光学头及光盘装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用一个物镜就可以对不同种类的光盘进行稳定的兼容再生及兼容记录的既小型又廉价的光学头。构成物镜的衍射元件的衍射效率为最大的衍射光的次数设定为如下：在衍射元件的内周部，对于蓝光设定为３次、对于红色光设定为２次、对于红外光设定为２次，在中周部，对于蓝光设定为６次、对于红色光设定为４次、对于红外光设定为３次，来对红外光进行孔径限制，在外周部，对于蓝光设定为３的倍数以外的整数，来对红色光进行孔径限制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，对光盘等光信息存储介质进行信息的记录、再生或消除的光学头；用于该光学头的物镜；采用上述光学头的光盘装置；应用该光盘装置的计算机；以及通过上述光盘装置对光信息存储介质进行视频/音频信号的记录及再生的光盘记录机等。
技术介绍
对于可被称为第一代光盘的小型光盘(Compact Disc，以下称为CD)，将物镜的数值孔径设为从0.45到0.5，采用波长为780nm的红外光对保护层厚度为1.2mm的光盘进行信息的记录或再生(以下表述为记录/再生)。在本说明书中，保护层是指从光束射入光盘中的面至信息记录面的透明介质。另外，对于第二代的数字通用光盘(Digital Versatile Disc，以下称为DVD)，将物镜的数值孔径设为0.6，采用波长为655nm的红色光对保护层厚度为0.6mm的光盘进行信息的记录/再生。此外，对于第三代的蓝光光盘(Blu-Ray Disc，以下称为BD)，将物镜的数值孔径设为0.85，采用波长为405nm的蓝光对保护层厚度为0.1mm的光盘进行信息的记录/再生。而且，对于规格与BD不同的下一代DVD(以下称为HD-DVD)，将物镜的数值孔径设为0.65，采用波长为405nm的蓝光对保护层厚度为与DVD相同0.6mm的光盘进行信息的记录/再生。 如此，在对第三代光盘进行信息的记录/再生的光盘装置中，采用短波长的蓝色激光光源和数值孔径大的光学系统，可谋求比以往更加高的高密度化，有望将来得以进一步普及。不过，人们希望即使是高密度光盘BD及HD-DVD，也最好能继承在DVD及CD中存储的资产，而且，从装置大小的观点来看，更想要用一个光学头就能够对不同的光盘进行记录/再生的装置。为此，能够对于保护层厚度不同的光盘，将光束集中到衍射极限(diffraction limit)的光学头是必要的。 迄今为止，以利用多个波长的光束对不同种类的光盘进行记录/再生为目的的构成的方案业已提出。对于此构成，将用图23及图24进行说明。 图23是表示作为第一以往的技术的光学头的一个例子的概要结构的剖视图。在图23中，从蓝色激光光源61射出的波长为405nm的光束63和从红色激光光源62射出的波长为655nm的光束64由准直透镜(collimating lens)65转换为平行光，由衍射元件66和折射型透镜67而集中，聚集到光盘。衍射元件66具有凸透镜作用，对于波长为405nm的光，最强地产生2次衍射光，对于波长为655nm的光，最强地产生1次衍射光。波长为405nm的光束63，由衍射元件66衍射成为2次衍射光，由折射型透镜67聚集到保护层厚度为0.1mm的光盘51的信息记录面。另外，波长为655nm的光束64，由衍射元件66衍射成为1次衍射光，聚集到保护层厚度为0.6mm的光盘52的信息记录面。由光盘51、52所反射的光通过光检测器68予以检测。 图24是图23所示的衍射元件66和折射型透镜67的放大剖视图。如图24所示，衍射元件66，在光束64的孔径内的区域66a和区域66a的外侧的区域66b具有不同的结构。区域66a具有，经折射型透镜67，光束63的2次衍射光聚集到光盘51、光束64的1次衍射光聚集到光盘52的结构。另一方面，区域66b具有，经折射型透镜67，光束63的2次衍射光聚集到光盘51、光束64的1次衍射光对于光盘52具有像差的结构。由此补正因保护层的厚度不同所引起的球面像差(例如，参照专利文件1日本专利公开公报特开2004-192783号公报第12-18页，图1、2)。 作为第二以往的技术，提出有将衍射元件、两个波长选择相位板和物镜进行组合从而应对三种光盘的光学头的结构方案。