专利名称：光拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光拾取装置。
背景技术：
现在例如作为提高DVD(数字影视盘)的记录密度和增大存储容量的方法，知道的有具有双层信息记录面(记录层)的光盘(双层盘)。
双层盘按从光源侧沿光轴方向的顺序是把透明保护基板、第一信息记录面、中间层、第二信息记录面、反面保护基板重合的结构。这样双层盘中从透明保护基板的表面到第二记录层的距离(厚度)就比从透明保护基板的表面到第一记录层的厚度仅厚了中间层这部分，因此在各信息记录面上产生由该厚度的不同引起的球差。
但对物镜的像方数值口径(NA)是0.6左右比较小的DVD等来说，上述球差是被收容在实用上无妨碍的范围内，所以不进行球差的校正就能进行信息的记录再现。
在此近年来通过使用波长400nm左右的兰色激光，把物镜的像侧数值口径(NA)定在0.85左右，把光盘的保护基板厚度定为约0.1mm，这样来提高记录密度的所谓高密度光盘的研究·开发在进展，而且把这种高密度光盘双层化的技术开发在进展(例如专利文献1)。
专利文献1的光盘装置其NA是0.8以上，是使用从透明保护基板的表面到第一信息记录面的距离是0.09mm，从透明保护基板的表面到第二信息记录面的距离是0.11mm的双层化高密度光盘，通过预先求出对各信息记录面的球差校正量来对各信息记录面进行适当的球差校正。
专利文献1特开2002-373441号公报发明内容所述专利文献1的技术使用波长400nm左右的兰色激光，NA是0.85以上，是对把保护基板厚度是0.1mm左右的高密度光盘双层化了的光盘来使用的。
因此存在例如对把NA抑制到0.65左右、把保护基板厚度定为0.6mm左右的高密度光盘(以下记为AOD(Advanced Optical′Disc))双层化了的光盘不容易原封不动地适用于专利文献1的技术的问题。
本发明考虑到上述问题而提供一种光拾取装置，其物镜的像侧数值口径在0.65左右，对保护基板厚度是0.6mm左右的具有两个信息记录面的高密度光盘在信息的记录和/或再现中使用。
为了解决以上课题，本发明的第一方面所述的结构能对从光源沿光轴方向顺序层合的至少具有厚度是t1(0.5mm≤t1≤0.7mm)的透明保护基板、第一信息记录面和中间层、第二信息记录面的第一光信息记录媒体在进行信息的记录和/或再现中使用，至少具备在把波长λ1(380nm≤λ1≤450nm)的光束向所述第一信息记录面和所述第二信息记录面聚焦时把由所述中间层的厚度引起而在这些各信息记录面上的聚焦点上产生的球差进行校正的球差校正机构。
根据本发明的第一方面所述的结构，使用波长λ1(380nm≤λ1≤450nm)的光束，即使对至少具有厚度是t1(0.5mm≤t1≤0.7mm)的透明保护基板、第一信息记录面、中间层和第二信息记录面的第一光信息记录媒体(被双层化了的AOD)，也能把由中间层的厚度引起而在各信息记录面上的聚焦点上产生的球差进行校正，能实现AOD的大容量化。
本发明的第二方面所述的结构是在本发明的第一方面所述的光拾取装置中，所述球差校正机构在把所述λ1的光束从向所述第一信息记录面和所述第二信息记录面中的一方信息记录面聚焦的状态向另一方的信息记录面聚焦时，变化所述波长λ1的光束向物镜的入射角。
根据本发明的第二方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面同样的效果，并且例如波长λ1的光束在第一信息记录面上是大致无象差聚焦状态时，在第二信息记录面上则产生由存在于第一信息记录面与第二信息记录面间的中间层的厚度引起的球差，从该状态把波长λ1的光束在第二信息记录面上是大致无象差地进行聚焦时，通过变化波长λ1的光束向物镜的入射角能把第二信息记录面上的球差校正成实用上大致无妨碍的程度。
