CN100339898C

CN100339898C - 光学拾取装置

Info

Publication number: CN100339898C
Application number: CNB2005100687541A
Authority: CN
Inventors: 永富谦司; 梶山清治
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: CN1722253A; JP2005327387A; JP4260062B2; US20050254391A1; US7782735B2

Abstract

一种光学拾取装置，包括：具有三个激光元件的半导体激光器，三个激光元件分别用于发射CD用激光束、DVD用激光束以及下一代DVD用激光束，并且它们被容装在同一壳体中；以及通过衍射作用使激光元件发射出的激光束的光轴大体上彼此对齐的第一和第二衍射光栅。第一衍射光栅通过衍射作用使DVD用激光束的光轴与用作参考光轴的下一代DVD用激光束的光轴对齐。第二衍射光栅通过衍射作用使CD用激光束的光轴与用作参考光轴的下一代DVD用激光束的光轴对齐。即使在激光元件之间的光发射点间隙变化时，也能通过在参考光轴方向上精细地调整对应的衍射光栅，充分地实施对激光束的光轴调整。

Description

光学拾取装置

技术领域

本发明涉及光学拾取装置，尤其涉及适于兼容光学拾取装置的一种光学拾取装置，所述光学拾取装置能够向记录介质发射具有不同波长的几种激光束。

背景技术

当前，诸如光盘(CD)和数字多用途光盘(DVD)等各种光盘已经被商业化，并且被广泛使用。最近，已经进行了使用蓝-紫激光束记录和再现信息的下一代DVD的标准化。在下一代DVD中，使用波长大约为405纳米的蓝-紫激光束记录和再现信息。当激光束的波长缩短时，能够获得更高的密度。

因此，当光盘的种类增加时，需要研发一种能够在不同种类的光盘上实施记录和再现的所谓的兼容光学拾取装置。为了用波长不同的激光束辐照光盘，可以使用其中发射具有各个波长的激光束的半导体激光器被独立设置的排布结构。然而，当使用这种排布结构时，分别需要用于定位各个半导体激光器的空间和用于将各个激光束引导至物镜的光学元件，结果增加了部件的外部尺寸和数量。这样，对具有不同发射波长的多个激光元件一起被设置在单个CAN封装中的排布结构进行研究。根据这种排布结构，用于定位半导体激光器的空间能够被减小，并且光学系统能够在各个激光束中通用。

然而，当如上所述将多个激光元件设置在单个CAN封装中时，根据各个激光元件之间的排布间隙在激光束的光轴之间产生偏离。因此，当光学系统的光轴与激光束的光轴对齐时，其他激光束的光轴偏离光学系统的光轴。这样，在使用其他激光束进行记录和再现的情况下，出现了这样的问题：在光盘或光电检测器上产生激光束的偏差，使得光学特性变差。

为了解决这个问题，根据JP06-131688A中所述的现有技术，紧随包括有几种激光元件的半导体激光器之后设置双折射元件，并且各个激光束的光轴通过双折射元件彼此对齐，以将激光束引导至光学系统。即，多个激光元件设置在同一CAN封装中，这样参考激光束的偏振面与其他激光束中的每一束激光束的偏振面均正交。透射参考激光束并折射其他激光束从而它们的光轴与参考激光束的光轴对齐的双折射元件紧随半导体激光器之后设置。根据上述结构，在各个激光束的光轴彼此对齐之后，能够将激光束引导至位于后续阶段的光学系统。这样，具有各个波长的激光束能够被会聚到记录介质而不会发生偏差。

根据JP11-134702A中所述的技术，紧邻接收来自光盘的反射光束的光电检测器之前设置衍射光栅，从而将具有各个波长的反射光束引导至光电检测器。即，三个激光元件设置在同一CAN封装中。从各个激光元件发射的具有不同波长的激光束通过相同的光学系统被会聚到光盘上。来自光盘的反射光束被衍射光栅衍射，并会聚到光电检测器上。根据上述结构，各个激光束能够充分地被会聚到光电检测器。因此，能够获得没有波动地检测信号。

JP06-131688A中所描述的现有技术需要附加的双折射元件。另外，需要形成各个激光元件，这样参考激光束的偏振面与其他激光束中的每一束激光束的偏振面垂直。然而，很难形成激光束的偏振面彼此不同的激光元件。当设置昂贵的附加双折射元件时，整个光学拾取装置的成本会增加。

