拾光器、光盘装置、计算机和光盘刻录机制造方法及图纸

本发明专利技术中，将衍射光栅做成利用光通过衍射元件时产生的光路长之差因波长而异，赋予限制孔径的光大致半波长的光路长之差，使衍射方向相对光轴为非对称。通过这种衍射光栅的结构，对射入光盘的聚光光和来自光盘的反射光均能进行孔径限制，从而实现用一个物镜记录／再生多种光盘的拾光器。该拾光器，可以防止无用光射入光检测器，并使衍射元件低成本化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在光盘等光信息介质上记录或再生、删除信息的拾光器、使用该拾光 器的光盘装置、应用该装置的个人计算机和记录视频、音频信号的光盘刻录机等的系统。
技术介绍
堪称第一代光盘的压縮盘(CompactDisk)(以下记为CD)，是使物镜的数值孔径 为0.45至0.5，利用波长780nm的红外线在保护层厚度为1.2mm的光盘上进行记录或再 生(以下记为记录/再生)。另外，在本说明书中，所谓保护层是指从光束射入光盘的面到 信息记录面为止的透明介质。第二代的数字通用盘(Digital Versatile Disk)(以下记为 DVD)，是使物镜的数值孔径为0.6，利用波长655mn的红色光在保护层厚度为0.6mm 的光盘上进行记录/再生。而第三代的蓝光盘(Blu-rayD1Sk)(以下记为BD)，是使物 镜的数值孔径为0.85，利用波长405nm的蓝色光在保护层厚度为0.1mm或0.075mm的 光盘上进行记录/再生。这样，第三代的光盘使用波长较短的蓝色激光和数值孔径较大的光学系统，实现了前 所未有的高密度化，并期待今后的扩展。然而，即使有了高密度光盘的BD，也希望继承 用DVD或CD积累的资产，因此需要可以对这些光盘进行记录/再生的小型而低价的光盘 装置。为此，开发了一种可用一个物镜对保护层厚度不同的光盘进行记录/再生的可适应3 种波长的拾光器。在该拾光器中，主要利用全息(hologram)等对由保护层厚度的差所引 起的球面像差进行修正，用光学过滤器或衍射元件限制孔径。以往公开有一种在不同种类的光盘上对不同波长的光束限制孔径进行记录/再生的结 构。用图17对该结构进行说明。图17表示以往的拾光器的一个例子的概略结构。图17 中，从蓝色激光器60射出的波长405mn的光束61,由准直透镜62聚光为平行光束后， 透过偏振光分束器63、分色棱镜(dichroic prism) 64，由镜65反射，在1/4波长板66 处成为圆偏振光(circular polarized light)，透过波长选择孔67，由物镜68以数值孔 径NA1聚光在保护层厚度0.1mm的光盘51上。从光盘51反射回来的光，透过物镜68、 波长选择孔67、 1/4波长板66，成为与去时的路正交的直线偏振光，由偏振光分束器63反射，由检测透镜69聚光，并射入光检测器71的光接收面。利用其输出信号获得信息信 号和控制信号。全息单元72，是通过将红色激光器72a、红外激光器72b、全息72c、受光元件72d、 72e集合成一体而成。从红色激光器72a射出的光束73，由准直透镜74聚光，经分色棱 镜64、镜65反射，在l/4波长板66处成为圆偏振光，用波长选择孔67限制孔径，由物 镜68以数值孔径NA2聚光在保护层厚度0.6mni的光盘52上。从光盘52反射回来的光， 透过物镜68、波长选择孔67、 1/4波长板66，成为与去时的路正交的直线偏振光，经分 色棱镜64反射，由准直透镜74聚光，在全息72c处衍射，并射入受光元件72d。从受光 元件72d的输出获得信息信号和控制信号。此外，从红外激光器72b射出的光束75，由准直透镜74聚光，经分色棱镜64、镜 65反射，在1/4波长板66处成为圆偏振光，用波长选择孔67限制孔径，由物镜68以数 值孔径NA3聚光在保护层厚度1.2mm的光盘53上。