專利名稱：拾光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)光盤和光卡等信息記錄媒體以光學(xué)方式記錄、再現(xiàn)信息的拾光器。還涉及方便且低成本地校正跟蹤誤差信號(hào)產(chǎn)生的偏移的跟蹤伺服方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于能用高密度記錄大量信息信號(hào)，光盤在音頻、視頻、計(jì)算機(jī)等許多領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷進(jìn)展。尤其是最近，如活動(dòng)圖像信息等那樣，在計(jì)算機(jī)等中使用的數(shù)據(jù)量飛躍地增多，隨之，縮小記錄坑和光道間距的光盤大容量化不斷進(jìn)展。
為了再現(xiàn)所述記錄媒體中以微米單位記錄的信息，需要對(duì)信息光道準(zhǔn)確跟蹤光束。作為跟蹤誤差信號(hào)(TES)的檢測(cè)方法，已經(jīng)知道多種，但作為最單純的方法，熟知推挽法。然而，推挽法在進(jìn)行跟蹤等時(shí)，物鏡往半徑方向移位和盤片傾斜等情況下，TES發(fā)生偏移。因此，作為消除此偏移的方法，日本國(guó)專利公報(bào)“專利第1756739號(hào)公報(bào)”(
公開(kāi)日期1986年5月13日)記載使用3光束的方法(差動(dòng)推挽(DDPDifferential Push Pull)法)。
為了改善此DPP法，省略3光束在盤片上的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，日本國(guó)公開(kāi)專利公報(bào)“專利公開(kāi)2001-250250公報(bào)”(
公開(kāi)日2001年9月14日)中，提出新跟蹤方法(稱之為“相移DPP法”)。用圖31至圖34說(shuō)明此方法。
例如，如圖31(a)所示，半導(dǎo)體激光器1出射的激光由準(zhǔn)直透鏡2變換成平行光后，由光柵3劃分成主光束30、子光束(+1次光)31、子光束(-1次光)32。此3光束通過(guò)分光器4后，由物鏡5會(huì)聚到光盤6的光道61上。進(jìn)而，通過(guò)物鏡5使3光束在分光器4上反射，并且用會(huì)聚透鏡7引導(dǎo)到光檢測(cè)器8(8A、8B、8C)。
如圖32所示，在分別具有相當(dāng)于光道方向的劃分線的對(duì)分光檢測(cè)器8A、8B、8C中，對(duì)主光束30、子光束31和32的反射光遠(yuǎn)場(chǎng)圖案進(jìn)行感光。于是，獲得來(lái)自各對(duì)分光檢測(cè)器8A、8B、8C的差信號(hào)，即推挽信號(hào)PP30、PP31、PP32。
這里，如圖31(b)所示，設(shè)定xy坐標(biāo)系，將光束的中心作為原點(diǎn)，盤片的半徑方向?yàn)閤方向，與其正交的光道方向?yàn)閥方向。光柵3中，第1象限的光道槽紋周期結(jié)構(gòu)的相位與其它象限的該相位相差180度。因此，槽紋部衍射的子光束31、32中，僅第1象限的部分產(chǎn)生180度的相位差。這時(shí)，如圖33所示，使用子光束31、32的推挽信號(hào)PP31、PP32與不增加相位差的推挽信號(hào)PP30相比，振幅大致為0。由于沒(méi)有檢測(cè)出推挽信號(hào)，與光道位置無(wú)關(guān)，將子光束31、32配置在與主光束30相同的光道上，或者配置在不同的光道上，信號(hào)都大致相同。
另一方面，如圖34所示，對(duì)物鏡移位和盤片傾斜造成的TES的偏移，PP30與PP31(PP32)分別根據(jù)光量，在同側(cè)(同相)產(chǎn)生Δp、Δp’偏移。因此，通過(guò)進(jìn)行以下的運(yùn)算，能檢測(cè)出消除上述偏移的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34PP34＝PP30-k(PP31+PP32)＝PP30-kPP33。
其中，系數(shù)k用于校正0次光30與+1次光31和-1次光的光強(qiáng)度差異，如果強(qiáng)度比為0次光∶+1次光∶-1次光＝a∶b∶b，則系數(shù)k＝a/(2b)。PP33是子光束31和32的推挽信號(hào)的和。省略沒(méi)有產(chǎn)生子光束的推挽信號(hào)(振幅為0)的原理。根據(jù)該原理，子光束的推挽信號(hào)振幅為0，與槽紋的深度無(wú)關(guān)。即，在光道上的任何位置，振幅均為0，不需要3光束的位置調(diào)整(衍射光柵等的旋轉(zhuǎn)調(diào)整)，因而能使拾光器的裝配調(diào)整大為簡(jiǎn)化。
使用全息激光單元時(shí)，尤其在半導(dǎo)體激光光源附近配置相移衍射光柵時(shí)，實(shí)質(zhì)上子光束通過(guò)區(qū)與主光束通過(guò)區(qū)在衍射光柵上錯(cuò)位，因而不能對(duì)2個(gè)子光束添加共同的最佳相移。即使能對(duì)某光盤的間距和紋深添加最佳相移模式，也存在間距不同的光盤中不能用的問(wèn)題。因此，此已有技術(shù)例中也提出相應(yīng)的相移模式。
(專利文獻(xiàn)1)專利第1756739號(hào)公報(bào)(第1～4頁(yè)，圖1～圖3)(專利文獻(xiàn)2)專利公開(kāi)2001-250250號(hào)公報(bào)(第6～10頁(yè)。圖1～圖3)然而，使用上述相移光柵時(shí)，添加相移的區(qū)需要依據(jù)推挽模式，即依據(jù)光盤的間距和紋深、拾光器的光學(xué)倍率和光源方使用的NA(數(shù)值孔徑)，進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)。因此，由于制作誤差而相移區(qū)的寬度和位置偏離設(shè)計(jì)值時(shí)、裝載此光柵的拾光器的光學(xué)參數(shù)改變時(shí)，特性劣化。
即使設(shè)計(jì)成能適應(yīng)不同間距的盤片的模式，已有技術(shù)例的結(jié)構(gòu)也只能適應(yīng)2種間距，間距錯(cuò)開(kāi)時(shí)和別的間距的盤片中，特性大為劣化。
裝配時(shí)物鏡相對(duì)位置偏移的情況下，特性也劣化。跟蹤時(shí)的物鏡移位特性變化大，存在極限。因此，上述已有技術(shù)中，需要減小裝配公差，或進(jìn)行適合光學(xué)系統(tǒng)和盤片的個(gè)別相移模式設(shè)計(jì)，在通用性和批量生產(chǎn)率方面有問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，提供一種使用相移DPP法的低成本TES檢測(cè)法和裝有該方法的拾光器，該方法可裝于不同規(guī)格的拾光光學(xué)系統(tǒng)，能用于不同的各種間距和紋深的光盤，即使裝配公差大和存在設(shè)計(jì)公差時(shí)，特性也不降低，而且能擴(kuò)大物鏡移位特性。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明具有以下結(jié)構(gòu)。
本申請(qǐng)的第1拾光器，具有發(fā)光元件、將所述發(fā)光元件出射的光束會(huì)聚在光記錄媒體上的會(huì)聚裝置、設(shè)在所述發(fā)光元件與會(huì)聚裝置之間以將發(fā)光元件出射的光束分成主光束和子光束的3光束以上用的光衍射元件、以及具有用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線劃分來(lái)自所述光記錄媒體的反射光并進(jìn)行感光的感光元件的光檢測(cè)系統(tǒng)，其中，所述光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1和第2光柵圖案，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸，將第1和第2光柵圖案形成帶狀，并且相互傾斜地形成平行于與光道方向垂直的方向的第1區(qū)部分和第2區(qū)部分。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸。而且，將第1和第2光柵圖案形成帶狀，并相互傾斜地形成平行于與光道方向垂直的方向的第1區(qū)部分和第2區(qū)部分。