对于此结构，将用图25进行说明。 图25是表示作为第二以往的技术的光学头的一个例子的概要结构的剖视图。在图25中，从光学单元70射出的波长为405nm的蓝光71a，通过衍射元件72的衍射和凹透镜73的折射大体上成为平行光，补正物镜77的色像差，聚集到保护层厚度为0.1mm的光盘51的信息记录面。另一方面，从光学单元70射出的波长为655nm的红色光71b，不受衍射元件72的影响，由凹透镜73变成发散光，其相位由波长选择相位板75予以补正，聚集到保护层厚度为0.6mm的光盘52的信息记录面。此外，从光学单元70射出的波长为780nm的红外光71c，不受衍射元件72的影响，由凹透镜73变成发散光，其相位由波长选择相位板76予以补正，聚集到保护层厚度为1.2mm的光盘53的信息记录面。由光盘51、52、53所反射的光，沿着相反的路径前进，由光学单元70内的光检测器予以检测。 在波长选择相位板75设置有具有台阶形状(step-profile)的相位台阶(phase shiftpattern)75a，该相位台阶，对于波长为655nm的光束使其产生相位差，对于波长为405nm和780nm的光束使它们产生各波长的约整数倍的相位差，即，使相位差成为零。因此，波长选择相位板75不给光束71a和71c的相位分布带来影响。另外，在波长选择相位板76设置有具有台阶形状的相位台阶76a，该相位台阶，对于波长为780nm的光束使其产生相位差，对于波长为405nm和655nm的光束使它们产生各波长的约整数倍的相位差，即使相位差成为零。因此，波长选择相位板76不给光束71a和71b的相位分布带来影响。 物镜77具有，在波长为405nm的蓝光平行射入时，其聚集到保护层厚度为0.1mm的BD的结构，在对保护层厚度为0.6mm的DVD进行记录/再生时，因厚度之差产生球面像差。此球面像差，利用凹透镜73和波长选择相位板75予以补正。而且，在对保护层厚度为1.2mm的CD进行记录/再生时产生的球面像差，利用凹透镜73和波长选择相位板76予以补正(例如，参照专利文献2日本专利公开公报特开2003-281775号公报第6-11页，图1)。 作为第三以往的技术，提出有，通过机械地转换多个物镜，从而对多个光盘进行记录/再生的结构的方案(例如，参照专利文献3日本专利公开公报特开平11-296890号公报第4-6页，图1)。 作为第四以往的技术，关于HD-DVD，提出有对不同种类的光盘进行记录/再生的结构的方案。对于此结构，将用图26及图27进行说明。 图26是表示作为第四以往的技术的光学头的一个例子的概要结构的剖视图。在图26中，从蓝色激光光源80射出的波长为405nm的光束83、从红色激光光源81射出的波长为655nm的光束84、从红外激光光源82射出的波长为780nm的光束85，由具有衍射元件86a的物镜86集中，聚集到光盘。 图27是图26所示的物镜86的部分放大剖视图。如图27所示，物镜86，在其内周部87、中周部88和外周部89具有不同的结构。即，衍射元件86a的内周部87，对于各波长的光最强地产生1次衍射光，中周部88，对于波长为405nm的光最强地产生3次衍射光、并对于波长为655nm的光最强地产生2次衍射光，外周部89，对于波长为405nm和波长为655nm的光，让衍射成为最大的次数互不相同。并且，物镜86的折射面具有使上述最强的衍射光聚集到各光盘的结构，内周部87、中周部88和外周部89的非球面系数各自不同。 如此，物镜86本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学头，包括，射出波长λ１的光的第一光源；射出波长λ２的光的第二光源；射出波长λ３的光的第三光源；对于第一光盘以数值孔径ＮＡ１聚集波长λ１的光、对于第二光盘以数值孔径ＮＡ２聚集波长λ２的光、对于第三光盘以数值孔径ＮＡ３聚集波长λ３的光的物镜；以及用于检测来自上述第一、第二及第三光盘的反射光的至少一个光检测器，其特征在于：上述物镜，至少由衍射元件和折射型透镜构成，具有ＮＡ１＞ＮＡ２＞ＮＡ３的关系的数值孔径；上述衍射元件由具有以下光栅形状的衍射光栅构成：在相当于上述数值孔径ＮＡ３的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ１的光最强地