍尖切削刀SB， 使劍尖切削刀SB的頂端位于欲切削的轉(zhuǎn)印面的軸線正交方向外側(cè)。然后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部 RD,使模具原料MM繞軸線RX旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，如圖11中箭頭所示，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^T，使劍尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的內(nèi)側(cè)前進(jìn)切削臺(tái)階差量。切削至需要的位置后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削槽形狀的底部。切削至需要的位置后，中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^Τ，使劍尖切削刀SB以臺(tái)階差量離開(kāi)模具ΜΜ，然后，中斷Z軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式移動(dòng)至規(guī)定位置，然后中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)ΜΤ，使劍尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的內(nèi)側(cè)前進(jìn)切削臺(tái)階差量。通過(guò)重復(fù)上述步驟，能夠切削與圖11所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀。切削加工例3的情況下，在軸線RX方向上延伸的槽形狀的側(cè)面中，朝向軸線RX的內(nèi)側(cè)面SP2相對(duì)于軸線RX成θ 1傾斜，但是與其相對(duì)的外側(cè)面SPl相對(duì)于軸線RX成θ 2傾斜。(在圖9中，表示9 1為0°的例子。)
(切削加工例4)
然后，說(shuō)明與圖4(d)所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀的切削加工例4。參照?qǐng)D5， 將接近旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第一邊緣部El與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 1，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線RX的劍尖切削刀SB的第二邊緣部Ε2與旋轉(zhuǎn)軸線RX的角度設(shè)為θ 2時(shí)，以下列關(guān)系成立的方式，將劍尖切削刀SB固定在X軸載物臺(tái)XST上。
10° ^ θ 1 ^ 20°(4)
θ 1 = θ 2
接著，如圖12所示，通過(guò)Z軸載物臺(tái)ZST，使模具原料MM相對(duì)接近劍尖切削刀SB， 使劍尖切削刀SB的頂端位于欲切削的轉(zhuǎn)印面的軸線正交方向外側(cè)。然后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部 RD使模具原料MM繞著軸線RX旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，如圖12中箭頭所示，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)^T，使劍尖切削刀SB的刀尖向模具原料MM的內(nèi)側(cè)前進(jìn)切削臺(tái)階差量。切削至需要的位置后，中斷Z 軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式前進(jìn)，在第一邊緣部El切削槽形狀的底部。切削至需要的位置后，中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)ΜΤ，使劍尖切削刀SB以臺(tái)階差量離開(kāi)模具ΜΜ，然后，中斷Z 軸載物臺(tái)ZST的驅(qū)動(dòng)，替換為驅(qū)動(dòng)X軸載物臺(tái)XST，使劍尖切削刀SB以接近軸線RX的方式移動(dòng)至規(guī)定位置，然后中斷X軸載物臺(tái)XST的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Z軸載物臺(tái)ΜΤ，使劍尖切削刀SB 的刀尖向模具原料MM的內(nèi)側(cè)前進(jìn)切削臺(tái)階差量。通過(guò)重復(fù)上述步驟，能夠切削圖12所示的多層級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的槽形狀。切削加工例4的情況下，在軸線RX方向上延伸的槽形狀的側(cè)面中，朝向軸線RX的內(nèi)側(cè)面SP2和與此相對(duì)的外側(cè)面SPl分別相對(duì)于軸線RX在相反方向上成相同角度(Θ 1 = θ 2)傾斜。
