CN102782754B - 光拾取器装置 - Google Patents

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CN102782754B CN201180012073.7A CN201180012073A CN102782754B CN 102782754 B CN102782754 B CN 102782754B CN 201180012073 A CN201180012073 A CN 201180012073A CN 102782754 B CN102782754 B CN 102782754B
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Abstract

本发明提供一种使装置结构简化、能容易地调节衍射元件及光源的位置、且能稳定地获得伺服信号的光拾取器装置。在光拾取器装置(10)中,聚焦衍射区域(21)包括与光源(12)能射出的光的种类相同数量的种类的聚焦区域(22)。聚焦区域(22)的种类与光的各种类相对应,各种聚焦区域(22)使所对应的种类的光向聚焦光接收区域(17)的同一位置衍射。此外,各种聚焦区域(22)由多个聚焦细分区域所构成。各种聚焦区域(22)的多个聚焦细分区域在聚焦衍射区域(21)中周期性分布,且被配置成至少其一部分与不同种类的光的聚焦细分区域邻接。

Description

光拾取器装置
技术领域
本发明涉及对光记录介质照射光并接收来自光记录介质的反射光以读取记录在光记录介质内的信息的光拾取器装置。
背景技术
图9是表示相关技术1所涉及的光拾取器装置110的结构的图。图10是相关技术1中的作为衍射元件的第一全息元件111、作为衍射元件的第二全息元件112、以及光接收元件113的俯视图。图11A及图11B是表示相关技术1中的第一及第二全息元件111、112与因这些全息元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域的关系的图。图11A图示了使用第一波长的光的情况的现象,图11B图示了使用第二波长的光的情况的现象。
相关技术1所涉及的光拾取器装置110包含具有第一波长的光的发光点114及第二波长的光的发光点115的光源116、第一全息元件111、第二全息元件112、及光接收元件113。第一全息元件111使作为来自第一发光点114的出射光的光束和作为来自第二波长的光的发光点115的出射光的光束衍射。第二全息元件112使来自发出第二波长的光的发光点115的光束(用双点划线表示)衍射而导向光接收元件113,并使来自发出第一波长的光的发光点114的光束(用实线表示)透过。第一波长比第二波长要短,衍射区域相对于第一波长的光的衍射效率比相对于第二波长的光的衍射效率要低(例如参照专利文献1)。
图12是表示相关技术2所涉及的光拾取器装置120的结构的图。图13是表示相关技术2所涉及的光拾取器装置120的衍射元件121及光接收元件122的俯视图。图14A及图14B是表示相关技术2中的利用衍射元件121和光接收元件122的光接收状态的俯视图。
来自发出第一波长的光的发光点123的振荡波长是比来自发出第二波长的光的发光点124的振荡波长要短的波长,对于由衍射元件121对来自发出第一波长的光的发光点123的光束(用实线表示)进行衍射而得的衍射角度,比由衍射元件121对来自发出第二波长的光的发光点124的光束(用双点划线表示)进行衍射而得的衍射角度要小。根据上述衍射角度的差异,在光接收元件122中排列形成有三列后述的光接收区域125。
来自发出第一波长的光的发光点123的光束会入射到三列光接收区域125中的、与较小的衍射角度相对应的列的光接收区域125a及位于中央的列的光接收区域125b。此时,使用来自位于中央的列的光接收区域125b中预先确定的部分光接收区域的输出,并根据刀口法来检测出聚焦误差信号。
来自发出第二波长的光的发光点124的光束会入射到三列光接收区域125中的、与较大的衍射角度相对应的列的光接收区域125c及位于中央的列的光接收区域125b。此时,与使用发出第一波长的光的发光点123时相同,使用来自位于中央的列的光接收区域125b中预先确定的部分光接收区域的输出,并利用刀口法来检测出聚焦误差信号。(例如参照专利文献2)。
对于由发出第一波长的光的发光点123所发出的、并由记录介质进行反射而得的反射光,与由发出第二波长的光的发光点124所发出的、并由记录介质进行反射而得的反射光,其入射到衍射元件121的光束位置并不会完全一致。而且,无论在哪种光拾取器装置中,都难以将发出第一及第二波长的光的发光点123、124相对于衍射元件121的姿势调节到相同的位置上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002-92933号公报
专利文献2:日本专利特开2007-287278号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在相关技术1中,由于需要多个衍射元件,因此,存在装置结构复杂化这样的问题。此外,需要对双方的衍射元件进行定位,因此,存在元器件的位置调整较为繁琐,且需要调整时间这样的问题。而且还存在元器件个数较多、成本较大、难以小型化这样的问题。
在相关技术2中存在以下问题:若因第一及第二波长的光的发光点123、124的位置的差异、或因第一及第二波长的光的发光点123、124相对于衍射元件121的姿势的差异,而使入射到衍射元件121的光束的位置相对于衍射元件121发生变化,则入射到光接收元件125的光接收面上的光的光强会发生变化,从而无法获得稳定的伺服信号。
本发明的目的在于提供一种使装置结构简化、能容易地调节衍射元件及光源的位置、且能稳定地获得伺服信号的光拾取器装置。
一种光拾取器装置,其特征在于,包含:
光源,该光源能射出要照射到光记录介质的光、即波长不同的多种光;
光接收元件,该光接收元件是形成有多个光接收区域的光接收元件,将多个光接收区域的一部分用作用于聚焦伺服的聚焦光接收区域;以及
衍射元件,该衍射元件具有使从所述光源射出、在所述光记录介质反射的反射光的至少一部分向所述聚焦光接收区域衍射的聚焦衍射区域,
在所述聚焦衍射区域中包括聚焦区域,该聚焦区域所具有的种类的数量与所述光源能射出的光的种类的数量相同,
且所述聚焦区域的各种类与所述光的各个种类相对应,分别使对应种类的光向所述聚焦光接收区域衍射,
所述各种聚焦区域包含周期性分散配置的多个聚焦细分区域,且各聚焦细分区域被配置成至少一部分与不同种类的光的聚焦细分区域邻接。
根据本发明,在光拾取器装置中,光源能射出波长不同的多种光。衍射元件具有聚焦衍射区域。聚焦衍射区域使从光源射出、并在光记录介质反射的反射光的至少一部分向光接收元件的聚焦光接收区域衍射。聚焦衍射区域包括聚焦区域,该聚焦区域具有的种类的数量与光源能射出的光的种类的数量相同。聚焦区域的种类与光的各种类相对应,各种的聚焦区域分别使对应的种类的光向聚焦光接收区域衍射。此外,在各种的聚焦区域中均等分散配置有多个聚焦细分区域。
由此,在使用波长不同的多种光时,能共用聚焦光接收区域。此外,各种聚焦区域的多个聚焦细分区域在聚焦衍射区域中被均匀分散配置,因此,能防止光束中的光强较强的部分或光强较弱的部分偏移地入射到多种聚焦区域中的任意的聚焦区域上。
此外,即使入射到衍射区域的光束的入射位置在衍射元件上发生位置偏移的情况下,也能抑制入射到各种聚焦区域的光强因该位置偏移而发生变化。因此,即使入射到衍射区域的光束的入射位置产生位置偏移的情况下,也能稳定地进行聚焦伺服。由此,不必设置多个衍射元件,能使装置结构简化。此外,入射到各种聚焦区域的光的光强不会因光源相对于衍射元件的位置差异而受到较大的影响,因此,能容易地对各结构元器件进行位置调节。
此外,在本发明中,优选所述聚焦衍射区域的外缘的预先确定的一部分是由呈直线的刀口部所规定的,在来自光记录介质的反射光为任意种类的光时,所述刀口部都与所述反射光入射到衍射元件的入射区域相交叉,
所述聚焦衍射区域被平行排列的多个平行分割线分割成多个聚焦细分区域,
所述多个平行分割线相对于所述刀口部垂直或倾斜。
根据本发明,聚焦衍射区域的外缘的预先确定的一部分是由形成为直线状的刀口部所规定的。无论来自光记录介质的反射光为哪一种光,刀口部都与反射光入射到衍射元件的入射区域相交叉。聚焦衍射区域被平行排列的多个平行分割线分割成多个聚焦细分区域,多个平行分割线相对于刀口部倾斜。
