專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)拾取裝置，具體地，本發(fā)明涉及一種例如可兼容諸
如CD (壓縮盤(pán))、DVD (數(shù)字通用盤(pán))、BD (藍(lán)光盤(pán)等利用藍(lán)激光束的高 密度光盤(pán))之類(lèi)的多種光盤(pán)的光學(xué)拾取裝置。
背景技術(shù)：
例如，在通過(guò)一個(gè)物鏡可應(yīng)用于多種光盤(pán)(例如CD、 DVD及BD，其中所 使用的激光束的波長(zhǎng)不同)的光學(xué)拾取裝置中，必須使通過(guò)物鏡形成的光斑 成為具有小直徑的圓形，使得從任意種類(lèi)的光盤(pán)中獲得足夠的再現(xiàn)信號(hào)。用 于此的光束成形有效地使光點(diǎn)形狀成為圓形，而沒(méi)有降低光利用效率。尤其 是在用于藍(lán)激光束的情況中，為了確保邊緣強(qiáng)度(即，被入射給物鏡的光通 量的周邊強(qiáng)度比率)，光束成形是必需的。另外，因?yàn)槿舾骷す馐廖镧R的 入射方向不同則產(chǎn)生彗形像差，所以還必需的是校正相對(duì)于光軸的傾斜度， 以使所有激光束從同 一方向入射至物鏡。
就光點(diǎn)形狀來(lái)說(shuō)，在JP-A-2003-098350和JP-A-2002-304761中提出一 種光學(xué)拾取裝置，在該光學(xué)拾取裝置中，通過(guò)具有光束成形功能的直立反射 鏡將激光束從橢圓形光束轉(zhuǎn)換為圓形光束。此外，JP-A-2003-098350、 JP-A-2002-304761和JP-A-2002-163836提出了光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)具有 波長(zhǎng)選擇膜的直立反射鏡對(duì)激光束相對(duì)于光軸的方向傾斜進(jìn)行校正。在直立 反射鏡中，形成有波長(zhǎng)選擇膜和全反射膜，并且實(shí)施校正，以使具有與由波 長(zhǎng)選擇膜反射的激光束的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的激光束和具有與由波長(zhǎng)選擇 膜透射且由全反射膜反射的激光束的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的激光束相對(duì)于光 軸具有相同的傾斜狀態(tài)。
在通過(guò)一個(gè)物鏡可應(yīng)用至所使用的激光束波長(zhǎng)不同的多種光盤(pán)的光學(xué) 拾取裝置中，在無(wú)限系統(tǒng)中對(duì)某波長(zhǎng)實(shí)施物鏡的像差校正時(shí)，必須在有限系 統(tǒng)中對(duì)其它波長(zhǎng)實(shí)施像差校正。例如，在通過(guò)一個(gè)物鏡和分別發(fā)射藍(lán)激光束、
紅激光束和紅外激光束的三個(gè)激光光源而可應(yīng)用至所使用的激光束波長(zhǎng)不 同的三種光盤(pán)的光學(xué)拾取裝置中，如果利用在用于藍(lán)激光束的無(wú)限系統(tǒng)中校 正了像差的物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)三波長(zhǎng)兼容，則物鏡必須為用于紅或紅外激光束的有 限系統(tǒng)，以實(shí)施對(duì)于紅或紅外激光束的像差校正。
然而，如果使用在JP-A-2003-098350 、 JP-A-2002-304761或 JP-A-2002-163836中所述的直立反射鏡，則在物鏡被用作用于紅激光束或紅 外激光束的有限系統(tǒng)時(shí)，以發(fā)散狀態(tài)將紅或紅外激光束入射至形成直立反射 鏡的透明部件。在發(fā)散光通過(guò)透明部件被傳輸時(shí)，因?yàn)樵谀抢锂a(chǎn)生像散，所 以沒(méi)有獲得良好的光斑。因?yàn)槠浼僭O(shè)平行光被入射給JP-A-2003-098350、 JP-A-2002-304761和JP-A-2002-163836中所述的直立反射鏡，所以沒(méi)有考 慮如上所述的由發(fā)散光的入射而產(chǎn)生的像散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)拾取裝置，該光學(xué)拾取裝置可應(yīng)用于多個(gè) 波長(zhǎng)，且包括光束成形鏡，該光束成形鏡能夠?qū)Χ嗖ㄩL(zhǎng)中的一個(gè)波長(zhǎng)實(shí)施光 束成形，而在各個(gè)波長(zhǎng)中不產(chǎn)生像差。
在本發(fā)明的一個(gè)方案中， 一種光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)發(fā)射具有互不相同 波長(zhǎng)的激光束的多個(gè)激光光源和一個(gè)物鏡，能夠應(yīng)用于多種光盤(pán)，在所述光
盤(pán)中所使用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括光束成形鏡，其設(shè) 置在該物鏡和所述多個(gè)激光光源之間的光路中。該光束成形鏡由透明部件構(gòu) 成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面和在上面形成衍 射光柵的第二光學(xué)表面。并且所述第一光學(xué)表面與第二光學(xué)表面被不平行地 定位。該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在從所述多個(gè)激光光源 發(fā)射的多個(gè)激光束中，第一激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光被入射至該物鏡，第二激 光束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡。該波長(zhǎng)選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射 該第一激光束而反射該第二激光束。