專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用衍射光進(jìn)行信息的記錄和/或重放的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在光拾取裝置中，作為用于光盤上記錄了的信息的重放 或?qū)獗P的信息的記錄的光源使用的激光器光源的短波長(zhǎng)化得到了 進(jìn)展，各種藍(lán)紫色激光器光源正在實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。如果使用這些藍(lán)紫色
半導(dǎo)體激光器，則在使用與DVD(數(shù)字通用盤)相同的數(shù)值孔徑(NA) 的物鏡的情況下，對(duì)于直徑12cm的光盤可進(jìn)行15~20GB的信息的 記錄，在使物鏡的NA高達(dá)0.85的情況下，對(duì)于直徑12cm的光盤可 進(jìn)行約25GB的信息的記錄。以下，在本說明書中，將使用藍(lán)紫色激 光器光源的光盤和光磁盤總稱為r高密度光盤」。
此外，在使用NA0.85的物鏡的高密度光盤中，由于起因于光盤 的斜度(歪斜)而發(fā)生的彗形像差增大，故有與DVD中的情況相比 將保護(hù)層設(shè)計(jì)得較薄(相對(duì)于DVD的0.6mm，是0.1mm)以減少因 歪斜引起的彗形像差量的高密度光盤。但是，如果只能對(duì)這樣的高密 度光盤適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的記錄/重放，不能說作為光盤播放器/記錄器 的產(chǎn)品的價(jià)值是充分的。如果基于現(xiàn)在正在出售并廣泛地普及了多種 多樣的DVD、 CD (密致盤)的現(xiàn)實(shí)，則希望在高密度光盤用的光盤 播放器/記錄器等中安裝的光拾取裝置具有對(duì)于高密度光盤、DVD、 進(jìn)而是CD的任一種都既能維持互換性又能適當(dāng)?shù)赜涗?重放信息的 性能。
作為對(duì)于高密度光盤、DVD、進(jìn)而是CD的任一種都既能維持互 換性又能適當(dāng)?shù)赜涗?重放信息的方法，可考慮根據(jù)記錄/重放信息的
光盤的記錄密度有選擇地轉(zhuǎn)換高密度光盤用的光學(xué)系統(tǒng)和DVD、 CD 用的光學(xué)系統(tǒng)的方法，但由于必須有多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，故對(duì)小型化是不 利的，此外，成本增大了。
因而，為了謀求實(shí)現(xiàn)光拾取裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、低成本化，即使 在具有互換性的光拾取裝置中，也使高密度光盤用的光學(xué)系統(tǒng)和 DVD、 CD用的光學(xué)系統(tǒng)成為共同的系統(tǒng)以盡可能減少構(gòu)成光拾取裝 置的光學(xué)部件數(shù)目是較為理想的。而且，使與光盤對(duì)置地配置的對(duì)物 光學(xué)系統(tǒng)成為共同的系統(tǒng)這一點(diǎn)對(duì)光拾取裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、低成本 化成為最有利的。此外，為了得到對(duì)于記錄/重放波長(zhǎng)互不相同的多種 光盤共同的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)，希望在對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)中形成具有球面像差 的波長(zhǎng)依存性的相位結(jié)構(gòu)。
在專利文獻(xiàn)1中記載了具有作為相位結(jié)構(gòu)的衍射結(jié)構(gòu)并對(duì)于高 密度光盤和以前的DVD和CD能共同地使用的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)和安裝 了該對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的光拾取裝置。
文獻(xiàn)1歐洲〃>開專利第1304689號(hào)
在此，在專利文獻(xiàn)l中公開了的光拾取裝置中，通過將對(duì)物光學(xué) 系統(tǒng)的衍射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成衍射角隨通過的光束的波長(zhǎng)而不同，可實(shí)現(xiàn)不 同的光盤的互換。然而， 一般來說，大多將這樣的衍射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成例 如在高密度光盤或DVD使用時(shí)發(fā)揮良好的光利用效率。特別是在對(duì) 于衍射結(jié)構(gòu)使CD用的信息記錄光入射了時(shí)，除了用于信息的記錄/ 重放的既定次數(shù)的衍射光外，有時(shí)發(fā)生除此以外的次數(shù)的不需要的衍 射光，存在若不需要的衍射光入射到光檢測(cè)器上則在正確的信號(hào)讀取 方面帶來障礙的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而進(jìn)行的。其目的在于提供 能有效地除去從衍射結(jié)構(gòu)發(fā)生的不需要的衍射光的光拾取裝置。
與本發(fā)明有關(guān)的光拾取裝置是通過經(jīng)包含物鏡的聚光光學(xué)系統(tǒng) 將從第1光源射出的波長(zhǎng)人l的光束聚光在保護(hù)層的厚度tl的第1光
信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上來進(jìn)行信息的記錄和/或重放的光拾取
裝置，具有第l光源；包含物鏡的聚光光學(xué)系統(tǒng)；以夾住光軸的方 式具備第l光學(xué)區(qū)域和笫2光學(xué)區(qū)域的第l光學(xué)元件；以夾住光軸的 方式具備第3光學(xué)區(qū)域和第4光學(xué)區(qū)域的第2光學(xué)元件；在上述第1 光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間使光束聚光的聚光元件；偏振光分 支光學(xué)構(gòu)件；以及光檢測(cè)器，