因此，在產(chǎn)生光盤反射光推挽明暗的區(qū)域中，相移區(qū)(即第1或第2光柵圖案所對(duì)應(yīng)的區(qū))交叉，將相移區(qū)劃分小。結(jié)果，能使明暗翻轉(zhuǎn)的區(qū)大致面積相等。因此，任何偏離光道的狀態(tài)下，都能使明暗相反的區(qū)大致相等，可抑制推挽分量。
會(huì)聚裝置例如在物鏡由于跟蹤而往徑向移位時(shí)，與光衍射元件的相對(duì)位置偏移，所述相移區(qū)也偏移。然而，在產(chǎn)生推挽明暗的區(qū)域中，相移區(qū)交叉，使其與會(huì)聚裝置無(wú)偏移的狀態(tài)大致相同，因而能抑制推挽信號(hào)的振幅。因此，對(duì)物鏡的移位，特性不劣化，使移位特性提高。
本發(fā)明的第2拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使所述第1光柵圖案和第2光柵圖案的所述凹凸的間距錯(cuò)開(kāi)大致1/2間距。
本發(fā)明的第3拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第2拾光器中，設(shè)置所述第1、第2光柵圖案的傾斜角度的邊界(第1區(qū)與第2區(qū)的邊界)，使其大致平行于所述光記錄媒體的光道。
本發(fā)明的第4拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第3拾光器中，形成各光柵圖案，使其對(duì)大致平行于所述光道的邊界大致對(duì)稱。
本發(fā)明第5拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第3拾光器中，形成各光柵圖案，使其對(duì)大致平行于所述光道的邊界非對(duì)稱。
本發(fā)明第6拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，將所述光衍射元件的第1光柵圖案和第2光柵圖案的傾斜角度設(shè)定在對(duì)光道方向35度至55度的范圍。
本發(fā)明第7拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第3拾光器中，使相對(duì)于與所述光道大致平行的邊界設(shè)置在兩側(cè)的第1光柵圖案和第2光柵圖案對(duì)所述邊界的傾斜角的和設(shè)定為大致90度。
本發(fā)明第8拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使所述拾光器適應(yīng)具有未記錄區(qū)和已記錄區(qū)的記錄型光盤，所述光衍射元件的第1光柵圖案和第2光柵圖案的傾斜角度設(shè)定在對(duì)光道55度至75度的范圍。
其結(jié)構(gòu)還可將所述傾斜角度的范圍設(shè)定為35度至75度。
本發(fā)明第9拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度固定，并且按等間隔周期性地配置各圖案。
本發(fā)明第10拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度固定，并且按不等間隔配置各圖案。
本發(fā)明第11拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度連續(xù)變化。
本發(fā)明第12拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，使在所述發(fā)光元件出射的光束通過(guò)的區(qū)域的端部區(qū)形成所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案。
本發(fā)明第13拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第12拾光器中，使所述端部區(qū)以所述平行于光道的邊界為中心，往與光道方向垂直的方向離開(kāi)一定距離L。
本發(fā)明第14拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第12拾光器中，使在形成所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案以外的、而且光束通過(guò)的區(qū)域形成間距與所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案中形成的凹凸相同而且與光道方向大致垂直的凹凸。
本發(fā)明第15拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第12拾光器中，使所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案離開(kāi)的距離L，其范圍為通過(guò)的光束的直徑的10％至60％。
本發(fā)明第16拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1拾光器中，形成凹凸和光柵圖案，使由所述衍射元件劃分的子光束在所述光記錄媒體上的光點(diǎn)形狀中，中央部分形成最大強(qiáng)度的峰。
本發(fā)明第17拾光器，其結(jié)構(gòu)可對(duì)第1拾光器，在根據(jù)用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線劃分所述主光束和子光束并進(jìn)行感光的感光元件的輸出，產(chǎn)生使用推挽信號(hào)的跟蹤信號(hào)的光檢測(cè)系統(tǒng)中，用各主光束總光量和子光束總光量分別對(duì)所述主光束和子光束的各推挽信號(hào)進(jìn)行歸一化后，對(duì)歸一化后的推挽信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，以產(chǎn)生跟蹤信號(hào)。
本發(fā)明第18拾光器，將發(fā)光元件出射的光束劃分成主光束和子光束，利用物鏡會(huì)聚到光記錄媒體，由大致平行于光道方向的劃分線劃分其反射光，進(jìn)行感光，檢測(cè)出光信號(hào)，并且用提供相位差的子光束的推挽信號(hào)校正主光束的跟蹤誤差信號(hào)的偏移，其中，提供相位差，使干預(yù)所述子光束的推挽信號(hào)的區(qū)域中，光記錄媒體的槽紋的0次衍射光的相位差添加區(qū)與±1次衍射光的相位差添加區(qū)重疊。
本發(fā)明第19拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第18拾光器中，提供相位差，使所述相位差添加區(qū)重疊，從而所述子光束的推挽信號(hào)振幅大致為0。
本發(fā)明第20拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第18拾光器中，使所述子光束中添加的相位差為大致180度。
本發(fā)明第21拾光器，將發(fā)光元件出射的光束劃分成主光束和子光束，利用物鏡會(huì)聚到光記錄媒體，由大致平行于光道方向的劃分線劃分其反射光，進(jìn)行感光，檢測(cè)出光信號(hào)，并且用由光衍射元件提供相位差的子光束的推挽信號(hào)校正主光束的跟蹤誤差信號(hào)的偏移，其中，所述光衍射元件提供相位差，使干預(yù)所述子光束的推挽信號(hào)的區(qū)域中，光記錄媒體的槽紋的0次衍射光的相位差添加區(qū)與±1次衍射光的相位差添加區(qū)重疊。
本發(fā)明第22拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第21拾光器中，使所述光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1和第2光柵圖案，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸，將第1和第2光柵圖案形成帶狀。
