CN1393862A

CN1393862A - 光拾取装置

Info

Publication number: CN1393862A
Application number: CN02124617A
Authority: CN
Inventors: 武田正
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: US20020196726A1; CN1198154C; JP2003006891A

Abstract

本发明提出一种光拾取装置的方案，它不会产生不需要的衍射光，利用配置在共用光路上的衍射光栅，使得不同波长的激光产生衍射，从而能生成3束光束。对于配置在从光拾取装置1的双波长光源10发射的激光L1、L2其共用光路上的、用于生成3束光束的衍射光栅2，在光源侧形成仅使得长波长侧激光L1产生衍射的第1衍射光栅面21，而在另一侧形成仅使得短波长侧激光L2的产生衍射的第2衍射光栅面22。故不会产生不需要的衍射，由于能使得不同波长的激光L1、L2产生衍射而生成3束光束，故能提高各激光的利用效率，能够高精度地采用3光点法进行跟踪误差检测。

Description

光拾取装置

技术领域

本发明涉及应用在CD(压缩盘片)、DVD(数字化视频光盘)等光记录媒体重放中的光拾取装置，更详细地是涉及具备利用3光束法进行跟踪误差检测用的衍射光栅的光拾取装置。

作为光拾取装置，已知一种称为双波长光拾取装置的装置，它具备DVD重放用的650nm频带的激光二极管和CD-R重放·记录用的780nm频带的激光二极管。这种形式的光拾取装置，例如，在特开平10-340472号公报有所揭示。

如该公开公报所揭示，在双波长光拾取装置中，为了使其小型化、紧凑化，使得共有各激光的光学系统以获得光学元件的共用化。例如，将分离从激光二极管发射的激光束和从光记录媒体返回的激光的分光器设置在共用的光路上，利用形成在其表面的第1半反射面分离DVD重放用的第1的激光、利用形成在其里面的第2半反射面分离CD-R重放用的第2激光。

这里，在上述公开公报所揭示的双波长光拾取装置中，以一束一点方式进行跟踪误差检测。但是，为了与称之为CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM的记录型媒体相对应，以及为了提高检测的稳定性，希望以利用激光通过衍射光栅形成的3束光束的3光点方式进行跟踪误差检测。

这时，为了将波长不同的激光分别衍射成3束光束，可以考虑添加两个衍射光栅。但，在将两个激光二极管装在一个组件内的双波长光拾取装置中，因两个激光二极管的发光点位置极为靠近，所以双方的激光通过共用的光路引至光记录媒体上。其结果，双方的激光必然会通过两个衍射光栅，故产生如下的问题。

首先，各波长的激光分别经受两次衍射作用，故产生不需要的衍射光。因此，跟踪误差检测所需的3束光束的光强下降，在受光元件上，由各激光的3束光束形成的三个光点的光强下降，不能高精度地检测。

另外，必需要使衍射光栅绕光轴旋转并调整其衍射方向，以使得3束光束在光记录媒体的合适位置上形成光点。但是，CD和DVD的光轨间距不同，另外，双方的激光受到两个衍射光栅的衍射作用。由此，即使将各衍射光栅绕光轴进行旋转调整并且使得在一方的光记录盘的适当位置上形成光点，而在另一方的光记录媒体的适当位置上，不能够形成由3束光束形成的光点。

再有，衍射光栅的衍射角度取决于波长，由被光记录媒体反射的激光返回光的3束光束形成的光点间隔，对于各激光都不相同。由此，使用具备一般推挽方式的分割型受光面的共用受光元件，不能接收各个波长的激光，而对于每个激光要配置受光元件，或者在使用具备分割型受光面的共用受光元件时，就要设法增加受光面的分割数。

发明内容

本发明的课题在于，鉴于上述问题提出一种光拾取装置，当由设置在共用光路上的衍射光栅使不同波长的激光衍射而生成3束光束时，能够避免不需要的衍射光的产生并且能抑制光利用效率降低。

另外，本发明的课题在于提出一种光拾取装置，当配置在共用光路上的衍射光栅使不同波长的激光衍射而生成3束光束时，能调整衍射光栅的衍射方向，以使得各个波长的3束光束能在光轨间距不同的光记录媒体的适当位置上形成光点。

再有，本发明的课题在于提出一种光拾取装置，该光拾取装置能够通过共用受光元件在适当的状态下，接收由配置在共用光路上的衍射光栅形成的不同波长的3束激光的从光记录媒体返回的光。