通過(guò)這樣進(jìn)行切削加工，能夠形成物鏡的模具。通過(guò)使用該模具射出成形樹(shù)脂，能夠形成物鏡(參照?qǐng)D5)。
圖13是概略性表示具有由通過(guò)上述加工方法形成的模具轉(zhuǎn)印成形的物鏡，能夠?qū)ψ鳛椴煌獗P(pán)的BD、DVD及CD適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的記錄和/或再生的本實(shí)施方式的光拾取16/18 頁(yè)裝置PUl的結(jié)構(gòu)的圖。該光拾取裝置PUl能夠搭載于光信息記錄再生裝置上。在此，將第一光盤(pán)設(shè)定為BD，第二光盤(pán)設(shè)定為DVD，第三光盤(pán)設(shè)定為CD。另外，本發(fā)明不限于本實(shí)施方式。
光拾取裝置PUl具有在對(duì)物鏡0BJ、λ /4波長(zhǎng)板QWP、準(zhǔn)直鏡C0L、偏振光分束器 BS、二向色棱鏡DP、BD進(jìn)行信息的記錄/再生時(shí)發(fā)光且射出波長(zhǎng)λ 1 = 405nm的激光光束 (第一光束)的第一半導(dǎo)體激光LDl (第一光源)、在對(duì)DVD進(jìn)行信息的記錄/再生時(shí)發(fā)光且射出波長(zhǎng)λ 2 = 660nm的激光光束(第二光束)的第二半導(dǎo)體激光LD2 (第二光源)、及在對(duì)⑶進(jìn)行信息的記錄/再生時(shí)發(fā)光且射出波長(zhǎng)λ 3 = 785nm的激光光束(第三光束) 的第三半導(dǎo)體激光LD3 —體化的激光單元LDP、傳感器透鏡SEN、及作為光檢測(cè)器的受光元件PD等。
從藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光LDl射出的第一光束(λ 1 = 405nm)的發(fā)散光束如實(shí)線所示，通過(guò)二向色棱鏡DP，通過(guò)偏振光分束器BS后，通過(guò)準(zhǔn)直鏡COL變成平行光，通過(guò)λ /4波長(zhǎng)板QWP，從直線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，通過(guò)未圖示的光圈，限制器光束口徑，入射至物鏡 OBJ0在此，通過(guò)物鏡OBJ的中央?yún)^(qū)域、中間區(qū)域及周邊區(qū)域會(huì)聚的光束經(jīng)由厚度0. Imm的保護(hù)基板PL1，成為形成于BD的信息記錄面RLl上的光點(diǎn)。
在信息記錄面RLl上通過(guò)信息坑調(diào)制的反射光束再次透射物鏡0BJ、未圖示的光圈后，通過(guò)λ /4波長(zhǎng)板QWP從圓偏振光轉(zhuǎn)換成直線偏振光，通過(guò)準(zhǔn)直鏡COL成為會(huì)聚光束， 被偏振光分束器BS反射，經(jīng)由傳感器透鏡SEN在受光元件PD的受光面上收束。而且，利用受光元件PD的輸出信號(hào)，通過(guò)利用雙軸致動(dòng)器ACl物鏡OBJ進(jìn)行調(diào)焦或追蹤，能夠讀取 BD記錄的信息。在此，第一光束發(fā)生波長(zhǎng)變動(dòng)時(shí)、或進(jìn)行具有多個(gè)信息記錄層的BD的記錄 /再生時(shí)，能夠通過(guò)使作為倍率變更裝置的準(zhǔn)直鏡COL在光軸方向上變化，改變?nèi)肷渲翆?duì)物光學(xué)元件OL的光束的發(fā)散角或收斂角，來(lái)校正因波長(zhǎng)變動(dòng)或不同的信息記錄層而產(chǎn)生的球差。
從激光單元LDP的半導(dǎo)體激光LD2射出的第二光束(λ 2 = 660nm)的發(fā)散光束如虛線所示，被二向色棱鏡DP反射，通過(guò)偏振光分束器BS、準(zhǔn)直鏡C0L，通過(guò)λ /4波長(zhǎng)板QWP 從直線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，入射至物鏡0BJ。在此，通過(guò)物鏡OBJ的中央?yún)^(qū)域和中間區(qū)域會(huì)聚(通過(guò)周邊區(qū)域的光束被閃爍化，形成光點(diǎn)周邊部)的光束經(jīng)由厚度0.6mm的保護(hù)基板PL2，成為形成于DVD的信息記錄面RL2上的光點(diǎn)，形成光點(diǎn)中心部。
在信息記錄面RL2上通過(guò)信息坑調(diào)制的反射光束再次透射物鏡OBJ后，利用λ /4 波長(zhǎng)板QWP從圓偏振光轉(zhuǎn)換成直線偏振光，通過(guò)準(zhǔn)直鏡COL成為會(huì)聚光束，被偏振光分束器 BS反射，經(jīng)由傳感器透鏡SEN在受光元件PD的受光面上收斂。而且，能夠利用受光元件PD 的輸出信號(hào)讀取DVD記錄的信息。
從激光單元LDP的半導(dǎo)體激光LD3射出的第三光束(λ 3 = 785nm)的發(fā)散光束如點(diǎn)劃線所示，被二向色棱鏡DP反射，通過(guò)偏振光分束器BS、準(zhǔn)直鏡C0L，通過(guò)λ /4波長(zhǎng)板 QWP從直線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，入射至物鏡0BJ。在此，通過(guò)物鏡OBJ的中央?yún)^(qū)域會(huì)聚 (通過(guò)中間區(qū)域及周邊區(qū)域的光束被閃爍化，形成光點(diǎn)周邊部)的光束經(jīng)由厚度1. 2mm的保護(hù)基板PL3，成為形成于⑶的信息記錄面RL3上的光點(diǎn)。