产生３次衍射光，对作为聚集到上述第二光盘的波长λ２的光最强地产生２次衍射光，对作为聚集到上述第三光盘的波长λ３的光最强地产生２次衍射光的光栅形状；在相当于从上述数值孔径ＮＡ３到上述数值孔径ＮＡ２的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ１的光最强地产生６次衍射光，对作为聚集到上述第二光盘的波长λ２的光最强地产生４次衍射光，对波长λ３的光最强地产生３次衍射光的光栅形状；在相当于从上述数值孔径ＮＡ２到上述数值孔径ＮＡ１的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ１的光最强地产生ｍ次衍射光的光栅形状。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-7-28 218258/20051.一种光学头，包括，射出波长λ1的光的第一光源；射出波长λ2的光的第二光源；射出波长λ3的光的第三光源；对于第一光盘以数值孔径NA1聚集波长λ1的光、对于第二光盘以数值孔径NA2聚集波长λ2的光、对于第三光盘以数值孔径NA3聚集波长λ3的光的物镜；以及用于检测来自上述第一、第二及第三光盘的反射光的至少一个光检测器，其特征在于上述物镜，至少由衍射元件和折射型透镜构成，具有NA1＞NA2＞NA3的关系的数值孔径；上述衍射元件由具有以下光栅形状的衍射光栅构成在相当于上述数值孔径NA3的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ1的光最强地产生3次衍射光，对作为聚集到上述第二光盘的波长λ2的光最强地产生2次衍射光，对作为聚集到上述第三光盘的波长λ3的光最强地产生2次衍射光的光栅形状；在相当于从上述数值孔径NA3到上述数值孔径NA2的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ1的光最强地产生6次衍射光，对作为聚集到上述第二光盘的波长λ2的光最强地产生4次衍射光，对波长λ3的光最强地产生3次衍射光的光栅形状；在相当于从上述数值孔径NA2到上述数值孔径NA1的区域，具有，对作为聚集到上述第一光盘的波长λ1的光最强地产生m次衍射光的光栅形状。2.根据权利要求1所述的光学头，其特征在于还包括衍射上述波长λ2的光和波长λ3的光的衍射透镜。3.根据权利要求2所述的光学头，其特征在于上述衍射透镜为具有衍射作用和折射作用的凸透镜，具有对波长λ2的光赋予比波长λ3的光更大的凸透镜作用的结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学头，其特征在于上述物镜包括上述衍射元件、上述折射型透镜和具有多个使入射光产生相位差的台阶的相位台阶，其中，上述相位台阶，具有波长λ1的光透过1个台阶的深度时所产生的光路长之差为波长λ1的十倍的结构。5.根据权利要求4所述的光学头，其特征在于上述相位台阶与上述衍射元件形成为一体。6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学头，其特征在于上述衍射元件形成在上述折射型透镜的表面。7.根据权利要求4所述的光学头，其特征在于上述相位台阶和上述衍射元件形成在上述折射型透镜的表面。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学头，其特征在于上述保护层的厚度t1、t2及t3存在t1＜t2＜t3的关系。9.根据权利要求8所述的光学头，其特征在于上述保护层的厚度t1约为0.1mm，上述保护层的厚度t2约为0.6mm，上述保护层的厚度t3约为1.2mm。10.根据权利要求9所述的光学头，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，上述数值孔径NA3在0.45和0.5之间。11.根据权利要求1至7中任一项所述的光学头，其特征在于上述保护层的厚度t1、t2及t3存在t1＝t2＜t3的关系。12.根据权利要求11所述的光学头，其特征在于上述保护层的厚度t1约为0....

【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]