CN1236434C - 光拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光拾取装置，包括：用于发射波长彼此不同的第一和第二激光束的光发射部分；用于由该光发射部分发射的激光束产生一对子光束的光栅；和用于由记录介质反射的激光束产生正和负高阶光束以把该高阶光束引导至光接收部分的全息光栅。且光接收部分包括一对三分光接收元件和两对子光束光接收元件，其中三分光接收元件用于接收正和负高阶光束以产生聚焦误差信号，而两对子光束光接收元件以一对元件与每个三分光接收元件相对的方式提供，用于接收高阶光束以产生跟踪误差信号，每个三分光接收元件由两条平行分割线分成了三个光接收区，且光发射部分放置成连接第一和第二光发射源的光发射点的直线平行于三分光接收元件的分割线。

Description

光拾取装置
                       技术领域
本发明涉及一种能够读两种或多种具有不同读出波长的记录介质，如DVD/CD兼容的光拾取装置，并特别涉及一种使用由单芯片激光二极管形成的半导体激光器件以用于发射两种不同波长的激光束的光拾取装置。
                       背景技术
传统上，用于共享CD再现设备和DVD再现设备的光拾取装置的DVD/CD兼容的再现设备已被主动提出。本申请人也已提出了一种既能再现DVD又能再现CD的光拾取装置，它在JP-A-10-255274中公开，因此将参考图18简要描述这些配置和操作。
光拾取装置包括：第一光源10，用于发射具有最适于从CD读出信息的波长(780nm)的激光束；第一驱动电路11，用于驱动第一光源10；第二光源14，用于发射具有最适于从DVD读出信息的波长(650nm)的激光束；第二驱动电路15，用于驱动第二光源14；第一分光器12，用于反射从第一光源10发射的激光束并透射从第二光源14发射的激光束；第二分光器13，用于透射由第一分光器12反射或透射的激光束并反射光盘18反射的激光束以便通过聚光镜19把激光束引导至光检测器20；物镜16，用于把第一分光器12反射或透射的激光束聚集在信息记录面上；信息数据再现电路21，用于产生电信号以输出作为读出信号的信号，该电信号的电平对应于施加到光检测器20的光的光量；光盘确定电路22，用于根据在激光束施加到光盘18上时形成的光束点的大小来确定光盘18的类型以输出该类型的信号；以及控制器23，用于根据光盘确定电路22的信号有选择地驱动第一和第二光源10、14。
在图18中，第一光源10根据来自第一驱动电路11的驱动信号发射具有最适于从CD读出信息的波长(780nm)的激光束(以虚线示出)并把该激光束施加到第一分光器12。第一分光器12反射来自第一光源10的激光束以把该反射光引导至第二分光器13。
另一方面，与第一光源10呈90°放置的第二光源14根据来自第二驱动电路15的驱动信号发射具有最适于从DVD读出信息的波长(650nm)的激光束(以实线示出)并将该激光束施加到第一分光器12。第一分光器12透射来自第二光源14的激光束以把该激光束引导至第二分光器13。
第二分光器13把通过第一分光器12提供的激光束，即来自第一光源10或第二光源14的激光束引导至物镜16。物镜16把来自第二分光器13的激光束聚集在一点以把该激光束用作信息读出光束，并且该光束被施加到由主轴电机17驱动并旋转的光盘18的信息记录面。
来自第一光源10的激光束(以虚线示出)由物镜16聚集以聚焦在光盘18的信息记录面C上。另外，来自第二光源14的激光束(以实线示出)由物镜16聚集以聚焦在光盘18的信息记录面D上。
通过把来自物镜16的信息读出光束应用到光盘18而产生的反射光经过物镜16并由第二分光器13反射，并且由聚光镜19聚集的光束点施加到光检测器20。光检测器20产生其电平对应于所提供的光的光量的电信号并把该信号作为读出信号提供给信息数据再现电路21和光盘确定电路22。
信息数据再现电路21根据获得的读出信号产生数字信号并且还对该数字信号执行解调和错误校验并再现信息数据。光盘确定电路22例如根据在把激光束施加于光盘18时形成的光束点的大小来识别光盘18的类型并把该类型提供给控制器23。根据该光盘识别信号，控制器23控制第一驱动电路11和第二驱动电路12中的任一个以便有选择地进入驱动状态。
当由光盘确定电路22获得表示CD的光盘类型信号时，控制器23只驱动第一驱动电路11。因此，从第一光源10发射的激光束经过包含第一分光器12、第二分光器13和物镜16的光学系统而施加到光盘18。另外，当由光盘确定电路22获得表示DVD的光盘类型信号时，只有第二驱动电路15被驱动。
由此，从第二光源14发射的激光束经过包含第一分光器12、第二分光器13和物镜16的光学系统而提供到光盘18。也就是说，提供了用于产生具有最适于从记录密度较低的诸如CD的光盘18读出信息的波长的激光束的第一光源10和用于产生具有最适于从高记录密度的诸如DVD的光盘18读出信息的波长的激光束的第二光源14，并且对应于作为再现目标的光盘18的类型而有选择地驱动光源。