本發(fā)明第23拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第22拾光器中，使所述第1光柵圖案和第2光柵圖案的所述凹凸的間距錯(cuò)開(kāi)大致1/2間距。
本發(fā)明第24拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第21拾光器中，使所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的形狀為同心圓狀或曲線狀。
本發(fā)明第25拾光器，其結(jié)構(gòu)可在第1至第24的任一拾光器中，裝載將所述發(fā)光元件、所述衍射元件、用與光記錄媒體光道方向大致一致的劃分線劃分反射光并進(jìn)行感光的全息元件和感光元件組成的光檢測(cè)系統(tǒng)集成為1個(gè)組件的全息激光單元。
由以下所示的記載會(huì)充分理解本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。在下面參照附圖的說(shuō)明中，會(huì)明白本發(fā)明的益處。


圖1(a)是示出本發(fā)明實(shí)施方式1的拾光器的光學(xué)系統(tǒng)的概略組成圖，圖1(b)是示出圖1(a)中所示的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖，圖1(c)是圖1(b)所示光柵的放大圖。
圖2是示出本發(fā)明實(shí)施方式1的拾光器的檢測(cè)系統(tǒng)的組成的說(shuō)明圖。
圖3是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式1的拾光器時(shí)的光盤上光點(diǎn)的形狀的說(shuō)明圖。
圖4(a)是示出來(lái)自光盤的反射光束的衍射圖案的正視圖，圖4(b)是示出物鏡瞳面上的所述衍射圖案的俯視圖。
圖5是示出本發(fā)明實(shí)施方式1的檢測(cè)器上的光束衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖6是示出物鏡移位時(shí)檢測(cè)器上的光束衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖7(a)是示出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的盤片的推挽模式的說(shuō)明圖，圖7(b)是示出標(biāo)準(zhǔn)與圖7(a)的標(biāo)準(zhǔn)不同的盤片的推挽模式的說(shuō)明圖。
圖8是示出本發(fā)明實(shí)施方式2的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖9是示出本發(fā)明實(shí)施方式1中的檢測(cè)器上的光束的衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖10是示出物鏡移位時(shí)在檢測(cè)器上的衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖11是示出本發(fā)明實(shí)施方式2中的檢測(cè)器上的光束的衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖12是示出物鏡移位時(shí)在檢測(cè)器上的衍射圖案的說(shuō)明圖。
圖13是示出本發(fā)明實(shí)施方式3的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖14是示出本發(fā)明實(shí)施方式3的另一衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖15是示出本發(fā)明實(shí)施方式3的又一衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖16是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式1的拾光器時(shí)在具有未記錄區(qū)和已記錄區(qū)的光盤上的光點(diǎn)形狀的說(shuō)明圖。
圖17是示出已有的DPP法中物鏡移位時(shí)的各推挽信號(hào)等的說(shuō)明圖。
圖18是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式1的拾光器時(shí)在物鏡移位的情況下的各推挽信號(hào)等的說(shuō)明圖。
圖19是示出本發(fā)明實(shí)施方式4的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖20是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式4的拾光器時(shí)在光盤上的光點(diǎn)形狀的說(shuō)明圖。
圖21是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式4的拾光器時(shí)在物鏡移位的情況下的各推挽信號(hào)等的說(shuō)明圖。
圖22是示出本發(fā)明實(shí)施方式5的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖23是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式5的拾光器時(shí)在光盤上的光點(diǎn)形狀的說(shuō)明圖。
圖24是示出本發(fā)明實(shí)施方式6的拾光器的檢測(cè)系統(tǒng)的組成的說(shuō)明圖。
圖25是示出使用本發(fā)明實(shí)施方式6的拾光器時(shí)在物鏡移位的情況下的各推挽信號(hào)等的說(shuō)明圖。
圖26是示出本發(fā)明實(shí)施方式6的拾光器的另一檢測(cè)系統(tǒng)的組成的說(shuō)明圖。
圖27是示出本發(fā)明實(shí)施方式7的拾光器的光學(xué)系統(tǒng)的概略組成圖。
圖28是示出本發(fā)明實(shí)施方式7的全息激光拾光器的全息元件和光檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖29是示出本發(fā)明實(shí)施方式7的集成全息激光拾光器的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖30(a)是示出本發(fā)明實(shí)施方式7的全息元件的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖，圖30(b)是示出該衍射光柵的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖31(a)示出已有技術(shù)例的拾光器的光學(xué)系統(tǒng)的概略組成圖，圖31(b)是圖31(a)的光學(xué)系統(tǒng)包含的光柵3的正視圖。
圖32是示出已有技術(shù)例的拾光器的檢測(cè)系統(tǒng)的組成的說(shuō)明圖。
圖33是說(shuō)明相移DPP法中的推挽信號(hào)用的圖。
圖34是示出相移DPP法中物鏡移位時(shí)的推挽信號(hào)的說(shuō)明圖。
最佳實(shí)施方式下面，用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，與上述已有技術(shù)例相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，省略其說(shuō)明。
實(shí)施方式1用圖1至圖7詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1。圖1中，圖1(a)是本發(fā)明的拾光器的圖解截面圖，圖1(b)是本發(fā)明中最有特征性的光柵3的俯視圖，圓圈內(nèi)示出局部放大的詳圖。下面，以光束的光路為中心，說(shuō)明本發(fā)明的拾光器。
