CN101978423A - 光学头及光信息装置 - Google Patents

Abstract

光学头(200)包括：光源(101)，射出光束；物镜(105)，将从光源(101)射出的光束作为会聚光聚光在信息记录介质上；柱面透镜(115)，让被所述信息记录介质反射的反射光束射入，产生用于形成聚焦误差信号的像散；光检测器(120)，接收透过柱面透镜(115)的反射光束；以及固定架(130)，保持柱面透镜(115)和光检测器(120)。固定架(130)具有分别在与所述反射光束的光轴交叉的方向上延伸的第1主面和第2主面。柱面透镜(115)与所述第1主面接合，光检测器(120)与所述第2主面接合。

Description

光学头及光信息装置

技术领域

本发明涉及一种在光盘、光卡等信息记录介质上记录信息、或再生所记录的信息的光学头及光信息装置。

背景技术

以往，有一种光学头为公众所知，在该光学头中，柱面透镜(cylindrical lens)与透镜固定架构成一体，而柱面透镜与光检测器分开构成(例如参照专利文献1)。

图27及图28示出专利文献1中记载的光学头及其光检测部。

在图27中，从半导体激光器101射出的光束通过衍射光栅102被分离成彼此不同的多束光束。透过衍射光栅102的光束被分束器(beam splitter)103反射，通过准直透镜(collimator lens)104被转换成平行光束。该光束射入物镜105，成为所谓的三光束的会聚光来照射光盘201。物镜致动器106在光轴方向(聚焦方向)以及光盘201的半径方向(径向)上驱动物镜105。被光盘201的信息层202反射以及衍射的光束再次透过物镜105，然后透过分束器103。透过该分束器103的光束透过柱面透镜115后，射入光检测器120。

图28是光学头200的局部的概略图。光学基座113保持半导体激光器101、衍射光栅102、分束器103、准直透镜104以及物镜致动器106。柱面透镜115被设置成具有负的(凹透镜效果的)透镜光学能力(lens power)的凹状的柱面透镜面在光检测器一侧。柱面透镜115能够在固定于透镜固定架159的状态下在光学基座113上沿光轴方向被进行位置调整，并在该状态下被外部夹具所保持。光检测器120能够在被外部夹具保持的状态下在与光轴垂直的面内(X-Y平面)被进行位置调整。

图29概略地示出光检测器120的受光面121。透过柱面透镜115的光束被四分割受光区域140接收。通过计算该四分割受光区域140中的对角区域的和信号的差分，检测出所谓的聚焦信号(focus signal)。而且，通过计算四分割受光区域140的和信号，检测出RF信号。

计算从四分割受光区域140得到的信号而得到的推挽信号(push-pull signal)、以及与子光束受光区域141所接收到的光量相对应的信号通过加法放大器144以及差动放大器145来计算。而且，生成三光束法(three-beam method)(所谓的DPP法)的追踪误差信号(tracking error signal)，进行让物镜105追踪信息层202的轨道的追踪伺服(tracking servo)。

在此，为了确保聚焦误差信号(focus error signal)的对称性以及直线性，将光检测器120配置成远离柱面透镜115的凹柱面透镜面。为此，光检测器120单独地或与固定架一体地在X-Y平面上被进行位置调整。通过一边观察来自光检测器120的检测信号一边进行该位置调整，使得光束射入四分割受光部140的大致中心。然后，将光检测器120(或固定架)固定在光学基座113上。

另一方面，用来固定柱面透镜115的透镜固定架159被保持在能够在光学基座113上沿光轴方向移动的状态。通过进行柱面透镜115的Z方向的调整，来调整与光检测器120的相对位置，然后，固定光学基座113与透镜固定架116(应为159)。通过该Z方向的调整，物镜105与信息层202处于正好聚焦(just focus)的距离，不再有聚焦误差信号的偏移。即，在正好聚焦的距离时，聚焦误差信号的输出为0。

现在，期待着开发出小型且适应具有两层以上的记录层的高记录密度多层光盘的记录或再生的光学头。

为了实现能够适应高密度多层光盘的记录以及再生且小型的光学头，需要使柱面透镜具有曲率半径小的凹透镜面以产生负的较大透镜光学能力。

另一方面，在具有光学头的光学系统中，即使进行了光检测器的X-Y方向的位置调整以及柱面透镜的Z方向的位置调整，也无法避免调整时产生微小误差。其结果是，由于柱面透镜的Z方向以及X-Y方向的位置偏差而产生光检测器与柱面透镜之间的相对位置误差。其结果，柱面透镜的Z方向位置产生误差。

当在该光学系统中搭载如上所述的透镜光学能力高的柱面透镜时，可能会因相对位置误差而导致检测光学系统的放大倍数大幅度地变化，子光束偏离光检测器的子光束受光区域。另外，还可能会因光检测器相对于光轴在X-Y方向上的位置误差以及角度误差而导致子光束偏离光检测器的子光束受光区域的量增加，追踪误差信号的质量大幅度地劣化，记录再生性能恶化。为此，在具有现有光学头的光学系统中，搭载光学能力高的柱面透镜来实现检测光学系统的小型化是非常困难的。

专利文献1：日本专利公开公报特开平10-003683号

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现在对高记录密度的多层光信息记录介质进行记录、再生时的信号特性的提高且小型的光学头。

本发明所提供的光学头包括：射出光束的光源；将从所述光源射出的光束作为会聚光聚光在信息记录介质上的物镜；由所述信息记录介质反射的反射光束射入，并产生用于形成聚焦误差信号的像散的柱面透镜；接收透过所述柱面透镜的反射光束的光检测器；以及保持所述柱面透镜和所述光检测器的固定架。并且，所述固定架具有在与所述反射光束的光轴交叉的方向上分别延伸的第1主面和第2主面，所述柱面透镜与所述第1主面接合，所述光检测器与所述第2主面接合。

附图说明

图1是概略地表示本发明的第1实施方式的光学头的光学系统的图。

图2(a)是概略地表示本发明的第1实施方式的光学头中设置的光检测器的侧视图，(b)是概略地表示所述光检测器的主视图，(c)是概略地表示所述光检测器的侧视图。

图3是用于说明本发明的第1实施方式的光学头中设置的光检测器的受光面的配置以及信号提取的图。

图4(a)是本发明的第1实施方式中设置的柱面透镜的立体图，(b)是所述柱面透镜的主视图，(c)是从与(a)不同的方向看到的所述柱面透镜的立体图。

图5是局部地表示本发明的第1实施方式的光学头的概略图。

图6(a)是概略地表示本发明的第1实施方式的光学头中设置的检测器单元的侧视图，(b)是概略地表示所述检测器单元的主视图，(c)是概略地表示所述检测器单元的侧视图。

图7是用于说明透过所述柱面透镜的光束的图。

图8是用于说明当柱面透镜被配置成与图7的状态为相反朝向(柱面在光检测器一侧)时透过该柱面透镜的光束的图。

图9(a)是用于说明在图7的状态下的焦点位置的光点直径与柱面之间的位置关系的图，(b)是用于说明在图8的状态下的焦点位置的光点直径与柱面之间的位置关系的图，(c)是表示(a)情况下的聚焦误差信号的一例的图，(d)是表示(b)情况下的聚焦误差信号的一例的图。

图10是用于说明在本发明的第1实施方式的光学头中射入光检测器的四分割受光区域的光束的形状的图。

图11是用于说明本发明的第1实施方式的光学头的检测器单元与光学基座的固定方法的图。

图12(a)是表示检测光学系统的放大倍数与光点位置偏差之间的关系的图，(b)是用于说明PD平衡(Y方向)的定义的图。

图13(a)是说明射入双层光盘的记录层的光束的图，(b)是说明射入多层光盘(4层光盘)的记录层的光束的图。

图14(a)是用于说明射入作为比较例的光检测器上的其他层杂散光的图，(b)是用于说明射入本发明的第1实施方式的光学头中设置的光检测器上的其他层杂散光的图。

图15(a)是用于说明比较例中的柱面透镜的Z方向调整时的孔径直径的图，(b)是用于说明本发明的第1实施方式的光学头中的检测器单元的Z方向调整时的孔径直径的图。

图16(a)是用于说明比较例中的柱面透镜的X方向调整时的孔径直径的图，(b)是用于说明本发明的第1实施方式的光学头中的柱面透镜的X方向调整时的孔径直径的图，(c)是用于说明本发明的第1实施方式的光学头中的孔径直径的图。图17是概略地表示本发明的第1实施方式的光学头的变形例的孔径形状的图。

图18是概略地表示应用本发明的第1实施方式的光学头的光信息装置的光盘驱动器的图。

图19(a)是概略地表示本发明的第2实施方式的光学头中的检测器单元的侧视图，(b)是概略地表示所述检测器单元的主视图，(c)是概略地表示所述检测器单元的另一侧视图。