如上所述，需要两个光源的DVD/CD兼容的再现装置需要一个混合棱镜，因而成本高于具有一个光源的光拾取装置，而且，当从第一分光器12的一侧施加第一光源12时，必须从与第一光源10垂直的另一侧施加第二光源14，因此存在的问题就是，放置光盘系统的空间增大并且光拾取装置大型化。
                       发明内容
本发明鉴于上述问题而实施，并且本发明的一个目的是提供一种与两个波长相一致的光拾取装置，它不必使用混合棱镜就能够实现小型化。
为了解决上述问题，根据本发明的第一方面提供了一种光拾取装置，它能够读出具有彼此不同的读出波长的两个记录介质中的信息，包括：
光发射部分，其包括用于发射第一激光束的第一光发射源和用于发射波长不同于第一激光束的第二激光束的第二光发射源，第二光发射源与第一光发射源一体形成且与第一光发射源相邻放置，该光发射部分被控制以便有选择地发射作为激光束的第一或第二激光束；
光栅，其用于衍射激光束来产生一对子光束；
全息光栅(hologram)，其用于由记录介质反射的激光束产生第一高阶光束(high-order beam)并由该记录介质反射的子光束对产生第二高阶光束；以及
光接收部分，其用于接收第一和第二高阶光束以产生聚焦误差信号和跟踪误差信号，该光接收部分包括：
第一对三分光接收元件；
第二对三分光接收元件；
第一对子光束光接收元件；以及
第二对子光束光接收元件；
当第一激光束作为激光束从光发射部分发射时，
第一对三分光接收元件接收第一高阶光束以产生聚集误差信号；
第一对子光束光接收元件接收由子光束对之一产生的第二高阶光束；
第二对三分光接收元件接收由另一对子光束产生的第二高阶光束；并且
第一对子光束光接收元件和第二对三分光接收元件产生跟踪误差信号；并且
当第二激光束从光发射部分发射时，
第一对三分光接收元件接收由子光束对之一产生的第二高阶光束；
第二对三分光接收元件接收第一高阶光束以产生聚集误差信号；
第二对子光束光接收元件接收由另一对子光束产生的第二高阶光束；并且
第一对三分光接收元件和第二对子光束光接收元件产生跟踪误差信号。
在本发明的第二方面中提供了根据本发明第一方面的光拾取装置，其中聚焦误差信号通过光束尺寸(beam size)法产生；并且
跟踪误差信号通过三光束(three beam)法产生。
在本发明的第三方面中提供了根据本发明第一方面的光拾取装置，所述第一对子光束接收元件中的两个子光束接收元件分别位于第一对三分光接收元件的两侧；所述第二对子光束接收元件中的两个子光束接收元件分别位于第二对三分光接收元件的两侧。
在本发明的第四方面中提供了一种根据本发明第三方面的光拾取装置，其中每个三分光接收元件由两条平行分割线分成了三个光接收区；并且
每对子光束光接收元件在垂直于三分光接收元件的分割线的方向上对齐和放置。
在本发明的第五方面中提供了一种根据本发明第四方面的光拾取装置，其中光发射部分放置成使连接第一和第二光发射源的光发射点的直线平行于三分光接收元件的分割线。
在本发明的第六方面中提供了一种根据本发明第四方面的光拾取装置，其中全息光栅放置成使连接每一所述三分光接收元件的光接收部分上的第一高阶光束的各入射点的直线平行于三分光接收元件的分割线。
在本发明的第七方面中提供了一种根据本发明第四方面的光拾取装置，其中光栅放置成使连接子光束对的直线垂直于三分光接收元件的分割线。
在本发明的第八方面中提供了一种根据本发明第一方面的光拾取装置，其中光接收部分包括：
一对四分光(four-division)接收元件，其用于接收第一高阶光束以产生聚焦误差信号；和
两对子光束光接收元件，相对于所述一对四分光接收元件中的每一个一对一对地设置，用于接收第二高阶光束以产生跟踪误差信号，
第一高阶光束由四分光接收元件的连续的三个光接收区接收；并且
用于接收由第一激光束产生的第一高阶光束的连续的三个光接收区与用于接收由第二激光束产生的第一高阶光束的接收区局部不同。
在本发明的第九方面中提供了一种根据本发明第一和第八方面任意之一的光拾取装置，其中光发射部分放置成使连接第一和第二光发射源的光发射点的直线垂直于在其上提供了光接收部分的表面。
                       附图说明
图1是根据本发明第一实施例的光拾取装置的主透视图。
图2是单片激光二极管的剖面图。
图3是单片激光二极管30的子托架(sub-mount)图。
图4是两个波长的混合型的激光器件的配置图。
图5是光栅的结构图。
图6是全息光栅的结构图。
图7是根据本发明第一实施例的光拾取装置的配置图；
图8是构建根据第一实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图9是三光束法的操作图示。
图10是光束尺寸法的操作图示。
图11是构建根据第二实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图12是示出第二实施例的反射镜的透视图。
