TW444201B - Optical head - Google Patents

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444 2 Ο 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 __Β7五、發明説明（1 ) 本發明係屬於使用在光碟裝置之光學頭，特別是有關 其光點位置控制信號檢測之高性能化技術。 針對以往光碟裝置之焦點位置控制方法之技術係例如 記載於角田義人監修，電子資訊通信學會編「光碟儲存器 之基礎與應用」初版（1 9 9 5年KoronaCorp;Tokyo) 7 9頁- 8 3頁，如根據此則有傳科方式（刃形方式）， 像散方式，射束尺寸檢測方式，像回轉方式等，但從光學 系的簡單程度，調整容易度，與跟踪檢測之組合容易度等 ，現狀來說最爲一般的則是非點像差方式，但在像散方式 則有著伴隨光碟之偏心，而在記錄面膜上當光點穿過磁道 時，對於焦點偏移信號容易產生干擾之問題點，而此干擾 則特別容易發生在產生非點像差於集光點之情況及在光檢 测器上光點偏移之情況，而作爲減低此干擾的方法，例如 將檢出光束之中心部進行遮光之方法則揭示在（J P - A - 6-162527)，以及（JP — A - 6-309687)，及根據接物鏡之旋轉調整來減低之方法 則揭示在（J P - B - 5 — 6 8 7 7 4 ) ’根據在檢測系 有非點像差的光與無像散的光之演算減低千擾之方法揭示 在J P — 5 - 1 9 7 9 8 9 )，但全部不是根本解決方法 ，而未必能得到充份之減低效果之現狀。 另此千擾則特別將發生在近期針對予定產品化之 D V D - R A Μ所採用之引導溝間引導溝型之光碟，而此 在引導溝間引導溝型之光碟’引導溝之寬度與引導溝門部 份之寬度幾乎相等，而爲了記錄資訊於其兩側’引導溝自 1^---.-----^------tr------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）· 4 - i 4 44 2 0 1 A7 B7 經濟部智慧財產居員工涓費合作社印製 五、發明説明（2 ) 身的間距係因比較於光點，比以往的光碟還大，所以在後 述之根據推挽方法之跟踪信號則變的非常大。隨之針對 D V D - R A Μ用之光頭則不使用構成及調整之複雜之射 束尺寸檢測方式，以及傳科方式不行之狀況。 針對以往光碟裝置之跟踪控制方法的技術係例如記載 在角田義人監修，電子資訊通信學會編「光碟儲存器之基 礎與應用」初版（1 9 9 5年Korona Corp; Tokyo ) 8 3頁 〜9 2頁 > 而如根據此則有3光點型，繞射光差動型（推 挽方式）等，而在CD等之再生專用型之中從光學系的簡 單程度，調整容易度，對於干擾之強度等來看則利用3光 點型，而對於裝磁性光碟及D V D - R A Μ等記錄時需要 高射雷射發光功率之情況則主要採用推挽方式，此時對於 C D相互則採用推挽方式，而對於記錄可能之光碟有無法 使用3光點型之情形。 而針對C D拾波係從低價格之必要性，爲了使集光光 點追隨於光碟之偏心，則由搭載接物鏡在調節器進行動作 來因應著。而如使用推挽方式時，因檢測光束則在光檢測 器上進行動作，所以此將會出現偏移，另針對再生用的光 碟，在變爲最大信號振幅之λ/(4η) (λ:光波長， η :折射率）之凹坑深度係根據半徑方向之凹坑列周期構 造之繞射光之中〇級光不但變小，且集光光點即使在關閉 磁道也不會對於〇級光與± 1級繞射光之千擾強度產生失 衡，而卻有無法取得跟踪信號之問題。 另一方面，針對記錄可能之光碟，特別是光磁性光碟 — r---.-----^------ΪΤ------^ (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) A4规格（210 X 297公嫠）^ 5 - ί 444201 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 __Β7 五、發明説明（3 ) ，通常，光碟之偏心補償係稱作路線調節，利用搭載光學 頭’乃至接物鏡與只有調節器部份，然後爲了將光點接近 至目標磁道附近之調節器來進行，也就是跟踪誤差之中將 低頻成份由路線調進行補償，而高頻成份則由接物鏡調節 來作補償之構成，如此將可提升對於記錄動作所需之信賴 性’隨之，因接物鏡調節之移動量比較於C D等較少，所 以可採用比3光點還高之光利用效率之推挽方式。 另外，當對於記錄可能光碟使用3光點型時，如敘述 於光記憶專題題論文86集（1986年）127頁，有 著如以下之問題點，首先，在由如D V D — R A Μ之記錄 標記之反射率變化記錄之型式的光碟係在記錄動作時先行 副光點與後行副光點之光量將會改變，對於跟踪信號產生 偏移，另在光磁性光碟之情況因有返回半導體雷射之折返 光’所以根據光碟之傾斜，迷光的干擾狀態則在兩側之副 光點變爲不平衡，而產生偏移，再來針對D V D — R A Μ 係如前述所述舉出對於使用引導溝間引導溝型之光碟之情 況也無法使用3光點型之理由，即是引導溝間引導溝型係 原本以將引導溝間部與引導溝部之反射光量作爲均等之目 的來均等其寬度，所以光點則即使在關閉磁道必然的光量 也幾乎不會變化，而無法取得3光點型之跟踪信號，隨之 在D V D - R A Μ則不得不使用推挽方式，但與光磁性磁 碟不同’ D V D - R A Μ則須要進行與C D同等之低價化 ’且必需減低伴隨在推挽方式下之接物鏡移的跟踪信號。 針對以往D V D - R A Μ對於此問題之技術係有記載 本紙張尺度適用中國國家椟率（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）"""" |_^---.-----^------.訂------.^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 444 2 Ο 1 Α7 __Β7_ 五、發明説明（4 ) 在例如國際學術報告書40集6號（1994年）771 頁至7 7 8頁，而在此表示著將透鏡與λ/4板與偏光繞 射光柵作爲一體搭載於2度空間調節器，再使根據光碟之 繞射光之± 1級繞射光與- 1級繞射光光之0級光的干擾 領域繞射於各個不同之繞射角地構成偏光性繞射光柵，如 之0級光的干擾領域，所以接物鏡即使有移動這些光也不 會偏移，若構成2分割光檢測器，將可在檢出器消解根據 光點移動之偏移。 另根據將繞射光柵作成偏光性之情況，對於朝向光碟 的光透過繞射光柵係將繞射效率作爲幾乎成爲〇，而光碟 反射光再次透過繞射光柵將可作成適當之繞射效率，而如 爲不是偏光性之通常的繞射光珊，而朝向光碟的光也將被 繞射，所以將無法避免光量的損失，但根據將此作爲偏光 性繞射光柵，將只引起必要之反射光的繞射而可防止光量 之損失。 但針對此以往的例子係因將接物鏡與λ / 4板與偏光 性繞射光柵作爲一體來搭載於2度空間調節器，所以調節 器之可動部之重量將會變重，而有調節器之應答速度被降 低之限制之問題點，而光碟在記錄密度之同時，轉送速度 也年年高速化，在上述之以往例之中將無法因應之後之高 速化。 在不搭載接物鏡以之光學構件於接物鏡調節器之情況 來解除伴隨針對推挽方式之接物鏡移動的跟踪信號偏移之 私紙張尺度適用1f1國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） |_„---.