CN1981332A - 拾光器 - Google Patents

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CN1981332A
CN1981332A CNA2005800225409A CN200580022540A CN1981332A CN 1981332 A CN1981332 A CN 1981332A CN A2005800225409 A CNA2005800225409 A CN A2005800225409A CN 200580022540 A CN200580022540 A CN 200580022540A CN 1981332 A CN1981332 A CN 1981332A
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小野将之
西本雅彦
中森达哉
中西直树
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Abstract

一种拾光器，往光盘上汇聚主光束和至少2个子光束，并从各推挽信号检测出跟踪误差信号。第1子光束产生的推挽信号的相位与第2子光束产生的推挽信号的相位，实质上偏移180度。利用产生第1子光束(10)和第2子光束(11)的衍射光学元件(2)，对所述第1子光束(10)和第2子光束(11)的一部分提供相位差。

Description

拾光器
技术领域
本发明涉及拾光器，尤其涉及对光盘等信息记录媒体进行信息的记录、再现、擦除等的拾光器。
背景技术
(背景技术1)
作为这种拾光器的跟踪误差信号检测方法，JP-A-6194246中记载使用3光束的差动推挽法(DDP(Differential Push Pull))。
用图13说明此方法。
衍射光学元件102将来自半导体激光器101的出射光划分成3个光束后，准直透镜103和物镜105使其汇聚到光盘106上。于是，分束镜104使来自光盘106的反射光反射，并通过汇聚透镜107引导到光检测器108。这里，如图14所示，用上述3个光束，使主光束109、+1次光的子光束110、-1次光的子光束111排列在光盘106上的纹道的切线方向。图14中，X方向是垂直于光盘106的纹道的方向，Y方向是平行于光盘106的纹道的方向。
这里，使子光束110、111相对于主光束109汇聚的纹道T，配置在往半径方向偏移1/2纹道间距的位置。而且，如图15所示，由分别具有平行于纹道方向的划分线的对分光检测器112、113、114，接收主光束109、子光束110、111的反射光。于是，产生分别来自各对分光检测器112、113、114的差信号，即推挽信号MPP、SPP1、SPP2。
如上所述，子光束110和子光束111相对于主光束109往半径方向偏移1/2纹道间距，所以如图16所示，子光束110和子光束111的推挽信号SPP1、SPP2为相对于主光束的推挽信号MPP1相位偏移180度的信号。
因此，图15的电路通过进行式(1)的运算，能产生抵消因物镜偏移和/或光盘倾斜而发生的偏移信号的推挽信号。这里，将主光束109的光强度取为a、子光束110和子光束111的光强度取为b时，由式(2)给出系数k。
DPP＝MPP-k(SPP1+SPP2)    (1)
k＝a/(2b)                (2)然而，此DPP法
需要使子光束110和子光束111配置成相对于主光束109在光盘的半径方向(X方向)刚好错开1/2纹道间距，因而在用1个拾光器对纹道间距不同的多种光盘进行记录、再现时，成为问题。
(背景技术2)
作为解决此问题的方法，JP-A-10-162383中提出能用与上述背景技术1不同的方法抵消推挽偏移的光盘记录再现方法。
用图17说明此方法。由衍射光学元件102将图外的半导体激光器出射的光分成3个光束，并由物镜105使其汇聚到光盘106上。仅在有效光束的中央部形成衍射光学元件102的槽部102a。102b是平坦部，形成在衍射光学元件102的槽部102a的周围。
利用此结构，使槽部102a产生的子光束110和子光束111的束径比有效光束径(物镜105的孔径)小。因此，对衍射光学元件102的±1次光而言，物镜105对衍射的光的数值孔径实质上变小，但将衍射光学元件102的0次光设定成大于物镜105的孔径，所以在光盘106上形成由物镜105的数值孔径决定的衍射临界光束点。
如图18所示，在使用作为主光束109形成大小相对于纹道间距适当的光束点的光学系统的情况下，子光束110、111形成比纹道间距大的光束点。决定衍射光学元件102的槽部102a的半径，使取决于半径方向的开口率的光学截止频率大于纹道间距的空间频率，因而不能从作为子光束110、111的+1次光和-1次光得到跟踪误差信号(推挽信号)。
然而，由于得到物镜偏移等造成的偏移信号，利用上述式(1)的运算同样能消除偏移。据此，不发生纹道弯曲造成的调制信号，所以不必使子光束110、111配置成对光盘106的半径方向恰好偏移1/2纹道间距，可用1个拾光器再现纹道间距不同的多种光盘。
然而，使用上述图17的衍射光学元件102时，包含0次光的主光束109的光强度，在衍射光学元件102的槽部102a相对于平坦部102b减小衍射效率的份额，所以作为衍射光学元件102的外周部的平坦部102b的光强度相对较大。关于0次光的相位，槽部102a也相对于平坦部102b产生光相位差。因此，主光束109在光盘106上的汇聚光束形状变化，使记录再现特性变差。作为校正这点的方法，提出平坦部102b也设置衍射方向与中央部不同的衍射光栅，从而使0次光的强度分布和相位差均匀的方法。然而，没有利用该部分的衍射光(仅用0次光)，所以浪费光。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于不使光的利用效率降低，并能方便且低成本地校正利用推挽法的跟踪误差信号的偏移。