图13是示出再现DVD时用以构建根据本发明第三实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图14是示出再现CD时用以构建根据本发明第三实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图15是示出第三实施例的反射镜的平面图。
图16是示出再现DVD时用以构建根据本发明第四实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图17是示出再现CD时用以构建根据本发明第四实施例的光拾取装置的光接收/发射部分的平面图。
图18是根据相关技术的光拾取装置的配置图。
                       具体实施方式
下面通过使用作为实例的一种光拾取装置来描述本发明的实施例，该光拾取装置用于再现具有不同读出波长的DVD和CD或CDR。顺便说明，要再现的记录介质并不限于上述记录介质，而本发明可应用于再现读出波长彼此不同的多种光盘的任何光拾取装置。
图1是根据本发明第一实施例的光拾取装置200的主透视图，且光拾取装置200的配置将根据该图进行描述。
光拾取装置200包括：半导体激光器件60，它是用于发射具有不同波长的第一和第二激光束的光发射部分；反射镜61，其用于反射从半导体激光器件60发射的激光束以把激光束导向光盘65；光栅62，其用于由反射镜61反射的激光束产生用于跟踪误差生成的一对子光束；全息光栅63，其用于透射由反射镜61反射的激光束以把激光束引导至光盘65并且还由光盘65的信息记录面反射的激光束产生+第一阶光(+first-order light)和-第一阶光(-first-order light)并改变焦距以把激光束引导至作为光接收部分的一对第一和第二光检测部分70、75；以及物镜64，其用于聚集激光束以在信息记录面上形成适当的光束点。
顺便说明，在根据第一实施例的光拾取装置200中，构建在半导体衬底71上、包括作为光发射部分的半导体激光器件60和作为光接收部分的第二光检测部分70、75的光接收/发射部分80，在基本上垂直于物镜光轴的平面上提供的光栅62，以及与光栅62具有预定的距离且基本上平行于光栅62而设置的全息光栅63以预定的位置关系固定在盒中以形成一体，利于装配过程。
光接收/发射部分80包括：大致在半导体衬底71的中心提供的半导体激光器件60；具有三棱柱形状在半导体激光器件60的前面提供的反射镜61，以便把半导体激光器件60向图中的+z方向发射的激光束变换为向着垂直于半导体衬底71的方向的入射光；第一光检测部分70，其包括一个三分检测器72和一对子检测器73a、73b，其中三分检测器72作为三分光接收元件，用于接收在半导体激光器件60的一侧(图中的+Y方向)的激光束的+第一阶光的主光束以通过光束尺寸法产生聚焦误差信号，一对子检测器73a、73b用于接收在三分检测器72的两侧(图中平行于轨迹的Z方向)的+第一阶光的子光束以通过三光束法产生跟踪误差信号；和第二光检测部分75，其包括另一个三分检测器76和一对子检测器77a、77b，其中三分检测器76用于接收在半导体激光器件60的另一侧(图中的-Y方向)的激光束的-第一阶光的主光束，而一对子检测器77a、77b用于接收在三分检测器76的两侧(图中的z方向)的-第一阶光的子光束。三分检测器72和76包括如图所示分成三个部分的光接收区72a、72b、72c和76a、76b、76c，并且它们放置成使这些分割线平行于连接下述的半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的直线的方向(图中的Y方向)。
另外，半导体激光器件60是用于发射两个波长的单片激光二极管30，它们是具有读取DVD的650nm波长的第一激光束和具有读取CD和CDR的780nm波长的第二激光束。参考图2和3将描述激光二极管的结构。图2是单片激光二极管30的截面图而图3是单片激光二极管30的子托架图。
如图2所示，单片激光二极管30具有如结构，在该结构中，n型AlXGaYIn1-X-YP层33、AlXGaYIn1-X-YP活动层34、和P型AlXGaYIn1-X-YP层35被层叠在GaAs衬底31上，其外部尺寸约为300μm×400μm×100至200μm，并且作用为发射波长650nm的第一激光束的第一光发射源的第一光发射部分36在活动层34的中心形成，另外，n型AlXGa1-XAs层37、AlXGa1-XAs活动层38和P型AlXGa1-XAs层39被层叠并且作用为发射波长780nm的第二激光束的第二光发射源的第二光发射部分40在活动层38的中心形成，并且约4μm厚的两个活动层34、48由隔离沟槽32隔离。因此，第一光发射部分36和第二光发射部分40具有由隔离沟槽32隔开100μm的结构。