-----^------ΪΤ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 級繞射光 此，因在檢出器上將可分離+ 1級繞射光與 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 44 2 01 A7 ___________B7五、發明説明（5 ) 其他方法則在先前敘述之光記憶體專題8 6論文集（ 1986年）127頁至132頁有揭示著，而此則是由 利用3光點式將根據各自推挽方式之跟踪信號利用主光點 與副光點來相抵之情況，消解伴隨接物鏡移動之跟踪信號 偏移’而稱作差動推挽法（differential push-pull method ) ’即爲根據將副光點偏移配置在引導溝之周期一半之主光 點兩側的情況來同時檢測伴隨關閉磁道之光碟反射光之失 衡強度分佈變化之反轉後的光，偏移則順利完成產生包含 在同相之逆相跟踪信號，然後將此相抵下來只將偏移消解 之方法，而如利用此以往的例，基本來說不搭載接物鏡以 外之光學構件在接物鏡調節器，則可消解伴隨針對推挽方 式之接物鏡移動之跟踪信號偏移，但在本以往例中並無提 到有關針對前述之非點收差焦點偏移檢出方式集光光點在 穿過引導溝時之干擾混入至焦點偏移信號之對策，另外針 對在本以往例也有敘述著，只有副光點單側完成記錄磁道 ，而另一方爲未記錄之磁道時，偏移減低則不充份，再來 在針對本以往例係沒有被敘述到，對於在引導溝上與引導 溝間上反射總光量不同的情況，在本以往例中也殘留有偏 移，而此則是引導溝與引導溝間的寬度並未均等之情況的 發生，但對於使用此均等之引導溝間引導溝光碟之D V D -R A Μ之情況也產生如此狀況在主光點爲記錄完成之磁 道，2個副光點爲未記錄磁道之情況，或者此相反的情況 ，另外因複數存在有光點，所以將在記錄時光利用效率之 點上產生不利。 I-„ .-----t------、tr------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-8 - 444201 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印Μ 五、發明説明（6 ) 另外主光點與副光點之增益比係如敘述在本以往例’ 在對於主光點與2個副光點之光量比之相反數進行比例係 一般來說無法完全消除偏移，因爲如後述所說明地，對於 就實效上爲了跟踪之引導溝並沒成爲磁道間距的1 / 2之 情況，係因光點在資訊磁道時與在從資訊磁道偏移磁道間 距（在引導溝間引導溝光碟之情況爲引導溝間距）之1 / 2的位置時而反射率則有所不同’所以如沒包含此進行補 償時，偏移則無法完全消除之情況，在本以往例中並無被 思考到，而偏移之容許値係在光碟之記錄密度愈高愈嚴格 ，而在近來年關於如此之殘留的偏移也成爲問題。 另，在本以往例之中因於引導溝間有資訊磁道’且對 於引導溝內使用沒有資訊磁道之光碟’所以對於由主光點 來再生資訊之情況，副光點並沒有在資訊磁道上而不會受 到資訊凹坑的影響，但對於例如使用在D V D - R A Μ之 引導溝間引導溝光碟之情況，將有主光點存在於資訊磁道 上之情形，副光點也將存在於鄰接磁道上，而根據資訊凹 坑之光量變動則將會對於跟踪信號產生干擾作用之問題。 另，消解對於非點收差焦點偏移信號之干擾的混入之 方法，則有揭示在曰本特開平4 一 1 6 8 6 4 1 ，而在此 則還是使根據由繞射光柵之主光點與副光點以引導溝同期 之1 / 2配置在光碟1上，然後將此介由柱面透鏡，再由 各自4分割光檢測器來進行受光，而針對各自由根據4個 檢測領域之中，將由取得2個對角方向2領域和之差信號 所得到之焦點偏移偏移誤差信號，由利用主光點與副光點 „---„-----^.-------W------0 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2〗〇χ297公釐）· 9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444201 A7 ____________B7_ 五、發明説明（7 ) 來對於入射光量比之逆數作比例之增益來進行增幅器加算 之情況，得到焦點偏移誤差信號之構成，而由根據光學頭 之調整不良殘留之非點收差及光檢測器之位置偏移等原因 ’當光點穿過引導溝時產生之干擾係因當然與引導溝相同 周期之周期函數，所以以實效性來說如以相同之光量將相 當於相位偏移1 8 0 °之主光點與副光點進行加算，干擾 則解除，而在此情況加算之增益係與上述之差動推挽方式 有所不同，如敘述在本以往例，射入至光碟之光量則實效 性地成爲等價地對於入射光量之逆數比進行比例即可，但 在本以往例係有著關於跟踪方法並無作任何揭示之問題點 1另外假設與上述之差動推挽方式進行組合時，照上述以 往例，將成爲利用跟踪信號的演算與焦點偏移信號的演算 來將主光點與副光點之增幅增幅益比作爲均等之情況，而 實際上，有接物鏡移動情況之跟踪信號之偏移將有無法消 解之問題點= 有鑑於以上以往之技術 > 而本發明應該解決之課題係 爲針對焦點偏移檢測方法及裝置根本地消解伴隨光碟之偏 心 > 然後在記錄面膜上光點穿過磁道時對於焦點偏移信號 產生之干擾。 另外與此同時根本地消除伴隨對於跟踪誤差信號產生 之透鏡移動的偏移。 另，如差動推挽方法，對於將光碟上之光點伴隨著穿 過引導溝之反射光束的強度變化所反轉之光束與通常的光 束同時地生成，再製作包含同相之偏移成份之逆相磁道信 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）-1〇 - ^ΐτ.^ {請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 444 2 0 1 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五'發明説明（8 ) 號來消除同相偏移之情況，則是消除根據由這些光束之反 射總光量的不同來產生之偏移。 另，針對差動推挽方法，在解除伴隨產生在跟踪誤差 信號之透鏡移動的偏移同時1由焦點偏移檢出方法來根本 地解決伴隨光碟之偏心而在記錄面膜上，當光點穿過磁道 時產生在焦點偏移信號之干擾。 另外，將針對差動推挽方法之副光點置於與主光點同 一之磁道可得到同樣伴隨接物鏡移動之跟踪信號偏移消除 效果。 另，將與差動推挽方式同樣之效果在光碟上只產生1 個光點地來構成。 另，特別是對於像散焦點偏移檢測方法與差動推挽檢 測方法來得到這些效果。 另表示得到這些效果之光檢測器形狀。 另，對於組合差動推挽方式與加算像散方式，則是使 根據接物鏡移動之跟踪信號的偏移消解性能提昇。 另，對於組合差動推挽方式與加算像散方式，然後適 用在引導溝間引導溝光碟之情況，則是去除根據資訊凹坑 之千擾的影響。 爲了解決以上的課題 針對至少由半導體雷射與，將其射出光作爲至少有1 個集光點集光於在半徑方向有周期構造之光碟的集光光學 系與，檢測由前述光碟之反射光的光檢測系與，至少由得 (請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-) 1 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444 2 Ο 1 Α7 ___Β7_五、發明説明（9 ) 到記錄在根據將受光光量進行光電變換再進演算之情況然 後集光於前述光碟上之光點的焦點偏移信號與跟踪誤差信 號及前述光碟之資料信號的其中一個之電氣電路所構成之 光學頭，其中前述集光光學系中具有生成前述周期構造伴 隨著前述光碟上之集光光點之穿過的反射光束中之強度變 化之極性互相略呈反轉之複數反射光，再於前述光檢測系 分離這些複數反射光來同時檢測之手段，而爲使在前述電 氣電路因前述強度變化爲原因之焦點偏移誤差信號變動相 互相抵，根據取得各個反射光之焦點偏移誤差信號之和而 得到焦點偏移誤差信號。 另在此同時，將互相反轉之極性的前述複數反射光之 各自跟踪誤差信號的差作爲跟踪誤差信號。 再來對於在此同時將互相反轉之極性的前述複數反射 光之各自跟踪誤差信號的差作爲跟踪誤差信號，其特徵爲 針前述電氣電路，利用對於前述1個集光光點有在前述光 碟之資訊磁道上時之各個反射總光量之逆數比作比例之增 益來將各個跟踪誤差信號進行增幅之後，馬上演算這些的 差來作爲跟踪誤差信號。 另，針對這些來生成強度變化之極性互相略呈反轉之 複數反射光之手段爲配置在前述半導體雷射與前述光分岐 元件之間的繞射光柵，而在光碟上根據此繞射光柵之土 1 級繞射光之集光光點則對於0級光集光光點，有約一半之 前述周期構造周期，相互呈相反方向朝半徑方向偏移配置 地而前述繞射光柵則對於光碟半徑方向傾斜配置著。 ----------^-------1T------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貫) 本紙張尺度適用中國國家揉隼（CNS ) A4规格（210X297公釐）-12 - 444 20 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1〇 ) 另外，或者生成強度變化之極性相互呈略反轉之複數 反射光之手段爲配置在前述半導體雷射與前述光分岐元件 之間的繞射光柵，其中繞射光柵則向光碟半徑方向安置爲 略AD,/(2NA. P ) (λ:光波長》ΝΑ:接物鏡數 値孔徑，Ρ :光碟上半徑方向周期構造之周期，D :繞射 光柵上之有效光徑，而在相同的幅度領域格子的相位則反 轉著，而在光碟上之根據此繞射光柵之± 1級繞射光柵之 集光光點則配置於與0級光之集光光點同一光碟上地繞射 光柵之格子方向則對於光碟接線方向呈半行地設置，再由 光檢測系來分離檢出適些，再從由0級光之受光光量信號 得到資料信號，而此時主光點與副光點之減算時的增益比 係針對產生副光點之繞射光柵來補償產生在主光點與副光 點之光量產地選擇。 配置在前述半導體雷射與前述光分岐元件之間的係爲 偏光性相位移相器，而此偏光性相位移相器則朝光碟半徑 方向配置略呈λ D / ( 2 N A Ρ ) ( λ :光波長，N A :接物鏡數値孔徑，Ρ :光碟上之周期構造周期，D :繞 射光柵上之有效束徑），且在相同幅度領域，相對地使偏 光在特定之方向的直線偏光成分的相位反轉，而與這些正 交之直線偏光成份的相位係爲在相位移相器全體不會變化 之構成，在光檢測系利用偏光分離單元分離這些偏光成份 來進行檢測，再從不加上相位反轉之偏光成份得到資訊信 號。 而以上的構成，特別是爲了檢測焦點偏移以及爲了檢 ^---.-----^—— (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-13 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444201 A7 ____B7 _ 五、發明説明（ή ) 測跟踪誤差使用推挽法來實現。 另針對光檢測系，在將1個光點分成四等份之光檢測 領域進行受光之光檢測領域則至少使用2組光檢測器。 另外針對具有半導體雷射，朝半徑方向將其射出光集 光至有引導溝等周期構造之光碟之集光光學系與，檢測從 前述光碟之反射光的光檢測系與，從反射光得到光點之焦 點偏移信號與跟踪誤差信號雙方之電氣電路之光學頭，其 中由繞射光栅等將副光點，以及有引導溝周期之1 / 2與 主光點分開地配置，將集光光點生成爲當前述周期構造伴 隨穿透之反射光束中強度變化之極性互相略呈反轉之2種 類，各自至少1個以上之反射光，而在光檢測系之中係分 離道些複數反射光來進行檢測，再由前述電氣電路，將各 自進行加算由前述2種反射光之各自至少1個之焦點偏移 誤差信號之焦點偏移誤差信號進行增幅，然後再由進行加 算得到焦點偏移誤差信號，另根據將各進行加算由前述2 種反射光之各自至少1個之跟踪誤差信號之跟踪誤差信號 進行增幅，然後進行減算得到跟踪誤差信號，此時光碟係 引導溝間引導溝光碟等，在引導溝構成前述周期構造，而 對於光點有在引導溝時，根據利用有在引導溝間時之反射 率誤差爲1 0%以下之光碟，2種反射光之跟踪誤差信號 增幅增益比則一致於前述2種反射光之焦點偏移誤差信號 之增幅增益比。 另針對相同之光學頭，光碟不爲引導溝間引導溝光碟 之情況，即前述光點之其中1個位置在前述光碟之資訊磁 ί---------------ΐτ—-----0 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-14 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Δ44 2 0 1 A7 A 7 B7 _ 五、發明説明（12 ) 道上時，對於由從前述資訊磁道位置只有偏移前述周期構 造之周期1 /2位置時不同之反射率之光碟之情況’則前 述複數之反射光之跟踪誤差信號之增幅增益係不同於前述 複數反射光之焦點偏移誤差信號之增幅增益比。 另針對光學頭，擁有對於前述副光點之檢測器用電氣 電路遮斷光碟之記錄資訊之再生信號頻率帶域之頻率特性 〇 圖面之簡單說明 〔圖1〕係表示針對本發明光學系構成基本之實施例 圖。 〔圖2〕表示光碟上之光點配置與此時反射光束之強 度分佈圖。 〔圖3〕表示檢測器輸出之電路演算方法圖。 〔圖4〕係表不檢測器輸出之演算方法圖。 〔圖5〕係說明根據接物鏡移動之跟踪信號偏移圖。 〔圖6〕係說明對於根據像散之焦點偏移信號之干擾 圖。 〔圖7〕係針對利用相位反轉繞射光柵之實施例的光 學系構成。 〔圖8〕係說明相位反轉繞射光柵之詳細構造圖。 〔圖9〕係說明針對由相反轉光之光碟引導溝之繞射 的相位移動領域之重疊方法圖。 〔圖1 0〕係根據相位反轉繞射光柵加上於光碟繞射 光之失衡相位差。 本紙張尺；1適射CNS ) A峨格（210X297公釐)~- ----------Ε------ir------^ <請先聞請背面之注意事項再填寫本頁) 444 2 Ο 1 Α7 _____Β7_ 五、發明説明（13 ) 〔圖1 1〕係說明有接物鏡移動情況之針對由相位反 轉光之光碟引導溝之繞射的相位移動領域之重疊方法圖。 〔圖1 2〕係針對利用偏光性相位移相器之本發明之 實施例光學系之構成。 〔圖1 3〕係爲了說明偏光性相位移相器原理之圖。 〔圖1 4〕係根據通常的焦點偏移信號之引導溝橫斷 之干擾計算。 〔圖1 5〕係根據利用相位反轉繞射光柵情況之焦點 偏移信號之引導溝橫斷之干擾計算。 〔圖1 6〕係根據針對差動推挽方式之焦點偏移信號 之引導溝橫斷之干擾計算。 〔圖1 7 ]係在通常的焦點偏移信號檢測光束下之跟 踪信號的透鏡移動特性。 〔圖1 8〕係在利用相位反轉繞射光柵情況之焦點偏 移信號檢測光束下之跟踪信號的透鏡偏移特性。 〔圖1 9〕係在針對差動推挽方式之焦點偏移信號檢 測光束下之跟踪信號之透鏡移動特性。 〔圖20〕係表示根據DVD，DVD — RAM， CD，CD- R之再生可能之本發明的光學系構成實施例 圖。 〔圖2 1〕係說明針對圖2 0實施例之檢測構成之詳 細圖。 〔圖2 2〕係表示圖3檢測器輪出之電路演算方法之 修正例圖。 本紙張尺度適用中菌國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} - 16 - ----------^------II------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444 2 0 1 A7 __B7 _ 五、發明説明（Μ ) 〔圖2 3〕係表示增幅器之增益頻率特性與檢測器之 再生信號強度之特性圖。 C請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 符號說明 1 0 1 半 導 體 雷 射 1 0 2 繞 射 光 柵 1 0 3 射 束 分 裂 器 1 0 4 直 _ 反 光 鏡 1 0 6 接 物 鏡 1 〇 7 光 碟 1 0 8 主 光 點 1 0 9 虽丨J 光 點 2 0 1 0 級 光 2 0 2 ，2 0 3 繞 射光 2 0 4 引 導 溝 部 2 0 5 引 導 溝 間 部 2 0 6 0 級 光 檢 測 光 束 2 0 7 士 1 級 繞 射 光 檢測光束 3 0 3 差 動 增 幅 器 3 0 1 增 幅 器 5 0 1 2 分 割 光 士《ώχ m 測 器 5 0 2 光 點 7 0 1 直 線 繞 射光 柵 7 0 2 光 檢 測 器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）· 17 - 2 Ο 1 A7 B7 五、發明説明（15 ) 1 2 0 1 偏 光 性 相 位移相 器 1 3 0 1 鈮 酸 鋰 基 板 1 3 0 3 質 子 交 換 領域 1 3 0 4 電 介 質 膜 2 0 0 5 分 色 鏡 2 0 0 7 直 _ 反 光 鏡 2 0 0 8 D V D / C D互 換接物鏡 2 0 0 9 D V D 2 0 1 0 光 檢 測 器 2 1 0 1 曲 線 繞 射 光柵 2 1 0 2 光 分 割 稜 鏡 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔發明之實施形態〕 以下，利用本發明實施例附圖進行說明。 