在信息記錄面RL3上通過(guò)信息坑調(diào)制的反射光束再次透射物鏡OBJ后，利用λ /4 波長(zhǎng)板QWP從圓偏振光轉(zhuǎn)換成直線偏振光，通過(guò)準(zhǔn)直鏡COL成為會(huì)聚光束，被偏振光分束器BS反射，經(jīng)由傳感器透鏡SEN在受光元件PD的受光面上收斂。而且，能夠利用受光元件PD 的輸出信號(hào)讀取CD記錄的信息。
圖14是本發(fā)明的物鏡的多層級(jí)結(jié)構(gòu)和閃耀結(jié)構(gòu)的組合的一例的簡(jiǎn)略圖，圖15是本發(fā)明的物鏡的多層級(jí)結(jié)構(gòu)和閃耀結(jié)構(gòu)的組合的其它例子的簡(jiǎn)略圖，但是為了易于理解其結(jié)構(gòu)中的形狀，形成于平行平板上進(jìn)行表示。實(shí)際上更多的是與非球面形狀的組合。
標(biāo)記說(shuō)明
ACl雙軸致動(dòng)器
BSE 基體
BS偏振光分束器
CN中央?yún)^(qū)域
COL準(zhǔn)直鏡
DP 二向色棱鏡
El第一邊緣部
E2第二邊緣部
E3第三邊緣部
SP2內(nèi)側(cè)面
LDl半導(dǎo)體激光
LD2半導(dǎo)體激光
LD3半導(dǎo)體激光
LDP激光單元
M 模具
MC2雙軸加工機(jī)
MD中間區(qū)域
MM模具原料
OBJ 物鏡
SPl外側(cè)面
OT周邊區(qū)域
OX 光軸
PD受光元件
PLl PL3保護(hù)基板
PUl光拾取裝置
Pa 側(cè)面
Pb 側(cè)面
Pc光源側(cè)梯形面
Pd光盤(pán)側(cè)梯形面
QffP λ/4 波長(zhǎng)板
RD旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部
RLl RL4信息記錄面
RX旋轉(zhuǎn)軸線
S刀柄
SB劍尖切削刀
SCN光點(diǎn)中心部
SEN傳感器透鏡
SMD光點(diǎn)中間部
SOT光點(diǎn)周邊部
XST X軸載物臺(tái)
ZST Z軸載物臺(tái)
權(quán)利要求
1.一種模具的加工方法，該模具用于成形物鏡，該物鏡在能夠互換使用不同光盤(pán)的光拾取裝置中通用，該物鏡是為了在各光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚光束而在曲面上形成多層級(jí)結(jié)構(gòu)而成的，其特征在于，使模具繞軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使具有由直線狀的第一邊緣部、在相對(duì)于所述第一邊緣部成銳角交叉的方向上延伸的直線狀的第二邊緣部、連結(jié)所述第一邊緣部的端部和所述第二邊緣部的端部的第三邊緣部組成輪廓的前傾面的刀具，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)，對(duì)所述物鏡的轉(zhuǎn)印面進(jìn)行切削加工。
2.如權(quán)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邊緣部和所述第二邊緣部中的至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)，僅在所述軸線方向及與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)，對(duì)所述物鏡的轉(zhuǎn)印面進(jìn)行切削加工。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模具的加工方法，其特征在于，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的靠近所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 1比遠(yuǎn)離所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 2大的狀態(tài)進(jìn)行加工。
4.如權(quán)利要求3所述的模具的加工方法，其特征在于，滿足下式15° ^ θ 1 ^ 35°(1)0° ‘ θ 2 < 15°(2)。
5.如權(quán)利要求4所述的模具的加工方法，其特征在于，滿足下式1° < θ 2 < 15°(3)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的模具的加工方法，其特征在于，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的靠近所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 1、和遠(yuǎn)離所述軸線的邊緣部與所述軸線的傾斜角θ 2相等或大致相等的狀態(tài)進(jìn)行加工。
7.如權(quán)利要求6所述的模具的加工方法，其特征在于，滿足下式。10° ^ θ 1 ^ 20°(4).