为解决上述课题，在本发明中，在光拾取装置具有发射第1激光的第1光源、发射比所述第1激光波长短的第2激光的第2光源、以及将从这些光源发射的第1激光及第2激光导向光记录媒体的共用光路，其特点在于，所述共用光路中具有从所述第1及第2光源的一侧起依次配置的第1衍射光栅及第2衍射光栅，所述第1衍射光栅使所述第1激光产生衍射并生成跟踪误差检测用的3束光束、而不使所述第2激光产生衍射并使其保持原样地透过，所述第2衍射光栅使所述第2激光产生衍射并生成跟踪误差检测用的3束光束、而不使所述第1激光产生衍射并使其保持原样地透过。

根据本发明，由于各波长的激光不会受到不需要的衍射作用，故不会产生不需的衍射光，因此，能抑制跟踪误差检测用的3束光束的光强下降。另外，由于衍射角大的、波长较长侧的第1衍射光栅位于光源侧，故与衍射角度小的、波长较短侧的第2衍射光栅位于光源侧的情况相比，能增大衍射光栅的光栅间距，衍射光栅的制作变得容易。

再有，由于各波长的激光不会受到不需要的衍射作用，故通过将各衍射光栅绕光轨进行旋转调整，从而能使由衍射形成的3束光的光点位置处于光记录媒体的适当位置上，另外，能容易地进行设定，以使得由共用的受光元件获得各波长的3束光束的来自光记录媒体返回光。

这里，最好，以光轴为中心在一体能够旋转的状态下支持所述第1以及第2衍射光栅，则能简便地调整光记录媒体上的光点形成位置及受光元件上的光点形成位置。

另外，也能够使得所述第1及第2衍射光栅为具备下述部分的单一的衍射光栅，即具备基板、形成在该基板的一面并作为所述第1衍射光栅发挥功能的第1衍射面、以及形成在所述基板的另一面并作为所述第2衍射光栅发挥功能的第2衍射面。

再有，也可以做成分别对于光轨间距不同的光记录媒体，为了使3束光束的光点形成在适当的位置上，可以使得形成于所述第1衍射光栅的衍射面上的光栅方向与形成于所述第2衍射光栅的衍射面上的光栅方向成一定角度。

其次，当具有用于接受各波长激光的返回光的共用受光元件时，可设定所述第1衍射光栅与所述第1光源间的距离、以及所述第2衍射光栅与所述第2光源间的距离，使各波长激光的返回光会聚到该共用受光元件上。

附图说明

图1表示应用本发明的光拾取装置的光学系统和概要构造图。

图2(a)、(b)及、(c)分别是表示图1的衍射光栅的剖面图、左侧视图以及右侧视图。

图3是用于说明由图1的光拾取装置的衍射光栅衍射的激光衍射角、以及会聚到共用受光元件上的返回光的入射角的说明图。

图4是表示重放不同种类的光记录媒体用的激光光点位置的说明图。

图5是表示对从不同种类的光记录媒体返回的光进行受光的共用受光元件的说明图。

符号说明

1光拾取装置、2衍射光栅、20基板、21第1衍射光栅面(第1衍射光栅)、22第2衍射光栅面(第2衍射光栅)、3分光器、4准直透镜、5物镜、6光记录媒体、6a记录面、7光轴调整元件、8共用受光元件、10双波长光源、11第1激光光源、12第2激光光源、81 主受光部、82与83副光束受光部、d1第1衍射光栅面的周期光栅的级差、d2第2衍射光栅面的周期光栅的级差、L0共用的光学系统、L1第1激光、L2第2激光、L1M第1激光的主光点、L2M第2激光的主光点、L1A与L1B第1激光的副光点、L2A与L2B第2激光的副光点、Lr1第1返回光、Lr2第2返回光、R1M第1返回光的主光点、R2M 第2返回光的主光点、R1A与R1B第1返回光的副光点、R2A与R2B第2返回光的副光点、θ第1衍射光栅面的周期光栅的方向与第2衍射光栅面的周期光栅的方向所形成的角度

具体实施形态

下面，参照附图，对应用本发明的光拾取装置的一例进行说明。

(全体结构)

图1为表示本示例的光拾取装置的光学系统的概要构造图。本例的光拾取装置1可对CD、CD-R、DVD等基板厚度及记录密度不同的多种光记录媒体进行信息的重放等，它具备：将发射波长为780nm频带的第1激光L1的第1激光二极管11与发射波为650nm频带的第2激光L2的第2激光二极管12收容在共用的组件中的双波长光源10；以及共用的光学系统Lo。

