物镜和光拾取装置制造方法及图纸

在物镜上设置树脂孔径小的区域和大的区域，对应于各区域形成特性不同的全息件，使用从２个光源的每一个发射的不同波长的光束的每一个的同次衍射光束，通过对光盘进行记录再现，高效地利用光束，可对种类不同的多个光学记录媒体进行信息信号的记录再现，而且因不需要的衍射光等带来的光漫射问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及会聚光束的物镜，尤其涉及在光拾取装置上使用的有用物镜和使用该物镜的光拾取装置。原来，提出过对于信息信号的记录密度和记录容量等的规格不同的多种光记录媒体，例如，象DVD(数字多能盘)规格的光盘和CD(致密盘)规格的光盘的不同的规格的光盘进行信息信号的记录或再现的光拾取设备。作为这种光拾取设备，有一种在特开平7-98431号公报中记载。该公报中记载的光拾取装置在物镜的部分表面上形成全息件(hologram)，修正在使用不同规格的光盘时成为问题的球面像差。使用于该光拾取装置的物镜形成为经厚度为0.6mm的覆盖层，例如光盘的盘基片在数值孔径(NA)0.6下把650nm波长的光束会聚到光盘的信号记录层上。在物镜表面上形成的全息件经厚度为1.2mm的覆盖层，例如光盘的盘基片在数值孔径(NA)0.45下把780nm波长的光束会聚到光盘的信号记录层上。该光拾取装置根据以650nm为波长λ的光束的透过全息件的0次光和不形成全息件的区域中的透射光对DVD规格的光盘进行信息信号的记录再现，根据以780nm为波长λ的光束的经全息件衍射的1次光对CD规格的光盘进行记录再现。配置上述这种物镜的光拾取装置不能把波长λ为650nm的光束的透过全息件的0次光的衍射率和以780nm为波长λ的光束在全息件中的1次光的衍射率作到大至40％以上。在该光拾取装置中，从光源发射经物镜和衍射光学元件到达光记录媒体、从光记录媒体反射、再经物镜和衍射光学元件在光接收元件上接收的往返光束的利用效率因2次通过衍射光学元件而成为降低到16％以下的低效率。使用全息件的光拾取装置有不需要的衍射光带来的光漫射问题。另外，用合成树脂形成物镜时，出现的问题是产生伴随温度变化的合成树脂的折射率变化引起的像差。本专利技术鉴于上述情况而作出，目的是提供一种克服上述已有的光拾取装置和物镜所具有的问题的新型光拾取装置和物镜。本专利技术的目的是提供一种高效率地利用光源发射的光束并且对信息信号的记录密度不同的多种光记录媒体进行信息信号的记录再现的光拾取装置和物镜。而且，本专利技术的目的是提供一种可抑制不需要的衍射光等带来的光漫射和伴随温度变化的像差的产生的光拾取装置和物镜。为达到这样的目的而提出的本专利技术的物镜配置凸透镜、在该凸透镜的至少一个面上或其附近设置的衍射光学元件，把入射到凸透镜的光束经规定厚度的平行平板会聚到光会聚面上，以没有衍射光学元件的状态作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的状态把衍射光学元件衍射的光束会聚到光会聚面上。本专利技术的光拾取装置配置发射彼此不同的波长的光束的2个光源、把从各个光源发射的各个光束经光记录媒体具有的透明覆盖层会聚到光记录媒体的信号记录面上的物镜、使把由信号记录面反射的光束返回到光源的光路分支的光束分支元件、接收由该光束分支元件分支的光束的光检出器。这里，物镜由凸透镜、在该凸透镜的至少一个面上或其附近设置的衍射光学元件构成，通过把衍射光学元件对各个光源发射的波长不同的2个光束的每一个作相同次数的衍射得到的衍射光会聚到信号记录面上，以修正了透明覆盖层上产生的球面像差的状态把各个光束会聚在信号记录面上。本专利技术的光拾取装置配置发射光束的光源、把从该光源发射的光束会聚到光记录媒体的信号记录面上的物镜、使把由信号记录面反射的光束返回到光源的光路分支的光束分支元件、接收由该光束分支元件分支的光束的光检出器。