由此,能使刀口部附近的聚焦细分区域的形状形成为前端较细的形状。因此,在入射到衍射元件的光束的直径发生变化的情况下,能抑制属于光束入射的范围内的聚焦细分区域的部分、以及偏离光束入射的范围的聚焦细分区域的部分偏向多种聚焦区域中的任意一部分的种类。由此,即使入射到衍射元件的光束的直径发生变化的情况下,也能防止入射到各种聚焦区域的光的光强发生急剧的变化,能实现平滑的变化。因此,能稳定地进行聚焦伺服。
此外,本发明中,优选所述平行分割线相对于所述刀口部构成30度以上、150度以下的角度。
根据本发明,平行分割线相对于刀口部构成30度以上、150度以下的角度。由此,即使在入射到衍射元件的光束的直径发生变化的情况下,也能使属于光束入射的范围内的聚焦细分区域的部分的面积、以及偏离光束入射的范围的聚焦细分区域的部分的面积有效地分散在多种聚焦区域中。因此,能稳定地进行聚焦伺服。
此外,在本发明中,在各聚焦细分区域中平行且周期性地排列形成有多个衍射槽,
优选在与各聚焦细分区域的衍射槽垂直交叉的假想平面上,使各聚焦细分区域与5根以上的所述衍射槽交叉。
根据本发明,在各聚焦细分区域中平行且周期性地排列形成有多个衍射槽。在与各聚焦细分区域的衍射槽垂直交叉的假想平面上,使各聚焦细分区域与5根以上的衍射槽交叉。由此,能将各聚焦细分区域中的衍射槽在与衍射槽垂直的方向上排列的数量设为用于高效地进行衍射所需的最低限度的数量以上。因此,能高效地进行各聚焦细分区域中的衍射。
此外,本发明中,优选所述多个光接收区域具有跟踪光接收区域,该跟踪光接收区域用于所述光记录介质的磁轨的跟踪伺服,
所述衍射元件
具有使所述反射光的至少一部分向所述跟踪光接收区域衍射的跟踪衍射区域,
所述聚焦衍射区域具有跟踪区域,该跟踪区域所具有的种类的数量与所述光源能射出的光的种类的数量相同,
所述跟踪区域的各种类与所述光的各种类相对应,
所述各跟踪区域使所对应的种类的光向所述跟踪光接收区域的同一位置或其附近衍射,所述各种跟踪区域由多个跟踪细分区域所构成,
各种跟踪区域的多个跟踪细分区域在与所述磁轨的切线方向相对应的所述跟踪衍射区域的方向上呈周期性地分散配置,且配置成至少其一部分与不同种类的光的跟踪细分区域邻接。
根据本发明,多个光接收区域的一部分具有跟踪光接收区域,跟踪光接收区域用于光记录介质的磁轨的跟踪伺服。衍射元件具有跟踪衍射区域,跟踪衍射区域使反射光的至少一部分向跟踪光接收区域衍射。跟踪衍射区域具有跟踪区域,该光跟踪区域所具有的种类的数量与光源能射出的光的种类的数量相同。跟踪区域的各种类与光的各种类相对应。各跟踪区域使相对应的种类的光向跟踪光接收区域衍射,并由多个跟踪细分区域所构成。各种跟踪区域的多个跟踪细分区域在与所述磁轨的切线方向相对应的跟踪衍射区域的方向上均等地进行分布。
由此,在使用波长不同的多种光时,能共用跟踪光接收区域。此外,即使入射到衍射元件的光束的入射位置在与磁轨的切线方向相对应的衍射元件上的方向上发生位移的情况下,也能使光束入射到多种跟踪区域上。因此,即使在使用多种光中的任一种光的情况下也能进行跟踪伺服。此外,通过将跟踪光接收区域设定在多种跟踪区域中发生衍射的多种光所入射的位置上,从而能减小跟踪光接收区域。因此,能使光接收元件小型化。此外,通过减小跟踪光接收区域,能加快跟踪伺服中的响应速度。
此外,本发明中,优选所述跟踪光接收区域具有用于跟踪伺服的第一跟踪光接收区域及第二跟踪光接收区域,
所述各跟踪细分区域具有使所述反射光的一部分向所述第一跟踪光接收区域衍射的第一种衍射区域、以及使所述反射光的一部分向所述第二跟踪光接收区域衍射的第二种衍射区域,
对于将所述各种跟踪区域中包含的多个跟踪细分区域分割成第一种衍射区域及第二种衍射区域的多个分割线,将它们配置成在对应于所述磁轨的切线方向的所述跟踪衍射区域的方向上延伸的直线上,
根据射出各跟踪区域所对应的种类的光的光源位置,来确定所述各种跟踪区域中的所述各直线在与所述磁轨的切线方向垂直的径向上的位置。
根据本发明,跟踪光接收区域具有第一跟踪光接收区域及第二跟踪光接收区域。第一及第二跟踪光接收区域用于跟踪伺服。各跟踪细分区域具有第一种衍射区域和第二种衍射区域。第一种衍射区域使反射光的一部分向第一跟踪光接收区域衍射。第二种衍射区域使反射光的一部分向第二跟踪光接收区域衍射。
对于将各种跟踪区域中包含的多个跟踪细分区域分割成第一种衍射区域及第二种衍射区域的多个分割线,将它们配置在跟踪衍射区域的对应于磁轨的切线方向的方向上延伸的直线上。对于各种跟踪区域中各直线在径向上的位置,根据射出各跟踪区域所对应的种类的光的光源的位置来确定。径向是与磁轨的切线方向和衍射元件的厚度方向垂直的方向。
由此,即使多个光源位置存在差异,也能防止入射到第一及第二跟踪光接收区域的光的光强偏向第一及第二跟踪光接收区域中的任意一个区域。因此,能高精度地进行跟踪伺服。
此外,本发明中,优选所述跟踪光接收区域根据所述反射光的光的种类,择一性地接收在所述多种中的一种跟踪区域中发生衍射的光。
根据本发明,跟踪光接收区域根据反射光的光的种类,择一性地接收在多种中的一种跟踪区域中发生衍射的光。
由此,能使跟踪光接收区域小型化。因此,能加快跟踪伺服中的响应速度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光拾取器装置的结构的图。
图2是表示本发明的实施方式1中的衍射元件及光接收元件的俯视图。
图2A是表示从光轴方向观察时、使平行分割线与刀口部垂直的衍射元件及光接收元件的配置关系的俯视图。
图3A是表示本发明的实施方式1中的衍射元件与因衍射元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图3B是表示本发明的实施方式1中的衍射元件与因衍射元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图4(a)及图4(b)是表示本发明的实施方式1中的衍射元件的俯视图、以及所输出的聚焦误差信号R1的图。
图5(a)及图5(b)是表示比较例中的衍射元件的俯视图、以及所输出的聚焦误差信号R2的图。
图6是表示本发明的实施方式2所涉及的光拾取器装置的结构的图。
图7是表示本发明的实施方式2中的衍射元件及光接收元件的俯视图。
图8A是表示本发明的实施方式2中的衍射元件与因衍射元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图8B是表示本发明的实施方式2中的衍射元件与因衍射元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图9是表示相关技术1所涉及的光拾取器装置的结构的图。
图10是相关技术1中的第一全息元件、第二全息元件、以及光接收元件的俯视图。
图11A是表示相关技术1中的第一及第二全息元件与因这些全息元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图11B是表示相关技术1中的第一及第二全息元件与因这些全息元件而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。
图12是表示相关技术2所涉及的光拾取器装置的结构的图。
图13是表示相关技术2所涉及的光拾取器装置的衍射元件及光接收元件的俯视图。
图14A是相关技术2中的衍射元件及光接收元件的俯视图。
图14B是相关技术2中的衍射元件及光接收元件的俯视图。
附图标记
6光接收元件
10、10A光拾取器装置
11光记录介质
12光源
16衍射元件
17聚焦光接收区域
18来自光记录介质的反射光
19衍射区域
21聚焦衍射区域
22聚焦区域
26刀口部
27平行分割线
29物镜
30光束
32第一发光点
33第二发光点
34来自光源12的出射光
35记录面
36跟踪衍射区域
38跟踪区域
40a第一种跟踪规定分割线
40b第二种跟踪规定分割线
41第一种衍射区域
42第二种衍射区域
46分光元件
R1依赖性(图4)
R1依赖性(图5)
X径向
Y切线方向
Z光轴方向
