CN1230814C - 光学头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于0级衍射光束和1级衍射光束可以获得良好检测信号的光学头。该光学头包括：用于对来自光源的光束进行整形的整形元件；用于将已被整形元件整形后的光束会聚到光学记录介质上的会聚元件；基于包含在已被光学记录介质反射后的光束内的0级衍射光束和1级衍射光束，用于检测电信号的检测器。采用可摆动方式设置整形元件，从而0级衍射光束入射到检测器上的光点位置和1级衍射光束入射到检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。

Description

光学头
技术领域
本发明总体上涉及一种光学头，具体地说，本发明涉及一种具有用于整形光束的光束整形棱镜的光学头。
背景技术
图16A是一个示意性显示普通光学头90结构的前视图，图16B是一个显示光学头90的平面视图。光学头90具有半导体激光源5。该半导体激光源5向偏振光束分离器6发射光束。半导体激光源5发出的光束通过偏振光束分离器6，入射到准直仪镜(collimatorlens)4。准直仪镜4将入射光转换成平行光并将该平行光发射到光束整形(beam-shaping)棱镜91。
光束整形棱镜91具有入口表面和发射表面，由准直仪镜4转换成的平行光进入该入口表面，已经被光束整形棱镜91整形后的平行光束从该发射表面被发射到全息照相(hologram)13。入口表面和发射表面彼此不平行。光束整形棱镜91对入射到其入口表面的平行光进行整形，使其宽度放大2.55倍。然后将整形后的平行光从光束整形棱镜91的发射表面发射到全息照相13。
从光束整形棱镜91的发射表面发射出的平行光通过全息照相13和四分之一波板(图中未示)，然后入射到物镜3。物镜3将入射的平行光会聚到光具盘19。
该平行光被光具盘19反射并通过物镜3和四分之一波板(图中未示)，然后变成与光径垂直的线性偏振光，沿上述光径(下文将其简称为“向前光径”)，从半导体激光源5发出的光束向光具盘19运动，该线性偏振光然后通过全息照相13。由于平行光束具有与上述向前光径垂直的偏振平面，在通过全息照相13之后，其被分割成一0级衍射光束和多个1级衍射光束。
被全息照相13分割成0级衍射光束和1级衍射光束的平行光束再次入射到光束整形棱镜91。这次与光束沿向前光径运动相反，光束整形棱镜91对平行光束进行整形，从而其宽度被缩小为原来的1/2.55，如此经过整形的平行光束然后被投射到准直仪镜4。通过准直仪镜4后，该光束入射到偏振光束分离器6。
因为入射到偏振光束分离器6的光束的偏振平面垂直于向前光径，该光束被偏振光束分离器6反射，从而入射到检测器(detector)92。
图17是一个示意性视图，用于说明入射到检测器92上光束的光点位置。检测器92具有光接收区域99，用于接收包含在入射光束内的0级衍射光束。该光接收区域99基本上具有正方形形状，并被分割成具有正方形形状的4个区域。
沿光束被整形的方向(下文被简称为“光束整形方向”)、在光接收区域99的两侧，分别设置了用于接收被包含在入射到检测器92上的光束内的1级衍射光束的接收区域81和82。每个接收区域81和82沿光整形方向被分割，从而提供三个具有基本上矩形形状的区域。
0级衍射光束入射到光接收区域99上由椭圆表示的光点位置上。另一方面，1级衍射光束分别入射到光接收区域81上由椭圆表示的光点位置和光接收区域82上由椭圆表示的光点位置上。
例如，当光束整形棱镜91的形状与所希望的形状不相符或光束整形棱镜91的位置与所希望的位置不相符时，1级衍射光束的光点位置可能偏离光接收区域81和82上的中心。例如光接收区域81上由椭圆表示的1级衍射光束光点位置可能从光接收区域81的中心向图17的右侧偏移，光接收区域82上由椭圆表示的1级衍射光束光点位置可能从光接收区域82的中心向图17的左侧偏移。在此情况下，使检测器92能够摆动，使其沿图17中箭头A2所示方向顺时针方向摆动，使光接收区域81上1级衍射光束光点位置可以向光接收区域81的中心移动，使光接收区域82上1级衍射光束光点位置可以向光接收区域82的中心移动。
图18示意性显示了其它常用光学头90A的结构，图19是一个示意性视图，用于说明入射到被设置在光学头90A上的检测器92A上的光束的光点位置。在图18和19中，使用结合图16A、16B和17所述光学头90相同的附图标记表示相同的元件，从而就不对其进行详述了。光学头90A与上述光学头90的区别在于它使用检测器92A代替检测器92。
检测器92A具有光接收区域99，用于接收包含在入射光束内的0级衍射光束。该光接收区域99基本上具有正方形形状，并被分割成具有正方形形状的4个区域。