通過了上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域的主光束以及通過 了上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域的主光束的偏振方向是笫1 方向，
通過了上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域的副光束以及通過 了上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域的副光束的偏振方向是與上 述第1方向不同的第2方向，
在上述聚光光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)面上設(shè)置了衍射結(jié)構(gòu)， 在從上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面反射了的光束入射 到上述衍射結(jié)構(gòu)上時(shí)，從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的既定的衍射次數(shù)的衍 射光作為主光束在通過了上述上述第1光學(xué)元件后，在上述第1光學(xué) 元件與上述第2光學(xué)元件之間聚光，并通過上述第2光學(xué)元件進(jìn)而經(jīng) 偏振光分支光學(xué)構(gòu)件入射到光檢測(cè)器上，另一方面，從上述衍射結(jié)構(gòu) 射出了的既定的衍射次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光作為副光束，在上述第 1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間不聚光，因而，入射到上述偏振 光分支光學(xué)構(gòu)件上的副光束被上述偏振光分支光學(xué)構(gòu)件分支，不入射 到上述光檢測(cè)器上。


圖l是用于說明本發(fā)明的原理的圖。
圖2是概略地表示對(duì)作為第2光信息記錄介質(zhì)(也稱為光盤)的 BD (藍(lán)光盤)和作為第1光信息記錄介質(zhì)的CD能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的 記錄和/或重放的本實(shí)施形態(tài)的光拾取裝置PU1的結(jié)構(gòu)的圖。
閨3是表示作為第1光學(xué)元件的第1波長(zhǎng)片OE1和作為第2光
學(xué)元件的第2波長(zhǎng)片OE2的斜視圖。
圖4是表示與變形例有關(guān)的光拾取裝置的一部分的圖。
圖5是表示與本實(shí)施形態(tài)有關(guān)的縱球面像差圖的例子的圖。
具體實(shí)施例方式
以下說明本發(fā)明的較為理想的形態(tài)。
項(xiàng)1中所述的光拾取裝置是一種對(duì)保護(hù)層的厚度tl的第1光信 息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和/或重放的光拾取裝置，其特征在于具 有射出波長(zhǎng)X1的第l光束的第l光源；聚光光學(xué)系統(tǒng)，是包含物鏡、 將上述第1光束聚光上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上的聚光 光學(xué)系統(tǒng)，還具有設(shè)置了在從上述第1光信息記錄介質(zhì)的上述信息記 錄面反射了的上述第l光束入射了時(shí)射出作為既定的衍射次數(shù)的衍射 光的主光束和作為上述既定的衍射次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光的副光 束的衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面；以夾住光軸的方式具備第1光學(xué)區(qū)域和第2 光學(xué)區(qū)域的第l光學(xué)元件；以夾住光軸的方式具備第3光學(xué)區(qū)域和第 4光學(xué)區(qū)域的第2光學(xué)元件；在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元 件之間使上述主光束聚光的聚光元件；分離通過了上述第l光學(xué)元件 和上述第2光學(xué)元件的上述主光束與上述副光束的偏振光分支光學(xué)構(gòu) 件；以及接受上述主光束的光檢測(cè)器，
上述光拾取裝置通過經(jīng)包含上述物鏡的上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上 述第1光束聚光在上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上來進(jìn)行信 息的記錄和/或重放，
上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第1光學(xué)區(qū) 域和上述第4光學(xué)區(qū)域的主光束給予第1方向的偏振方向，
上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第2光學(xué)區(qū) 域和上述第3光學(xué)區(qū)域的主光束給予第1方向的偏振方向，
上述第l光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第l光學(xué)區(qū) 域和上述第3光學(xué)區(qū)域的副光束給予第2方向的偏振方向，
上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第2光學(xué)區(qū)
域和上述第4光學(xué)區(qū)域的副光束給予第2方向的偏振方向，
