专利名称：光学信息记录/再现光学系统和光学信息记录/再现设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过用激光束照射光盘的信息记录层，而基于预定标准对光盘记录信 息和/或从光盘再现信息的光学信息记录/再现光学系统和光学信息记录/再现设备，以 及特别涉及适合于高记录密度光盘，例如BD (蓝光光盘)的光学信息记录/再现光学系统 和光学信息记录/再现设备。
背景技术：
光盘有多种标准，例如⑶(压缩盘)和DVD (数码通用盘)，在记录密度、保护层厚 度等方面有区别。同时，具有比DVD还高的记录密度的高记录密度光盘(例如BD)，在近几 年被引入实际应用以实现更高的信息存储容量。顺便提及，在本说明书中，“光学信息记录 /再现设备”包括用于信息再现和信息记录两者的设备，仅用于信息再现的设备和仅用于信 息记录的设备，以及“光学信息记录/再现光学系统”也是同样的情况。在下文中，屡次出 现的“用于光学信息记录/再现设备的光学系统”指光学读取头(optical pick-up)的光 学系统。当在光学信息记录/再现设备中执行用于光盘的信息记录或信息再现时，产生在 光学元件(例如配置光学读取头的光学系统的物镜和准直透镜)的光学表面的不期望的 反射光或散射光可以干扰信号光，以及从而使用于信息记录或信息再现的信号光的质量下 降。由于这个原因，在许多情况下，用于防止灰尘粘着到光学表面的诸如抗反射膜或抗静电 膜的功能性薄膜装备在配置光学读取头的光学系统的光学元件(例如物镜)的光学表面。顺便提及，具有400nm左右的波长(此后，称为“蓝激光”)的激光束用于诸如BD 的高记录密度光盘的信息记录和信息再现。由于具有这样的短波长的激光具有高的光子能 量，以及激光化学性的影响形成光学元件的材料，所以当激光束穿过光学元件时形成光学 元件的材料的质量趋向于改变。因为该原因，如果在高温的环境下，以具有短波长并具有大于或等于预定等级的 功率密度照射镀有抗反射膜的树脂透镜，根据照射光学表面的激光的密度分布，树脂透镜 的镀膜的光学表面的形状发生微小的改变，以及由此树脂透镜的光学性能(例如像差和光 学效率)变差。日本专利临时公开No. 2005-251354A(以后称为JP2005-251354A)建议改变光学 元件的树脂基质材料，而克服上述的问题。更特别的是，在JP2005-251354A中，建议了具有脂环族结构的树脂用于树脂基质 材料的技术，相对于的功能性薄膜降低了粘着等级。但是，应当注意到，树脂材料是定义 光学元件的光学性能(即，光学读取头的光学系统的光学性能)的最重要的光学设计参 数之一。这样，不期望限制树脂材料的选择范围。这是由于设计的自由度降低了。实际 上，JP2005-251354A建议的光学配置不能实现用于BD的光学读取头的光学系统的光学性 能。此外，JP2005-251354A中建议的光学配置不能实现足够的耐光特性(light-resisting property)。
发明内容
本发明的优点在于其提供的光学信息记录/再现光学系统以及光学信息记录/再 现设备在高温环境中具有足够的耐光特性，同时保证用于取得所需光学性能的足够的设计自由度。根据本发明的一个方面，提供一种通过使激光束入射到光盘的记录层来对光盘记 录信息和/或从光盘再现信息的光学信息记录/再现光学系统，包括光源，发射激光束； 光学元件，将光源发射的激光束转换为基本上准直的光束；以及，物镜，将从光学元件出射 的激光束会聚到光盘的记录层上。在该配置中，激光束的波长λ (单位nm)在下列条件 确定的范围中400 < λ <410-(I)0光学元件和物镜由具有玻璃态转变温度Tg的相 同的树脂材料或不同树脂材料制成，所述玻璃态转变温度Tg满足下列条件Tg > 115t>·· (2)0光学元件和物镜的每个光学表面都被配置为不具有含有钛(Ti)，钽(Ta)，铪(Hf)，锆 (&)，铌(Nb)，钼(Mo)，和铬(Cr)元素的至少其中之一的光学薄膜。光学元件的每个光学 表面具有抗反射膜，所述抗反射膜由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的其中之一制成， 或者由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的至少两种的混合物制成。当光学表面中从光源 发出的光束进入的光学表面起算到物镜的出射表面被定义为第i表面(i = 1,2,3,…η) 时，当具有波长AuvUw = 365nm)的光垂直入射到第i光学表面，反射率被定义为Rm (单 位％)，当具有波长λ皿(λ皿= 405nm)的光垂直入射到第i光学表面，反射率被定义为 RBLi (单位％ )，光信息记录/再现光学系统满足条件 -1 ( P \ -1 ( P \