該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入射 至該光束成形鏡后，被該衍射光柵反射，然后該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇 膜并從該光束成形鏡出射，從而該第一激光束的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為 圓形。該衍射光柵衍射該第一激光束，以使從該光束成形鏡出射的第一激光 束和第二激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 在本發(fā)明的另一方案中， 一種光學(xué)拾取裝置，其能夠應(yīng)用于多種光盤(pán)， 在所述光盤(pán)中所使用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括多個(gè)激光 光源，其發(fā)射具有互不相同波長(zhǎng)的激光束； 一個(gè)物鏡，其會(huì)聚各個(gè)激光束用 于圖像形成；和光束成形鏡，其設(shè)置在該物鏡和所述多個(gè)激光光源之間的光 路中，并且由透明部件構(gòu)成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一 光學(xué)表面和在上面形成衍射光柵的第二光學(xué)表面，并且所述第一光學(xué)表面與 第二光學(xué)表面被不平行地定位，其中該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié) 構(gòu)中，在從所述多個(gè)激光光源發(fā)射的多個(gè)激光束中，第一激光束作為無(wú)限系 統(tǒng)光被入射至該物鏡，第二激光束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡；該波長(zhǎng) 選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射該第一激光束而反射該第二激光束；該第一激 光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入射至該光束成形鏡后，被該衍射光柵反射，然后 該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并從該光束成形鏡出射，從而該第一激光束 的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形；以及該衍射光柵衍射該第一激光束，以 使從該光束成形鏡出射的第一激光束和第二激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 在本發(fā)明的再一方案中， 一種光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)分別發(fā)射藍(lán)激光束、 紅激光束和紅外激光束的三個(gè)激光光源和一個(gè)物鏡，能夠應(yīng)用于三種光盤(pán)， 在所述光盤(pán)中所使用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括光束成形 鏡，其設(shè)置在該物鏡和所述三個(gè)激光光源之間的光路中，并且由透明部件構(gòu) 成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面和在上面形成衍 射光柵的第二光學(xué)表面，并且所述第一光學(xué)表面與第二光學(xué)表面被不平行地 定位；和準(zhǔn)直透鏡，其設(shè)置在該光束成形鏡和所述三個(gè)激光光源之間的光路 中，并且將藍(lán)激光束轉(zhuǎn)換為平行光，其中該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在 該結(jié)構(gòu)中，藍(lán)激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光被入射至該物鏡，紅激光束和紅外激光 束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡；發(fā)射藍(lán)激光束的激光光源以?xún)A斜方式設(shè) 置，以使藍(lán)激光束、紅激光束和紅外激光束的光強(qiáng)的中心位置互相一致；該 透明部件具有梯形橫截面或楔形橫截面；該衍射光柵通過(guò)具有矩形橫截面或 鋸齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成；該波長(zhǎng)選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射 藍(lán)激光束，而反射紅激光束和紅外激光束；藍(lán)激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入 射至該光束成形鏡后，被該衍射光柵反射，然后藍(lán)激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜 并從該光束成形鏡出射，從而藍(lán)激光束的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形；以及該衍射光柵衍射藍(lán)激光束，以使從該光束成形鏡出射的藍(lán)激光束、紅激 光束和紅外激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 利用本發(fā)明，可以以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)施光束成形，以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)施相關(guān)于光 軸的傾斜校正，從而可以有效地獲得微小光斑，避免彗形像差的生成，以實(shí) 現(xiàn)具有多波長(zhǎng)兼容性且能夠在各個(gè)波長(zhǎng)中獲得良好光斑的光學(xué)拾取裝置。


圖1是顯示光學(xué)拾取裝置的實(shí)施例的示意圖2A和圖2B是顯示在光束成形鏡中的橫截面和光路的示意圖3A至圖3C是用于解釋包含在光束成形鏡中的衍射光柵的結(jié)構(gòu)和操作 的光路圖；禾n
