光拾取装置的制作方法

专利名称：光拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光拾取装置，其结构如下，通过分束器(beam splitter)的反射 膜，使从激光光源射出的激光束反射后，将之引向物镜而照射到光记录介质上。本发明尤其 涉及把从激光光源射出的直线偏振光的激光转化为圆偏振光并照射到光记录介质上的光 拾取装置。
背景技术：
在用激光束以光学的方式对DVD(Digital Versatile Disk)或CD (Compact Disc) 光盘等光记录介质进行信号的刻录、播放(读取)的光拾取装置中，已知有如下装置，由一 个光拾取装置来应对记录密度不同的DVD及CD。这样的能应对DVD及CD的光拾取装置具有激光光源，该激光光源可发出适合于 DVD的红色波段645nm 675nm的激光束，并可发出适合于CD的红外波段765nm 805nm 的激光束。该光拾取装置根据光盘来切换所使用的激光束。上述激光光源一般由激光二极管的半导体激光器构成，采用如下多元激光单元的 情况增多。其中，这种多元激光单元通过由一个激光芯片构成发出各波长激光的各激光发 光部，或者由不同的激光芯片构成各激光发光部并将之设置在同一个半导体基部上，进而 组装到一个封装内。另外，能应对DVD及CD的光拾取装置使用在入射面上形成有带环状的衍射光栅的 物镜，通过由该衍射光栅引起的适合各光盘波长的各激光束的衍射，来针对DVD及CD各光 盘校正其球差，从而确保照射到各光盘上的各激光束的品质，通过一个物镜来应对DVD及 ⑶各光盘。能应对DVD及⑶的光拾取装置通过采用上述多元激光单元及一个物镜，来谋求光 学路径的简化。另一方面，存在适合Blu-ray Disc (商标)(简称BD)标准的光拾取装置。该BD 使用蓝紫色波段400nm 420nm的激光束。这样的能应对BD的光拾取装置中，为使BD装置能应对DVD、⑶的播放(及刻录)， 除BD播放(及刻录)用光学系统之外还具有DVD、CD用光学系统。因此，能应对BD的光拾取装置组装有各光学系统的多个零件，所以优选使DVD、⑶ 用光学系统简单化、紧凑化的结构。然而，在光拾取装置中，进行以下处理把照射到光盘的信号层上的激光束转化为 圆偏振光，来减轻由于光盘透明基板树脂的双折射等的不良影响，优化由光盘反射的激光 束的品质。作为用于刻录、播放光盘的光拾取装置的激光光源，半导体激光器的构造所发出的是直线偏振光，所以为了把照射到光盘上的激光束转化为圆偏振光，光拾取装置需要能 使从激光光源射出的激光束产生1/4波长的相位差的1/4波片。另外，光拾取装置可以通过1/4波片使向光盘引导从激光光源射出的激光束的正 向路径和向光检测器引导由光盘反射的激光束的反向路径间的激光束的直线偏振光方向 相差90度，所以能够用偏振光分束器来提高激光束的利用率，在不同的光路上配置激光光 源和光检测器。在具有能应对DVD及CD的不同波长的两组激光光源、且把各激光光源射出的各激 光束向共用光路引导，通过共用的物镜来应对各光盘的光拾取装置中，已知有如下结构使 在正向路径上配置于物镜跟前处的调试用反射镜具有1/4波片的功能，把应对DVD及CD的 各波长的激光束转化为圆偏振光照射到光盘上。(参照日本特开2008-251112号公报)在上述公报中公开的光拾取装置，通过使调试用反射镜具有1/4波片的功能，来 减少光学零件的件数，对组装工时、小型化虽然有利，但是有必要通过上述调试用反射镜， 使应对DVD及CD的各波长的激光束产生1/4波长的相位差。在上述光拾取装置中，为了通过上述调试用反射镜使入射激光束产生1/4波长的 相位差，使入射到上述调试用反射镜上的激光束的直线偏振光方向以相对于反射镜的倾斜 方向成45度的转角的方式，即，以使该激光束的P偏振光成分等于S偏振光成分的方式，入 射到上述调试用反射镜上。通过这样，上述光拾取装置通过调试用反射镜使应对DVD及⑶ 的各波长的激光束产生所期望的1/4波长的相位差。然而，上述光拾取装置有必要使单体的调试用反射镜具有能应对DVD及CD的各波 长的激光束的宽频带1/4波长相位差功能，因此难于形成同时具有上述反射镜的反射率与 相位差功能的反射膜，或者需要利用不利于表面精度和成本的粘接方式而非涂覆方式在上 述反射镜的反射面上设置宽频带1/4波片相位差膜。因此，可以考虑不是在上述反射镜单 体上设置相位差功能，而是在不设专用相位差板的情况下，利用其他的光学构件形成相位 差功能。另外，调试用反射镜被用于谋求光拾取装置的薄型化，因而根据光拾取装置的不 同形成有不具有调试用反射镜的光学布局，所以人们期望不设专用的相位差板，而是在调 试用反射镜之外的光学零件上形成相位差功能。在像上述反射镜那样使上述激光束全反射的情况下，可以形成当激光束的45度 转角入射时，使S偏振光及P偏振光的各反射率实质上同一化的反射膜。