发明内容
为了达到上述目的，本发明具有以下特征。
第1本发明的拾光器，往光盘上汇聚主光束和至少2个子光束，并从各推挽信号检测出跟踪误差信号，第1子光束产生的推挽信号的相位与第2子光束产生的推挽信号的相位，实质上偏移180度。
第2本发明的拾光器，具有产生第1和第2子光束的衍射光学元件，利用此衍射光学元件对所述第1和第2子光束的一部分提供相位差。
第3本发明的拾光器，衍射光学元件对用平行于光盘纹道的方向的划分线划分第1子光束而得的实质上半个面、提供实质上90度相位差，并且对用平行于光盘纹道的方向的划分线划分第2子光束而得的实质上半个面中与第1子光束方不同的实质上半个面、提供实质上90度相位差。
第4本发明的拾光器，衍射光学元件在主光束通过的部分，不设置衍射功能产生单元。
第5本发明的拾光器，具有波长不同的至少2个光源，衍射光学元件具有从各光源出射的光束、产生主光束和至少2个子光束用的周期结构，所述周期结构可每一光源对第1子光束在用平行于光盘纹道的方向的划分线划分而得的实质上半个面、提供实质上90度相位差，并对第2子光束在用平行于光盘纹道的方向的划分线划分而得的实质上半个面中与第1子光束方不同的实质上半个面、提供实质上90度相位差。
第6本发明的拾光器，衍射光学元件由平行于光盘纹道方向的划分线、在所述光盘的半径方向划分成至少3个区，所划分的相互邻接的各区的周期结构的相位，相差实质上90度，并且所述划分线通过各子光束的中央部。
根据本发明，能对纹道间距不同的多种光盘不使光的利用效率降低，并方便且低成本地校正利用推挽法的跟踪误差信号的偏移。
附图说明
图1是示出本发明拾光器实施例1的结构的图。
图2是图1的拾光器的详图。
图3是示出图1的衍射光学元件的周期结构的概略图。
图4是示出图1的衍射光学元件的另一周期结构的概略图。
图5是图3的衍射光学元件造成的光盘上的光点的排列图。
图6是图4的衍射光学元件造成的光盘上的光点的排列图。
图7是图2的光检测器取得的信号波形的图。
图8是示出本发明拾光器实施例2的结构的图。
图9是示出图8的衍射光学元件的周期结构的概略图。
图10是示出图8的衍射光学元件的另一周期结构的概略图。
图11是图9的衍射光学元件造成的光盘上的光点的排列图。
图12是图10的衍射光学元件造成的光盘上的光点的排列图。
图13是背景技术1的拾光器的组成图。
图14是图13的拾光器在光盘上的光点的排列图。
图15是图13的拾光器中的光检测器的详图。
图16是图13的光检测器取得的信号波形的图。
图17是背景技术2的拾光器的关键部组成图。
图18是图17的拾光器在光盘上的光点的排列图。
具体实施方式
下面，说明本发明实施例。
实施例1
图1是本发明拾光器实施例1的组成图。衍射光学元件2将来自半导体激光器1的出射光分成主光束和2个子光束后，由准直透镜3变成实质上平行的光。然后，利用物镜5使其汇聚到光盘6上，并通过物镜5再次将反射光变成实质上平行的光，使其在分束镜4反射，而且用汇聚透镜7引导到光检测器8。
图2是示出光检测器2的结构的图。由具有平行于纹道方向(Y方向)的划分线的对分光检测器12、13、14、分别接收主光束和2个子光束。于是，得到来自各对分光检测器12、13、14的差信号推挽信号MPP、SPP1、SPP2。
这里，本实施例1中，衍射光学元件2中形成的周期结构有特征。图3示出该周期结构。衍射光学元件2的周期结构由光盘6的半径方向(X方向)的划分线D1和光盘1的纹道方向(Y方向)的划分线D2分成4个区17～20。而且，对其中的1个区17在X方向相邻的区18的周期结构的相位与区17的周期结构相差+90度，对与区18在Y方向相邻的区19在X方向相邻的区20的周期结构的相位与区19的周期结构相差+90度。
图3中，9是主光束，10、11是子光束。设定周期结构的间距，使得仅从图3中相互在X方向邻接的2个区(即区17和区18)产生2个子光束10、11中的一个子光束10，仅从与所述2个区17、18在Y方向相邻而且相互在X方向邻接的另2个区(即区19和区20)，产生另一子光束11。而且，构成Y方向的划分线D2成为子光束产生区的实质上中心。
由此，对周期结构产生的2个子光束中的一个子光束，在Y方向划分线D2划分的实质上半个面、提供实质上90度的相位差。对另一个子光束在划分线D2划分的实质上半个面中与所述一子光束不同的实质上半个面、提供实质上90度的相位差。
图3的结构也可代之以如图4所示，构成割开主光束9通过的区的周期结构，并配置产生这些子光束10、11的区17～20，使得形成子光束10、11不是实质上半个圆那样的圆的结构。做成图4的结构，则能抑制周期结构的主光束9的光量损耗，使主光束9的光利用效率提高。
图3的结构的衍射光学元件2产生的主光束9和子光束10、11，在光盘6上的光点为图5的形状。图4的结构的衍射光学元件2产生的主光束9和子光束10、11，在光盘6上的光点为图6的形状。
这些情况下，使用子光束10、11的推挽信号SPP1、SPP2如图7所示，形成相位错开180度的信号。于是，由图2的电路能获得的SPP1与SPP2之和的推挽信号SPP如图7所示，振幅实质上为0。
另一方面，对物镜5的径向偏移和/或光盘6的倾斜造成的MPP、SPP1、SPP2的偏移分量而言，对物镜5的径向偏移和光盘6的倾斜分别在相同方(同相)产生偏移。因此，可通过利用图2的电路进行式(1)的运算，检测出上述抵消偏移的DPP信号。这里，系数k用于校正主光束9与子光束10、11的光强度差异，如果强度比为主光束9∶子光束10∶子光束11＝a∶b∶b，则系数k＝a/(2b)。