在单片激光二极管30中，公用电极41在GaAs衬底31的底侧形成，而Au电极42、43分别在第一和第二光发射源36、40的顶侧形成。如图3所示，单片激光二极管30以置于硅片44上的子托架的形式用作半导体激光器件60，在硅片44上形成用于第一光发射源36的Au电极45和用于第二光发射源40的Au电极46。即，具有方向朝上的公用电极41的单片激光二极管30置于硅片44上，相应地，Au电极42焊接在用于第一光发射源36的Au电极45上而Au电极43焊接在用于第二光发射源40的Au电极46上，且引线(未示出)焊接在公用电极41和两个Au电极45和46上以供使用。
然后，当预定电压加到公用电极41和Au电极45之间时，光发射窗47发射波长为650nm的第一激光束，并且当预定电压加到公用电极41和Au电极46之间时，光发射窗48发射波长为780nm的第二激光束。
除了由单片激光二极管30构建之外，半导体激光器件60还可由图4所示的混合型的两个波长的激光器件构成，这样，通过用选择性生长方法而在一单片上制造两种不同类型的活动层可以输出两个波长的激光束。在该混合型的两个波长的激光器件中，单独构建的具有第一光发射源50的第一半导体激光器件51和具有第二光发射源52的第二半导体激光器件53置于Si衬底56上，在Si衬底56上，电极54、55通过专用装配设备形成并且通过热熔的方式固定。随后，Au导线接在第一半导体激光器件51和第二半导体器件53的顶部形成的两个电极54、55和电极57、58上以供使用。与上述单片激光二极管30相比，该混合型激光器件难以缩短第一光发射源50和第二光发射源52之间的距离并且还难以保持距离精度。但在本发明中，混合型的两个波长的激光器件仍然是一个目标。
下面参考图5和6将描述用于构成全息单元100的光栅62和全息光栅63的结构。如图5所示，光栅62基本上平行于连接半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的直线，并由在垂直方向上(也就是图中的Z方向上)具有固定间隔(约5μm)的衍射光栅构成。
如图6所示，全息光栅63由向垂直于连接第一和第二光发射源36、40的直线方向弯曲的衍射光栅构成。从第一光发射源36向第二光发射源40(图中的-Y方向)，该衍射光栅的间隔从约1μm到约2μm连续变化。利用这种全息光栅63，由全息光栅63产生的+第一阶光和-第一阶光的焦距可彼此不同。因此，如图1所示，激光束的+第一阶光聚焦在f1的位置上以在第一光检测部分70上形成光束点，而激光束的-第一阶光聚焦在f2的位置上以在第二光检测部分75上形成光束点。随后，当适当地进行聚焦伺服调节时，在第一光检测部分70上形成的光束点的尺寸等于第二光检测部分75上的光束点尺寸。
如上所述，在该实施例中，聚焦伺服调节通过光束尺寸法实施而跟踪伺服调节通过三光束法实施。
接着参考图7和8将描述再现作为记录介质的DVD和CD时的操作。图7是根据本发明第一实施例的光拾取装置200的配置图，并且诸如半导体激光器件60的驱动电路、光盘确定电路等的电子电路与基于相关技术的电路完全相同，因而被省略。根据第一实施例的光拾取装置200被构建为执行与相关技术相同的光盘确定并根据光盘确定结果有选择地只驱动半导体激光器件60的光发射源之一，这样就不会在同一时间形成第一激光束的光路和第二激光束的光路。在半导体激光器件60中，如上所述，用于发射波长为650nm的第一激光束的第一光发射源36和用于发射波长为780nm的第二激光束的第二光发射源40在同一晶片上形成，距离约为100μm，因此第一激光束的光路(图中以虚线示出)实际上与第二激光束的光路(图中以实线示出)并不精确匹配，且光路形成有一些偏差。
因此，在说明书的附图中，通过描述同一个图中的所有光路能够容易地理解本发明的解释，这些光路是：第一和第二激光束的入射光Ld、Lc的光路，由信息记录面反射的第一和第二激光束的返回光Ldr、Lcr的光路，由全息光栅63衍射为+第一阶光的第一和第二激光束的返回光Ldr1、Lcr1的光路，以及由全息光栅63衍射为-第一阶光的第一和第二激光束的返回光Ldr2、Lcr2的光路。
图8是光接收/发射部分80的平面图，而且，通过在同一附图上描述再现DVD时第一和第二光检测部分70、75上形成的光束点以及在再现CD时形成的光束点并且以带有斜线的圆形标记表示第一激光束的光束点而以带有十字交叉线的圆形标记表示第二激光束的光束点，本发明的解释可被容易地理解。
在再现DVD的光盘65的情况下，由半导体激光器件60发射的第一激光束的入射光Ld(在图中以虚线表示)由反射镜61反射以经过光栅62和全息光栅63入射到物镜64上。物镜64把第一激光束聚集在光盘65的信息记录面D上。随后，由DVD的信息记录面D反射的第一激光束的返回光Ldr经过物镜64入射到全息光栅63。
全息光栅63分别在第一光检测部分70的三分检测器72上形成作为第一激光束的折射的+第一阶光的返回光Ldr1的主光束Md1，并在一对子检测器73a、73b上形成返回光Ldr1的一对子光束点Sd1a、Sd1b。全息光栅63分别在第二光检测部分75的三分检测器77上形成作为第一激光束的折射的-第一阶光的返回光Ldr2的主光束点Md2，并在一对子检测器77a、77b上形成返回光Ldr2的一对子光束点Sd2a、Sd2b。