沿垂直于光束整形方向的方向、在光接收区域99的两侧，分别设置了用于接收被包含在入射到检测器92A上的光束内的1级衍射光束的接收区域81和82。每个接收区域81和82沿光整形方向被分割，从而提供三个具有基本上矩形形状的区域。
0级衍射光束入射到光接收区域99上由椭圆表示的光点74的位置上。另一方面，1级衍射光束分别入射到光接收区域81上由椭圆表示的光点72的位置和光接收区域82上由椭圆表示的光点73的位置上。
当光束整形棱镜91的形状仅稍微与所希望的形状不相符和光束整形棱镜91的位置仅稍微与所希望的位置不相符时，1级衍射光束的光点72及73的位置分别位于光接收区域81和82上的中心部位。因此能够获得基于1级衍射光束的良好的检测信号。
然而例如当光束整形棱镜91的形状与所希望的形状不相符或光束整形棱镜91的位置与所希望的位置不相符时，1级衍射光束的光点72及73的位置可能偏离光接收区域81和82上的中心部位。例如光接收区域81上由椭圆表示的1级衍射光束光点72的位置可能从光接收区域81的中心部位向光接收区域99偏移，光接收区域82上由椭圆表示的1级衍射光束光点73的位置可能从光接收区域82的中心部位向光接收区域99偏移。
用于接收1级衍射光束的光接收区域82、用于接受0级衍射光束的光接收区域99以及用于接收1级衍射光束的光接收区域81沿垂直于光整形方向的方向设置。因此即使使检测器按照图17所示方式摆动，光接收区域81上由椭圆表示的1级衍射光束光点72的位置也不向光接收区域81的中心部位移动，光接收区域82上由椭圆表示的1级衍射光束光点73的位置也不向光接收区域82的中心部位移动。
本发明试图解决上述常见问题。本发明的一个目的是提供一种光学头，基于0级衍射光束和1级衍射光束，其能够获得良好的检测信号。
发明内容
符合本发明一个方面的光学头包括：用于对来自光源的光束进行整形的整形元件；用于将已被整形元件整形后的光束会聚到光学记录介质上的会聚元件；基于包含在已被光学记录介质反射后的光束内的0级衍射光束和1级衍射光束，用于检测电信号的检测器。采用可摆动方式设置整形元件，从而0级衍射光束入射到检测器上的光点位置和1级衍射光束入射到检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。其中，所述检测器具有用于接收0级衍射光束的光接收区域和用于接收1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向设置，
用于接收1级衍射光束的光接收区域沿0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向被分割。
符合本发明另一个方面的光学头包括：用于对来自第一光源的第一光束和来自第二光源的第二光束进行整形的整形元件；用于将已被整形元件整形后的第一光束和第二光束会聚到光学记录介质上的会聚元件；第一检测器，基于包含在已被光学记录介质反射并通过会聚元件的第一光束内的第一0级衍射光束和第一1级衍射光束检测电信号，其中所述第一检测器具有用于接收第一0级衍射光束的光接收区域和用于接收第一1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿第一0级衍射光束和第一1级衍射光束被整形方向设置，用于接收第一1级衍射光束的光接收区域沿第一0级衍射光束和第一1级衍射光束被整形方向被分割；第二检测器，基于包含在已被光学记录介质反射并通过会聚元件的第二光束内的第二0级衍射光束和第二1级衍射光束检测电信号，其中所述第二检测器具有用于接收第二0级衍射光束的光接收区域和用于接收第二1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿第二0级衍射光束和第二1级衍射光束被整形方向设置，用于接收第二1级衍射光束的光接收区域沿第二0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向被分割。采用可摆动方式设置整形元件，从而第一0级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置和第一1级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。
通过下文结合附图所进行的详细介绍，对于本领域技术人员来说，本发明这些和其它优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是一个示意性显示符合本发明第一实施例光学头的结构视图；
图2是一个用于说明被设置在第一实施例光学头内的偏振全息摄影(polarization hologram)元件的偏振全息摄影图案布置方式的视图；
