CN101013582A - 光学拾取装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学拾取装置，包括：包括用于衍射第一激光束的第一光栅和用于衍射波长比第一激光束短的第二激光束的第二光栅的衍射栅，衍射栅被布置在引导第一激光束和第二激光束到光盘的公共光路中；以及在第一光接收区中包括主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元的光电检测器，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第一激光束由衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束、以及在主束的后面形成的后子束，其中设置第一光栅以使在第一光接收区中的前子光接收单元和后子光接收单元被布置于基本上避免不必要的衍射光束斑的位置，不必要的衍射光束斑由投射不必要的衍射光束到第一光接收区而产生，不必要的衍射光束由第一激光束通过第二光栅产生。
Description
对相关专利申请的引用
本申请要求此处其全部内容作为参考被引用的、于2005年11月21日提交的日本专利申请2005-335565和于2006年11月9日提交的日本专利申请2006-303906的优先权。
技术领域
本发明一般涉及光学拾取装置，其通过布置在向外路径的公共光路中的衍射栅来衍射波长不同的第一激光束和第二激光束中的每个，所述向外路径引导第一激光束和第二激光束，并且所述装置将衍射光束施加到光盘上。本发明尤其涉及这样的光学拾取装置，其具有对第一激光束有衍射作用的第一光栅以及对第二激光束有衍射作用的第二光栅，两个光栅都被形成为衍射栅。
背景技术
在利用激光束将信号光学地记录到诸如CD(压缩盘)或DVD(数字多用途盘)的光盘上/从所述光盘再现信号的光学拾取装置中，主要采用象散方法或作为其应用的差动象散方法作为用于使施加到光盘的激光束聚焦在光盘的信号层上的聚焦控制。
另一方面，作为用来使施加于光盘的激光束跟踪光盘的信号轨道的循轨控制，根据光盘的标准和模式，主要采用三光束方法、推挽方法、相位差方法以及其应用中的任何一种。
支持用于记录和再现的各种类型CD的光学拾取装置的实际例子，DVD-ROM和DVD±R/RW采用例如针对用于记录和再现的各种类型CD的象散方法作为聚焦控制模式。另一个光学拾取装置的实际例子采用例如针对用于记录和再现的各种类型DVD、作为象散方法的应用的差动象散方法以作为聚焦控制模式。另一方面，光学拾取装置的实际例子采用例如用于DVD-ROM的相位差方法以及用于DVD±R/RW和CD、作为推挽方法的应用的差动推挽方法以作为循轨控制模式。
当象散方法的基本形式或应用形式被用于聚焦控制时，提供了诸如变形透镜的象散产生光学系统，所述变形透镜用来在来自被布置成向光轴倾斜的光盘或平行板的反射激光束中产生象散，并且利用具有光接收区的光电检测器，该光接收区被两个分割线分成四部分，所述分割线互相垂直，并且每个相对于象散的生成方向形成45度角。
另一方面，用于聚焦控制模式的差动象散方法，以及用于循轨控制模式的差动推挽方法或三光束方法，每个都需要三个光束以作为施加于光盘的激光束。由于这个原因，众所周知，在采用这些方法之一的光学拾取装置中，提供了用于衍射从半导体激光器发出的、将被分成三个光束，即零阶光束和±一阶衍射光束的激光束的衍射栅，并且利用光电检测器，该光电检测器具有用于分别接收作为上述由光盘反射的三个光束的三个反射激光束的三个光接收单元。
顺便提及，在光学拾取装置中，利用发出至少两个不同类型激光束：具有适合于CD的记录密度的波长的激光束；以及具有适合于DVD的记录密度的波长的激光束的多激光单元来简化其光路。多激光单元具有多个激光发射点，在该发射点处波长不同的多个激光束由单个激光芯片或多个激光芯片分别发射，其中所述多个激光芯片的每个被分别形成，并且所述多个激光芯片在单半导体基底上被布置在一起。
在利用如上所述的此类多激光单元的光学拾取装置中，为了形成三个光束，布置了具有分立光栅的支持两个波长的衍射栅，以便分别支持第一激光束和第二激光束的不同波长，其中两个激光束由支持两个波长的多激光器发射，并且其中分立光栅在引导激光束到光盘的向外路径上被形成。由于针对第一激光束和第二激光束分别形成不同光栅，支持两个波长的衍射栅对于光学设计就衍射效率、衍射角等而言是有利的。因此，当利用多激光单元时，优选地利用支持多个波长并且针对从多激光单元发射的所有波长的每个都是最优设计的衍射栅。
此类常规光学拾取装置在例如日本专利申请待审公开说明书2003-162831中被揭示。
