带相位补偿板的激光头物镜及使用它的激光头装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供一种激光头物镜，它能保证波面像差降低的状态，且不会产生由聚光透镜的光轴和入射光的光轴的偏移所引起的像差。本发明专利技术的激光头物镜是由聚光透镜和相位补偿板构成的带相位补偿板的激光头物镜，该聚光透镜的至少一个面上形成有台阶状的环带构造以补偿用波长λ１的激光束在基板厚度ｔ１的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差及用波长λ２的激光束在基板厚度ｔ２的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差，并且该相位补偿板补偿用波长λ３的激光束在基板厚度ｔ３的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差。根据这种结构，对于使用波长不同的三种信息记录媒体中的每种都能尽可能地保证波面像差降低的状态。

【技术实现步骤摘要】
带相位补偿板的激光头物镜及使用它的激光头装置
本专利技术是使用多种单色光的多波长用光学系统，其涉及可用于能对应于例如CD(Compact Disc：也包括CD-R等的CD)、DVD(Digital Versatile Disc)、蓝光盘(ブル一レイ)、HD-DVD(High-Definition DVD)等种类不同的光记录媒体的互换型记录读取装置的带相位补偿板的激光头物镜及使用它的激光头装置。
技术介绍
一直以来，提出了可用一个装置对CD和DVD等多种光盘进行记录或读取的互换型光盘装置的方案。在这种互换型光盘装置中，为了记录或读取存储在CD和DVD等(以下统称为光盘)各自的光盘上的信息信号，需要将来自光源的激光束通过透明基板聚光到各自的光盘的信息记录面上。但是，由于(1)CD在记录或读取时所使用的激光束的波长和DVD在记录或读取时所使用的激光束的波长不同，(2)相对于CD的透明基板的厚度为1.2mm，由于DVD的透明基板的厚度为0.6mm，所以将一直以来所用的聚光透镜原封不动地在互换型光盘装置中共用于CD和DVD时，由于以上述(1)和(2)为起因而产生的像差，因而直到衍射极限附近都不能将分别用于CD和DVD的激光束聚光到各光盘的信息记录面上。而且，与近年来提出的超高密度记录相对应的光盘(蓝光盘、HD-DVD对应的装置将波长405nm的蓝色激光用于信息的记录或读取。因此，就以后的互换型光盘装置而言，期望不仅能记录或读取CD和DVD，也能记录或读取对应于超高密度记录的光盘。即，虽然现有的互换型光盘装置考虑了两种光源波长和两种厚度不同的透明基板，但以后的互换型光盘装置则需要考虑三种光源波长和三种厚度不同的透明基板。这种情况下，作为互换型光盘装置可考虑：在作为其构成部件的激光头-->上设置对每种光盘都不产生像差的聚光透镜，且根据所使用的光盘种类来更换聚光透镜，或者对每种光盘设置激光头，且根据所使用的光盘种类来更换激光头。但是，为降低成本及实现装置小型化，就聚光透镜而言，期望可对每种光盘使用相同的透镜。专利文献1-日本特开2004-6005号公报公开了该聚光透镜的第一实例。根据该专利文献1，其配备有：在第二光媒体上记录读取信息的波长λ1的光源，在第一光媒体上记录读取信息的波长λ2(λ1＜λ2)的光源，在比第一光媒体及第二光媒体厚的基板的第三光媒体上记录读取信息的波长λ3(λ2＜λ3)的光源及将来自各光源的光束聚光到各光媒体上的聚光透镜；其特征是，在第二光媒体上记录读取时将波长λ1的光束作为平行光入射到聚光透镜1上，在第一光媒体上记录读取时将波长λ2的光束作为平行光入射到聚光透镜上，在第三光媒体上记录读取时将波长λ3的光束作为平行光入射到聚光透镜上。该文献所公开的聚光透镜做成在具有正焦度的折射透镜的一面上密集地设置环带状的细微台阶差而构成的衍射透镜结构。该衍射透镜结构设计成使作为平行光束而入射到聚光透镜(以下称无限系)的波长λ1的激光束聚光到具有厚度较薄的基板的第二光媒体的信息记录面上，再使无限系的波长λ2的激光束聚光到具有相同厚度的基板的第一光媒体的信息记录面上。