圖4A和圖4B是用于解釋相對(duì)于光束成形鏡的光軸的傾斜校正的光路圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將參考附圖描述依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置的實(shí)施例等。圖1中 示意性地顯示光學(xué)拾取裝置的一個(gè)實(shí)施例的一般結(jié)構(gòu)。這個(gè)光學(xué)拾取裝置11 為三波長(zhǎng)及單鏡頭型光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)一個(gè)物鏡9和具有不同振蕩波長(zhǎng) 的三個(gè)激光光源，能夠應(yīng)用至所使用的激光束波長(zhǎng)不同的三種光盤(pán)12，所述 三個(gè)激光光源由安裝在用于紅或紅外激光的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器la上的兩 個(gè)光源和安裝在用于藍(lán)激光的半導(dǎo)體激光器lb上的一個(gè)光源組成。并且， 該裝置11具有可以對(duì)三種光盤(pán)12中的每種光盤(pán)進(jìn)行信息的記錄和再現(xiàn)的結(jié) 構(gòu)。
這里所提出的三種光盤(pán)12例如是第一光盤(pán)，其可應(yīng)用于具有波長(zhǎng)Ai 405 nm的藍(lán)激光，即使用藍(lán)激光束且具有基板厚度0. 1 mm和數(shù)值孔徑(NA) 0.85的高密度光盤(pán)；第二光盤(pán)，其可應(yīng)用于具有波長(zhǎng)X2 650nm的紅激光， 即具有基板厚度0. 6醒和NA 0. 6至0. 65的DVD;第三光盤(pán)，其可應(yīng)用于具 有波長(zhǎng)X3 780nm的紅外激光，即具有基板厚度1. 2腿和NA 0. 45至0. 5的 CD。然而，所使用的波長(zhǎng)不限于這些例子。另外，本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象不限于 光盤(pán)，而是本發(fā)明可以被應(yīng)用至除光盤(pán)之外的其它光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
圖1中所示的光學(xué)拾取裝置11配備有用于紅和紅外激光的兩波長(zhǎng)半
導(dǎo)體激光器la、用于藍(lán)激光的半導(dǎo)體激光器lb、 二向棱鏡2、分束器3、準(zhǔn) 直透鏡4、 二向棱鏡5、用于紅及紅外激光的光電檢測(cè)器6a、用于藍(lán)激光的 光電檢測(cè)器6b、光束成形鏡7、像差校正元件8、物鏡9、保持器(holder) 10等。此后，以沿著其光路的順序來(lái)解釋光學(xué)拾取裝置ll的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
光學(xué)拾取裝置11包括安裝在用于紅和紅外激光的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器 la上的兩個(gè)光源和安裝在用于藍(lán)激光的半導(dǎo)體激光器lb的一個(gè)光源，作為
上述的激光光源。使用具有波長(zhǎng);u的藍(lán)激光束B(niǎo)1、具有波長(zhǎng)人2的紅激光束
B2或者具有波長(zhǎng)X3的紅外激光束B(niǎo)3，來(lái)對(duì)相應(yīng)的光盤(pán)12進(jìn)行光學(xué)信息的記 錄或再現(xiàn)，其中通過(guò)點(diǎn)亮三個(gè)激光光源中任一激光光源來(lái)發(fā)射所述激光束 (入1〈入2〈人3)。
從半導(dǎo)體激光器la或lb中發(fā)射出來(lái)的激光束B(niǎo)l、 B2或B3被入射至二 向棱鏡2。 二向棱鏡2為光路組合元件，其組合藍(lán)激光束B(niǎo)l、紅激光束B(niǎo)2 和紅外激光束B(niǎo)3各自的光路。因此，從半導(dǎo)體激光器lb發(fā)射的藍(lán)激光束B(niǎo)l 由二向棱鏡2反射，而從半導(dǎo)體激光器la發(fā)射的紅激光束B(niǎo)2或紅外激光束 B3由二向棱鏡2透射，因此各激光束B(niǎo)l、 B2和B3的光路被組合起來(lái)。
從二向棱鏡2出射的激光束B(niǎo)l、 B2或B3的一部分由分束器3所反射。 分束器3為光路分割元件，其將從各半導(dǎo)體激光器la、 lb至光盤(pán)12的光路 (行進(jìn)路徑)與從光盤(pán)12至各個(gè)光電檢測(cè)器6a、 6b的光路(返回路徑)分 割幵，從而它起到半反射鏡的作用，以將入射光的光量分為透射光和反射光 兩部分。
由分束器3反射的藍(lán)激光束B(niǎo)l通過(guò)準(zhǔn)直透鏡4被轉(zhuǎn)換為平行光，然后 它入射至光束成形鏡7。另一方面，由分束器3反射的紅激光束B(niǎo)2或紅外激 光束B(niǎo)3通過(guò)準(zhǔn)直透鏡4被減小其發(fā)散度，然后它入射至光束成形鏡7。光束 成形鏡7由透明部件7c構(gòu)成，該透明部件7c具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜Ft 的第一光學(xué)表面7a和在上面形成衍射光柵Gr的第二光學(xué)表面7b。并且第一 光學(xué)表面7a和第二光學(xué)表面7b非平行地被定位。也就是說(shuō)，光束成形鏡7 由具有梯形橫截面的透明部件7c作為基板而組成。波長(zhǎng)選擇膜Ft被制造在 透明部件7c的前表面?zhèn)壬系牡谝还鈱W(xué)表面7a上，反射式衍射光柵Gr被制 造在透明部件7c的后表面?zhèn)壬系牡诙鈱W(xué)表面7b上。