权利要求
1.一种光学信息记录/再现光学系统，通过使激光束入射到光盘的记录层对光盘记录 信息和/或从光盘再现信息，包括光源，发射激光束；光学元件，将光源发射的激光束转换为实质上准直的光束；以及 物镜，将从光学元件出射的激光束会聚到光盘的记录层上， 其中激光束的波长λ在下列条件确定的范围中，波长λ的单位为nm: 400 < λ < 410 ... (1)，光学元件和物镜由具有玻璃态转变温度Tg的相同的树脂材料或不同树脂材料制成， 所述玻璃态转变温度Tg满足下列条件 Tg > 115°C - (2),光学元件和物镜的每个光学表面都被配置为不具有含有钛，钽，铪，锆，铌，钼，和铬元 素的至少其中之一的光学薄膜，光学元件的每个光学表面具有抗反射膜，所述抗反射膜由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和 氟化镁的其中之一制成，或者由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的至少两种的混合物制 成，当光学表面中从光源发出的激光束进入的光学表面起算到物镜的出射表面被定义为 第i表面，i = 1,2,3,…n，当具有波长λυν的光垂直入射到第i光学表面时定义的反射率 被表示为Ruvi，Auv = 365nm, Rm的单位为％，以及当具有波长的光垂直入射到第i光 学表面时定义的反射率被表示为&u，^bl = 405nm, Rbu的单位为％，光信息记录/再现光 学系统满足条件
2.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统， 其中，光学信息记录/再现光学系统可以进一步满足条件
3.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统， 其中当具有波长λ υν的光穿过光程3mm的光学元件的树脂材料时定义的内部透射率用Tuv 表示，内部透射率Tuv满足条件 Tuv <0.8 ."(5);以及光学信息记录/再现光学系统代替条件(3)，满足下列条件(6)
4.根据权利要求1至3任一项所述的光学信息记录/再现光学系统，其中物镜的至少一个光学表面具有抗反射膜，所述抗反射膜包括至少一层由二氧化 硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的其中之一制成的层或者由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的至少两种的混合物制成的层。
5.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统，其中光学元件和物镜的每个光学表面的抗反射膜是单层膜和多层膜的其中之一，所述 多层膜具有四层或更少的层数。
6.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统，进一步包括衍射光栅，该衍射光栅将从光源发出的激光束分成多个衍射的光束，衍射 光栅位于光源和光学元件之间。
7.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统，其中，形成在物镜的出射表面的抗反射膜被如下配置，在波长范围在350nm到750nm之 间，形成在出射表面上的抗反射膜的反射率在波长λ min处、在激光束垂直入射到形成在 出射表面的抗反射膜的状态下变得最小，波长λ min的单位为nm，所述λ min满足条件 430 < Amin < 600 ... (7)。
8.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统， 其中形成在光学元件的至少一个光学表面的抗反射膜是三层膜；以及 当从光学元件的基质材料表面一侧的方向定义三层膜的层为第一层、第二层和第三 层，nl、n2和n3分别表示第一、第二和第三层的材料在波长λ BL处的折射率，dl、d2和d3 分别表示第一、第二和第三层的厚度，dl、d2和d3的单位为nm，折射率nl、n2和n3和厚度 dl、d2和d3满足下列条件第一层1. 55 ≥ nl，30 ≤ dl 150 第二层1. 55 < n2 ≤ 1. 70,40 ≤ d2 ≤ 100 第三层1. 55≤n3，30≤d3≤150。