拾光器中，半導(dǎo)體激光器1發(fā)出的激光由準(zhǔn)直透鏡2變換成平行光后，由光柵3劃分成主光束30、子光束(+1次光)31、子光束(-1次光)32。然后，此3光束通過(guò)分光器4后，由物鏡5會(huì)聚到光盤6的光道61上。進(jìn)而，通過(guò)物鏡5使3光束在分光器4上反射，并且用會(huì)聚透鏡7引導(dǎo)到光檢測(cè)器8(8A、8B、8C)。
圖2以圖解方式示出主光束30、子光束31和32的反射光遠(yuǎn)場(chǎng)圖案及其檢測(cè)電路。在分別具有相當(dāng)于光道方向的劃分線的對(duì)分光檢測(cè)器8A、8B、8C中，對(duì)光檢測(cè)器8(8A、8B、8C)上會(huì)聚的各光束進(jìn)行感光，從而獲得來(lái)自各對(duì)分光檢測(cè)器8A、8B、8C的差信號(hào)，即推挽信號(hào)PP30、PP31、PP32。
本實(shí)施方式中，在作為產(chǎn)生3光束的衍射光柵的光柵3的凹槽部的結(jié)構(gòu)方面具有特征，現(xiàn)用圖1(b)和圖1(c)說(shuō)明這點(diǎn)。
如圖1(b)所示，設(shè)定xy坐標(biāo)系，將光柵3中光束通過(guò)的區(qū)域的中心作為原點(diǎn)，相當(dāng)于光盤半徑方向的徑向作為x方向，光道方向作為y方向。光柵3中，以帶狀而且相互交叉的方式形成第1光柵圖案A(區(qū)A)和第2光柵圖案B(區(qū)B)。在將y軸(即光盤的徑向)作為邊界的第1區(qū)和第2區(qū)，把第1光柵圖案A和第2光柵圖案B形成V形，使光柵圖案的方向相互反向傾斜。
如圖1(c)所示，作為第1光柵圖案A的A區(qū)交互形成構(gòu)成光柵的凹部和凸部(槽和脊)，使其形成對(duì)光道方向垂直。同樣，作為第2光柵圖案B的B區(qū)也交互形成構(gòu)成光柵的凹部和凸部(槽和脊)，使其形成對(duì)光道方向垂直。進(jìn)而，構(gòu)成第2光柵圖案B中，光柵的凹凸間距與第1光柵圖案A相同，但作為凹槽的光柵槽(或作為凸線(脊)的光柵線)的相對(duì)位置對(duì)第1光柵圖案A的該位置錯(cuò)開(kāi)1/2間距。即，A區(qū)(第1光柵圖案A)與B區(qū)(第2光柵圖案B)中，脊和槽倒置。通過(guò)形成此結(jié)構(gòu)，使A區(qū)與B區(qū)成為相位相差180度的區(qū)域。因此，將不添加相位差的區(qū)域作為A時(shí)，添加180度相位差的區(qū)域成為B。專利以大致相等的間隔寬度交互形成該作為第1光柵圖案A的A區(qū)和作為第2光柵圖案B的B區(qū)。
通過(guò)以上進(jìn)行說(shuō)明的光柵3的光束被劃分成主光束和子光束，并對(duì)光盤的凹凸(即光道)所產(chǎn)生的±1次光添加±180度的相位差。
如圖3所示，由物鏡5將該光束會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)為主要由4個(gè)峰組成的形狀。這時(shí)，使用子光束31、32的推挽信號(hào)PP31、PP32與已有技術(shù)例的圖33所示的相同，與不加相位差的主光束的推挽信號(hào)PP30相比，振幅大致為0。
這里，說(shuō)明不產(chǎn)生上述子光束的推挽信號(hào)(振幅0)的原理。如圖4(a)所示，將物鏡會(huì)聚在具有周期結(jié)構(gòu)的光道61上的光束(子光束31)分成0次衍射光310和±1次衍射光311、312進(jìn)行反射，并且如圖4(b)所示，在其重疊區(qū)n1、n2中相互干涉，從而在物鏡的瞳面上產(chǎn)生衍射圖案(推挽圖案)。
圖5示出在光盤上反射并入射到物鏡的光束，使用圖1(b)的光柵3時(shí)，各反射衍射光中，圖5的畫陰影線的部分分別比其它區(qū)相位偏移180度?！?次衍射光311、312與0次衍射光310重疊的區(qū)域n1、n2中，此相位偏移區(qū)重疊，在310與311、310與312上交叉。
例如，衍射光重疊的區(qū)域中，即因光束偏離光道而產(chǎn)生明暗的區(qū)域(推挽信號(hào)區(qū))n1中，劃分成4種區(qū)受相位偏移影響的部分A1、310與311的相位偏移區(qū)重疊的部分(畫斗狀陰影線的部分)A2、僅0次衍射光添加相移的部分B1和僅+1次衍射光添加相移的部分B1。這里，區(qū)A2對(duì)0次衍射光和+1次衍射光雙方添加180度相位差，因而相對(duì)地說(shuō)，兩者之間沒(méi)有添加相位差。于是，0次衍射光310與+1次衍射光311之間添加180度相位差的“區(qū)B1和區(qū)B2”和沒(méi)有相位差的“區(qū)A1和A2”中，推挽明暗相反。
本發(fā)明中，如圖1(b)所示，在y軸(即光盤的光道方向)作為邊界的第1區(qū)和第2區(qū)中，使相位偏移區(qū)(例如第2光柵圖案B)反向傾斜，而且加以多元?jiǎng)澐?。因此，光盤的反射光中，在產(chǎn)生推挽明暗的區(qū)n1和區(qū)n2上，相位偏移區(qū)都交叉，從而將相位偏移區(qū)劃分得小。結(jié)果，明暗倒置的區(qū)域“區(qū)A1和A2”與“區(qū)B1和區(qū)B2”面積大致相等。因此，僅考慮n1時(shí)，在任何偏離光道的狀態(tài)下，明暗相反的區(qū)總大致相等，全部加在一起，則最終檢測(cè)不到推挽分量。因此，用圖5的對(duì)分檢測(cè)器8B檢測(cè)差動(dòng)信號(hào)(推挽信號(hào))時(shí)，光道衍射的推挽分量總為0。
如圖6所示，物鏡由于跟蹤而在徑向移位時(shí)，與光柵3的相對(duì)位置錯(cuò)位，相位偏移區(qū)也錯(cuò)位。然而，產(chǎn)生推挽明暗的區(qū)n1和n2中，相位偏移區(qū)交叉，使其與沒(méi)有物鏡的狀態(tài)大致相同，因而總體上保持推挽信號(hào)的振幅為0的狀態(tài)。因此，對(duì)物鏡的移位，特性不劣化，移位特性提高。光柵3在裝配拾光器時(shí)往x方向錯(cuò)位的情況下，也產(chǎn)生相同的現(xiàn)象，但在相位偏移區(qū)交叉的范圍中，特性大致恒定，總能將振幅抑制為0。裝配拾光器時(shí)光柵3往y方向錯(cuò)位的情況下，由于多元?jiǎng)澐窒辔黄茀^(qū)，特性大致恒定，不需要調(diào)整位置。
本發(fā)明的主旨是通過(guò)使0次衍射光310與+1次衍射光311或者0次衍射光310與-1次衍射光312的相位偏移區(qū)重疊，總體上將子光束的推挽振幅抑制為0。關(guān)于這點(diǎn)，對(duì)相位偏移區(qū)的傾斜角度，使其相互交叉的角度為90度時(shí)，劃分?jǐn)?shù)卻變多，因而抑制效果提高。
因此，劃分成以y軸(即光盤的光道方向)為邊界，兩側(cè)反向?qū)ΨQ傾斜的多個(gè)光柵圖案時(shí)，使其傾斜角度θ1和θ2(參考圖1(b))形成相互傾斜大致45度±10度，則能獲得的抑制效果大。但是，不必以y軸為邊界對(duì)稱地形成光柵圖案，以非對(duì)稱傾斜角度，例如利用組合θ1＝35度和θ2＝55度，將交叉角度設(shè)定成大致為90度，能獲得的推挽振幅抑制效果也大。
由于使相位偏移部分(相位偏移區(qū))交叉重疊，即使相位偏移部分的寬度偏離設(shè)計(jì)值，或光學(xué)系統(tǒng)的透鏡倍率等發(fā)生變化，使物鏡出射光束的相移圖案變化，其影響也不大，特性幾乎沒(méi)有變化。因此，設(shè)計(jì)公差和裝配公差的容許量大，批量生產(chǎn)率和通用性優(yōu)良。
下面說(shuō)明推挽圖案變化時(shí)的影響。圖7示出推挽圖案的概略圖。即便用相同的光學(xué)系統(tǒng)，光盤的槽紋間距不同時(shí)，來(lái)自光盤的衍射圖案也變化，例如間距小的光盤形成圖7(a)那樣的推挽圖案，因標(biāo)準(zhǔn)不同而間距大的光盤則形成圖7(b)那樣的圖案。即使對(duì)推挽圖案這樣大為不同的光盤，使用本發(fā)明的相位模式，則相位偏移區(qū)交叉重疊在一起的狀態(tài)總相同，因而總能將推挽振幅抑制為0。物鏡的NA(數(shù)值孔徑)不同時(shí)，推挽圖案也同樣變化，但這時(shí)也獲得同樣的效果，總能抑制推挽振幅。