然而，当利用上述支持多个波长的衍射栅时，从多激光单元发射的第一激光束和第二激光束两个都穿过衍射栅的两个光栅。因此，在不支持穿过衍射栅的激光束的光栅处产生了不必要的衍射光束。因此，不必要的衍射光束的不必要衍射光束斑被投射到光电检测器的光接收区上，并且这变成干扰光接收区中分别从相应于前子束和后子束(通常为±1阶衍射光束)的子光接收单元获得的光接收输出的因素，其中前子束和后子束分别被定位于三个光束的主束的前面和后面。
对于支持CD和DVD的光学拾取装置，在其多激光单元可发射具有适合于CD的765nm到805nm红外波段的激光束，并且也可发射具有适合于DVD的645nm到675nm红光波段的另一个激光束的情况下，由于用于CD的激光束穿过衍射栅的支持DVD的光栅，利用针对CD和DVD的支持两个波长的衍射栅导致不必要的衍射光束斑投射到针对CD的光接收区的每个子光接收单元中的主光接收单元侧。因此，干扰从每个子光接收单元中获得的光接收输出的效应是显著的。特别地，在光电检测器中形成分别相应于从多激光单元发射的激光束的光接收区。因此，当利用多激光单元时，每个光接收区的每个光接收单元的位置被限制为相应于多激光单元的每个激光发射点的位置，并且作用在光接收输出上的不必要的衍射光束斑的影响是显著的，其中从每个光接收区的每个子光接收单元中获得光接收输出。
发明内容
为解决上述问题，根据本发明的主要方面，光学拾取装置包括：包括用于衍射第一激光束的第一光栅和用于衍射波长比第一激光束短的第二激光束的第二光栅的衍射栅，衍射栅被布置在引导第一激光束和第二激光束到光盘的公共光路中；以及在第一光接收区中包括主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元的光电检测器，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第一激光束由衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束、以及在主束的后面形成的后子束，其中设置第一光栅以使在第一光接收区中的前子光接收单元和后子光接收单元被布置于基本上避免不必要的衍射光束斑的位置，不必要的衍射光束斑由投射不必要的衍射光束到第一光接收区而产生，不必要的衍射光束由第一激光束通过第二光栅产生。因此，不必要的衍射光束斑被投射在第一光接收区的前子光接收单元和后子光接收单元之外。
根据本发明的光学拾取装置，第一光接收区的前子光接收单元和后子光接收单元被布置于基本上避免由投射不必要的衍射光束到第一光接收区所产生的不必要的衍射光束斑的位置上，其中当第一激光束穿过适于与第一激光束波长不同的第二激光束的第二光栅时产生不必要的衍射光束。因此，不必要的衍射光束斑被投射在前子光接收单元和后子光接收单元之外，并且因此，能够防止从前和后子光接收单元中获得的光接收输出被不必要的衍射光束斑干扰。
这种情况下，已经证实，在适合具有宽信号轨道间距的光盘、支持较长波长侧激光束的光接收区中，由归因于激光束的不必要衍射光束的不必要衍射光束斑所导致的影响在由适合较短波长侧激光束的衍射栅的光栅所衍射的较长波长侧是显著的。因此，当仅针对具有波长之一的激光束采取对策以防止对不必要衍射光束斑的不利影响时，采取防止较长波长侧激光束的对策更为有效。就性能而言，针对波长均不同的各个激光束，采取防止对不必要衍射光束斑的不利影响的对策是更优选的。
对于具有分别支持波长均不同的激光束的光接收区的光电检测器，光电检测器将被布置在的位置以及光接收区将被布置在的位置的自由度较小。因此，对不必要的衍射光束斑的不利影响往往较大。然而，根据本发明的光学拾取装置，即使当采用单一光电检测器时，仍可防止光电检测器的子光接收单元的光接收输出被不必要的衍射光束斑干扰。
通过将支持较长波长侧激光束的光接收区中的每个光接收单元的面积设置成小于支持较短波长侧激光束的光接收区中的每个光接收单元的面积，产生影响以减少不必要的衍射光束斑对从支持较长波长侧激光束的光接收区中的每个子光接收单元获得的每个光接收输出的影响。
用于对第一激光束有效地产生衍射作用的第一光栅以及用于对第二激光束有效地产生衍射作用的第二光栅被配置成集成在衍射栅中，这对于衍射栅的安装是有利的。
通过将第一光栅和第二光栅中的至少一个配置成相移光栅，不需要考虑在激光束的至少之一中主束、前子束以及后子束的布局中的间隔和该布局与信号轨道所成的角度，所述相移光栅产生在每个前子束和后子束中部分地导致反相的相移，并且衍射将被施加于光盘的相同信号轨道的光束。因此，在设置第一激光束和第二激光束的每个的主束、前子束以及后子束之间的间隔方面，自由度较高，而对于设置第一光接收区和第二光接收区的每个的前子光接收单元和后子光接收单元的布局的位置，可获得优点。
通过附图和此处描述，将能够明白本发明的特点。
附图说明