这里使用的物镜由合成树脂制成的凸透镜、在该凸透镜的至少一个面上设置的全息件构成，通过使用该全息件的+1次衍射光或-1次衍射光，消除由伴随温度变化发生的合成树脂制造的凸透镜的折射率的变化产生的球面像差。本专利技术的其他目的、由本专利技术得到的具体的优点从下面说明的实施例中变得更明显。附图说明图1是表示本专利技术的物镜和使用该物镜的光拾取装置的侧面图；图2是表示把说明构成物镜的凸透镜而使用的透明覆盖层形成为第一厚度的例子的侧面图；图3是表示把透明覆盖层形成为第二厚度的例子的侧面图；图4是表示本专利技术的物镜的截面图；图5是表示本专利技术的物镜的截面图；图6是表示本专利技术的物镜的光学特性的特性图；图7是物镜的数值孔径比第二数值孔径NA2小的区域中产生的光斑图；图8是表示物镜特性的开口孔径比第二数值孔径NA2大的区域中产生的光斑图；图9是本专利技术的物镜的另一例子的截面图；图10是表示拱(braced)型全息件的截面图。下面参考图面说明本专利技术的物镜和使用该物镜的光拾取装置。如图1所示，使用本专利技术的物镜的光拾取装置包括发射第一波长λ1的光束的第一光源1、发射第二波长λ2的光束的第二光源2。在这些光源中使用半导体激光器。从第一光源1发射的第一波长λ1的光束和从第二光源2发射的第二波长λ2的光束由分束棱镜3在同一光路上合成，由构成光束分支元件的分色(dichroism)束分离器4反射向配置准直透镜5的方向。准直透镜5把入射的光束校准成平行光，入射到全息一体型的物镜6。全息一体型的物镜6由合成树脂形成的凸透镜、作为在凸透镜的一个面的整个面上一体形成的衍射光学元件的全息件构成。入射到该物镜6的光束透过构成光盘7的透明覆盖层7b被会聚在作为光记录媒体的光盘7的信号记录面7a上。这里，透明覆盖层7b是构成光盘的盘基片。本专利技术的光拾取装置的第一和第二光源1，2不同时使用，在使用第一光盘时，从第一光源1发射光束，在使用第二光盘时从第二光源2发射光束。这里，第一光盘把构成盘基片的透明覆盖层的厚度作成0.6mm的第一厚度，使用数值孔径(NA)为0.6的物镜、通过波长为630nm到660nm的光束进行信息信号的记录再现来构成。作为这种光盘，使用DVD(数字多能盘)规格的光盘。第二光盘把构成盘基片的透明覆盖层的厚度作成1.2mm的第二厚度，使用数值孔径(NA)为0.4到0.55的物镜、通过波长为775nm到795nm的光束进行信息信号的记录再现来构成。作为这种光盘，使用CD(致密盘)规格的光盘。对于记录密度等的规格分别不同的光盘来说，当第一光盘为DVD规格的光盘时，630nm到660nm的第一波长λ1的光束用于记录再现，第二光盘为CD规格的光盘时，775nm到795nm的第二波长λ2的光束用于记录或再现。入射到光盘7在光盘7的信号记录面7a反射的光束顺序透过物镜6、准直透镜5，通过平行平板型束分离器4后由构成光检出器的光电二极管8检出。构成全息一体型的物镜6的基板(base)的凸透镜的表面形状形成为数值孔径(NA)为0.6、对透明覆盖层的厚度为2.5mm的虚拟盘的球面像差最小。这里，虚拟盘的透明覆盖层的厚度为t0。仅用这种凸透镜会聚光束时，如图2所示，对于透明覆盖层的厚度t1为0.6mm的第一光盘，成为球面像差修正不足(欠)的状态。此时，对透明覆盖层的厚度t2为1.2mm的第二光盘的球面像差，如图3和下面的式子所示，相对于透明覆盖层的厚度t1为0.6mm的球面像差，扩大了1.2倍。(t2－t0)/(t1－t0)＝1.2如图4所示，构成这个基板的凸透镜的表面形状的第一面(光源侧)上，一体形成拱型全息件是本专利技术的全息一体型物镜6。该物镜6把对于入射到厚度t1为0.6mm的透明覆盖层的波长为630到660nm的第一波长λ1的光束而言由拱型全息件带来的一次衍射光的球面像差，如图5所示，修正到(λ1)/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物镜，配置凸透镜、在上述凸透镜的至少一个面上或其附近设置的衍射光学元件，其特征在于： 上述凸透镜经规定厚度的平行平板把入射的光束会聚到光会聚面上，以不存在上述衍射光学元件的状态作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的状态把上述衍射光学元件衍射的光束会聚到上述光会聚面上。