根據(jù)本實(shí)施方式，子光束的推挽信號(hào)的振幅總為0，與槽紋深度無(wú)關(guān)。即，在光道上的任何位置，振幅均為0，因而不需要3光束的位置調(diào)整(衍射光柵等的旋轉(zhuǎn)調(diào)整)，能使拾光器的裝配調(diào)整大為簡(jiǎn)化。
實(shí)施方式2用圖8至圖12詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式2。本發(fā)明實(shí)施方式2的拾光器的組成與上述發(fā)生1所示的相同，但第1光柵圖案A與第2光柵圖案B的形狀不同。圖8示出這些光柵圖案。實(shí)施方式2的光柵圖案劃分成以y軸為中心，兩側(cè)相互反向傾斜的多個(gè)光柵圖案。第1和第2光柵圖案A、B中，對(duì)交互凹凸(槽和脊)的周期性結(jié)構(gòu)添加180度相位差時(shí)，與實(shí)施方式1相同。然而，實(shí)施方式2中，非等間隔地形成不添加180度相位差的區(qū)(即第1光柵圖案A)和添加180度相位差的區(qū)(即第2光柵圖案B)時(shí)，與實(shí)施方式1不同。
這里，對(duì)非等間隔地形成光柵圖案的實(shí)施方式和等間隔地形成光柵圖案的實(shí)施方式1進(jìn)行比較并說(shuō)明。具體舉出本發(fā)明的效果大、應(yīng)用于槽紋間距較寬的光盤的情況或產(chǎn)生物鏡移位的情況為例，進(jìn)行說(shuō)明。
現(xiàn)揭示使用實(shí)施方式1中所示的圖1的光柵3時(shí)的問(wèn)題。圖9示出使用等間隔地形成光柵圖案的實(shí)施方式1的光柵3時(shí)，盤片槽紋較寬的光盤的反射光的推挽圖案。這樣使用盤片槽紋較寬的光盤時(shí)，推挽圖案n1、n2成為在光束中央重疊的狀態(tài)。這時(shí)，產(chǎn)生相位偏移區(qū)交叉重疊的“交叉部”m1和相位偏移區(qū)不交叉的“非交叉部”m2。尤其在物鏡移位時(shí)，“非交叉部”m2如圖9那樣變大。
這里，說(shuō)明“非交叉部”的特性。例如，第1、第2光柵圖案的光道方向的寬度(即相移圖案的劃分寬度)、光盤的槽紋間距和光學(xué)系統(tǒng)的倍率等為某條件時(shí)，如圖9和圖10所示，在非接觸部產(chǎn)生0次衍射光310與+1次衍射光11的相位偏移部分不重疊的狀態(tài)。相位偏移劃分寬度恒定時(shí)，整個(gè)非交叉部成為實(shí)施方式1中說(shuō)明的“區(qū)B1和B2”。因此，這時(shí)整個(gè)非交叉部成為推挽明暗，沒(méi)有抑制推挽信號(hào)振幅的效果。
圖11示出適應(yīng)非等間隔地形成光柵圖案的本實(shí)施方式時(shí)的推挽圖案。從該圖可知，非交叉部中不產(chǎn)生相位偏移區(qū)全然不重疊的狀態(tài)或另行完全重疊的狀態(tài)。
圖12示出物鏡移位大的情況。即使在物鏡這樣移位大的情況下，也不容易很受非交叉部的影響。因此，與等間隔地形成所述光柵圖案時(shí)相比，工作得總抑制推挽明暗，即使產(chǎn)生物鏡移位時(shí)，也能抑制推挽信號(hào)的振幅。
因而，對(duì)物鏡移位大的場(chǎng)合、光柵錯(cuò)位量大的場(chǎng)合或槽紋間距非常寬的光盤，子光束推挽振幅的抑制效果大，相移DPP特性提高。
實(shí)施方式3用圖13至圖15說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式3。本實(shí)施方式的拾光器的組成與圖1所示的系統(tǒng)，但光柵3的槽部的結(jié)構(gòu)不同。
首先，使用實(shí)施方式1中所示的圖1的光柵3時(shí)的問(wèn)題已在實(shí)施方式2中說(shuō)明，因而省略。這里，與實(shí)施方式2相同，說(shuō)明提高在槽紋間距非常寬的光盤和物鏡移位大等情況下成問(wèn)題的相位偏移區(qū)不交叉的“非交叉部”的特性的方法。
圖13示出光柵3的另一光柵圖案。此光柵3中，形成以y軸方向(邊界)為中心兩側(cè)相互反向傾斜的多個(gè)光柵圖案，并且對(duì)交互的槽的周期結(jié)構(gòu)添加180度相位差。這點(diǎn)與實(shí)施方式1和2相同。然而，其不同點(diǎn)是與光記錄媒體的光道方向平行的光柵圖案的寬度隨著從y軸(邊界)的中央往端部連續(xù)變化。通過(guò)這樣使光柵圖案的寬度連續(xù)變化，與實(shí)施方式2相同，非交叉部中也不產(chǎn)生相位偏移區(qū)全然不重疊的狀態(tài)或另行完全重疊的狀態(tài)。
因而，對(duì)物鏡移位大的場(chǎng)合、光柵錯(cuò)位量大的場(chǎng)合或槽紋間距非常寬的光盤，子光束推挽振幅的抑制效果大，相移DPP特性提高。
為了同樣的目的，將劃分區(qū)設(shè)定成圖14所示那樣的同心圓狀或圖15所示那樣的曲線狀，使用交互添加相位差的相移模式，也能獲得完全相同的效果。
上述實(shí)施方式1至實(shí)施方式3中，根據(jù)平行于光記錄媒體的光道方向的邊界，大致對(duì)稱地形成光柵圖案。然而，從上面已進(jìn)行說(shuō)明的不產(chǎn)生子光束推挽信號(hào)的原理的說(shuō)明和推挽圖案不同的原理性說(shuō)明可知，構(gòu)成使光柵圖案傾斜，并且在推挽圖案中總使第1光柵圖案A和第2光柵圖案B重復(fù)，則能獲得本發(fā)明的效果。尤其不難理解使用實(shí)施方式2和3中所示的光柵圖案時(shí)，即使不根據(jù)平行于光記錄媒體的光道方向?qū)⒐鈻艌D案設(shè)置成大致對(duì)稱，也能獲得抑制子光束推挽振幅的效果。這里所示的圖案實(shí)例是一個(gè)例子，并不限定本發(fā)明的組成。
實(shí)施方式4用圖16至圖21說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4。本實(shí)施方式的拾光器的組成與圖1所示的相同，但光柵3的槽部的結(jié)構(gòu)不同。首先，使用實(shí)施方式1中在圖1(b)示出的光柵3時(shí)，由物鏡5會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)如圖3所示，成為主要由4個(gè)峰組成的形狀。使第1光柵圖案A和第2光柵圖案B對(duì)y軸方向的邊界線傾斜成子光束的推挽振幅抑制效果最高的45度時(shí)，在大致正方形的4個(gè)頂點(diǎn)的位置產(chǎn)生4個(gè)峰。說(shuō)明將其用于記錄型光盤時(shí)的課題。
使用相變型盤片和追記型盤片時(shí)，在未記錄區(qū)和已記錄區(qū)利用反射率變化的記錄坑，使光道部分的反射率不同。例如，對(duì)根據(jù)光道61，外周側(cè)(x軸的+方向)為已記錄區(qū)、內(nèi)周側(cè)(x軸的-方向)為未記錄區(qū)的光盤(如圖16所示)，考慮光束從內(nèi)周側(cè)往外周側(cè)移動(dòng)的情況(訪問(wèn)的情況)。
下面具體示出物鏡移位大、主光束的推挽信號(hào)PP30的偏移量p大時(shí)的推挽信號(hào)波形。圖17示出使用不添加相移的已有光柵時(shí)的主光束30的推挽信號(hào)PP30、子光束31和32的推挽信號(hào)PP31和PP32的相加信號(hào)PP33(＝PP31+PP32)、從主光束39的總光量信號(hào)TT30以及子光束31和子光束32的總光量信號(hào)TT33、PP30減去PP33后所得的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34的變化。圖18示出使用圖1所示的添加相移的光柵3時(shí)的各推挽信號(hào)和總光量信號(hào)。
圖17中，光束從未記錄區(qū)往已記錄區(qū)移動(dòng)時(shí)，主光束的推挽信號(hào)PP30除反射率變動(dòng)造成的振幅減小外，直流(DC)偏移量也變化。子光束的推挽信號(hào)PP33中也大致同樣變化，因而將兩者相減后所得的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34中，雖然產(chǎn)生反射率變動(dòng)造成的振幅減小，但能大致校正DC偏移。