另一方面，在再现CD的光盘65的情况下，从半导体激光器件60发射的第二激光束的入射光Lc(在图中以实线表示)由反射镜61反射以便经过光栅62和全息光栅63入射到物镜64。物镜64把第二激光束聚集在光盘65的信息记录面C上。随后，由CD的信息记录面C反射的第二激光束的返回光Lcr经过物镜64入射到全息光栅63。全息光栅63分别在第一光检测部分70的三分检测器72上形成作为第二激光束的折射的+第一阶光的返回光Lcr1的主光束点Mc1，并在一对子检测器73a、73b上形成返回光Lcr1的一对子光束点Sc1a、Sc1b。全息光栅63分别在第二光检测部分75的三分检测器77上形成作为第二激光束的折射的-第一阶光的返回光Lcr2的主光束点Mc2，并在一对子检测器77a、77b上形成返回光Lcr2的一对子光束点Sc2a、Sc2b。
如图8所示，第一激光束的+第一阶光的每个光束点Md1、Sd1a、Sd1b和第二激光束的+第一阶光的每个光束点Mc1、Sc1a、Sc1b在第一光检测部分70上形成。此时，第一激光束与第二激光束的波长不同，因而全息光栅63中的衍射角不同，并且具有780nm较长波长的激光束以大角度衍射。半导体激光器件60的第一光发射源36和第二光发射源40在Y方向上间隔形成，因此，第一激光束的每个光束点Md1、Sd1a、Sd1b和第二激光束的每个光束点Mc1、Sc1a、Sc1b在Y方向上分别彼此间隔形成。类似地，第一激光束的-第一阶光的每个光束点Md2、Sd2a、Sd2b和第二激光束的-第一阶光的每个光束点Mc2、Sc2a、Sc2b在第二光检测部分75上形成，并且在Y方向上彼此偏离间隔地形成。
因此，与利用具有一个光源或使用混合棱镜的光拾取装置所构建的基于相关技术的系统相比，构建根据第一实施例的光接收/发射部分80的第一和第二光检测部分70、75被构建成增加了Y方向上的光接收面积。
下面根据图9和10将描述在第一实施例中使用的三光束法和光束尺寸法。图9是三光束法的操作图示，而图10是光束尺寸法的操作图示。
如图9所示，在三光束法中，两个子光束点S1、S2在相对于主光束点M的相反方向上分别偏移Q。偏移量Q被设置为约为轨迹间距P的四分之一。每个子光束点S1、S2的反射光入射到全息光栅63。全息光栅63例如分别在子检测器73a、73b检测第一激光束的+第一阶光的每个子光束点Sd1a、Sd1b，并且分别在子检测器77a、77b检测第一激光束的-第一阶光的每个子光束点Sd2a、Sd2b。随后，在假设每个子检测器73a、73b、77a、77b的检测信号分别是G、H、J、K时，跟踪误差TE信号由(G+J)-(H+K)获得。
用于执行光束尺寸法的三分检测器72、76放置成使分割线平行于连接半导体激光器件60的第一光发射源36和第二光发射源40的直线，而且主光束的光束点分别在三分检测器72、76的中心形成。如图10所示，光束尺寸法是一种通过在三分检测器72、76上形成的一对光束点的光束尺寸来检测聚焦误差FE信号的方法。
例如，在假设三分检测器72、76的每个分割区72a、72b、72c、76a、76b、76c的检测信号是A、B、C、D、E、F时，聚焦误差FE信号通过(A+C+E)-(B+D+F)获得。
举例来说，以第一激光束为例，一对三分检测器72、76设置每个分割区以使+第一阶光的主光束Md1在分割区72a、72c的检测信号之和(A+C)与-第一阶光的主光束Md2在分割区76b的检测信号E相同，并设置每个分割区以使-第一阶光的主光束Md2在分割区76a、76c的检测信号之和(D+F)与+第一阶光的主光束Md1在分割区72b的检测信号B相同，因而当实现聚焦时，如图10B所示，具有相同尺寸的光束点被施加到一对三分检测器72、76，使得(A+C+E)和(D+F+B)彼此相同并且聚焦误差信号为“0”。
当没有实现聚焦时，如图10A或图10C所示，-第一阶光的主光束Md2的光束点尺寸与+第一阶光的主光束Md1的光束点尺寸不同并且两者都被施加而相应地产生聚焦误差FE信号。随后，根据在三分检测器72、76的每个分割区72a、72b、72c、76a、76b、76c上形成的光束点尺寸而把电信号施加到解调电路和检错电路。
顺便说明，使用(A+C+E)-(D+F+B)作为聚焦误差信号的原因将在下面描述。
如上所述，全息光栅63把激光束的+第一阶光聚焦在焦距为f1的位置以在第一光检测部分70上形成+第一阶光的光束点，并且把激光束的-第一阶光聚焦在f2以在第二光检测部分75上形成-第一阶光的光束点，并且形成的两个光束点的尺寸相同。但是，例如由于全息单元120和光接收/发射部分80之间的位置关系或者是与全息光栅63的设置有关的误差，存在第一光检测部分70上形成的光束点尺寸与第二光检测部分75上的光束点尺寸不同的情况。甚至在两个光束点尺寸彼此有些不同的情况下，由于用以执行互易操作的一对三分检测器72、76的一部分光接收区的检测信号可被相互捕获以便设置为聚焦误差信号的偏压，因而也可提高制造或设计误差的裕量。
如上所述，由于基于第一实施例的光拾取装置200包括：
作为光发射部分的半导体激光器件60，用于发射波长彼此不同的第一和第二激光束；