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本发明的多个实施方式进行说明。在以下的说明中,对与在各实施方式之前的实施方式中已经说明的事项相对应的部分标注相同的参照标号,有时省略重复的说明。在仅对结构的一部分进行说明的情况下,结构的其他部分与先前说明的实施方式相同。不仅在各实施方式中具体说明的部分可以组合,而且只要组合中不产生问题,也可以将实施方式彼此局部进行组合。此外,各实施方式只是用于将本发明所涉及的技术进行具体化的示例,并不限定本发明的技术范围。在权利要求书中记载的技术范围内,对本发明所涉及的技术内容可以进行各种变更。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光拾取器装置10的结构的图。图2及图2A是表示从光轴方向观察本发明的实施方式1中的衍射元件16及光接收元件6的配置关系的俯视图。在两个图中,衍射区域19被多个分割线分割成聚焦衍射区域21和跟踪衍射区域36,以下将多个分割线中的一个、即被配置成经过衍射区域19的中心点PO并在径向X上延伸的分割线称作“刀口部”(26)进行说明。图2A是表示从光轴方向观察时、使平行分割线27与刀口部26垂直的衍射元件16及光接收元件6的配置关系的俯视图。图3是表示本发明的实施方式1中的衍射元件16、与因衍射元件16而发生衍射的光所到达的各光接收区域之间的关系的图。在实施方式1中,光拾取器装置10是对光记录介质11照射光并接收来自光记录介质的反射光18以读取记录在光记录介质11内的信息的装置。
在实施方式1中,光拾取器装置10构成为包含光源12、光接收元件6、及衍射元件16。光源12能射出不同波长的多种光,并射出要照射到光记录介质11的光。在光接收元件6上形成有多个光接收区域。多个光接收区域的部分被用作聚焦光接收区域17。聚焦光接收区域17用于聚焦伺服。
由光记录介质11反射而得的反射光18入射到衍射元件16。衍射元件16具有被分割成多个的衍射区域19,将其一部分用作使反射光18向光接收元件6衍射的聚焦衍射区域21。聚焦衍射区域21使至少部分反射光18向聚焦光接收区域17衍射。聚焦衍射区域21包括聚焦区域22,该聚焦区域22具有的种类的数量与光源12能射出的光的种类的数量相同。聚焦区域22的种类与光的各种类相对应,各种聚焦区域22使所对应的种类的光向聚焦光接收区域17衍射。此外,各种聚焦区域22由多个聚焦细分区域所构成。对于将各种聚焦区域22分割成多个的聚焦细分区域,将其分散配置在聚焦衍射区域21中。
聚焦衍射区域21外缘的预先确定的一部分是由刀口部26规定的,上述刀口部26是作为形成为直线状的聚焦规定分割线而设定的。无论由光记录介质反射而得的反射光18为何种光,刀口部26都与反射光18入射到衍射元件16上的入射区域交叉。聚焦衍射区域21被平行排列的多个平行分割线27分割成多个聚焦细分区域。多个平行分割线27相对于刀口部26具有规定的角度。
平行分割线27相对于刀口部26构成30度以上、150度以下的角度。在各聚焦细分区域中平行且周期性地排列形成有多个衍射槽。在与各聚焦细分区域的衍射槽垂直交叉的假想平面上,使各聚焦细分区域与5根以上的衍射槽交叉。
作为能记录或再现信息的光记录介质11,能列举压缩光盘(compactdisk,简称“CD”)、数字通用光盘(digitalversatiledisk,简称“DVD”)、及蓝光光盘(blu-raydisk,简称“BD”:注册商标)等。实施方式1中,只要是其中的任意两种即可。CD中,对于信息的记录和再现,使用780nm附近的红外区域的波长的光。DVD中,对于信息的记录和再现,使用650nm附近的波长的红色光。BD中,对于信息的记录和再现,使用405nm附近的蓝紫色的波长的光。此外,光记录介质11也可以是将多个记录层进行重叠而成的更大容量的光记录介质。在一个光拾取器装置10内配置有射出两种或三种波长的光的光源12,以对多个光记录介质11进行记录及再现中的至少一个动作。图1中图示了光记录介质11使用一种11a的情况、以及光记录介质11使用波长不同于该光记录介质11a的另一种11b的情况。
光记录介质11的信息的再现及记录是通过将激光照射该介质的数据记录面,由光接收元件6上的光接收区域接收该反射光来进行的。
将由光接收元件6上的光接收区域所接收到的光的光信号转换为电信号,从而检测出伺服信号,以对光记录介质11进行聚焦伺服及跟踪伺服。聚焦伺服及跟踪伺服是根据这些伺服信号的检测结果来进行的。对聚焦伺服使用刀口法及非点像差法等。此外,对于径向伺服控制,根据光记录介质11的种类,区分使用DPD法(differentialphasedetection:差动相位检测法)、差动推挽法(differentialpush-pullmethod,简称“DPP”)等。
在实施方式1中,光拾取器装置10构成为还包含用于使从光源12射出的光成为平行光的准直透镜28、将因准直透镜28而成为平行光的光束聚焦于光记录介质11的物镜29。物镜29由未图示的致动器支承。光源12通过半导体激光元件来实现,包括射出第一波长的光的第一发光点32、及射出第二波长的光的第二发光点33这两个发光点。来自第一发光点32的第一波长的光和来自第二发光点33的第二波长的光向大致相同的方向射出。将波长彼此不同的两种波长中的、较短的波长称为第一波长,较长的波长称为第二波长。
该半导体激光元件是在一个芯片内具有射出不同波长的发光点的单片型,但并不限于此,也可以是将一个芯片单一波长的激光靠近配置而成的混合型。
在图1中,将来自光源12的出射光34导向光记录介质11的多个光学元器件的光轴配置在一根直线上。以下,将来自第一发光点32的出射光34的光轴方向称为“光轴方向”(Z),并将其配置成经过物镜29和准直透镜28的中心。图3图示的是在光轴方向Z上观察衍射元件16及光接收元件6的情况。
来自光源12的出射光34被聚焦在光记录介质11的面35上,其聚焦点位于形成在存储面35的磁道上。将该磁道的聚焦点处的切线方向称为“切线方向”(Y)。此外,对于衍射元件16及光接收元件6上的与磁道的聚焦点处的切线方向相对应的方向,也同样作为“切线方向”(Y)来进行说明。此外,将与光轴方向Z垂直、且与切线方向Y垂直的方向称为“径向”(X)。
将光接收元件6配置在径向X上与光源12分开的位置上。将径向X中的、对于光接收元件6来说朝向光源12的方向称为负的方向(以下写成“-方向”),将径向X中的、与-X相反一侧的方向称为正的方向(以下写成“+方向”)。
光接收元件6包括第1光接收区域6a~第6光接收区域6f这六个光接收区域。这些光接收区域中,第1光接收区域6a及第2光接收区域6b被配置成在切线方向Y上彼此邻接,被聚焦并入射到第1及第2光接收区域6a、6b的光的光信号用于聚焦伺服。在相比第1及第2光接收区域6a、6b更靠近径向X的“-方向”的位置上,配置有第3光接收区域6c,在相比第1及第2光接收区域6a、6b更靠近径向X的“+方向”的位置上,配置有第4光接收区域6d。在切线方向Y上,第3光接收区域6c及第4光接收区域6d分别配置在与第1及第2光接收区域6a、6b相同的位置上。
第5光接收区域6e及第6光接收区域6f配置在相比第1~第4光接收区域6a~6d而更靠近切线方向Y的“+方向”和切线方向Y的“-方向”的位置。第5光接收区域6e及第6光接收区域6f在径向X上的位置被配置在与第1、第2及第4光接收区域6a、6b、6d在径向X上的位置相同的位置上。
将第1光接收区域6a和第2光接收区域6b在径向X上的尺寸设定为彼此相等,将第3和第4光接收区域6c、6d各自在径向X上的尺寸也设定成与第1及第2光接收区域6a、6b在径向X上的尺寸基本相同,或设定成第3光接收区域6c在径向X上的尺寸较短,而且第4光接收区域6d在径向X上的尺寸较长。将第5及第6光接收区域6e、6f各自在径向X上的尺寸设定为与将第1或第2光接收区域6a、6b在径向X上的尺寸和第4光接收区域6d在径向X上的尺寸相加所得到的尺寸基本相等。
将第3~第6光接收区域6c~6f各自在切线方向Y上的尺寸设定为基本相同,与该尺寸相比,将第1光接收区域6a及第2光接收区域6b在切线方向Y上的尺寸设定为其大致一半的尺寸。经过第3及第4光接收区域6c、6d各自在切线方向Y上的中央、并沿径向X延伸的假想直线,会经过第1光接收区域6a与第2光接收区域6b之间的中央。
第1、第2、第5及第6光接收区域6a、6b、6e、6f在径向X的“-方向”上的端部位置与在切线方向Y上延伸的一条直线基本一致,第4、第5及第6光接收区域6d、6e、6f在径向X的“+方向”上的端部位置与在切线方向Y上延伸的另一条直线相一致。第1、第2、第5及第6光接收区域6a、6b、6e、6f这四个光接收区域接收第一波长及第二波长这两种光。第3光接收区域6c接收第一波长的光,第4光接收区域6d接收第二波长的光。
形成于衍射元件16的衍射区域19使来自光记录介质11的反射光18分别向信号检测用的光接收区域6a~6f衍射出+1级衍射光。在构成衍射区域19的衍射光栅上形成有衍射槽。若从光轴方向Z观察衍射区域19,则衍射区域19的外形呈圆形,将其中心点PO配置在经过光拾取器装置10的光轴34的位置上。