然而，可知在具有如下反射膜的分束器等中，S卩，该反射膜不是全反射而是要同时 考虑反射激光束与透射激光束这两方面，在想要通过该反射膜使入射激光束产生相位差 时，若把激光束的直线偏振光方向设定为相对于反射面的倾斜方向成45度的转角，使激光 束入射，则不能通过上述反射膜使该激光束产生所期望的相位差。S卩，反射膜不是全反射时，从S偏振光、P偏振光的入射角与反射率关系的物理定 律得出P偏振光反射率比S偏振光反射率小，所以，在分束器上形成的反射膜的反射特性 为当激光束具有一定入射角度时，P偏振光的反射率小于S偏振光的反射率。因此有以下 问题因上述反射膜的P偏振光与S偏振光反射率不同的特性，若为了使激光束的P偏振光 成分与S偏振光成分相同而让激光束以相对于反射面的倾斜方向成45度转角入射，则不能 准确地使通过上述反射膜产生的相位差为1/4波长(90度)，而导致被上述反射膜反射的激光束无法转化为圆偏振光。

发明内容
本发明的一技术方案的光拾取装置包括用于发射激光束的激光光源；用于使上 述激光束照射到光记录介质上的物镜；设在上述激光光源与上述物镜之间的光路上的分束 器，该分束器具有第一反射膜，上述第一反射膜用于反射上述激光束，从而使上述激光束射 向上述物镜，射向上述激光束的上述第一反射膜上的入射偏振角被设定为在入射到上述 第一反射膜上的上述激光束的直线偏振光成分中，P偏振光成分多于S偏振光成分。关于本发明的其他特征，可从附图及本说明书的记载中了解。


为了能更加完全理解本发明及其优点，请结合附图参照以下说明。图1是表示本发明的一实施方式的光拾取装置的光学系统的俯视面的光学配置 图。图2是表示图1的A-A'剖面的光学配置图。图3是说明光检测器的DVD受光领域及CD受光领域的各受光部的说明图。图4是表示用于对分别产生于分束器的反射膜及调试用反射镜的反射膜中的相 位差进行说明的表的说明图。图5是说明调试用反射镜的反射膜的说明图。图6是表示照射到光盘D上的激光束要满足必要圆偏振光椭圆率所需的条件的特 性图。图7是表示分束器7的反射膜8的光谱特性的特性图。图8是说明入射到分束器7的反射膜8上的激光束的激光入射偏振角θ的说明 图。
具体实施例方式通过本说明书及附图的记载至少可明确以下事项。本实施方式的光拾取装置具有如下结构把激光光源射出的激光束经分束器的反 射膜反射后，向物镜引导、照射到光记录介质上。该光拾取装置把入射到分束器的反射膜上 的激光束的直线偏振光方向设定为P偏振光大于S偏振光。通过这样来补偿在上述反射膜 中P偏振光反射率比S偏振光反射率小的特性，通过上述反射膜产生所期望的相位差，将照 射到光记录介质上的激光束转化为圆偏振光。本实施方式的光拾取装置具有如下结构通过反射镜使被分束器反射膜反射后的 激光束的光轴弯折，将之向物镜引导、照射到光记录介质上。该光拾取装置把入射到分束器 的反射膜上的激光束的直线偏振光方向设定为P偏振光大于S偏振光，通过上述分束器的 反射膜及形成于上述反射镜上的反射膜双方、或者仅上述分束器的反射膜自身，使从激光 光源射出的激光束产生士90度士 15度的相位差。通过这样，在仅由上述分束器自身难以 使激光束产生所期望的相位差的情况下，可利用上述分束器的反射膜及上述反射镜的反射 膜双方，调整激光波长相位差的产生。
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本实施方式的光拾取装置以P偏振光多于S偏振光的方式对入射到分束器的反射 膜上的激光束的直线偏振光方向进行设定，所以上述反射膜的P偏振光反射率与S偏振光 反射率的不同得到了补偿，有利于把经由物镜射出，照射到光记录介质上的激光束转化为 所必要的圆偏振光椭圆率。本实施方式的光拾取装置通过分束器反射膜及形成于反射镜上的反射膜双方、或 者仅分束器自身上的反射膜，使激光光源射出的激光束产生士90度士 15度的相位差，所以 在仅由上述分束器自身难以使激光束产生所期望的相位差的情况下，可利用上述分束器的 反射膜及上述反射镜的反射膜双方，调整激光波长相位差的产生，有利于把照射到光记录 介质上的激光束转化为所必要的圆偏振光椭圆率。在这种情况下，通过以上述分束器反射膜产生的相位差作为基准，把由上述反射 镜的反射膜产生的相位差设定为士90度士 15度，上述分束器的反射膜可优先形成作为 分束器的本来的分光功能，有利于把分光后的各光路的激光光量比率设定为所期望的设计值。另外，使入射到分束器的反射膜上的激光束的S偏振光反射率Rs > 50%，使该反 射率Rs与上述激光束的P偏振光的反射率Rp间的反射率比Rp/Rs < 1. 00，并且上述反射 率比Rp/Rs ^ 0. 24，所以能够提供一种确保照射到光记录介质上的激光束具有刻录必要光 量的光拾取装置。另外，把入射到分束器的反射膜上的激光束的直线偏振光方向设定为相对于上述 反射膜的反射面的倾斜方向倾斜26度 44度的角度，因此能够提供一种确保由物镜射出、 照射到光记录介质上的激光束具有必要的圆偏振光椭圆率的光拾取装置。