CN101349801B - 物镜、物镜的制造方法及光拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供物镜、物镜的制造方法及光拾取装置。该物镜用合成树脂材料形成，该合成树脂材料具有第1波长的激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性；为了将上述第2激光的透过率设定为规定透过率而对该物镜照射预先规定时间上述紫外线。

Description

物镜、物镜的制造方法及光拾取装置

技术领域

本发明涉及对记录在光盘上的信号进行读出动作、向光盘进行记录信号的记录动作的光拾取装置所使用的物镜、物镜的制造方法以及光拾取装置。

背景技术

现有技术中，普及一种可以通过将从光拾取装置照射出的激光照射到光盘的信号记录层上来进行信号读出动作、信号记录动作的光盘装置。

作为光盘装置，通常普遍使用称为CD、DVD的光盘的装置。但是，最近开发出了使用提高了记录密度的光盘、即Blu-ray格式、HD DVD(High Density Digital VersatilcDisk)格式的光盘的装置。

作为对记录在CD格式的光盘上的信号进行读出动作的激光，可采用波长为780nm的红外光，作为对记录在DVD格式的光盘上的信号进行读出动作的激光，可采用波长为650nm的红色光。

并且，设于上述CD格式光盘的信号记录层的上表面上的保护层厚度是1.2mm，用于从该信号记录层进行信号读出动作的物镜的数值孔径规定为0.45。另外，设于DVD格式光盘的信号记录层的上表面上的保护层厚度是0.6mm，用于从该信号记录层进行信号读出动作的物镜的数值孔径规定为0.6。

相对于该CD格式及DVD格式的光盘，作为对记录在Blu-ray格式、HD DVD格式的光盘上的信号进行读出动作的激光，可采用波长较短的激光，例如波长为405nm的蓝紫色光。

设于Blu-ray格式光盘的信号记录层的上表面上的保护层厚度是0.1mm，用于从该信号记录层进行信号读出动作的物镜的数值孔径规定为0.85。

为了对记录在设于Blu-ray格式光盘的信号记录层上的信号进行再现动作、在该信号记录层上记录信号，需要使激光聚光，从而使生成的激光点(laser-spot)的直径较小。为了得到期望的激光点形状而使用的物镜，不仅数值孔径(NA)变大，而且焦距变短，因此，物镜的曲率半径变小。

在光拾取装置中，组装有用于发射与上述各格式相对应的波长的激光的激光二极管、使从该激光二极管发射出的激光聚光在设于各光盘的信号记录层上的物镜。通常使用玻璃作为该物镜的材料，但为了降低制造成本，最近多使用合成树脂(参照日本特开2005-338684号公报)。

虽然用合成树脂制造物镜可以降低光拾取装置的价格，但是合成树脂的特性会因所使用的激光的波长而发生变化。用于使与DVD格式相对应的激光、即波长为650nm的红色的激光聚光的物镜所使用的合成树脂材料、例如使用三井化学社制的被称为APEL5014DP的合成树脂材料，在制造用于使与Blu-ray格式、HD DVD格式相对应的激光、即波长为405nm的蓝紫色激光聚光的物镜时，具有物镜的透过率因蓝紫色的激光而降低的特性。

图4是表示直接使用由上述的被称为APEL5014DP的合成树脂材料制造的物镜，使其照射波长为405nm的蓝紫色激光时的透过率相对于使用时间进行变化的特性图。经实验可以确认，物镜的透过率随着照射时间的推移而产生的时效性变化超过了在作为满足光拾取装置的光学性能的物镜可使用的规格、即照射了1000小时波长为405nm的蓝紫色激光时所设定的规定范围，该规定范围为2％，若脱离该规定范围，则透过率降低。

这样，如果物镜的透过率降低，则聚光在光盘的盘面上的激光的强度减小，记录在光盘上的信号的再现动作、信号的记录动作不能正常地进行。为了解决该问题，虽然可以使用不受蓝紫色激光影响的合成树脂材料、例如日本瑞翁(ZEON)公司制的被称为ZEONEX340R的合成材料作为物镜的材料，但是，该合成树脂材料与DVD用物镜所使用的材料相比价格高，存在不能降低光拾取装置的价格的问题。