DPP＝MPP-k(SPP1+SPP2)    (1)
综上所述，衍射光学元件2中，将产生子光束10、11的周期结构做成使平行于径向(X方向)的直线结构在平行于纹道的方向(Y方向)具有周期性的结构，从而可用1个拾光器对纹道间距不同的多种光盘进行再现，不必如背景技术1那样，使子光束配置成对主光束在径向刚好偏移1/2纹道间距。而且，没有背景技术2那样，光盘6上的主光束的汇聚光点形状变化。
实施例2
图8是示出本发明拾光器实施例2的结构的图。此拾光器具有发光点在径向(X方向)并排的波长不同的2个半导体激光器1、21。这些半导体激光器1、21最好排在验光盘6的半径方向的例如200微米的狭小区域。图中所示的拾光器利用衍射光学元件2将2个半导体激光器1、21各自的出射光分成主光束和2个子光束后，利用准直透镜3使其形成实质上平行的光。然后，利用物镜5使其汇聚到光盘6上，又通过物镜5再次将反射光变成实质上平行的光，在分束镜4反射，并由汇聚透镜7引导到光检测器8。这里，用实线和虚线表示波长不同的2条光线。
图8所示的光检测器8的结构与图2所示的相同。图9中示出的主光束9、28和2个子光束10、11、29、30如图2所示，分别由具有平行于纹道方向(Y方向)的划分线的对分光检测器12、13、14接收。于是，取得来自个对分光检测器12、13、14的差信号推挽信号MPP、SPP1、SPP2。
实施例2中，衍射光学元件2中形成的周期结构有特征。图9示出该周期结构。衍射光学元件2的周期结构由光盘6的半径方向(X方向)的划分线D1和光盘1的纹道方向(Y方向)的划分线D21、D22，分成6个区22～27。对其中的1个区22在X方向相邻的区23的周期结构的相位与区22的周期结构相差+90度，对区23在X方向相邻的另一区24的周期结构的相位与区23的周期结构相差-90度。而且，对与区22在Y方向相邻的区27在X方向相邻的区26的周期结构的相位与区27的周期结构相差-90度，对区26在X方向相邻的另一区25的周期结构的相位与区26的周期结构相差+90度。或者，也可构成区24的周期结构的相位与区23的周期结构的相位相差+90度，区25的周期结构的相位与区26的周期结构相差-90度。
于是，仅从相互在X方向邻接的2个区23、24和2个区22、23，产生对分别来自2个半导体激光器1、21的出射光产生的2个子光束10、11、29、30中的一个子光束10、29。而且，构成设定周期结构的间距，并使X方向的划分线D1成为子光束产生区的实质上中心，以便仅从与上述2个区在Y方向相邻而且相互在X方向邻接的2个区25、26和2个区26、27产生另一子光束11、30。
由此，由周期结构对分别来自2个半导体激光器1、21的出射光产生的2个子光束中，一个子光束在Y方向划分线D21、D22划分的实质上半个面被授给实质上90度相位差，对另一子光束则在划分线D21、D22划分的实质上半个面中与上述一个子光束不同的实质上半个面，授给90度相位差。
图9的结构也可代之以如图10所示，构成割开主光束9、28通过的区的周期结构，并配置产生这些子光束10、11、29、30的区22～27，使形成子光束10、11、29、30不是例如实质上半个圆那样的圆的结构。做成图10的结构，则能抑制周期结构的主光束9、28的光量损耗，使主光束9、28的光利用效率提高。
图9的结构的衍射光学元件2产生的主光束9、28和子光束10、11、29、30，在光盘6上的光点为图11的形状。图10的结构的衍射光学元件2产生的主光束9、28和子光束10、11、29、30，在光盘6上的光点为图12的形状。这时，使用子光束10、11或子光束29、30的推挽信号SPP1、SPP2如图7所示，形成相位错开180度的信号，SPP1与SPP2之和的推挽信号SPP的振幅实质上为0。
另一方面，对图8中的物镜5的径向偏移和/或光盘6的倾斜造成的MPP、SPP1、SPP2的偏移分量而言，对物镜5的径向偏移和光盘6的倾斜分别在相同方(同相)产生偏移。因此，可通过利用图2的电路进行式(1)的运算，检测出上述抵消偏移的DPP信号。这里，系数k用于校正主光束9、28与子光束10、11、29、30的光强度差异，如果强度比为主光束9∶子光束10∶子光束11＝a∶b∶b，则系数k＝a/(2b)。
DPP＝MPP-k(SPP1+SPP2)    (1)
衍射光学元件2中，有关产生子光束10、11、29、30的周期结构做成使平行于径向(X方向)的直线结构在平行于纹道的方向(Y方向)具有周期性的结构，从而可用1个拾光器对纹道间距不同的多种光盘进行再现，不必如背景技术1那样，使子光束配置成对主光束在径向刚好偏移1/2纹道间距。而且，没有背景技术2那样，光盘6上的主光束的汇聚光点形状变化。
又，如上文所述，在沿光盘半径方向的例如200微米以内的狭小区域排列具有不同波长的2个半导体激光器1、21的发光点，从而衍射光学元件2中在光盘半径方向交错配置3个提供90度相位差的区22、23、24或区25、26、27，并且2个波长的光束共用中央区23、26。做成这种结构，则可用1个拾光器对纹道间距不同的多种光盘进行再现，不必如背景技术1那样，使子光束配置成对主光束在径向刚好偏移1/2纹道间距，同时还能方便地实现没有背景技术2那样造成光盘6上的主光束的汇聚光点形状变化的拾光器。
不仅这样，而且在光盘6的半径方向排列不少于3个具有不同波长的半导体激光器的发光点的拾光器中，也能通过在衍射光学元件2中使提供90度相位差的区域往光盘半径方向交错配置，取得同样的效果。
工业上的实用性
本发明的拾光器，能方便且低成本地校正利用推挽法的跟踪误差信号的偏移，而不使光的利用效率降低，作为能用于纹道间距不同的多个光盘的拾光器是有用的。