圖1係表示針對本發明之基本實施例之光學系構成， 而從半導體雷射1 0 1之光源係根據繞射光柵1 0 2產生 繞射光，再經由射束分裂器1 0 3 ，直立反光鏡1 0 4， 接物鏡1 0 6 ，然後於光碟1 0 7上形成0級光之主光點 1 〇 8與± 1級繞射光之2個副光點1 0 9 ，1 1 0，而 反射光再次經由接物鏡1 0 6 ，直立反光鏡1 0 4來反射 射束分裂器1 0 3，再由柱面透鏡1 1 1來傳達爲了檢測 焦點偏移之像散，然後再由光檢測器1 1 5來進行受光， 而光檢測器1 1 5係分成〇級光用4分割光檢測領域 1 1 2，± 1級繞射光用4分割光檢測領域1 1 3， ----------蘇------1T------^ (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本覓) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-18- 444201 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7五、發明説明（16 ) 1 1 4，來自各獨立檢測，在此光碟上的± 1級繞射光係 從0級光只有一半引導溝間距偏移地配置在兩側地稍微傾 斜配置繞射光柵1 0 2。 圖2係表示；此時光碟上光點配置與此時反射光束之 強度分佈圖，而表示著圖中0級光2 0 1 ，± 1級繞射光 2 0 2，2 0 3對於引導溝部2 0 4，引導溝間部2 0 5 若干偏移左側之情況，正好開啓磁道之情況，若千偏移右 側之情況，而此時0級光檢測光束2 0 6 ，± 1級繞射光 檢測光束2 0 7係如圖所示對於磁道偏移強度變化則逆向 偏移，而這是因爲磁碟上之±1級繞射光202，203 對於0級光偏移1/2磁道配置著，而對於光碟上之集光 光點之位置產生如此之檢測光束強度分佈之自體係如先前 文獻等中所敘述過，即爲眾知的。 圖3係表示此時之檢測器輸出之電路演算方法圖，但 是在檢測器上1 5 1係根據爲了檢測焦點偏移之像散，強 度分佈則呈9 0度旋轉，在此焦點偏移信號（A F信號） 係在加上配合主光點與副光點之分割檢測器1 1 2， 1 1 3，1 1 4之進行對應的分割輸出之相同的對角線方 向之後，根據利用差動增幅器1 0 3來演算其差動信號之 情況得到，而當光碟上之集光光點穿過引導溝时之副光點 強度分佈係因與主光點反轉著，所以當如此時，只有干擾 部份將被相抵，而此時，通常副光點之光量係因作爲比主 光點還小，所以只有其光量比的部份由增幅器3 0 1在增 幅副光點的信號輸出之後進行演算，但在此，因副光點有 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210X297公鳌）-19- 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製 4 44 2 Ο 1 a? ____Β7五、發明説明（17 ) 2個’所以實際上來說’副光點側之增益係將主光點之強 度作爲A ’副光點之強度作爲Β時，對於主光點，將根據 2個副光點之信號的增幅各自作爲A /( 2 B )倍即可。 另一方面，跟踪信號（T R信號）係圖中，將每個分 割左右之2領域之輸出利用主光點與副光點相互補足之後 ，根據由差動增幅器3 0 4取得差動輸出來得到，而當光 碟上之集光光點穿過引導溝時之強度分佈變化係與主光點 反轉著，而根據透鏡移動之偏移係因沒有反轉，所以如此 進行時將得到只有相抵偏移成份之跟踪信號，在此對於主 光點有在引導溝間之情況，副光點係因有在引導溝上，所 以對於引導溝間部與引導溝部之寬度不同之情況，反射光 量將產生差。由此因無法充份消解偏移，所以對於像這樣 的情況，再次由增幅器3 0 2來補償主光點與副光點之光 量爲地增幅副光點。 例如：資訊磁道有在引導溝間之情況，如將引導溝間 之反射率作爲a ，而將引導溝之反射率作爲b ，副光點之 增幅器3 0 2之增益係作爲a / b即可。 另外根據情況，也可理解主光點之輸出爲小輸出之情 況，而對於如此之情況，相反地將主光點側進行增幅即可 ，或者將增幅器3 0 2之增益作爲1以下即可，根據以上 可同時得到沒有根據透鏡移動之偏移的跟踪誤差信號與沒 有穿過引導溝時之干擾的焦點偏移誤差信號，另一方面， 再生信號係可由差動增幅器3 0 5來輸出主光點之光量總 和即可，但在此則是想定係由再生專用光碟及相位變化型 —r---------^-------IT------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐）-20· 444 2 0 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（彳8 ) 光碟等之反射光量來再生信號之光碟，但對於光磁性光碟 之情況來說，其中的不同點也只有將資料信號作爲偏光分 離後2個信號輸出之差動信號之情況，而焦點偏移誤差信 號及跟踪誤差信號則由本實施例將可進行檢出。 圖4係匯集此時之演算方法的圖。而對於0級光之 4分割光檢測領域1 1 2之4個輸出a，b，c，d， 士 1級光之4分割光檢測領域1 1 3，1 1 4之各自4個 輸出e ，f ，g，h，i ，j ，k，1進行如結果圖之演 算即可，但RF係爲資料信號，AF爲焦點偏移信號， T R係爲跟踪誤差信號。 而上述之實施形態係爲一般來說光點有在引導溝之情 況時，則在有在引導溝間之情況想定反射率爲不同，但針 對使用在D V D - R A Μ之引導溝間引導溝光碟，係引導 溝之幅度幾乎爲磁道的1 / 2 ，而光點在引導溝間之情況 與引導溝之情況，反射率幾乎相等，因此省略圖3之擴大 器3 0 2，而如圖2 2所示將可簡化電路之構成，只是即 使爲引導溝間引導溝光碟，根據製造的誤差將會得到對於 引導溝部之引導溝間部之反射率差最大± 1 〇之程度，但 如爲這種程度的差，如根據計算機模擬作爲接物鏡之有效 口徑4 m m時，透鏡移動即使爲〇 . 4 m m，針對引導溝 間距1 . 48 °F之DVD — RAM光碟，磁道偏移因爲爲 ◦ . 0 1 程度，所在圖2 2之構成下述是可容許磁道 偏移，相反地，如假設將磁道偏移之容許値作爲0 . 0 5 # m，而在相同的條件下對於引導溝部之引導溝間部之反 ΙΓ---------襄------1T------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2!〇X297公釐）-21 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 444 2 0 1 A7 _____ B7_五、發明説明（19 ) 射率差爲1 . 6倍之程度，而針對通常不是爲引導溝間引 導溝光碟之光碟，因此爲2倍以上，所以圖2 2之構成只 適用在引導溝間引導溝光碟。 另在引導溝間引導溝光碟之中，因於溝部還有溝間部 都有資訊磁道，所以對於主光點在資訊磁道之情況，副光 點也當然在鄰接之資訊磁道上，而此情況，將引起記錄資 訊混入於在引導溝間引導溝光碟以外所沒有想定到之副光 點，而爲了避免此發生，係使在圖2 2之增幅器擁有如圖 2 3所示之頻率數特性即可，而針對圖2 3 ，橫軸係爲頻 率數，左側縱轉係爲增幅器之增益頻率特性，右側的縱軸 則是針對檢測器之資訊磁道之再生信號強度，而再生信號 係比較於焦點偏移誤差信號及跟踪誤差信號等之控制信號 存在於高頻率帶域，但由檢測器所檢測出之信號則是將此 合成之物，在此根據對於增幅器在再生信號帶域使其擁有 如低增益特性之情況，則將可得到無干擾之控制信號。 接著以解析地說明，利用如此方法來消解根據接物鏡 移動產生跟踪信號之偏移，如根據Journal of optical Society of America 1979，Vol 9，No 1，pp4-24 之文獻，由光 碟之周期構造之反射光分佈係針對近似標量繞射（scalar diffraction approximation )，光碟之反射率分佈之m次的傅 里葉係數Rm與，將射入光振幅分佈a ( X，y )只偏移 根據m次之繞射的分佈偏移m N A / Ρ λ ( N A :開口數 ，P :引導溝周期，λ :波長），然後根據加上由光點位 置u。