双折射元件的折射作用依赖于频率。然而，考虑到用于兼容性光拾取装置的激光束的波长，具有各个波长的激光束中的每一个被双折射元件折射时的折射角不会显著变化。例如，CD的激光束(波长为780nm)与DVD的激光束(波长为655nm)之间的波长差只有大约100nm。结果，双折射元件产生的两个激光束的折射角变得彼此大体上相等。

因此，当用于CD的激光束的光轴和用于DVD的激光束的光轴将通过双折射元件的折射作用与下一代DVD的激光束的光轴对齐时，需要允许用于CD的激光束和用于DVD的激光束以它们的光轴彼此接近至它们彼此大体上对齐的状态进入双折射元件。然而，在制造过程中，几乎不可能以它们的光轴彼此接近至所述程度的状态设置激光元件。这样，很难利用双折射元件使CD的激光束(波长为780nm)的光轴和DVD的激光束(波长为655nm)的光轴与下一代DVD的激光束的光轴对齐。

根据JP11-134702A中所述的传统技术，具有各个波长的反射光束通过紧接设置在光电检测器前方的衍射光栅而经受衍射作用，从而将各个光束引导到光电检测器上。因此，当在具有各个波长的反射光束的光轴之间产生距离偏差时，具有各个波长的反射光束不能充分地被引导到光电检测器上，除非根据变化的距离适当地改变衍射光栅的设计。

然而，每次由于制造误差等问题使激光元件之间的排布间隙发生变化时，根据排布间隙重新设计衍射光栅是不可行的。因此，实际上，在这种情况下，没有其他选择，只能使用不作任何变更的现有衍射光栅，结果，不能充分地实施对光轴的校正。当在制造商中激光元件之间的排布间隙的设计值发生变化时，需要为制造商们分别地准备各个衍射光栅。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学拾取装置，该光学拾取装置能够在抑制成本增加的同时，平稳地进行光轴调整，并且即使在激光元件之间的排布间隙发生变化的情况下，也能够精确地实施所述装置的光轴校正。

本发明的特征在于，将具有不同波长的激光束发射至记录介质的光学拾取装置，包括：半导体激光器，所述半导体激光器包括三个具有不同发射波长的激光元件，且所述激光元件容装在同一壳体中；以及多个衍射光栅，所述衍射光栅通过衍射作用使从所述激光元件发射的激光束的光轴大体上彼此对齐，其中所述衍射光栅被独立地设置以对应将经受光轴调整的激光束，并且每个衍射光栅都具有光栅图案，所述光栅图案被调整，从而将通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的衍射效率，以及与上述激光束具有不同波长的激光束的衍射效率，处在适当的范围内，且其中所述半导体激光器包括三个激光元件，所述三个激光元件具有发射波长λ1、λ2和λ3，其中λ1＜λ2＜λ3，并且所述三个激光元件容装在同一壳体中，从而两个激光元件设置成将具有最短发射波长的激光元件夹在中间，所述衍射光栅被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束，并且为波长是λ2和λ3的激光束提供衍射作用，所述衍射作用用于使波长为λ2和λ3的激光束中的每一个的±n阶衍射光与波长为λ1的激光束的光轴对齐，其中n是等于或大于1的整数。

在根据本发明的光学拾取装置中，每个衍射光栅的光栅图案具有阶梯高度，该高度被调整为将通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的衍射效率，以及与上述激光束具有不同波长的激光束的衍射效率，处在适当的范围内。

根据本发明，当光学拾取装置发射蓝-紫激光束、红激光束、以及红外激光束时，发射波长为λ1的激光元件是发射蓝-紫激光束的激光元件，发射波长为λ2和λ3的激光束是分别发射红激光束和发射红外激光束的激光元件。

并且，在根据本发明的光学拾取装置中，被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅位于从激光元件至记录介质的第一光学路径上，或位于第二光学路径上，所述第二光学路径是从记录介质至光电检测器的光学路径并且去除了与第一光学路径重叠的光学路径部分。

可选地，在根据本发明的光学拾取装置中，被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅中的一个位于从激光元件至记录介质的第一光学路径上，且所述被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅中的另一个位于第二光学路径上，所述第二光学路径是从记录介质至光电检测器的光学路径并且去除了与第一光学路径重叠的光学路径部分。