从光盘53反射回来的光，透过物镜 68、波长选择孔67、 1/4波长板66，成为与去时的路正交的直线偏振光，经分色棱镜64 反射，由准直透镜74聚光，在全息72c处衍射，并射入受光元件72e。从受光元件72e 的输出获得信息信号和控制信号。另夕卜，对因各光盘的保护层厚度的差而产生的球面像差(sphericalaberration)的修 正，通过球面像差修正单元(未图示)来进行。波长选择孔67如图18所示。图18中，波长选择孔67的中心部67a为相当于数值 孔径NA3的区域，形成有透射光束61、 73、 75的光学多层膜。中间环部67b为相当于 数值孔径NA3至NA2的区域，形成有透射光束61和光束73、反射光束75的光学多层 膜。此外，外周部67c是比数值孔径NA2大的区域，形成有透射光束61、反射光束73 和光束75的光学多层膜。因此，光束75以数值孔径NA3聚光在光盘53上，光束73以 数值孔径NA2聚光在光盘52上。另外，在中心部67a，为了使透过此处的光束61、 73 的相位与透过中间环部67b、外周部67c的光束61、 73的相位匹配，需要形成光学多层 膜(例如日本专利公开公报特开2003-255221号(第12-13页，图10))。作为第2个以往例，公开有一种利用衍射元件限制孔径的拾光器的结构。用图19对 该结构进行说明。图19表示以往的拾光器的一个例子的概略结构。从蓝色激光器80射出 的波长405nm的光束81，由准直透镜82聚光为平行光束后，透过偏振光分束器83、扩 束器(beam expander) 84、偏振光分束器85、衍射光学元件86，由物镜87以数值孔 径NA1聚光在保护层厚度O.lmm的光盘51上。从光盘51反射回来的光，再次通过物镜87、衍射光学元件86、偏振光分束器85、扩束器84，经偏振光分束器83反射，由检测 透镜88施加像散(astigmatism)，聚光在光检测器89的光接收面上。由光检测器89 检测出信息信号和控制信号。此外，从红色激光器90射出的波长655nm的光束91，通过偏振光分束器92、 93， 由准直透镜94聚光为平行光束后，经偏振光分束器85反射，用衍射光学元件86限制光 束直径，由物镜87以数值孔径NA2聚光在保护层0.6imn的光盘52上。从光盘52反射 回来的光，再次通过物镜87、衍射光学元件86,经偏振光分束器85反射，由准直透镜 94聚光，再经偏振光分束器93反射，由检测透镜95施加像散，聚光在光检测器96的光 接收面上。由光检测器96检测出信息信号和控制信号。其次，从红外激光器97射出的波长780nm的光束98，经偏振光分束器92反射，通 过偏振光分束器93，由准直透镜94聚光为平行光束后，经偏振分光镜85反射，用衍射 光学元件86限制光束直径，由物镜87以数值孔径NA3聚光在保护层1.2mm的光盘53 上。从光盘53反射回来的光，再次通过物镜87、衍射光学元件86，经偏振分束器85反 射，由准直透镜94聚光，再经偏振分束器93反射，由检测透镜95施加像散，聚光在光 检测器96的光接收面上。由光检测器96检测出信息信号和控制信号。另外，因各光盘的保护层厚度的差而产生的球面像差，通过另外设置的全息而被修正。衍射光学元件86如图20A和图20B所示。图20A中，衍射光学元件86，包括在相 当于数值孔径为NA3的范围无衍射结构的区域861、在相当于数值孔径为NA3至NA2 的范围有衍射结构86a的区域862和在相当于数值孔径为NA2的范围的外侧有衍射结构 86b的区域863，各衍射结构呈如图20B所示的阶梯结构。衍射结构86a被设定成阶梯结 构的一阶产生波长XI和的大致整数倍的光路差，以致光束81、 91不发生衍射地透过， 光束98发生衍射而成为无用光。