为了对本发明以及其优点的更彻底的了解，应参考下面结合附图的描述，其中：
图1示出了根据本发明的光学拾取装置的实施例的光学结构；
图2是根据本发明的光学拾取装置中光接收区的光接收单元的布局以及光电检测器的光接收区上光束斑的布局的说明性视图；
图3是衍射栅4的结构的例子的说明性视图；
图4是衍射栅4的不同于图3的结构的例子的说明性视图；
图5是光盘上第一激光束的光束斑的布局的说明性视图；
图6是光盘上第二激光束的光束斑的布局的说明性视图；
图7是不必要衍射光束量比Pu/Ps对比光接收单元间隔比d1/d2的图；以及
图8是光接收区中光接收单元的布局以及光电检测器的光接收区上光斑的布局的不同于图2的另一个例子的说明性视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的光学拾取装置的实施例的光学结构，并且该光学拾取装置被配置成支持CD和DVD。
激光单元1配置有激光二极管，其具有：发射具有适合于CD的765nm到805nm红外波段中的第一波长，例如782nm的第一激光束的第一光发射点2；以及发射具有适合于DVD的645nm到675nm红光波段中的第二波长，例如655nm的第二激光束的第二光发射点3，两个光发射点都在相同半导体基片上。激光单元1是所谓的多激光单元，其发射具有两个分别适合于CD的记录和再现以及DVD的记录和再现的波长的激光束。
分别从激光单元1的第一光发射点2和第二光发射点3发射的第一激光束和第二激光束被支持两个波长的三光束分离衍射栅4衍射，以便形成用于差动推挽方法中的循轨控制和差动象散方法中的聚焦控制的±1阶衍射光束，此后，被耦合透镜5就其分流角(angle of diversion)进行调整，并且被平板型偏振分束器6的偏振滤光镜面反射。
被偏振分束器6反射的激光束被准直透镜7调整为平行光束；此后，穿过1/4波片8从而被转换为圆偏振光束；被反光镜9就其光轴进行偏转以入射到物镜10上；并且被物镜10聚合以施加于光盘D上。
设计物镜10，使得基于激光束的光学性质衍射具有用于每种类型的光盘的波长的每个激光束的衍射栅(未示出)以光轴作为其中心形成在圆形区中的入射面上，并且使得通过衍射栅衍射的预定阶的衍射光束恰当地具有光聚合作用，其中针对光盘校正其象散。
根据这样的光学系统，使得分别从激光单元1的第一光发射点2和第二光发射点3发射的针对CD的第一激光束和针对DVD的第二激光束入射到单一物镜10上；通过沿聚焦方向以及沿循轨方向驱动物镜10被聚焦在光盘D的信号层上；并且被施加于光盘D的信号层，使得光束跟踪预定信号轨道。
被光盘D的信号层调制和反射的激光束返回到物镜10，并且通过光束已经过的光路被返回，并且到达偏振分束器6。因为返回到偏振分束器6的激光束在到达光盘D/来自光盘D的光路中已两次穿过1/4波片8，返回到偏振分束器6的激光束就其偏振方向而言被旋转了1/2波长。因此，在到光盘D的光路中具有S偏振的激光束被入射到偏振分束器6上，其同时具有P偏振。
因此，返回到偏振分束器6的激光束穿透偏振滤光镜面；穿透倾斜布置的第一平行片11来校正当光束穿过偏振分束器6时产生的不利象散；被第二平行片12提供有作为施加于光盘D的每个激光束的聚焦误差分量的象散；就偏振分束器6和第一平行片11产生的彗差(comaticaberration)进行校正；并且被引导到光电检测器13。
如图2中所示，在光电检测器13中，用于CD的记录和再现的CD光接收区21和用于DVD的记录和再现的DVD光接收区22在相同光接收面上并排形成。在CD光接收区21中，主光接收单元21a以及前子光接收单元21b和后子光接收单元21c被分别与CD的第一激光束的三个光束，即作为零阶光束的主束以及作为布置在CD的主束的前面和后面的±1阶光束的前子束和后子束对应地形成。在DVD光接收区22中，主光接收单元22a以及前子光接收单元22b和后子光接收单元22c分别与DVD的第二激光束的三个光束，即作为零阶光束的主束以及作为布置在DVD的主束的前面和后面的±1阶光束的前子束和后子束对应地形成。
CD光接收单元21的光接收单元之间的间隔对应于CD的信号层上三个光束的光束斑的间隔，DVD光接收单元22的光接收单元之间的间隔对应于DVD的信号层上三个光束的光束斑的间隔。
光电检测器13中的CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b和后子光接收单元21c，以及DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c，每个被分成四个并且每个由四个部分组成。CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b和后子光接收单元接收所接收的光斑，其每个都包含聚焦误差分量和循轨误差分量，当从激光单元1发射的第一激光束被施加于光盘时，这些分量对每个光接收单元的分割线的方向均有影响。DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元接收所接收的光斑，其每个都包含聚焦误差分量和循轨误差分量，当从激光单元1发射的第二激光束被施加于光盘时，这些分量对每个光接收单元的分割线的方向均有影响。