衍射区域19被多条分割线分割成聚焦衍射区域21和跟踪衍射区域36。多条分割线中的一条被配置成经过衍射区域19的中心点PO且在径向X上延伸。将该分割线称为“刀口部”(26)。衍射区域19中的、比刀口部26更靠近切线方向Y的“+方向”的区域是聚焦衍射区域21,更靠近切线方向Y的“-方向”的区域是跟踪衍射区域36。将聚焦衍射区域21和跟踪衍射区域36以刀口部26为对称轴进行配置,也可以将它们的位置进行对换。
聚焦衍射区域21及跟踪衍射区域36分别形成为半圆形状,跟踪衍射区域36进一步被分割成第一跟踪区域E和第二跟踪区域F。对于将跟踪衍射区域36分割成第一跟踪区域E和第二跟踪区域F的分割线,将其配置成经过中心点PO且在切线方向Y上延伸。由此,第一跟踪区域E及第二跟踪区域F分别为由圆周、和彼此正交的两条半径线所包围的扇形形状。
聚焦衍射区域21进一步根据光种类的数量而被分割成多个聚焦区域22。在实施方式1中,聚焦衍射区域21包括第一聚焦区域A及第二聚焦区域B,上述第一聚焦区域A是由规定外缘的圆弧及刀口部26这双者或其中的任意一方、与平行分割线27所围住的多个聚焦细分区域构成,上述平行分割线27是在聚焦衍射区域21的半圆内,相对于刀口部26以角度α进行倾斜且彼此平行的、以宽度Wa和宽度Wb交替重复分开的多条平行分割线27,即,是多条分割为Wa的细长形状的细分区域的平行分割线27,上述第二聚焦区域B是除第一聚焦区域A之外的、由剩余的宽度Wb所构成的多个聚焦细分区域构成。构成第一聚焦区域A的聚焦细分区域和构成第二聚焦区域B的聚焦细分区域分别被配置成在与平行分割线27垂直的方向上交替地相互邻接。
由此,构成第一聚焦区域A的聚焦细分区域和构成第二聚焦区域B的聚焦细分区域在聚焦衍射区域21内周期性地分散配置。因此,第一聚焦区域A和第二聚焦区域B内的各聚焦细分区域由一根或两根平行分割线27、刀口部26、及规定衍射区域19的外缘的圆弧的一部分所规定。
第一聚焦区域A中形成有使入射的第一波长的光聚焦在光接收元件6的第1和第2光接收区域6a和6b的边界线上这样的衍射光栅,第二聚焦区域B中形成有使入射的第二波长的光聚焦在光接收元件6的第1和第2光接收区域6a和6b的边界线上这样的衍射光栅。
将第一波长设为“λ1”,将第二波长设为“λ2”。将第一波长的光入射到第一聚焦区域A的入射角设为“θA1i”,将因该入射所产生的衍射中的+1级衍射光的衍射角度设为“θA1d”。将第二波长的光入射到第一聚焦区域A的入射角设为“θA2i”,将因该入射所产生的衍射中的+1级衍射光的衍射角度设为“θA2d”。将第一波长的光入射到第二聚焦区域B的入射角设为“θB1i”,将因该入射所产生的衍射中的+1级衍射光的衍射角度设为“θB1d”。将第二波长的光入射到第二聚焦区域B的入射角设为“θB2i”,将因该入射所产生的衍射中的+1级衍射光的衍射角度设为“θB2d”。
若将第一聚焦区域A的衍射槽的间距设为“dA”,将第二聚焦区域B的衍射槽的间距设为“dB”,则下面的公式(1)~(4)成立。
区域A+波长λ1:sinθA1i-sinθA1d=λ1/dA
…(1)
区域B+波长λ1:sinθB1i-sinθB1d=λ1/dB
…(2)
区域A+波长λ2:sinθA2i-sinθA2d=λ2/dA
…(3)
区域B+波长λ2:sinθB2i-sinθB2d=λ2/dB
…(4)
如图3A所示,当第一波长的光入射到衍射区域19的第一聚焦区域A上时,在第一聚焦区域A发生衍射的光被聚焦到聚焦光斑9a,该聚焦光斑9a与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上相距“PX1”。在光接收元件6的光接收面上,将经过聚焦光斑9a的聚焦位置并在切线方向Y上延伸的直线称为第一直线L1,该聚焦光斑9a的聚焦位置是与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的+方向上分开PX1的位置。
光接收元件6的光接收面上的聚焦光斑9a以点状或与其相近的形状被聚焦在第1光接收区域6a和第2光接收区域6b的边界线上。在光接收元件6的光接收面上,第一直线L1通过第1、第2、第5及第6光接收区域6a、6b、6e、6f。入射到衍射区域19的第一跟踪区域E的第一波长的衍射光以点状或与其相近的形状被聚焦在第一直线L1上的、与聚焦光斑9a在切线方向Y的“-方向”上相距PY的第5光接收区域6e上而成为聚焦光斑9e。入射到第二跟踪区域F的第一波长的衍射光以点状或与其相近的形状被聚焦在第一直线L1上的、与聚焦光斑9a在切线方向Y的“+方向”上相距PY的第6光接收区域6f而成为聚焦光斑9f。
当第一波长的光入射到衍射区域19的第二聚焦区域B时,在第二聚焦区域B发生衍射的光被聚焦在聚焦光斑9c,该聚焦光斑9c与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上相距“PX2”。”距离PX2比距离PX1要短。在光接收元件6的光接收面上,将经过与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34分开距离PX2的聚焦光斑9c的聚焦位置、并在切线方向Y上延伸的直线称为第二直线L2。第一波长的光在第二聚焦区域B上发生衍射而在光接收区域6c上形成的聚焦光斑9c的聚焦光斑形状比第一波长的光在第一聚焦区域A上发生衍射而在光接收区域6a和6b的边界上形成的聚焦光斑9a的聚焦光斑形状稍大。
如图3B所示,当第二波长的光入射到衍射区域19的第二聚焦区域B上时,在第二聚焦区域B发生衍射的光被聚焦到聚焦光斑9a,该聚焦光斑9a与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上相距“PX1”。这与上述第一波长的光在第一聚焦区域A发生衍射的光被聚焦到聚焦光斑9a的位置相同,上述聚焦光斑9a与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上相距“PX1”。因此,将第一波长的光在第一聚焦区域A中的平行分割线27上的任意的点的衍射角度、与第二波长的光在第二聚焦区域B中的平行分割线27上的所述相同的任意的点的衍射角度设定为相同的值。
当第二波长的光入射到衍射区域19的第一聚焦区域A上时,在第一聚焦区域A发生衍射的光被聚焦到聚焦光斑9d,该聚焦光斑9d与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上相距“PX3”。距离PX3比距离PX1要长。在光接收元件6的光接收面上,将经过与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34分开距离PX3的聚焦光斑9d的聚焦位置、并在切线方向Y上延伸的直线称为第三直线L3。在光接收元件6的光接收面上,第三直线L3通过第4~第6光接收区域6d~6f。
入射到衍射区域19的第一跟踪区域E的第二波长的光被聚焦在第三直线L3上的第5光接收区域6e。入射到第二跟踪区域F的第二波长的光被聚焦在第一直线L1上的第6光接收区域6f。
如上所述,通过将第一波长的光在第一聚焦区域A中的衍射角度与第二波长的光在第二聚焦区域B中的衍射角度设定为相同的值,公式(1)和公式(4)中的衍射角度θA1d和θB2d相等这样的关系式成立。尽管光源12中的第一发光点32和第二发光点33彼此的位置不同,但为了简化说明,若将发光点视为相同,将各自相对于衍射元件16的入射角也视为零度,则公式(5)成立。
λ1/dA=λ2/dB(5)
此时,对于第一波长的光入射到区域B时的衍射角度θB1d,根据公式(2)和公式(5),下面的公式(6)成立。
sinθB1d=(λ1/λ2)·sinθA1d…(6)
因此,对于第一波长和第二波长,“λ1<λ2”的关系成立,因此,衍射角度成为θB1d<θA1d,向比第一基准位置9e更靠近光轴的第二基准位置9c的位置衍射,如图3A所示,成为第3光接收区域6c内的聚焦点9c那样的位置。
同样,若求出第二波长的光入射到区域A时的衍射角度θA2d,则公式(7)成立,
sinθA2d=(λ2/λ1)·sinθB2d…(7)
成为θA2d>θB2d,向比第一基准位置9a更远离光轴的第一基准位置9d衍射,如图3B所示,成为第4光接收区域6d内的聚焦点9d这样的位置。
衍射区域19的第一聚焦区域A及第二聚焦区域B的衍射光栅的槽方向形成为切线方向Y或与其相近的曲线状。根据λ1<λ2及公式(5),第一聚焦区域A和第二聚焦区域B的衍射槽的间距成为dA<dB的关系,因此,在与平行分割线27垂直的方向上,使间距较宽的区域和间距较窄的区域交替配置。