另外，激光光源具有第一激光发光部及第二激光发光部，该第一激光发光部及第 二激光发光部分别发出波长相互不同的第一波长的第一激光束及第二波长的第二激光束； 上述第一激光束及第二激光束入射到上述分束器的反射膜上，并且经光记录介质反射而返 回到上述分束器的上述第一激光束及上述第二激光束分别透射上述反射膜、被导向光检测 器，所以能够形成高效率的光学布局。另外，由于采用由前置监视受光检测器来受光部分透射分束器反射膜的第一激光 束及第二激光束的这种光学布局，所以能够形成可以使第一激光束及第二激光束双方都使 用一个前置监视受光检测器的高效率的光学布局。第一实施方式图1是表示本实施方式的光拾取装置的光学系统的俯视面的光学配置图，图2是 表示图IWA-A'剖面的光学配置图。图示的光拾取装置的结构能应对DVD的刻录、播放，并且还能应对CD的刻录、播 放。作为激光光源的激光单元1，通过构成激光二极管的激光芯片在同一半导体基板 上形成第一激光发光部2和第二激光发光部3，从而成为能发出适合CD刻录、播放及DVD 刻录、播放的两波长激光束的所谓的多元激光单元。其中，上述第一激光发光部2发出适合 DVD的红色波段645nm 675nm的第一波长的、例如660nm的第一激光束。上述第二激光发 光部3发出适合⑶的红外波段765nm 805nm的、例如784nm的第二波长的第二激光束。从激光单元1的第一激光发光部2及第二激光发光部3分别有选择性地射出的各激光束入射到复合光学元件4上。上述复合光学元件4具有衍射光栅5，把上述各激光束分 离成0级衍射光束及士 1级衍射光束这3束光。上述衍射光栅5对从第一激光发光部2及 第二激光发光部3分别发出的激光束的各激光波长具有有效的衍射作用。另外，上述复合光学元件4具有1/2波片6，该1/2波片6具有如下功能把从第 一激光束发光部2及第二激光发光部3分别发出的各激光束的直线偏振光方向的方向设定 为相对于分束器7的反射膜8而言的适当转角，并且限制返回激光单元1的返回光。透射上述复合光学元件4的激光束经与该激光束呈45°倾斜配置的板状分束器7 的反射膜8反射，入射到准直透镜9上。上述分束器7利用反射膜8的膜特性使一部分透 射了复合光学元件4的激光束透射，并进一步导向前置监视受光检测器10 ；并反射剩下的 没有透射的激光束，将之导向主光路。上述分束器7的反射膜8由具有偏振光依赖性的半透镜形成，利用上述反射膜8 的膜特性，以预定的激光光量比率来分配反射的激光光量和透射的激光光量。如果从激光单元1的第一激光发光部2及第二发光部3分别发出的各激光束的激 光光量有富余，就能实现作为上述反射膜8采用半透镜的可能、使上述反射膜8的设计及形 成容易、可谋求分束器7的成本削减。这时，上述反射膜8的半透镜特性没必要使反射的激 光光量与透射的激光光量相同，可考虑达光盘的激光光量及在后文讲述的光检测器16受 光的激光光量来设定。在此，将入射到上述分束器7的反射膜8上的第一及第二激光束的直线偏振光方 向设定为相对于使P偏振光成分与S偏振光成分相等的上述反射膜8的反射面倾斜方向 的倾斜角度小于45度，以便P偏振光成分大于S偏振光成分，例如，设定为相对于上述反射 膜8的反射面倾斜方向的倾斜角度为42度。关于入射到该反射膜8的激光束的直线偏振 光方向的倾斜角的设定，在后文详细讲述。另外，上述分束器7的反射膜8的光谱特性如下例如对于入射的激光束的S偏 振光为反射率Rs = 92%，透射率Ts = 8% ；对于入射的激光束的P偏振光为反射率Rp = 73%，透射率 Tp = 27%。被上述分束器7的反射膜8反射的激光束及透射上述反射膜8的激光束的各自分 光量是根据上述反射膜8的光谱特性、以及入射到上述反射膜8上的激光束的直线偏振光 方向的方向来决定的。入射到上述分束器7的反射膜8上的第一激光束或第二激光束中，该激光束的一 部分，至多不到50 %，优选20 %以下，例如7 % 10 %的光量透射上述反射膜8，被导向前置 监视受光检测器10 ；至少超过该激光束的50%的光量，优选80%以上，例如90% 93%被 反射，而被导向主要光路。被分束器7的反射膜8反射的激光束被导向准直透镜9。上述准直透镜9把适合 DVD波长的激光束转化为平行光，缩小适合CD波长的激光束的扩张角度。通过上述准直透 镜9后的激光束被调试用反射镜11的反射膜12反射，而使该激光束的光轴弯折，而成为相 对于激光单元1射出的各激光束的光轴及光检测器16所受光的、由盘D反射回来的反射光 的光轴而言大致垂直的光轴，入射到物镜13上。上述物镜13在其入射面上形成有以光轴为中心的环带状衍射构造，具有能应对 两波长的以下设计通过由该衍射构造具有的衍射作用，使预定级数的衍射光相对于DVD、