因此，通过基于用于获得各种类型的信号的预定公式来计算在组成CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b和后子光接收单元21c的每个部分中获得的每个接收光输出，可以在CD的记录和再现期间得到主信息信号、聚焦误差信号和循轨误差信号。
另一方面，通过基于用于获得各种类型信号的预定公式计算在组成DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的每个部分中获得的每个接收光输出，可以在DVD的记录和再现期间得到主信息信号、聚焦误差信号和倾斜误差信号。
如图3中所示，通过直接将以下部分结合在一起来将衍射栅4做成集成的形式：第一衍射光栅部件41，在其上形成对从激光单元1发射的第一激光束有衍射作用的第一光栅4a；和第二衍射光栅部件42，在其上形成对第二激光束有衍射作用的第二光栅4b。在该情况下，为进行集成，第一和第二光栅部件41和42被结合，使得在其上未形成光栅的面相面对，并且使得第一光栅4a和第二光栅4b在相反侧。通过将第一光栅4a和第二光栅4b分别直接形成在基构件的相反侧上，优选地配置衍射栅4，其中通过从铸模时集成第一衍射光栅部件41和第二衍射光栅部件42来得到基构件。
否则，如图4中所示，通过将第一衍射光栅部件41和第二衍射光栅部件42分别在变形的圆柱形座40的两面结合在一起，衍射栅4被做成集成的形式，其中穿过变形的圆柱形座40形成用于光路的孔43。在该情况下，第一衍射光栅部件41和第二衍射光栅部件42彼此不直接接触，并且因此，可设计衍射栅4，使得在其上形成光栅的那面被布置在任一面上。
第二光栅4b是相移光栅，其产生相移并且衍射前子束和后子束，以便将前子束和后子束的彼此反相的光束斑的每个区域均匀地施加到光盘上的相同信号轨道。另一方面，第一光栅4a具有在每个子光束中不产生相移的常规衍射作用。
如图5中所示，被衍射栅4的第一光栅4a衍射并且被施加于光盘的用于为CD的第一激光束的主光束、前子束和后子束的主光斑Sm1、前子光斑Sf1和后子光斑Sr1以相对于信号轨道成预定角度θ的方式布置在光盘上。在主光斑Sm1被在轨地(on-track)定位在由角度θ和光斑之间的间隔i1定义的信号轨道Tn上的状态下，前子光斑Sf1和后子光斑Sr1分别被布置在信号轨道Tn和其内侧上信号轨道T(n-1)的中间，以及信号轨道Tn和在其外侧上的信号轨道T(n+1)的中间。
如图6中所示，被衍射栅4的第二光栅4b衍射并且被施加于光盘的用于DVD的第二激光束的主光束Sm2、前子束Sf2和后子束Sr2的主光斑Sm2、前子光斑Sf2和后子光斑Sr2被布置在光盘上，使得光斑Sm2、Sf2和Sr2在信号轨道上排成一行。在主光斑Sm2不管光斑之间的间隔i2如何被在轨地定位在信号轨道T上的状态下，布置前子光斑Sf2和后子光斑Sr2，使得光斑Sf2和Sr2的每个都被在轨地定位在信号轨道T上。配置第二光栅4b来产生相移以反转相位，即，将通过两个区之一的激光束的相位相对通过两个区的另一个的激光束的相位偏移180度，其中通过将第二光栅4b沿循轨方向分成两个而得到两个区。因此，由于相移区在第二光栅4b中形成，前子光斑Sf2和后子光斑Sr2的每个都被投射为彼此反相的双光斑，其沿垂直于信号轨道的方向并排定位。
光电检测器13中CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b以及后子光接收单元21c的每个的分割线之一与CD的信号轨道的方向对准。因此，通过计算每个区的每个总接收光输出的差，能够针对每个光接收单元获得每个推挽信号，所述每个总接收光输出是通过把每个光接收单元中来自经过分割线分割的每个半区中的每个部分的每个接收光输出加起来而得到的。利用每个推挽信号，通过计算差动推挽信号可得到基于差动推挽方法的循轨误差信号。
另一方面，光电检测器13中的DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的每个的分割线之一与DVD的信号轨道的方向对准。因此，类似于CD光接收区21，通过计算每个区的每个总接收光输出的差来得到每个光接收单元的每个推挽信号，其中所述每个总接收光输出是通过把每个光接收单元中来自经过分割线分割的每个半区中的每个部分的每个接收光输出加起来而得到的。利用每个推挽信号，通过计算差动推挽信号可得到基于差动推挽方法的循轨误差信号。