图3是一个示意性显示被设置在第一实施例光学头内的检测器的平面视图；
图4是一个说明入射到被设置在第一实施例光学头内的检测器上的衍射光束的焦点位置的视图；
图5是一个说明被设置在第一实施例光学头内的检测器内散焦量和焦点误差信号之间关系的图表；
图6是一个说明被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜的摆动角和衍射光束光点位置之间距离之间关系的图表；
图7是一个说明用于使被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜摆动的设备的一个示例的平面视图；
图8是一个说明图7所示使被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜摆动的设备的侧视图；
图9是一个说明用于使被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜摆动的设备的另一个示例的平面视图；
图10是一个说明图9所示使被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜摆动的设备的侧视图；
图11是一个说明用于使被设置在第一实施例光学头内的光束整形棱镜摆动的设备的另一个示例的平面视图；
图12是一个示意性显示符合本发明第二实施例光学头结构的视图；
图13是一个用于说明被设置在第二实施例光学头内的偏振全息摄影元件的偏振全息摄影图案布置方式的视图；
图14是一个示意性显示被设置在第二实施例光学头内的检测器的平面视图；
图15是一个示意性说明入射到被设置在第二实施例光学头内的检测器上的衍射光束的焦点位置的视图；
图16A是一个示意性显示常用光学头结构的前视图，图16B是该光学头的平面视图；
图17是一个示意性说明入射到被设置在图16A和16B内所示常用光学头内的检测器上的衍射光束的光点位置的视图；
图18是一个示意性显示另一种常用光学头结构的视图；
图19是一个示意性说明入射到被设置在另一种通用光学头内的检测器上的衍射光束的光点位置的视图。
具体实施方式
在符合本发明一个实施例的光学头内，采用可摆动方式设置一整形元件，从而0级衍射光束入射到检测器上的光点位置以及1级衍射光束入射到检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。从而能够校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间的距离。因此基于0级衍射光束和1级衍射光束，能够获得良好的检测信号。最好光学头还包括用于将光源发出的光束转换成基本上平行光束的准直仪镜，其中整形元件用于对来自准直仪镜的大致平行光束进行整形，其被设置成能够围绕摆动轴线摆动，所述摆动轴线与所述大致平行光束被整形方向垂直，也与所述大致平行光束传播方向垂直。
此外最好该检测器具有用于接收0级衍射光束的光接收区域和用于接收1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向设置。
此外最好整形元件采用可摆动方式被设置，从而1级衍射光束的光点位置可以被调整到用于接收1级衍射光束的光接收区域的中心部位。
此外最好用于接收1级衍射光束的光接收区域沿垂直于0级衍射光束和1级衍射光束整形方向的方向被分割。
此外最好该检测器具有一用于接收0级衍射光束的光接收区域和两个用于接收1级衍射光束的光接收区域。
此外最好用于接收0级衍射光束的光接收区域被设置在两个用于接收1级衍射光束的光接收区域之间。
此外最好光学头还包括用于改变已经被光学记录介质反射并通过会聚元件的大致平行光束传播方向的偏振光束分离器。
此外最好基于传播方向已被所述偏振光束分离器改变的大致平行光束，检测器检测电信号。
此外最好偏振光束分离器被设置在光源和整形元件之间。
此外最好整形元件具有入口表面和发射表面，已经被准直仪镜改变光束的大致平行光束从该入口表面进入，已经被整形元件整形后的大致平行光束从所述发射表面被发射到所述会聚元件，所述入口表面和发射表面彼此不平行。
此外最好通过将多种光学材料粘结在一起形成所述整形元件，这些光学材料的折射指数彼此不同。
此外最好通过将多种光学材料粘结在一起形成所述整形元件，这些光学材料的折射指数的不同取决于彼此不同的波长。
此外最好光学头还包括第二检测器，用于检测0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间距离。