7CD各光盘D的透明基板层的厚度而言的球差得到适当校正而被聚光，例如分别设计应对适 合DVD波长激光束的NA (Numerical Aperture)为0. 65，应对适合CD波长激光束的NA为 0. 51。因此，使第一激光光源2射出的适合DVD波长的激光束通过物镜13按适合于DVD 透明基板层厚度的条件聚光，照射到DVD的信号层上，使第二激光光源3射出的适合CD波 长的激光束通过物镜13按适合于CD透明基板层的厚度的条件聚光，照射到CD的信号层 上。通过这样的光学系统，激光单元1的第一激光光源2及第二激光光源3分别射出 的适合DVD波长的激光束及适合CD波长的激光束入射到一个物镜13上，该物镜13被向聚 焦方向及循迹方向驱动，由此将该激光束对焦到DVD或CD光盘D的信号层上，并追踪预定 的信号轨迹地进行照射。被分束器7的反射膜8反射的第一激光束及第二激光束分别产生对应于激光波长 的相位差，另外，被调试用反射镜11的反射膜12反射的第一激光束及第二激光束分别产生 对应于激光波长的相位差。设定上述分束器7的反射膜8及上述反射镜11的反射膜12各 自的相位特性，以使上述第一激光束及上述第二激光束的相位差在对由上述分束器7的反 射膜8产生的相位差和由上述反射镜11的反射膜12产生的相位差进行合成后，分别约为 1/4波长(90度)。因此，照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束都能确保必要的圆偏 振光椭圆率。照射到光盘D的信号层上的激光束被上述信号层调制并反射，返回到物镜12，沿 来时的光路逆向返回，到达分束器7。返回上述分束器7的激光束透射该分束器7后，透射 给予像散的第一板14，进而通过第二板15被导向光检测器16。其中，上述像散由照射到光 盘D上的激光束的聚焦错误成分而成，上述第二板15被倾斜设置，以便校正上述返回分束 器7的激光束在透射分束器7时产生的有害的像散。在此，在分束器7的反射膜8是半透镜的情况下，到达光检测器16的激光束返回 到激光单元1侧的损失量变大，但是可通过从第一激光光源2及第二激光光源3射出的各 激光光量的大小、光路损失及光检测器16的感光灵敏度，来确保在实用上不成为问题的激 光光量。另外，在这种情况下，通过复合光学元件4抑制返回激光单元1的光，防止第一激 光束及第二激光束的噪声的增加。另一方面，在分束器7的反射膜8是偏振光滤膜时，到达上述反射膜8的激光束， 在通向光盘D的正向路径与反向路径上，被调试用反射镜11的反射膜12两度反射，并在正 向路径上被上述反射膜8反射一次。因此，在正向路径与反向路径上，要使第一激光束与第 二激光束的直线偏振光方向被旋转90度，通过上述反射膜8反射产生的相位差量不足，但 是在通向光盘D的正向路径上，作为S偏振光的直线偏振光的激光束在反向路径上成为大 量含有P偏振光成分的椭圆偏振光，入射到上述反射膜8上。若分束器7的反射膜8的膜 特性为透射大部分P偏振光的激光束(90%以上)，则返回上述分束器7的大量含有P偏振 光成分的椭圆偏振光的激光束的由于反射膜8的反射而损耗的激光光量被抑制，大部分激 光光量透射上述反射膜8到达光检测器16。如图3所示，在上述光检测器16中，在同一光受光面上并列形成有被用于DVD刻 录、播放的DVD受光区域21及被用于⑶刻录、播放的⑶受光区域22，DVD受光区域21上，
8分别对应于适合DVD波长的激光束的三束光束，即相对于0级光的主光束与在该主光束的 前后配置的士 1级衍射光的前方副光束及后方副光束，分别形成有主受光部21A、前方副受 光部21B及后方副受光部21C，CD受光区域22上分别对应于适合CD波长的激光束的三束 光束，即0级光的主光束与在该主光束的前后配置的士 1级衍射光的前方副光束及后方副 光束，分别形成有主受光部22A、前方副受光部22B及后方副受光部22C。DVD受光区域21的各受光部之间的距离对应于DVD信号面上的三束光束的各光点 间隔，CD受光区域22的各受光部之间距离对应于CD信号面上的三束光束的各光点间隔。上述光检测器16的DVD受光区域21的主受光部21A、前方副受光部21B及后方副 受光部21C与CD受光区域22的主受光区域22A、前方副受光区域22B及后方副受光区域 22C分别被呈十字状分割成四份，分别由四个部分构成。上述DVD受光区域21的主受光部 21A、前方副受光部21B及后方副受光部21C上，对于含在激光单元1射出的第一激光束照 射到光盘上时、分别对各受光部的分割线的方向有效的聚焦错误成分及循迹错误成分的受 光点接受光；上述CD受光区域22的主受光部22A、前方副受光部22B及后方副受光部22C 上，对于含在激光单元1射出的第二激光束照射到光盘上时、分别对各受光部的分割线的 方向有效的聚焦错误成分及循迹错误成分的受光点接受光。因此，通过以用于得到各种信号的预定计算式为基础计算，从构成DVD受光区域 21的主受光部21A、前方副受光部21B及后方副受光部21C的各部分中，得到的各受光输 出，来得到DVD刻录、播放时的主信息信号、聚焦错误信号及循迹错误信号、或者倾斜错误 信号。另一方面，通过以用于得到各种信号的预定计算式为基础计算，从构成CD受光区 域22的主受光部22A、前方副受光部22B及后方副受光部22C的各部分中，得到的各受光输 出，来得到CD刻录、播放时的主信息信号、聚焦错误信号及循迹错误信号。