9.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统， 其中形成在物镜的至少一个光学表面的抗反射膜是三层膜；以及当从物镜的基质材料表面一侧的方向定义三层膜的层为第四层、第五层和第六层，n4、 n5和n6分别表示第四、第五和第六层的材料在波长λ BL处的折射率，d4、d5和d6分别表 示第四、第五和第六层的厚度，d4、d5和d6的单位为nm，折射率n4、η5和η6和厚度d4、d5 和d6满足下列条件第四层1. 55 ≤ n4，30 ≤d4 ≤200 第五层1. 55 < n5 ≤1. 70,30 ≤d5 ≤100 第六层1. 55≤n6，40≤d6≤150。
10.根据权利要求1所述的光学信息记录/再现光学系统， 其中形成在物镜的至少一个光学表面的抗反射膜是四层膜；以及当从物镜的基质材料表面一侧的方向定义四层膜的层为第七层、第八层、第九层和第 十层，π7、η8、η9和nlO分别表示第七、第八、第九和第十层的材料在波长λ BL处的折射率， d7、d8、d9和dlO分别表示第七、第八、第九和第十层的厚度，d7、d8、d9和dlO的单位为nm， 折射率n7、n8、n9和nlO和厚度d7、d8、d9和dlO满足下列条件·1. 55 彡 n7,10 彡 d7 彡 100·1. 55 < n8 彡 1. 70,30 ^ d8 ^ 150·1. 55 彡 n9，40 彡 d9 彡 100·1. 55 < nlO 彡 1. 70,30 彡 dlO 彡 100。
11.一种光学信息记录/再现设备，通过使激光束入射到光盘的记录层对光盘记录信 息和/或从光盘再现信息，包括光学信息记录/再现光学系统，光学信息记录/再现光学系统包括 光源，发射激光束；光学元件，将光源发射的激光束转换为实质上准直的光束；以及 物镜，将从光学元件出射的激光束会聚到光盘的记录层上， 其中激光束的波长λ在下列条件确定的范围中，波长λ的单位为nm: 400 < λ < 410... (1)，光学元件和物镜由具有玻璃态转变温度Tg的相同的树脂材料或不同树脂材料制成， 所述玻璃态转变温度Tg满足下列条件 Tg > 115°C…0)，光学元件和物镜的每个光学表面都被配置为不具有含有钛，钽，铪，锆，铌，钼，和铬元 素的至少其中之一的光学薄膜，光学元件的每个光学表面具有抗反射膜，所述抗反射膜由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和 氟化镁的其中之一制成，或者由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的至少两种的混合物制 成，当光学表面中从光源发出的激光束进入的光学表面起算到物镜的出射表面被定义为 第i表面，i = 1,2,3,…n，当具有波长λυν的光垂直入射到第i光学表面时定义的反射率 被表示为Ruvi，Auv = 365nm, Rm的单位为％，以及当具有波长的光垂直入射到第i光 学表面时定义的反射率被表示为I BU，Abl = 405nm, Rbu的单位为％，光信息记录/再现光 学系统满足条件
12.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备，其中所述光学信息记录/再现光学系统可以进一步满足条件
13.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备， 其中当具有波长λ υν的光穿过光程3mm的光学元件的树脂材料时定义的内部透射率用Tuv 表示，内部透射率Tuv满足条件 Tuv <0.8 ."(5);以及光学信息记录/再现光学系统代替条件(3)，满足下列条件(6)第七层 第八层 第九层 第十层
14.根据权利要求11至13任一项所述光学信息记录/再现设备，其中物镜的至少一个光学表面具有抗反射膜，所述抗反射膜包括至少一层由二氧化 硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的其中之一制成的层或者由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化 镁的至少两种的混合物制成的层。