此外最好光学头还包括：用于使整形元件摆动的驱动装置和用于控制驱动装置的控制装置，从而整形元件基于第二检测器所检测到的0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间距离而摆动。
此外最好光源和检测器被整体形成。
在符合本发明另一个实施例的光学头中，采用可摆动方式设置整形元件，从而入射到检测器上的0级衍射光束的光点位置和入射到检测器上的1级衍射光束的光点位置之间距离可以被调整。因此能够校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间距离。从而基于0级衍射光束和1级衍射光束，能够获得良好的检测信号。
最好该光学头还包括：用于将第一光源发射的第一光束转换成第一平行光束的第一准直仪镜；用于将第二光源发射的第二光束转换成第二平行光束的第二准直仪镜；以及偏振光束分离器，用于发射由第一准直仪镜从第一光束转换成的第一平行光束，并用于改变由第二准直仪镜从第二光束转换成的第二平行光束的方向。其中，整形元件对第一平行光束和第二平行光束进行整形。
此外最好第一检测器和第二检测器被形成为一体。
此外最好第一光源和第二光源中至少一个光源以及第一检测器和第二检测器中至少一个检测器被形成为一体。
下文将结合附图介绍本发明的优选实施例。
(实施例1)
图1是一个示意性显示符合本发明实施例1的光学头100结构的视图。光学头100具有半导体激光光源5。半导体激光光源5向偏振光束分离器6发出波长为657nm的光束。
在图1中，Z轴表示光束传播方向，X轴是垂直于Z轴并平行于图1所示纸面方向的方向，Y轴是垂直于Z轴并垂直于图1所示纸面方向的方向。在其它图中，X轴、Y轴和Z轴的含义相同。
从半导体激光光源5发射出的光通过偏振光束分离器6并被投射到焦距为10.0毫米的准直仪镜4。准直仪镜4将入射光转换成平行光并将该平行光发射到光束整形棱镜1。
作为整形元件的光束整形棱镜1具有基本上三棱柱透镜形状。在光束整形棱镜1上具有入口表面7和发射表面8。由准直仪镜4转换后的平行光进入该入口表面7，已经被光束整形棱镜1整形后的平行光从发射表面8被发射到全息照相13。入口表面7和发射表面8彼此不平行。通过将具有不同折射指数的两种光学材料25和26粘结在一起形成光束整形棱镜1。当波长为657nm时，光束整形棱镜1的折射指数为1.775911。
来自准直仪镜4的平行光以大约20°的入射角被投射到入口表面7上。光束整形棱镜1对入射的平行光束进行整形，从而在波长为657nm时在上述提到的折射指数对平行光束进行折射，其宽度扩大2.55倍。被光束整形棱镜1整形后的平行光沿垂直于发射表面8的方向被发射。
将光束整形棱镜1设置的能够围绕摆动轴线也就是由双头箭头A1表示的方向摆动，所述摆动轴线垂直于光束整形方向和平行光传播方向。
离开光束整形棱镜1上的发射表面8的平行光通过全息照相13和四分之一波板14，变成循环偏振(circularly polarized)光，然后入射到作为会聚元件的物镜3上。物镜3的焦距为3.0毫米，数值孔径NA为0.6，其将入射平行光会聚到光具盘19上。
图2是一个用于说明全息照相13的偏振全息摄影图案布置的视图。由光具盘19反射并通过物镜3的平行光通过四分之一波板14，然后变成与向前光径垂直的线性偏振光，该线性偏振光然后通过全息照相13。由于平行光具有与向前光径垂直的偏振平面，当通过全息照相13后，平行光被分割成0级衍射光束和1级衍射光束。
被全息照相13分割成0级衍射光束和1级衍射光束后的平行光束再次入射到光束整形棱镜1。这次与光束沿向前光径传播方向相反，光束整形棱镜1对平行光进行整形，从而宽度减少2.55倍。整形后的平行光被投射到准直仪镜4。通过准直仪镜4后的平行光被投射到偏振光束分离器6。
由于投射到偏振光束分离器6的光束的偏振平面与向前光径垂直，该光束被偏振光束分离器6反射并入射到检测器2。
图3是示意性显示检测器2的检测表面的平面视图。检测器2具有用于接收包含在入射光内的0级衍射光束的光接收区域9。光接收区域9基本上是正方形并被分割成四个具有正方形形状的区域31、32、33和34。
检测器2具有两个基本上矩形的光接收区域21和22，用于接收包含在入射光束内的负1级衍射光束。以预定间距沿光束整形方向(X轴方向)设置所述光接收区域21和22。检测器2也具有两个基本上矩形的光接收区域23和24，用于接收包含在入射光束内的正1级衍射光束。光接收区域23和24被设置的分别与光接收区域21和22相反，光接收区域9位于它们之间。
沿光束整形方向(X轴方向)，光接收区域21～24中每个被分割，从而提供三个(未示)基本上具有矩形形状的区域。