在波长660nm的第一激光束及波长784nm的第二激光束中，分束器7的反射膜8 及调试用反射镜11的反射膜12分别产生例如如图4中的表所示的相位差。这时，以第一激光束及第二激光束的通过上述分束器7的反射膜8产生的各自相 位差17. 80度及34. 26度为基准，上述第一激光束及上述第二激光束的到达光盘D的各自 的相位差，相对于从第一激光光源2及第二激光光源3分别射出的第一激光束及第二激光 束分别为1/4波长(士 90度，正负表示不同的旋转方向)，图4的情况是通过上述反射镜 11的反射膜12将上述第一激光束及上述第二激光束产生的相位差分别设定为-107. 80度 及-124. 26 度。S卩，通过上述分束器7的反射膜8产生的第一激光束及第二激光束的相位差分别 为θ 1及θ 2时，若通过上述反射镜11的反射膜12使上述第一激光束及上述第二激光束 产生位的相差分别为Xl及χ 2，则将由上述分束器7的反射膜8引起的相位差Θ1及Θ2 与由上述反射镜11的反射膜12引起的相位差Xl及x2设定为满足ΘΙ+xl = 士 90度 士 15度、及Θ2+Χ2 = 士90度士 15度的条件。上述相位差θ 1及θ 2、上述相位差xl及 χ 2取得正负值，并且正负符号表示圆偏振光的旋光旋转方向按顺时针旋转及按逆时针旋 转。另外，士 15度是考虑到由构件的偏差、温度特性变化、激光波长变化等引起的激光束的 相位差变化。通过这样，上述第一激光束及上述第二激光束的各自相位差由通过上述分束器7的反射膜8产生的相位差与通过上述反射镜11的反射膜12产生的相位差合成而成，分别 成为1/4波长。因此，照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束的任意一个都被确保必要的圆 偏振光椭圆率。图6是表示照射到光盘D上的激光束要满足必要圆偏振光椭圆率所需的条件的特 性图。在图6中，纵轴表示入射到分束器7的反射膜8上的激光束的、相对于上述反射膜8 的反射面倾斜方向而言的直线偏振光方向的转角(激光入射偏振角)，横轴表示相对于入 射到上述反射膜8上的激光束的S偏振光的反射率Rs而言的上述激光束的P偏振光反射 率Rp的反射率比Rp/Rs。图8是说明入射到分束器7的反射膜8上的激光束的激光入射偏振角θ的说明 图，上述激光入射振光角θ表示相对于上述反射膜8的反射面倾斜方向B-B'而言的直线 偏振光方向的绝对值的转角。表示图6所示的曲线上有上述激光入射偏振角与上述反射率比Rp/Rs的情况下， 照射到光盘D上的激光束满足必要的圆偏振光椭圆率。即，分束器7的反射膜8的S偏振光与P偏振光的反射率比Rp/Rs是1. 00时，上述 激光入射偏振角为45度就能满足必要的偏振光椭圆率，但是伴随上述反射率比Rp/Rs的减 小，为了满足必要的圆偏振光椭圆率，有必要使上述激光入射偏振角的绝对值小于45度。因此，对应于分束器7的反射膜8的S偏振光与P偏振光的反射率比Rp/Rs，对激 光入射偏振角设定各激光束的直线偏振光方向，确保照射到光盘D上的第一激光束及第二 激光束的圆偏振光椭圆率。分束器7的反射膜8是半透镜时，S偏振光与P偏振光的反射 率比Rp/Rs为1. 00在实际上是不可能的，所以为了满足必要的圆偏振光椭圆率，上述激光 入射偏振角设定为相对于分束器7的反射膜8的反射面倾斜方向而言小于45度(绝对值) 转角的预定角。S卩，有以下的可能性相对于分束器7的反射膜8的反射面倾斜方向而言是45度 的转角时，能在不达到反射率比Rp/Rs = 1. 00的反射率Rp/Rs < 1. 00的范围内，确保照射 到光盘D上的第一激光束及第二激光束的圆偏振光椭圆率。另一方面，作为光拾取装置，除了照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束的 圆偏振光椭圆率之外，激光光量也是重要的条件。 分束器7担负以下作用，使激光单元1射出的第一激光束及第二激光束反射，将其 导向主光路，使之射向光盘D，并使一部分第一激光束及第二激光束透射，导向前置监视受 光检测器10，并且，把被光盘D反射而回的上述第一激光束及第二激光束透射导向光检测 器16。因此，为了确保照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束的必要的激光光量， 分束器7的反射膜8的光谱特性很重要。这时，要考虑一部分透射上述反射膜8而被导向前置监视受光检测器10的激光光 量、及被光盘D反射后透射上述反射膜8而被导向光检测器16的激光光量。图7是表示分束器7的反射膜8的光谱特性的特性图。在图7中，纵轴表示分束 器7的反射膜8的正向路径 反向路径的S偏振光及P偏振光合成的透射率(％ )，横轴表 示入射到反射膜8上的激光束的S偏振光反射率Rs与上述激光束的P偏振光反射率Rp间的反射率比Rp/Rs。