根据本发明，使用低成本的衍射光栅作为光轴调整用光学元件，从而，能够抑制光学拾取装置的成本增加。此外，对应将经受光轴调整的激光束分别地准备衍射光栅。因此，即使在激光元件之间的排布间隙发生变化时，也能沿光轴方向调整对应衍射光栅的位置，以使激光束的光轴与参考光轴对齐。这样，根据本发明，能够在抑制光学拾取装置的成本增长的同时，容易地、平稳地调整激光束的光轴。

如上所述，能够通过调整光栅图案的阶跃高度来设计每个衍射光栅的高度，从而将通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的衍射效率以及波长与通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的波长不同的激光束的衍射效率在适当的范围内。通过对下述实施例的描述，这种特定设计方式将变得清楚。

当两个激光元件(波长：λ2和λ3)被设置成将具有最短发射波长的激光元件(波长：λ1)夹在中间时，光发射点之间的距离能够被加长，这样，在壳体中的激光元件的排布边缘能够增加。通过以下对实施例的描述，光发射点间隙与波长之间的关系将变得清楚。

当波长为λ1，λ2和λ3的激光束分别是蓝-紫激光束、红激光束和红外激光束时，能够提高蓝-紫激光束的衍射效率。因此，能够防止衍射使当前发射功率小的蓝-紫激光束的功率变小。

如上所述，与波长λ2和λ3对应的每个衍射光栅能够定位在从半导体激光器至记录介质的第一光学路径和第二光学路径之一上，其中第二光学路径是从记录介质至光电检测器的光学路径并且与第一光学路径重叠的光学路径部分被去除。

当衍射光栅位于第一光学路径上时，由于在用激光束辐照记录介质之前，对激光束进行了光轴调整，因此能够抑制在记录介质上产生对应激光束的偏差。这时，从记录介质反射的反射光束也经过光轴调整。因此，也能抑制在光电检测器上产生偏差。

当衍射光栅位于第二光学路径上时，因为在将激光束入射到光电检测器之前，对激光束进行光轴调整，因此能够抑制在光电检测器上产生对应激光束的偏差。这时，在激光束入射到记录介质上之前，激光束不经受光轴调整，从而会在记录介质上产生偏差。另一方面，能够防止衍射使激光束的功率减小。这样，能够在记录介质上保持高的激光功率。

附图说明

当参考附图阅读以下对实施例的描述时，将完全理解本发明的上述和其他目的以及本发明的新颖特征。

图1示出了根据本发明实施例的光学拾取装置的结构；

图2A示出了本发明实施例中的三波长激光器的结构，图2B示出了本发明实施例中的三波长激光器的结构；

图3是本发明实施例中利用衍射光栅实施光轴偏离校正作用的示意图；

图4是本发明实施例中利用第一衍射光栅和第二衍射光栅进行光轴调整作用的示意性简图；

图5A是本发明实施例中利用第一衍射光栅实施光轴调整作用的示意性简图；图5B是本发明实施例中利用第二衍射光栅实施光轴调整作用的示意性简图；

图6示出本发明实施例中通过模拟第一衍射光栅的衍射效率而获得的结果；

图7示出本发明实施例中通过模拟第二衍射光栅的衍射效率而获得的结果；以及

图8是本发明实施例的变更实例的示意图；

具体实施方式

其后，将参考附图描述本发明的实施例。应该指出的是，以下实施例只是例子，而不是用来限制本发明的范围的。

图1示出了根据本发明实施例的光学拾取装置的结构。所述光学拾取装置被用作CD/DVD/下一代DVD的兼容性装置。在图1中，再现电路201、伺服电路202和控制器203是光盘设备上的部件。

如图1所示，光学拾取装置包括三波长激光器101、第一衍射光栅102、准直透镜103、偏振BS(分束器)104、反光镜105、孔径限制元件106、波前校正元件107、四分之一波长板108、物镜109、聚光镜110、第二衍射光栅111、光电检测器112和物镜致动器300。

三波长激光器101具有三个激光元件，它们分别发射CD用激光束(波长为780nm)、DVD用激光束(波长为655nm)以及下一代DVD用激光束(波长为408nm)，并且它们被容装在同一CAN封装中。各个激光元件以预定的间隙设置成直线。从各个激光元件发射出的激光束的偏振平面彼此平行。以后将描述各个激光元件的排布。