图4是一个说明入射到用于接收1级衍射光束的光接收区域21、用于接收0级衍射光束的光接收区域9以及用于接收1级衍射光束的光接收区域22内的衍射光束的焦点位置的视图，这三个光接收区域分别被设置在检测器2内。要被投射到光接收区域21上的负1级衍射光束采用这种方式进入光接收区域21，从而其在距检测器2表面深度为H1位置处会聚成焦点，且该位置偏离光接收区域9的中心，在光束整形方向(X轴方向)距光接收区域21的距离是D1。另一方面，要被投射到光接收区域22上的负1级衍射光束采用这种方式进入光接收区域22，从而其在距检测器2表面高度为H1位置处会聚成焦点，且偏离光接收区域9的中心，在光束整形方向(X轴方向)距光接收区域22的距离是D1。
基于根据投射到光接收区域21上的负1级衍射光束被检测到的检测信号f1以及根据投射到光接收区域22上的负1级衍射光束被检测到的检测信号f2，根据光点尺寸检测(SSD)方法，使用下述等式(1)产生焦点误差信号fe
fe＝f1-f2                (1)
图5是一个说明检测器2内的散焦量和焦点误差信号之间关系的图表。当光束整形棱镜1的形状仅稍微偏离所希望的形状，光束整形棱镜1的位置也仅稍微偏离所希望的位置时，检测器2内的散焦量和焦点误差信号之间关系被曲线36表示。在焦点位置附近也就是散焦量接近0的位置，曲线36是一条直线，从而能够获得良好的控制信号。
然而如果负1级衍射光束的光点位置在Y轴方向上由于光束整形棱镜1的形状和位置的偏离而偏离光接收区域21和22，例如散焦量和焦点误差信号之间关系被曲线37和38表示。在曲线37和38中，散焦量和焦点误差信号之间关系是颠倒的，从而被焦点位置附近的曲线代表。从而不能获得良好的控制信号。
这种负1级衍射光束的光点位置与光接收区域21和22的偏离是由在制造光束整形棱镜1期间的角度偏离，半导体激光光源5的摆动波长的偏离、半导体激光光源5的发射点移动导致的入射到光束整形棱镜1上的光束轴线的倾斜等因素引起的。
在示例1中，整形元件1采用可摆动方式设置，从而光点位置之间的距离也就是0级衍射光束入射到用于接收0级衍射光束的光接收区域9上的光点位置和1级衍射光束入射到用于接收1级衍射光束的光接收区域21和22上的光点位置之间的距离可以调整。因此在组装和调整光学头期间，通过沿双头箭头A1所示方向摆动整形元件1，能够分别调整要被投射到光接收区域21和22上中心部分的1级衍射光束的光点位置。
图6是一个说明光束整形棱镜1的摆动角和衍射光束光点位置之间距离之间关系的图表。曲线39代表光束整形棱镜1的摆动角与0级衍射光束光点位置和正1级衍射光束光点位置之间距离之间的关系。另一方面，曲线40代表光束整形棱镜1的摆动角与0级衍射光束光点位置和负1级衍射光束光点位置之间距离之间的关系。如图6中曲线40所示，当光束整形棱镜1围绕Y轴转动0.5°，0级衍射光束光点位置和负1级衍射光束光点位置之间距离从147μm改变到186μm，从而距离增加了39μm。
图7是一个平面视图，说明用于使被设置在实施例1的光学头100内的光束整形棱镜1摆动的设备的一个示例。图8是一个说明同样情况设备的侧视图；该设备包括可摆动台144。在该可摆动台144上，提供三个穿过在光基座41上的通孔42内的销钉43，从而保持光束整形棱镜1。
在具有上述结构的设备内，当可摆动台144被驱动设备(未示)驱动时，被三个销钉43保持的光束整形棱镜1沿双头箭头A1所示方向摆动。因此能够校正0级衍射光束光点位置和1级衍射光束光点位置之间的距离。
图9是一个说明用于使光束整形棱镜1摆动的设备的另一个示例的平面视图，图10是一个说明同一设备的侧视图。该设备包括一具有阶梯状圆柱体形状的可摆动元件45。该可摆动元件45被插入形成在底座46上的孔内以使可相对于底座46摆动。在该可摆动元件45上，设置光束整形棱镜1。
在具有上述结构的设备内，当可摆动元件45在驱动设备(未示)驱动下相对于底座46摆动时，被设置在可摆动元件45上的光束整形棱镜1沿双头箭头A1所示方向摆动。因此，能够校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束光点位置之间的距离。
图11是一个说明用于使光束整形棱镜1摆动的设备的另一个示例的平面视图，该设备包括底座51。在底座51上设置支承元件50。该支承元件50采用可摆动方式支承一基本上矩形的元件49。光束整形棱镜1被设置在元件49的与支承元件50相反的表面上。该设备还包括一底座52。螺钉47部分地拧入底座52内，从而板簧48被固定在螺钉47上。板簧48与光束整形棱镜1的入口表面7接触。
在具有上述结构的设备内，当螺钉47被进一步拧入底座52内时，板簧48被扭歪，从而向光束整形棱镜1的入口表面7施加压力。因此光束整形棱镜1围绕支承元件50沿双头箭头A1所示方向摆动，从而能够校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束光点位置之间的距离。