之相位成份e X p ( 1 2 π m u / Ρ )來得到，即 ---------^------、訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐）-22 - 經濟部智慧财產局員工消費合作社印製 444 2 0 1 A7 A7 _____B7_ 五、發明説明（2〇 ) 得到以下之式子（1 ) a ( X，y ) ’·射入光複數振幅分佈 N A :數値孔徑 p:引導溝周期 m :繞射次數 λ :波長 u。：光點位置 在此R ™係相當於垂直地射入振幅1之平行光於光碟情 況之m次的繞射光複數振幅，如式子（2 )所表示 im R (u) e'12πρ^u du Ο2·) P/2 u:光碟上半徑方向座標 R(u):光碟複數反射率分佈 特別是對於由幅W，波長規格化之溝深d之矩形溝情 況，將如式子（3 ) = - c-^sincf^ (V) w:引導溝幅度 d :由波長所規各化之溝深度 但在此s i n e x係有式子（4 )之關係 ------r-----^------1T------^ (請先閱讀背面之注項再填寫本萸) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）-23 - 444 2 0 1 Α7 Β7 五、發明説明（21

Sine X • (χ = 0) 當利用這些時，對於射入光將沒有收差，而振幅如在 接物鏡面內一樣偏移時，根據光碟之周期的引導溝之〇級 光與± 1級光的干擾強度係如式子（5 )所示 =：ΐ(-Μ) +|R-ip + 2lR〇l{R_i( c〇s|<p + ^£ u〇j 〇Ί 而在此 0係擁有式（6 )之關係 φ = 3Γ5(ΐς】)-Ε^{Κ〇)

CO 由此根據沒有透鏡移動情況之推挽方式的跟踪信號 T R係如式（7 )所示

:S(】〇,+】 10,—】） :4 S iRtllR^il sin φ sin 2π~ 4 S — sinc^ p2 P 6) ---------裝------#------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 蛵濟部智慧財產局員工消費合作社印製 s : 0級光與± 1級光之干擾領域面積 在此如圖5所示根據接物鏡移，2分割光檢測器 5 0 1上之光點5 0 2作爲移動時，則從各自的2分割光 檢測器5 0 1之各分割領域之受光光量增減採用根據通常 的推挽方式之跟踪信號因透鏡樹脂爲起因之參數α ( 〇< α < 1 )，点（0<沒<1)，然後如式子（8)所示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2!〇><297公釐）-24 - 444201 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（22 ) TR (α，β) = S (10，+】+ α i〇 w〇 (】· α)私 _卜(卜 β)圮）= TR(〇,〇) + 2s(aI〇,-i -i-β 1〇) 而右邊第2項則相當於偏移，在此針對數 考慮將根據繞射光栅之副光點只偏移磁道間距的1 / 2時 ’因右邊第3項之c 〇 s中的相位呈7Γ偏移，所以對於主 光點之光點位置U D，副光點之失衡強度I >。± ( X，y )係如式子（9 )所示。 1 〇, ±ΐΜ =1¾3 . 2 JRJ |Ri}| cos (φ T ^ - {f； j 另針對在數7如也只偏移1/2磁道，跟踪信號也從 進行反轉到透鏡移動時之副光點的跟踪信號T R — ( α， 泠），係將成爲式子（1 0 )所示 TR- (a, p) = - TR(0,0) + 2 S (α Γ〇,，ι 十 P 】〇J 隨之根據刪除主光點之跟踪信號與副光點之跟踪信號 之情況可得到式子（1 1 )之信號 TR(af β') - TR' (α, β) = 2 TR {0,0) -f 2 S a {1〇ιΛ - Γ 〇,.i) 0 =2 TR (0,0) + 4 S oc 丨Rd 叫 cos (φ + 兮 u〇) 隨之主光點爲開啓磁道〇，即ufl=〇時，偏移將成爲 以下之式子（1 2 ) I.U---Γ-----裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-25 - 經滴部智慧財產局員工消費合作社印製 444201 A7 ___B7 _五、發明説明（23 ) Offset = 4 S a jR〇| )Κ_]| cos Φ 〔 =4 S u sinc^ -lj (l - cos 4jtdJ 隨之對於溝幅對於磁道間距沒有1 / 2時，則殘留有 偏移，而此則是從數1 1之上段右邊第2項所了解地’當 主光點存在於開放磁道時，因其失衡強度與副光點之失衡 強度不同所引起，所以根據將此強度變化估計在內來設定 針對圖4之增益G 2之情況，將可解除，另外如DVD -R A Μ，對於引導溝間引導溝方式之光碟的情況，像這樣 不需設定增益就可解除偏移。 針對以上係已說明跟踪信號之偏移解除之效果，但由 像這樣同時檢測失衡相位之反轉後的光，將成爲像散焦點 偏移檢測方式等之問題，而對於伴隨光點穿過引導溝之焦 點偏移信號之干擾也解除著，以下，關於其原理來進行說 明1伴隨像散焦點偏移檢出之穿透磁道之干擾原因有2大 原因，第1則是對於光碟上之光點加上像散之原因，而另 一原因則是4分割檢測器之偏移，在此將根據像散之混入 的干擾作爲一例來說明，像散的波面則利用像散係數 W 2 2，像散方位0，而如式子（1 3 )所示 w (p, = W?2 P2 cos 2 (ΰ - φ) P :有效口徑規格化向徑半徑 Θ :有效口徑向徑角 W 2 2 :像散係數 0 :像散方位 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉-26 - 444201 A7 B7 五、發明説明（24 ) 而此因由有效口徑之 1 4 )所示 y座標來表示在如式子 ^ y)= W22 {(x2 - y2) COS 2φ -Γ 2 xy sin 2φ] :有効口雖摞 所以擁有像散之波面則由光碟所繞射，而其0級光與 ± 1級繞射光則在接物鏡面作爲土 <5偏移重量時，根據像 散而加上之失衡相位差則可近似於如式子（1 5 ) C }A-) ^W=w(x±0,Y)-W(x, y) dW , « δ cx -i 2 W22 (x cos 2φ + y $in 2φ) 6 如此0級光與± 1級繞射光之失衡強度係利用此而表 示成如式子（1 6 ) »0,±1 (x,y) = |Rd2 ^ [IUJ2 2 |Rd |R±J| cos (AW + ψ + ^ u〇) (li) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此針對如圖6所示針對有像散之光碟反射光束6 0 2 ，當取得代表點A，B，C，D時’在這些位置之失衡強 度則如由數1 6，式子（1 7 )〜式子（2 0 )所示 1^= C T· 〇t cos |w22〇 (c〇5 2φ -r sin 2φ) -r φ - u〇j ΪΒ = C + a cos (Vrr22& ( cos 2φ - sin 2Φ) + φ土2 Ic = C + a cos {W22^ (cos 2φ + sin 2φ)十 φ 十 叫) in) (l S-) ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（21 OX2们公釐）-27 - 4 44 20 1 Α7 Α7 Β7 五、發明説明（25 ) I〇 = C + a cos |w；2^ (cos 2φ- sin 2φ) + φ U〇) 在爲了檢出焦點偏移之檢測器上，基本來說這些強度 如就這樣出現時，對於焦點偏移信號就如同式子（2 1 ) αρ-(1α+ι〇)-(Ιβ + Ι〇) =-2 a sin (W2：6 cos 2φ + φ} sin (W22^ sin 2φ) cos (ilj 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 對於關閉磁道U Q則混入c o s波形之干擾，而在此同 時生成伴隨集光光點之穿透引導溝之強度分佈變化呈反轉 之光點，然後加上配合時，0之相位則呈π偏移，然後補 足式子（2 1)之最初s i η符號之反轉，所以干擾則將 相抵，而對於此時焦點偏移信號之干擾解除，將不需要爲 了解除差動推挽方式之偏移所需要之爲了進行在根據溝幅 度等之溝部與溝間部之反射率差之增益調整。 