第一衍射光栅102利用衍射作用使三波长激光器101发射的、CD用激光束的光轴与下一代DVD用激光束的光轴对齐。即，在第一衍射光栅102中形成被设计成能够对在CD用激光束的光轴中的偏离进行校正的图案。以后将描述衍射光栅的结构及其光轴偏离校正作用。

准直透镜103将来自第一衍射光栅102的、具有各个波长的每个入射激光束会聚成平行光束。例如，通过结合多个透镜形成准直透镜103，其中所述多个透镜的阿贝常数和曲率(球面)被调整成：对于具有各个波长的激光束中的每一个，能够实现消色差效果。

偏振BS104被调整和设置成：偏振BS的偏振面与三波长激光器101发射出的激光束的每个偏振平面对齐。因此，具有各个波长并且通过准直透镜103会聚成平行光束的每个激光束大体上完全透射通过偏振BS104。

反光镜105改变来自偏振BS104的激光束的每个光路，使它们沿物镜109方向向上。

孔径限制元件106根据盘的基底厚度切断激光束的周边。由此，调整入射到物镜109上每个激光束的数值孔径(NA)。即，基于盘的基底厚度，预先为每束激光束确定物镜109的数值孔径。这样，当孔径限制元件106切断激光束的周边部分，从而获得与盘的基底厚度对应的数值孔径时，每个激光束被允许以适当的、有效的直径进入物镜109。

例如，当光学拾取装置是CD/DVD/下一代DVD(基底厚度0.6mm)用兼容性装置时，只是CD的基底厚度(1.2mm)大于其他盘的厚度。因此，只有CD用激光束的数值孔径被基于基底厚度设置成小于每个其他激光束的数值孔径。孔径限制元件106只切断CD用激光束的周边部分，以调整入射到物镜109上的CD用激光束的有效直径，从而将CD用激光束的数值孔径调整到设定值。

例如，衍射光栅可以被用作孔径限制元件106。波长选择性衍射图案形成在衍射光栅上并且在激光束的周边部分的入射位置处。通过图案的衍射作用，具有相应波长的激光束的周边部分被发散。例如，在用于CD/DVD/下一代DVD的兼容性装置(基底厚度为0.6mm)的情况下，只有衍射CD用激光束(波长为780nm)的衍射图案形成在周边部分的入射位置处。结果，通过衍射发散CD用激光束的周边部分，以沿物镜109方向只引导激光束的中心部分。

可选的是，偏振滤光器可以用作孔径限制元件106。即，偏振滤光器设置在将经受孔径限制的激光束的周边部分的位置，并且使激光束的偏振平面垂直于偏振滤光器的偏振平面。在这种情况下，只有将经受孔径限制的激光束的偏振平面垂直于偏振滤光器的偏振平面。这样，需要提供附加部件，以使激光束的偏振平面相对于其他激光束的偏振平面旋转90度。例如，波长选择性二分之一波长板能够被用作这种部件。

相位滤波器也能够被用作孔径限制元件106。在这种情况下，需要调整相位滤波器的厚度，从而只过滤将要经受孔径限制的激光束。

波前校正元件107根据来自伺服电路202的伺服信号校正激光束的波前状态。如上所述，具有各个波长的、从三波长激光器101发射出的每个激光束通过准直透镜103会聚成平行激光束，以便激光束在经过孔径限制元件106之后，变成平行激光束。与此相反，例如，当物镜109被设计成只用于具有预定波长的激光束的有限系统时，需要基于设计来校正具有预定波长的激光束的波前状态。在这种情况下，波前校正元件107向具有预定波长的激光束提供波前校正作用，从而使具有预定波长的激光束的波前状态变为充分状态。

更具体地，在物镜109设计成用于DVD用激光束(波长为655nm)以及下一代DVD用激光束(波长为408nm)的无限系统，并且成为用于CD用激光束(波长为780nm)的有限系统的情况下，只有在使用CD用激光束时，波前校正元件107被驱动将CD用激光束的波前状态校正成适于物镜109规格的波前状态。

