光学拾取器和使用该光学拾取器的光盘设备制造技术

本发明专利技术涉及光学拾取器和使用该光学拾取器的光盘设备。该光学拾取器包括：光源，其发射光束；物镜，其将从光源发射的光束汇聚到光盘上；至少一个发散角转换透镜，其布置在光源与物镜之间，并使入射光束的发散角发生变化；驱动单元，其被配置为在光轴方向上驱动发散角转换透镜；光学检测装置，其对在光盘处反射的返回光束进行检测；以及环境变化检测单元，其被配置为检测环境温度变化，其中，物镜由折射器件制成，折射器件在其一个表面上具有呈阶梯形状或锯齿剖面形状的衍射结构，衍射结构产生衍射光，该衍射光提供适于执行令人满意的记录及／或再现的光点，物镜满足与环境温度变化对应的波前像差量、环境温度变化量、以及焦距之间的特定关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对于光盘进行信息信号的记录及/或再现的光学拾取 器，并涉及使用该光学拾取器的光盘设备。
技术介绍
在对于光盘进行信息信号的记录及/或再现的光学拾取器中，近来己经 提出了使用物镜作为光学拾取器的构件，其可以是塑料透镜及单透镜形 式，以降低整体重量及制造成本。此外，近来已经使用了一种光盘，其能够以比常规光盘(例如，CD (紧致盘)或DVD (数字多用途盘))更高的密度来记录信息信号。例 如，存在BD (蓝光盘(注册商标))，通过使用从紫光半导体激光器发 射并具有约405nm波长的光(光学)束，来记录及/或再现信号。与在用于DVD及CD的光学拾取器中的情况类似，也希望在用于上 述高密记录光盘(例如，BD)的光学拾取器中使用塑料透镜作为物镜。但 是，因为相较于玻璃透镜，塑料透镜表现了基于温度的改变而在折射率方 面产生更大变化的特性，所以由于温度改变会在塑料透镜中会产生更大的 球面像差。具体而言，在用于BD的光学拾取器中，当透镜具有约0.85的 较大数值孔径(NA)时，即使存在数度的微小温度变化，所产生的球面 像差也会达到严重影响透镜的聚焦特性的程度。用于校正因温度变化而产生的球面像差的一种常规方法是在物镜的表 面上设置衍射结构，并产生与因温度变化而产生的球面像差极性相反的球 面像差，由此消除因温度变化而产生的球面像差。但是，需要施加较大的 衍射能力(diffraction power)以完全校正因温度变化而产生的球面像差。 由此产生以下问题，即衍射结构过于精密，导致难以形成该衍射结构。另 一个问题是，对加工精密结构的要求导致因对模具的不完全切割(产生未切割部分)而难以实现令人满意的光利用效率。另一种用于校正因温度变化而产生的球面像差的可构思方法是在光轴 方向上驱动准直透镜，以通过倍率球面像差来消除因温度变化而产生的球面像差(参见日本未审査专利申请公开号2008-4169)。但是，因准直透 镜的驱动行程极大且光学拾取器的尺寸增大，故该方法不利于减轻光学拾 取器的重量。此外，可通过形成发散角转换透镜作为两件式透镜来减小准直透镜的 驱动行程，由此增大随着在光轴方向上驱动透镜而产生球面像差时的灵敏 度，并减小了准直透镜的驱动行程。但是，该方法增加了透镜的数量，不 利于控制生产成本。上述方法通常还额外采用监控温度并基于温度变化来驱动透镜的系 统。但是，因为着眼于执行与产生的球面像差对应的校正，产生球面像差 的灵敏度过高，所以这种系统难以执行精确的反馈系统控制。此外，因温度变化而产生的较大球面像差包括五阶或更高阶的球面像 差部分，其产生比率不同于包含在随着透镜驱动而产生的倍率球面像差中 的更高阶部分。由此导致难以完全消除五阶或更高阶球面像差部分。
技术实现思路
需要一种光学拾取器和光盘设备，其可减小因环境温度变化而产生的 像差，并可实现令人满意的记录及再现。根据本专利技术的一个实施例， 一种光学拾取器包括光源，其发射光束；物镜，其将从所述光源发射的所述光束汇聚到光盘上；至少一个发散 角转换透镜，其布置在所述光源与所述物镜之间，并改变入射光束的发散 角；驱动装置，其用于在光轴方向上驱动所述发散角转换透镜；光学检测 装置，其对在所述光盘处反射的返回光束进行检测；以及环境变化检测单 元，其被配置为检测环境温度变化，其中，所述物镜由折射器件制成，所 述折射器件在其一个表面上具有呈阶梯形状或锯齿剖面形状的衍射结构， 所述衍射结构产生衍射光，所述衍射光提供适于执行令人满意的记录及/或 再现的光点，当使用一阶光时，所述物镜满足2.5 x 10—3《AWFA/(AT x f) S2.6 x 10—3的关系，当使用二阶光时，所述物镜满足1.8 x 10-3《AWFA/(AT x f)《2.6 x 10—3的关系，当使用三阶光时，所述物镜满足1.1 x 10—3《 AWFA/(AT x f) ^ 2.6 x 10—3的关系，当使用四阶光时，所述物镜满足0.7 x 1(T3S AWFA/(AT x f) S 2.6 x 10—3的关系，当使用五阶光时，所述物镜满足 0.2 x l(T3《AWFA/(AT x f) ^ 2.6 x l(T3的关系，其中，AWFA表示所述物镜 的与环境温度变化相对应的波前像差的量，AT表示环境温度变化的量， 而f表示所述物镜的焦距，并且其中，所述发散角转换透镜根据所述环境 变化检测单元的检测结果而被步进驱动。根据本专利技术的另一实施例，光盘设备包括光学拾取器，该光学拾取器 对于被驱动旋转的光盘进行信息信号的记录及/或再现，该光盘设备中的光 学拾取器如上所述构造。根据本专利技术的实施例，即使当环境温度变化时，通过形成在物镜的一 个表面上的预定衍射结构与取决于环境改变检测单元的检测结果而对发散 角转换透镜进行的驱动的协作，可以抑制球面像差的产生并保持光学特 性。因此，根据本专利技术的实施例，物镜例如可由塑料制成，并且可减小角 转换透镜的驱动行程。因此，可保持记录及再现特性，可实现设备尺寸及 重量的减小，并可简化设备结构。此外，根据本专利技术的实施例，通过使因 环境温度变化而产生的像差减小，可实现令人满意的记录及再现特性。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的光盘设备的构造的电路框图2是示出根据本专利技术的实施例的光学拾取器的光学系统的光路图3A及图3B示出了物镜及其衍射结构，该物镜是根据本专利技术的实施例的光学拾取器的一个构件；具体而言，图3A是物镜的剖面图，而图3B是示出物镜的侧面的平面图，其包括衍射结构；图4是记录及再现方法的流程图，说明了通过使用根据本专利技术的实施例的光盘设备而实施的记录及再现方法中所使用的温度检测系统；图5A、图5B及图5C是说明确定衍射结构的栅距(pitch)的方式；具体而言，图5A是示出对于径向的各个位置，所要施加的设计相位量(f)相对于设计波长^的图，图5B是示出基于图5A中绘出的cl)，对于径向的各 个位置、实际施加的相位量())'的图，而图5C是概念性地示出应用了图5B所示的相位量())'的衍射结构的形状的图6是示出衍射结构中的区域数量与物镜中相位系数C2之间关系的图7是示出因环境温度变化而产生的波前像差与衍射结构的最小栅距 之间关系的图8是模具及模具加工切入量的剖视图，该视图用于说明由于用于形 成物镜的模具与对模具进行加工的模具加工切入量之间的结构关系导致 的、未被加工的未切除部分的产生；图9是示出衍射结构的栅距与光利用效率之间关系的图，该图用于说 明衍射栅距与由于加工损耗引起的光利用效率的降低之间的关系；图10是示出温度变化与残余像差之间关系的图，该图用于基于是否 存在校正的情况说明因环境温度变化而产生的波前像差；图IIA、图IIB及图IIC是示出温度变化、准直透镜的相应位置、以 及在准直透镜移动之后残余球面像差中相应变化之间的关系的视图12是示出当环境温度产生变化时产生的球面像差部分的详细情况 的图；而图13是示出当倍率变化时球面像差部分的详细情况的图。 具体实施例方式将参考附图详细描述根据本专利技术的实施例的光学拾取器和光盘设备。 如图1所示，根据本专利技术的实施例的光盘设备1包括用于对于光盘 2 (即，光学记录介质)进行信息的记录及/或再现的光学拾取器3，以及 用作使光盘2旋转的驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学拾取器，包括：　光源，其发射光束；　物镜，其将从所述光源发射的所述光束汇聚到光盘上；　至少一个发散角转换透镜，其布置在所述光源与所述物镜之间，并改变入射光束的发散角；　驱动装置，其用于在光轴方向上驱动所述发散 角转换透镜；　光学检测装置，其对在所述光盘处反射的返回光束进行检测；以及　环境变化检测单元，其被配置为检测环境温度变化，　其中，所述物镜由折射器件制成，所述折射器件在其一个表面上具有呈阶梯形状或锯齿剖面形状的衍射结构，所述 衍射结构产生衍射光，所述衍射光提供适于执行令人满意的记录及／或再现的光点，当使用一阶光时，所述物镜满足２．５×１０↑［－３］≤ΔＷＦＡ／（ΔＴ×ｆ）≤２．６×１０↑［－３］的关系，当使用二阶光时，所述物镜满足１．８×１０↑［－３］≤ΔＷＦＡ／（ΔＴ×ｆ）≤２．６×１０↑［－３］的关系，当使用三阶光时，所述物镜满足１．１×１０↑［－３］≤ΔＷＦＡ／（ΔＴ×ｆ）≤２．６×１０↑［－３］的关系，当使用四阶光时，所述物镜满足０．７×１０↑［－３］≤ΔＷＦＡ／（ΔＴ×ｆ）≤２．６×１０↑［－３］的关系，当使用五阶光时，所述物镜满足０．２×１０↑［－３］≤ΔＷＦＡ／（ΔＴ×ｆ）≤２．６×１０↑［－３］的关系，其中，ΔＷＦＡ表示所述物镜的与环境温度变化相对应的波前像差的量，ΔＴ表示环境温度变化的量，而ｆ表示所述物镜的焦距，并且　其中，所述发散角转换透镜根据所述环境变化检测单元的检测结果而被步进驱动。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金田一贤，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]