作为光接收部分的第一和第二光检测部分70、75，其中Y方向上的光接收区被增大了一些；以及
全息单元90，其包括光栅62和全息光栅63，
因而可实现对应于两个波长且不必使用混合棱镜就能实现小型化的光拾取装置。
下面参考图11和12将描述根据本发明第二实施例的光拾取装置200。第二实施例与第一实施例的不同之处在于构建光接收/发射部分80的半导体激光器件60相对于半导体衬底71而倾斜于X方向。例如，如图12所示，半导体激光器件60的第一光发射源36一侧相对于半导体衬底71而倾斜于X方向。第二实施例的其它配置与第一实施例相同。
由于根据第二实施例的光拾取装置200用相对于半导体衬底71而倾斜于X方向的半导体激光器件60来构建，如图11所示，因此第一激光束的+第一阶光的主光束Md1和第二激光束的+第一阶光的主光束Mc1在沿着Z方向的彼此相反的方向上偏离三分检测器72的中心的位置上形成光束点。类似地，第一激光束的-第一阶光的主光束Md2和第二激光束的-第一阶光的主光束Mc2在沿着Z方向的彼此相反的方向上偏离三分检测器76的中心的位置上也形成光束点。
也就是说，依然如图11所示，第一激光束的Md1和Md2在沿着Z方向在相同方向上以相同的距离偏离三分检测器72、76的中心，类似地，第二激光束的Mc1和Mc2在沿着Z方向在相同方向上以相同的距离偏离三分检测器72、76的中心。但是，如上所述，聚焦误差信号通过计算(A+C+E)-(D+F+B)而产生，因此，由于光束点的位置偏移而引起的位移可以彼此抵销，并可获得适当的聚焦误差信号。
由于根据第二实施例的光拾取装置200可把半导体激光器件60的第一或第二光发射源36、40的位置安排在与反射镜61表面的对角线上，因此可以缩短反射镜61的Y方向上的宽度。相应地，右和左第一和第二光检测部分70、75可被布置与半导体激光器件60和反射镜61侧面更接近，因此，与第一实施例相比，光接收/发射部分80的宽度(Y方向上)可以减小。
接着，参考图13到15将描述根据本发明第三实施例的光拾取装置200。图13和14是光接收/发射部分110的平面图。图13表示第一激光束的来自光盘的返回光的+第一阶光和-第一阶光的每个光束点Md1、Sd1a、Sd1b、Md2、Sd2a和Sd2b被接收至光接收/发射部分110的情况。图14表示第二激光束的来自光盘的返回光的+第一阶光和-第一阶光的每个光束点Mc1、Sc1a、Sc1b、Mc2、Sc2a和Sc2b被接收至光接收/发射部分110的情况。图15是表示光接收/发射部分110上的半导体激光器件60和反射镜61的图。
第三实施例与第一实施例的不同之处在于半导体激光器件60放置成使半导体激光器件60位于垂直于半导体衬底91的方向上，因此，从半导体激光器件60发射的第一和第二激光束在相对于反射镜61表面的纵向(图中的X方向上)对齐和设置。结果，第三实施例的光接收/发射部分110在配置上不同于第一实施例的光接收/发射部分80。第三实施例的其它部分与第一实施例相同。
在该实施例中使用的光接收/发射部分110具有如下结构，其中如图15所示，半导体激光器件60以相对于半导体衬底91倾斜90°来放置，并且三棱柱形的反射镜61放置在半导体激光器件60之前，且如图13或图14所示，包含两个三分检测器92、93以及在三分检测器92、93两侧(Z方向)的一对子检测器94a、94b的第一光检测部分95被置于半导体激光器件60的一侧(图中右侧的Y方向)，而包括两个三分检测器96、97以及在三分检测器96、97两侧(Z方向)的一对子检测器98a、98b的第二光检测部分100被置于半导体激光器件60的另一侧(图中左侧的Y方向)。
例如，在再现DVD的情况下，如图13所示，由全息光栅63衍射的第一激光束的+第一阶光的主光束Md1被施加到一个三分检测器92，而一个子光束Sd1a被施加到子检测器94a，且另一个子光束Sd1b被施加到另一个三分检测器93。由全息光栅63衍射的第一激光束的-第一阶光的主光束Md2施加到一个三分检测器96，而一个子光束Sd2a施加到子检测器98a，且另一个子光束Sd2b施加到另一个三分检测器97。用于接收第一激光束的+第一阶光和-第一阶光的主光束的左右一对三分检测器92、96的分割线设置成平行于相对于连接半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的直线的垂直方向。因此，第一激光束的+第一阶光和-第一阶光的主光束在三分检测器92、96的中心形成光束点。
另一方面，在再现CD的情况下，如图14所示，由全息光栅63衍射的第二激光束的+第一阶光的主光束Mc1施加到一个三分检测器93，而一个子光束Sc1a施加到另一个三分检测器92，且另一个子光束Sc1b施加到另一个子检测器94b。另外，由全息光栅63衍射的第二激光束的-第一阶光的主光束Mc2被施加到一个三分检测器97，而一个子光束Sc2a施加到另一个三分检测器96，且另一个子光束Sc2b施加到另一个子检测器98b。用于接收第二激光束的+第一阶光和-第一阶光的主光束的左右一对三分检测器93、97的分割线设置成平行于相对于连接半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的直线的垂直方向。因此，第二激光束的+第一阶光和-第一阶光的主光束在三分检测器93、97的中心形成光束点。