例如，如JP2895150B中所述的液晶元件能够被用作波前校正元件107。即，设置多个同心环透明电极，使它们沿光轴方向将液晶元件夹在中间。液晶元件被设置成：激光束的光轴经过每个同心环透明电极的中心。电压被供至透明电极，以产生环形液晶元件的不同折射率，从而使激光束的波前状态弯曲。能够根据所施加的电压的幅值调整在透明电极的每个位置处的折射率。因此，通过调整所施加的电压，能够将激光束的波前状态调整到充分状态。

可选的是，JP2003-149443A中所述的双折射元件能够被用作波前校正元件107。也可以使用诸如光束扩展器等机械调整机构或者透镜插入机构。

当物镜109被设计成用于所有激光束的无限系统时，不需要波前校正元件107。在这种情况下，波前校正元件107从图1所示的光学系统中被省略。

四分之一波长板108将通过偏振BS104完全透射的每个激光束转换成圆形偏振光束。此外，四分之一波长板108将从盘反射的激光束(圆形偏振光束)转换成偏振方向与入射在四分之一波长板上的激光束的偏振方向垂直的线性偏振光束。因此，从盘反射的激光束大体上被偏振BS104完全反射。

物镜109被设计成将具有各个波长的激光束中的每一个适当地会聚到记录层上。如上所述，物镜109被设计成用于每个激光束的有限系统或无限系统。

物镜致动器300响应来自伺服电路202的伺服信号(跟踪伺服信号和聚焦伺服信号)驱动物镜109。对物镜致动器300的结构的描述被省略，因为已知这种结构。

聚光透镜110将偏振BS104反射的激光束(从盘反射的光束)聚焦到光电检测器112上。

第二衍射光栅111利用衍射作用使三波长激光器101发射的、DVD用激光束的光轴与下一代DVD用激光束的光轴对齐。即，在第二衍射光栅111上形成设计成能够校正DVD用激光束的光轴上的偏差的图案。稍后将描述衍射光栅的结构及其光轴偏差校正作用。

光电检测器112具有传感器图案，用于从接收到的激光束的强度分布获得再现射频信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号。来自每个传感器的信号被输出至再现电路201和伺服电路202，它们设置在盘设备侧。

再现电路201对从光电检测器112接收到的传感器信号进行计算处理以获得再现射频信号，并且解调所获得的再现射频信号以产生再现数据。

伺服电路202对从光电检测器112接收到的传感器信号进行计算处理以获得跟踪误差信号和聚焦误差信号，基于跟踪误差信号和聚焦误差信号产生跟踪伺服信号和聚焦伺服信号，并且将跟踪伺服信号和聚焦伺服信号输出到物镜致动器300。此外，伺服电路202响应来自控制器203的指令将驱动信号输出至波前校正元件107。

控制器203根据来自键盘输入部分(未示出)的输入指令或类似信号控制各个部件。

图2A和2B示出三波长激光器101的结构。图2B是从右侧看图2A时的右侧视图。

在图2A和2B中，参考标号101a至101c表示激光元件。如图2A和2B所示，激光元件101a至101c安装在基底101d上，并且从光束窗侧看是排成直线的。各个激光元件之间的间隔是这样的间隔：即，从激光元件101a和101c发射出的激光束被第一衍射光栅102和第二衍射光栅111衍射，从而它们的光轴与激光元件101b发射出的激光束的光轴对齐。

将参考附图3描述衍射光栅制成的光轴偏差校正作用。

当在衍射光栅的激光入射侧的表面上形成图3所示的全息光栅图案时，光栅图案使得光发射点1和2发射出的激光束经过衍射作用。图3示出了阶梯数是3的光栅图案。

当假设光栅间距是p时，激光束的第一阶衍射光的衍射角θ及其波长λ通过以下表达式表达：

λ＝p sinθ (1)

θ＝sin^-1λ/p (2)

因此，当来自光发射点1和2的激光束的每个光轴在衍射光栅的衍射作用下将要与参考光轴对齐时，光发射点间隙d1和d2通过以下表达式表达：

d1＝L tanθ1 (3)

d2＝L tanθ2 (4)

这样，基于来自光发射点1和2的激光束的波长λ1和λ2以及衍射光栅的光栅间隙p，将光发射点间隙d1和d2设置成：

d1＝L tan(sin^-1λ1/p) (5)

d2＝L tan(sin^-1λ2/p) (6)

从以上表达式(5)和(6)可以看出，当简单光路长度L相同时，光发射点间隙d1和d2与所发射的激光束的波长λ1和λ2成正比。因此，当光发射点间隙d1和d2将被增长时，来自光发射点1和2的激光束的波长可能增加。