从激光单元1发射的第一激光束和第二激光束两者都穿过衍射栅4的第一光栅4a和第二光栅4b，并且不可忽略的不必要衍射光束(通常，±1阶衍射光束)在不支持穿过衍射栅4的激光束的光栅中产生。因此，不必要的衍射光束斑Su1和Su2被投射在光电检测器的光接收区上。
CD光接收区21的光接收单元和DVD光接收区22的光接收单元的布局如图2中所示。设置支持CD的第一光栅4a来衍射第一激光束，使得CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c分别被布置于不必要衍射光束避免投射到CD光接收区21上的不必要衍射光束斑的位置，其中当用于CD的第一激光束穿过支持DVD的第二光栅4b时，产生不必要的衍射光束。
在该情况下，±1阶衍射光束的不必要衍射光束斑Su1和Su2被按一个间隔投射，其中通过投射期望的0阶衍射光束和±1阶衍射光束到DVD光接收区22上来得到衍射光束斑，并且其中当用于DVD的第二激光束穿过支持DVD的第二光栅4b时，产生光束，并且其中间隔为间隔d2′，其基本上等于通过以下乘法得到的值：用于布置DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的间隔d2，乘以用于CD的第一激光束的波长782nm相对于用于DVD的第二激光束的波长655nm的比值(782/655，大约1.19)。
因此，设置衍射栅4的第一光栅4a，以及布置前子光接收单元21b和后子光接收单元21c以避免不必要的衍射光束斑Su1和Su2。将前子光接收单元21b和后子光接收单元21c的每个面积设置成小于DVD光接收区22的前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的每个面积。考虑到面积，设置CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c被布置在的位置。
注意到，在光电检测器13中，对于用于CD的第一激光束和用于DVD的第二激光束，就相同比的激光强度而言，由于物镜之间的有效孔径直径的差，第一激光束的接收光斑的有效直径小于第二激光束的接收光斑的有效直径。因此，将CD光接收区21的光接收单元的每个面积设置成小于DVD光接收区22的光接收单元的每个面积是合理的。
在图1中所示的光学拾取装置的光学系统中，当向外路径和返回路径两个的光功率都设置成例如6，并且DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间的每个间隔d2被设置成135μm时，±1阶衍射光束的不必要的衍射光束斑离CD光接收区21的主光接收单元21a的中心的间隔d2’大约161μm，其为135μm×1.19(＝782/655)，其中当用于CD的第一激光束穿过支持DVD的第二光栅4b时产生±1阶衍射光束。
因此，为避免CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c对不必要的衍射光束斑的接收，针对每个不必要的衍射光束斑离主光接收单元21a的中心的间隔d2′(约为161μm)，考虑到每个不必要的衍射光束斑的半径，设置衍射栅4的第一光栅4a，并且设置CD光接收区21的主光接收单元22a与前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间的间隔，设置CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸。
基于由每个光接收单元接收的接收光斑直径，DVD光接收区22的每个主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的尺寸被设置为例如90μmx90μm。对于用于DVD的第二激光束，根据CD光接收区21的光接收单元所接收的第一激光束的所接收光斑直径可被假定为CD的孔径直径(例如0.51)相对于DVD的孔径直径(例如0.66)的比值，即0.51/0.66，大约为0.77。因此，当CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸为通过将DVD光接收区22的光接收单元的尺寸90μmx90μm乘以约0.77的CD孔径直径相对DVD孔径直径之比所得到的69μmx69μm时，每个光接收单元的尺寸相对于每个光接收斑直径之比在DVD光接收区22和CD光接收区21之间基本上相等。