作为双波长光源10，可以采用在同一块半导体基板上形成双波长光源的平片型，或将个别芯片组装成的混合型。

在光学系统Lo中，配置着对从波长光源10发射的第1激光L1及第2激光L2进行衍射而生成3束光束的衍射光栅2、分离发射的激光L1、L2与它们的返回光Lr1、Lr2的平板状分光器3、使得由该分光器3导出的激光L1、L2变成平行光的准直透镜4、以及使由准直透镜4发射的激光L1、L2会聚到光记录媒体6的记录面6a上的物镜5。

另外，在共用光学系统Lo中，还配置着光轴调整元件7以及对返回光Lr1、Lr2进行受光用的共用受光元件8，所述光轴调整元件7校正在被光记录媒体6的记录面6a上反射后并通过分光器3的第1激光L1及第2激光L2的返回光Lr1、Lr2的光轴偏移。该共用的受光元件8是具备分割型受光面的差动推挽式的器件，相对于返回光Lr1、LR2的3束光束，该分割型受光面由主光束用的主受光部和两个副光束用的副光束受光部组成(参照图5)。

在这一结构的光拾取装置1中，当从作为光记录媒体6的CD-R重放信息等时，从第1激光光源11发射波长780nm的第1激光L1。该第1激光L1通过衍射光栅2导至共用光学系统Lo，并且通过物镜5在CD-R的记录面上会聚成光点，被CD-R的记录面反射的第1激光L1的返回光Lr1通过分光器3而聚光到共用受光元件8上，根据由共用受光元件8检测出的信号重放CD-R的信息。

对此，当从作为光记录媒体6的DVD重复信息等时，从第2激光光源12发射波长650nm的第2激光L2。该第2激光L2也通过衍射光栅2导至共用光学系统Lo，并且通过物镜5在DVD的记录面上会聚成光点，被DVD的记录面反射的第2激光L2的返回光Lr2通过分光器3而聚光到共用受光元件8上聚光。根据由共用受光元件8检测出的信号重放DVD的信息等。

(衍射光栅)

衍射光栅系用于为了通过3光束法(3光点法)进行跟踪误差检测，而对于从双波长光源10发射的长波长780nm的第1激光L1以及短波长650nm的第2激光L2的双方进行衍射并生成3束光束。

图2(a)、(b)及(c)分别是衍射光栅2的断面图、左侧视图及右侧视图。如这些图所示，衍射光栅2具备相对于使用波长为透明的基板20、形成在该基板20的一个面上的作为第1衍射光栅发挥功能的第1衍射光栅、以及形成在另一面上的作为第2衍射光栅发挥作用的第2衍射光栅面22。

第1衍射光栅面21是使长波长侧780nm的激光产生衍射而不使短波长侧的650nm的激光产生衍射并使其保持原样地透过的光栅面。反之，第2衍射光栅面22是使长波长侧780nm的激光不产生衍射并保持原样地透过而使短波长侧的650nm的激光产生衍射的光栅面。以第1衍射光栅面21朝着双波长光源10一侧的状态，将上述构造的衍射光栅2配置在各激光L1、L2的共用光路上。

另外，形成在第1衍射光栅面21上的周期光栅21a的方向与形成在第2衍射光栅面22上形成的周期光栅22a的方向构成预先设定的规定角度θ。

在典型的构造中，对于第1衍射光栅面21，在使短波长650nm的第2激光L2透过时，将其周期光栅21a的级差d1设定为2π，即设定成产生1个波长的光程差的尺寸。因此，第1衍射光栅面21使第2激光L2原样地直线入射，而使第1激光产生衍射。设短波长侧的第2激光的波长为λ2、基板的折射率为n时，该级差d1可由下式求得。

d1＝λ2/(n-1)

同样，对于第2衍射光栅面22，在长波长780nm的第1激光L1透过时，将其周期光栅22a的级差d2设定为2π，即设定成产生1个波长的光程差的尺寸。因此，第2衍射光栅面22使第1激光L1原样地直线入射而使第2激光L2产生衍射。设长波长侧的第1激光的波长为λ1，则级差d2则由下式求得。

d2＝λ1/(n-1)

在此，对于要将长波长侧的第1衍射光栅21配置在双波长光源10的一侧的理由进行说明。图3是表示由第1及第2衍射光栅面21、22衍射的激光的衍射角与会聚到共用受光元件8的返回光的入射角之间的关系的说明图。如该图所示，衍射光栅2对于从光源单元10发射的激光L1、L2，使其中的长波长侧的激光L1以衍射角α产生衍射、使其中的短波长侧的激光L2以衍射角β产生衍射。