接着将描述在本实施例中的各种信号的计算方法。
在再现DVD的情况下，如图13所示，如第一实施例所述的，+第一阶光和-第一阶光的主光束Md1、Md2施加到三分检测器92、96，通过三分检测器92、96的每个检测信号A、B、C、D、E、F可把(A+C+E)-(D+F+B)用作聚焦误差FE信号。
另外，+第一阶光的一个子光束Sd1b施加到一个三分检测器93，因此，三分检测器93的每个接收区93a、93b和93c的检测信号L、M和N的计算及求和结果可被看作是对应于接收另一个子光束Sd1a的子检测器94a的子检测器的输出。类似地，-第一阶光的一个子光束Sd2b施加到一个三分检测器97，因此，三分检测器97的每个接收区97a、97b和97c的检测信号P、S和T的计算及求和结果可被看作是对应于接收另一个子光束Sd2a的子检测器98a的子检测器的输出。由此可通过(G+J)-((L+M+N)+(P+S+T))获得跟踪误差TE信号。
另一方面，在再现CD的情况下，如图14所示，+第一阶光和-第一阶光的主光束Mc1、Mc2施加到了三分检测器93、97，因此通过三分检测器93、97的每个检测信号L、M、N、P、S、T可把(L+N+S)-(P+T+M)用作聚焦误差FE信号。
另外，+第一阶光的一个子光束Sc1a施加到一个三分检测器92，所以，三分检测器92的每个接收区92a、92b和92c的检测信号A、B和C的计算及求和结果可被看作是对应于接收另一个子光束Sc1b的子检测器94b的子检测器的输出。类似地，-第一阶光的一个子光束Sc2a施加到一个三分检测器96，因此，三分检测器96的每个接收区96a、96b和96c的检测信号D、E和F的计算及求和结果可被看作是对应于接收另一个子光束Sc2b的子检测器98b的子检测器的输出。由此可通过((A+B+C)+(D+E+F))-(G+J)获得跟踪误差TE信号。
根据第三实施例的光拾取装置200，由于半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的位置被安排在相对于反射镜61表面的纵向方向上，所以反射镜61的横向宽度与第二实施例相比还可进一步缩短。相应地，由于左右第一和第二光检测部分95、100可进一步接近半导体激光器件60和反射镜61侧面，因此光接收/发射部分110的Y方向上的宽度与第一实施例相比可被显著地缩短。
接着参考图16和17将描述根据本发明第四实施例的光拾取装置200。图16和17是光接收/发射部分150的平面图，并且图16表示第一激光束的来自光盘的返回光的+第一阶光和-第一阶光的每个光束点Md1、Sd1a、Sd1b、Md2、Sd2a和Sd2b被接收的情况，而图17表示第二激光束的来自光盘的返回光的+第一阶光和-第一阶光的每个光束点Mc1、Sc1a、Sc1b、Mc2、Sc2a和Sc2b被接收至光接收/发射部分150的情况。顺便说明，半导体激光器件60和反射镜61在光接收/发射部分150上的排列与图15的情况相同。
第四实施例是上述第三实施例得到改进的例子。与第三实施例类似，半导体激光器件60放置成使半导体激光器件60位于相对于半导体衬底71的垂直方向上，因此，从半导体激光器件60发射的第一和第二激光束在相对于反射镜61表面的纵向(图中的X方向上)对齐和设置。如图16和17所示，光接收/发射部分150具有以90°倾斜放置半导体激光器件60的结构，并且三棱柱形的反射镜61位于半导体激光器件60前部，并且包括四分检测器132以及在四分检测器132两侧(Z方向上)上的一对子检测器133a、133b的第一光检测部分130放置于半导体激光器件60的一侧(图中右侧的Y方向上)，而包括四分检测器136以及在四分检测器136两侧(Z方向上)上的一对子检测器137a、137b的第二光检测部分135放置于半导体激光器件60的另一侧(图中左侧的Y方向上)。
四分检测器132和136分别包括如图所示分别被分成四个部分的光接收区132a、132b、132c、132d和136a、136b、136c、136d。分割线布置于相对于连接半导体激光器件60的第一和第二光发射源36、40的直线方向的垂直方向上(图中的Y方向上)。
例如，在再现DVD的情况下，如图16所示，由全息光栅63衍射的第一激光束的+第一阶光的主光束Md1施加到四分检测器132的连续排列的三个光接收区132a、132b和132c上，一个子光束Sd1a施加到子检测器133a，且另一个子光束Sd1b施加到子检测器133b。另外，由全息光栅63衍射的第一激光束的-第一阶光的主光束Md2施加到四分检测器136的连续排列的三个光接收区136a、136b和136c上，而一个子光束Sd2a施加到子检测器137a，且另一个子光束Sd2b施加到子检测器137b。