这种波长λ1的光束向物镜的入射角的变化就构成光拾取装置，例如通过把光源和耦合透镜等光学元件在光轴方向上移动就能实现，所以在现有的光拾取装置的结构中仅新附加上使这些光源和光学元件移动的结构便可，能抑制光拾取装置的制造成本。
本发明的第三方面所述的结构是在本发明的第一方面所述的光拾取装置中，所述球差校正机构使在所述波长λ1的光束的光路中配置的光学元件、所述光源或该光学元件与所述光源在光轴方向上移动。
根据本发明的第三方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面同样的效果，并且所述球差校正机构使在所述波长λ1的光束的光路中配置的光学元件、所述光源或该光学元件与所述光源在光轴方向上移动。在此所说的在波长λ1的光束的光路中配置的光学元件是指例如入射有限发散光束的准直透镜、耦合透镜、光束扩展器等，使射入光束的发散角变化并具有射出功能的光学元件。因此通过把这些光学元件和光源在光轴方向上移动使波长λ1的光束向物镜的入射角变化，能校正由中间层的厚度引起的在各信息记录面上的聚焦点产生的球差。
本发明的第四方面所述的结构是在本发明的第一方面所述的光拾取装置中，所述波面象差校正机构具备在所述波长λ1的光束的光路中配置的液晶元件并控制该液晶元件的折射率分布。
根据本发明的第四方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面同样的效果，并且把液晶元件波长λ1的光束通过的区域区分成以光轴为中心的多个环带状区域，通过使各区域的折射率变化能使该区域内的折射率分布以阶梯变化，能提高球差的校正精度。最好所述液晶元件通过相位不同被区分成多个区域，所述区域的数量最好为3～6个。而且所述区域中相邻区域所产生的相位差Φ最好为2π×0.04≤|Φ|≤2π×0.12。
本发明的第五方面所述的结构是在本发明的第一方面所述的光拾取装置中，具备在所述波长λ1的光束的光路中配置的塑料制的光学元件，所述波面象差校正机构通过给予所述光学元件以温度变化而使该光学元件的特性发生变化。
根据本发明的第五方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面同样的效果，并且由塑料的温度变化引起的折射率变化大，所以通过形状变化受到的折射率变化的影响大。因此向光学元件射入的波长λ1的光束的方向发生变化，其结果使波长λ1的光束向物镜的入射角变化，从而能校正球差。
本发明的第六方面所述的结构是在本发明的第一或第三方面所述的光拾取装置中，所述波面象差校正机构对由所述光源个体差异产生的振荡波长从设计波长偏离而引起的在所述各信息记录面上的聚焦点上发生的球差进行校正。
根据本发明的第六方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面或第三同样的效果，并且能校正由光源个体差异产生的所述球差。作为校正方法可举出把在波长λ1的光束的光路中配置的光学元件和光源通过球差校正机构在光轴方向上移动的方法。特别是在AOD等高密度光盘中光束的波长比DVD和CD短，所以受到的光源个体差异产生的振荡波长偏离的影响大，因此光拾取装置具有校正由光源个体差异产生的球差的功能是重要的。
本发明的第七方面所述的结构是在本发明的第一方面所述的光拾取装置中，为了对从所述光源个体差异产生的振荡波长的设计波长偏离而引起的在所述各信息记录面上的聚焦点上发生的球差进行校正，把在所述波长λ1的光束的光路中作为配置的光学元件并在光拾取装置动作时不动的光学元件、所述光源或该光学元件和所述光源在制造光拾取装置时在光轴方向上移动。
根据本发明的第七方面所述的结构，能得到与本发明的第一方面同样的效果，并且操作者通过把在所述波长λ1的光束的光路作为配置的光学元件并在光拾取装置动作时不动的光学元件、所述光源或该光学元件和所述光源在制造光拾取装置时在光轴方向上移动来校正所述球差。
在此，所说的在波长λ1的光束的光路中配置的光学元件是指例如准直透镜、耦合透镜、光束扩展器等使射入光束的发散角变化并具有射出功能的光学元件。因此通过把这些光学元件和光源在光轴方向上移动使波长λ1的光束向物镜的入射角变化，能校正所述球差。