與此相對(duì)應(yīng)，圖18中，光束從未記錄區(qū)往已記錄區(qū)移動(dòng)時(shí)，主光束的推挽信號(hào)PP30與圖17時(shí)相同。然而，雖然子光束的推挽信號(hào)PP33抑制由于光道彎曲而產(chǎn)生的推挽信號(hào)振幅，使其大致為0，但DC偏移變化與主光束的推挽信號(hào)PP30不同。因此，將兩者相減后得到的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34中，除反射率變動(dòng)造成的振幅減小外，還在未記錄區(qū)與已記錄區(qū)的邊界附近產(chǎn)生DC偏移。
其產(chǎn)生的原因在于，子光束會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)的光束強(qiáng)度如圖3和圖16所示，總體上擴(kuò)大，因而與主光束30相比，受未記錄區(qū)和已記錄區(qū)的反射率變動(dòng)的影響平緩。此DC偏移因光盤的槽紋形狀和記錄媒體的反射率變動(dòng)而異，有小到能忽略的光盤，也有產(chǎn)生量大，相移校正的媒體。
因此，即使采用添加相移的光束時(shí)，也設(shè)計(jì)成會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)的光束強(qiáng)度不在徑向擴(kuò)大。這樣設(shè)計(jì)，所述DC偏移產(chǎn)生量小。圖19示出考慮這點(diǎn)的本實(shí)施例的光柵3。
此光柵3的光柵圖案與圖1所示的光柵圖案基本相同，但把以y軸(即光盤的光道方向)為邊界，對(duì)稱地相互方向傾斜的多個(gè)光柵圖案的傾斜角度θ設(shè)定為65度。這時(shí)會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)的形狀成為圖20那樣，子光束的4個(gè)峰配置成在徑向(x方向)靠近。
圖21示出使用此光柵時(shí)的各推挽信號(hào)。子光束的推挽信號(hào)PP33中，從未記錄區(qū)移動(dòng)到已記錄區(qū)時(shí)的DC偏移變化比圖18的情況下急劇，接近主光束30的推挽信號(hào)PP30的變化。因此，從PP30減去PP33后所得的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34中，雖然產(chǎn)生反射率變動(dòng)造成的振幅減小，但能大致校正DC偏移。
隨著使傾斜角度從45度加大，光盤6上的子光束的強(qiáng)度分布總體上往徑向減小，因而該DC偏移也減小。反之，接近90度時(shí)，子光束的推挽信號(hào)振幅抑制效果減小，振幅變大，因而原來(lái)無(wú)3光束旋轉(zhuǎn)調(diào)整的效果小，欠佳。傾斜角度在55度至75度的范圍，則能獲得抑制子光束的推挽信號(hào)振幅和已記錄未記錄邊界附近的DC偏移減小兩種效果。
實(shí)施方式5用圖22至圖23說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式5。本實(shí)施方式的拾光器的組成與圖1所示的相同，但光柵3的槽部的結(jié)構(gòu)不同。圖22示出減小實(shí)施方式4說(shuō)明的未記錄區(qū)和已記錄區(qū)中的DC偏移用的另一相移光柵的形態(tài)。
此光柵3中，與圖1所示的光柵圖案不同，不進(jìn)行在徑向中央部分形成凹凸(槽和脊)交互錯(cuò)開(kāi)的第1光柵圖案A和第2光柵圖案B的區(qū)域劃分。然而，設(shè)置作為劃分成主光束30和子光束31、32用的垂直于光道方向的衍射光柵的凹凸(槽和脊)。將此區(qū)域作為第3光柵圖案。間距最好與第1和第2光柵圖案的相同，其凹凸關(guān)系最好與第1或第2光柵圖案的一致。
這時(shí)會(huì)聚在光盤6上的光點(diǎn)的形狀成為圖23所示那樣在子光束31和32中4個(gè)峰的中央產(chǎn)生強(qiáng)度峰值。使用此光柵時(shí)的各推挽信號(hào)與實(shí)施方式4中所示的圖21相同。因此，從主光束的推挽信號(hào)PP30減去子光束的推挽信號(hào)PP33后得到的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34中，雖然產(chǎn)生反射率變動(dòng)造成的振幅減小，但能校正DC偏移。
隨著第3光柵區(qū)的徑向?qū)挾燃哟?，光盤6上的子光束中心部的強(qiáng)度加大，因而此DC偏移減小。然而，反之，子光束振幅抑制效果減小，原來(lái)的無(wú)3光束旋轉(zhuǎn)調(diào)整的效果減小，欠佳。各寬度為入射到光柵的光束的直徑的10％至60％左右，則能獲得抑制子光束振幅抑制和已記錄未記錄邊界附近的DC偏移減小兩種效果。
這里，如圖22所示，在光束通過(guò)區(qū)的端部形成構(gòu)成第1和第2光柵圖案的區(qū)域，使其對(duì)光道離開(kāi)平行直線距離L；但不限于此，也可在光束通過(guò)區(qū)的中央部以外設(shè)置添加相位偏移的光柵圖案。例如，不需要對(duì)光道平行分離，做成圓形、矩形等形狀也能獲得同樣的效果。即，通過(guò)構(gòu)成在劃分的子光束中央部產(chǎn)生強(qiáng)度峰，可高水平兼顧反射率變動(dòng)造成的振幅減小和DC偏移的課題。將本實(shí)施方式與實(shí)施方式3和實(shí)施方式4組合，也能獲得同樣的效果。
實(shí)施方式6用圖24、圖25、圖26詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式6。本實(shí)施方式的拾光器的組成與圖1所示的相同，但其特征在于致力于各光束推挽信號(hào)的運(yùn)算方法，以減小在未記錄區(qū)和已記錄區(qū)的邊界部分產(chǎn)生的DC偏移。
實(shí)施方式4所示的圖17和圖18中，進(jìn)行總光量信號(hào)TT30和TT33的比較。光束從未記錄區(qū)移動(dòng)到已記錄區(qū)時(shí)，與使用不添加相位偏移的已有光柵的場(chǎng)合(圖17)相比，使用圖1所示的添加相位偏移的光柵3的場(chǎng)合(圖18)在邊界附近，從主光束的推挽信號(hào)PP30減去子光束的推挽信號(hào)PP33后得到的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34產(chǎn)生DC偏移。這點(diǎn)已在實(shí)施方式中說(shuō)明。產(chǎn)生該偏移的原因在于，使用圖1所示的添加相位偏移的光柵3時(shí)，子光束的推挽信號(hào)PP33抑制由于光道彎曲而產(chǎn)生的推挽信號(hào)振幅，使其大致為0，但DC偏移的變化與主光束的推挽信號(hào)PP30不同。
這里，對(duì)總光量信號(hào)TT33，比較圖17和圖18，則與使用不添加相位偏移的已有光柵的場(chǎng)合(圖17)相比，使用圖1所示的添加相位偏移的光柵3的場(chǎng)合(圖18)TT33也緩慢變化。如圖24所示，利用下面的公式的運(yùn)算求出差動(dòng)推挽信號(hào)PP35PP35＝PP30/TT30-k(PP33/TT33)。
即，用主光束30的總光量TT30和子光束的總光量TT33分別除各自的推挽信號(hào)，進(jìn)行歸一化后，進(jìn)行相減，從而能使所述DC偏移大為減小。
圖25中示出使用圖1所示的添加相位偏移的光柵3時(shí)的歸一化的各推挽信號(hào)PP30/TT30、PP33/TT33和PP35。與圖18所示的差動(dòng)推挽信號(hào)PP34相比，能使DC偏移大為減小。
又，如圖26所示，利用下面的公式的運(yùn)算求出差動(dòng)推挽信號(hào)PP36PP36＝PP30/TT30-k(PP31/TT31+PP32/TT32)。
即，分別將各子光束的推挽信號(hào)歸一化后，從主光束的推挽信號(hào)減去。這樣也能獲得同樣的效果。
顯然，除用運(yùn)算處理進(jìn)行上述歸一化外，進(jìn)行利用AGC(Auto Gain Control自動(dòng)增益控制)使總光量的至恒定的反饋處理，也能獲得同樣的效果。