圖7係爲爲了同時檢測光碟上集光光點穿過引導溝情 況之強度變化的極性反轉之光束之其他實施例，而在此則 是利用對於光碟半徑方向之呈平行配置之直線繞射光柵 7 0 1 ，隨之，根據繞射光柵之光碟上的土 1級繞射光係 與0級光相同配置在磁道上，另外爲了檢測反射光束之光 檢測器7 0 2之3個4分割光檢測領域1 1 2 ，1 1 3 ， 1 1 4係呈平行配置於光碟接線方向。 有關在本實施例所使用之繞射光柵7 0 1之詳細構造 則利用圖8來說明，此繞射光柵係對於引導溝周期Ρ，接 —--------^------?τ------m (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐〉-28 - 444 2 01 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 A7 ______B7_____五、發明説明（26 ) 物鏡開口數N A，繞射光柵插入位置有效光束α徑D ’如 圖所示在D λ / ( 2 N A · P )之周期格子的相位成反轉 之繞射光柵，而此則是對於根據光碟引導溝之繞射光之0 級光80 1 ，然後再由±1級繞射光802，8 03之反 射光束偏移來沐定之間隔，而像這樣由繞射光柵之繞射光 係於每個周期，繞射光的波面相位則呈7T偏移，而此係如 想起繞射光柵原本爲雷射照相就可容易地理解，也就是雷 射照相係將如雷射光之相關性良好之2個光的干擾帶處理 暴光現象在照相乾板等之構成，而當照射暴光於此時之2 個的其中一個時，暴光時之另一個光則作爲雷射照相之繞 射光被再生之構成，因此如上述所述周期性地使偏移半波 長之波面的光與平坦的波面光進行干擾來完成干擾帶時， 當然，干擾帶係反映其相位偏移來完成不連續紙性之1/ 2帶域之段差，隨之如相返地射入平坦波面的光於像這樣 的繞射光柵時，繞射光之波面將成爲周期性之1 / 2偏移 波長。 圖9係說明根據相位反轉繞射光柵之繞射光的另外根 據光碟引導溝之繞射光相位移動領域之重量方法圖，而根 據相位反轉繞射光柵之繞射光則由根據光碟之引導溝來再 次繞射，而0級光與± 1級光則被重疊=但在同爲相互緊 鄰之0級光與± 1級光等之繞射光之中相位反轉領域並無 重疊合在一起，在此時以圖中a ，b ，c .........所表示住 意之包含在各領域之繞射次數之間，將根據相位反轉繞射 光柵所加上之相位差滙集在圖1 0，如根據此將可了解〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐）-29 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444201 A7 ______B7_ 五、發明説明（27〉 級光與± 1級繞射光等，寄予於跟踪信號之鄰接的繞射光 數光之間的相位差必定成爲π，並且士 1級繞射光與一 1 級繞射光，0級光與士 2級，繞射光等，繞射次數的差貝(J 如成爲2之同爲繞射光之相位差係成爲〇 ，隨之針對數式 5之干擾相位差係不必使副光點作爲1 / 2磁道關閉磁道 即可實現與此等價之干擾強度反轉，當如此進行時，記錄 標記對於中心光點即使非對稱地存在於兩側磁道，也不會 對於副光點之反射光量產生任何非對稱性，隨之跟踪信號 之偏移消除及焦點偏移誤差信號之干擾的消除效果將更爲 女疋。 在此相位反轉繞射光柵係對於並無與接物鏡成爲一體 ，而追隨光碟之偏心然後接物鏡移動之情況，相位反轉繞 射光柵與接物鏡之光軸係成相對性地偏移，圖1 1係爲表 示此情況之相位移動領域圖，而可以了解的是即使接物鏡 有移動而只有相位移動領域的接口移動下對於干擾強度的 反轉係不會產生任何障礙。 圖1 2係爲了同時檢出光碟上集光光點穿過引導溝情 況之強度變化的極性反轉之光束的其他實施例，在此利用 代替於圖7之相位反轉繞射光柵之偏光性相移動器 1201 ，由此，使射入於偏光性相位移動器1201之 特定方向的直線偏光成份相位禾轉於D λ /( 2 N A · P )周期領域，並在檢出器7 0 2之前方，根據射束渥拉斯 頓透鏡1 2 0 2進行偏光分離來檢測。此時就像相位反轉 繞射光柵之情況’不會產生副光點，而只存在1個光碟 本紙張尺度適用巾關家標準（CNS ) A4規格（210X297公董)~Γ30Ι .I - I i I 裝 :-一 ~~ 訂·~ ~ 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 444201 A7 _B7_____五、發明説明（28 )1 0 7上之光點，由此可減輕根據由副光點之光量損失’ 而可構成適合於可記錄之光碟之光學頭。 圖1 3係爲爲了說明偏光性相位移動原理之圖，在此 表示利用鈮酸鋰（L i Nb 〇3)的例子，而鈮酸鋰基板 1 3 0 1係於紙面內方向擁有折射率各向異性之主軸 1 3 0 2，並且配合光柵曲線來形成質子交換領域 1 3 0 3，而此時光柵曲線與射入此之間之常光線 1305，1306之相位差異常光線1307，1 308之相位差係各自表現在以下之式子（22)上 〇 = TcffAnoTp) (^2-) ~ λ = {(ηί-ΐ) Τ^Λι^Τρ] —λ又：波長n d :電介質膜之折射率 T :電介質膜之厚度 - ----------装-------if------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 値 η △ η Δ Τ 化 變 率 射 折 光 常 異 之 換 交 子 質 由 化 變 率 射 折 之 光 常 異 之 換 交 子 質 由 度 深 的 域 領 換 交 子 4 ο ο 計作 設 Ρ 之Τ 當度 適深 於域 差領 位換 相交 的子 自質 各與 定 d 設 T 來度 率厚 效膜 射質 折介 慮電 考將 此再 在如 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2H3X297公釐）-31 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444 2 Ο 1 Α7 _________Β7五、發明説明（29 ) 爲未知數以建立1次方程式來解，則成爲式子（2 3 ) 丁 - λ -払 F ^Δαο-Δη, 丁 一 X △•^υΦί； * (nd- ΐ){Αη〇 - Δη«) 則可設計利用光線與異常光線來獨立傳達所希望之相位差 之偏光性光柵，例如如將波長又=0 . 6 6 // ιώ，電介質 層折射率 n d = 2. 20〇=〇。 ，0c = +18〇。，則 TP=2 · 06/im ’ Td=〇 _ 〇7#m 即可，如此關於 質子交換領域可選擇性地將相位作爲？r偏移，並且可期待 與已說明過之實施例相同之偏移解除效果。 以下說明關於根據標量繞射模擬之在焦點偏移檢出信 號之集光光點之穿過引導溝時之干擾解除效果及伴隨接物 鏡移動之干擾解除效果，圖1 4係爲針對通常的焦點偏移 檢測系，複合存在像散，球面像差，檢波偏移時之焦點偏 移信號而可了解中心部份爲膨脹，產生相當大之干擾，另 --方面，圖1 5係爲想定採用相位反轉繞射光柵情況之計 算結果，當看到這些時則可以知道千擾幾乎解除，圖1 6 係爲補足以差動推挽方式之主光點與副光點之焦點偏移信 號時之焦點偏移信號，而可以知道的是干擾幾乎可以解除 〇 圖17係爲改變接物鏡來計算在通常的像散焦點偏移 檢測方式之受光面上之跟踪信號所構成’而可以了解到產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-32 · ------------裝------訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 444201 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五 '發明説明（3〇 ) 生相當大之偏移，圖1 8係爲將同樣的計算採用相位反轉 繞射光柵之構成來進行的構成，而可以了解到偏移幾乎被 解除，再來，圖1 9係針對差動推挽方式果然適用相同計 算情況之實施例，並且偏移變爲非常小。 圖2 0係表示根據特別是CD，CD— R，DVD — ROM，DVD - RAM之再生可能之本發明光學系構成 實施例，半導體雷射係搭載有2個D V D用之6 5 0 n m 半導體雷射200 1與CD，CD — R用之780nm之 電晶體雷射2 0 0 2，而對於再生CD - R係從CD — R 之記錄膜之反射率分光特性關係必須要有7 8 0 n m之半 導體雷射2 0 0 2，而各個光係射入至各自的繞射光栅 2003 ，2004，再產生±1級繞射光，在此650 n m用之繞射光柵2 0 0 3係爲在本發明所說明之繞射光 柵，而7 8 0 nm用之繞射光柵係爲在0之跟踪檢測通常 所採用之3射束跟踪方式之爲了形成副光點之繞射光栅，