從上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面反射了的光束入射到 上述衍射結(jié)構(gòu)上時(shí)，從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述主光束在通過了上 述第1光學(xué)元件后，在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間被 聚光，通過上述第2光學(xué)元件進(jìn)而經(jīng)偏振光分支光學(xué)構(gòu)件入射到光檢 測(cè)器上，另一方面，從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述副光束在通過了上 述第1光學(xué)元件后，在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間不 被聚光，因而通過上述第2光學(xué)元件入射到偏振光分支光學(xué)構(gòu)件上的 副光束進(jìn)而被上述偏振光分支光學(xué)構(gòu)件分支而不入射到上述光檢測(cè) 器上。此外，本說明書中，所謂r光軸」，假定指的是通過的光束的 中心。
參照?qǐng)D1，說明本發(fā)明的原理。圖l是與本發(fā)明有關(guān)的光拾取裝 置的光軸方向的部分剖面圖，在該部分剖面圖中，第l光學(xué)元件OEl 在光軸X之上具有第1光學(xué)區(qū)域A，在光軸之下具有第2光學(xué)區(qū)域B。 此外，從第l光學(xué)元件OEl起沿光軸隔開既定的間隔d分離了的第2 光學(xué)元件OE2在光軸X之上具有第3光學(xué)區(qū)域C，在光軸之下具有 第4光學(xué)區(qū)域D。各光學(xué)區(qū)域A~D具有使通過的光束產(chǎn)生X/4的相 位差的功能，但在光學(xué)區(qū)域A和B、以及C和D中產(chǎn)生相位差的方 向各不相同。此外，在相對(duì)的光學(xué)區(qū)域A和C、以及B和D中產(chǎn)生 相位差的方向也各不相同。作為具體的例子，可考慮使通過了第l光 學(xué)區(qū)域A的光束產(chǎn)生+ Xy4的相位差、使通過了第2光學(xué)區(qū)域B的光 束產(chǎn)生-X/4的相位差、使通過了第3光學(xué)區(qū)域C的光束產(chǎn)生-入/4 的相位差、使通過了第4光學(xué)區(qū)域D的光束產(chǎn)生+ Ay4的相位差。此 外，也可定為使通過了第l光學(xué)區(qū)域A的光束產(chǎn)生+ X/2的相位差、 使通過了第2光學(xué)區(qū)域B的光束不產(chǎn)生相位差、使通過了第3光學(xué)區(qū) 域C的光束產(chǎn)生+入/2的相位差、使通過了第4光學(xué)區(qū)域D的光束不 產(chǎn)生相位差。
在此，假定從圖1的左方起，從光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面射 出了線偏振光光狀態(tài)的反射光。用實(shí)線表示通過了物鏡的衍射結(jié)構(gòu)的
既定次數(shù)的衍射光束中的邊緣光線a，用點(diǎn)線表示既定次數(shù)以外的次 數(shù)的衍射光束中的邊緣光線P，用一點(diǎn)點(diǎn)劃線表示既定次數(shù)以外的次 數(shù)的另外的衍射光束中的邊緣光線Y。即，在此，在邊緣光線中具有 光線a的光束是正規(guī)的信息記錄光，在邊緣光線中具有光線p、 y的光 束成為噪聲分量的光。
在邊緣光線中具有光線a的衍射光束在第1光學(xué)元件OE1與第2 光學(xué)元件OE2之間的光軸方向的位置X處聚光的情況下，光線p在與 位置X相比處于光信息記錄介質(zhì)一側(cè)(在圖中是左方)的位置Y處 聚光，光線Y在與位置X相比處于光檢測(cè)器一側(cè)(在圖中是右方)的 位置Z處聚光。
然而，在邊緣光線中具有光線a的光束中通過第1光學(xué)區(qū)域A的 部分必定通過第4光學(xué)區(qū)域D，再者，通過第2光學(xué)區(qū)域B的部分必 定通過第3光學(xué)區(qū)域C。因而，對(duì)于入射到笫l光學(xué)元件OEl之前的 光線a來說，從第2光學(xué)元件OE2射出后的光線a的偏振方向相差卯 度(第l偏振方向)。
與此不同，在邊緣光線中具有光線p的光束中通過第l光學(xué)區(qū)域 A的部分通過第3光學(xué)區(qū)域C，再者，通過第2光學(xué)區(qū)域B的部分通 過第4光學(xué)區(qū)域D。因而，對(duì)于入射到第l光學(xué)元件OEl之前的在邊 緣光線中具有光線P的光束來說，從第2光學(xué)元件OE2射出后的在邊 緣光線中具有光線p的光束的偏振方向不變(與第1偏振方向不同的 第2偏振方向)。
同樣，在邊緣光線中具有光線Y的光束中通過第1光學(xué)區(qū)域A的 部分通過第3光學(xué)區(qū)域C,再者，通過第2光學(xué)區(qū)域B的部分通過第 4光學(xué)區(qū)域D。因而，對(duì)于入射到第l光學(xué)元件OEl之前的在邊緣光 線中具有光線Y的光束來說，從第2光學(xué)元件OE2射出后的在邊緣光 線中具有光線Y的光束的偏振方向不變(與第1偏振方向不同的第2 偏振方向)。
這樣，由于在正規(guī)的信息記錄光(也稱為主光束)和噪聲分量的 光(也稱為副光束)中例如偏振方向相差卯度，故通過使第2光學(xué)元件OE2的射出光通過偏振光光束分離器那樣的偏振光分支單元(偏 振光分支光學(xué)構(gòu)件)，來例如可使正規(guī)的信息記錄光反射，可使噪聲 分量的光透過，由此，可除去噪聲分量。此外，也可正規(guī)的信息記錄 光透過并引導(dǎo)到光檢測(cè)器上，使噪聲分量的光反射。此外，作為偏振 光分支單元(偏振光分支光學(xué)構(gòu)件)，不限于偏振光光束分離器，也 可使用只使處于既定的偏振狀態(tài)的正規(guī)的信息記錄光通過的線偏振 光片。
項(xiàng)2中所述的光拾取裝置的特征在于在項(xiàng)l中所述的結(jié)構(gòu)中， 在通過上述第1光學(xué)元件的上述主光束在上述第1光學(xué)元件的上述第 1光信息記錄介質(zhì)一側(cè)具有光量Im、通過上述第1光學(xué)元件的上述副 光束在上述第1光學(xué)元件的上述第1光信息記錄介質(zhì)一側(cè)具有光量Is 時(shí)，