在图7中，向右呈上升趋势的实线表示相对于分束器7的反射膜8而言的激光束 的S偏振光反射率Rs = 100%时，从激光单元1射出被上述反射膜8反射而被导向主光路 的激光束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率，向右上呈下降趋势的实线表示相 对于分束器7的反射膜8而言的激光束的S偏振光反射率Rs = 100%时，被光盘D反射后 透射上述反射膜8，被导向光检测器16的激光束的S偏振光及P偏振光合成的反向路径透 射率。另外，向右呈上升趋势的点划线表示相对于分束器7的反射膜8而言的激光束的 S偏振光反射率Rs = 90%时，从激光单元1射出被上述反射膜8反射而被导向主光路的激 光束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率，向右呈下降趋势的点划线表示相对于 分束器7的反射膜8而言的激光束的S偏振光反射率Rs = 90%时，被光盘D反射后透射上 述反射膜8，被导向光检测器16的激光束的S偏振光及P偏振光合成的反向路径透射率。另外，向右呈上升趋势的双点划线表示相对于分束器7的反射膜8而言的激光束 的S偏振光反射率Rs = 50%时，从激光单元1射出被上述反射膜8反射而被导向主光路的 激光束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率，向右呈下降趋势的双点划线表示相 对于分束器7的反射膜8而言的激光束的S偏振光反射率Rs = 50%时，被光盘D反射后透 射上述反射膜8，被导向光检测器16的激光束的S偏振光及P偏振光合成的反向路径透射 率。由图7可知，在分束器7的反射膜8中，激光束的S偏振光及P偏振光合成的正向 路径透射率随着激光束的S偏振光反射率Rs的减小而减小，另外，激光束的S偏振光及P 偏振光合成的反向路径透射率随着激光束S偏振光反射率Rs的减小而增大。因此，激光束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率与反向路径透射率间 的交点，在激光束的S偏振光反射率Rs = 100%时的反射率比Rp/Rs为0. 24，这时的激光 束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率及反向路径透射率为37%。该激光束的S 偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率与反向路径透射率间的交点伴随着激光束的S偏 振光反射率Rs变得比100 %小，反射率比Rp/Rs变得比0. 24大，同时，激光束的S偏振光及 P偏振光合成的正向路径透射率及反向路径透射率变得比37%大。然后，激光束的S偏振 光反射率Rs逐渐减小，当该S偏振光反射率Rs = 50%时反射率比Rp/Rs约为1. 00，这时 的激光束的S偏振光及P偏振光合成的正向路径透射率及反向路径透射率约为50%。图7所示特性图的条件为分束器7的反射膜8及调试用反射镜11的反射膜12 以外的光学元件即准直透镜9及物镜13的各光学元件的透射率=100%，上述反射镜11的 反射膜12的激光束的S偏振光及P偏振光的各反射率Rp、Rs = 98%，以及光盘D的反射 率=100%。分束器7的反射膜8的光谱特性具有以下设定，考虑到图6及图7的特性图所示条 件，满足照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束必要的圆偏振光椭圆率及激光光量。因此，判断出分束器7的反射膜8的光谱特性，在入射的激光束的S偏振光反射率 Rs、及该反射率Rs与上述激光束的P偏振光反射率Rp间的反射率比Rp/Rs分别满足下式 (a) 、 (b)，Rs > 50%......式(a)
0. 24 彡 Rp/Rs < 1. 00......式(b)的情况下，满足照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束必要的圆偏振光椭圆 率及激光光量。另外，这时候，根据图6，在上述反射率比Rp/Rs = 0. 24时，通过相对于上述分束 器7的反射膜8的反射面倾斜方向而言倾斜了 26度(绝对值)的角度的直线偏振光方向 的激光束入射到上述反射膜8上，即把相对于上述反射膜8而言的激光入射偏振角θ设定 为26度，可得到必要的圆偏振光椭圆率。因此，想要使分束器7的反射膜8的光谱特性满 足必要的圆偏振光椭圆率及激光光量，只要使相对于上述分束器7的反射膜8的反射面的 倾斜方向而言倾斜26度 44度(绝对值)角度内的适当角度的直线偏振光方向的激光束 入射到上述反射膜8上即可。即，把相对于上述反射膜8而言的激光入射偏振角θ设定为 26度 44度角度内的适当角度。