衍射结构86b被设定成阶梯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拾光器，其特征在于包括：第１光源，射出波长为λ１的光；第２光源，射出波长为λ２的光；第３光源，射出波长为λ３的光；物镜，将波长λ１的光聚光在保护层厚度ｔ１的第１光盘上、将波长λ２的光聚光在保护层厚度ｔ２的第２光盘上、将波长λ３的光聚光在保护层厚度ｔ３的第３光盘上；光检测器，检测光盘的反射光；及衍射孔径元件，使光源的出射光和光盘的反射光透射或衍射；其中，上述衍射孔径元件具有：以光轴为中心的内半径为Ｒ１、外半径为Ｒ２以上的环状的第１衍射区域和以上述光轴为中心的内半径为Ｒ２的环状的第２衍射区域，其中，Ｒ２＞Ｒ１，其中，上述第１衍射区域，让波长λ１的光和波长λ２的光透射，并使波长λ３的光的衍射方向相对上述光轴为非对称，上述第２衍射区域，让波长λ１的光透射，并使波长λ２的光的衍射方向相对上述光轴为非对称。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-11-21 335484/20051. 一种拾光器，其特征在于包括 第1光源，射出波长为X1的光； 第2光源，射出波长为X2的光； 第3光源，射出波长为X3的光；物镜，将波长XI的光聚光在保护层厚度tl的第1光盘上、将波长X2的光聚光在保护层厚度t2的第2光盘上、将波长X3的光聚光在保护层厚度t3的第3光盘上； 光检测器，检测光盘的反射光；及衍射孔径元件，使光源的出射光和光盘的反射光透射或衍射；其中， 上述衍射孔径元件具有以光轴为中心的内半径为R1、外半径为R2以上的环状的第1衍射区域和以上述光轴为中心的内半径为R2的环状的第2衍射区域，其中，R2>R1,其中，上述第1衍射区域，让波长XI的光和波长X2的光透射，并使波长X3的光的衍射方 向相对上述光轴为非对称，上述第2衍射区域，让波长XI的光透射，并使波长X2的光的衍射方向相对上述光轴为非 对称。2. 根据权利要求l所述的拾光器，其特征在于上述第1和第2衍射区域形成在上述衍射孔径元件的一个面上， 上述第1衍射区域的以上述光轴为中心的外半径为R2。3. 根据权利要求l所述的拾光器，其特征在于 上述第1衍射区域形成在上述衍射孔径元件的一个面上， 上述第2衍射区域形成在上述衍射孔径元件的另一个面上。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的拾光器，其特征在于上述衍射孔径元件与 上述物镜分开而独立构成。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的拾光器，其特征在于在上述物镜以数值孔径NA1将波长XI的光聚光在上述第1光盘上、以数值孔径NA2将波长X2的光聚光在上 述第2光盘上、以数值孔径NA3将波长A3的光聚光在上述第3光盘上时，通过上述第1 衍射区域的内半径R1的圆周上的位置的波长X3的光相当于数值孔径NA3,通过上述第2 衍射区域的内半径R2的圆周上的位置的波长X2的光相当于数值孔径NA2。6. 根据权利要求5所述的拾光器，其特征在于上述数值孔径NA1、 NA2禾QNA3 满足NA1 > NA2 > NA3的关系。7. 根据权利要求6所述的拾光器，其特征在于上述数值孔径NA1为0.85,上述 数值孔径NA2为0.6至0.65，上述数值孔径NA3为0.45至0.5。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的拾光器，其特征在于上述第1衍射区域按衍射光栅的方向被分割为多个第1区域，该分割的第1区域的衍 射光栅的方向，不同于隔着上述光轴而位于对称位置上的第1区域的衍射光栅的方向，上述第2衍射区域按衍射光栅的方向被分割为多个第2区域，该分割的第2区域的衍 射光栅的方向，不同于隔着上述光轴而处于对称位置上的第2区域的衍射光栅的方向。9. 根据权利要求8所述的拾光器，其特征在于上述第1衍射区域中，上述第1区...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野定夫，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]