将共用受光元件8配置在仅离双波长光源10距离D的光学位置上。在该共用受光元件8的受光面上，被光记录媒体6反射的激光L1的返回光Lr1以衍射角α为入射角入射。同样地，激光L2的返回光Lr2以衍射角β为入射角入射。

设第1衍射光栅面21的光栅间距为P1、设第2衍射光栅面22的光栅间距为P2，则这些衍射角α、β可作为满足下式的值求出。

sin(α×D)＝λ1×P1

sin(β×D)＝λ2×P2

若光栅间距P1和P2相同，则因波长长的激光L1的衍射角变大，所以返回光Lr1在共用受光元件8的入射角也变大。因此，与将第2衍射光栅面22配置在双波长光源10一侧的情况相比，如本例那样，将第1衍射光栅面21配置在光源10一侧的情况，则更能增大光栅间距P1及P2。

以下，作为构成衍射光栅2的基板20，通常可使用玻璃或光学组件。它们的折射率大致为1.5，故级差d1及d2能以下式表示。

d1＝λ2/0.5＝2×λ2

d1＝λ1/0.5＝2×λ1

如前所述，这些级差d1、d2为波长λ1、λ2的2倍。由于能使光栅间隔增大，故易于形成级差d1、d2，如此，衍射光栅2的制作也变得容易。

其次，与第1衍射光栅面21的周期光栅21a方向相对的第2衍射面22的周期光栅22a的方向，如前所述那样绕着光轴倾斜角度θ。其结果，相对于第1衍射光栅面21的长波长侧的激光L1的衍射方向，第2衍射光栅面22的短波长侧的激光L2的衍射方向为仅倾斜角度θ的方向。

根据不同种类的光记录媒体上光束的光点位置而设定该角度θ。图4为表示重放不同种类的光记录媒体用的激光光点位置的说明图。参照该图说明角度θ的设定方法。

将用于重放光记录媒体6的记录面6a上的长波长激光L1的3束光束的光点位置分别设为主光点L1M、在主光点L1M的右上方及右下方的第1副光点L1A以及第2副光点L1B，将短波长侧激光L2的3束光束的光点位置设为主光点L2M、在主光点L2M的右上方及右下的第1副光点L2A以及第2副光点L2B。

当长波长的激光L1与短波长的激光L2分别使得主光点L1M、L2M的中心重合时，则由于光轨间距不同，相对于第1激光L1的副光点L1A、L1B，第2激光L2的副光点L2A、L2B位于绕光轴倾斜角度θ的位置。

根据该角度θ，使衍射光栅2的第1衍射光栅面21的周期光栅21a的方向与第2衍射光栅面22的周期光栅22a的方向绕光轴倾斜成角度θ，故透过衍射光栅2的各激光L1、L2分别在光记录媒体6的适当位置上形成光点。结果，只要对衍射光栅2的第1或第2衍射光栅面21、22进行旋转调整，则就能对双方的衍射光栅面21、22进行调整。

同样，能调整形成在共用受光元件8的受光面上的3束光束的光点形成位置。图5为表示接受从不同种类的光记录媒体返回的光的共用受光元件8的说明图。如该图所示，差动推挽式共用受光元件8具备接受返回光的3束光束的主光束的4分割型主受光部81以及接受两个副光束的2分割型副受光部82、83。在主受光部81上，会聚第1返回光Lr1及第2返回光Lr2中的第1及第2主返回光点R1M及R2M，在副受光部82、83上，分别会聚第1副返回光点R1A、R1B及第2副返回光点R2A、R2B。

对于第1及第2返回光Lr1、Lr2，当使得激光的主返回光点R1M、R2M的中心一致时，则由于光记录媒体6的光轨间距不同，相对于第1激光Lr1的副返回光点R1A、R1B，第2激光的副返回光点R2A、R2B在绕光轴倾斜θ角度的位置上，由共用受光元件8受光。该角度θ、同衍射光栅2的第1衍射光栅面21的光栅方向与第2衍射光栅面22的光栅方向的角度相同。因此，能利用衍射光栅2使得返回光Lr1、Lr2聚集到共用受光元件8上。

这样，在光拾取装置1中，通过采用具备第1及第2衍射光栅面的衍射光栅2，从而能避免使从双波长光源10发射的长波长侧的第1激光L1及短波长侧的第2激光L2产生不需要的衍射，所以能提高各激光的利用效率。