在该实施例中，CD用激光束(波长为78nm)、DVD用激光束(波长为655nm)以及下一代DVD用激光束(波长为408nm)从三波长激光器101中发射出来。因此，当光发射点间隙将被增长时，具有长波长的CD用激光束(波长为780nm)和DVD用激光束(波长为655nm)可以被衍射，以使那些激光束的光轴与下一代DVD用激光束(波长为408nm)的光轴对齐。

即，具有最短发射激光波长的下一代DVD用激光元件(波长为408nm)被定位作为容装在三波长激光器101中的激光元件101a至101c(见图2A和2B)的中心激光元件101b。CD和DVD用激光元件(波长为655nm和780nm)被定位以将下一代DVD用激光元件夹在两者之间。这样，激光元件之间的各个间隙d1和d2能够被增长，结果，能够容易地排布激光元件101a至101c。

当利用衍射光栅实施光轴校正时，由于衍射效率，使得将经受光轴对准的激光束的功率降低。因此，可能会从经受光轴对准的激光束中排除将被保持在高功率下的激光束。

目前，发射下一代DVD用激光束(波长为408nm)的激光元件的发射功率比CD用激光束(波长为780nm)的激光器功率和DVD用激光束(波长为655nm)的激光器功率弱。如上所述，当下一代DVD用激光元件(波长为408nm)定位在中心，以防止利用衍射的光轴校正时，本来比较弱的下一代DVD用激光束的功率能够保持在较高的值。

图4示出了从三波长激光器101发射出的三束激光束和通过第一衍射光栅102和第二衍射光栅111实现光轴调整作用之间的关系。

如图4所示，通过第一衍射光栅102，三波长激光器101发射出的三束激光束中的CD用激光束(波长为780nm)的光轴与下一代DVD用激光束(波长为408nm)的光轴对齐。DVD用激光束(波长为655nm)不经过利用第一衍射光栅102的光轴调整，从而以它的光轴在激光束发射时被偏离的状态入射到物镜109上。

相对于下一代DVD用激光束的光轴调整物镜109的位置，将下一代DVD用激光束的光轴作为参考光轴。因此，CD用激光束和下一代DVD用激光束的激光束通过物镜109会聚到盘上而不会出现偏差。与此相反，DVD用激光束以它的光轴偏离的状态入射到物镜109上，从而在会聚到盘上的光束中产生偏差。

一般来说，因为偏差与激光束的波长成反比，因此DVD用激光束中产生的偏差不会变大到严重影响记录/再现特征的程度。作为代替，当DVD用激光束被用作记录光束时，优选的是，如该实施例一样，在通过衍射使激光器功率减小的光轴对准之前，保持高的激光器功率且没有利用衍射的光轴对准。当能够保持记录所需的激光器功率时，可以在准直透镜103的前阶段设置用于调整DVD用激光束的光轴的附加衍射光栅。

从盘反射的激光束中，DVD用激光束被第二衍射光栅111衍射，且它的光轴被弯曲以便将DVD用激光束引导到光电检测器112上。CD用激光束和下一代DVD用激光束会聚到光电检测器112上，且没有利用第二衍射光栅111的光轴调整。

基于上述表达式(5)和(6)，在第一衍射光栅102和第二衍射光栅111中设置用于使CD用和DVD用激光束的光轴与下一代DVD用激光束的光轴对准的光栅图案(光栅间距：p)。因此，当下一代DVD用激光束与CD用激光束之间以及下一代DVD用激光束与DVD用激光束之间的光发射点间隙d1和d2在设置光栅图案时偏离光发射点间隙时，在没有任何处理的情况下，不能适当地实施对CD用激光束以及DVD用激光束的光轴调整。在这种情况下，第一衍射光栅102和第二衍射光栅111沿参考光轴方向来回移动，以调整简单光路长度L。

图5A和5B示出了第一衍射光栅102和第二衍射光栅111进行的光轴校正作用。

当与激光元件101a(用于CD)相关的光发射点间隙d1大于设计间隙值时，第一衍射光栅102移到θ1变为设计角度值的位置以保持与三波长激光器101分离开。另一方面，当光发射点间隙d1变得小于设计间隙值时，第一衍射光栅102移到θ1变为设计角度值的位置以使它靠近三波长激光器101。