15.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备，其中光学元件和物镜的每个光学表面的抗反射膜是单层膜和多层膜的其中之一，所述 多层膜具有四层或更少的层数。
16.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备，进一步包括衍射光栅，该衍射光栅将从光源发出的激光束分成多个衍射的光束，衍射 光栅位于光源和光学元件之间。
17.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备，其中形成在物镜的出射表面的抗反射膜被如下配置，在波长范围在350nm到750nm之 间，形成在出射表面上的抗反射膜的反射率在波长λ min处、在激光束垂直入射到形成在 出射表面的抗反射膜的状态下变得最小，波长λ min的单位为nm，所述λ min满足条件 430 < Amin < 600." (7)。
18.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备， 其中形成在光学元件的至少一个光学表面的抗反射膜是三层膜；以及 当从光学元件的基质材料表面一侧的方向定义三层膜的层为第一层、第二层和第三 层，nl、n2和n3分别表示第一、第二和第三层的材料在波长λ BL处的折射率，dl、d2和d3 分别表示第一、第二和第三层的厚度，dl、d2和d3的单位为nm，折射率nl、n2和n3和厚度 dl、d2和d3满足下列条件第一层1. 55 彡 nl，30 ^ dl ^ 150 第二层1. 55 < n2 ^ 1. 70,40 ^ d2 ^ 100 第三层1. 55彡n3，30彡d3彡150。
19.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备， 其中形成在物镜的至少一个光学表面的抗反射膜是三层膜；以及当从物镜的基质材料表面一侧的方向定义三层膜的层为第四层、第五层和第六层，n4、 n5和n6分别表示第四、第五和第六层的材料在波长λ BL处的折射率，d4、d5和d6分别表 示第四、第五和第六层的厚度，d4、d5和d6的单位为nm，折射率n4、η5和η6和厚度d4、d5 和d6满足下列条件第四层1. 55 彡 n4，30 ^ d4 ^ 200 第五层1. 55 < n5 ^ 1. 70,30 ^ d5 ^ 100 第六层1. 55彡n6，40彡d6彡150。
20.根据权利要求11所述光学信息记录/再现设备， 其中形成在物镜的至少一个光学表面的抗反射膜是四层膜；以及当从物镜的基质材料表面一侧的方向定义四层膜的层为第七层、第八层、第九层和第 十层，π7、η8、η9和nlO分别表示第七、第八、第九和第十层的材料在波长λ BL处的折射率， d7、d8、d9和dlO分别表示第七、第八、第九和第十层的厚度，d7、d8、d9和dlO的单位为nm， 折射率n7、n8、n9和nlO和厚度d7、d8、d9和dlO可满足下列条件 第七层1. 55 彡 n7,10 ^ d7 ^ 100 第八层1. 55 < n8 ^ 1. 70,30 ^ d8 ^ 150 第九层1. 55 彡 n9，40 ^ d9 ^ 100 第十层1. 55 < nlO ^ 1. 70,30 ^ dlO ^ 100。
全文摘要
本发明公开一种光学信息记录/再现光学系统和光学信息记录/再现设备，包括光源；光学元件，将激光束转换为实质上准直的光束；以及物镜，其中，激光束的波长λ(单位nm)在400＜λ＜410的范围中，光学元件和物镜由具有玻璃态转变温度Tg＞115℃的相同的树脂材料或不同树脂材料制成，每个光学表面都被配置为不具有含有钛，钽，铪，锆，铌，钼，和铬元素的至少其中之一的光学薄膜，光学元件的每个光学表面具有抗反射膜，所述抗反射膜由二氧化硅、氧化铝、氟化铝和氟化镁的其中之一或者至少两种的混合物制成，且满足下列条件
文档编号G02B1/11GK102044273SQ20101050925
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月30日
发明者井上智, 吉田侑太, 桥本直人, 滝岛俊 申请人:Hoya株式会社