另一方面，在再现CD的情况下，如图17所示，由全息光栅63衍射的第一激光束的+第一阶光的主光束Mc1施加到四分检测器132的连续排列的三个光接收区132b、132c和132d上，而一个子光束Sc1a施加到子检测器133a，且另一个子光束Sc1b施加到子检测器133b。另外，由全息光栅63衍射的第一激光束的-第一阶光的主光束Mc2施加到四分检测器136的连续排列的三个光接收区136b、136c和136d上，而一个子光束Sc2a施加到子检测器137a，且另一个子光束Sc2b施加到子检测器137b。
接着将描述在该实施例中的各种信号的计算方法。
在再现DVD的情况下，如图16所示，主光束Md1施加到四分检测器132的三个光接收区132a、132b和132c上并且主光束Md2施加到四分检测器136的三个光接收区136a、136b和136c上，所以，利用四分检测器132、136的每个检测信号A、B、C、L、M、N可把(A+C+M)-(L+N+B)用作聚焦误差FE信号。另外，与第一实施例类似，通过(G+J)-(H+K)可获得跟踪误差TE信号。
另一方面，在再现CD的情况下，如图17所示，主光束Mc1施加到四分检测器132的三个光接收区132b、132c和132d并且主光束Mc2施加到四分检测器136的三个光接收区136b、136c和136d，所以，利用四分检测器132、136的每个检测信号A、B、C、L、M、N可把(B+D+N)-(M+S+C)用作聚焦误差FE信号。另外，与第一实施例类似，通过(G+J)-(H+K)可获得跟踪误差TE信号。
与第三实施例类似，根据第四实施例的光拾取装置200，光接收/发射部分150的Y方向的宽度与第一实施例相比被减少，并且进而与第三实施例相比，光接收区的面积也可减少且实现进一步的小型化。
根据本发明，对于发射分别具有不同波长的第一和第二激光束并能够读取彼此具有不同读出波长的多个记录介质的光拾取装置来说，一种光学系统被紧密集成且实现了光拾取装置的小型化，而且光接收元件复用于第一和第二激光束的读取，因而可减少部件数，进而降低成本。

Claims (8)

1.一种光拾取装置，能够读出具有彼此不同的读出波长的两个记录介质中的信息，包括：
光发射部分，其包括用于发射第一激光束的第一光发射源和用于发射波长不同于第一激光束的第二激光束的第二光发射源，第二光发射源与第一光发射源一体形成且与第一光发射源相邻放置，该光发射部分被控制以便有选择地发射作为激光束的第一或第二激光束；
光栅，其用于衍射激光束来产生一对子光束；
全息光栅，其用于由记录介质反射的激光束产生第一高阶光束并且由该记录介质反射的子光束对产生第二高阶光束；以及
光接收部分，用于接收第一和第二高阶光束以产生聚焦误差信号和跟踪误差信号，该光接收部分包括：
第一对三分光接收元件；
第二对三分光接收元件；
第一对子光束光接收元件；以及
第二对子光束光接收元件；
当第一激光束作为激光束从光发射部分发射时，
第一对三分光接收元件接收第一高阶光束以产生聚集误差信号；
第一对子光束光接收元件接收由子光束对之一产生的第二高阶光束；
第二对三分光接收元件接收由另一对子光束产生的第二高阶光束；并且
第一对子光束光接收元件和第二对三分光接收元件产生跟踪误差信号；并且
当第二激光束从光发射部分发射时，
第一对三分光接收元件接收由子光束对之一产生的第二高阶光束；
第二对三分光接收元件接收第一高阶光束以产生聚集误差信号；
第二对子光束光接收元件接收由另一对子光束产生的第二高阶光束；并且
第一对三分光接收元件和第二对子光束光接收元件产生跟踪误差信号。
2.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，聚焦误差信号通过光束尺寸法产生；并且
跟踪误差信号通过三光束法产生。
3.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，所述第一对子光束接收元件中的两个子光束接收元件分别位于第一对三分光接收元件的两侧；所述第二对子光束接收元件中的两个子光束接收元件分别位于第二对三分光接收元件的两侧。
4.如权利要求3所述的光拾取装置，其中，每个三分光接收元件由两条平行分割线分成了三个光接收区；并且
每对子光束光接收元件在垂直于三分光接收元件的分割线的方向上对齐和设置。
5.如权利要求4所述的光拾取装置，其中，光发射部分放置成使连接第一和第二光发射源的光发射点的直线平行于三分光接收元件的分割线。
6.如权利要求4所述的光拾取装置，其中，全息光栅放置成使连接每一所述三分光接收元件的光接收部分上的第一高阶光束的各入射点的直线平行于三分光接收元件的分割线。
7.如权利要求4所述的光拾取装置，其中，光栅放置成使连接所述子光束对的直线垂直于三分光接收元件的分割线。
8.如权利要求1所述的光拾取装置，其中，光发射部分放置成使连接第一和第二光发射源的光发射点的直线垂直于在其上提供了光接收部分的表面。
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