如上所述，在本发明实施例1中，采用可摆动方式设置光束整形棱镜1，从而0级衍射光束入射到检测器2上的光点位置和1级衍射光束入射到检测器2上的光点位置之间的距离可以被调整。从而能够校正0级衍射光束光点位置和1级衍射光束光点位置之间的距离。因此基于0级衍射光束和1级衍射光束，能够获得良好的检测信号。
虽然实施例1已经显示了这样的一个示例，也就是在组装和调整光学头期间，通过沿双头箭头A1所示方向摆动光束整形棱镜1，1级衍射光束光点位置被调整从而分别位于光接收区域21和22的中心部位，但是本发明并不局限于此。如图1所示，还可以进一步设置用于检测0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束光点位置之间的距离的光点位置检测器16、用于使光束整形棱镜1摆动的驱动设备17、用于控制驱动设备17从而使光束整形棱镜1基于光点位置检测器16检测到的0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束光点位置之间距离而摆动的控制器18，从而自动地校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束光点位置之间距离。
(实施例2)
图12是一个示意性显示符合本发明实施例2的光学头100A结构的视图。图13是一个用于说明被设置在光学头100A内的全息照相13的偏振全息摄影图案布置的视图。图14是一个示意性显示被设置在光学头100A内的检测器2A的平面视图；图15是一个示意性说明入射到检测器2A上的衍射光束的焦点位置的视图。在图12～15中，与结合图1～6所述实施例1中光学头100内相同的元件采用相同的附图标记，对其就不再进行详细介绍了。光学头100A与光学头100不同之处在于它还包括一半导体激光光源5A、准直仪镜4A、二向棱镜35，并使用检测器2A代替检测器2。
半导体激光光源5A向焦距为10.0毫米的准直仪镜4A发射波长为790nm的光束。准直仪镜4A将入射光转换成平行光束，然后将该平行光束发送到二向棱镜35。
二向棱镜35由全部传送波长为657nm光束并在向后光径(被光具盘19反射后的光束所传播的路径)中在线性偏振面仅完全反射波长为790nm的光束的膜形成。因此二向棱镜35完全反射来自准直仪镜4A的波长为790nm平行光束，从而该平行光束被投射到光束整形棱镜1。
当波长为657nm时，光束整形棱镜1的折射指数为1.775911，波长为790nm时，光束整形棱镜1的折射指数为1.765341。
完全被二向棱镜35反射的平行光束以大约20°的入射角入射到光束整形棱镜1的入口表面7。光束整形棱镜1对入射的平行光束进行整形，通过以790nm时的折射指数对平行光束进行衍射，使光束宽度扩大2.5倍。类似于来自半导体激光光源5的平行光束，来自半导体激光光源5A并已被光束整形棱镜1整形后的平行光束沿垂直于发射表面8的方向传播。
来自半导体激光光源5A并已离开光束整形棱镜1的发射表面8的平行光束通过全息照相13和四分之一波板14。通过四分之一波板14后，平行光变成循环偏振光，然后入射到物镜3。焦距为3.0毫米数值孔径NA为0.6的物镜3将入射的平行光会聚到光具盘19上。
图13是一个用于说明全息照相13的偏振全息摄影图案布置的视图。来自半导体激光光源5A的平行光束被光具盘19反射并通过物镜3和四分之一波板14。通过四分之一波板14后，该平行光束变成垂直于向前光径的线性偏振光。该线性偏振光通过全息照相13。由于平行光束具有一垂直于向前光径的偏振面，当通过全息照相13后，其被分割成的0级衍射光束和1级衍射光束。
来自半导体激光光源5A并已被全息照相13分割成0级衍射光束和1级衍射光束的平行光束再次入射到光束整形棱镜1。这次与光束沿向前光径传播相反，光束整形棱镜1对平行光束进行整形，从而其宽度缩小2.5倍。整形后的平行光束被入射到二向棱镜35。由于入射到二向棱镜35的平行光束的偏振面垂直于向前光径，该平行光束通过二向棱镜35被投射到准直仪镜4。
通过准直仪镜4的平行光束被投射到偏振光束分离器6。由于半导体激光光源5A并已经进入偏振光束分离器6的光束的偏振面垂直于向前光径，光束被偏振光束分离器6反射并入射到检测器2A。
图14是一个示意性显示检测器2A的平面视图；检测器2A具有用于接收包含在半导体激光光源5的入射光束内的0级衍射光束的光接收区域9。光接收区域9具有基本上正方形形状，并被分割成4个具有正方形形状的区域31、32、33和34。