另一方面，由于聚光透镜对波长λ3没有任何考虑，所以在用波长λ3的激光束在第三光媒体上记录读取信息的情况下产生了波面像差。因此，不是将该激光束平行校准为平行光束，而是作为发散光使其入射到聚光透镜(以下称有限系)。使用的方法是，通过改变该入射光的发散程度，即改变几何光学中所说的对聚光透镜来说的物体距离来改变球差。专利文献2-日本特开2004-79146号公报公开了该聚光透镜的第二实例。根据该专利文献2，其配备有在第一光媒体上记录读取信息的波长λ1的光源，在第二光媒体上记录读取信息的波长λ2(λ1＜λ2)的光源，在第三光媒体上记录读取信息的波长λ3(λ2＜λ3)的光源及将来自各光源的光束聚光到各光媒体上的聚光透镜；其特征是，在第一光媒体上记录读取时将波长λ1的光束作为平行光入射到聚光透镜1上，在第二光媒体上记录读取时将波长-->λ2的光束作为发散光入射到聚光透镜上，在第三光媒体上记录读取时将波长λ3的光束作为发散光入射到聚光透镜上。这种情况下的聚光透镜做成在具有正焦度的折射透镜的一面上密集地设置环带状的细微台阶差而构成的衍射透镜结构。但是，该聚光透镜被设计成对波长λ1为无限系，对波长λ2和λ3为有限系。这是因为，如文献2中所公开的，对λ2和λ3为有限系，当对第二、第三光盘入射发散光束时，由于可减小源于衍射构造必须修正的不同种类的光盘的基板厚度的不同而产生的像差量，所以可扩大相邻的环带的间隔，可缓和因环带形状的制造误差所引起的衍射效率的下降。再有，根据该专利文献2，其配备有在第一光媒体上记录读取信息的波长λ1的光源，在第二光媒体上记录读取信息的波长λ2(λ1＜λ2)的光源，在第三光媒体上记录读取信息的波长λ3(λ2＜λ3)的光源及将来自各光源的光束聚光到各光媒体上的聚光透镜；其特征是，在第一光媒体上记录读取时将波长λ1的光束作为平行光入射到聚光透镜1上，在第二光媒体上记录读取时将波长λ2的光束作为平行光入射到聚光透镜上，在第三光媒体上记录读取时将波长λ3的光束作为平行光入射到聚光透镜上。这种情况下的聚光透镜被设计成只相对于波长λ1和第一光媒体的基板厚度而使波面像差变小，而不做成在具有正焦度的折射透镜的一面上密集地设置环带状的细微的台阶差构成的衍射透镜结构。因此，虽然在用波长λ2在第二光媒体上记录信息的情况下产生波面像差，但是将形成有由同心圆状的多个环带构成的衍射结构的耦合镜头用于只有波长λ2的光通过的光路中，则利用该耦合镜头修正波面像差。同样地，虽然在用波长λ3在第三光媒体上记录信息的情况下产生波面像差，但是将形成有由同心圆状的多个环带构成的衍射结构的耦合镜头用于只有波长λ3的光通过的光路中，则利用该耦合镜头修正波面像差。作为其它方法，还公开了使用由波长λ2和波长λ3构成的双波长激光器，将形成有由上述同心圆状的多个环带带构成的衍射结构的耦合镜头共用于波长λ2和波长λ3的方法。上述现有技术例子中，由于可使用共用的聚光透镜，所以对各种光盘不需要用来更换包含聚光透镜的使用部件的手段，有利于降低成本及简化结构。-->但是，在上述专利文献1中，在用波长λ3的激光束在第三光媒体上记录读取信息的情况下，虽然使用有限系修正了所发生的像差，但在用波长λ1的激光束在第二光媒体上记录读取信息的情况下，还有在用波长λ2的激光束在第一光媒体上记录读取信息的情况下，共同拥有无限系的光学系统和部件是困难的；另外，在使用作为一个元件具有λ1、λ2、λ3的波长的三波长激光的情况下，特别是只在用在用波长λ3的激光束在第三光媒体上记录读取信息的情况下做成有限系是困难的。因此，存在的问题是，由于这些理由而不能实现简单的光学系统。这个问题在专利文献2所公开的只在用波长λ1的激光束在第一光媒体上记录读取信息时做成有限系的情况下也是相同的。再有，存在的问题是：在将发散光入射到聚光透镜，将该聚光透镜搭载到驱动机构上并进行循迹伺服的情况下，产生了由聚光透镜的光轴和入射光的光轴的偏移所引起的有限系特有的像差，并且不能使激光束充分地聚光于光盘的信息记录面上。另一方面，虽然专利文献2还公开了全部由无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带相位补偿板的激光头物镜，其由至少一个聚光透镜和至少一个相位补偿板所构成，其特征在于：该聚光透镜的至少一个面上形成有台阶状的环带构造以补偿用波长λ１的激光束在基板厚度ｔ１的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差及用波长λ２ 的激光束在基板厚度ｔ２的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差，并且该相位补偿板补偿用波长λ３的激光束在基板厚度ｔ３的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差。