另外，对于配置衍射光栅，将其其第1衍射光栅面21配置在双波长光源10一侧，因此，与将第2衍射光栅面22配置在双波长光源10一侧的情况相比，由于能够增大光栅间距，故衍射光栅制作变得容易。

再有，衍射光栅2对于第1衍射光栅面21，根据光拾取装置1重放的不同种类的光记录媒体6的光轨间距，预先使得第2衍射光栅面22倾斜规定角度，故能够简化衍射光栅2的旋转调整，同时，能使用共用的受光元件8。

而且，在上述的例中，衍射光栅2为在一片基板20的两面形成第1及第2衍射光栅面21、22的结构，而也能使只具备第1衍射光栅面21的第1衍射元件、与只具备第2衍射光栅面22的第2衍射元件分离开来。这时，为了容易地进行调整，通过共用的支持部件等支持这2个衍射元件，最好能够绕光轴一体地旋转。

另一方面，在上述的例子中，作为光源，具备两个激光光源，本发明对于具备三个以上激光光源的多光源型的光拾取装置也能适用。

如以上所说明的，本发明的光拾取装置中，如下述这样设计光栅面，在通过不同波长激光的共用光路上，从光源侧起配置第1及第2衍射光栅，第1衍射光栅只使得长波长侧的激光产生衍射，第2衍射光栅只使得短波长侧的激光产生衍射。

因此，根据本发明，能够防止配置在共用光路上的各衍射光栅使从光源发射出的各种波长激光反复产生衍射而产生不需要的衍射光，并且能够防止光利用效率的降低。

另外，由于将衍射长波长侧的激光的第1衍射光栅配置在激光光源侧，故能增大光栅间距。所以，衍射光栅变得易于制作。

再有，根据光拾取装置重放的不同种类光记录媒体的光轨间距，将第1及第2衍射光栅的周期光栅的方向仅错开规定的角度。由此，为了在各光记录媒体的适当位置上形成3束光束的光点而进行的衍射光栅的旋转调整，变得容易。

加上，通过设定各衍射光栅和各光源的距离，使得各波长激光的返回光会聚到共用的受光元件上，从而能在共用的受光元件的适当位置上形成各种波长的3束光束的返回光的光点。

Claims

1.一种光拾取装置，具有：发射第1激光的第1光源、发射波长较所述第1激光短的第2激光的第2光源、以及将从上述光源发射的第1激光及第2激光导向光记录媒体的共用光路，其特征在于，

在所述共用光路上，具有从所述第1及第2光源的一侧起依次配置的第1衍射光栅及第2衍射光栅，

所述第1衍射光栅使所述第1激光产生衍射并生成跟踪误差检测用的3束光束、而不使所述第2激光产生衍射并使所述第2激光保持原样地透过，

所述第2衍射光栅使所述第2激光产生衍射并生成跟踪误差检测用的3束光束、而不使所述第1激光产生衍射并使所述第1激光保持原样地透过。

2.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

在能够以光轴为中心成一整体旋转的状态下支持所述第1及第2衍射光栅。

3.如权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，

所述第1及第2衍射光栅为具备下述构造的单一的衍射光栅，即具备：基板；形成在所述基板的一个面上的、作为所述第1衍射光栅发挥功能的第1衍射面；以及形成在所述基板的另一个面上的、作为所述第2衍射光栅发挥功能的第2光衍射面。

4.如权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，

所述第1及第2衍射光栅分别形成在分立的两个衍射元件上，将所述两个衍射元件固定在共用的支持部件上。

5.如权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，

形成于所述第1衍射光栅的衍射面上的光栅的方向与形成于所述第2衍射光栅的衍射面上的光栅的方向成规定角度。

6.如权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，

对于所述第1衍射光栅，在设所述第2激光的波长为λ2、基板的折射率为n时，将所述第1衍射光栅的周期光栅的级差d1设定为d1＝λ2/(n-1)，对于所述第2衍射光栅，当设所述第1激光的波长为λ1时，将所述第2衍射光栅的周期光栅的级差d2设定为d2＝λ1/(n-1)。

7.如权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

具有接受第1及第2激光的、从所述光记录媒体返回的光的共用受光元件，

确定所述第1衍射光栅和所述第1光源的距离、所述第2衍射光栅和所述第2光源的距离，以使得所述第1以及第2激光的返回光分别会聚到所述共用受光元件上。