当每个光接收单元的尺寸缩小时，就每个光接收单元的每个部分的光接收灵敏度以及针对由于聚焦控制的象散而导致的接收光斑变形的对策而言出现了不利情况。因此，CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸被增加了5％到6％达到例如73μmx73μm。然而，就对不必要的衍射光束斑的影响程度而论，缩小CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸是有利的。因此，参照DVD光接收区22的每个光接收单元的尺寸，设置CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸以换取上述不利情况，并且优选地大约为CD的孔径直径相对DVD的孔径直径之比的10％或更少。
如图2中所示的，当DVD光接收区22的主光接收单元22a与前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间的间隔为135μm，并且DVD光接收区22的每个光接收单元的尺寸为90μmx90μm，以及CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸为73μmx73μm，以及CD光接收区21的主光接收单元21a与前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间的间隔d1为220pm时，CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c在这样的位置和以这样的尺寸形成，所述位置和尺寸使得基本向外避开±1阶衍射光束的不必要衍射光束斑Su1和Su2，其中当用于CD的第一激光束穿过支持CD的第二光栅4b时，产生±1阶衍射光束。
图7中示出了曲线图，X轴上代表光接收单元间隔之比d1/d2，其为CD光接收区21的主光接收单元21a与前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间的间隔d1相对于DVD光接收区22的主光接收单元22a与前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间的间隔d2之比，Y轴上代表不必要衍射光束量之比Pu/Ps(％)，其为每个不必要衍射光束斑Su1和Su2的不必要衍射光束量Pu相对于来自CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c的所有部分的接收光输出总和Ps之比。图7中，进行模拟，其中假定DVD光接收区22的每个光接收单元的尺寸为90μmx90μm，以及CD光接收区21的每个光接收单元的尺寸为73μmx73μm；黑点表示物镜10不沿循轨方向偏移的情况；三角形表示物镜10沿循轨方向偏移0.3mm的情况；以及正方形表示物镜10沿循轨方向偏移0.5mm的情况。因为光电检测器上的三光束布局的取向被返回路径中的光学部件相对光盘上三光束布局的取向转换了90度，所以当物镜10沿循轨方向偏移时，每个不必要的衍射光束斑Su1和Su2沿CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b和后子光接收单元21c的排列方向位移。
在实际循轨控制期间，沿循轨方向偏移物镜10的位移量被设置成大约0.3mm。因此，如图7中所示，当物镜10沿循轨方向偏移时获得的不必要衍射光束量之比Pu/Ps相对于光接收单元间隔之比d1/d2的变化几乎不被影响。因为不必要衍射光束量之比Pu/Ps等于或小于10％，当光接收单元间隔之比d1/d2等于或大于大约1.55时，可认为基本能够从CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c中避免每个不必要衍射光束斑Su1和Su2。
当布置在光盘上的三个光束的主光斑、前子光斑和后子光斑之间的每个间隔被不注意地增加时，对于为了将每个光斑恰当地布置在信号轨道上的衍射光栅沿旋转方向的调整而言，每个光斑沿光盘径向的位移变大，并且布置每个光斑的调整变得困难。因此，CD光接收区21的主光接收单元21a、前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间间隔的上限约为DVD光接收区22的2.00倍。
因此，当每个不必要的衍射光束斑Su1和Su2可被认为基本可从CD光接收区21的前子光接收单元21b和后子光接收单元21c中避免时，光接收单元间隔之比d1/d2，即CD光接收区21的主光接收单元21a与前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间间隔d1相对于DVD光接收区22的主光接收单元22a与前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间间隔d2之比，优选为约1.55到2.00。