波長(zhǎng)選擇膜Ft具有透射藍(lán)激光束B(niǎo)l且反射紅激光束B(niǎo)2和紅外激光束 B3的波長(zhǎng)選擇性。因此，被入射至光束成形鏡7的紅激光束B(niǎo)2或紅外激光 束B(niǎo)3在波長(zhǎng)選擇膜Ft上被反射，然后其光路向物鏡9彎曲大致九十度，以 使它作為有限系統(tǒng)光被入射給物鏡9。另一方面，通過(guò)由衍射光柵Gr反射由 波長(zhǎng)選擇膜Ft透射且入射至光束成形鏡7的藍(lán)激光束B(niǎo)l，然后由波長(zhǎng)選擇 膜Ft透射它且從光束成形鏡7中出射，藍(lán)激光束B(niǎo)l的光強(qiáng)分布從橢圓形轉(zhuǎn) 換為圓形。這時(shí)，藍(lán)激光束B(niǎo)1由衍射光柵Gr所衍射，以使從光束成形鏡7 出射的藍(lán)激光束B(niǎo)l、紅激光束B(niǎo)2和紅外激光束B(niǎo)3的方向變得相同。結(jié)果是， 通過(guò)光束成形功能，藍(lán)激光束B(niǎo)l的光強(qiáng)分布從橢圓形轉(zhuǎn)換為圓形，以及藍(lán) 激光束B(niǎo)1的光路向物鏡9彎曲大致九十度，以使它在無(wú)限系統(tǒng)中被入射至 物鏡9。光束成形鏡7的細(xì)節(jié)將在后面描述。
從光束成形鏡7出射的激光束B(niǎo)l、 B2或B3通過(guò)像差校正元件8 (例如， 液晶元件)被透射，進(jìn)而它由物鏡9會(huì)聚，然后到達(dá)光盤(pán)12的記錄表面， 用于圖像形成。像差校正元件8和物鏡9由保持器10所保持，并且它們被 組成為在實(shí)施聚焦、循跡(tracking)等時(shí)通過(guò)致動(dòng)器(未顯示)以整體方 式被驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橄癫钚Ｕ?和物鏡9之間的位置關(guān)系由保持器10 —直 保持(在信息記錄和再現(xiàn)時(shí))為不變狀態(tài)，所以可以避免由于像差校正元件 8和物鏡9之間的位置移動(dòng)而導(dǎo)致的性能下降。
在信息被再現(xiàn)時(shí)，在光盤(pán)12的記錄表面上被反射的激光束B(niǎo)l、 B2或B3 依序通過(guò)物鏡9和像差校正元件8，進(jìn)而由光束成形鏡7所反射，通過(guò)準(zhǔn)直 透鏡4，然后其一部分由分束器3透射。在由分束器3透射的激光束B(niǎo)l至 B3中，藍(lán)激光束B(niǎo)1由二向棱鏡5反射，紅激光束B(niǎo)2或紅外激光束B(niǎo)3由二 向棱鏡5透射。由二向棱鏡5反射的藍(lán)激光束B(niǎo)l到達(dá)光電檢測(cè)器6b的光接 收表面用于圖像形成，由二向棱鏡5透射的紅激光束B(niǎo)2或紅外激光束B(niǎo)3到 達(dá)光電檢測(cè)器6a的光接收表面用于圖像形成。光電檢測(cè)器6a檢測(cè)所接收的 激光束B(niǎo)2或B3的光信息，且輸出它作為電信號(hào)。并且，光電檢測(cè)器6b檢 測(cè)所接收的激光束B(niǎo)1的光信息，且輸出它作為電信號(hào)。
在迄今已經(jīng)眾所周知的普通棱鏡型(其具有梯形橫截面或楔形橫截面) 光束成形元件中，通過(guò)透明部件實(shí)施光束成形，該透明部件具有互不平行定 位的透射表面和反射表面。因此，被入射至透射表面的激光束由于透明部件的色散特性而以相對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)不同的角度被折射。例如，如圖4A中所示，
如果藍(lán)激光L1 (實(shí)線(xiàn))和紅激光L2 (虛線(xiàn))從第一光學(xué)表面7a被以同樣入 射角入射至透明部件7c，因?yàn)閷?duì)于藍(lán)激光Ll的折射率大于對(duì)于紅激光L2的 折射率，所以在上述光線(xiàn)被入射至透明部件7c時(shí)，從透明部件7c出射的激 光L1、 L2的方向由于在第一光學(xué)表面7a處的折射角不同(也就是說(shuō)，色散 特性)而變得不同。這表明，相對(duì)于一個(gè)波長(zhǎng)的激光的光軸導(dǎo)致了傾斜。
作為本實(shí)施例，如果光束成形鏡被用作直立反射鏡，則必需的是對(duì)兩個(gè) 激光L1和L2進(jìn)行校正，以使它們相對(duì)光軸AX具有同樣的傾斜狀態(tài)(圖1)。 可以通過(guò)在透明部件7c的第二光學(xué)表面7b上布置衍射光柵來(lái)實(shí)施該校正。 也就是說(shuō)，如圖4B中所示，如果透明部件7c所具有的波長(zhǎng)的色散特性由衍 射光柵的色散特性所抵消，則可以在各個(gè)波長(zhǎng)中沒(méi)有產(chǎn)生光軸傾斜地實(shí)現(xiàn)兩 波長(zhǎng)的光束成形。然而，如果這被應(yīng)用至三波長(zhǎng)兼容性，則會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。該 問(wèn)題的原因在于，例如在三波長(zhǎng)兼容性通過(guò)一個(gè)物鏡而實(shí)施，該物鏡被校正 以使像差在藍(lán)激光的波長(zhǎng)中變得最小的情況下，需要該物鏡成為用于紅或紅 外激光的波長(zhǎng)的有限系統(tǒng)，以實(shí)施用于紅或紅外激光的波長(zhǎng)的像差校正。然 而，在光束成形鏡被利用在有限系統(tǒng)中的情況下，因?yàn)榧t或紅外激光束以發(fā) 散狀態(tài)透射過(guò)透明部件7c，因此它導(dǎo)致像散產(chǎn)生等問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，在本實(shí)施例(圖l)中，透射藍(lán)激光束B(niǎo)1且反射紅 激光束B(niǎo)2及紅外激光束B(niǎo)3的波長(zhǎng)選擇膜Ft被形成在第一光學(xué)表面7a上， 用于對(duì)藍(lán)激光束B(niǎo)l實(shí)施光軸校正的衍射光柵Gr被形成在第二光學(xué)表面7b 上。在圖3A至圖3C中顯示了具有如上所述的波長(zhǎng)選擇膜Ft和衍射光柵Gr 的光束成形鏡7的結(jié)構(gòu)。圖3A示意性顯示光束成形鏡7的橫截面結(jié)構(gòu)，圖 3B顯示衍射光柵Gr的衍射圖案結(jié)構(gòu)，圖3C示意性顯示沿圖3B中線(xiàn)x-x'切 割時(shí)的橫截表面。如圖3B中所示，衍射光柵Gr被構(gòu)造以具有衍射圖案結(jié)構(gòu)， 其中在一個(gè)方向上延伸的線(xiàn)性凹槽在第二光學(xué)表面7b的有效光路區(qū)域(或 整個(gè)區(qū)域)中平行排列。另外，衍射光柵Gr具有以下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中具 有矩形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽被形成，如圖3C中所示。然而，具有在其中 形成具有鋸齒狀橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽的結(jié)構(gòu)的衍射光柵也可被用作衍射 光柵Gr。此外，例如通過(guò)在第二光學(xué)表面7b上形成金屬膜或多層電介質(zhì)， 可以獲得透明部件7c中衍射光柵Gr的反射功能。