6 5 0 nm之光接著係在分色鏡2 0 0 5上反射，再透過 射束分裂器2 0 0 6，然後在直立反光鏡2 0 0 7上反射 ，再由DVD/CD，互換接物鏡2008集光於DVD 2 ◦ 0 9上，另一方面7 8 0 n m之光係在射束分裂器 2 0 0 6上反射，再反射直立反光射2 0 0 7，然後由 DVD/CD互換接物鏡2 0 0 8集光在CD或CD — R 光碟2 0 0 9 ，而各自的反射光係經由DVD/CD互換 接物鏡2008，直立反光鏡2007，然後透過射束分 裂器2 0 0 6及分色鏡2 0 0 5，然後再透過光學構件G 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )入4娜（210X297公釐）-33 - ----------裝------，玎------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧财產局員工消費合作社印製 444 2 01 Α7 __ Β7 五、發明説明（3Π ) 來集光在光檢測器2 0 1 0。 圖2 1係爲說明針對光學系構成改變焦點偏移檢測方 式之複數實施例之光學構件G及檢測器受光曲線構成，及 信號演算方法的圖，對於採用射束尺寸檢測於焦點偏移檢 測方式之情況係採用曲線繞射光柵2 1 〇 1於光學構件G ’關於根據各自之繞射光柵2 0 0 3或2 0 0 4之0 ± 1 級繞射光，則將在光檢測器圖上比焦點還稍微前方之光點 與比焦點還稍微後方之光點作爲曲線繞射光栅2 1 0 1之 ± 1級繞射光來輸出，而此時先將曲線繞射光柵2 1 0 1 之繞射效率充份地變大，而不將〇級光發生地時，則可減 少檢測領域數，如此可從合計6個的光點之中曲線繞射光 栅2101之1組的±1級繞射光得到由射尺寸檢測方式 之焦點偏移誤差信號，根據利用4分割檢測器來將繞射光 柵2 0 0 3或2 0 0 4之0級光的一方進行受光之情況則 可以得到在D V D - R ◦ Μ所採用之D P D信號，另外從 繞射光柵2 0 0 3之0級光與繞射光之中可以得到被解除 偏移之推挽信號，而C D用之3射1跟踪信號係可從繞射 3亡柵2 0 0 4之± 1級繞射光之光量爲進行檢測，另從繞 射光柵2 0 0 3，2 0 0 4之0級光之總光量可得到再生 R F信號》 對於作爲焦點偏移檢測方式採用雙刃方式之情況係對 於光學構件採用光分割稜鏡2 1 0 2 ，由此於光檢測器上 各自分割繞射光柵2003，2004之繞射光成4等份 ，而從繞射光之一方的4個光得到由雙刃方式之焦點偏移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐）-34 - < I^1Τ^ (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444 2 Ο 1 Α7 Β7_五、發明説明（32 ) 誤差信號，而由推挽方式之跟踪信號’ D ?0信號’由3 射方式之跟踪信號，R F信號等係可由相同於射束尺寸檢 測，如圖所示來進行檢測。 而這些焦點偏移檢測方式之中由檢測器分割線方向之 選擇，因對於偏移及像差比較來說不易產生伴隨穿過引導 溝之干擾，所以針對本實施例係並無特別顯示加上配合於 分佈反轉之光的構成，但根據光學系之構成也可理解從其 他的要求須要容易產生干擾之分割線之構成，而對於其狀 況由加上配合強度分佈變化之反轉之同爲光的焦點偏移誤 差信號下，即使針對在像散方式以外之焦點偏移檢測方式 心柯減低干擾，隨之本發明係也可採用從以往穿過引導溝 之干擾的觀點上所無法採用之光學系構成，進而可使設計 的自由度大增。 對於採用像散焦點偏移檢測方式之情況將不需要光學 構件G ’因爲了檢測像散焦點之像散係可由穿過分色鏡時 所產生之像散來代用，而此則是採用對於集束光射入於平 行平板情況產生像散之原理，在此針對焦點偏移檢測係如 從干擾之觀點所說明地取得〇級光1級光之焦點偏移誤差 信號的和’而以往採用平行平板來導入像散之情況，平行 平板係如同不易產生穿過引導溝之干擾地，對於磁道呈 4 5度插入’但由本發明根據解除干擾之情況，並無特別 需要如此之限制’隨之根據情況係可有效地將光學頭之全 體大小控制成小型化，另關於由推挽方式之跟踪信號係同 樣地取得與分佈反轉跟踪信號之差，關於其他則與採用其 &紙張尺度適财關家知（—）A4胁（2ωχ297Μ_> - ---------^------1Τ------0 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（33 ) 他焦點偏移檢測方式之情況相等。 根據本發明並不是搭載繞射光柵等廉價構件於接物鏡 調節器，而只追加於固定光學系下，針對焦點偏移檢測可 根本的解除伴隨光碟之偏心，然後在記錄膜面上當光點穿 過磁道時產生於焦點偏移信號之干擾，同時可根本解除伴 隨產生在跟踪誤差信號之透鏡移動的偏移。 I.---------装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐）-36 -

Claims (1)

1. "'消部智晷时4工消費合作社印製 Α8 m C8 D8六、申請專利範圍 1 . 一種光學頭，其特徵爲針對具有半導體雷射與將 其射光作爲少至1個的集光光點集光於在半徑方向有周期 構造之光碟之集光光學系與，檢測從前述光碟之反射光的 光檢測系與，從該反射光得到前述集光光點之焦點偏移信 號與跟踪誤差信號兩方之電氣電路之光學頭，其中於前述 集光光學系中具有生成將前述光碟上之集光光點伴隨前述 周期構造進行穿透之反射光束中之強度變化極性互相略爲 反轉之複數反射光之手段，並於前述光檢測系具有分離這 些複數反射光來進行檢測之手段，而根據針對在前述電氣 電路欲將因前述強度變化起因之焦點偏移誤差信號之變動 相互相抵地取得各個反射光之焦點偏移誤差信號的和之情 況來取得焦點偏移誤差信號。 2 .如申請專利範圍第1項之光學頭，其中將極性互 相反轉之前述複數個反射光之各自的跟踪誤差信號差作爲 跟踪誤差信號。 3 .如申請專利範圍第2項之光學頭，其中對於將極 性互相反轉之前述複數反射光之各自的跟踪誤差信號差作 爲跟sk:差丨5 5虎之倩況，針對在肖Q述電氣電路利用對於前 述集光光點之其中個有在前述光碟之資訊磁道上時之各個 反射總光量之逆數比做比例之增益來將各自之跟踪誤差信 號進行增幅之後馬上演算這些的差來作爲跟踪誤差信號。 4 .如申請專利範圍第2項之光學頭*其中具有將由 前述光碟之反射光從由半導體雷射之光路進行分岐之光分 岐單元，而生成強度變化之極性相互略呈反轉之複數反射 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣紙乐尺度適用中國國家榡準（0^5+>戍4規格（210乂297公釐）~1 3/ - 444 2 01 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 光之手段，而其爲配置在前述半導體雷射與前述光分岐單 元之間的繞射光柵，然後在光碟上根據此繞射光柵之± 1 級繞射光之集光光點則對於〇級光之集光光點，只有約一 半之前述周期構造之周期，互相呈相反方向偏移至半徑方 向配置地前述繞射光柵則對於光碟半徑方向傾斜配置。 5 .