在DVD光接收区22的主光接收单元22a与前子光接收单元22b和后子光接收单元22c之间间隔d2为135μm的情况下，在不必要衍射光束量之比Pu/Ps大约为10％时，CD光接收区21的主光接收单元21a与前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间的间隔d1大约为211μm。在如上述的相同情况中，当不必要衍射光束量之比Pu/Ps大约为0％时，光接收单元间隔之比d1/d2大约为1.70，其中间隔d1大约为230μm。
不仅当支持CD的第一激光束穿过支持DVD的第二光栅4b时所产生的±1阶衍射光束的不必要衍射光束斑Su1和Su2，而且当支持DVD的第二激光束穿过支持CD的第一光栅4a时所产生的±1阶衍射光束的不必要衍射光束斑Su3和Su4，分别对DVD光接收区22的前子光接收单元22b和后子光接收单元22c有影响。
当CD光接收区21的主光接收单元21a与前子光接收单元21b和后子光接收单元21c之间的间隔d1为220μm时，当用于DVD的第二激光束穿过支持CD的第一光栅4a时所产生的±1阶衍射光束的不必要衍射光束斑Su3和Su4相距DVD光接收区22的主光接收单元22a的中心的间隔d1′，是通过将间隔d1乘以用于DVD的第二激光束的波长655μm相对用于CD的第一激光束的波长782μm之比655/782(大约为0.84)所得到的值，其中该值为220μmx0.84，其大约为184μm。
当由于衍射栅4的第二光栅4b的设置而使得DVD光接收区22的主光接收单元22a、前子光接收单元22b和后子光接收单元22c被分别以间隔d2＝135μm布置时，间隔d2与间隔d1′有一个差184μm-135μm，即其间相差49μm。在上述例子中，因为DVD光接收区22的每个光接收单元的尺寸为90μmx90μm，所以不必要衍射光束斑Su3和Su4被分别布置在前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的外侧，其中Su3和Su4的中心分别相对前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的外缘侧被偏移49μm-90μm/2，即4μm。因此，DVD光接收区22的前子光接收单元22b和后子光接收单元22c被分别布置在向内避开不必要衍射光束斑Su3和Su4的中心的位置处。然而，由于不必要衍射光束斑Su3和Su4的尺寸，每个不必要衍射光束斑Su3和Su4的一部分分别覆盖前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的外侧。因此，为了抑制不必要衍射光束斑Su3和Su4对前子光接收单元22b和后子光接收单元22c的影响的程度，仅需要使DVD光接收区22的光接收单元之间的间隔d2窄于135μm。在该情况下，因为DVD光接收区22的光接收单元的尺寸为90μmx90μm，所以光接收单元之间的间隔d2被设置为例如100μm≤d2＜135μm，使得光接收单元之间保证适当的空间。
不同于图2的另一个例子被示于图8中。在图8中，类似于上述图2的例子，当DVD光接收区32的每个光接收单元的尺寸为90μmx90μm，以及CD光接收区31的每个光接收单元的尺寸为73μmx73μm，以及使DVD光接收区32的主光接收单元32a与前子光接收单元32b和后子光接收单元32c之间的间隔d3比上述例子更宽而成为150μm时，从主光接收单元21a的中心到每个不必要衍射光束斑的间隔d3′为150μmx782/655(＝1.19)，其大约是179μm。在该情况下，当CD光接收区31的主光接收单元31a与前子光接收单元31b和后子光接收单元31c之间的间隔d4为120μm，以及设置衍射栅4的第一光栅4a来匹配光接收单元之间的间隔d4时，考虑到每个不必要衍射光束斑的半径，如通过图8的虚线所指出的，CD光接收区31的前子光接收单元31b和后子光接收单元31c以使得向内基本避免不必要衍射光束斑Su5和Su6的位置和尺寸形成。
注意到，虽然上述实施例示出利用支持两个波长的多激光单元1的例子，然而该装置可被配置成引导彼此波长不同的多个激光束到向外路径中的公共光路，并且可被配置成使得激光束穿过沿公共路径布置并且分别对激光束有衍射作用的衍射光栅，或可被配置成包括分立的激光单元，其分别发射第一激光束和第二激光束并且引导激光束到公共光路，或可被配置成使用支持三个或更多波长的多激光单元。