Claims (6)

1、一种拾光器，其特征在于，
往光盘上汇聚主光束和至少2个子光束，并从各推挽信号检测出跟踪误差信号，
第1子光束产生的推挽信号的相位与第2子光束产生的推挽信号的相位，实质上偏移180度。
2、如权利要求1中所述的拾光器，其特征在于，
具有产生第1和第2子光束的衍射光学元件，利用此衍射光学元件对所述第1和第2子光束的一部分提供相位差。
3、如权利要求2中所述的拾光器，其特征在于，
衍射光学元件对用平行于光盘纹道的方向的划分线划分第1子光束而得的实质上半个面、提供实质上90度相位差，并且对用所述划分线划分第2子光束而得的实质上半个面中与第1子光束不同的实质上半个面、提供实质上90度相位差。
4、如权利要求1中所述的拾光器，其特征在于，
衍射光学元件在主光束通过的部分，不设置衍射功能产生单元。
5、如权利要求1中所述的拾光器，其特征在于，
具有波长不同的至少2个光源，
衍射光学元件具有利用从各光源出射的光束、产生主光束和至少2个子光束用的周期结构，
所述周期结构可每一光源对第1子光束在用平行于光盘纹道的方向的划分线划分而得的实质上半个面、提供实质上90度相位差，并对第2子光束在用所述划分线划分而得的实质上半个面中与第1子光束不同的实质上半个面、提供实质上90度相位差。
6、如权利要求5中所述的拾光器，其特征在于，
衍射光学元件由平行于光盘纹道方向的划分线、在所述光盘的半径方向划分成至少3个区，所划分的相互邻接的各区的周期结构的相位，实质上相差90度，并且所述划分线通过各子光束的中央部。
CNA2005800225409A 2005-02-15 2005-09-21 拾光器 Pending CN1981332A (zh)

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