Is/Im > 0.20 ( 5 )
在以前的光拾取裝置中，如果入射到光檢測(cè)器上的光束中對(duì)于作 為來自信息記錄面的信號(hào)光的主光束的光量(主光量)Im而言成為 噪聲分量的副光束的光量(副光量)Is大，則存在不能準(zhǔn)確地讀取來 自光信息記錄介質(zhì)的記錄信息的危險(xiǎn)。通過利用與本發(fā)明有關(guān)的光拾 取裝置，即使副光量Is大到某種程度，也能除去副光束，可適當(dāng)?shù)刈x 取光信息記錄介質(zhì)上的記錄信息。例如，在副光量Is滿足上述條件式 (5)的情況下，可有效地使用與本發(fā)明有關(guān)的光拾取裝置。
項(xiàng)3中所述的光拾取裝置的特征在于在項(xiàng)1或2中所述的結(jié)構(gòu) 中，在從上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面反射了的上述第1光 束入射到上述衍射結(jié)構(gòu)上時(shí)，在將從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述既定 的衍射次數(shù)的衍射光束的衍射效率定為DEm、將上述既定的衍射次 數(shù)以外的衍射光束中衍射效率最高的衍射光束的衍射效率定為DEs 時(shí)，
DEs/DEm > 0.20 ( 6 )
利用聚光光學(xué)系統(tǒng)所具有的衍射結(jié)構(gòu)以既定的衍射次數(shù)衍射從 光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面反射了的光束中成為信號(hào)光的主光束。
將該衍射光的衍射效率定為DEm。同時(shí)，也存在利用上述衍射結(jié)構(gòu) 以其它的衍射次數(shù)衍射的光束，將這些衍射光束中具有最大的衍射效 率的光束的衍射效率定為DEs。如果DEs比DEm大，則衍射效率 DEs的光在光檢測(cè)器上成為噪聲分量，存在不能準(zhǔn)確地讀取光信息記 錄介質(zhì)上的記錄信息的危險(xiǎn)。
例如，可考慮在光拾取裝置中將DVD用的光源的波長(zhǎng)定為 650nm、將CD用的光源的波長(zhǎng)定為780nm時(shí)在對(duì)DVD的信息的記 錄/重放中使用4次的衍射光、在對(duì)CD的信息的記錄/重放中使用3 次的衍射光的2互換光拾取裝置。在該光拾取裝置中，在將DVD用 的光的衍射效率設(shè)計(jì)成最佳的情況下，用于DVD的記錄/重放的衍射 光的衍射效率為100 % 、用于CD的記錄/重放的衍射光的衍射效率為 70%。在來自CD用的光源的光被衍射時(shí)，與用于CD的信息的記錄/ 重放的衍射光同時(shí)地產(chǎn)生不需要的衍射次數(shù)光(4次)的衍射光，其 衍射效率大體為16%。
此外，可考慮還具有波長(zhǎng)為405nm的BD用的光源的BD、DVD、 CD的3互換光拾取裝置。在該光拾取裝置中，在設(shè)計(jì)成將3次的衍 射光用于對(duì)BD的信息的記錄/重放、將2次的衍射光用于對(duì)DVD的 信息的記錄/重放、將2次的衍射光用于對(duì)CD的信息的記錄/重放的 情況下，用于BD的記錄/重放的衍射光的衍射效率為93 % 、用于DVD 的記錄/重放的衍射光的衍射效率為95%、用于CD的記錄/重放的衍 射光的衍射效率為50%。在來自CD用的光源的光被衍射時(shí)，與用于 CD的記錄/重放的衍射光同時(shí)地產(chǎn)生不需要的衍射次數(shù)光(1次)的 衍射光，其衍射效率大體為28%。
這樣，可知因用于信息的記錄/重放的主光束以外的光束引起的 不需要的光在光拾取裝置內(nèi)傳播。
通過利用與本發(fā)明有關(guān)的光拾取裝置，使用偏振光分支光學(xué)構(gòu)件 可除去從衍射結(jié)構(gòu)射出的不需要的衍射次數(shù)的光束(不需要的光)， 即使DEs大到某種程度，也能除去副光束，可適當(dāng)?shù)刈x取光信息記錄 介質(zhì)上的記錄信息。例如，在DEs/DEm滿足上述條件式(6)的情況
下，可有效地使用與本發(fā)明有關(guān)的光拾取裝置。
項(xiàng)4中所述的光拾取裝置是在項(xiàng)1~3的任一項(xiàng)中所述的結(jié)構(gòu)中 還具有射出波長(zhǎng)人2 (X2<A1)的笫2光束的第2光源的光拾取裝置， 其特征在于上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上述第2光束聚光在保護(hù)層的厚度 t2 (t2〈tl)的第2光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上，因此，對(duì)于不 同的光信息記錄介質(zhì)能以可互換的方式進(jìn)行信息的記錄和/或重放。
項(xiàng)5中所述的光拾取裝置的特征在于在項(xiàng)1~3的任一項(xiàng)中所 述的結(jié)構(gòu)中，上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上述第l光束聚光在保護(hù)層的厚度 與tl不同的t2，的第2光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上，因此，對(duì)于 例如BD和HD DVD那樣的不同的光信息記錄介質(zhì)能以可互換的方式 進(jìn)行信息的記錄和/或重放。
項(xiàng)6中所述的光拾取裝置的特征在于在項(xiàng)1~4的任一項(xiàng)中所 述的結(jié)構(gòu)中，在上述第l光學(xué)元件與上述光檢測(cè)器之間的光路中至少 配置了l個(gè)反射元件，因此，可折彎構(gòu)成光拾取裝置的光學(xué)元件的光 路，可使光拾取裝置實(shí)現(xiàn)小型化。
項(xiàng)7中所述的光拾取裝置的特征在于在項(xiàng)1 5的任一項(xiàng)中所 述的結(jié)構(gòu)中，上述第l光學(xué)元件和上述第2光學(xué)元件具有結(jié)構(gòu)性雙折 射結(jié)構(gòu)。
