[发明专利]球面像差补偿元件、其制造方法及光学拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由全息聚合物液晶构成的球面像差补偿元件、制造这种元件的方法以及包括这种元件的光学拾取装置。

背景技术

包括压缩光盘(以下称为CD)以及数字通用光盘(以下称为DVD)的光记录盘被广泛使用。此外，近年来正在进行提高光盘密度的研究以增加光盘记录的信息量。例如，在市面上开始出现像HD-DVD(其是一种高等级DVD)以及蓝光光盘(以下称为BD)这样的高密度光盘。

这种光盘的记录/再现利用光学拾取装置进行，光学拾取装置能够通过向光盘照射光束来记录或读取信息。光盘类型不同，则光学拾取装置中使用的物镜的数值孔径(NA)或光源的波长也不同。例如，对于CD，物镜的NA为0.50，光源的波长为780nm；对于DVD，物镜的NA为0.65，光源的波长为650nm；对于HD-DVD，物镜的NA为0.65，光源的波长为405nm；而对于BD，物镜的NA为0.85，光源的波长为405nm。

如上所述，由于光盘的类型不同，使用的物镜的NA或光源的波长也不同，所以可认为对于不同的光盘应使用不同的光学拾取装置。因此有利的是，在一个光学拾取装置中，用于将光束聚焦在光盘记录表面上的一个物镜对应于多个光盘，从而使光学拾取装置体积缩小，结构简化等。

但是，不同标准的光盘例如CD、DVD或者BD，覆盖层厚度不同。因此会出现以下问题：覆盖层的厚度误差导致球面像差；在对光盘进行再现的过程中，当使用同一装置向光盘照射不同波长的激光时，物镜4与光盘之间工作距离(以下称为WD)的减少导致物镜4与光盘发生碰撞，特别是对于CD，如图7A、图7B以及图7C所示。

通常采用以下方法(参见JP-A-H10-92000)来解决上述问题：移动设置在光源与物镜之间的准直镜，以消除由于覆盖层厚度误差导致的球面像差；或者，使用补偿入射光像差的液晶衍射元件，即在一对玻璃基板之间设置一对透明电极，将液晶封装在这对透明电极之间，在电极之间施加电压，改变液晶的折射率。

但是，当提供致动器来驱动准直镜时，会出现这样的问题：包括致动器的装置体积增加，装置的整体设计复杂。

图8A和图8B示出将光束聚焦在物镜上的特征，图8A示出不使用液晶衍射元件的情形，而图8B示出使用液晶衍射元件的情形。如图所示，当通过在物镜4前设置液晶衍射元件13来补偿球面像差，以使具有预定角度的发散光进入物镜4时，在对CD等进行再现的情况下，能够延长WD，从而能够解决上述WD缩短以及各种光盘的球面像差问题。不过，即使液晶衍射元件13衍射的光线产生了±1阶光，但实际上仅使用±1阶光的其中一个。因此，会出现这样的问题：在需要极高光强的再现和记录操作期间，由于光利用率低而不能适当地进行再现和记录操作。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种球面像差补偿元件，能够通过抑制球面像差的产生而形成精细点(fine spot)，在使用时补偿由于覆盖层的厚度误差导致的球面像差，并且当再现和记录不同标准的光盘时保证适当的WD，本发明还提供一种包括这种球面像差补偿元件的光学拾取装置。

为了实现上述目的，根据本发明的结构为这样一种球面像差补偿元件，其中，通过将液晶分子以预定模式(pattern)分散在聚合物树脂中形成的全息聚合物分散液晶介于对置的一对透明基板之间。

在根据本发明的结构的球面像差补偿元件中，所述聚合物树脂和液晶的折射率基本上相同，以及在所述透明基板与所述全息聚合物分散液晶之间设置有透明电极。

一种制造根据本发明结构的球面像差补偿元件的方法，该方法包括步骤：将液晶与聚合物树脂的混合液体设置在透明基板之间，并将光的干涉带照射到所述混合液体上。

根据本发明，提供一种光学拾取装置，包括：光源，发出波长彼此不同的光束；物镜，将所述光源发出的光束聚焦在光记录介质的记录表面上；以及光电检测器，接收从所述记录表面反射的光束；其中，所述球面像差补偿元件设置在光轴上，并且比所述物镜更靠近所述光源。

在根据本发明的结构的光学拾取装置中，设置至少两个或更多个球面像差补偿元件。

根据本发明的第一方案，所述球面像差补偿元件构成为：由液晶分子与聚合物树脂形成的全息聚合物分散液晶介于透明基板之间。因此，通过使预定角度的发散光入射到物镜上，消除了球面像差，因而可以补偿球面像差并保证适当的WD。