實(shí)施方式7用圖27至圖30詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式7。這里，說(shuō)明作為拾光裝置，用于將作為光源的半導(dǎo)體激光器、3光束用光柵、伺服信號(hào)產(chǎn)生用全息元件和光檢測(cè)器集成化的全息激光單元時(shí)的實(shí)例。
如圖27所示，從半導(dǎo)體激光器1出射的光在光柵2被劃分成3光束(主光束和±1次光的子光束)，并通過(guò)準(zhǔn)直透鏡2和物鏡5將全息元件9的0次衍射光會(huì)聚在光盤6上。然后，其回光由全息元件9衍射，并引導(dǎo)到光檢測(cè)器。
這里，如圖28所示，利用在與光盤6的徑向?qū)?yīng)的x方向上延伸的劃分線9g、在從該劃分線9g的中心與光盤6的徑向正交的y方向(即與光盤6的光道方向?qū)?yīng)的方向)上延伸的劃分線9h，將全息元件9劃分成3個(gè)劃分區(qū)9a、9b、9c，并分別對(duì)應(yīng)于各劃分區(qū)9a、9b、9c形成分別開(kāi)的光柵。
感光元件10包括聚焦用對(duì)分感光區(qū)10a、10b和跟蹤用感光區(qū)10c、10d、10e、10f、10g、10h。
將上文所述的半導(dǎo)體激光器1組成的發(fā)光元件、光衍射元件(上述光柵3)、用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線劃分反射光的全息元件9和感光元件10構(gòu)成的光檢測(cè)系統(tǒng)集成為1個(gè)組件。圖29示出此結(jié)構(gòu)。
在對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，全息元件9的劃分區(qū)9a衍射的主光束在劃分線10y上形成光束P1，劃分區(qū)9b、9c衍射的主光束分別在感光區(qū)10c、10d上形成光束P2、P3。
劃分區(qū)9a衍射的±1次子光束分別在對(duì)分感光區(qū)10a、10b的外側(cè)形成光束P4、P5，劃分區(qū)9b、9c衍射的±1次子光束分別在感光區(qū)10e、10f上形成光束P6、P7，在感光區(qū)10g、10h上形成光束P8、P9。
設(shè)感光區(qū)10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h的輸出信號(hào)分別為Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、Ih，則利用單刀刃法運(yùn)算(Ia-Ib)，求出聚焦誤差信號(hào)FES。又，由下面的公式求動(dòng)作誤差信號(hào)TESTES＝(Ic-Id)-k((If-Ih)+(Ie-Ig))。
這里，TES的(Ic-Id)是主光束的推挽信號(hào)，(If-Ih)、(Ie-Ig)分別是子光束的±1次光的推挽信號(hào)。
與上述實(shí)施方式1的不同點(diǎn)是對(duì)推挽信號(hào)使用光束的一半的光(僅用全息元件的劃分區(qū)9b、9c的光)。圖17中，例如設(shè)入射到處在雙光路的全息元件的劃分區(qū)9b、9c的光為第1象限和第2象限，則需要僅進(jìn)行此第1象限和第2象限的光輸出的減法運(yùn)算，以將推挽信號(hào)振幅抵消為0。
全息激光器的結(jié)構(gòu)中，光源與光柵的距離短，因而在光柵3和全息元件9上實(shí)質(zhì)性地利用入射到物鏡5的子光束的光與主光束30偏離的部分，如圖30所示。
該偏離量因光柵和全息元件的光軸方向的位置而異，但在集成為小型的全息激光器單元中，成為較大的值。偏離量小到相對(duì)于光束直徑可忽略的程度時(shí)，如果在光軸中心提供相位差分布，則視為對(duì)±1次光施加相同的相位分布，但偏離量大時(shí)，需要考慮該量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
已有技術(shù)例中，在這種情況下示出最佳相位差模式的例子，但本發(fā)明中，能原樣應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3中示出的相位差模式。
圖30是在全息激光器中裝載與實(shí)施方式1相同的模式，在光柵上實(shí)質(zhì)性的子光束的位置對(duì)主光束偏離大時(shí)，而且3元?jiǎng)澐秩⒃蟽H在一部分光束檢測(cè)出推挽信號(hào)的結(jié)構(gòu)中，具有抑制推挽振幅的效果。因此，全息激光器中，尤其在作為全息激光器單元集成化時(shí)，本發(fā)明特別有效。
上述實(shí)施方式中，作為給3光束的±1次光提供相位差的方法，揭示將光柵的槽的周期結(jié)構(gòu)局部錯(cuò)位的方法，但本發(fā)明不限于此，實(shí)際上也可用透射玻璃片和相位差片。
綜上所述，本發(fā)明的拾光器的結(jié)構(gòu)為具有發(fā)光元件、將所述發(fā)光元件出射的光束會(huì)聚在光記錄媒體上的會(huì)聚裝置、設(shè)在所述發(fā)光元件與會(huì)聚裝置之間以將發(fā)光元件出射的光束分成主光束和子光束的3光束以上用的光衍射元件、以及具有用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線劃分來(lái)自所述光記錄媒體的反射光并進(jìn)行感光的感光元件的光檢測(cè)系統(tǒng)，其中所述光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1光柵圖案和對(duì)所述第1光柵圖案錯(cuò)開(kāi)凹凸的間距的2光柵圖案，并且相互傾斜地形成所述第1光柵圖案和所述第2光柵圖案。
最佳實(shí)施方式一節(jié)中構(gòu)成的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├K究是闡明本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的，不應(yīng)僅限于該具體實(shí)例狹義解釋本發(fā)明，在本發(fā)明精神和以下記載的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可作各種變換并實(shí)施。
工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明的拾光器的結(jié)構(gòu)為光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1和第2光柵圖案，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸，將第1和第2光柵圖案形成帶狀，并且相互傾斜地形成平行于與光道方向垂直的方向的第1區(qū)部分和第2區(qū)部分。
因此，在用相移DPP法的跟蹤伺服法中，物鏡和光柵的錯(cuò)位大、光盤的槽紋結(jié)構(gòu)的間距大、使用不同標(biāo)準(zhǔn)的盤片、透鏡和物鏡的數(shù)值孔徑等光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)變化、全息激光器單元等集成拾光器中用部分光束檢測(cè)TES等情況下，都能抑制推挽信號(hào)振幅。
因此，能實(shí)現(xiàn)不需要調(diào)整子光束位置(即不需要3光束旋轉(zhuǎn)調(diào)整)的低成本拾光器。還能用于裝配公差大的場(chǎng)合、各種盤片和光學(xué)系統(tǒng)，因而批量生產(chǎn)率和通用性尤其優(yōu)良。又能在反射率變化的記錄型光盤中校正跟蹤信號(hào)產(chǎn)生的反射率變化所造成的偏移，因而可用于記錄型光盤。
權(quán)利要求