光拾取装置具有如下结构，通过合成由分束器7的反射膜8产生的相位差、及由调 试用反射镜11的反射膜12产生的相位差，来使照射到光盘D上的第一激光束及第二激光 束具有必要的圆偏振光椭圆率。因此，被上述分束器7的反射膜8反射的激光束以椭圆偏 振光的形式入射到调试用反射镜U的反射膜12上。在此，使上述反射镜11的反射膜12具有使入射激光束全反射的作用即可，所以可 以不考虑激光束的偏振光而实质上同等地形成S偏振光及P偏振光的各反射率。因此，激光束的直线偏振光方向的设定只考虑分束器7的反射膜8。另外，分束器7的反射膜8具有满足上述光谱特性那样的膜特性，难于设定使第一 激光束及第二激光束的双方都产生所期望的相位差。另一方面，反射镜11的反射膜12本来的功能是使第一激光束及第二激光束的光 轴弯折的全反射镜，仅有单一功能，所以相比分束器7的反射膜8，比较容易在上述反射膜 12上设置使第一激光束及第二激光束产生所期望的相位差的结构。作为一具体例子，作为反射镜11的基材的构造材料使用白板玻璃(例如，产品名 B270(SCH0TT公司))，反射膜12的最外层反射面到中间层使用Ti305与Si02的多层膜，通 过设计该反射膜12的膜厚与层叠数来使其具有任意的反射率及使入射激光束产生任意的 相位差。图5是说明调试用反射镜11的反射膜12的结构的说明图，上述反射膜12在上述 反射镜11的基材倾斜面上成膜有反射镜功能膜12a，在反射镜功能膜12a上继续成膜有相 位差功能膜12b，或在反射镜功能膜12a上通过粘接来形成相位差功能膜12b。上述反射膜12的反射镜功能膜12a及相位差功能膜12b分别由适合反射镜功能 的铝、铬、镍铬等金属材料，及适合相位差功能的聚碳酸酯、聚乙烯醇、环状烯烃聚合物、降 冰片烯类、或液晶涂覆型有机材料，例如通过物理气相沉淀法(PVD)的真空蒸镀法、溅射法 的薄膜制造技术形成，或通过化学气相沉淀法(CVD)的薄膜制造技术形成。另外，上述反射膜12的形成也可以考虑涂布涂布型相位差板材料并进行热处理 的方法，及在反射镜11的基材表面的镜面上粘接相位差膜。另外，分束器7的反射膜8也与调试用反射镜11的反射膜12同样，例如通过PVD 的真空蒸镀法、溅射法形成，或通过CVD形成。图1所示，光拾取装置设定上述分束器7的反射面及上述反射镜11的反射面的方向，以便使入射到分束器7的激光束的光轴与从反射镜11射出的激光束的光轴相互垂直相 、-父。通过像这样的上述分束器7与上述反射镜11的位置关系，在取得适合薄型化的光 学布局的基础上，形成了在分束器7的反射膜8及反射镜11的反射膜12中第一激光束及 第二激光束高效率地产生相位差的光学布局。另外，图1所示光拾取装置是通过1/2波片6来设定入射到分束器7上的第一激 光束及第二激光束的直线偏振光方向的光学结构。因此，考虑到激光单元1射出的第一激 光束及第二激光束的直线偏振光方向与由上述1/2波片6引起的第一激光束及第二激光束 的直线偏振光方向的旋转方向，通过设定激光单元1的旋转方向的方向，来设定相对上述 分束器7的反射膜8的反射面倾斜方向而言倾斜26度 44度角度内的适当角度的直线偏 振光方向，但是也可以从图1所示光拾取装置的光学系统中省略掉1/2波片6，不通过1/2 波片6，把激光单元1射出的第一激光束及第二激光束的直线偏振光方向设定为相对于上 述分束器7的反射膜8的反射面倾斜方向而言，直接倾斜26度 44度角度内的适当角度 的直线偏振光方向。在此，为了确保从光盘D读出的信号品质，进行了以下处理即把照射到光盘D上 的激光束的光点形状设定为相对于信号轨迹而言的适当的预定方向椭圆的长轴方向，但是 上述激光束的光点形状由激光单元1射出的第一激光束及第二激光束的远场模式决定。因 此，把入射到分束器7的反射膜8上的激光束的直线偏振光方向设定为相对于上述反射膜8 的反射面倾斜方向而言的适当角度，并且把照射到光盘D上的激光束的光点形状设定为相 对于信号轨迹而言的适当的预定方向椭圆的长轴方向时，能过通过利用1/2波片6，来独立 设定激光束的直线偏振光方向的方向与激光束的光点形状的椭圆长轴方向的方向，所以利 用1/2波片6的情况光学配置的自由度更高。在上述第一实施方式中，表示了使用能应对两波长的多元激光单元1的例子，但 是也可以是如下结构，把波长不同的多束激光束导向通往光盘的正向路径上的通用光路， 使其通过通用光路上设置的衍射光栅，该衍射光栅具有分别衍射各激光束的作用；还可以 是如下结构使用与分束器7不同的分束器，分别在不同的光路上配置可分别发出第一激 光束及第二激光束的各激光单元，在正向路径上的分束器7跟前在第一激光束及第二激光 束被弓I导到通用光路后，将之导向分束器7。另外，可以在光拾取装置是能应对三波长激光束时，采用如下结构，使用能应对三 波长的多元激光单元作为多元激光单元1。第二实施方式在上述第一实施方式中，对具有以下结构的光拾取装置进行了说明即通过合成 由分束器7的反射膜8产生的相位差及由调试用反射镜11的反射膜12产生的相位差，来 使照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束具有必要的圆偏振光椭圆率，但是在第二实 施方式中出示了如下结构即利用调试用反射镜11单体，使照射到光盘D上的第一激光束 及第二激光束产生必要的圆偏振光椭圆率。这种情况具有如下结构调试用反射镜11的反射膜12不使入射激光束产生相位 差，而是通过分束器7的反射膜8使入射到其上的第一激光束及第二激光束产生相位差，使 照射到光盘D上的该第一激光束及第二激光束产生必要的圆偏振光椭圆率。