发明内容

本发明的一个技术方案所述的物镜用合成树脂材料形成，该合成树脂材料具有第1波长的激光透过物镜时的透过率实质没有降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光的照射时间的推移而降低的特性；应该将上述第2激光的透过率设定为规定透过率，上述紫外线照射规定时间。

本发明的其它特征，通过附图及说明书的记载将会更清楚。

附图说明

为了进一步完全理解本发明及其优点，参照附图进行以下说明。

图1是表示采用本发明一实施方式的物镜的光拾取装置的概略图。

图2是表示本发明一实施方式的物镜的透过率与时间的关系的特性图。

图3是用于说明本发明一实施方式的物镜的制造方法的特性图。

图4是表示物镜的透过率与时间的关系的特性图。

具体实施方式

通过本说明书及附图的记载，至少能清楚以下的事项。

在本实施方式中，构成为对用下述合成树脂材料制造成的物镜照射规定时间的紫外线，使第2波长激光的透过率发生变化，将其设定为规定的透过率，再抑制第2波长激光的透过率的变化，上述合成树脂材料具有第1波长的第1激光透过率实质没有降低、波长比该第1波长短且比紫外线长的第2波长的激光透过率随照射时间的推移而降低的特性。另外，所谓第1波长的第1激光透过率实质没有降低是指第1波长的第1激光的透过率没有降低到不能正常进行记录于光盘上的信号再现动作、信号记录动作的程度。采用本实施方式，可使用价格低的合成树脂材料制造物镜。

另外，本实施方式中，构成为通过调节紫外线对物镜的照射时间来设定透过率。采用本实施方式，具有可设定为符合光拾取装置特性的透过率的优点。

图1中，1是用于发射例如405nm蓝紫色光的激光的激光二极管，2是入射有从上述激光二极管1发射出的激光的衍射光栅，该衍射光栅2由衍射光栅部2a和1/2波片2b构成，该衍射光栅部2a将激光分离成作为0次光的主光束和作为+1次光及-1次光的副光束，该1/2波片2b将入射的激光变换为S方向的直线偏振光。

3是入射有透过了上述衍射光栅2的激光的偏振光光束分离器，该偏振光光束分离器3中设有控制膜3a，该控制膜3a反射被S起偏了的激光，并使朝P方向起偏的激光透过。4是监视用光检测器，该监视用光检测器4设在从上述激光二极管1发射出的激光中的、透过了上述偏振光光束分离器3的激光所照射的位置，其检测输出用于控制从上述激光二极管1发射出的激光的输出。

5是1/4波片，该1/4波片5设置在由上述偏振光光束分离器3的控制膜3a反射的激光入射的位置，其作用是把入射的激光从直线偏振光变换为圆偏振光。6是入射有透过了上述1/4波片5的激光的准直透镜，设置该准直透镜6是为了起到将入射的激光形成为平行光的作用，并且补正由Blu-ray格式光盘D的保护层引起的球差。

7是入射有被上述准直透镜6变换为平行光的激光并且将该激光反射出去的反射镜，如后所述，从光盘D的信号记录层L反射的返回光入射到该反射镜7上，并且，反射镜7起到将该返回光朝着上述偏振光光束分离器3的方向反射的作用。

8是传感透镜，透过了设在上述偏振光光束分离器3上的控制膜3a的返回光入射到该传感透镜8上，在入射面侧及出射面侧形成有圆柱形面、平面、凹曲面或凸曲面等。设置该传感透镜8是为了通过使返回光产生像散而生成聚焦控制动作所使用的聚焦误差信号。9是光检测器，该光检测器9设置在通过了上述传感透镜8的返回光聚光并照射的位置，由排列有光电二极管的4分割传感器等构成。该光检测器9的构造以及由像散法生成聚焦误差信号的动作等是公知的，省略其说明。

10是入射有被上述反射镜7反射的激光并且使入射的激光聚光在设于上述光盘D的信号记录层L上的物镜，该物镜10通过成形合成树脂材料来制造，并且其曲率半径设计为与球面不同，曲率半径较小。

在对记录在光盘D上的信号进行再现动作时，对激光二极管1供给有驱动电流，从该激光二极管1发射波长为405nm的激光。从上述激光二极管1发射出的激光入射到衍射光栅2上，被构成该衍射光栅2的衍射光栅部2a分离成为0次光、+1次光、和-1次光，并且，被1/2波片2b变换为S方向的直线偏振光。透过了上述衍射光栅2的激光入射到偏振光光束分离器3上，被设在该偏振光光束分离器3上的控制膜3a反射，并且一部分激光透过后照射到监视用光检测器4上。

被上述控制膜3a反射的激光，通过1/4波片5入射到准直透镜6上，并借助该准直透镜6的作用变换为平行光。由上述准直透镜6变换为平行光的激光被反射镜7反射后入射到物镜10上。入射到上述物镜10上的激光借助该物镜10的聚光动作，作为光点照射到光盘D的信号记录层L上。这样，从激光二极管1发射出的激光作为期望的光点照射到光盘D的信号记录层L上，此时的物镜10的数值孔径设定为0.85。

另外，由于位于信号记录层L与光盘D的信号入射面之间的保护层的厚度不均匀的原因，在上述物镜10进行激光的聚光动作时，会产生球差，但是，通过使本实施例所示的准直透镜6朝光轴方向、即箭头A或B方向位移，就可以将该球面象差调节到最小。

借助上述动作，进行将从激光二极管1发射出的激光通过物镜10的聚光动作照射到设在光盘D上的信号记录层L上的动作，但进行该照射动作时，从信号记录层L反射的返回光，从光盘D侧入射到物镜10上。入射到上述物镜10的返回光，通过反射镜7、准直透镜6及1/4波片5入射到偏振光光束分离器3上。入射到上述偏振光光束分离器3上的返回光，由于被变换为P方向的直线偏振光而透过设在偏振光光束分离器3上的控制膜3a。

透过了上述控制膜3a的激光的返回光入射到传感透镜8上，使其借助该传感透镜8的作用产生像散。借助上述传感透镜8产生了像散的返回光，通过该传感透镜8的聚光动作而照射到设在光检测器9上的4分割传感器等的传感器部。这样，返回光照射到光检测器9上，结果，利用照射到组装在该光检测器9内的传感器部上的主光束的光点形状变化，如公知的那样进行聚焦误差信号的生成动作。利用该聚焦误差信号，使物镜10朝着光盘D的信号面方向位移，从而可进行聚焦控制动作。

另外，虽然在本实施方式中未说明，但还可构成为进行公知的利用了由衍射光栅2生成的副光束、即+1次光和-1次光的跟踪控制动作。通过进行该控制动作，进行记录在光盘D上的信号的读取动作。

如上所述，进行记录在光盘D上的信号的读取动作，在进行该读取动作时，激光的一部分照射在监视用光检测器4上，所以，利用从该监视用光检测器4得到的监视信号，可以控制供给到激光二极管1上的驱动电流值。

通过控制供给到激光二极管1上的驱动电流值，可以控制激光的输出，所以，不仅是进行记录在光盘D上的信号的读取动作时，在将信号记录到该光盘D上时，也能进行所要求的激光输出的调节动作。

如以上说明，进行图1所示构造的光拾取装置上的信号的再现动作等。下面，说明作为本实施方式要旨的、物镜10的制造方法。

本实施方式的物镜10通过由合成树脂材料、例如前述APEL5014DP那样的环状烯烃系聚合树脂成形来制造。该材料是与用于进行下述动作的物镜所使用的材料相同的材料，上述物镜用于进行与第1波长的激光、例如DVD格式光盘相对应的波长为650nm的红色激光的聚光动作。

进行对用该合成树脂材料成形的整个物镜照射从紫外线照射器、例如水银氙灯发射的波长为360nm的紫外线的动作。对该物镜照射紫外线的时间，例如为50分钟左右，在进行该照射动作时，物镜对于蓝紫色的激光、即波长为405nm激光的初始透过率降低到95.7％左右。

图2中表示通过前述的方法、即照射从水银氙灯发射的波长为360nm的紫外线，使物镜的透过率降低到95.7％左右，再对该透过率降低了的物镜照射蓝紫色的激光即波长为405nm的激光时的照射时间与透过率的关系。从该特性图可知，通过实验确认了在约经过了40小时的时刻，透过率稳定为95.3％，照射了1000小时波长为405nm的蓝紫色激光时的透过率的变化范围可抑制在约1％以内。即，在从紫外线照射器照射紫外线后，可以大幅度缩小上述物镜对蓝紫色激光的时效性的透过率变化的比例。

如上所述，通过从紫外线照射器对由环状烯烃系聚合树脂形成的物镜照射紫外线，将物镜透过率的时效性变化设定在满足光学性能的规格所规定的范围内、即在照射了1000小时波长为405nm的蓝紫色激光时设定在2％以内，因此，对于由与用于进行与DVD格式光盘相对应的、波长为650nm的红色激光聚光动作的物镜所采用的材料相同的材料成形的物镜照射紫外线，可以无障碍地用作使进行记录在Blu-ray格式光盘上的信号再现动作、信号记录动作所使用的蓝紫色激光、即波长为405nm的激光聚光在光盘D的信号记录层L上的物镜。

图3所示的特性图表示对从水银氙灯发射的紫外线照射时间不同的物镜照射波长为405nm的蓝紫色激光时的照射时间与透过率的关系。在该图中，100％透过率是指不对由合成树脂材料成形的物镜照射紫外线时的波长为405nm的蓝紫色激光的透过率，该合成树脂材料是与用于进行波长为650nm的红色激光聚光动作的物镜所使用的材料相同的材料。

在图3中，实线所示的特性表示如前所述地照射从水银氙灯发射出的波长为360nm的紫外线50分钟左右的物镜的透过率的变化。从该特性可知，通过照射紫外线，使物镜的初始透过率设定为降低到95.7％左右的值，在蓝紫色激光的照射时间经过了40小时的时刻，物镜的透过率降低到95.3％且稳定下去。

另外，在该图中，虚线所示的特性表示照射了从水银氙灯发射出的波长为360nm的紫外线7分钟左右后的物镜的透过率的变化。从该特性可知，通过照射紫外线，使物镜的初始透过率设定为降低到95％左右的值，在蓝紫色激光的照射时间经过了15小时的时刻，物镜的透过率上升到97％。即，照射了7分钟左右紫外线的物镜的透过率随着蓝紫色激光的照射时间发生2％以上的变化，所以，可以说是在作为光拾取装置的物镜使用方面存在问题。

如前所述，物镜对蓝紫色激光的透过率因紫外线的照射条件而变化，但是，通过调节紫外线的照射时间，可以将透过率的初始设定值及变化特性设定为各种值。即，在前述实施例中，将紫外线的照射时间设定为50分钟左右，将物镜对波长为405nm的激光的初始透过率设定为95.7％左右。并且，在前述实施例中，是通过使从水银氙灯发射出的紫外线照射到物镜上来进行透过率的设定动作的，但该水银氙灯具有在紫外区域中的光谱强度和宽度较大、存在着大的光谱辉线群的特性。结果，对物镜照射紫外线时，难以使紫外线的强度分布等均匀，为了得到精度高的物镜，需要高精度地进行照射作业。

如上所述，虽然通过将由紫外线照射器产生的紫外线照射到由合成树脂成形的物镜上规定时间，可以将物镜的初始透过率设定为期望的值，但是，也可以基于紫外线的强度和照射时间设定初始透过率。即，由于照射时间根据紫外线对物镜的照射热量不同而有较大变化，因此，通过适当地设定紫外线的强度和照射时间，可以大幅度地缩小上述物镜对蓝紫色激光的每小时的透过率变化的比例，可以将物镜的透过率设定为期望的透过率。

另外，虽然通过照射由紫外线照射器产生的紫外线来使由合成树脂成形的物镜对蓝紫色激光的透过特性发生变化，但由于光拾取装置中的物镜多采用由紫外线固化型粘接剂粘接固定在称为透镜座的部件上的方式，因此，具有只要将在该粘接固定动作时所照射的紫外线照射到物镜上，就可以同时进行粘接固定作业和透过率变更作业的优点。

另外，当将作为本实施例物镜10的材料使用的APEL5014DP与适合于蓝紫色激光的合成树脂材料、即ZEONEX340R的折射率相比较时，对于d线(Na灯光源的辉线、即波长为587.6nm的激光)的25℃时的APEL5014DP的折射率是1.5434，ZEONEX340R的折射率是1.509，对于蓝紫色、即波长为405nm的激光的折射率分别是1.5575、1.5215。