此外,投射到衍射区域19的第二跟踪区域F的第一波长的光向第6光接收区域6f衍射,并被聚焦在与中心点PO在径向X的“+方向”上相距PX1、且在切线方向Y的“+方向”上相距“PY”的聚焦光斑9f上,因此,第二跟踪区域F的槽方向形成为与连接图2的中心点PO和聚焦光斑9f的直线正交的方向或与其相近的曲线状。
而且,投射到第一跟踪区域E上的第一波长的光向第5光接收区域6e衍射,并被聚焦在与中心点PO在径向X的“+方向”上相距PX1、且在切线方向Y的“-方向”上相距PY的聚焦点9e,因此,第一跟踪区域E的槽方向形成为与连接图2的中心点PO和聚焦点9e的直线正交的方向或与其相近的曲线状。
对于第二波长的光投射到第一及第二跟踪区域E、F上时的衍射角度,与第一及第二聚焦区域A、B的情况相同,因λ1<λ2的关系,衍射角度比第一波长的光的衍射角度要大,成为比第一波长的光的聚焦光斑9f、9e更偏向“+X方向”、与中心点PO在径向X的“+方向”上相距PX3、且在切线方向Y的“-方向”上相距PY的位置附近的聚焦光斑9f、9e。
若衍射区域19是透明玻璃基板,则能使用光刻法进行制造,如果是透明树脂基板,则能使用2P法或模具成型进行制造。
接下来,对光拾取器装置10的工作原理进行说明。由各光接收区域得到的光信号通过未图示的后级的伺服信号生成部生成聚焦误差信号及径向误差信号,根据这些伺服信号,利用未图示的伺服信号处理部来进行聚焦伺服控制及径向伺服控制,对装载有未图示的致动器的物镜29进行聚焦方向及磁道方向的位置控制,以使由物镜29产生的聚焦点跟随光记录介质11的规定磁道。这些控制是由对未图示的伺服信号生成部、伺服信号处理部及致动器进行控制的驱动控制部来实现的。
具体而言,若将聚焦误差信号设为“FES”,将在接收从衍射区域19的第一聚焦区域A或第二聚焦区域B衍射而来的光信号的第1光接收区域6a及第2光接收区域6b检测到的电信号设为Sa、Sb,则聚焦误差信号FES通过电信号Sa和Sb之差FES获得,
即:FES=Sa-Sb(8)
利用以衍射区域19上的刀口部26为边界的刀口,通过刀口法进行聚焦伺服控制。
尤其是通过刀口法所聚焦的光仅是一个点状或与其相近的形状的聚焦光斑,因此,即使光接收元件6的姿势在与光轴方向Z垂直的平面内在XY方向上发生偏移或发生旋转的情况下,也能将衍射元件16在与光轴方向Z垂直的平面内同样地在XY方向及旋转方向来进行调节以进行修正。因此,能始终检测出聚焦误差信号FES,稳定地进行聚焦伺服控制。以下,将由第1~第6光接收区域6a~6f作为检测结果输出的电子信号的值分别设为Sa、Sb、Sc、Sd、Se、Sf。所谓的一个聚焦区域22与一种光相对应,是指使一种光入射到预先确定的光接收区域上的点,此处是指在第1及第2光接收区域6a和6b的边界线附近所确定的点9a。
此外,若将径向误差信号设为“RES”,在第5及第6光接收区域6e、6f检测到的电信号设为Se、Sf,则利用推挽法基于Se、Sf计算得到径向误差信号RES,即:
RES=Se-Sf(9)
此外,在与此不同的方式即DPD法中,通过以下的计算来获得,即:
RES=Phase(Se-Sf)…(10)
能进行稳定的伺服控制,使光聚焦在光记录介质111的所希望的磁轨上。
在使用DPD法的情况下,至少在第5及第6光接收区域6e、6f检测出入射的光的相位。上述的公式(10)中,“Phase(Se-Sf)”表示从第5及第6光接收区域6e、6f得到的光的相位差。
若将再现信号表示为“RF”,则通过以下的计算,即:
RF=Sa+Sb+Sc+Sd+Se+Sf…(11)
能稳定地再现磁轨的再现信号RF。
此外,在实施方式1中,将第一聚焦区域A、第二聚焦区域B的平行分割线27形成的宽度Wa、Wb设为衍射光栅的较宽的区域B的间距dB的5个间距宽度以上,且使Wa与Wb的宽度之比为1:1。不过,这些间距的比率不限于1:1。例如,在使用第一波长时,及在使用第二波长时,为了调节所输出的伺服信号的信号强度,也可以改变它们的比率来进行调节。
具体而言,例如,在对于第一波长的光的光接收灵敏度比对于第二波长的光的灵敏度要低时,将第一聚焦区域A的面积比例设定得比第二聚焦区域B要大,从而增大相对于第一波长的光的RF信号和聚焦误差信号FES的信号振幅。由此,能提高S/N比(signaltonoiseratio:信噪比),提高信号质量。由此,也可以在考虑了各光接收区域对波长不同的各种光的光接收灵敏度的基础上,来决定第一聚焦区域A与第二聚焦区域B的面积比例。
此外,在实施方式1中,将投射在光接收元件6上的聚焦光斑9e及9f的位置设置在直线L1、L3上,且将第5及第6光接收区域6e及6f在径向X上的范围设定为与将光接收区域6a及6b在径向X的尺寸和第4光接收区域6d在径向X上的尺寸相加而得的尺寸基本相同,但并不限于此,只要根据聚焦光斑6e及6f的聚焦位置来决定光接收区域6e及6f在径向及切线方向上的尺寸以使得能接收第一波长及第二波长的光即可。
图4(a)及图4(b)是表示本发明的实施方式1中的衍射元件16的俯视图、以及入射光相对于衍射元件16的强度分布和所输出的聚焦误差信号的图。图5(a)及图5(b)是表示比较例中的衍射元件16的俯视图、以及入射光相对于衍射元件16的强度分布和所输出的聚焦误差信号的图。图4(a)表示实施方式1中入射到衍射源极16的入射光的强度分布,上述衍射源极16中,将刀口部26与平行分割线27所构成的角度α设定为45度,上述强度分布是通过入射到上述衍射元件16的光的中心点PO的X、Y方向上的强度分布,将上述强度分布在纵轴上作为光强来进行表示,将衍射区域19在X方向、Y方向上的尺寸在横轴上进行表示。其中,为了简化说明,作为来自光记录介质11的光,以聚焦在未形成有磁轨的镜面上的情况下的反射光来进行表示。实际上,在光记录介质11中形成有磁轨或凹区,由此反射的光的强度分布会发生变动,但此处省略说明。图4(b)中,表示将横轴作为时间、将纵轴作为聚焦误差信号FES时的特性R1,表示使用使致动器以一定时间间隔进行上下振动时的实施方式1中的衍射元件16所输出的聚焦误差信号FES。图5(a)表示在比较例中入射到衍射源极16的入射光的强度分布,上述衍射源极16中,将刀口部26与平行分割线27所构成的角度α设定为15度,上述强度分布是通过入射到上述衍射元件16的光的中心点PO的X、Y方向上的强度分布,将上述强度分布在纵轴上作为光强来进行表示,将衍射区域19在X方向、Y方向上的尺寸在横轴上进行表示。图5(b)中,表示将横轴作为时间、将纵轴作为聚焦误差信号FES时的特性R2,表示使用使致动器以一定时间间隔进行上下振动时的比较例中的衍射元件16所输出的聚焦误差信号FES。上下方向是物镜29接近及离开光记录介质的方向,是通过振动使聚焦误差值发生变化的方向。
对于刀口部26与平行分割线27所构成的角度α,优选30度以上、150度以下。在实施方式1中,设定为45度。由此,即使在利用物镜29的上下移动使入射到衍射区域19上的光束30的直径发生扩大缩小的情况下,也能减少光强分布的变化。
例如,从光源12射出的光强分布的方向是如图4(a)所示的光强分布那样在切线方向Y上较长、在径向X上较短的情况下,相对于光强分布的短边方向、即径向X,将角度α预先设定为45度,从而即使在光束发生扩大或缩小的情况下,光强分布的较强的区域也不会偏离第一聚焦区域A及第二聚焦区域B。因此,聚焦误差信号FES相对于致动器的驱动量的依赖性R1成为平滑的形状,能稳定地进行聚焦伺服控制。
与之不同的是,如图5(a)所示,若刀口部26与平行分割线27构成的角度α小于30度,例如比较例那样设定为15度,则在利用物镜29的上下移动使投射到衍射区域19上的光束发生扩大或缩小时,会发生光强分布的较强的区域偏离第一聚焦区域A及第二聚焦区域B的情况。由此,入射到光接收元件6上的光接收区域的光的光量的变动增大。因此,聚焦误差信号FES会变成阶梯型的形状,无法进行稳定的聚焦控制。尽管刀口部26与平行分割线27构成的角度α并不限于45度,但为了使平滑的聚焦误差信号相对于致动器的驱动量的依赖性R1的形状成为平滑的形状,优选将角度α设定为30度以上、150度以下。此外,如图2A所示,角度α也可以是90°,即与刀口部26垂直。在此情况下,在取得聚焦误差信号FES时,物镜29在光轴方向Z上移动,因此,入射到衍射区域19上的、来自光记录介质11的反射光的光斑形状会减小。由于光源12是半导体激光元件,因此,其远场图(farfieldpattern)具有成为椭圆型的正常分布的光强分布。在该椭圆的长轴方向与切线方向Y相一致的情况下,成为与刀口部26相同的方向,因此,入射到第1及第2光接收区域6a及6b的光信号强度相对于入射到衍射区域19的反射光光斑的大小方向移动量也能保持线性,也能稳定地检测出聚焦误差信号FES。