类似地，当与激光元件101c(用于DVD)相关的光发射点间隙d2大于设计间隙值时，第二衍射光栅111移到θ2变为设计角度值的位置以保持与光电检测器112分离开。另一方面，当光发射点间隙d2变得小于设计间隙值时，第二衍射光栅111移到θ2变为设计角度值的位置以使它靠近光电检测器112。

实际上，以利用DVD用激光元件发射的激光束辐照盘(DVD)的状态，使第二衍射光栅111沿光轴方向来回移动，并且来自光电检测器112的输出被监测。然后，第二衍射光栅111定位在来自光电检测器112的输出为最佳的位置处。其后，以利用CD用激光器发射的激光束辐照盘(CD)且来自光电检测器112的输出被监测的状态，使第一衍射光栅102沿光轴方向来回移动。然后，第一衍射光栅102定位在来自光电检测器112的输出为最佳的位置处。

图6示出了第一衍射光栅102的光栅图案及其衍射效率之间的关系。

图6示出了在光栅图案的阶梯数量被设置成3的情况下通过模拟所获得的结果。在示出通过模拟所获得的结果的特性曲线下面的空白处描述了模拟条件。在曲线中，“蓝第0”、“红第0”和“红外第-1”分别示出了波长为408nm的激光束的零阶衍射光的衍射效率特性、波长为655nm的激光束的零阶衍射光的衍射效率特性、和波长为780nm的激光束的负一阶衍射光的衍射效率特性。

从图6可以看出，当在光栅图案具有三个阶梯的情况下，将阶梯高度H设置成大约4.35μm时，波长为780nm(用于CD)的激光束的衍射效率能够被提高到稍大于40％，同时波长为408nm(用于下一代DVD)的蓝-紫激光束的衍射效率和波长为655nm(用于DVD)的红激光束的衍射效率保持在几乎100％。

图7示出了第二衍射光栅111的光栅图案及其衍射效率之间的关系。

图7示出了在光栅图案的阶梯数量被设置成4的情况下通过模拟所获得的结果。在示出通过模拟所获得的结果的特性曲线下面的空白处描述了模拟条件。在曲线中，“蓝第0”、“红第+1”和“红外第0”分别示出了波长为408nm的激光束的零阶衍射光的衍射效率特性、波长为655nm的激光束的正一阶衍射光的衍射效率特性、和波长为780nm的激光束的零阶衍射光的衍射效率特性。

从图7可以看出，当在光栅图案具有四个阶梯的情况下，将阶梯高度H设置成大约1.75μm时，波长为655nm(用于DVD)的激光束的衍射效率能够被提高到大约80％，同时波长为408nm(用于下一代DVD)的蓝-紫激光束的衍射效率和波长为780nm(用于CD)的红外激光束的衍射效率保持在几乎100％。

当图6和7所示的衍射光栅被用作第一衍射光栅102和第二衍射光栅111时，已经经过第一衍射光栅102和第二衍射光栅111的蓝-紫激光束(用于下一代DVD)、红激光束(用于DVD)和红外激光束(用于CD)的衍射效率分别变为95.5％×96.1％＝91.8％，95.9％×78.2％＝75.0％，和42.3％×98.0％＝41.5％。因此，即使在使用两个衍射光栅时，也能在光电检测器112上会聚具有充足功率的激光束。尤其是，蓝-紫激光束(用于下一代DVD)的功率只减少了10％，结果，能够保持高的激光器功率。

当最优选阶梯高度被设置作为光栅图案的阶梯高度时，实施如图6和7所示的模拟。基于模拟所获得的结果，比较各个波长处的衍射效率，并且考虑需要被具有各个波长的激光束满足的条件。例如，如上所述，目前蓝-紫激光束的发射功率比其他激光束中的每一束激光的功率弱。因此，首先，蓝-紫激光束的衍射效率被设置到90％或更多。接着，从能够使蓝-紫激光束的衍射效率设置到90％或更多的阶梯高度范围中选出剩余两束激光束的优化阶梯高度。这时，当如上所述不需要将CD用激光束的功率设置到非常高的功率时(例如，当所用盘是只再现CD时)，希望选择阶梯高度，从而DVD用激光束的衍射效率变得大，即使只是稍微大了一些。当CD和DVD用功率均要被增大时，希望选择能够以平衡的方式使两个功率都变大的阶梯高度。