【技术特征摘要】
JP 1999-10-6 285960/991.一种物镜，配置凸透镜、在上述凸透镜的至少一个面上或其附近设置的衍射光学元件，其特征在于上述凸透镜经规定厚度的平行平板把入射的光束会聚到光会聚面上，以不存在上述衍射光学元件的状态作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的状态把上述衍射光学元件衍射的光束会聚到上述光会聚面上。2.一种光拾取装置，配置发射彼此不同的波长的光束的2个光源、把从上述各个光源分别发射的光束通过光记录媒体上设置的透明覆盖层会聚到上述光记录媒体的信号记录面上的物镜、使把由上述信号记录面反射的光束返回到上述光源的光路分支的光束分支元件、接收由上述光束分支元件分支的光束的光检出器，其特征在于，上述物镜具有凸透镜、在该凸透镜的至少一个面上或其附近设置的衍射光学元件，通过将衍射光学元件衍射上述各个光源分别发射的波长不同的2个光束的每一个得到的相同次数的衍射光会聚到上述信号记录面上，以修正了上述透明覆盖层中产生的球面像差的状态把上述光束会聚在上述信号记录面上。3.根据权利要求2的光拾取装置，其特征在于构成上述物镜的凸透镜把光源入射的光束会聚到信号记录面上，以不存在上述衍射光学元件的状态作不足的球面像差修正，以修正了球面像差的状态把上述衍射光学元件衍射的光束会聚到上述光会聚面上。4.根据权利要求3的光拾取装置，其特征在于上述各个光源分别发射具有第一波长λ1的光束和比上述第一波长λ1的波长更长的第二波长λ2的光束，把对上述第一波长λ1的光束的物镜的数值孔径设置为第一数值孔径NA1、把对上述第二波长λ2的光束的物镜的数值孔径设置为第二数值孔径NA2，把对应于第一波长λ1的光束的透明覆盖层的厚度设置为第一厚度t1、把对应于第二波长λ2的光束的透明覆盖层的厚度设置为比第一厚度t1更厚的第二厚度t2时，光束波长为第一波长λ1且数值孔径为第一数值孔径NA1时，通过上述衍射光学元件衍射的1次衍射光把透明覆盖层的厚度为第一厚度t1时的球面像差修正到λ/100RMS以下，光束波长为第二波长λ2且数值孔径为第二数值孔径NA2时，通过上述衍射光学元件衍射的1次衍射光把透明覆盖层的厚度为第二厚度t2时的球面像差修正到λ/30RMS以下。5.根据权利要求2的光拾取装置，其特征在于上述衍射光学元件是具有拱形形状的全息件，即使光源入射的光束的波长为第一波长λ1和第二波长λ2中的任何一种，1次衍射效率都在75％以上。6.根据权利要求5的光拾取装置，其特征在于上述衍射光学元件对于上述第一波长λ1和第二波长λ2的光束的1次衍射效率在90％以上。7.根据权利要求4的光拾取装置，其特征在于上述第一波长λ1为630nm到660nm，上述第二波长λ2为775nm到795nm，上述第一厚度t1为0.6mm，上述第二厚度t2为1.2mm，第一数值孔径NA1为0.6，第二数值孔径NA2大于0.4小于0.55。8.根据权利要求2的光拾取装置，其特征在于使用比上...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野聪，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]