图20(a)是概略地表示本发明的第3实施方式的光学头中的检测器单元的侧视图，(b)是概略地表示所述检测器单元的主视图，(c)是概略地表示所述检测器单元的另一侧视图，(d)是概略地表示所述检测器单元的变形例的侧视图。

图21(a)是概略地表示本发明的第4实施方式的光学头的光学系统的图，(b)是用于说明设置在所述光学系统中的全息元件的区域分割的图。

图22(a)是概略地表示本发明的第4实施方式的光学头中设置的光检测器的主视图，(b)是用于说明所述光检测器的受光区域的图，(c)是用于说明所述光检测器与孔径之间的相对位置关系的剖视图。

图23(a)是概略地表示本发明的第5实施方式的光学头的光学系统的图，(b)是用于说明设置在所述光学系统中的柱面透镜的绕轴的朝向的图。

图24(a)是概略地表示本发明的第5实施方式的光学头中设置的检测器单元的侧视图，(b)是概略地表示所述检测器单元的主视图，(c)是概略地表示所述检测器单元的侧视图。

图25(a)是说明本发明的第6实施方式的光学头中设置的固定架与光学基座的接合位置的检测器单元的侧视图，(b)是表示所述固定架与光学基座的接合位置的检测器单元的主视图，(c)是所述检测器单元的变形例的侧视图。

图26是概略地表示本发明的第7实施方式的光学头的光学系统的图。

图27是概略地表示以往的光学头的结构的图。

图28是局部地表示以往的光学头的图。

图29是用于说明以往的光学头的光检测器的受光面的配置以及信号提取的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(实施方式1)

图1概略地示出本发明的第1实施方式的光学头200的光学系统。另外，在图1中，对与图27所示的结构要素相同的结构要素标注相同的符号进行说明。

如图1所示，在光学头200的光学系统中，设有作为光源的半导体激光器101、衍射光栅(diffraction grating)102、分束器103、准直透镜104、物镜105、柱面透镜(cylindrical lens)115、以及光检测器120。

从半导体激光器101射出的光束通过衍射光栅102而被分离成多束光束。透过衍射光栅102的光束被分束器103反射，然后通过准直透镜104被转换成平行光束，并射入物镜105成为所谓的三光束的会聚光。该会聚光被照射于光盘201。物镜105通过物镜致动器106而在光轴方向(聚焦方向)以及光盘201的追踪方向(径向)上受到驱动。被光盘201的信息层202反射/衍射的光束再次透过物镜105，然后透过准直透镜104射入分束器103。透过分光束103的光束透过柱面透镜115，然后透过固定架(holder)130的孔径(aperture)131射入光检测器120。

图2(a)至(c)示出光检测器120的一例。光检测器120具有受光部124、罩玻璃(cover glass)125以及接合层(bonding layer)126。受光部124包括具有受光区域的受光面121、电路部122以及端子部123。接合层126接合受光部124和罩玻璃125。即，受光部124被固定在罩玻璃125上。端子部123被安装并焊接在FPC或基板上。端子部123输出与由受光面121检测出的受光量相对应的信号。

图3概略地示出光检测器120的受光面121。在受光面121形成有四分割受光区域140和子光束受光区域141。透过柱面透镜115的光束中的主光束(main beam)142被四分割受光区域140接收。然后，通过利用加法放大器144及差动放大器145计算四分割受光区域140中的两对对角区域的信号的差分(由于得到两个对角区域的和信号，因此是其差分)，来检测聚焦信号。另外，通过利用加法放大器144计算四分割受光区域140的各区域的和信号，来检测RF信号。

另一方面，作为被光盘201的信息层202的轨道反射的反射光束的、成为追踪误差信号的三光束法的子光束(sub beam)射入光检测器120的子光束受光区域141。透过柱面透镜115的光束中的子光束143被子光束受光区域141接收。

根据基于与四分割受光区域140的受光量相对应的信号的推挽信号，利用加法放大器141以及差动放大器142计算与子光束受光区域141的受光量相对应的信号，由此生成三光束法(所谓的DPP法)的追踪误差信号。

图4(a)至(c)示出柱面透镜115的结构。图4(b)是柱面透镜115的主视图，图4(a)是从入射面一侧看到的立体图，图4(c)是出射面一侧看到的立体图。

柱面透镜115整体形成圆柱状，在其轴方向的一端面形成柱面116，并且在轴方向的另一端面形成具有透镜光学能力(lens power)的凹透镜面117和其周围的平面128。柱面透镜115被配置为，使柱面116成为光束的入射面，凹透镜面117成为出射面。平面128是与柱面透镜115的透镜光轴118垂直的面，呈与透镜光轴同轴的圆环状。图中，符号119表示柱面116的中央母线。该中央母线与形成柱面116的母线中和透镜光轴交叉的母线一致。透镜光轴118经过凹透镜面117的中心。柱面116在该中央母线119的位置位于透镜光轴方向的最内侧。

第1实施方式的光学头200具有检测器单元127。检测器单元127包括柱面透镜115、固定架130以及光检测器120，从反射光束入射的一侧起依次配置柱面透镜115、固定架130以及光检测器120。

与柱面透镜以与光检测器分离的状态设置的光学头不同，本实施方式的光学头200中，固定架130存在于柱面透镜115和光检测器120之间，且柱面透镜115和光检测器120分别与固定架130接触。并且，柱面透镜115以沿Z方向(反射光束的光轴方向)配置在固定架130的一侧的状态接合在固定架130上，另一方面，光检测器120以沿Z方向配置在固定架130的另一侧的状态接合在固定架130上。

图5局部地示出光学头200。如图5所示，光学头200中设有光学基座113，作为一例，光学基座113保持半导体激光器101(参照图1)、衍射光栅102(参照图1)、分束器103、准直透镜104以及物镜致动器106(参照图1)。另一方面，检测器单元127，在保持部132通过外部夹具(jig)(未图示)而被夹合(参照图6(a))的状态下，相对于光学基座113，在光学基座113上能够进行Z方向(光轴方向)的位置调整且能进行X-Y平面内(与光轴垂直的面内)的位置调整。

在此，对检测器单元127相对于光学基座113以及光轴的位置调整的方法进行说明。检测器单元127在X-Y平面内的调整是通过移动检测器单元127使主光束142射入四分割受光区域140的大致中心来进行。另一方面，在Z方向的位置调整是通过在Z方向微调检测器单元127，使得在物镜105与信息记录层202成为正好聚焦的位置关系的状态下受光面121位于像散差(astigmatic difference)的焦点位置来进行。由此，射入四分割受光区域140的主光束成为圆形而不再存在聚焦误差信号的偏移，而且，由于物镜105与信息记录层202成为正好聚焦，因此聚焦误差信号的输出为0。另外，通过进行反射光束的绕光轴的调整(θz)，子光束143射入子光束受光区域141的大致中心。通过该X方向以及Y方向的调整，进行聚焦误差信号的平衡调整(在后文中进行定义)，通过旋转调整(θz)，进行追踪误差信号的偏移调整，通过Z方向的调整，进行聚焦误差信号的聚焦偏移的调整。像上述那样，虽然进行检测器单元127的Z方向以及X-Y方向的位置调整，但对于本实施方式的光学头200，由于柱面透镜与光检测器120分别固定在固定架130上，因此与现有的光学头相比，能够减少柱面透镜115与光检测器120之间的相对位置偏差。

图6(a)至(c)示出检测器单元127的结构。图6(a)是从光检测器一侧看到的侧视图，(c)是从柱面透镜一侧看到到的侧视图，(b)是主视图。

固定架130呈厚度恒定的平板状，作为一例，具有圆筒形的孔径131、保持部132、光检测器抵接部137、光检测器定位部135、柱面透镜抵接部138以及柱面透镜定位部136等。在固定架130上，柱面透镜115被接合在(be bonded to)由光盘反射的光射入的一侧的面上，而光检测器120被接合在与该面相反一侧的面上。在此，可以将接合柱面透镜115的固定器130的其中之一的主面(反射光束的光轴方向上的一端面)称为第1主面，将接合光检测器120的固定架130的另一主面称为第2主面。第1主面及第2主面被设成互相平行。

光检测器抵接部137是在固定架130的第2主面形成的部位，位于该第2主面的大致中央部。即，第2主面的一部分作为光检测器抵接部137发挥功能。光检测器120与光检测器抵接部137面接触。光检测器定位部135被设置在第2主面上，通过利用该光检测器定位部135，能够在X方向以及Y方向上对光检测器120进行定位。

柱面透镜抵接部138是在固定架130的第1主面形成的部位，位于该第1主面的大致中央部。即，第1主面的一部分作为柱面透镜抵接部138发挥功能。柱面透镜115的平面128与柱面透镜抵接部138面接触。柱面透镜定位部136被设置在第1主面上，具有以与孔径(aperture)131同心状形成的圆弧面。该圆弧面是与柱面透镜115的周面相对置的面。通过利用该柱面透镜定位部136，能够在X方向以及Y方向上对柱面透镜115进行定位，并且在调整柱面透镜115在圆周方向上的方向时能够使柱面透镜115顺利地绕光轴旋转。