如上所述，使用AOD等高密度光盘时，光拾取装置具有校正由光源个体差异产生的球差的功能是特别重要的。
本发明的第八方面所述的结构是在本发明的第一至第七方面任一项所述的光拾取装置中，使用波长λ2(650nm≤λ2≤700nm)的光束，对具有厚度是t2(0.5mm≤t2≤0.7mm)的透明保护基板的第二光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现。
根据本发明的第八方面所述的结构，能得到与本发明的第一至第七方面任一项同样的效果，并且还能对作为第二光信息记录媒体的例如DVD进行信息的记录和/或再现，能得到具有互换性的光拾取装置。
本发明的第方面9所述的结构是在本发明的第方面1～8任一项所述的光拾取装置中，使用波长λ3(750nm≤λ3≤850nm)的光束，对具有厚度是t3(1.1mm≤t3≤1.3mm)的透明保护基板的第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现。
根据本发明的第九方面所述的结构，能得到与本发明的第一至第八方面任一项同样的效果，并且还能对作为第三光信息记录媒体的例如CD进行信息的记录和/或再现，能得到具有互换性的光拾取装置。
本发明的第方面所述的结构是在本发明的第一至第十方面任一项所述的光拾取装置中，对所述波长λ1光束的物镜的焦距f满足2.0mm≤f≤4.0mm。
根据本发明的第十方面所述的结构，能得到与本发明的第一至第十方面任一项同样的效果，并且在能确保足够动作距离的同时能达成光拾取装置的小型化。
图1是表示AOD结构的剖面图；图2是表示光拾取装置结构的平面图；图3是表示光拾取装置结构的平面图；图4是表示液晶元件结构的正面图；图5是表示光拾取装置结构的平面图；图6是表示塑料透镜和发热体的正面图。
具体实施例方式参照
本发明光拾取装置的第一实施例。
图1是作为第一光信息记录媒体10的AOD的剖面图。
第一光信息记录媒体10是按从光源沿光轴方向(从前方到后方)的顺序把透明保护基板11、第一信息记录面12、中间层13、第二信息记录面14、反面保护基板15层合而构成的所谓双层盘。
透明保护基板11和中间层13由光束能通过的透明材料形成，透明保护基板11的厚度t1(在光轴方向上的距离)是约0.6mm，中间层13的厚度是约40μm左右。透明保护基板11的厚度t1在0.5mm～0.7mm的范围内便可，中间层13的厚度没有特别限定。
如图2所示，光拾取装置20大体包括半导体激光器，作为光源21；光束分离器22，使从半导体激光器射出的波长λ1(350nm≤λ≤450nm)的光束通过的同时把由第一光信息记录媒体10反射的光束分离；物镜23，通过把波长λ1的光束在第一信息记录面12和第二信息记录面14上聚焦而在各信息记录面上形成聚焦点；二维驱动机构(未图示)，使物镜23在规定方向上移动；凹透镜24；光检测器25，检测来自光信息记录媒体的反射光；球差校正机构30，校正由第一光信息记录媒体10的中间层13的厚度引起的在所述聚焦点上产生的球差，等。
图2中的球差校正机构30不过是概念性地表示，并不限定其在光拾取装置20结构中的位置。而且图2不过是表示光拾取装置20的一般结构，根据需要也可以配置例如准直透镜、耦合透镜、光束扩展器等使射入光束的发散角变化并具有射出功能的光学元件。
物镜23的像侧数值口径(NA)是0.65。
本实施例是作为发散光把来自光源21的光束向物镜23射入的所谓有限系统结构，但也可以是通过配置准直透镜等把平行光向物镜23射入的无限系统结构。
若对光拾取装置20的动作进行说明的话，则是首先从光源21射出的波长λ1的光束通过光束分离器22到达物镜23的射入面，在物镜23中接受折射作用和根据需要的衍射作用而射出，收敛在第一光信息记录媒体10的第一信息记录面12或第二信息记录面14上、在光轴L上形成聚焦点P。