如申請專利範圍第2項之光學頭，其中具有一將 由前述光碟之反射光從由半導體雷射之光路進行分岐之光 分岐單元，而生成強度變化之極性相互略反轉之複數反射 光之手段，其爲配置在前述半導體雷射與前述光分岐單元 之間的繞射光柵，而其繞射光柵則對於光碟半徑方向略呈 AD/(2NA· P)(λ:光波長，ΝΑ:接物鏡數値 孔徑，Ρ :光碟上半徑方向周期構造之周期，D :繞射光 栅上之有效光束徑）放置，且相同幅度領域，格子的相位 則反轉著，而在光碟上根據此繞射光栅之士 1級繞射光之 集光光點則欲配置在與0級光之集光光點同一磁道上地繞 射光柵之格子方向則是對於光碟接線方向平行配置著’再 由光檢測系將此分離束檢測，再從由0級光之受光光量信 號得到資料信號。 6 .如申請專利範圍第2項之光學頭，其中具有將從 前述光碟之反射光從由半導體雷射之光路進行分岐之光分 岐單元，而生成強度變化之極性相互略呈反轉之複數反射 光之手段，其爲配置在前述半導體雷射與前述光分岐單元 之間的偏光性相位移相器’而此偏光性相位移相器則對於 光碟半徑方向略呈λ D / ( 2 N A _ Ρ ) ( Λ :光波長’ ^紙張尺度適用中國國家標嗥（CNS > Α4規格（2丨ΟΧ 297公釐)~洲: -----------^------1Τ------.^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智-S財4-5Ρ'工消費合作社印裝 經'"Γ部智慧財4^員工消費合作社印繁 Α8 Β8 C8 D8六、申請專利範圍 NA ;接物鏡數値孔徑，P :光碟上之周期構造之周期， D :繞射光柵上之有效光束徑）放置，且在相同幅度領域 相對性地使偏光在特定方向之直線偏光成份之相位反轉， 而與此正交之直線偏光成份的相位係相位移相全體沒有變 化之構成，而在光檢測系利用偏光分離單元來分離這些偏 光成份進行檢測，再從不加上相位反轉之偏光成份得到資 料信號。 7 .如申請專利範圍第2項之光學頭，其中爲了檢測 前述焦點偏移採用像散法，爲了檢測跟踪誤差採用推挽法 〇 8 .如申請專利範圍第7項之光學頭，其中於前述光 檢測器系具有在將1個光點分割4份之光檢測領域進行受 光之光檢測領域至少有2組之光檢測器。 9 . 一種光學頭，其特徵爲針對具有半導體雷射與， 將其射出光集光於在半徑方向有周期構造之光碟的集光光 學系與將從前述光碟之反射光從由半導體雷射之光路進行 分岐之光分岐單元與，檢測從前述光碟之反射光的光檢測 系與，從該反射光得到光點之焦點偏移信號與跟踪誤差信 號兩方之電氣電路之光學頭，其中更具有配置在前述半導 體雷射與前述光分岐單元之間，且在光碟上± 1級繞射光 之集光光點則對於0級光之集光光點，只有約一半前述周 期構造之周期相互相反方向偏移配置於半徑方向地對於光 碟半徑方向傾斜設置之繞射光柵。 1 〇 . —種光學頭，其特徵爲針相對具有半導體雷射 張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29?公釐)~-扣辦 Λ44 2 Ο 1 ------------^------，玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α8 Β8 C8 D8 Λ 44 2 01 六、申請專利範圍 與’將其射出光集光於在半徑方向有周期構造之光碟之集 光光學系與，將從前述光碟之反射光從由半導體雷射之光 路進行分岐之光分岐單元與，檢測從前述光碟之反射光的 光檢測系與從該反射光得到光點之焦點偏移信號與跟踪誤 差信號兩方之電氣電路之光學頭 > 其中更加具有配置在前 述半導體雷射與前述光分岐單元之間，對於光碟半徑方向 略；ID/(2NA· P ) (λ:光波長，ΝΑ:接物鏡數 値孔徑，Ρ :光碟上半徑方向周期構造之周期，D :繞射 光柵上之有效光束徑）放置，且在相同幅度領域，格子之 相位則反轉著，而光碟上± 1級繞射光之集光光點則如配 置在與0級光之集光光點相同磁道上地，格子的方向則對 於光碟接線方向，然後設置成平行之繞射光柵。 1 1 . 一種光學頭1其特徵爲針對銪半導體雷射與， 將其射出光集光於在半徑方向有周期構造之光碟的集光光 學系與，將從前述光碟之反射光從由半導體雷射之光路進 行分岐之光分岐單元與，檢測從前述光碟之反射光的光檢 測系與，從該反射光得到光點之焦點偏移信號與跟踪誤差 信號兩方之電氣電路的光學頭，其中更加其有配置在前述 半導體雷射與前述光分岐單元之間，對於光碟半徑方向略 λ D / ( 2 N A · Ρ ) (λ:光波長，ΝΑ:接物鏡數値 孔徑，Ρ :光碟上之周期構造之周期，D :繞射光柵上之 有效徑）放置，且在相同幅度領域使偏光於特定方向之直 線偏光成份之相位相對性地反轉，而與這些正交之直線偏 光成份之相位則在全體沒有變化構造之偏光性相位移相器 水紙*尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）'4U ~ —,-----------裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經济部智慧財是局拉工消費合作社印装 444 2 0 1 鉍 CS D8 六、申請專利範圍 〇 1 2 . —種光學頭，其特徵爲針對具有半導體雷射與 ，將其射出光作爲至少1個集光光點集光於在半徑方向有 周期構造之光碟之集光光學系與，檢測從前述光碟之反射 光之光檢測系與，從該反射光得到前述集光光點之焦點偏 移信號與跟踪誤差信號兩方之電氣電路之光學頭，其中於 前述集光光學系中具有生成伴隨將前述光碟上之集光光點 穿過前述周期構造之反射光束中之強度變化極性相互略呈 反轉之2種至各自至少1個以上之反射光的手段，於前述 光檢測系具有分離這些複數反射光進行檢測之手段，而在 前述電氣電路，將各自加算，由前述2種類之反射光之各 自至少1個的焦點偏移誤差信號之焦點偏移誤差信號進， 行增幅，然後根據再次的加算得到焦點偏移誤差信號，而 根據將各自加算由前述2種類反射光至少1個之跟踪誤差 信號之跟踪誤差信號進行增幅來減算之情況，得到跟踪誤 差信號之光學頭*其中前述光碟之周期構造則根據引導溝 所構成，前述集光光點之其中1個對於位置在引導溝時， 而位置在引導溝間時之反射率差則爲± 1 0 %以下之光碟 ，而前述2種種之反射光的跟踪誤差信號之增幅增益比則 相等於前述2種類反射光之焦點偏移誤差信號之增幅增益 比。 1 3 . —種光學頭，其特徵爲針對具有半導體雷射與 ，將其射出光作爲至少1個集光光點集光於在半徑方向有 周期構造之光碟之集光光學系與’檢測從前述光碟之反射 -----------装------tr------.^- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 木紙乐尺度適用中國國家標嗥（CNS 规格（210x297公釐） -41 - 4 4 4 w Ο 1 as 68 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 光之光檢測系與，從該反射光得到前述集光光點之焦點偏 移信號與跟踪誤差信號兩方之電氣電路之光學頭，其中於 前述集光光學系中具有生成伴隨將前述光碟上之集光光點 穿過前述周期構造之反射光束中之強度變化極性相互略呈 反轉之2種之各自至少1個认上之反射光的手段，於前述 光檢測系具有分離這些複數反射光進行檢測之手段，而在 前述電氣電路，將各自加算由前述2種類之反射光之各自 至少1個的焦點偏移誤差信號之焦點偏移誤差信號進行增 幅，然後根據再次的加算得到焦點偏移誤差信號，而根據 將各自加算，由前述2種類反射光至少1個之跟踪誤差信 號之跟踪誤差信號進行增幅來減算之情況，得到跟踪誤差 信號之光學頭，其中前述光碟係爲前述集光光點之其中1 個位置在前述光碟之資訊磁道上時與在從前述資訊磁道位 置於只有偏移1/2前述周期構造之周期之位置時反射率 爲不同之光碟，而前述複數反射光之跟踪誤差信號之增幅 增益比則與前述複數反射光之焦點偏移誤差信號之增幅增 益比不同。 1 4 .如申請專利範圍第1 2或1 3項之光學頭，其 中於前述電氣電路具有遮斷光碟之記錄資訊之再生信號的 頻率帶域之頻率特性。 -------------裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 太^張尺度適用申國國家標率（CNS〉A4規格f 2^Χ 297公釐） •42