虽然在上述实施例中，衍射栅4的第二光栅4b是在每个子光束中产生相移的相移光栅，然而当具有普通衍射作用并且不产生如第一光栅4a同样的相移的光栅被用作第二光栅4b时，不会出现不利情况。
虽然已经描述了本发明的实施例，然而上述实施例是为了易于本发明的理解，并且在解释其范围方面不意欲限制本发明。在没有背离其范围的情况下，本发明可被改变/修改，并且包含等同方案。
Claims (8)
1.一种光学拾取装置，包括：
包括用于衍射第一激光束的第一光栅和用于衍射波长比第一激光束短的第二激光束的第二光栅的衍射栅，衍射栅被布置在引导第一激光束和第二激光束到光盘的公共光路中；以及
在第一光接收区中包括主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元的光电检测器，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第一激光束由衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束、以及在主束的后面形成的后子束，其中
设置第一光栅以使在第一光接收区中的前子光接收单元和后子光接收单元被布置于基本上避免不必要的衍射光束斑的位置，不必要的衍射光束斑由投射不必要的衍射光束到第一光接收区而产生，不必要的衍射光束由第一激光束通过第二光栅产生。
2.根据权利要求1的光学拾取装置，其中
光电检测器在第二光接收区中包含主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第二激光束被衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束以及在主束的后面形成的后子束，并且其中
第一光接收区中的前子光接收单元和后子光接收单元被布置在基本上避免不必要的衍射光束斑的位置上，
基于光接收单元间隔的比d1/d2，即在第一光接收区中主光接收单元与前子光接收单元和后子光接收单元之间间隔d1，以及在第二光接收区中主光接收单元与前子光接收单元和后子光接收单元之间间隔d2的比，
当不必要的衍射光束量之比Pu/Ps为10％或更小时，比值Pu/Ps为每个不必要衍射光束斑的组合的不必要衍射光束量Pu与第一光接收区中在前子光接收单元与后子光接收单元中所有接收光输出的总和Ps之比。
3.根据权利要求2的光学拾取装置，其中光接收单元间隔之比d1/d2为1.55或更大。
4.根据权利要求1的光学拾取装置，其中被引导到衍射栅被布置于其上的光路的第一激光束和第二激光束被从多激光单元发射。
5.根据权利要求4的光学拾取装置，其中
光电检测器在第二光接收区中包含主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第二激光束被衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束以及在主束的后面形成的后子束，并且其中
在光电检测器中，沿垂直于各个主光接收单元、各个前子光接收单元以及各个后子光接收单元排列方向的方向，基于多激光单元发射第一激光束的第一激光发射点与多激光单元发射第二激光束的第二激光发射点之间的间隔，布置第一光接收区和第二光接收区。
6.根据权利要求1的光学拾取装置，其中
光电检测器在第二光接收区中包含主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元，所述光接收单元接收由光盘反射的分别为主束的、前子束的以及后子束的反射光束，第二激光束被衍射栅衍射为主束、在主束的前面形成的前子束以及在主束的后面形成的后子束，并且其中
设置第二光栅，使得第二光接收区中的前子光接收单元和后子光接收单元被布置于基本上避免通过投射不必要衍射光束到第二光接收区所产生的不必要衍射光束斑的位置上，不必要衍射光束由第二激光束通过第一光栅产生。
7.根据权利要求1的光学拾取装置，其中第一光接收区中的主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元的面积小于第二光接收区中的主光接收单元、前子光接收单元以及后子光接收单元的面积。
8.根据权利要求1的光学拾取装置，其中衍射栅的第一光栅和第二光栅至少之一是相移光栅，其用于衍射，使得产生相移，从而将前子束和后子束相位反相，并且使得前子束和后子束被施加到光盘的相同信号轨道上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120801 Termination date: 20141121 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |