[发明专利]像差校正元件

说明书

技术领域

本发明涉及校正像差来获得用于在具有不同记录密度的多种光学记录介 质上读取和写入数据的兼容性的像差校正(光学)元件。

背景技术

诸如CD(具有0.65GB存储量)和DVD(具有4.7GB存储量)之类的光学 记录介质已经广泛用作存储或保存计算机上的音频视频数据或数据的装置。近 年来，迫切需要进一步增加记录密度和存储量(数据容量)。

例如，通过增加用于在光学记录介质上读取和写入数据的光拾取器 (optical pickup)中的物镜的数值孔径(numeric aperture)的数值，或者 通过缩短从光源发射的光的波长来减少通过物镜聚焦并形成在光学记录介质 上的光点的大小来满足上述需要。

对于紧凑盘(CD)，物镜的数值孔径和光源的波长分别为0.50和780nm， 而对于具有更高记录密度的DVD来说，物镜的数值孔径和光源的波长分别为 0.65和660nm。

如上所述，目前需要具有更高记录密度和更大数据容量的光学介质，这意 味着需要具有大于0.65的数值孔径的物镜和发射具有短于660nm的波长的光 的光源。

提出了作为较大数据容量的光学记录介质和光学数据处理装置的蓝光盘 (下面称为BD)的规范。

蓝光盘为通过使用具有0.85的数值孔径的物镜和发射具有在蓝色范围内 的波长的光的光源来确保与22GB对应的数据容量的光学记录介质。

此外，还需要用于在诸如BD之类的高容量光学记录介质上读取和写入数 据的光拾取器来确保在诸如市场上大量存在的CD或DVD之类的现有光学记录 介质上读取和写入数据。

最好选择用于根据要读取和写入的光学记录介质的类型发射具有合适的 波长的光的光源，并且对所选择的光束进行合适的光学处理来校正由光学记录 介质的基片的厚度差异引起的球面像差。

使用单个光拾取器的技术描述了使用两个物镜来在不同类型的光学记录 介质上读取和写入数据的方法和/或设备。另一技术描述了针对不同类型的光 学记录介质使用单个物镜来减少不见的数量和尺寸的方法和/或设备。

又一技术描述使用用于补偿光拾取器中的温度变化引起的光学记录介质 的数据记录表面的聚焦光点形成功率的劣化的衍射镜的方法和/或设备。

然而，首先描述的技术使用两个物镜，这导致部件数量的增加。这对于减 少尺寸和成本降低来说是不利的。此外，根据光学记录介质的类型移动并切换 物镜，这导致传动臂的机构复杂以及数据存取时间占用较长时间的问题。

在上述第二个技术中，物镜由玻璃制成。也就是，物镜的重量较重，这导 致传动臂负担很重。此外，很难通过注射铸模制造由玻璃制成的物镜，并且与 塑料制成的物镜相比相对昂贵。

当使用通过注射铸模制造的很轻且便宜的塑料物镜时，塑料透镜的形状和 折射系数以及从光源发射的光束的振荡波长(oscillation wavelength)根据光 拾取器内的温度变化而变化。该变化引起聚焦点的像差，这可能阻止精确地读 取和写入。

上述第三个方法和/或装置使用单独的物镜，其在物镜的曲面上具有用于 温度补偿的相结构(phase structure)。然而，在满足用于蓝色波长的0.85NA 的物镜的非曲面上制造相结构是很难的。此外，由于在温度补偿机构中使用衍 射结构，因此光利用效率降低。

还描述了不具有温度补偿结构的物镜，但是处理两个像差校正平面之外， 还设置了温度补偿平面。因此，部件的数量增加，而这与尺寸减少和成本降低 相矛盾。

发明内容

由于这些原因，根据部件数量、尺寸和成本的减少的目的，本发明的发明 人认识到需要一种相差校正(光学)元件，该像差校正元件能够利用合适的数 值孔径将光束聚焦在三种光学记录介质的记录面，校正由于温度变化引起的球 面像差，而不损失光利用效率，并且通过使用由注射铸模制造的、单独的轻型 且便宜的塑料透镜以及根据波长设置的多个光源来执行稳定的数据读取和写 入。

因此，本发明的一个目的是根据部件数量、尺寸和成本的减少的目标，提 供一种相差校正(光学)元件，该像差校正元件能够利用合适的数值孔径将光 束聚焦在三种光学记录介质的记录面，校正由于温度变化引起的球面像差，而 不损失光利用效率，并且通过使用由注射铸模制造的、单独的轻型且便宜的塑 料透镜以及根据波长设置的多个光源来执行稳定的数据读取和写入。