【技术特征摘要】
JP 2004-10-20 2004-3055751.一种带相位补偿板的激光头物镜，其由至少一个聚光透镜和至少一个相位补偿板所构成，其特征在于：该聚光透镜的至少一个面上形成有台阶状的环带构造以补偿用波长λ1的激光束在基板厚度t1的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差及用波长λ2的激光束在基板厚度t2的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差，并且该相位补偿板补偿用波长λ3的激光束在基板厚度t3的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差。2.根据权利要求1所述的带相位补偿板的激光头物镜，其特征在于：相位补偿板为液晶像差修正元件。3.根据权利要求1所述的带相位补偿板的激光头物镜，其特征在于：相位补偿板为具有台阶状的环带构造的元件。4.根据权利要求3所述的带相位补偿板的激光头物镜，其特征在于：当设相位补偿板相对于波长λ1的激光束的折射率为n1时，所述相位补偿板的环带构造的台阶差D可由D＝α×λ1/(n1-1)表示，在该式中，α为整数或整数±10％的范围。5.根据权利要求1-4中任何一项所述的带相位补偿板的激光头物镜，其特征在于：波长λ1约为405nm、波长λ2约为655nm、波长λ3约为790nm、基板厚度t1约为0.1mm、基板厚度t2约为0.6mm、基板厚度t3约为1.2mm。6.根据权利要求1-4中任何一项所述的带相位补偿板的激光头物镜，其特征在于：波长λ1约为405nm、波长λ2约为655nm、波长λ3约为790nm、基板厚度t1约为0.6mm、基板厚度t2约为0.6mm、基板厚度t3约为1.2mm。7.一种激光头装置，其是用波长λ1、λ2、λ3的光源在分别具有基板厚度为t1、t2、t3的信息记录媒体上进行记录读取的激光头装置，其特征在于：所述激光头装置是使用由至少一个聚光透镜和至少一个相位补偿板所构成的带相位补偿板的激光头物镜在信息记录媒体上进行信息的记录读取，并在该聚光透镜的至少一个面上形成有台阶状的环带构造以补偿用波长λ1的激光束在基板厚度t1的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差及用波长λ2的激光束在基板厚度t2的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差，并且该相位补偿板补偿用波长λ3的激光束在基板厚度t3的信息记录媒体上进行记录读取时所产生的波面像差。8.根据权利要求7所述的激光头装置，其特征在于：相位补偿板为液晶像差修正元件。9.根据权利要求7所述的激光头装置，其特征在于：相位补偿板为具有台阶状的环带构造的元件。10.根据权利要求9所述的激光头装置，其特征在于：当设相位补偿板相对于波长λ1的激光束的折射率为n1时，所述相位补偿板的环带构造的台阶差D可由D＝α×λ1/(n1-1)表示，在该式中，α为整数或整数±10％的范围。11.根据权利要求7到10中任一项所述的激光头装置，其特征在于：波长λ1约为405nm、波长λ2约为655nm、波长λ3约为790nm、基板厚度t1约为0.1mm、基板厚度t2约为0.6mm、基板厚度t3约为1.2mm。12.根据权利要求7到10中任一项所述的激光头装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：若林康一郎，平尾惠子，宫内充佑，牧野由多可，杉靖幸，三井良和，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]