在此，關(guān)于結(jié)構(gòu)性雙折射進(jìn)行說明。所謂結(jié)構(gòu)性雙折射，指的是 利用微細(xì)結(jié)構(gòu)的方向性而發(fā)生的雙折射，例如已知以比光的波長(zhǎng)充分 小的(< A72 )周期平行地并排了不具有雙折射特性的折射率不同的平 板后的微細(xì)周期結(jié)構(gòu)(所謂的"線和間隙"結(jié)構(gòu))發(fā)生雙折射特性(參 照Principle of Optics,Max Born and Emil Wolf，PERGAMON PRESS LTD.)。偏振方向與槽平行的光的折射率np和垂直的光的折射率nv 分別成為下述的式(1)和(2)。
np- (W+ (1-t) n22) 1/2 (1) nv-l/ "W+ (1-t) n22) 1/2 (2)
Ih、 112分別是形成了微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的物質(zhì)(線)的折射率和填埋
槽的物質(zhì)(間隙)的折射率，此外，t是微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的占空比,如
果將線的寬度定為Wp將間隙的寬度定為W2，則式(3)成立。
t = ( Wi + w2) ( 3 )
石英、方解石等具有的雙折射特性是該物質(zhì)固有的特性，幾乎不 能改變，而關(guān)于微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的雙折射，通過改變材料、形狀可容易 地控制雙折射特性。此外，如果將微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的雙折射結(jié)構(gòu)的高度 (槽的深度)定為h，則偏振方向與槽平行的光與垂直的光的相位差 (延遲量)Re成為下述的式(4)。
Re - ( Hp - nv) h ( 4 )
根據(jù)這些式子可知，如果使微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的雙折射結(jié)構(gòu)的占空比 t和微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的雙折射結(jié)構(gòu)的高度(槽的深度)h可變，則可使相 位差(延遲量)Re變化。
例如，在打算形成400nm的激光用的X/4波長(zhǎng)片作為光學(xué)元件時(shí)， 如果使用常溫下的折射率約為1.5的樹脂原材料，將線的寬度定為 100nm、將間隙的寬度定為90nm，則有必要使微細(xì)結(jié)構(gòu)的高度h == 1200nm。即，縱橫比約為12。按照微細(xì)周期結(jié)構(gòu)一體地制作雖然是 相同的相位差但光學(xué)軸方位不同的波長(zhǎng)片是容易的，此外，可使波長(zhǎng) 片間的邊界處產(chǎn)生的損耗區(qū)域?yàn)樾∮诘扔趲譎m，可謀求信息記錄光的 損耗降低、不需要的光的隔斷性能的提高。
按照本發(fā)明，可提供能有效地除去從衍射結(jié)構(gòu)發(fā)生的不需要的衍 射光的光拾取裝置。
以下，根據(jù)

方面的實(shí)施形態(tài)。圖2是概略地表示對(duì)作為 第2光信息記錄介質(zhì)(也稱為光盤)的BD (藍(lán)光盤)和作為第1光 信息記錄介質(zhì)的CD能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的記錄和/或重放的本實(shí)施形 態(tài)的光拾取裝置PU1的結(jié)構(gòu)的圖。此外，本發(fā)明當(dāng)然可應(yīng)用于HD DVD、 DVD等其它的光盤用的光拾取裝置。
圖3是表示作為第1光學(xué)元件的第1波長(zhǎng)片OE1和作為第2光 學(xué)元件的第2波長(zhǎng)片OE2的斜視圖。在圖3中，在薄的片狀的第1 波長(zhǎng)片OE1的光學(xué)面上夾住未圖示的光軸形成了第1光學(xué)區(qū)域A和 第2光學(xué)區(qū)域B。在第1光學(xué)區(qū)域A中以等間隔配置了多個(gè)微細(xì)的壁
WA。在第2光學(xué)區(qū)域B中以等間隔配置了多個(gè)微細(xì)的壁WB，但在 各壁WB與壁WA正交了的狀態(tài)下接合了端部彼此。利用壁WA、 WB形成高度h的結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)。
同樣，在薄的片狀的第2波長(zhǎng)片OE2的光學(xué)面上夾住未圖示的 光軸形成了第3光學(xué)區(qū)域C和第4光學(xué)區(qū)域D。在第3光學(xué)區(qū)域C 中以等間隔配置了多個(gè)微細(xì)的壁WC，但在光軸方向上看時(shí)與在光軸 方向上對(duì)置的壁WA正交。在第4光學(xué)區(qū)域D中以等間隔配置了多 個(gè)微細(xì)的壁WD，但在光軸方向上看時(shí)與在光軸方向上對(duì)置的壁WB 正交。在各壁WC與壁WD正交了的狀態(tài)下接合了端部彼此，利用壁 WC、 WD形成高度h的結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)。
在通過了第1波長(zhǎng)片OE1和第2波長(zhǎng)片OE2的光束中，通過了 第1光學(xué)區(qū)域A和第4光學(xué)區(qū)域D的光束和通過了第2光學(xué)區(qū)域B 和第3光學(xué)區(qū)域C的光束的偏振方向變化了 90度，通過了第l光學(xué) 區(qū)域A和第3光學(xué)區(qū)域C的光束和通過了第2光學(xué)區(qū)域B和第4光 學(xué)區(qū)域D的光束的偏振方向不變。在此，通過調(diào)整壁WA WD的間 隔和高度，可構(gòu)成為只與特定的波長(zhǎng)反應(yīng)，以便在波長(zhǎng)人2 (350nm^人2^450nm)的光束通過了時(shí)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性雙折射、或在波 長(zhǎng)X1 (750nmS人1^800nm)的光束通過了時(shí)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性雙折射。