检测器2A具有两个基本上矩形的光接收区域2 1和22，用于接收包含在来自半导体激光光源5的入射光束内的负1级衍射光束。沿光束整形方向(X轴方向)彼此相邻地设置所述光接收区域21和22。检测器2A也具有两个基本上矩形的光接收区域23和24，用于接收包含在来自半导体激光光源5的入射光束内的正1级衍射光束。光接收区域23和24被设置的分别与光接收区域21和22相反，光接收区域9位于它们之间。
沿光束整形方向(X轴方向)，光接收区域21～24中每个被分割，从而提供三个(未示)基本上具有矩形形状的区域。
图15是一个示意性说明入射到检测器2A上的衍射光束的焦点位置的视图。要被投射到光接收区域21上的负1级衍射光束采用这种方式进入光接收区域21，从而其在距检测器2表面深度为H1位置处会聚成焦点，且该位置偏离光接收区域9的中心，在光束整形方向(X轴方向)距光接收区域21的距离是D2。另一方面，要被投射到光接收区域22上的负1级衍射光束采用这种方式进入光接收区域22，从而其在距检测器2表面高度为H1位置处会聚成焦点，且该位置偏离光接收区域9的中心，在光束整形方向(X轴方向)距光接收区域22的距离是D2。
检测器2A具有用于接收包含在来自半导体激光光源5A的入射光束内的0级衍射光束的光接收区域(未示)。通过光束整形棱镜1后，来自半导体激光光源5A的入射光束的角度与来自半导体激光光源5的入射光束的角度不同。从而在检测器2A内，上述光接收区域(未示)和光接收区域9被设置在不同的部位上。为了简化起见，在图14中没有显示该光接收区域。
检测器2A也具有两个具有大致矩形形状的光接收区域27和28，用于接收包含在来自半导体激光光源5A的入射光束内的1级衍射光束。光接收区域27和28被这样设置，从而光接收区域23和24位于它们之间。
光接收区域27和28中的每个沿垂直于光束整形方向(X轴方向)的Y轴方向被分割，从而提供三个大致具有矩形形状的区域(未示出)。
然后基于根据投射到光接收区域27上的1级衍射光束被检测到的检测信号f3以及根据投射到光接收区域28上的1级衍射光束被检测到的检测信号f4，根据光点尺寸检测(SSD)方法，使用下述等式(2)产生焦点误差信号fe
fe＝f3-f4                (2)
由于光接收区域27和28中的每个沿垂直于光束整形方向(X轴方向)的Y轴方向被分割，它们对检测器沿Y轴方向的移动不敏感。此外即使当光束宽度被光束整形棱镜1放大或缩小的比例变化，衍射光束的光点位置之间的距离不变化。
此外，仅通过稍微使检测器2A摆动，来自半导体激光光源5A的光束的光点位置可以被调整，从而分别位于光接收区域27和28的中心部位。应该指出的是，即使当检测器2A摆动，用于接收来自半导体激光光源5光束的光接收区域21～24对这种摆动的影响不敏感，因为它们中每个都沿光束整形方向(X轴方向)被分割。从而能够独立地调整来自半导体激光光源5光束的光点位置以及来自半导体激光光源5A光束的光点位置。
如上所述，符合本发明实施例2的光学头包括第一检测器和第二检测器，第一检测器具有用于接收0级衍射光束的光接收区域9和用于接收1级衍射光束的光接收区域21～24，基于包含在来自半导体激光光源5并被光具盘19反射然后通过物镜3的平行光束中的第一0级衍射光束和第一1级衍射光束，检测电子信号；第二检测器具有用于接收0级衍射光束的光接收区域和用于接收1级衍射光束的光接收区域27和28，基于包含在来自半导体激光光源5A并被光具盘19反射然后通过物镜3的平行光束中的第二0级衍射光束和第二1级衍射光束，检测电子信号。在光学头中，采用可摆动方式设置光束整形棱镜1，从而第一0级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置和第一1级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。因此能够校正0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间的距离。因此基于0级衍射光束和1级衍射光束，能够获得良好的检测信号。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。

Claims (18)

1.一种光学头包括：
用于对来自光源的光束进行整形的整形元件；
用于将已被整形元件整形后的光束会聚到光学记录介质上的会聚元件；和
基于包含在已被光学记录介质反射后的光束内的0级衍射光束和1级衍射光束检测电信号的检测器；
其特征在于，采用可摆动方式设置整形元件，从而0级衍射光束入射到检测器上的光点位置和1级衍射光束入射到检测器上的光点位置之间的距离可以被调整，
其中，所述检测器具有用于接收0级衍射光束的光接收区域和用于接收1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向设置，