8.如權(quán)利要求1 7的任一項(xiàng)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軸線的方式移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工。
9.如權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的模具的加工方法，其特征在于，使所述刀具以相對(duì)于所述軸線具有傾斜角θ 1的邊緣部先行切削所述模具原料的方式，在與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行切削加工。
10.如權(quán)利要求1 9的任一項(xiàng)所述的模具的加工方法，其特征在于，所述刀具是劍尖切削刀。
11.如權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的模具的加工方法，其特征在于，在所述物鏡的曲面上，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)的之外還形成有閃耀結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所述的模具的加工方法，其特征在于，將所述物鏡的軸向厚度設(shè)為d (mm)，所述物鏡的焦距設(shè)為f (mm)時(shí)，滿足下式0. 9 ≤ d/f ≤ 1. 6(5)。
13.一種模具，其特征在于，通過(guò)如權(quán)利要求1 12中任一項(xiàng)所述的模具的加工方法形成。
14.一種物鏡，其在能夠互換使用不同光盤(pán)的光拾取裝置中通用，該物鏡是為了在各光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚光束而在曲面上形成多層級(jí)結(jié)構(gòu)而成的，其特征在于，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)中的光軸方向上延伸的面中的至少局部相對(duì)于光軸傾斜。
15.如權(quán)利要求14所述的物鏡，其特征在于，在所述物鏡的光軸方向取截面時(shí)，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，在光軸方向上延伸，且相互相對(duì)的兩個(gè)面中的靠近光軸的面與光軸的傾斜角Θ1’比遠(yuǎn)離光軸的面與光軸的傾斜角θ 2’大。
16.如權(quán)利要求15所述的物鏡，其特征在于，滿足下式；15° ^ θ 1' ^ 35°(6)0° ^ θ 2' ^ 15°(7)。
17.如權(quán)利要求16所述的物鏡，其特征在于，滿足下式；1° ^ θ 2' ^ 15°(8)。
18.如權(quán)利要求14所述的物鏡，其特征在于，在所述物鏡的光軸方向取截面時(shí)，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)階梯單位中，在光軸方向上延伸，且相互相對(duì)的兩個(gè)面中的靠近光軸的面與光軸的傾斜角θ 1’和遠(yuǎn)離光軸的面與光軸的傾斜角θ 2’相等或大致相等。
19.如權(quán)利要求18所述的物鏡，其特征在于，滿足下式；10° ^ θ 1' ^ 20°(9)。
20.如權(quán)利要求14 19中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，在所述物鏡的曲面上，在所述多層級(jí)結(jié)構(gòu)之外還形成有閃耀結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求14 20中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，將所述物鏡的軸向厚度設(shè)為d(mm)，所述物鏡的焦距設(shè)為f (mm)時(shí)，滿足下式0. 9 彡 d/f 彡 1. 6(5)。
22.一種光拾取裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求14 21中記載的任一項(xiàng)所述的物鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模具加工方法，其能夠廉價(jià)地加工用于成形具有多層級(jí)結(jié)構(gòu)的光拾取裝置用物鏡的模具的。一種模具原料的加工方法，為了在能夠互換使用不同光盤(pán)的光拾取裝置中通用，在各光盤(pán)的信息記錄面上會(huì)聚光束，而用于在曲面上成形形成多層級(jí)結(jié)構(gòu)而成的物鏡，其中，使模具原料繞軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使具有由直線狀的第一邊緣部、在相對(duì)于所述第一邊緣部成銳角交叉的方向上延伸的直線狀的第二邊緣部、連結(jié)所述第一邊緣部的端部和所述第二邊緣部的端部的第三邊緣部組成輪廓的前傾面的刀具，以使所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中至少一個(gè)相對(duì)于所述軸線傾斜的狀態(tài)，在所述軸線方向及與所述軸線交叉的方向上移動(dòng)的同時(shí)，對(duì)所述物鏡的轉(zhuǎn)印面進(jìn)行切削加工。
文檔編號(hào)G11B7/22GK102548723SQ20108004244
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者石井賢一, 高田球 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社