孔径131是从光轴方向来看在光检测器抵接部137及柱面透镜抵接部138的范围内形成且贯穿于固定架130厚度方向的圆形剖面的开口。

由于固定架130的厚度被管理为恒定，因此能够高精度地规定光检测器120与柱面透镜115之间的间隔，并且能够高精度地使柱面透镜115的方向对准反射光束的光轴方向。固定架130的厚度例如为1.5mm左右。

为了对光检测器120进行定位，利用外部夹具(未图示)夹合固定架130的保持部132，在该状态下，将光检测器120抵接于光检测器抵接部137，利用光检测器定位部135进行光检测器120的定位。由此，相对于固定架130，光检测器120在X方向、Y方向以及Z方向被高精度地定位。光检测器120在该状态下通过光检测器接合部(light detector bonding sections)133接合固定。

根据该结构，与光检测器及柱面透镜为独立结构的光学头不同，柱面透镜115及光检测器120在Z方向上的位置误差只是固定架130的尺寸误差。由于该尺寸误差由固定架130的成形精度或加工精度的部件精度来决定，因此能够控制在大约5μm至20μm以下。在现有的光学头中，光检测器和柱面透镜的位置偏差如后所述估计约为300μ左右，因此根据本实施方式的结构，能够大幅度地减少位置偏差。另外，由于能够减少射入光检测器120的光束的位置偏差，因此能够防止记录再生信号特性的恶化。

通过柱面透镜定位部136对柱面透镜115进行X方向及Y方向的定位，而通过将柱面透镜115的平面128抵接于柱面透镜抵接部138，对柱面透镜115进行Z方向的定位。另外，由于柱面透镜15(应为115)被设成入射侧的面为柱面116，因此，通过利用图外的自准直仪(auto-collimator)等向柱面116照射平行光束确认反射光束的形状(柱面116的中央母线119)，能够容易且高精度地确认柱面116的中央母线119的朝向。即，可以利用自准直仪等外部测量装置(未图示)检测柱面116的角度(柱面116的中央母线119的朝向)，进行柱面透镜115的旋转方向的调整，通过柱面透镜接合部134将柱面透镜115与固定架130进行接合固定。由此，能够使光检测器120与柱面透镜115相对于固定架130以及孔径131高精度地定位。

另外，在本实施方式的光学系统中，柱面透镜115的柱面116位于来自光信息介质的反射光束的入射侧。以往，对于检测光学系统的放大倍数较小的光学头，未设想柱面透镜与光检测器之间的距离接近的情况，因此采用柱面116配置在光检测器的一侧的结构。而在本实施方式中，柱面透镜115与检测器120被配置在固定架130的两侧。为此，如果将柱面116配置在光检测器120一侧，则由于柱面116与光检测器120的受光面之间的距离接近，所以聚焦误差信号性能有可能恶化。因此，在本实施方式中，配置柱面透镜115使柱面116成为光的入射面。根据该结构，即使在检测光学系统的放大倍数较大的情况下，也能增大像散差(astigmatic difference)。

于是，能够较大地且平衡性良好地分别形成前侧焦线与焦点位置之间的距离以及后侧焦线与焦点位置之间的距离，因此能够实现对称性良好的聚焦误差信号，从而能够提高聚焦伺服的质量。图7中示出了前侧焦线、焦点位置以及后侧焦线。

另外，当调整柱面116的中央母线119在圆周方向的朝向时，固定架130与柱面透镜115的平面128接触，因此柱面透镜115与固定架130接触的面积增大。因此，能够在使柱面透镜115与固定架130的相对角度稳定的状态下，以透镜光轴118为中心，旋转调整柱面116的中央母线119。此处，旋转调整是指，调整柱面116的中央母线119相对于四分割受光区域140的分隔线方向的朝向。例如是指进行如下的调整，如图10所示，使前侧焦线以及后侧焦线的角度相对于四分割受光区域140的分割线的方向为45°。并且，由于是在平面128与固定架130紧贴的状态下对两者进行接合固定，因此能够大幅度地提高可靠性。

为了与图7的结构进行比较，图8示出将柱面透镜155的柱面116配置在光检测器120一侧的结构。另外，图9(a)至(b)示出相对于图7以及图8的光检测器120的焦点位置的柱面116的位置、前侧焦线的位置、后侧焦线的位置的关系。图9(a)与图7的结构相对应，示出柱面116与焦点位置(光检测器120的受光面)远离的结构。另一方面，图9(b)与图8的结构相对应，示出柱面116与焦点位置接近的结构。

图9(a)、(b)中，假设焦点位置的光点直径(最小弥散圆)为1mm时，在柱面116被配置在与光检测器120相反的一侧的结构(图9(a))中，从焦点位置到前侧焦线的距离与从焦点位置到后侧焦线的距离之比为0.8∶1。在本实施方式中，尽管是小型的光学头，但能够得到S字信号相对于GND的对称性良好、且稳定的所谓聚焦误差信号(图9(c))。

另一方面，在将柱面116配置在光检测器120一侧的结构(图9(b))中，从焦点位置到前侧焦线的距离与从焦点位置到后侧焦线的距离之比为1∶3，成为S字信号相对于GND的对称性大幅度恶化的聚焦误差信号(图9(d))，从而成为不稳定的聚焦伺服。并且，与将柱面116配置在光检测器120一侧的图9(a)的结构相比，在将柱面116配置在与光检测器120相反的一侧的图9(b)的结构中，像散差距离可能增大20％至30％左右。因此，在图9(a)的结构中，能够得到确保了幅度宽广的取得范围的S字信号(聚焦误差信号)，能够实现稳定的聚焦伺服。

本实施方式的结构中，在柱面透镜115、固定架130以及光检测器为整体结构的检测器单元127中，在柱面透镜115的平面128与固定架130紧贴的状态下通过接合将两者固定。由于柱面透镜抵接部138与平面128是在紧贴的状态下通过柱面透镜接合部134而被接合，因此，因接合剂的膨胀以及收缩而导致的柱面透镜115与固定架130之间的相对位置偏差以及相对角度偏差减小。其结果是，能够稳定聚焦误差信号的质量。而且，由于柱面116被配置在入射面侧，因此能够在短时间且高精度地进行柱面透镜115的旋转调整。为此，能够实现性能良好的光学头200。

另外，如果比较柱面116与凹透镜面117，即使是相同曲率的透镜面，在模具加工以及透镜成形中，柱面116的难度较大。另一方面，通过将柱面116配置在入射面侧，能够延长柱面116与检测器120的受光面121之间的相对距离。通过延长该距离，能够相对减小柱面116的透镜光学能力，因此柱面116的模具加工以及成形变得容易。

在此，简单地说明固定架130的与光检测器120接触的接触面的特征。本实施方式中的特征在于，在作为固定架130的表面中的与光检测器120接触的接触面的光检测器抵接部137的指定范围内，摩擦系数较低。由此，容易进行光检测器120的位置调整。具体而言，在用于形成固定架130的模具(铸模(mold))中，相当于光检测器抵接部137的指定范围的部位的表面粗糙度小于其他部分的表面粗糙度。为此，该部分的表面光滑。本实施方式中，在利用外部夹具(未图示)夹合固定架130的保持部132的状态下，将光检测器120抵接于固定架130的光检测器抵接部137，在该状态下进行光检测器120在X-Y面内的位置调整。因此，通过降低固定架130的表面中的与光检测器120接触的面的摩擦系数，能够进行1微米以下的微小移动，从而能够精确地进行光检测器120的定位。另外，通过重点地降低与光检测器120接触的部分的摩擦系数，与对整个光检测器抵接部137(也称为第2主面)降低摩擦系数的情况相比，具有能够以更低价格形成固定架130的优点。此处，与光检测器120接触的面是固定架130的光检测器抵接部(也称为第2主面)的中心部即包含重心位置的区域的可能性较高。即，通过降低包含重心点的区域的表面粗糙度，至少可起到能够顺利地进行平面调整的预期效果。

另一方面，在固定架130的表面中的与柱面透镜115接触的接触面即柱面透镜抵接部138的指定范围内，摩擦系数较低。由此，容易进行柱面透镜115的位置调整。本实施方式中，在利用外部夹具(未图示)夹合固定架130的保持部132的状态下，将柱面透镜115抵接于固定架130的柱面透镜抵接部138，在该状态下进行柱面透镜115在X-Y面内的位置调整。因此，通过降低固定架130的表面中的与柱面透镜115接触的面的摩擦系数，能够进行1微米以下的微小移动，从而能够精确地进行柱面透镜115的定位。另外，通过重点地降低与柱面透镜115接触的部分的摩擦系数，与对整个柱面透镜抵接部138(也称为第1主面)降低摩擦系数的情况相比，具有能够以更低价格形成固定架130的优点。此处，与柱面透镜115接触的面是固定架130的柱面透镜抵接部(也称为第1主面)的中心部即包含重心位置的区域的可能性较高。即，通过降低包含重心点的区域的表面粗糙度，至少可起到能够顺利地进行平面调整的预期效果。