详细说明在后面叙述，但波长λ1的光束在从光源21到各信息记录面的光路中，受到通过球差校正机构30把其波阵面进行调制的作用。这样波长λ1的光束在各信息记录面上是大致无象差的状态，即以实用上不产生妨碍程度地校正了球差的状态形成聚焦点。
接着，波长λ1的光束由各信息记录面反射，再次通过物镜23，用束分离器22反射被分离。
然后被分离的光束经过凹透镜24向光检测器25射入，光检测器25检测入射光的点并输出信号，用该输出的信号就得到了记录在光信息记录媒体上的信息的读取信号。
而且检测在光检测器25上的由聚焦点形状变化和位置变化引起的光量变化等，进行合焦检测和磁道检测。根据该检测结果二维驱动机构使物镜23在聚焦方向和跟踪方向上移动。
下面对球差校正机构30进行说明。
本实施例中球差校正机构30具有使光源21在光轴L方向上移动的驱动装置(图示省略)。
驱动装置的结构没有特别限定，例如使用线性电机和旋转型电机等能使光源21直线移动的周知的驱动机构。
例如波长λ1的光束在第一信息记录面12上是大致无象差地聚焦状态，则在第二信息记录面14上产生由存在于第一信息记录面12和第二信息记录面14间的中间层13的厚度引起的球差。
在把波长λ1的光束向第二信息记录面14上聚焦时，球差校正机构30控制驱动装置驱动、把光源21向前方(从第一光信息记录媒体10离开的方向)仅移动规定的量。通过这样把光源21向前方仅移动规定的量来变化波长λ1的光束向物镜23的入射角，使波长λ1的光束能在第二信息记录面14上聚焦。
这样球差校正机构30通过使光源21在前后方向上移动能把进行信息的记录和/或再现侧的信息记录面上的聚焦点的球差校正到实用上无妨碍的程度。
本实施例中是通过球差校正机构30使光源21在前后方向上移动来变化波长λ1的光束向物镜23的入射角的，但不限定于此，例如也可以在波长λ1的光束的光路中配置使射入光束的发散角变化并射出的光学元件(准直透镜和耦合透镜等)、通过使该光学元件在前后方向上移动来变化波长λ1的光束向物镜23的入射角。
本实施例中是使用波长λ1的光束对透明保护基板11的厚度t1是0.6mm的双层高密度光盘进行信息的记录和/或再现的，但也可以是使用波长λ2(650nm≤λ2≤700nm)的光束，对具有厚度是t2(0.5mm≤t2≤0.7mm)的透明保护基板的第二光信息记录媒体(例如DVD)也能进行信息的记录和/或再现的结构，而且也可以是使用波长λ3(750nm≤λ3≤850nm)的光束，对具有厚度是t3(1.1mm≤t3≤1.3mm)的透明保护基板的第三光信息记录媒体(例如CD)也能进行信息的记录和/或再现的结构。这时也可以把第二光信息记录媒体和第三光信息记录媒体的任一方或两方双层化。
作为第二光信息记录媒体除了DVD之外可以使用例如MD(微型盘)、MO(光磁盘)等的光盘，作为第三光信息记录媒体除了CD之外可以使用例如CD-R、RW(补写型小型激光盘)等的光盘。
最好把对波长λ1的光束的物镜23的焦距f定在2.0mm～4.0mm的范围内。若焦距f比4.0mm大，则光拾取装置20在光轴方向上被大型化，另一方面若焦距f比2.0mm小，则光拾取装置20的动作距离(从物镜23的射出面到第一光信息记录媒体10的透明保护基板11的距离)变得过短，有可能产生驱动中的第一光信息记录媒体10对物镜23发生干涉。
球差校正机构30也可以对由光源21个体差异产生的振荡波长从设计波长偏离而引起的在各信息记录面上的聚焦点P上发生的球差进行校正，或者也可以操作者通过把在波长λ1的光束的光路中配置的作为光学元件并在光拾取装置20动作时不动的光学元件、光源21或该光学元件和光源21在制造光拾取装置时在光轴方向上移动来校正该球差。
下面参照
本发明的第二实施例。
本实施例中球差校正机构30具备在波长λ1的光束的光路中配置的液晶元件31和液晶元件驱动电路32，关于这一点是与所述第一实施例的主要不同点，所以下面主要对该不同点进行说明。
如图3和图4所示，液晶元件31配置在物镜23的前方，被区分成以光轴为中心的同心圆状的多个(本实施例中是三个)区域31a～30c。
在各区域31a～30c中形成有例如铟-锡-氧化物合金等透明的电极图形。而且结构是在对液晶元件31施加电压前的状态、各区域31a～30c的折射率是固定的，通过控制由液晶元件驱动电路32向各区域31a～30c施加的电压量能使各区域31a～30c的折射率发生变化。
例如从波长λ1的光束大致无象差地聚焦在第一信息记录面12上，从在第二信息记录面14上产生由中间层13的厚度引起球差的状态变成使波长λ1的光束向第二信息记录面14上聚焦时，未图示的控制部根据来自光检测器25等的输出信号控制液晶元件驱动电路32向液晶元件31的各区域31a～31c施加的电压量，使各区域31a～31c的折射率发生变化。
这样波长λ1的光束向物镜23的入射角发生变化，能把波长λ1的光束的波阵面在各区域进行适当调制，能使波长λ1的光束以大致无象差的状态聚焦在第二信息记录面14上。
这样通过调节对液晶元件31施加的电压，使液晶元件31的折射率分布发生变化，能把进行信息的记录和/或再现侧的信息记录面上的聚焦点的球差校正到实用上无妨碍的程度。
下面参照
本发明的第三实施例。
如图5和图6所示，本实施例在波长λ1的光束的光路中配置有塑料制的光学元件26(以下叫做“塑料透镜”)，球差校正机构30具备向该光学元件给予温度变化的发热体33和发热体驱动电路34，关于这一点是与所述第一实施例主要的不同点。下面主要对该不同点进行说明。
作为塑料透镜26也可以作为构成例如准直透镜、耦合透镜、物镜23等光拾取装置20聚焦光学系统的透镜以一般使用的塑料制透镜来利用，或也可以把塑料透镜26组合到另外的光学系统中。
如图6所示，塑料透镜26的周围用作为发热体33的感应线圈33a所覆盖。其结构是通过未图示的控制部根据来自光检测器25等的输出信号来控制发热体驱动电路34向感应线圈33a施加的高频电压的量，对由感应线圈33a的发热引起的塑料透镜26自身的温度进行调节，进而能调节由温度变化引起的塑料透镜26的形状变化和折射率的变化。
例如在波长λ1的光束大致无象差地聚焦在第一信息记录面12上的状态下，如上所述在第二信息记录面14上产生由中间层13的厚度引起球差。
然后使波长λ1的光束向第二信息记录面14上大致无象差地聚焦时，通过控制发热体驱动电路34向感应线圈33a施加的电压量而使塑料透镜26温度变化，塑料透镜26通过膨胀则形状变化、折射率也变化。因此向塑料透镜26射入的波长λ1的光束的行进方向变化，向物镜23的入射角也发生变化。
这样通过调节塑料透镜26的形状，能如在所述第一实施例中说明的那样使波长λ1的光束向物镜23的入射角发生变化。
而且通过调节塑料透镜26的折射率，能如在所述第二实施例中说明的那样对通过塑料透镜26的波长λ1的光束的波阵面进行调制。
这样通过调节向感应线圈33a施加的电压量而使塑料透镜26的形状和折射率发生变化，能把进行信息的记录和/或再现侧的信息记录面上的聚焦点的球差校正到实用上无妨碍的程度。
在本实施例中作为发热体33是使用感应线圈33a，但并不限定于此，可以使用例如发热线等周知的发热体。
根据本发明，即使对NA是0.65左右、保护基板厚度是0.6mm左右的具有两个信息记录面的高密度光盘也能得到对由中间层的厚度引起的各信息记录面上的聚焦点上产生的球差进行校正的光拾取装置。
权利要求
1.一种光拾取装置，用于对第一光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现，该第一光信息记录媒体至少具有，从光源沿光轴方向顺序层合的，厚度是t1(0.5mm≤t1≤0.7mm)的透明保护基板、第一信息记录面、中间层和第二信息记录面，其包括第一光源，其发出具有波长λ1(380nm≤λ1≤450nm)的光束；物镜，其把所述光束在所述第一光信息记录媒体上聚光；球差校正机构，以在所述物镜至少在所述第一信息和第二信息记录面上对从所述第一光源发出的光束进行聚光时，校正由中间层的厚度引起的在所述第一和第二信息记录面的聚光点上产生的球差。
2.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，在具有波长λ1的光束的聚光点的位置从所述第一和第二信息记录面之一移到另一面时，所述球差校正机构改变所述波长λ1的光束在物镜上的入射角。
3.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，所述球差校正机构使在所述波长λ1的光束的光路中配置的光学元件、所述光源或该光学元件与所述光源的两者在光轴方向上移动。
4.如权利要求3所述的光拾取装置，其中，有限光束进入所述光学元件。
5.如权利要求4所述的光拾取装置，其中，所述有限光束是发散光束。
6.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，所述球差校正机构具有液晶元件，该液晶元件设置在波长λ1的光束的光路中，并控制所述液晶元件的的折射率分布。
7.如权利要求6所述的光拾取装置，其中，所述液晶元件根据相差被分成多个区域，该区域的数量是3至6个。
8.如权利要求6所述的光拾取装置，其中，在多个区域中的相邻区域之间的相差Φ满足下式2π×0.04≤|Φ|≤2π×0.12。
9.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，所述光学拾取装置包括塑料光学元件，该塑料光学元件设置在波长λ1的光束的光路中，并且相差校正机构通过向所述光学元件提供温度波动改变所述光学元件的特性。
10.如权利要求1或3所述的光拾取装置，其中，所述球差校正机构对由所述光源个体差异产生的振荡波长与光源的从设计波长的偏离而引起的在所述第一和第二信息记录面上的聚焦点上发生的球差进行校正。
11.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，为了对由所述光源个体差异产生的振荡波长与光源的设计波长的偏离而引起的在所述第一和第二信息记录面上的聚焦点上发生的球差进行校正，把在所述波长λ1的光束的光路中配置的并在光拾取装置动作时不动的光学元件、所述光源或该光学元件与所述光源的两者在制造光拾取装置时沿光轴方向移动。
12.如权利要求1所述的光拾取装置，所述的光拾取装置使用发出波长λ2(650nm≤λ2≤700nm)的光束的第二光源，对具有厚度是t2(0.5mm≤t2≤0.7mm)的透明保护基板的第二光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现。
13.如权利要求1所述的光拾取装置，所述的光拾取装置使用发出波长λ3(750nm≤λ3≤850nm)的光束的第三光源，对具有厚度是t3(1.1mm≤t3≤1.3mm)的透明保护基板的第三光信息记录媒体进行信息的记录和/或再现。
14.如权利要求1所述的光拾取装置，对所述波长λ1的光束的物镜焦距f满足下式2.0mm≤f≤4.0mm。
全文摘要
一种光拾取装置，能对从光源沿光轴方向顺序层合的至少具有厚度是t1的透明保护基板、第一信息记录面和中间层、第二信息记录面的第一光信息记录媒体以进行信息的记录和/或再现，其包括第一光源，其发出具有波长λ1的光束；物镜，其把所述光束在所述第一光信息记录媒体聚光；球差校正机构，在所述物镜至少在所述第一和第二信息记录面上对从所述第一光源发出的光束进行聚光时，该球差校正机构校正由中间层的厚度引起的在所述第一和第二信息记录面的聚光点上产生的球差。
文档编号G11B7/22GK1542487SQ20041003157
公开日2004年11月3日 申请日期2004年3月25日 优先权日2003年3月28日
发明者池中清乃 申请人:柯尼卡美能达控股株式会社