1.一種拾光器，具有發(fā)光元件，將所述發(fā)光元件出射的光束會(huì)聚在光記錄媒體上的會(huì)聚裝置，設(shè)在所述發(fā)光元件與會(huì)聚裝置之間、以將發(fā)光元件出射的光束分成主光束和子光束的3光束以上用的光衍射元件，以及具有用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線、劃分來(lái)自所述光記錄媒體的反射光、并進(jìn)行感光的感光元件的光檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1和第2光柵圖案，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸，將第1和第2光柵圖案形成帶狀，并且相互傾斜地形成平行于與光道方向垂直的方向的第1區(qū)部分和第2區(qū)部分。
2.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，所述第1光柵圖案和第2光柵圖案的所述凹凸的間距錯(cuò)開(kāi)大致1/2間距。
3.如權(quán)利要求2中所述的拾光器，其特征在于，設(shè)置所述第1、第2光柵圖案的傾斜角度的邊界，使其大致平行于所述光記錄媒體的光道。
4.如權(quán)利要求3中所述的拾光器，其特征在于，形成各光柵圖案，使其對(duì)大致平行于所述光道的邊界大致對(duì)稱。
5.如權(quán)利要求3中所述的拾光器，其特征在于，形成各光柵圖案，使其對(duì)大致平行于所述光道的邊界非對(duì)稱。
6.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，將所述光衍射元件的第1光柵圖案和第2光柵圖案的傾斜角度設(shè)定在對(duì)光道方向35度至55度的范圍。
7.如權(quán)利要求3中所述的拾光器，其特征在于，相對(duì)于與所述光道大致平行的邊界設(shè)置在兩側(cè)的第1光柵圖案和第2光柵圖案對(duì)所述邊界的傾斜角的和設(shè)定為大致90度。
8.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，所述拾光器適應(yīng)具有未記錄區(qū)和已記錄區(qū)的記錄型光盤，所述光衍射元件的第1光柵圖案和第2光柵圖案的傾斜角度設(shè)定在對(duì)光道55度至75度的范圍。
9.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度固定，并且按等間隔周期性地配置各圖案。
10.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度固定，并且按不等間隔配置各圖案。
11.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的平行于光記錄媒體光道方向的寬度連續(xù)變化。
12.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，在所述發(fā)光元件出射的光束通過(guò)的區(qū)域的端部區(qū)形成所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案。
13.如權(quán)利要求12中所述的拾光器，其特征在于，使所述端部區(qū)以所述平行于光道的邊界為中心，往與光道方向垂直的方向離開(kāi)一定距離L。
14.如權(quán)利要求12中所述的拾光器，其特征在于，在形成所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案以外的、而且光束通過(guò)的區(qū)域，形成間距與所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案中形成的凹凸相同而且與光道方向大致垂直的凹凸。
15.如權(quán)利要求12中所述的拾光器，其特征在于，所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案離開(kāi)的距離L，其范圍為通過(guò)的光束的直徑的10％至60％。
16.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，其特征在于，形成凹凸和光柵圖案，使由所述衍射元件劃分的子光束在所述光記錄媒體上的光點(diǎn)形狀中，中央部分形成最大強(qiáng)度的峰。
17.如權(quán)利要求1中所述的拾光器，在根據(jù)用與光記錄媒體的光道方向大致一致的劃分線劃分所述主光束和子光束并進(jìn)行感光的感光元件的輸出，產(chǎn)生使用推挽信號(hào)的跟蹤信號(hào)的光檢測(cè)系統(tǒng)中，其特征在于，用各主光束總光量和子光束總光量分別對(duì)所述主光束和子光束的各推挽信號(hào)進(jìn)行歸一化后，對(duì)歸一化后的推挽信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，以產(chǎn)生跟蹤信號(hào)。
18.一種拾光器，其特征在于，將發(fā)光元件出射的光束劃分成主光束和子光束，利用物鏡會(huì)聚到光記錄媒體，由大致平行于光道方向的劃分線劃分其反射光，進(jìn)行感光，檢測(cè)出光信號(hào)，并且用提供相位差的子光束的推挽信號(hào)校正主光束的跟蹤誤差信號(hào)的偏移，其中提供相位差，使干預(yù)所述子光束的推挽信號(hào)的區(qū)域中，光記錄媒體的槽紋的0次衍射光的相位差添加區(qū)與±1次衍射光的相位差添加區(qū)重疊。
19.如權(quán)利要求18中所述的拾光器，其特征在于，提供相位差，使所述相位差添加區(qū)重疊，從而所述子光束的推挽信號(hào)振幅大致為0。
20.如權(quán)利要求18中所述的拾光器，其特征在于，所述子光束中添加的相位差為大致180度。
21.一種拾光器，其特征在于，將發(fā)光元件出射的光束劃分成主光束和子光束，利用物鏡會(huì)聚到光記錄媒體，由大致平行于光道方向的劃分線劃分其反射光，進(jìn)行感光，檢測(cè)出光信號(hào)，并且用由光衍射元件提供相位差的子光束的推挽信號(hào)校正主光束的跟蹤誤差信號(hào)的偏移，其中所述光衍射元件提供相位差，使干預(yù)所述子光束的推挽信號(hào)的區(qū)域中，光記錄媒體的槽紋的0次衍射光的相位差添加區(qū)與±1次衍射光的相位差添加區(qū)重疊。
22.如權(quán)利要求21中所述的拾光器，其特征在于，所述光衍射元件分別具有多個(gè)含有在與所述光記錄媒體的光道方向大致垂直的方向上形成的凹凸的第1和第2光柵圖案，在光柵圖案形成方向錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間距份額的位置形成第1光柵圖案的各凹凸和第2光柵圖案的各凹凸，將第1和第2光柵圖案形成帶狀。
23.如權(quán)利要求22中所述的拾光器，其特征在于，所述第1光柵圖案和第2光柵圖案的所述凹凸的間距錯(cuò)開(kāi)大致1/2間距。
24.如權(quán)利要求21中所述的拾光器，其特征在于，所述多個(gè)第1光柵圖案和第2光柵圖案的形狀為同心圓狀或曲線狀。
25.如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的拾光器，其特征在于，裝載將所述發(fā)光元件、所述衍射元件、用與光記錄媒體光道方向大致一致的劃分線劃分反射光并進(jìn)行感光的全息元件和感光元件組成的光檢測(cè)系統(tǒng)集成為1個(gè)組件的全息激光單元。
全文摘要
拾光器利用傾斜多元?jiǎng)澐中拖辔徊罟鈻?3)將半導(dǎo)體激光器(1)出射的激光分成主光束(30)、子光束(31、32)，由物鏡(5)會(huì)聚在光盤(6)的光道(61)上。使反射光通過(guò)物鏡在分光器(4)上反射后，用會(huì)聚透鏡(7)引導(dǎo)到光檢測(cè)器(8A~C)。由此，使用主光束和子光束的推挽信號(hào)的跟蹤誤差信號(hào)檢測(cè)方法中，能以低成本消除物鏡移位和光盤傾斜造成的偏移，而且光利用效率不降低。
文檔編號(hào)G11B7/095GK1653527SQ0380916
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者上山徹男, 酒井啟至, 三木錬三郎, 宮崎修, 渡邊由紀(jì)夫 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社