这样可知，作为使用红色激光的DVD用物镜的合成树脂材料所使用的APEL5014DP、即作为本实施方式物镜的材料使用的合成树脂材料，比蓝紫色激光用的物镜所使用的合成树脂材料的折射率大。因此，用本实施方式制造的物镜，由于折射率较大，因此，可以增大物镜的曲率半径，从而在制造需要短焦距物镜的光拾取装置的物镜时，本实施方式产生较大的效果。

另外，在本实施例中是对合成树脂的物镜照射紫外线来使透过率发生变化的，但也可以用合成树脂成形构成图1所示光拾取装置的光学系统的准直透镜6、传感透镜8，对这些准直透镜6、传感透镜8照射紫外线来使透过率发生变化。

以上，上述发明的实施方式是为了便于理解本发明，并不是为了限定本发明。在不脱离本发明主旨前提下的变更、改进、等同物，都包含在本发明范围内。

相关申请的相互参照

本申请2007年7月20日申请的日本专利申请特愿2007-189276和2008年7月11日申请的日本专利申请特愿2008-181569为基础，要求优先权，本申请中沿用其内容。

Claims (15)

1.一种物镜，用合成树脂材料形成，该合成树脂材料具有第1波长的激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性；为了将上述第2激光的透过率设定为规定透过率而对该物镜照射预先规定时间上述紫外线。

2.根据权利要求1所述的物镜，上述第2激光是蓝紫色的激光。

3.根据权利要求2所述的物镜，上述第1激光是红色的激光。

4.根据权利要求1所述的物镜，上述第2激光的透过率根据上述紫外线照射时间而决定。

5.根据权利要求1所述的物镜，上述合成树脂材料为在25℃环境下对于d线的折射率为1.52以上的材料。

6.一种物镜，其用在25℃环境下对于d线的折射率为1.52以上的合成树脂材料形成，为了将蓝紫色激光的透过率的变化设定在规定范围内而对该物镜照射预先规定时间由紫外线照射器产生的紫外线。

7.一种物镜的制造方法，用合成树脂材料形成物镜，该合成树脂材料具有第1波长的激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性；为了将上述第2激光的透过率设定为规定透过率而对上述物镜照射规定时间上述紫外线。

8.根据权利要求6所述的物镜制造方法，上述第2激光是蓝紫色的激光。

9.根据权利要求7所述的物镜制造方法，上述第1激光是红色的激光。

10.根据权利要求6所述的物镜制造方法，上述第2激光的透过率根据上述紫外线照射时间而决定。

11.一种物镜的制造方法，用在25℃环境下对于d线的折射率为1.52以上的合成树脂材料形成物镜，为了将蓝紫色激光的透过率的变化设定在规定范围内而对上述物镜照射规定时间由紫外线照射器产生的紫外线。

12.一种物镜的制造方法，用合成树脂材料形成物镜，该合成树脂材料具有第1波长的第1激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性；

在用紫外线固化型粘接剂将上述物镜固定于透镜座上时，对上述物镜及上述紫外线固化型粘接剂同时照射规定时间上述紫外线。

13.一种光拾取装置，其包括物镜和用于配置上述物镜的透镜座，

该物镜用合成树脂材料形成，为了将上述第2激光的透过率的变化设定在规定范围内而对该物镜照射预先规定时间上述紫外线，上述合成树脂材料具有第1波长的第1激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性。

14.一种光拾取装置，其包括物镜和用于配置上述物镜的透镜座，

该物镜用在25℃环境下对于d线的折射率为1.52以上的合成树脂材料形成，为了将蓝紫色激光的透过率的变化设定在规定范围内而对该物镜照射预先规定时间由紫外线照射器产生的紫外线。

15.一种光拾取装置，其包括物镜和用紫外线固化型粘接剂固定上述物镜的透镜座，

该物镜用合成树脂材料形成，该合成树脂材料具有第1波长的第1激光透过物镜时的透过率不降低、波长比上述第1波长短且比紫外线长的第2波长的第2激光透过上述物镜时的透过率随着上述第2激光照射时间的推移而降低的特性，

在用紫外线固化型粘接剂将上述物镜固定于透镜座上时，对上述物镜及上述紫外线固化型粘接剂同时照射规定时间上述紫外线。

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