分束器7的反射膜8的光谱特性以同实施例1 一样的条件设定，以便使照射到光 盘D上的第一激光束及第二激光束满足必要的圆偏振光椭圆率及激光光量。S卩，判断出分束器7的反射膜8的光谱特性，在入射的激光束的S偏振光反射率 Rs、及该反射率Rs与上述激光束的P偏振光反射率Rp间的反射率比Rp/Rs分别满足下式 (a) 、 (b)，Rs > 50%......式(a)0. 24 ^ Rp/Rs < 1. 00......式(b)的情况下，满足照射到光盘D上的第一激光束及第二激光束必要的圆偏振光椭圆 率及激光光量。另外，这时候，通过将相对于分束器7的反射膜8的反射面的倾斜方向而言倾斜了 26度 44度(绝对值)角度的直线偏振光方向的激光束入射到上述反射膜8上，在上述反 射膜8中可得到满足必要的圆偏振光椭圆率、及激光光量的光谱特性。在第二实施方式中，没有使用调试用反射镜11的反射膜12来引起相位差，所以能 有效利用在不使用上述反射镜11的光学结构的非薄型光拾取装置。以上所述发明的实施方式是为了使本发明易于理解而举出的，不应把本发明限定 于此、以此来解释本发明。本发明可以不脱离该主旨地变更、改良，并且本发明包含等同于 该实施方式的结构。本发明并不限定于能应对DVD及⑶的光拾取装置，在适合Rlu-ray Disc (商标) 标准的采用蓝紫色波段400nm 420nm激光束(例如405nm)的光拾取装置中也可以利用。
1权利要求
一种光拾取装置，其特征在于，包括用于发射激光束的激光光源；用于使上述激光束照射到光记录介质上的物镜；设在上述激光光源与上述物镜之间的光路上的分束器，上述分束器具有第一反射膜，该第一反射膜用于反射上述激光束，从而使上述激光束射向上述物镜，上述激光束的射向上述第一反射膜上的入射偏振角被设定为在上述激光束的入射到上述第一反射膜上的直线偏振光成分中，P偏振光成分多于S偏振光成分。
2.根据权利要求1所述的光拾取装置，上述第一反射膜使上述激光束产生士90度 士 15度的相位差。
3.根据权利要求1所述的光拾取装置，包括设在上述分束器与上述物镜之间的光路上 的反射镜，该反射镜具有第二反射膜，该第二反射膜用于反射上述激光束，以使上述激光束 射向上述物镜；上述第一反射膜与上述第二反射膜使从上述激光光源射出的上述激光束产 生士90度士 15度的合成相位差。
4.根据权利要求1所述的光拾取装置，上述激光束的入射到上述第一反射膜中的S偏振光的反射率Rs满足Rs > 50%的条 件，上述激光束的入射到上述第一反射膜中的S偏振光的反射率Rs与P偏振光的反射率Rp 之间的比Rp/Rs满足0. 24 ( Rp/Rs < 1. 00的条件。
5.根据权利要求1所述的光拾取装置，把上述激光束的入射到上述第一反射膜上的入 射偏振角设定在相对于上述第一反射膜的反射面倾斜方向而言的26度 44度转角范围 内。
6.根据权利要求1所述的光拾取装置，上述激光光源具有第一激光光源和第二激光光 源；其中，上述第一激光光源用于射出第一波长的第一激光束，上述第二激光光源用于射出 第二波长的第二激光束，该第二波长与上述第一波长不同；上述第一反射膜用于把上述第 一激光光源射出的上述第一激光束与上述第二激光光源射出的上述第二激光束向上述物 镜反射，并使被上述光记录介质反射回来的上述第一激光束及上述第二激光束的反射光透 射该第一反射膜后射向光检测器。
7.根据权利要求1所述的光拾取装置，上述第一反射膜使从上述第一激光光源射出的 上述第一激光束与从上述第二激光光源射出的上述第二激光束各自的一部分朝向前置监 视受光检测器透射该第一反射膜，上述前置监视受光检测器产生对应于上述第一激光束及 上述第二激光束各激光光量的受光输出。
全文摘要
一种光拾取装置，包括用于发射激光束的激光光源；用于使上述激光束照射到光记录介质上的物镜；设在上述激光光源与上述物镜之间的光路上的分束器，上述分束器具有第一反射膜，该第一反射膜用于反射上述激光束，从而使上述激光束射向上述物镜，上述激光束的射向上述第一反射膜的入射偏振角被设定为在上述激光束的入射到上述第一反射膜上的直线偏振光成分中，P偏振光成分多于S偏振光成分。
文档编号G11B7/135GK101964197SQ20101023859
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月24日
发明者佐藤实, 江泉清隆, 浅川千晃 申请人:三洋电机株式会社