根据实施方式1,在光拾取器装置10中,聚焦衍射区域21包括聚焦区域22,该聚焦区域22具有的种类的数量与光源12能射出的光的种类的数量相同。聚焦区域22的种类与光的各种类相对应,各种聚焦区域22使所对应的种类的光向聚焦光接收区域17衍射。此外,各种聚焦区域22由多个聚焦细分区域所构成。使各种聚焦区域22的多个聚焦细分区域在聚焦衍射区域21中周期性地进行分布。
由此,在使用多种波长不同的光时,能共用聚焦光接收区域17。此外,各种聚焦区域22的多个聚焦细分区域在聚焦衍射区域21中周期性地进行分布,因此,能防止光束中的光强较强的部分或光强较弱的部分偏移地入射到多种聚焦区域22中的任一聚焦区域22上。
此外,即使入射到衍射区域16上的光束30的入射位置在衍射元件16上发生位置偏移的情况下,也能抑制入射到各种聚焦区域22的光强因该位置偏移而发生变化。因此,即使入射到衍射区域16的光束30的入射位置产生位置偏移的情况下,也能稳定地进行聚焦伺服。由此,不必设置多个衍射元件16,能使装置结构简化。此外,入射到各种聚焦区域22的光的光强不会因光源12相对于衍射元件16的位置差异而受到较大的影响,能容易地对各结构元器件进行位置调节。
此外,根据实施方式1,聚焦衍射区域21的外缘的预先确定的一部分是由形成为直线状的刀口部26所规定的。无论来自光记录介质的反射光18为何种光,刀口部26都与入射区域交叉,该入射区域是来自光记录介质的反射光18入射到衍射元件16的入射区域。聚焦衍射区域21被平行排列的多个平行分割线27分割成多个聚焦细分区域。多个平行分割线27相对于刀口部26倾斜。
由此,能使刀口部26附近的聚焦细分区域的形状形成为前端较细的形状。因此,在入射到衍射元件16上的光束30的直径发生变化的情况下,能抑制属于光束入射的范围内的聚焦细分区域的部分、以及偏离光束入射的范围的聚焦细分区域的部分偏向多种聚焦区域22中的任意部分种类。由此,即使入射到衍射元件16上的光束30的直径发生变化的情况下,也能防止入射到各种聚焦区域22的光的光强发生急剧的变化,能实现平滑的变化。因此,能稳定地进行聚焦伺服。
此外,根据实施方式1,平行分割线27相对于刀口部26构成30度以上、150度以下的角度。由此,即使在入射到衍射元件16的光束30的直径发生变化的情况下,也能使属于光束入射的范围内的聚焦细分区域的部分的面积、以及偏离光束入射的范围的聚焦细分区域的部分的面积有效地分散在多种聚焦区域22中。因此,能稳定地进行聚焦伺服。
此外,根据实施方式1,在各聚焦细分区域中平行且周期性地排列形成有多个衍射槽。在与各聚焦细分区域的衍射槽垂直交叉的假想平面上,使各聚焦细分区域与5根以上的衍射槽交叉。由此,能将各聚焦细分区域中的衍射槽在与衍射槽垂直的方向上排列的数量设为高效地进行衍射所需的最低限度的数量以上。因此,能高效地进行各聚焦细分区域中的衍射。
此外,实施方式1中,装载了第3及第4光接收区域6c、6d,并被配置成能接收第一及第二波长的光,但并不限于此,如果由第1及第2光接收区域6a、6b接收的光接收量能充分满足要求,则可以省略第3及第4光接收区域6c、6d。在此情况下,在切线方向上邻接的第5及第6光接收区域6e、6f在径向上的尺寸也可以是与第1及第2光接收区域6a、6b相同或与其相近的尺寸。
此外,实施方式1中,以与径向平行的直线来配置第1及第2光接收区域6a、6b的边界线,但并不限于此,也可以倾斜。这是由于,考虑到波长公差的情况,所接收的光斑形状以第一基准位置9a为界发生变化,因此,有时会发生散焦的情况,有时为了对其进行修正而进行倾斜。同样,对于其他光接收区域的形状、径向及切线方向上的尺寸,上述的实施方式也只是一个示例,并不限于此。
此外,实施方式1中,对衍射区域的槽距进行设定,使得第一波长光及第二波长光均在大致相同的位置聚焦成聚焦光斑9a,上述聚焦光斑是第1及第2光接收区域6a和6b的边界接收光的光斑,但并不限于此,只要不超出第6光接收区域6a及6b,第一波长光的聚焦位置与第二波长光的聚焦位置稍许错开也无妨。
(实施方式2)
图6是表示本发明的实施方式2所涉及的光拾取器装置10A的结构的图。图7是表示本发明的实施方式2中的衍射元件16及光接收元件6的俯视图。图8A及图8B是表示本发明的实施方式2中的衍射元件16、与因衍射元件16而发生衍射的光所到达的各光接收区域的关系的图。实施方式2所涉及的光拾取器装置10A与实施方式1所涉及的光拾取器装置10相类似,以下,以实施方式2与实施方式1的不同之处为中心进行说明。
多个光接收区域具有跟踪光接收区域,跟踪光接收区域用于相对于光记录介质11的磁轨的跟踪伺服(trackingservo)。衍射元件16具有被分割线39、40a、40b分割成多个的跟踪衍射区域36,跟踪衍射区域36使来自光记录介质的反射光18的至少一部分向跟踪光接收区域衍射。跟踪衍射区域36包括跟踪区域38,该跟踪区域38具有的种类的数量与光源12能射出的光的种类的数量相同。跟踪区域38的各种类与光的各种类相对应。各跟踪区域38使所对应的种类的光向跟踪光接收区域衍射,并由多个跟踪细分区域所构成。将各种跟踪区域38分割而得的多个跟踪细分区域在与所述磁轨的切线方向相对应的跟踪衍射区域36的方向或与其相近的方向上周期性地分散配置。
跟踪光接收区域具有第一跟踪光接收区域及第二跟踪光接收区域。第一及第二跟踪光接收区域用于跟踪伺服。构成各跟踪区域38的多个跟踪细分区域具有第一种衍射区域41和第二种衍射区域42。第一种衍射区域41使来自光记录介质的反射光18的一部分向第一跟踪光接收区域衍射。第二种衍射区域42使来反射光18的一部分向第二跟踪光接收区域衍射。对于将各种跟踪区域38中包含的多个跟踪细分区域分割成第一种衍射区域41及第二种衍射区域42的多个分割线40a及40b,将它们配置在与磁轨的切线方向相对应的跟踪衍射区域36的方向上延伸的直线上。对于各种跟踪区域38中的各直线在径向X上的位置,根据射出各跟踪区域38所对应的种类的光的光源12的位置来确定。径向X是与磁轨的切线方向垂直的方向。
跟踪光接收区域根据来自光记录介质的反射光18的光的种类,择一性地接收在多个种类中的一种跟踪区域38中发生衍射的光。
光接收元件6包括第1~第10光接收区域6a~6j这10个部位的光接收区域,由第3光接收区域6c接收第一波长的光,由第4光接收区域6d接收第二波长的光。此外,第1、第2、第5~第10光接收区域6a、6b、6e、6f、6g、6h、6i、6j这8个光接收区域接收第一波长及第二波长双方的光。第1~第4光接收区域6a~6d的配置与实施方式1相同,因此,省略说明。第5及第6光接收区域6e、6f被配置在与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上分开距离PX的位置上。第5光接收区域6e被配置在切线方向Y的“-方向”上分开距离PY的位置上,第6光接收区域6f被配置在切线方向Y的“+方向”上分开距离PY的位置上。
配置第7光接收区域6g,使其位于与第5光接收区域6e在切线方向Y的“-方向”上相邻接的位置上,配置第8光接收区域6i,使其位于与第5光接收区域6e在切线方向Y的“+方向”上邻接的位置上。,配置第9光接收区域6h,使其位于与第6光接收区域6f在切线方向Y的“-方向”上相邻接的位置上,配置第10光接收区域6j,使其位于与第6光接收区域6f在切线方向Y的“+方向”上邻接的位置上。使第5及第6光接收区域6e、6f在径向X上的尺寸与第1及第2光接收区域6a、6b在径向X上的尺寸相同。
在实施方式2中,光拾取器装置10在光源12与衍射区域19之间配置了将来自第一发光点32及第二发光点33的出射光分割成三个光束的分光元件46。分光元件46由衍射光栅来实现,通过将来自光源12的出射光分割成零级衍射光和±1级衍射光这三个衍射光,能形成三个光束。
透射过分光元件46的、来自光源12的出射光被聚焦在光记录介质11的主磁轨及副磁轨上。此外,形成于分光元件46的直线状的多个衍射槽被设定成与连接主磁轨上的零级衍射光的理想的聚焦位置和副磁轨上的±1级衍射光的理想的聚焦位置的直线相垂直。分光元件46与衍射元件16相同,如果是透明玻璃基板,则可以利用光刻法来形成,如果是透明树脂,则可以利用2P法或模具成型来形成。由此,分光元件46生成成为主光束的零级衍射光和成为副光束的±1级衍射光。