另外，也可以将柱面透镜定位部136的圆弧面设为与柱面透镜抵接部138的表面粗糙度相同程度的表面粗糙度。

对于现有的光检测器，在使光检测器与固定架接触的状态下，无需进行光检测器的位置校准。而在本实施方式中，在使光检测器120与固定架130接触的状态下，进行光检测器120的定位调整。因此，通过在固定架130的光检测器抵接部137中的指定范围(例如固定架130与光检测器120接触的范围、第2主面的位置调整范围即300微米的范围)内，使固定架表面的摩擦系数小于周围的表面，由此能够进行更精确的位置校准。另外，在本实施方式中，在使柱面透镜115与固定架130接触的状态下，进行柱面透镜115的定位调整。因此，通过在固定架130的柱面透镜抵接部138中的指定范围(例如固定架130与柱面透镜115接触的范围、第1主面的位置调整范围即300微米的范围)内，使固定架表面的摩擦系数小于周围的表面，由此能够进行更精确的位置校准。

在本实施方式中，第2主面的至少一部分(光检测器抵接部137)的表面粗糙度小于其他部位的表面粗糙度，但不限于该结构。例如，也可以是第2主面整个面的表面粗糙度小于固定架130的侧面(与光轴平行的面)的表面粗糙度的结构。另外，在本实施方式中，第1主面的至少一部分(柱面透镜抵接部138)的表面粗糙度小于其他部位的表面粗糙度，但不限于该结构。例如，也可以是第1主面整个面的表面粗糙度小于固定架130的侧面(与光轴平行的面)的表面粗糙度的结构。

图11是表示检测器单元127与光学基座113的固定方法的图。

在对检测器单元127进行了X方向、Y方向、Z方向的位置调整以及绕光轴的旋转调整之后，将接合剂涂敷于光学基座113与固定架130的接合部即固定架接合部139，将检测器单元127固定在光学基座113上。

为了实现小型且适应多层光盘的记录以及再生的光学头，需要扩大具有物镜105、准直透镜104以及光检测器120的所谓检测光学系统的横向放大倍数，形成被其他层反射的杂散光(stray light)不会射入子光束受光区域的结构，并且实现检测光学系统的小型化。这是因为，如果被其他层反射的杂散光射入子光束受光区域，则追踪误差信号产生偏移，追踪伺服的性能大幅度地恶化，其结果记录再生性能降低。

为此，需要增大光学头的检测光学系统。另一方面，为了使检测光学系统小型化，需要使柱面透镜具有曲率半径较小的透镜面，产生较大的透镜光学能力。

图12(a)示出检测光学系统的放大倍数(横向放大倍数β)与柱面透镜的凹透镜部(凹透镜面)的半径之间的关系、以及光检测器上的子光束相对于主光束的偏差量的估计值。此处所说的检测光学系统是从物镜105至光检测器120的反射光束所经过的路径的光学系统，具有物镜105、准直透镜104以及柱面透镜115。另外，横向放大倍数表示合成准直透镜104及柱面透镜115的光学系统中的焦点距离与物镜105的焦点距离之比。光检测器120上的子光束相对于主光束的偏差是由于柱面透镜115与光检测器120之间的距离出现误差而产生的。

在柱面透镜与光检测器分离的结构的情况下，即使进行光轴方向的调整，作为柱面透镜与光检测器之间的距离的偏差，也会产生最大约300μm的偏差。另外，图12(a)表示将柱面透镜与光检测器的距离的偏差量设为大约100μm来计算子光束的光点位置偏差所得到的结果。

在将光学头的尺寸设为恒定的情况下，当为了适应多层光盘而将检测光学系统的放大倍数(横向放大倍数)设为超过10倍的结构来替代以往的5倍至10倍的结构时，随着增大放大倍数，凹透镜部的半径急剧变小。因此，对柱面透镜与光检测器之间的光轴方向位置偏差变得敏感，子光束相对于主光束的偏差增大。

接着，将子光束的位置偏差量转换成PD平衡来进行讨论。一般认为，当PD平衡偏差30％时，追踪伺服的特性大幅度地恶化，不能忽视对再生或记录的信号特性的影响。

参照图12(b)、图7、图10，对PD平衡的定义进行说明。

图7是表示柱面透镜115的柱面的中央母线119与四分割受光区域140之间的关系的图。柱面透镜115产生焦点位置彼此不同的像散差。该像散差在X-Y面内(与反射光束的光轴垂直的面内)彼此成90度的角度的前侧焦线与后侧焦线之间产生。在图7中，柱面的中央母线119被设成沿着与纸面垂直的方向，并被配置成相对于光检测器120的四分割受光区域140的分割线倾斜45度的角度(图10)。

由于光盘201的面振动等导致信息层202与物镜105之间的相对距离变化，因此在前侧焦线及后侧焦线上聚焦。受光面121被配置在图中的焦点位置。检测光学系统的放大倍数(横向放大倍数β)由物镜105的焦点距离、准直透镜104的焦点距离、柱面透镜115的凹透镜面117的光学能力决定。

图10示出在光轴方向上观看时的前侧焦线以及后侧焦线的形状以及四分割受光区域140上的光束形状。如果将在四分割受光区域140的各受光区域的检测信号分别设为A、B、C、D，则聚焦误差信号通过(A+C)-(B+D)来计算，作为PD平衡，PD平衡(X方向)通过((A+B)-(C+D))/(A+B+C+D)来计算，PD平衡(Y方向)通过((A+D)-(B+C))/(A+B+C+D)来计算。

在此，在X方向以及Y方向上调整检测器单元127，以使PD平衡(X方向)以及PD平衡(Y方向)更接近0。

光检测器上的子光束的1μm的偏差在子光束的PD平衡中相当于大约5％的偏差。因此，当检测光学系统的放大倍数为16倍时，子光束的PD平衡偏差约20％。另外，当柱面透镜与光检测器之间的距离偏差300μm时，PD平衡偏差约60％。因此，追踪误差信号的偏移增大，导致追踪伺服的性能大幅地恶化。

因此，对于小型且检测光学系统的放大倍数较大的光学头，分别调整柱面透镜与光检测器的结构是困难的。

与此相对，在本实施方式中，由于能够将柱面透镜115与光检测器120之间的Z轴方向的位置偏差减小到大约5μm至20μm以下，因此即使在使用检测放大倍数为16倍的透镜的情况下，PD平衡也是4％左右。与以往的光学系统相比，该值是非常低的值，可知即使在使用具有高检测放大倍数的物镜的情况下，也能保持良好的再生信号特性。另外，在第1实施方式中，较为理想的是横向放大倍数为14倍至16倍，当横向放大倍数为14倍时，可以将柱面的曲率半径设为2.6mm以下。

图13(a)概略地示出来自双层光盘201中其他记录层的表面反射，图13(b)概略地示出来自多层光盘301中其他记录层的表面反射。当该来自其他层的反射光射入受光区域141时，会对追踪误差信号赋予偏移，使追踪伺服的质量恶化。图13(a)示出在作为双层盘的光盘201的情况下，当会聚光300在某个记录层聚焦时产生来自其他记录层的杂散光的情况。当在L0层(记录层)聚焦时，被L1层(记录层)反射的光成为其他层杂散光。

图13(b)示出在作为4层盘的光盘301的情况下，当会聚光300在某个记录层上聚焦时产生来自其他记录层的杂散光的情况。在图13(b)中，在L2层(记录层)聚焦，被L0层、L1层、L3层(记录层)反射的光成为其他层杂散光。在图13(a)所示的双层盘的情况下，L0层与L1层之间的层间隔d2在规格上为25±5μm，最小为20μm，最大为30μm。因此，在光检测器120上的其他层杂散光的大小在某种程度上受到限制。另一方面，在图13(b)所示的4层盘等3层以上的光盘的情况下，层间隔最小的层间隔d4min(在图例中为L2层与L3层之间的层间隔)双层的情况相比减小的可能性较高。而对于相距最远的层之间的层间隔d4max(在图例中为L0与L3层之间的层间隔)，射入光检测器120的其他层杂散光的大小与双层的情况相比大幅度地增大。因此，为了检测稳定的追踪误差信号，以适应多层光盘的记录再生，需要增大检测光学系统的放大倍数(横向放大倍数β)，并且加大接收主光束142的四分割受光区域140与接收子光束143的子光束受光区域141之间的距离，以使得其他层杂散光不会漏入到子光束受光区域141。

在图14(a)以及(b)示出光检测器120上的主光束142与子光束143之间的距离和其他层杂散光147的大小的关系。光检测器120上的主光束142与子光束143之间的距离是将检测光学系统的横向放大倍数与聚光在信息记录层202(参照图1)的轨道上的主光束和子光束的间隔相乘而得到的值。例如，当将信息记录层202的轨道上的主光束和子光束的间隔设为20μm、将检测光学系统的横向放大倍数设为6倍左右时，光检测器120上的主光束142与子光束143之间的距离大约为120μm。然而，为了检测稳定的追踪误差信号以适应多层光盘的记录再生，需要将其他层杂散光的大小设为150μm，使检测光学系统的横向放大倍数大约为10倍。此时的主光束142与子光束143之间的距离大约为200μm。在此，信息层202的轨道上的主光束与子光束之间的距离大约为20μm，而该值影响着从光盘201的内周向外周移动时的追踪误差的偏移，是针对每个设备预先设定的值。通常选定10μm至20μm。

另一方面，为了实现光学头200的小型化，需要缩小检测光学系统的尺寸，但需要实现将其他层杂散光的影响考虑在内的检测光学系统的小型化。在此，如果考虑其他层杂散光的影响，则需要扩大检测光学系统的放大倍数。然而，在保持横向放大倍数不变而仅通过物镜105和准直透镜104来进行检测光学系统的小型化的情况下，将减小物镜105的焦点距离，因此光盘201的表面与物镜105之间的工作距离缩短。因此，由于产生聚焦伺服变得困难的课题，因而难以实现。但是，根据如上述那样将凹透镜面117配置在柱面透镜115的出射面一侧的结构，不改变物镜105的焦点距离就能增大横向放大倍数且能缩小检测光学系统的尺寸。

为了增大四分割受光区域140与子光束受光区域141之间的距离，较为理想的是，将包括物镜105、准直透镜104、柱面透镜115的凹透镜117的检测光学系统的横向放大倍数设为大约10倍至20倍的范围。

为了在增大横向放大倍数后实现光学头200的小型化，需要缩小检测光学系统的尺寸，需要曲率半径大约为5mm至1mm(1mm以上、5mm以上)即具有极大的透镜光学能力的透镜作为柱面透镜115的凹透镜117。

这样，在检测光学系统的放大倍数较大且柱面透镜115具有较大的透镜效果的结构中，柱面透镜115与光检测器120的受光面121之间的相对距离的误差导致检测光学系统的横向放大倍数大幅度变化。为此，生成追踪误差信号而所需要的子光束143射入偏离子光束受光区域141的位置的可能性增大。例如，当柱面透镜115与光检测器120的之间的距离小于指定的距离时，检测光学系统的横向放大倍数减小，子光束143接近四分割受光区域140侧。相反，当柱面透镜115与光检测器120的之间的距离大于指定的距离时，检测光学系统的横向放大倍数增大，子光束143射入子光束受光区域141的外侧。

在横向放大倍数为10倍以上的检测光学系统中，当柱面透镜115与光检测器120之间的相对距离的误差超过50μm时，横向放大倍数的变化约为0.7％以上。即，子光束143在Y方向移动几μm，追踪误差信号的偏移变化超过大约10％，由此，追踪伺服的性能大幅度恶化。因此，在横向放大倍数较大的检测光学系统中，柱面透镜115与光检测器120之间的相对距离的误差必须远远小于50μm。

在本实施方式的光学头200中，在进行检测器单元127的位置调整时，可预先相对于固定架130对柱面透镜115与光检测器120进行高精度地定位。因此，当在光学基座113上进行光检测器120在XY平面内的位置调整时，以及柱面透镜115在Z方向(光轴方向)上的位置调整时，能够大幅度地降低柱面透镜以及光检测器120相对于固定架130的相对误差。从而能够大幅度地降低检测光学系统的横向放大倍数的误差，并且能够大幅度地降低追踪误差信号的恶化。

根据本实施方式的光学头200，由于柱面透镜115与光检测器120构成一体，因此柱面透镜115相对于光检测器120在Z方向的位置误差只是由固定架130的尺寸误差引起。由于该尺寸误差可控制在5μm至20μm左右，因此能够将柱面透镜115与光检测器120在Z方向的位置误差降低至50μm以下。另外，柱面透镜115相对于光检测器120在X方向以及Y方向的相对位置误差也可控制在50μm以下，因此对于多层光盘301也能采用横向放大倍数较大的光学头200，可实现光学头200的小型化和高性能化。

另外，对于检测器单元127，由于可预先将柱面透镜115和光检测器120固定在固定架130上，因此在光学基座113上能够在XY平面内对检测器单元127本身进行位置调整，并且也能够进行光轴方向(Z方向)的位置调整。由此，能够降低检测光学系统的横向放大倍数的变化。从而能够实现追踪误差信号的偏移变动较少的稳定的光学头200的记录再生性能，并且能够实现可靠性好的光学头200。

图15(a)、(b)示出了在进行Z方向的调整时对孔径131的直径的影响。在孔径131、柱面透镜115、光检测器120构成一体的结构中，孔径131的开口直径越大，孔径131、柱面透镜115、光检测器120的调整时的误差容许幅度越大，因此原本是较为理想的。但是，像本实施方式这样在使孔径131、柱面透镜115、光检测器120为一体时，为了能够进行多层光盘301的记录或再生，使用具有10倍以上放大倍数的检测光学系统。当在这样的多层光盘301进行记录再生时，来自要进行记录或再生的层以外的信息记录层的反射光(其他层杂散光)入射，对再生信号质量造成较大影响，因此需要去除这些多层杂散光。从这样的观点出发，需要进一步减小孔径131的面积。

在柱面透镜115与孔径131及光检测器120分离，而孔径131与光检测器120成为一体的光学头中，光检测器120的调整量造成孔径131与柱面透镜115之间的相对位置的误差的情况无法避免。因此，至少需要光检测器120的在垂直于光轴的面内的调整量(一般为0.05mm至1mm左右)以上的开口直径的尺寸充裕。而在本实施方式中，由于是孔径131、柱面透镜115、光检测器120构成一体的结构，因此能够减小孔径131的开口直径。

图15(a)示出比较例的光学头。在该结构中，通过在前后方向(Z方向)上调整柱面透镜115，柱面透镜115与固定架130的相对位置关系发生变化，因此主光束a和主光束b通过孔径131的光束直径大幅度变化。因此，孔径131的直径也需要增大，从而导致射入光检测器120的子光束受光区域141的杂散光的量也大幅度增加。

另一方面，在图15(b)所示的本实施方式的光学头200中，在Z方向上整体调整检测器单元127。由于柱面透镜115与固定架130的相对距离不变，所以通过孔径131的光束直径几乎不变。因此，能够将孔径131的直径减小到极限，从而能够大幅度地减少射入光检测器120的子光束受光区域141的杂散光的量。

参照图16(a)、(b)，说明X方向调整时的孔径131的直径的差异。图16(a)示出比较例的光学头，在该光学头中，通过左右(X方向)调整光检测器120，柱面透镜115与固定架130的相对位置关系发生变化，因此主光束a和主光束b通过孔径131的光束直径大幅度变化。因此，孔径131的直径也需要增大，从而导致射入光检测器120的子光束受光区域141的杂散光的量也大幅度增加。

与此相对，在图16(b)所示的本实施方式的光学头200中，由于检测器单元127成为一体在X方向上移动，因此，柱面透镜115与固定架130之间的相对距离不变，通过孔径131的光束直径几乎不变。因此，能够将孔径131的直径减小到极限，从而能够大幅度地减少射入光检测器120的子光束受光区域141的杂散光的量。

参照图16(c)，说明本实施方式的光学头中的孔径131的尺寸与主光束a的尺寸的关系。

孔径直径可设为反射光束直径、柱面透镜115相对于固定架130的孔径131在X方向(或Y方向)上的位置偏差量、光检测器120相对于固定架130的孔径131在X方向(或Y方向)上的位置偏差量、以及光检测器单元127的Z方向位置调整导致的在孔径131位置的反射光束直径的增加量之和。即，由于能够将光检测器单元127的X方向(或Y方向)的调整尺寸(0.05mm至1mm左右)除外，因此能够大幅度地缩小孔径直径。

另外，在本实施例中，孔径131设为圆筒形的孔状，但也可以如图17所示那样设为圆锥梯形的孔状。根据该结构，即使考虑到存在倾斜入射的子光束143的情况，也能进一步减小孔径直径。

另外，在第1实施方式中作为光源的半导体激光器1的振荡波长当然也可以应用CD用的大致780nm、DVD用的大致650nm、BD用的大致405nm的其中任何之一。

图18示出作为应用了所述光学头200的光信息装置的光盘驱动器400的结构例。光盘201被夹在夹紧装置401和转盘402之间而固定，在该状态下利用马达(旋转系统)403而旋转。光学头200载置于移动器(traverse)(移送系统)404上，光照射的点可从光盘201的内周移动至外周。控制电路405根据从光学头200接收到的信号进行聚焦控制、追踪控制、移动控制、马达403的旋转控制等。另外，信号处理电路406根据再生信号进行信息的再生并输出到输入输出电路407，或将从输入输出电路407输入来的信号经由控制电路405向光学头200送出。