用于接收1级衍射光束的光接收区域沿0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向被分割。
2.如权利要求1所述光学头，其还包括用于将来自光源的光束转换成平行光束的准直仪镜，其中：所述整形元件对来自准直仪镜的平行光束进行整形，并被设置的能够围绕摆动轴线摆动，所述摆动轴线与平行光束被整形方向和平行光束的传播方向垂直。
3.如权利要求1所述光学头，其特征在于：采用可摆动方式设置整形元件，从而1级衍射光束的光点位置可以被调整到用于接收1级衍射光束的光接收区域的中心部位。
4.如权利要求1所述光学头，其特征在于：检测器具有一个用于接收0级衍射光束的光接收区域和两个用于接收1级衍射光束的光接收区域。
5.如权利要求4所述光学头，其特征在于：用于接收0级衍射光束的光接收区域被设置在两个用于接收1级衍射光束的光接收区域之间。
6.如权利要求1所述光学头，其特征在于还包括偏振光束分离器，其用于改变已被光学记录介质反射并通过所述会聚元件的平行光束的传播方向。
7.如权利要求6所述光学头，其特征在于：基于其传播方向已被偏振光束分离器改变的平行光束，检测器检测电信号。
8.如权利要求6所述光学头，其特征在于：偏振光束分离器被设置在光源和整形元件之间。
9.如权利要求2所述光学头，其特征在于：整形元件具有入口表面和发射表面，已被准直仪镜转换后的平行光束进入该入口表面，已被整形元件整形后的平行光束从该发射表面被发射到所述会聚元件，入口表面和发射表面彼此不平行。
10.如权利要求1所述光学头，其特征在于：通过将两种光学材料粘结在一起形成所述整形元件，这些光学材料的折射指数彼此不同。
11.如权利要求1所述光学头，其特征在于：通过将两种光学材料粘结在一起形成所述整形元件，这些光学材料的折射指数根据彼此不同的波长而变化。
12.如权利要求1所述光学头，其特征在于还包括第二检测器，用于检测0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间的距离。
13.如权利要求12所述光学头，其特征在于还包括：
用于使整形元件摆动的驱动装置；和
用于控制驱动装置的控制装置，从而所述整形元件基于已被第二检测器检测到的0级衍射光束的光点位置和1级衍射光束的光点位置之间的距离而摆动。
14.如权利要求1所述光学头，其特征在于：所述光源和检测器被整体形成。
15.一种光学头包括：
用于对来自第一光源的第一光束和来自第二光源的第二光束进行整形的整形元件；
用于将已被整形元件整形后的第一光束和第二光束会聚到光学记录介质上的会聚元件；
第一检测器，基于包含在已被光学记录介质反射并通过会聚元件的第一光束内的第一0级衍射光束和第一1级衍射光束检测电信号，其中所述第一检测器具有用于接收第一0级衍射光束的光接收区域和用于接收第一1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿第一0级衍射光束和第一1级衍射光束被整形方向设置，
用于接收第一1级衍射光束的光接收区域沿第一0级衍射光束和第一1级衍射光束被整形方向被分割；和
第二检测器，基于包含在已被光学记录介质反射并通过会聚元件的第二光束内的第二0级衍射光束和第二1级衍射光束检测电信号，其中所述第二检测器具有用于接收第二0级衍射光束的光接收区域和用于接收第二1级衍射光束的光接收区域，这些接收区域沿第二0级衍射光束和第二1级衍射光束被整形方向设置，
用于接收第二1级衍射光束的光接收区域沿第二0级衍射光束和1级衍射光束被整形方向被分割；
其中，采用可摆动方式设置整形元件，从而第一0级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置和第一1级衍射光束入射到第一检测器上的光点位置之间的距离可以被调整。
16.如权利要求15所述光学头，其特征在于还包括：
用于将来自第一光源的第一光束转换成第一平行光束的第一准直仪镜；
用于将来自第二光源的第二光束转换成第二平行光束的第二准直仪镜；
偏振光束分离器，用于传送已由第一准直仪镜从第一光束转换后的第一平行光束并改变已由第二准直仪镜从第二光束转换后的第二平行光束的方向，
其中：整形元件对第一平行光束和第二平行光束进行整形。
17.如权利要求15所述光学头，其特征在于：第一检测器和第二检测器整体形成。
18.如权利要求15所述光学头，其特征在于：至少第一光源和第二光源中的一个光源与第一检测器和第二检测器中的至少一个检测器整体形成。
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