此外，本實(shí)施形態(tài)的光拾取裝置PU1具備包含物鏡的聚光光學(xué) 系統(tǒng)，聚光光學(xué)系統(tǒng)具有設(shè)置了衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面。例如，在圖2中， 在物鏡OBJ的光學(xué)面上形成了用于校正起因于BD的保護(hù)層的厚度t2 =O.lmm與CD的保護(hù)層的厚度tl = 1.2mm的差而發(fā)生的球面像差的 衍射結(jié)構(gòu)DS。在對(duì)BD進(jìn)行信息的記錄和/或重放的情況下，如果使 半導(dǎo)體激光器(第2光源)LD1發(fā)光，則從半導(dǎo)體激光器LD1射出 了的波長(zhǎng)U的發(fā)散光束如在圖2中所示在通過第1中繼透鏡CL1變 換為平行光束后，被第1偏振光光束分離器BS1反射，在通過了入/4 波長(zhǎng)片QWP后，由未圖示的光闌限制光束直徑，通過物鏡OBJ的衍 射結(jié)構(gòu)DS，其0次衍射光成為在BD的信息記錄面RL1上形成的光 點(diǎn)。物鏡OBJ利用在其周邊配置了的2軸傳動(dòng)器(未閨示)進(jìn)行聚
焦、跟蹤。
在信息記錄面RL1上利用信息凹坑調(diào)制了的反射光束再次透過 了物鏡OBJ、入/4波長(zhǎng)片QWP后，通過第1偏振光光束分離器BS1 和第3偏振光光束分離器BS3。從第3偏振光光束分離器BS3射出了 的光束由作為聚光元件的透鏡L3作成收斂光束，在通過第1波長(zhǎng)片 OE1并在第1波長(zhǎng)片OE1與第2波長(zhǎng)片OE2之間聚光了后，通過第 2波長(zhǎng)片OE2，由透鏡L4作成平行光束。
在此，由于通過了第1波長(zhǎng)片OE1和第2波長(zhǎng)片OE2的光束大 致只是來自信息記錄面RL1的反射光(主光束)，偏振方向傾斜了 90度，故被作為偏振光分支單元(偏振光分支光學(xué)構(gòu)件)的第2偏振 光光束分離器BS2反射，由透鏡L5聚光，由傳感透鏡SEN附加像散， 在光檢測(cè)器PD的受光面上收斂。然后，使用光檢測(cè)器PD的輸出信 號(hào)，可讀取在BD上記錄了的信息。
另一方面，在對(duì)CD進(jìn)行信息的記錄和/或重放的情況下，如果 使半導(dǎo)體激光器LD2發(fā)光，則從半導(dǎo)體激光器(第1光源)LD2射 出了的波長(zhǎng)A1的發(fā)散光束如在圖2中所示在通過第2中繼透鏡CL2 變換為平行光束后，被第3偏振光光束分離器BS3反射，在通過了第 1偏振光光束分離器BS1、進(jìn)而通過了X/4波長(zhǎng)片QWP后，由未圖示 的光闌限制光束直徑，通過物鏡OBJ的衍射結(jié)構(gòu)DS，其l次衍射光 成為在CD的信息記錄面RL2上形成的光點(diǎn)。物鏡OBJ利用在其周 邊配置了的2軸傳動(dòng)器(未圖示)進(jìn)行聚焦、跟蹤。
在信息記錄面RL2上利用信息凹坑調(diào)制了的反射光束再次透過 了物鏡OBJ、 A74波長(zhǎng)片QWP后，通過第1偏振光光束分離器BS1 和第3偏振光光束分離器BS3。從第3偏振光光束分離器BS3射出了 的光束由作為聚光元件的透鏡L3作成收斂光束，在通過第1波長(zhǎng)片 OE1并在第1波長(zhǎng)片OE1與第2波長(zhǎng)片OE2之間聚光了后，通過第 2波長(zhǎng)片OE2，由透鏡L4作成平行光束。
在此，因衍射結(jié)構(gòu)DS的緣故，在波長(zhǎng)人l的光束通過了衍射結(jié)構(gòu) DS時(shí)，即使設(shè)計(jì)成既定的衍射次數(shù)的衍射光的光量為最高，有時(shí)也
與既定的衍射次數(shù)的衍射光同時(shí)地發(fā)生不能忽略的光量的不同的次
數(shù)的衍射光。例如，在作為縱球面像差圖的圖5中表示的例子中，與 光量為最高的+ 1次衍射光同時(shí)地發(fā)生了不能忽略的光量的-1次衍 射光。這一點(diǎn)在使用不同的波長(zhǎng)入1和波長(zhǎng)X2的光束對(duì)BD和CD以互 換的方式進(jìn)行信息的記錄和/或重放時(shí)使用的物鏡中，在其特性上有容 易發(fā)生這樣的實(shí)情。在這樣的情況下，存在若-1次衍射光入射到光 檢測(cè)器PD上就發(fā)生讀取誤差的危險(xiǎn)。
然而，在本實(shí)施形態(tài)中，在通過了第1波長(zhǎng)片OE1和第2波長(zhǎng) 片OE2的光束中，由于從衍射結(jié)構(gòu)DS射出了的l次衍射光(作為既 定次數(shù)的衍射光的主光束)的偏振方向傾斜了 90度，故被作為偏振 光分支單元(偏振光分支光學(xué)構(gòu)件)的第2偏振光光束分離器BS2反 射，由透鏡L5聚光，由傳感透鏡SEN附加像散，在光檢測(cè)器PD的 受光面上收斂。然后，使用光檢測(cè)器PD的輸出信號(hào)，可讀取在CD 上記錄了的信息。但是，由于從衍射結(jié)構(gòu)DS射出了的-1次衍射光 (作為既定次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光的副光束)不在第1波長(zhǎng)片OE1 與第2波長(zhǎng)片OE2之間聚光，因而偏振方向不變，故透過作為偏振 光分支單元(偏振光分支光學(xué)構(gòu)件)的第2偏振光光束分離器BS2， 不入射到光檢測(cè)器PD上。此外，關(guān)于互換光盤，不限于BD與CD 的纟且合，可以是BD、 DVD、 CD的纟且合或BD、 HDDVD、 DVD、 CD 的組合。
這樣，按照本實(shí)施形態(tài)，由于通過了第1波長(zhǎng)片OE1和第2波 長(zhǎng)片OE2的光束中既定次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光(副光束)是噪聲 分量，偏振方向不變，故透過第2偏振光光束分離器BS2，不到達(dá)光 檢測(cè)器PD，由此可抑制誤差的發(fā)生等。
例如，即使在由作為第1光信息記錄介質(zhì)的CD的信息記錄面反 射了的光束入射到衍射結(jié)構(gòu)DS上時(shí)，在將從衍射結(jié)構(gòu)DS射出了的 上述既定的衍射次數(shù)的衍射光束的衍射效率定為DEm、將上述既定 的衍射次數(shù)以外的衍射光束中衍射效率最高的衍射光束中衍射效率 定為DEs時(shí)，并滿足以下的式的情況下，也能除去成為噪聲分量的光，
可適當(dāng)?shù)刈x取來自光信息記錄介質(zhì)的記錄信息。
DEs/DEm > 0.20
同樣，即使通過第1波長(zhǎng)片OE1的1次衍射光在第1波長(zhǎng)片OE1 的CD —側(cè)的位置上具有光量Im、通過第1波長(zhǎng)片OE1的-1次衍 射光在第1波長(zhǎng)片OE1的CD —側(cè)的位置上具有光量Is，并滿足以下 的式的情況下，也能除去成為噪聲分量的-1次衍射光，可適當(dāng)?shù)刈x 取來自光信息記錄介質(zhì)的記錄信息。
Is/Im > 0.20
圖4是表示與變形例有關(guān)的光拾取裝置的一部分的概略圖。在本 變形例中，棱鏡PS的一面由入射面IP和射出面OP構(gòu)成，另外的2 面是反射面R1、 R2。在入射面IP中形成了包含由多個(gè)微細(xì)的壁(參 照?qǐng)D3)構(gòu)成的第1區(qū)域A和笫2區(qū)域B的第1結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu) OEl，在射出面OP中形成了包含由多個(gè)微細(xì)的壁(參照?qǐng)D3)構(gòu)成 的第3區(qū)域C和第4區(qū)域D的第2結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)OE2。此外， 假定在第1結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)OE1中以夾住光軸的方式在紙面垂直 方向上并排地配置了第1光學(xué)區(qū)域A和第2光學(xué)區(qū)域B，在第2結(jié)構(gòu) 性雙折射結(jié)構(gòu)OE2中以夾住光軸的方式在紙面垂直方向上并排地配 置了第3光學(xué)區(qū)域C和第4光學(xué)區(qū)域D。
在圖4中，從CD反射并通過了擴(kuò)展透鏡EXP的光束透過偏振 光光束分離器BS，由作為聚光元件的透鏡L3成為收斂光束，通過在 棱鏡PS的入射面IP中形成了的結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)OEl，由反射面 Rl反射了后進(jìn)行聚光，進(jìn)而由第2反射面R2反射，通過在射出面 OP中形成了的結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)OE2，從棱鏡PS射出，由相同的 透鏡L3作成平行光束，進(jìn)而通過了A72波長(zhǎng)片HWP后，入射到相同 的偏振光光束分離器BS上，只有來自打算進(jìn)行信息的記錄和/或重放 的信息記錄面RL1的反射光朝向光檢測(cè)器PD。由于除此以外的結(jié)構(gòu) 與上述的實(shí)施形態(tài)是同樣的，故省略其說明。此外，也可將使朝向第 1波長(zhǎng)片OE1的入射光束通過的透鏡和使來自第2波長(zhǎng)片OE2的射 出光束通過的透鏡作成獨(dú)立的透鏡。此外，也可使從偏振光光束分離
器BS朝向透鏡L3的光束的光軸與從透鏡L3朝向偏振光光束分離器 BS的光束的光軸平行地錯(cuò)開。在這樣的情況下，光軸的間隔分開能 分離入射、射出的光束的程度即可。
以上參照實(shí)施形態(tài)說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不應(yīng)解釋為限定于上 述實(shí)施形態(tài)，當(dāng)然可作適當(dāng)?shù)淖兏?、改良。本發(fā)明不限于CD用的光 拾取裝置，當(dāng)然也可應(yīng)用于對(duì)于作為笫1光信息記錄介質(zhì)的BD和作 為第2光信息記錄介質(zhì)的HD DVD能使用同 一波長(zhǎng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信息的 記錄/重放的光拾取裝置。在該情況下，光拾取裝置可將從光源射出了 的波長(zhǎng)A1的光束經(jīng)包含物鏡OBJ的聚光光學(xué)系統(tǒng)聚光在保護(hù)層的厚 度tl的笫1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面和保護(hù)層的厚度與tl不同 的t2，的第2光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)保護(hù)層的厚度t1的第1光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄和/或重放的光拾取裝置，其特征在于具有射出波長(zhǎng)λ1的第1光束的第1光源；聚光光學(xué)系統(tǒng)，是包含物鏡、將上述第1光束聚光到上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上的聚光光學(xué)系統(tǒng)，其還具有設(shè)置了在從上述第1光信息記錄介質(zhì)的上述信息記錄面反射了的上述第1光束入射了時(shí)射出作為既定的衍射次數(shù)的衍射光的主光束和作為上述既定的衍射次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光的副光束的衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面；以夾住光軸的方式具備第1光學(xué)區(qū)域和第2光學(xué)區(qū)域的第1光學(xué)元件；以夾住光軸的方式具備第3光學(xué)區(qū)域和第4光學(xué)區(qū)域的第2光學(xué)元件；在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間使上述主光束聚光的聚光元件；分離通過了上述第1光學(xué)元件和上述第2光學(xué)元件的上述主光束與上述副光束的偏振光分支光學(xué)構(gòu)件；以及接受上述主光束的光檢測(cè)器，上述光拾取裝置通過經(jīng)包含上述物鏡的上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上述第1光束聚光在上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上來進(jìn)行信息的記錄和/或重放，上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域的主光束給予第1方向的偏振方向，上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域的主光束給予第1方向的偏振方向，上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第1光學(xué)區(qū)域和上述第3光學(xué)區(qū)域的副光束給予第2方向的偏振方向，上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域?qū)νㄟ^了上述第2光學(xué)區(qū)域和上述第4光學(xué)區(qū)域的副光束給予第2方向的偏振方向，從上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面反射了的光束入射到上述衍射結(jié)構(gòu)上時(shí)，從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述主光束在通過了上述第1光學(xué)元件后，在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間被聚光，并通過上述第2光學(xué)元件進(jìn)而經(jīng)偏振光分支光學(xué)構(gòu)件入射到光檢測(cè)器上，另一方面，從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述副光束在通過了上述第1光學(xué)元件后，在上述第1光學(xué)元件與上述第2光學(xué)元件之間不被聚光，因而通過上述第2光學(xué)元件入射到偏振光分支光學(xué)構(gòu)件上的副光束進(jìn)而被上述偏振光分支光學(xué)構(gòu)件分支而不入射到上述光檢測(cè)器上。
2. 如權(quán)利要求l中所述的光拾取裝置，其特征在于 如果設(shè)通過上述第1光學(xué)元件的上述主光束在上述第1光學(xué)元件的上述第1光信息記錄介質(zhì)一側(cè)具有光量Im、通過上述第1光學(xué)元 件的上述副光束在上述第1光學(xué)元件的上述第1光信息記錄介質(zhì)一側(cè) 具有光量Is，則成為 Is/Im>0.20。
3. 如權(quán)利要求1或2中所述的光拾取裝置，其特征在于 在從上述第1光信息記錄介質(zhì)的信息面反射了的上述第1光束入射到上述衍射結(jié)構(gòu)上時(shí)，在將從上述衍射結(jié)構(gòu)射出了的上述既定的衍 射次數(shù)的衍射光束的衍射效率定為DEm、將上述既定的衍射次數(shù)以 外的衍射光束中衍射效率最高的衍射光束的衍射效率定為DEs時(shí)，則 成為DEs/DEm>0.20。
4. 如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)中所述的光拾取裝置，其特征在于 上述光拾取裝置是還具有射出波長(zhǎng)人2的第2光束的第2光源的光拾取裝置，其中X2〈A1，上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上述第2光束聚光在保護(hù)層的厚度t2的第2 光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上，其中t2〈tl。
5. 如權(quán)利要求1 ~ 3的任一項(xiàng)中所述的光拾取裝置，其特征在于上述聚光光學(xué)系統(tǒng)將上述第1光束聚光在保護(hù)層的厚度與tl不同的t2，的第2光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面上。
6. 如權(quán)利要求1 ~ 4的任一項(xiàng)中所述的光拾取裝置，其特征在于 在上述第l光學(xué)元件與上述光檢測(cè)器之間的光路中至少配置了1個(gè)反射元件。
7. 如權(quán)利要求1 ~ 5的任一項(xiàng)中所述的光拾取裝置，其特征在于 上述第1光學(xué)元件和上述第2光學(xué)元件具有結(jié)構(gòu)性雙折射結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光拾取裝置，具有第1光源；聚光光學(xué)系統(tǒng)，包含物鏡，還具有設(shè)置了射出作為既定的衍射次數(shù)的衍射光的主光束和作為既定的衍射次數(shù)以外的次數(shù)的衍射光的副光束的衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)面；具備第1和第2光學(xué)區(qū)域的第1光學(xué)元件；具備第3和第4光學(xué)區(qū)域的第2光學(xué)元件；在第1光學(xué)元件與第2光學(xué)元件之間使主光束聚光的聚光元件；分離通過了第1和第2光學(xué)元件的主光束與副光束的偏振光分支光學(xué)構(gòu)件；以及接受主光束的光檢測(cè)器，通過了第1和第4光學(xué)區(qū)域的主光束以及通過了第2和第3光學(xué)區(qū)域的主光束的偏振方向是第1方向，通過了第1和第3光學(xué)區(qū)域的主光束以及通過了第2和第4光學(xué)區(qū)域的副光束的偏振方向是與上述第1方向不同的第2方向。
文檔編號(hào)G11B7/135GK101114481SQ20071013690
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者長(zhǎng)井史生 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社