另外，本实施方式实现了具有高凹透镜光学能力的柱面透镜115且检测光学系统的放大倍数大的光学头200，由此起到了更显著的效果。并且，由于柱面透镜115的柱面116位于与光检测器120相反的一侧，因此能够进一步提高伺服信号的性能。而且，无论柱面透镜的透镜光学能力的大小如何都能应用本发明，并不妨碍应用于其他光学头。在此情况下，也同样能够减少柱面透镜与光检测器的相对位置误差。

另外，在本实施方式中，柱面透镜115以玻璃为材料并被接合在由锌或铝等金属构成的固定架130上，但柱面透镜115以及固定架130也可以是树脂材质。另外，也可以是用树脂一体成形柱面透镜115以及固定架130的结构。

(实施方式2)

接着，对本发明的第2实施方式的光学头进行说明。

图19(a)至(c)示出第2实施方式中设置的检测器单元127的结构，示出光检测器120、柱面透镜115、固定架130、以及孔径131之间的关系。

在本实施方式的检测器单元127中，不存在光检测器定位部135和柱面透镜定位部136，检测器单元127的固定架130具有孔径131、保持部132、光检测器抵接部137、柱面透镜抵接部138、光检测器接合部133以及柱面透镜接合部134。在该检测器单元127中，调整孔径131与光检测器120之间的相对位置关系，并且调整孔径131与柱面透镜115之间的相对位置关系。进行该调整时，在X-Y平面上，相对于固定架130的保持部132以及孔径131，调整光检测器120的受光面121的X方向以及Y方向的位置，并且调整绕光轴的角度θz，然后，被固定在固定架130上。由此，光检测器120相对于固定架130被高精度地定位。

另一方面，相对于固定架130或孔径131调整柱面透镜115的位置，以使柱面透镜115的外形或柱面透镜115的透镜光轴118与孔径131的中心一致。该位置调整是通过在X-Y平面上调整X方向以及Y方向的位置而进行的。另外，还进行柱面透镜115的绕光轴的角度θz的调整。该调整是通过使柱面透镜115绕光轴旋转使得柱面116的中央母线119成为指定的方向而进行的。

根据该结构，在光检测器单元127中，柱面透镜115、孔径131、光检测器120的受光面121被高精度地定位并彼此固定。由此，能够将孔径131的内径减小到所需最低限度。为此，能够进一步遮挡射入光检测器120的受光面121的来自所述多层记录介质的其他层杂散光。另外，由于能够减小固定架130的形状，因此能够实现光学头200的薄型化。

另外，在本实施方式中，是通过将柱面透镜115抵接于柱面透镜抵接部138进行Z轴方向的位置调整后，在柱面透镜接合部134将柱面透镜115接合固定于固定架130。但并不限于此，也可以是下述结构，即，在不让柱面透镜115抵接柱面透镜抵接部138的状态下对柱面透镜115进行Z轴方向的位置调整，然后，在柱面透镜接合部134将柱面透镜115接合固定于固定架130。

(实施方式3)

接着，对本发明的第3实施方式的光学头进行说明。

图20(a)至(c)示出第3实施方式中设置的检测器单元127的结构。在这些图中，示出了光检测器120、柱面透镜115、固定架130、孔径131、四分割受光区域140以及子光束受光区域141。

第3实施方式与第1实施方式的不同之处在于，孔径131的形状不是圆筒形，而是非圆筒状。在光检测器120的受光面121上，四分割受光区域140以及子光束受光区域141被配置成沿一个方向排列，孔径131的形状呈沿该方向增长的非圆形的剖面形状。根据该非圆筒形的孔径形状，能够减少射入受光面121的其他层杂散光，从而能够实现更稳定的聚焦伺服以及追踪伺服。

另外，在第3实施方式中，将孔径131的形状设为长方形，但如图20(d)所示那样，也可以是周面的一部分为圆弧状的长孔形状，或者也可以是椭圆等形状。

(实施方式4)

接着，对本发明的第4实施方式的光学头200进行说明。

第4实施方式与第1至第3实施方式的不同之处在于，孔径131的形状以及配置。

图21(a)示出第4实施方式的光学头200的光学系统的结构。半导体激光器101射出振荡波长大约为405nm的光束。在该光学系统中，在分束器103与柱面透镜115之间配置有全息元件(hologram element)150。该光学头产生所谓的1光束法(one-beam method)(APP法)的追踪误差信号。

图21(b)示出全息元件150的结构。图中的实线表示全息元件150的分割图案(split pattern)，虚线表示通过全息元件150的光束的剖面形状。全息元件150具有主光束区域151、被信息记录层202衍射的±1次光和0次光的干涉光射入的APP主区域152和153、以及只有0次光入射的APP子区域154和155。

图22(a)、(b)概略地示出光检测器120的受光面121与孔径131之间的相对位置关系。如图22(a)所示，光检测器120的受光部124具有电路部122、接合层126以及罩玻璃125。如图22(b)所示，在受光面121上形成有四分割受光区域140、APP主区域152和153以及APP子区域154、155。另外，图22(b)中的扇形虚线表示孔径131的形状。即，在本实施方式中，受光面121为矩形，孔径131为扇形。并且，扇形的中心位置位于受光面121的1个角部的附近。

透过全息元件150的各分割区域的光束分别射入各受光面121。透过全息元件150的主区域151的光束射入受光面121的四分割受光区域140，透过全息元件150的APP主区域151、153或APP子区域154、155的光束分别射入图中的受光区域(子光束受光区域141)。

在四分割受光区域140中，通过计算对角区域的和信号的差分(由于得到两个对角区域的和信号，因此是其差分)，生成聚焦误差信号，根据四分割受光区域140的各区域的信号的总和生成RF信号。另一方面，根据子光束受光区域141的受光信号，生成追踪误差信号。即，根据被子光束受光区域141接收的光束(透过APP主区域152、153的光束)的差动，生成所谓的推挽信号，进行该信号和被子光束受光区域141接收的光束(透过APP子区域154、155的光束)的受光信号的运算。利用所谓的APP法生成追踪误差信号。

在受光面上，四分割受光区域140与子光束受光区域141彼此隔开距离而配置，以使其他层杂散光不射入子光束受光区域141。另外，为了使光学头200薄型化，在受光面121上，四分割受光区域140与子光束受光区域141不是被配置为直线状，而是被配置为L字型。即，四分割受光区域140被配置在矩形的受光面121的1个角部附近，且子光束受光区域141被配置在与该角部邻接的一个角部的附近，而另一个子光束受光区域141被配置在与所述角部邻接的另一个角部的附近。在这种配置中，光轴中心与四分割受光区域140的中心一致。换言之，当在反射光束的光轴方向上观看时，四分割受光区域140以及子光束受光区域141、141的重心位置偏离光轴中心的位置(孔径131的中心位置)以及受光面121的重心位置。

在第1实施方式中，孔径131以及光检测器120的受光面121被配置成使四分割受光区域140的中心(光轴中心)与孔径131的中心一致。与此相对，在第4实施方式中，孔径131为扇形(非圆形)，孔径131的扇形中心与四分割受光区域140的中心(透过主光束区域151的光束的中心)不一致。根据该结构，能够针对四分割受光区域140以及子光束受光区域141、141将孔径131减小到极限。因此，能够大幅度地减少射入受光面121的其他层杂散光的光量以及光学元件的表面反射等导致的杂散光。因此，能够大幅度地减少聚焦误差信号以及追踪误差信号的偏移，而且，能够实现光学头200的大幅度的薄型化。

参照图22(c)，对射入四分割受光部区域140、子光束受光区域141、接合层126的杂散光进行说明。在图22(c)中，用箭头表示被光盘201的表面、光学元件的表面、光学基座113的表面等反射的杂散光。如果从光轴方向来看，通过使孔径131的边缘部趋近至四分割受光部区域140以及子光束受光区域141的附近，杂散光容易被固定架130的孔径131以外的部位遮挡，因此能够大幅度地减少杂散光向四分割受光部区域140以及子光束受光区域141的入射。

另一方面，如果405nm波长的光束照射接合层126几百小时，则其接合性能恶化。因此，在本实施方式中，具有以不使接合层126露出到孔径131的内侧的方式用固定架130完全遮盖接合层的结构。如图22(b)所示，在受光部124中，接合剂位于矩形的受光面121的边缘部的附近。并且，如图22(c)所示，从光轴方向来看，孔径131的边缘部与接合剂的内端部相比位于内侧。由此，405nm波长的光束不会照射到接合层126。固定架130遮挡主要由发散系统入射的其他层杂散光，并且遮挡被光盘201的表面、光学元件的表面、光学基座113的表面等反射且主要由聚光系统入射的杂散光。

根据该结构，能够抑制接合层126因照射大致405nm波长的光束而恶化，因此能够大幅度地提高光学头200的可靠性。

(实施方式5)

接着，对本发明的第5实施方式进行说明。

图23(a)、(b)示出本发明的第5实施方式的光学头200中设置的光学系统的结构。第5实施方式与其他实施方式的不同之处在于，柱面透镜115相对于光检测器120的受光面121倾斜。

如图23(a)所示，从作为光源的半导体激光器101射出的光束被衍射光栅102分离成多束光束。透过衍射光栅102的光束被平板分束器160反射，通过准直透镜104被转换成平行光束后，射入物镜105。由此，光束成为所谓的三光束的会聚光，照射至光盘201。

由物镜致动器在光轴方向(聚焦方向)以及光盘201的半径方向(径向)驱动物镜105。被光盘201的信息记录层202反射/衍射的光再次透过物镜105后，透过平板分束器160。透过平板分束器160的光束透过柱面透镜115，射入光检测器120。

在此，由于固定架130形成第1主面(柱面透镜抵接部)成为相对于固定架130的第2主面(光检测器抵接部)倾斜的倾斜面158的剖面楔状，因此与柱面透镜115的透镜光轴118垂直的平面相对于光检测器120的受光面121倾斜角度θa。固定架130被配置成第1主面向与平板分束器160的倾斜方向相反的方向倾斜。

角度θa是为了修正反射光束的彗形象差(coma aberration)而设定的，可根据配置在检测光学系统中的平板状光学元件的厚度以及角度来设定角度θa的最佳值。角度θa较为理想的是倾斜大约5度至20度，更理想的是倾斜大约5度至15度，例如在本实施方式5中，倾斜角度θa为9.5度。根据分束器160的厚度即由分束器160产生的像差量，可在上述范围内适当设定柱面透镜115的倾斜角度θa。

在使用分束器103的第1实施方式中，是将表示柱面116的中央母线119在圆周方向的朝向的角度θb设为45度，但在使用平板分束器160的第5实施方式中，为了消除透过平板分束器160的光束产生的像散，将表示中央母线119在圆周方向的朝向的角度θb设在相对于图23(a)的X方向的轴大约为40度至30度的范围。另外，图23(a)的X方向是固定架130的厚度逐渐变薄的方向。

图24(a)至(c)示出第5实施方式的光学头200中设置的检测器单元127的结构。检测器单元127具有：光检测器120、具有孔径131的固定架130以及柱面透镜115。通过将光检测器120固定在固定架130上，并且将柱面透镜116(应为115)以抵接于固定架130的倾斜面158的状态进行固定，由此柱面透镜115的透镜光轴118被固定在相对于反射光束的光轴倾斜能抵消彗形象差的角度的角度。根据该结构，能够大幅度地减少透过平板分束器160的光束产生的彗形象差，能够改善射入光检测器120的光束的质量。即，能够提高聚焦误差信号、追踪误差信号以及RF信号的检测性能。

并且，柱面透镜115的柱面116的中央母线119，在以柱面透镜115的透镜光镜118为中心相对于固定架130或光检测器120的受光面121的X方向的轴旋转角度θb的状态下被固定。根据该结构，能够抵消由于透过平板分束器160而产生的像散，从而能够大幅度地减少射入受光面121的光束的像散。

因此，能够进一步提高聚焦误差信号、追踪误差信号以及RF信号的检测性能，能够实现稳定的聚焦伺服以及追踪伺服，并且能够实现记录再生性能的大幅度提高。

(实施方式6)

接着，对本发明的第6实施方式的光学头200进行说明。

图25(a)(b)示出第6实施方式中设置的检测器单元127与光学基座113的接合状态。在此，第6实施方式与第1实施方式的不同之处在于，在与固定架接合部139不同的面上设置固定架追加接合部161，由此，固定架130与光学基座113的接合部为3处以上。另外，固定架接合部139被设置在两个位置。

在图25(a)(b)中，固定架接合部139以及固定架追加接合部161表示固定架130与光学基座113的接合部。在光学基座113中形成有贯穿于其厚度方向的贯穿孔113a，固定架13(应为130)具有插入该贯穿孔113a中的部位、及相对于光学基座113位于它的其中一侧的部位。并且，相对于光学基座113位于它的其中一侧的部位通过固定架接合部139被固定在光学基座13(应为113)上，另外，插入贯穿孔113a中的部位通过固定架追加接合部161被固定在光学基座113上。

在第1实施方式中，采用的结构为，在固定架130的左右两个位置涂敷接合剂，通过该接合部139将固定架130固定在光学基座113上。当检测器单元127为一体结构时，如果采用这样的接合结构，则柱面透镜115的重量以固定架接合部139为支点，在与纸面垂直的方向上作为力矩发挥作用。其结果是，有可能导致检测器单元127以固定架接合部139为支点向纸面的垂直方向(重力方向)倾斜。此时，由于光轴倾斜，因此有可能导致聚焦以及追踪的伺服信号及RF信号恶化。

在第6实施方式中，如图25(a)(b)所示，固定架追加接合部161被配置于在光轴方向(Z方向)与固定接合部139的位置不同的位置。根据该结构，能够大幅度稳定固定架130相对于光学基座113的固定，并且能够减少固定架130以及检测器单元127相对于光学基座113的倾斜。通过防止检测器单元116(应为127)向光轴方向倾斜，能够实现可靠性良好的小型光学头200。

另外，在第6实施方式中，采用了在光轴方向上增大固定架130，将固定架追加接合部161设置在光学基座113与固定架130之间的结构，但也可以取代该结构，如图25(c)所示，采用将固定架追加接合部161设置在柱面透镜115与光学基座113之间的结构。在该结构中，固定架130形成平板状且不插入光学基座113的贯穿孔113a，在贯穿孔113a内配置有柱面透镜115。而且，接合的位置只要能抵消由柱面透镜115的重量产生的力矩，也可以是其他位置，另外，还可以进一步增加接合位置。

(实施方式7)

接着，对本发明的第7实施方式的光学头200进行说明。

在第5实施方式中，来自作为光源的半导体激光器101的光束射入光检测器120，但如图26所示，在第7实施方式的光学头200中，来自作为第1光源的半导体激光器409的光束射入光检测器120，并且来自作为第2光源的半导体激光器408的光束射入光检测器120。

作为第1光源的半导体激光器409例如是射出405nm波长的光束的半导体激光器，作为第2光源的半导体激光器408是2波长半导体激光器，例如能够射出780nm波长的光束和650nm波长的光束。

第7实施方式的光学头200除了光源408、409以外，还具有衍射光栅102、分束器103、准直透镜104、物镜105、平板分束器160、全息元件150、柱面透镜115、固定架130以及光检测器120。分束器103反射从半导体激光器408射出的光束，平板分束器160反射从半导体激光器409射出的光束。全息元件150被配置在平板分束器160与柱面透镜115之间。

固定架130形成第1主面(柱面透镜抵接部)成为相对于固定架130的第2主面(光检测器抵接部)倾斜的倾斜面158的剖面楔状。由此，与柱面透镜115的透镜光轴118垂直的平面相对于光检测器120的受光面121倾斜角度θa。固定架130被配置成第1主面向与平板分束器160的倾斜方向相向的反方倾斜。

(实施方式的概要)

将所述实施方式总结如下。

(1)所述实施方式的光学头包括：射出光束的光源；将从所述光源射出的光束作为会聚光聚光在信息记录介质上的物镜；被所述信息记录介质反射的反射光束射入，并产生用于形成聚焦误差信号的像散的柱面透镜；接收透过所述柱面透镜的反射光束的光检测器；以及保持所述柱面透镜和所述光检测器的固定架，其中，所述固定架具有在与所述反射光束的光轴交叉的方向上分别延伸的第1主面和第2主面，所述柱面透镜与所述第1主面接合，所述光检测器与所述第2主面接合。

根据该结构，由于柱面透镜和光检测器与固定架形成为一体，所以能够减小柱面透镜与光检测器之间的相对位置误差。因此，能够减小光检测光学系统的检测放大倍数(横向放大倍数)的误差及变化。

并且，能够在与射入光检测器的光束正交的面内对光检测器和柱面透镜一体地进行正交的二方向上的位置调整和旋转方向的调整，因此能够进一步减少柱面透镜与光检测器的相对误差产生。

(2)较为理想的是，当所述光学头还包括改变来自所述光源的光束的平行度的准直透镜时，具备所述物镜、所述准直透镜以及所述柱面透镜的检测光学系统的横向放大倍数为10倍以上，在该情况下，所述柱面透镜在所述反射光束的入射面形成柱面，在出射面形成凹透镜面。

根据该结构，在多层光盘中，能够抑制来自正在记录再生的信息记录层以外的层的反射光射入子光束受光区域而导致产生追踪误差信号的偏差，因此能够稳定多层光盘的记录再生中的追踪伺服性能。

并且，通过将柱面透镜与光检测器设为一体结构，减小柱面透镜与光检测器的相对位置误差，能够实现适应多层光盘的检测光学系统的检测放大倍数(横向放大倍数)较大的结构。

另外，通过使柱面透镜具有较大的凹透镜效果，能够增大检测光学系统的放大倍数，并且能够缩小检测光学系统的尺寸，因此能够实现可适应多层光盘的稳定的追踪伺服，并且能够实现光学头的小型化。

另外，通过将柱面配置在与光检测器相反的一侧，即使在小型的检测光学系统中也能得到平衡好的聚焦误差信号。因此，能够实现稳定的聚焦伺服。另外，由于也能确保相对较大的像散，因此能够得到取得范围大的聚焦误差信号。

另外，在组装检测器单元时，柱面露出到外侧，因此在调整柱面的中央母线相对于光检测器受光区域的分割方向的方向时，能够利用自准直仪等容易检测及调整柱面的中央母线的朝向。为此，能够大幅度地缩短光学头的调整时间。

另外，由于能够在Z方向(光轴方向)上一体地调整柱面透镜和光检测器，因此能够降低检测光学系统的放大倍数变化，从而能够实现追踪误差信号的偏移变动较少的稳定的光学头的记录再生性能。

(3)所述凹透镜面的曲率半径亦可为5mm以下。

(4)所述柱面透镜在所述出射面除了所述凹透镜面以外还形成有平面。

根据该结构，由于能够在柱面透镜的平面与固定架紧贴的状态下对柱面透镜进行接合固定，因此能够实现可靠性好的光学头。另外，通过将柱面配置在入射面一侧，能够在短时间且高精度地进行柱面透镜的旋转调整，因此能够实现性能良好的光学头。

(5)较为理想的是，所述固定架，在所述反射光束的至少一部分入射的位置形成有孔径。根据该结构，能够使透过柱面透镜的光束穿过固定架的孔径射入光检测器。

并且，在调整柱面透镜及光检测器的位置时能够一体地移动柱面透镜、光检测器以及固定架，因此能够减小柱面透镜、孔径、光检测器之间的在光轴方向以及与光轴方向垂直的方向上的相对位置偏差。因此，由于能够减小孔径直径，所以尤其是在多层光盘的信息记录再生时，能够减少被其他层反射的光束成为杂散光漏入到光检测器的量。由此，能够提高记录再生性能，并且能够实现固定架的小型化以及薄型化，从而能够实现光学头的小型化以及薄型化。

(6)较为理想的是，所述孔径的尺寸为将所述反射光束的尺寸、所述柱面透镜与所述孔径的相对位置误差、所述柱面透镜与所述孔径之间的相对位置误差、将所述固定架和所述柱面透镜以及所述光检测器作为一体在光轴方向上进行调整而引起的所述反射光束在所述孔径位置的尺寸增加量相加而得到的值。

(7)所述孔径的剖面可以为非圆形。

(8)所述孔径的中心可以配置在与所述反射光轴的中心不同的位置。根据该结构，能够进一步减小孔径的大小，因此能够减少到达光检测器的杂散光。

(9)接合有所述光检测器的所述第2主面的表面粗糙度可以小于所述固定架的侧面的表面粗糙度。根据该结构，能够在光检测器的位置调整时进行微小的移动，因此能够进行更精确的位置校准。

(10)包含所述第2主面的中心部的指定区域的表面粗糙度可以小于所述第2主面的所述指定区域的外周区域的表面粗糙度。根据该结构，能够在光检测器的位置调整时进行微小的移动，因此能够进行更精确的位置校准。

(11)接合有所述柱面透镜的所述第1主面的表面粗糙度可以小于所述固定架的侧面的表面粗糙度。根据该结构，能够在柱面透镜的位置调整时进行微小的移动，因此能够进行更精确的位置校准。

(12)包含所述第1主面的中心部的指定区域的表面粗糙度可以小于所述第1主面的所述指定区域的外周区域的表面粗糙度。根据该结构，能够在柱面透镜的位置调整时进行微小的移动，因此能够进行更精确的位置校准。

(13)接合有所述柱面透镜的所述第1主面可以相对于与所述反射光轴垂直的面倾斜。根据该结构，能够大幅度地降低透过平板分束器的光束中产生的彗形象差，从而能够改善射入光检测器的光束的质量。

(14)所述光源射出波长约为405nm的光束，所述光检测器具有受光部、罩玻璃、接合所述受光部以及所述罩玻璃的接合部，此时，接合所述光检测器和所述第2主面的接合部的内侧端部或接合所述受光部和所述罩玻璃的所述接合部的内侧端部可以被配置在与所述孔径相比位于外侧。根据该结构，能够抑制波长约为405nm的光束的照射导致接合剂恶化，因此能够大幅度地提高光学头的可靠性。

(15)光信息装置包括：上述的光学头；用于移送所述光学头的移送部；以及进行所述移送部的控制以及所述光学头的控制的控制部。

产业上的可利用性

本发明的光学头装置以及光信息装置具有稳定的追踪控制功能和可实现低信息错误率的功能，作为记录再生性能稳定的计算机外部存储装置等是有用的。另外，本发明的光学头装置以及光信息装置也可应用于DVD刻录机、BD刻录机、HD-DVD刻录机等影像记录装置或影像再生装置等。另外，还可应用于汽车导航系统、便携音乐播放器、数字照相机或数字摄像机的存储装置。

Claims (15)

1.一种光学头，其特征在于包括：

光源，射出光束；

物镜，将从所述光源射出的光束作为会聚光聚光在信息记录介质上；

柱面透镜，让被所述信息记录介质反射的反射光束射入，产生用于形成聚焦误差信号的像散；

光检测器，接收透过所述柱面透镜的反射光束；以及

固定架，保持所述柱面透镜和所述光检测器，其中，

所述固定架具有在与所述反射光束的光轴交叉的方向上分别延伸的第1主面和第2主面，

所述柱面透镜与所述第1主面接合，所述光检测器与所述第2主面接合。

2.根据权利要求1所述的光学头，其特征在于还包括：改变来自所述光源的光束的平行度的准直透镜，其中，

具备所述物镜、所述准直透镜以及所述柱面透镜的检测光学系统的横向放大倍数为10倍以上，

所述柱面透镜在所述反射光束的入射面形成柱面，在出射面形成凹透镜面。

3.根据权利要求2所述的光学头，其特征在于：所述凹透镜面的曲率半径为5mm以下。

4.根据权利要求3所述的光学头，其特征在于：所述柱面透镜，在所述出射面除了所述凹透镜面以外还形成有平面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学头，其特征在于：所述固定架，在所述反射光束的至少一部分入射的位置形成有孔径。

6.根据权利要求5所述的光学头，其特征在于：所述孔径的尺寸为将所述反射光束的尺寸、所述柱面透镜与所述孔径的相对位置误差、所述柱面透镜与所述孔径的相对位置误差、所述固定架和所述柱面透镜以及所述光检测器作为一体在光轴方向上被调整时而引起的所述反射光束在所述孔径位置的尺寸增加量相加而得到的值。

7.根据权利要求5或6所述的光学头，其特征在于：所述孔径的剖面为非圆形。

8.根据权利要求7所述的光学头，其特征在于：所述孔径的中心被配置在与所述反射光轴的中心不同的位置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学头，其特征在于：接合所述光检测器的所述第2主面的表面粗糙度小于所述固定架的侧面的表面粗糙度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学头，其特征在于：包含所述第2主面的中心部的指定区域的表面粗糙度小于所述第2主面的所述指定区域的外周区域的表面粗糙度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学头，其特征在于：接合有所述柱面透镜的所述第1主面的表面粗糙度小于所述固定架的侧面的表面粗糙度。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的光学头，其特征在于：包含所述第1主面的中心部的指定区域的表面粗糙度小于所述第1主面的所述指定区域的外周区域的表面粗糙度。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的光学头，其特征在于：接合所述柱面透镜的所述第1主面相对于与所述反射光轴垂直的面倾斜。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的光学头，其特征在于：

所述光源射出波长约为405nm的光束，

所述光检测器具有受光部、罩玻璃、接合所述受光部以及所述罩玻璃的接合部，

接合所述光检测器和所述第2主面的接合部的内侧端部或接合所述受光部和所述罩玻璃的所述接合部的内侧端部被配置在与所述孔径相比位于外侧。

15.一种光信息装置，其特征在于包括：

如权利要求1至14中任一项所述的光学头；

用于移送所述光学头的移送部；以及

进行所述移送部的控制以及所述光学头的控制的控制电路。

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