如圖1中所示，從準(zhǔn)直透鏡4出射的紅激光束B(niǎo)2或紅外激光束B(niǎo)3作為 有限系統(tǒng)光被入射至光束成形鏡7。然后，通過(guò)形成在光束成形鏡7的第一 光學(xué)表面7a上的波長(zhǎng)選擇膜Ft，紅激光束B(niǎo)2或紅外激光束B(niǎo)3被反射向物 鏡9。此時(shí)，設(shè)定光束成形鏡7的接合角(attaching angle)，以使被入射 至物鏡9的激光束B(niǎo)2或B3不具有相對(duì)于光軸AX的任何傾斜角，并且調(diào)整 與物鏡9的位置關(guān)系，以使光束強(qiáng)度的中心位置與光軸AX—致。因?yàn)榧t激 光束B(niǎo)2或紅外激光束B(niǎo)3在光束成形鏡7的第一光學(xué)表面7a處被反射，因 此其沒(méi)有以發(fā)散狀態(tài)被透明部件7c透射。因此，在光束成形鏡7中沒(méi)有產(chǎn) 生像散。
如圖1中所示，從準(zhǔn)直透鏡4中出射的藍(lán)激光束B(niǎo)l作為無(wú)限系統(tǒng)光被 入射至光束成形鏡7。然后，通過(guò)形成在第一光學(xué)表面7a上的波長(zhǎng)選擇膜 Ft透射藍(lán)激光束B(niǎo)l、然后通過(guò)形成在第二光學(xué)表面7b上的衍射光柵Gr反 射它、通過(guò)波長(zhǎng)選擇膜Ft透射它且從光束成形鏡7出射它，來(lái)實(shí)施光束成 形。 一般在將激光束從橢圓形光束轉(zhuǎn)換為圓形光束的光束成形中，有在橢圓 形光束的橫截面的短軸方向中增大光束直徑的類(lèi)型和在橢圓形光束的橫截 面的長(zhǎng)軸方向中減小光束直徑的類(lèi)型。在圖1所示的光學(xué)拾取裝置11中， 采用在橢圓形光束的橫截面的短軸方向中增大藍(lán)激光束B(niǎo)l的光束直徑的類(lèi) 型，用于光束成形。然而，在光學(xué)拾取裝置11中，通過(guò)改變光束成形鏡7 的布局，還可以采用在橢圓形光束的橫截面的長(zhǎng)軸方向中減小藍(lán)激光束B(niǎo)l 的光束直徑的類(lèi)型。
在圖2A中，顯示在橢圓形光束的橫截面的短軸方向中藍(lán)激光束B(niǎo)1的光 束直徑被增大時(shí)光束成形鏡7的布局和光路。在圖2B中，顯示在橢圓形光 束的橫截面的長(zhǎng)軸方向中藍(lán)激光束B(niǎo)l的光束直徑被減小時(shí)光束成形鏡7的 布局和光路。即使在以圖2A和圖2B中所示任何類(lèi)型來(lái)實(shí)施光束成形時(shí)，通 過(guò)將由第一光學(xué)表面7a和第二光學(xué)表面7b形成的角度、空間等調(diào)整為指定 值，激光束的光強(qiáng)分布可以從橢圓形被轉(zhuǎn)換為理想的圓形。因此，可以在光 盤(pán)12的記錄表面上形成具有高邊緣強(qiáng)度的良好光斑。
如上所述，通過(guò)光束成形鏡7，實(shí)施對(duì)藍(lán)激光束B(niǎo)1的光束成形。在藍(lán)激 光束B(niǎo)l由形成在第二光學(xué)表面7b上的衍射光柵Gr所反射時(shí)，通過(guò)衍射光 柵Gr的衍射作用實(shí)施相對(duì)于光軸AX的傾斜校正。例如，如圖3A中所示，在藍(lán)激光Ll和紅激光L2從第一光學(xué)表面7a以相同入射角被入射至透明部 件7c時(shí)，如果在衍射光柵Gr處沒(méi)有實(shí)施傾斜校正，則藍(lán)激光Ll'(虛線(xiàn)) 變?yōu)閺牡谝还鈱W(xué)表面7a以不同于紅激光L2的方向出射。如本實(shí)施例，在衍 射光柵Gr處實(shí)施傾斜校正時(shí)，通過(guò)其衍射作用，可以使藍(lán)激光L1 (實(shí)線(xiàn)) 以與紅激光L2相同的方向(換言之，以平行方向)從第一光學(xué)表面7a出射。 也就是說(shuō)，通過(guò)衍射光柵Gr的衍射作用，可以使激光束B(niǎo)l至B3從相同方 向入射至物鏡9，因此，可以避免彗形像差的生成。
在如上所述實(shí)施藍(lán)激光束B(niǎo)l的傾斜校正時(shí)，它引起在藍(lán)激光束B(niǎo)1與紅 激光束B(niǎo)2及紅外激光束B(niǎo)3之間光束強(qiáng)度的中心位置的位置移動(dòng)。如果有任 何位置移動(dòng)，則因?yàn)樵诠怆姍z測(cè)器6a、 6b中產(chǎn)生偏移等，所以可能導(dǎo)致控 制問(wèn)題(循跡控制、聚焦控制等等)。因此，優(yōu)選的是，用于藍(lán)激光的半導(dǎo) 體激光器lb被以如圖1中所示的傾斜方式連接，以使各激光束B(niǎo)l至B3的 光束強(qiáng)度的中心位置相互一致。通過(guò)以?xún)A斜方式設(shè)置用于藍(lán)激光的激光光源 lb，以使各激光束B(niǎo)1至B3的光束強(qiáng)度的中心位置相互一致，可以使用簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)來(lái)校正藍(lán)激光束B(niǎo)l相對(duì)于其它激光束B(niǎo)2和B3的位置移動(dòng)。此外，通 過(guò)單獨(dú)地設(shè)置用于各半導(dǎo)體激光器la、 lb的準(zhǔn)直透鏡4，以及通過(guò)在垂直光 軸的方向中移動(dòng)從用于藍(lán)激光的半導(dǎo)體激光器la到對(duì)應(yīng)于該半導(dǎo)體激光器 的準(zhǔn)直透鏡的部分，可以實(shí)施調(diào)整以使光束強(qiáng)度的中心位置一致。
如上所述，因?yàn)楣鈱W(xué)拾取裝置11被構(gòu)造為使得藍(lán)激光束B(niǎo)l作為無(wú)限系 統(tǒng)光被入射給物鏡9，且紅激光束B(niǎo)2和紅外激光束B(niǎo)3作為有限系統(tǒng)光被入 射給物鏡9，因此可以充分實(shí)施對(duì)各激光束B(niǎo)1至B3的像差校正。即使光學(xué) 拾取裝置11被構(gòu)造為使得紅激光束B(niǎo)2和紅外激光束B(niǎo)3作為有限系統(tǒng)光被 入射給物鏡9，因?yàn)榧t激光束B(niǎo)2和紅外激光束B(niǎo)3由波長(zhǎng)選擇膜Ft所反射， 所以在光束成形鏡7處沒(méi)有像散生成。另一方面，因?yàn)樗{(lán)激光束B(niǎo)l的光強(qiáng) 分布通過(guò)光束成形鏡7從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形，所以可以有效地獲得微小的 光斑。另外，因?yàn)楣鈱W(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中衍射光柵Gr衍 射藍(lán)激光束B(niǎo)1，以使從光束成形鏡7出射的具有三種波長(zhǎng)的激光束B(niǎo)1至B3 的方向變得相同，所以通過(guò)相關(guān)于光軸AX的傾斜校正，可使具有三種波長(zhǎng) 的激光束B(niǎo)1至B3從同一方向入射至物鏡9，從而，彗形像差的產(chǎn)生可以被 避免。因此，可以實(shí)現(xiàn)具有三波長(zhǎng)兼容性且能夠?qū)哂性撊ㄩL(zhǎng)的激光束獲得良好光斑的光學(xué)拾取裝置11。
結(jié)果是，即使以簡(jiǎn)單緊湊的結(jié)構(gòu)，通過(guò)具有三波長(zhǎng)X1至X3的激光束的 光束成形和相對(duì)于光軸AX的傾斜校正，也可獲得良好的信號(hào)(例如，記錄
信號(hào)和再現(xiàn)信號(hào))。因?yàn)榧词乖诰哂腥ㄩL(zhǎng)X1至X3的激光束B(niǎo)l至B3中任 一激光束被使用時(shí)，可以將激光束從同一方向入射給物鏡9，所以可以確保 對(duì)于三種光盤(pán)12 (BD、 DVD、 CD)的兼容性。另外，因?yàn)榫哂休^短波長(zhǎng)的藍(lán) 激光束B(niǎo)l需要高的光利用效率，所以在通過(guò)光束成形獲得良好光斑的同時(shí) 達(dá)到光學(xué)拾取裝置11的三波長(zhǎng)兼容性有較大的價(jià)值。
作為本實(shí)施例，在透明部件7c被構(gòu)造具有梯形(或楔形)橫截面的結(jié) 構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施光束成形。另外，在由具有矩形橫截面(或 鋸齒形橫截面)的多個(gè)線(xiàn)性凹槽形成的衍射光柵Gr被用在光束成形鏡7上 時(shí)，可通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)施相對(duì)于光軸AX的傾斜校正。更進(jìn)一步，為了使具 有三波長(zhǎng)的激光束B(niǎo)l至B3的光強(qiáng)度的中心位置互相一致，在用于實(shí)施了傾 斜校正的藍(lán)激光的激光光源lb以?xún)A斜方式被設(shè)置時(shí)，其它激光束B(niǎo)2、 B3的 位置移動(dòng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)校正。
如通過(guò)上述解釋可以理解的，在通過(guò)發(fā)射具有互不相同波長(zhǎng)的激光束的 多個(gè)激光光源和一個(gè)物鏡而可應(yīng)用至多種光盤(pán)(所述光盤(pán)中所使用的激光束 的波長(zhǎng)不同)的光學(xué)拾取裝置中，通過(guò)第一激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光被入射給 物鏡且第二激光束作為有限系統(tǒng)光被入射給物鏡的結(jié)構(gòu)，可以充分地實(shí)施對(duì) 于各激光束的像差校正。即使該裝置被構(gòu)造以使第二激光束作為有限系統(tǒng)光 被入射至物鏡，因第二激光束由波長(zhǎng)選擇膜所反射，所以在光束成形鏡處沒(méi) 有像散生成。另一方面，因?yàn)榈谝患す馐墓鈴?qiáng)分布通過(guò)光束成形鏡被從橢 圓形轉(zhuǎn)換為圓形，因此可以有效地獲得微小光斑。另外，通過(guò)衍射光柵衍射 第一激光束以使從光束成形鏡出射的第一、第二激光束的方向變?yōu)橄嗤慕Y(jié) 構(gòu)，進(jìn)行相關(guān)于光軸的傾斜校正，可以使從光束成形鏡發(fā)出的第一、第二激 光束從同一方向入射至物鏡，從而可以避免彗形像差的生成。因而，可以實(shí) 現(xiàn)具有多波長(zhǎng)兼容性且能夠在各個(gè)波長(zhǎng)中獲得良好光斑的光學(xué)拾取裝置。
在透明部件被構(gòu)造以使其具有梯形橫截面或楔形橫截面時(shí)，可以以簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)實(shí)施光束成形。通過(guò)利用由具有矩形橫截面或鋸齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性 凹槽形成的衍射光柵，可以以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)施相關(guān)于光軸的傾斜校正。在發(fā)射第一激光束的激光光源以?xún)A斜方式被設(shè)置以使第一、第二激光束的光強(qiáng)度的 中心位置互相一致時(shí)，可以以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)校正相關(guān)于第二激光束的位置移動(dòng)。 另外，使第二激光束的波長(zhǎng)大于第一激光束的波長(zhǎng)，通過(guò)增大具有較短波長(zhǎng) 的第一激光束的光利用效率的光束成形，可以獲得良好的光斑。
如果第一激光束為藍(lán)激光束，第二激光束為紅激光束和紅外激光束中的 至少一種，則可以確保對(duì)于三種光盤(pán)的兼容性，因?yàn)榧词故褂萌N波長(zhǎng)激光 束中的任何一種，也可使激光束從同一方向入射至物鏡。例如，如果藍(lán)激光 束、紅激光束和紅外激光束被用作從三個(gè)激光光源發(fā)射的激光束，則光學(xué)拾
取裝置可被應(yīng)用于CD、 DVD和BD這三種光盤(pán)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)發(fā)射具有互不相同波長(zhǎng)的激光束的多個(gè)激光光源和一個(gè)物鏡，能夠應(yīng)用于多種光盤(pán)，在所述光盤(pán)中所使用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括光束成形鏡，其設(shè)置在該物鏡和所述多個(gè)激光光源之間的光路中，并且由透明部件構(gòu)成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面和在上面形成衍射光柵的第二光學(xué)表面，并且所述第一光學(xué)表面與第二光學(xué)表面被不平行地定位，其中該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在從所述多個(gè)激光光源發(fā)射的多個(gè)激光束中，第一激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光被入射至該物鏡，第二激光束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡；該波長(zhǎng)選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射該第一激光束而反射該第二激光束；該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入射至該光束成形鏡后，被該衍射光柵反射，然后該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并從該光束成形鏡出射，從而該第一激光束的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形；以及該衍射光柵衍射該第一激光束，以使從該光束成形鏡出射的第一激光束和第二激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取裝置，其中該透明部件具有梯形橫截 面或楔形橫截面。
3. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取裝置，其中通過(guò)具有矩形橫截面或鋸 齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成該衍射光柵。
4. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取裝置，其中發(fā)射該第一激光束的激光 光源以?xún)A斜方式設(shè)置，以使該第一激光束和第二激光束的光強(qiáng)的中心位置互 相一致。
5. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第二激光束的波長(zhǎng)長(zhǎng)于 該第一激光束的波長(zhǎng)。
6. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第一激光束是藍(lán)激光束， 該第二激光束是紅激光束和紅外激光束的至少其中之一。
7. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)拾取裝置，其中通過(guò)具有矩形橫截面或鋸 齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成該衍射光柵。
8. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)拾取裝置，其中發(fā)射該第一激光束的激光光源以?xún)A斜方式設(shè)置，以使該第一激光束和第二激光束的光強(qiáng)的中心位置互 相一致。
9. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第二激光束的波長(zhǎng)長(zhǎng)于 該第一激光束的波長(zhǎng)。
10. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第一激光束是藍(lán)激光 束，該第二激光束是紅激光束和紅外激光束的至少其中之一。
11. 一種光學(xué)拾取裝置，其能夠應(yīng)用于多種光盤(pán)，在所述光盤(pán)中所使用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括多個(gè)激光光源，其發(fā)射具有互不相同波長(zhǎng)的激光束； 一個(gè)物鏡，其會(huì)聚各個(gè)激光束用于圖像形成；和光束成形鏡，其設(shè)置在該物鏡和所述多個(gè)激光光源之間的光路中，并且 由透明部件構(gòu)成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面和 在上面形成衍射光柵的第二光學(xué)表面，并且所述第一光學(xué)表面與第二光學(xué)表 面被不平行地定位，其中該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在從所述多個(gè)激光光源發(fā) 射的多個(gè)激光束中，第一激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光被入射至該物鏡，第二激光 束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡；該波長(zhǎng)選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射該第一激光束而反射該第二激光束；該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入射至該光束成形鏡后，被該衍射光 柵反射，然后該第一激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并從該光束成形鏡出射，從而 該第一激光束的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形；以及該衍射光柵衍射該第一激光束，以使從該光束成形鏡出射的第一激光束 和第二激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 12. 依據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾取裝置，其中該透明部件具有梯形橫 截面或楔形橫截面。
13. 依據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾取裝置，其中通過(guò)具有矩形橫截面或鋸齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成該衍射光柵。
14. 依據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾取裝置，其中發(fā)射該第一激光束的激 光光源以?xún)A斜方式設(shè)置，以使該第一激光束和第二激光束的光強(qiáng)的中心位置 互相一致。
15. 依據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第二激光束的波長(zhǎng)長(zhǎng) 于該第一激光束的波長(zhǎng)。
16. 依據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第一激光束是藍(lán)激光 束，該第二激光束是紅激光束和紅外激光束的至少其中之一。
17. 依據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)拾取裝置，其中通過(guò)具有矩形橫截面或 鋸齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成該衍射光柵。
18. 依據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)拾取裝置，其中發(fā)射該第一激光束的激 光光源以?xún)A斜方式設(shè)置，以使該第一激光束和第二激光束的光強(qiáng)的中心位置 互相一致。
19. 依據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)拾取裝置，其中該第二激光束的波長(zhǎng)長(zhǎng) 于該第一激光束的波長(zhǎng)。
20. —種光學(xué)拾取裝置，其通過(guò)分別發(fā)射藍(lán)激光束、紅激光束和紅外激 光束的三個(gè)激光光源和一個(gè)物鏡，能夠應(yīng)用于三種光盤(pán)，在所述光盤(pán)中所使 用的激光束的波長(zhǎng)不同，該光學(xué)拾取裝置包括光束成形鏡，其設(shè)置在該物鏡和所述三個(gè)激光光源之間的光路中，并且 由透明部件構(gòu)成，該透明部件具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面和 在上面形成衍射光柵的第二光學(xué)表面，并且所述第一光學(xué)表面與第二光學(xué)表 面被不平行地定位；和準(zhǔn)直透鏡，其設(shè)置在該光束成形鏡和所述三個(gè)激光光源之間的光路中， 并且將藍(lán)激光束轉(zhuǎn)換為平行光，其中該光學(xué)拾取裝置具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，藍(lán)激光束作為無(wú)限系統(tǒng)光 被入射至該物鏡，紅激光束和紅外激光束作為有限系統(tǒng)光被入射至該物鏡；發(fā)射藍(lán)激光束的激光光源以?xún)A斜方式設(shè)置，以使藍(lán)激光束、紅激光束和 紅外激光束的光強(qiáng)的中心位置互相一致；該透明部件具有梯形橫截面或楔形橫截面；該衍射光柵通過(guò)具有矩形橫截面或鋸齒形橫截面的多個(gè)線(xiàn)性凹槽來(lái)形成；該波長(zhǎng)選擇膜具有波長(zhǎng)選擇性，透射藍(lán)激光束，而反射紅激光束和紅外激光束；藍(lán)激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并入射至該光束成形鏡后，被該衍射光柵反 射，然后藍(lán)激光束透射該波長(zhǎng)選擇膜并從該光束成形鏡出射，從而藍(lán)激光束 的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形；以及該衍射光柵衍射藍(lán)激光束，以使從該光束成形鏡出射的藍(lán)激光束、紅激 光束和紅外激光束的方向變?yōu)橄嗤?br> 全文摘要
一種光學(xué)拾取裝置包括光束成形鏡。該光束成形鏡具有在上面形成波長(zhǎng)選擇膜的第一光學(xué)表面，以及在上面形成衍射光柵的第二光學(xué)表面。波長(zhǎng)選擇膜透射第一激光束，而反射第二激光束。通過(guò)衍射光柵反射由波長(zhǎng)選擇膜透射且入射至光束成形鏡的第一激光束，然后由波長(zhǎng)選擇膜透射它并從光束成形鏡出射它，第一激光束的光強(qiáng)分布從橢圓形被轉(zhuǎn)換為圓形。衍射光柵衍射第一激光束，以使從光束成形鏡出射的第一激光束和第二激光束的方向變?yōu)橄嗤＠帽景l(fā)明，可以以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)施光束成形以及相關(guān)于光軸的傾斜校正，從而可以有效地獲得微小光斑，避免彗形像差的生成，以實(shí)現(xiàn)具有多波長(zhǎng)兼容性且能夠在各個(gè)波長(zhǎng)中獲得良好光斑的光學(xué)拾取裝置。
文檔編號(hào)G11B7/135GK101197155SQ200710186520
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者濱岡美佳, 筱部光義, 西岡謙 申請(qǐng)人:船井電機(jī)株式會(huì)社