如上所述，根据本实施例，低成本衍射光栅被用作调整光轴的光学元件，从而能够抑制光学拾取装置的成本的增加。此外，第一和第二衍射光栅102和111独立地为将经受光轴调整的激光束而设。因此，即使在激光元件之间的排布间隙发生变化时，在参考光轴方向上也能够调整相应的衍射光栅的位置，以使激光束的光轴平稳地与参考光轴对齐。这样，根据该实施例，能够容易地、平稳地实施激光束的光轴调整，同时抑制光学拾取装置的成本的增加。

本发明不限于上述实施例，可以进行各种其他形式的变更。

例如，在本实施例中，蓝-紫激光束的激光元件位于中心。另一个激光元件可以位于中心。在这种情况下，从表达式(5)和(6)可以看出，光发射点间隙变得小于本实施例中的间隙，这样减小了激光元件的排布边缘。另外，蓝-紫激光器(用于下一代DVD)的衍射效率(功率)被减小。

在本实施例中，第一衍射光栅和第二衍射光栅分别具有三个阶梯和四个阶梯。也可以把第一和第二衍射光栅的阶梯数量设计成除3和4以外的数。

在本实施例中，紧随着三波长激光器101之后设置第一衍射光栅102，并且在光电检测器112的紧前面设置第二衍射光栅111。如图8所示，可以紧随着三波长激光器101之后设置第二衍射光栅111。在这种情况下，DVD用激光束经受光轴调整，然后入射到物镜109上。结果，盘上DVD用激光束中没有产生偏差。这样，与以上第二衍射光栅111设置在光电检测器112的紧前面的情况相比，能够改善盘上DVD用激光束的光学特性。

第一衍射光栅102和第二衍射光栅111可以紧接地设置在光电检测器112的前面。

在不偏离权利要求所述技术思想的范围的情况下，本发明的实施例的各种变更实施方式可以适当地被实现。

Claims

1、一种将具有不同波长的激光束发射至记录介质的光学拾取装置，包括：

半导体激光器，所述半导体激光器包括三个具有不同发射波长的激光元件，且所述激光元件容装在同一壳体中；以及

多个衍射光栅，所述衍射光栅通过衍射作用使从所述激光元件发射的激光束的光轴大体上彼此对齐，

其中所述衍射光栅被独立地设置以对应将经受光轴调整的激光束，并且每个衍射光栅都具有光栅图案，所述光栅图案被调整，从而将通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的衍射效率，以及与上述激光束具有不同波长的激光束的衍射效率，处在适当的范围内，其中所述半导体激光器包括三个激光元件，所述三个激光元件具有发射波长λ1、λ2和λ3，其中λ1＜λ2＜λ3，并且所述三个激光元件容装在同一壳体中，从而两个激光元件设置成将具有最短发射波长的激光元件夹在中间，且

其中所述衍射光栅被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束，并且为波长是λ2和λ3的激光束提供衍射作用，所述衍射作用用于使波长为λ2和λ3的激光束中的每一个的±n阶衍射光与波长为λ1的激光束的光轴对齐，其中n是等于或大于1的整数。

2、根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中，

每个衍射光栅的光栅图案具有阶梯高度，所述阶梯高度被调整，从而将通过衍射光栅经受光轴调整的激光束的衍射效率，以及与上述激光束具有不同波长的激光束的衍射效率，处在适当的范围内。

3、根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中，

发射波长为λ1的激光元件是发射蓝-紫激光束的激光元件，发射波长为λ2的激光元件是发射红激光束的激光元件，发射波长为λ3的激光元件是发射红外激光束的激光元件。

4、根据权利要求1或3所述的光学拾取装置，其中，

被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅位于从激光元件至记录介质的第一光学路径上，或位于第二光学路径上，所述第二光学路径是从记录介质至光电检测器的光学路径并且去除了与第一光学路径重叠的光学路径部分。

5、根据权利要求1或3所述的光学拾取装置，其中，

被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅中的一个位于从激光元件至记录介质的第一光学路径上，且所述被独立地设置以对应波长为λ2和λ3的激光束的两个衍射光栅中的另一个位于第二光学路径上，所述第二光学路径是从记录介质至光电检测器的光学路径并且去除了与第一光学路径重叠的光学路径部分。