形成于衍射区域19的聚焦衍射区域21与实施方式1中的聚焦衍射区域21相同。配置在比刀口部26更靠近切线方向Y的“-方向”的半圆形状的跟踪衍射区域36被分割成第一种衍射区域41和第二种衍射区域42。第一种衍射区域41形成为使入射的第一波长的光向光接收区域衍射的衍射光栅,第二种衍射区域42形成为使入射的第二波长的光向光接收区域衍射的衍射光栅。第一种衍射区域41在经过衍射区域19的中心点PO的切线方向Y的“-方向”上被分割成多个。将该分割线称为“第一种跟踪规定分割线”(40a)。而且,第二种衍射区域42在经过点P1的切线方向Y的“-方向”上被分割成多个,上述点P1是与衍射区域19的中心点PO在径向X的“+方向”上分开距离β的点。将该分割线称为“第二种跟踪规定分割线”(40b)。第一跟踪区域E及第二跟踪区域F分别被分割成与波长不同的光的种类数相对应的数量的跟踪区域38,此处,形成两个跟踪区域38。将第一跟踪区域E中包含的跟踪区域38称为“第一种第一跟踪区域”(E1)及“第一种第二跟踪区域”(E2),将第二跟踪区域F中包含的跟踪区域38称为“第二种第一跟踪区域”(F1)及“第二种第二跟踪区域”(F2)。
第一跟踪区域E及第二跟踪区域F被在径向X上相互平行的、以宽度Wc和宽度Wd交替重复分开的多个分割线39分割成多个细长形状的细分区域。在第一跟踪区域E及第二跟踪区域F中,多个跟踪细分区域被在切线方向Y上排列且与径向X平行的第一种跟踪规定分割线40a、及第二种跟踪规定分割线40b中的任一分割线分隔而形成。第一跟踪区域E中包含的多条分割为跟踪细分区域中的宽度Wc的平行分割线39、规定外缘的圆弧、第一种跟踪规定分割线40a所包围的多个跟踪细分区域构成第一种第一跟踪区域E1,第一跟踪区域E中包含的多条分割为跟踪细分区域中的宽度Wd的平行分割线39、规定外缘的圆弧、第二种跟踪规定分割线40b所包围的多个跟踪细分区域构成第一种第二跟踪区域E2。第二跟踪区域F中包含的多条分割为跟踪细分区域中的宽度Wc的平行分割线39、规定外缘的圆弧、第一种跟踪规定分割线40a所包围的多个跟踪细分区域构成第二种第一跟踪区域F1,第二跟踪区域F中包含的多条分割为跟踪细分区域中的宽度Wd的平行分割线39、规定外缘的圆弧、第二种跟踪规定分割线40b所包围的多个跟踪细分区域构成第二种第二跟踪区域F2。第一跟踪区域E及第二跟踪区域F中的任一个跟踪区域38均是由多个跟踪细分区域所构成,与其中的某一个波长的光相对应。
第一种第一跟踪区域E1在切线方向Y上分别被周期性分散配置,且被配置在比第二种第一跟踪区域F1更靠径向X的“+方向”上。第一种第一跟踪区域E2在切线方向Y上分别被周期性分散配置,且被配置在比第二种第二跟踪区域F2更靠径向X的“+方向”上。第二种第一跟踪区域F1在切线方向Y上分别被周期性分散配置,且被配置在比第一种第一跟踪区域E1更靠近径向X的“-方向”上。第二种第二跟踪区域F2在切线方向Y上分别被周期性分散配置,且被配置在比第一种第二跟踪区域E2更靠近径向X的“-方向”上。
在第一跟踪区域E及第二跟踪区域F中,与同一种类的光相对应的跟踪细分区域被配置成在径向X上彼此邻接。由此,接收经第一跟踪区域E和第二跟踪区域F衍射后的光的光接收区域能检测出跟踪误差。
在使用第一波长的光的情况下,入射到第一种第一跟踪区域E1的、因分光元件46而产生的零级衍射光向第5光接收区域6e的点9e衍射而聚焦,该第5光接收区域6e的点9e与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上分开距离PX、且在切线方向Y的“-方向”上分开距离PY。入射到第二种第一跟踪区域F1的、因分光元件46而产生的零级衍射光向第6光接收区域6f的点9f衍射而被聚焦,该第6光接收区域6f的点9f与来自光源12的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上分开距离PX、且在切线方向Y的“+方向”上分开距离PY。所谓的一个跟踪区域38与一种光相对应,表示使一种光入射到预先确定的光接收区域上,此处是因分光元件46而产生的第一波长的光的零级衍射光的情况,因此表示一种光入射到第5光接收区域6e及第6光接收区域6f上。
在使用第一波长的光的情况下,对于入射到第一种第一跟踪区域E1发生衍射的、因分光元件46而产生的±1级衍射光,会入射到在切线方向上与第5光接收区域6e邻接的第7光接收区域6g和第8光接收区域6i上。对于入射到第二种第一跟踪区域F1发生衍射的、因分光元件46而产生的±1级衍射光,会入射到在切线方向上与第6光接收区域6f邻接的第9光接收区域6h和第10光接收区域6j上(参照图8A)。
在使用第二波长的光的情况下,对于入射到衍射元件16的第一种第二跟踪区域E2的、因分光元件46而产生的零级衍射光,会向第5光接收区域6e的点9e衍射而被聚焦,该第5光接收区域6e的点9e与光源12的第一发光点32射出的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上分开距离PX、且在切线方向Y的“-方向”上分开距离PY。对于入射到衍射元件16的第二种第二跟踪区域F2的、因分光元件46而产生的零级衍射光,会向第6光接收区域6f的点9f衍射而被聚焦,该第6光接收区域6f的点9f与来自光源12的出射光的光轴34在径向X的“+方向”上分开距离PX、且在切线方向Y的“+方向”上分开距离PY。
在使用第二波长的光的情况下,对于入射到第一种第二跟踪区域E2发生衍射的、因分光元件46而产生的±1级衍射光,会入射到在切线方向上与第5光接收区域6e邻接的第7光接收区域6g和第8光接收区域6i上。对于入射到第二种第二跟踪区域F2发生衍射的、因分光元件46而产生的±1级衍射光,会入射到在切线方向上与第6光接收区域6f邻接的第9光接收区域6h和第10光接收区域6j上(参照图8B)。
将第一种第一跟踪区域E1、第一种第二跟踪区域E2、第二种第一跟踪区域F1、及第二种第二跟踪区域F2中的多个衍射槽的间距设为dE1、dE2、dF1、及dF2。对于第一波长λ1和第二波长λ2,如果与实施方式1相同,为λ1<λ2,则“dE1<dE2、dF1<dF2”的大小关系成立。因此,因分光元件46而产生的第二波长的光的零级衍射光入射到第一种第一跟踪区域E1及第二种第一跟踪区域F1的情况下,第二波长的光入射时的衍射角度比第一波长的光入射时的衍射角度要大。因此,若入射第二波长的光,则如图8B所示,会被聚焦在比第一波长的光在光接收元件6的光接收面上聚焦的聚焦点9e、9f更偏向径向X的“+方向”的、偏离第5及第6光接收区域6e、6f的位置上。此外,对于因分光元件46而产生的±1级衍射光也相同,各自的聚焦光斑被聚焦在偏离第7~第10光接收区域6g~6j的位置上。
此外,在因分光元件46而产生的零级衍射光入射到第一种第二跟踪区域E2及第二种第二跟踪区域F2的情况下,第一波长的光入射时的衍射角度比第二波长的光入射时的衍射角度要小。因此,若入射第一波长的光,则如图8A所示,会被聚焦在比第二波长的光在光接收元件6的光接收面上聚焦的聚焦点9e、9f更偏向径向X的“-方向”的、偏离第5及第6光接收区域6e、6f的位置上。此外,对于因分光元件46而产生的±1级衍射光也相同,各自的聚焦光斑被聚焦在偏离第7~第10光接收区域6g~6j的位置上。
衍射角度、波长、及衍射区域19的衍射槽的间距的关系式与本发明的实施方式1相同,而且,聚焦伺服信号FES的计算也与本发明的实施方式1相同。
若将由第1~第10光接收区域6a~6j检测出的电信号设为Sa~Sj,将径向误差信号设为“RES”,则径向误差信号RES能通过以下的计算,
RES=(Se―Sf)―K·{(Sg+Sh)-(Si+Sj)}…(12)
(K:常数)
并根据DPP法进行检测。
此时,对于半导体激光元件的发光点,第一波长和第二波长在径向X上不同,尤其是第二波长的发光点位置被配置在从来自光源12的第一波长的光的第一发光点32的出射光的光轴34偏向径向X的+方向的位置。由此,来自光记录介质的反射光18的、投射在衍射区域19上的光斑的强度分布中心偏向径向X的+方向。
假设衍射区域19的刀口部26与第一种及第二种跟踪规定分割线40a及40b的交点在第一种衍射区域41和第二种衍射区域42中均为同一中心点PO的情况下,若入射第二波长的光,则在第5光接收区域6e和第6光接收区域6f所检测到电信号中特别是直流分量中会产生系统的非对称性,因此,在径向误差信号RES中会产生偏置。
实施方式2中,将衍射区域19的第二种衍射区域中E2与F2之间的第二种跟踪规定分割线40b配置在经过修正点P1并在切线方向Y上延伸的一根直线上,上述修正点P1从中心点PO偏向径向X“+方向”距离β。中心点PO是成为入射到衍射区域19的第一波长的来自光记录介质的反射光18的强度分布中心或与其相近的位置的点,修正点P1是成为入射到衍射区域19的第二波长的来自光记录介质的反射光18的强度分布中心或与其相近的位置的点。由此,根据第一发光点32和第二发光点33的位置的差异,分别发射出第一及第二波长的光的情况下,能降低对于从光接收元件上的光接收区域所输出的电信号中包含的径向误差信号RES的剩余偏置。
在来自光源12的出射光34的光轴与发光点一致的第一波长的光入射到衍射区域19的情况下,该光的强度分布中心成为中心点PO或其附近,因此,仍然将第一种衍射区域41中E1与F1之间的第一种跟踪规定分割线40a配置在经过中心点PO且在切线方向Y上延伸的直线上。由此,成为在基于第一波长的光的径向误差信号RES中不易产生偏置的结构。
而且,区域E1、F1、E2、F2的边界线的一部分与径向X一致。由此,物镜29的位置偏移所引起的径向误差信号RES相对于径向误差量能保持线性。再现信号RF利用因分光元件46而产生的零级衍射光,而避免利用±1级衍射光,因此,与本发明的实施方式1相同,通过公式(11)的计算,能稳定地检测出再现信号RF。
此外,实施方式2中,与实施方式1相同,将第一种第一跟踪区域E1和第二种第一跟踪区域F1、以及第一种第一跟踪区域E2和第二种第二跟踪区域F2在切线方向Y上的宽度尺寸Wc、Wd设为衍射槽较宽的跟踪区域、具体而言是第二跟踪区域E2及F2中的间距dE2、dF2的5个间距宽度以上。此外,尽管将这些宽度尺寸Wc、Wd的比率设定为1:1,但这些宽度尺寸的比率不限于此。对于这些宽度尺寸及比率,能与实施方式1的说明及前述的其他实施方式相同地进行确定。
本发明的实施方式1及2中,叙述了利用因衍射区域19而产生的+1级衍射光来检测伺服信号的情况,但并不限于此。在其他实施方式中,也可以在-1级衍射光一侧也配置同样的光接收区域6a、6b、…,同时使用±1级衍射光,利用双刀口法来检测聚焦误差信号FES。此外,也可以利用其他实施方式的结构来检测出跟踪伺服的伺服信号。
通过使用将光源12、光接收元件6、及衍射元件16一体化的集成单元、即所谓的全息激光,与未将它们一体化的情况相比,能使光拾取器装置10、10A小型化。在此情况下,对于其他效果,也能获得与上述实施方式相同的效果。
此外,在实施方式1及2中,尽管使用的光是彼此波长不同的两种光,但并不限于两种光。例如,在其他实施方式中使用的光也可以是三种以上的波长的光。在此情况下,聚焦区域22变成三种以上,跟踪衍射区域36中的跟踪区域38也变成三种以上。但是,第一种衍射区域41和第二种衍射区域42是为了检测径向误差信号而划分的,它们的种类数并不对应于光的波长的种类。
此外,实施方式1及2中,聚焦区域中的聚焦细分区域由平行的多个平行分割线27分割而成,但对于与光的种类相对应的各个聚焦区域22,只要其中的任一种聚焦区域22都分散配置在整个聚焦区域的范围中即可。例如,也可以利用经过中心点PO并形成为辐射状的分割线进行分割。
此外,由平行的多个分割线分割而成的聚焦细分区域及跟踪细分区域只要在各种聚焦区域22及跟踪区域38中形成多个即可。最低个数为2个,在各种类中,个数越多越能均匀分散地进行配置。
此外,使来自第一波长的第一发光点32的出射光的光轴与准直透镜28及物镜29的光学系统的光轴中心相一致,但并不限于此,例如,也可以使来自第二波长的第二发光点33的出射光的光轴与所述光学系统的光轴中心相一致,还可以进一步使第一波长的第一发光点32和第二波长的第二发光点33之间的中点与所述光学系统的光轴中心相一致。在这样的情况下,能根据相应的发光点来适当地进行移动第一种及第二种跟踪规定分割线40a及40b在径向X上的位置,以应用本发明来。
此外,本发明中,对聚焦伺服控制使用刀口法、对跟踪伺服控制使用DPP法的情况进行了说明,但并不限于此,如果是使用衍射元件的光拾取器装置,则即使对聚焦伺服控制使用非点像差法或光束尺寸法,对跟踪伺服控制使用DPD法或三光束法等,只要准备包括相应的光接收区域的光接收元件就能同样地进行使用。
此外,本发明中,为了使用刀口法,利用经过光轴34的中央的直线构成作为刀口的刀口部26,但并不限于此,即使是经过偏离光轴34中央的点的直线、甚至是曲线,只要是能起到刀口的作用的结构,就能同样地应用于本发明。
此外,本发明中,生成三个光束的分光元件46并不限于使两个波长都生成三个光束,也可以包括波长选择性,仅使一个波长生成三个光束,使另一个波长的光透过,也可以仅使特定的波长生成三个光束,使其他波长透过而作为一个光束进行使用。
此外,本发明中,是将作为光源的半导体激光与光接收元件相互接近来进行配置的结构,但并不限于此,即使是以下的光拾取器装置,只要在其返回的光路内设置本发明的衍射元件就能同样地进行使用,该光拾取器装置中,相对于从半导体激光射出的往路光,在来自光记录介质的被反射的返路光的光路中途,利用分光镜等分路光学元件使光分岔,从而使返路光轴折弯,并设置聚焦透镜和光接收元件。
本发明在不脱离其精神或主要特征的范围内能以其他各种方式进行实施。因此,上述实施方式在所有方面仅是例示,本发明的范围由权利要求书来表示,不受说明书内容的限制。而且,属于权利要求书的变形或变更全部在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种光拾取器装置,其特征在于,包含:
光源,该光源能射出要照射到光记录介质的光,即波长不同的两种光;
光接收元件,该光接收元件是形成有多个光接收区域的光接收元件,将多个光接收区域的一部分用作用于聚焦伺服的聚焦光接收区域;以及
衍射元件,该衍射元件具有使从所述光源射出、在所述光记录介质反射的反射光的至少一部分向所述聚焦光接收区域衍射的聚焦衍射区域,
在所述聚焦衍射区域中包括两种聚焦区域,
且所述聚焦区域的各种类与所述光的各种类相对应,分别使对应的种类的光向所述聚焦光接收区域的同一位置或其附近衍射,
所述各种聚焦区域包含周期性分散配置的多个聚焦细分区域,各聚焦细分区域的至少一部分被配置成与不同种类的光的聚焦细分区域邻接,
所述多个光接收区域包括:在从所述衍射元件的光轴方向进行观察时,配置在所述衍射元件和所述聚焦光接收区域间的、接收由与一种光相对应的一种聚焦区域所衍射的另一种光的光接收区域;以及在从所述衍射元件的光轴方向进行观察时,对于所述聚焦光接收区域配置在所述光接收区域的相反侧的、接收由与所述另一种光相对应的另一种聚焦区域所衍射的所述一种光的光接收区域。
2.如权利要求1所述的光拾取器装置,其特征在于,
所述聚焦衍射区域的外缘的预先确定的一部分由呈直线的刀口部所规定,在来自光记录介质的反射光为任意种类的光时,所述刀口部都与所述反射光入射到衍射元件的入射区域相交叉,
所述聚焦衍射区域被平行排列的多个平行分割线分割成多个聚焦细分区域,
所述多个平行分割线与所述刀口部垂直或倾斜。
3.如权利要求2所述的光拾取器装置,其特征在于,
所述平行分割线与所述刀口部构成30度以上、150度以下的角度。
4.如权利要求2或3所述的光拾取器装置,其特征在于,
在各聚焦细分区域中平行且周期性地排列形成有多个衍射槽,
在与各聚焦细分区域的衍射槽垂直交叉的假想平面上,使各聚焦细分区域与5根以上的衍射槽交叉。
5.如权利要求1所述的光拾取器装置,其特征在于,
所述多个光接收区域具有跟踪光接收区域,该跟踪光接收区域用于所述光记录介质的磁轨的跟踪伺服,
所述衍射元件具有使所述反射光的至少一部分向所述跟踪光接收区域衍射的跟踪衍射区域,
所述聚焦衍射区域具有跟踪区域,该跟踪区域所具有的种类的数量与所述光源能射出的光的种类的数量相同,
所述跟踪区域的各种类与所述光的各种类相对应,
所述各跟踪区域使所对应的种类的光向所述跟踪光接收区域的同一位置或其附近衍射,所述各种跟踪区域由多个跟踪细分区域所构成,
各种跟踪区域的多个跟踪细分区域在与所述磁轨的切线方向相对应的所述跟踪衍射区域的方向上呈周期性地分散配置,且配置成至少其一部分与不同种类的光的跟踪细分区域邻接。
6.如权利要求5所述的光拾取器装置,其特征在于,
所述跟踪光接收区域具有用于跟踪伺服的第一跟踪光接收区域及第二跟踪光接收区域,
所述各跟踪细分区域具有使所述反射光的一部分向所述第一跟踪光接收区域衍射的第一种衍射区域、以及使所述反射光的一部分向所述第二跟踪光接收区域衍射的第二种衍射区域,
对于将所述各种跟踪区域中包含的多个跟踪细分区域分割成第一种衍射区域及第二种衍射区域的多个分割线,将它们配置在所述跟踪衍射区域的对应于所述磁轨的切线方向的方向上延伸的直线上,
根据射出各跟踪区域所对应的种类的光的光源位置来确定所述各种跟踪区域中的所述各直线在与所述磁轨的切线方向垂直的径向上的位置。
7.如权利要求5或6所述的光拾取器装置,其特征在于,
所述跟踪光接收区域根据所述反射光的光的种类,来择一性地接收在所述多种中的一种跟踪区域中发生衍射的光。
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