TWI223248B - Optical pickup device, optical disk device, optical device and composite optical element - Google Patents

Optical pickup device, optical disk device, optical device and composite optical element Download PDF

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TWI223248B TW091133837A TW91133837A TWI223248B TW I223248 B TWI223248 B TW I223248B TW 091133837 A TW091133837 A TW 091133837A TW 91133837 A TW91133837 A TW 91133837A TW I223248 B TWI223248 B TW I223248B
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Tetsu Tanaka
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玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關對於光磁碟、相變化型光碟等進行光學性資 矾記錄再生之光碟,記錄資訊並進行所記錄之資訊再生用之 光學拾取裝置及具備該光學拾取裝置之光碟裝置,進一步而 言,係有關此等裝置上使用之光學裝置及一體形成光學裝置 之複合光學元件。 本申請書係以於日本2001年11月22日申請之日本專利 申清編號2001 - 358244及於2002年8月2日申請之日本專 利申請編號2002— 226764為基礎而主張優先權者,參照此 等申請文件而引用於本申請書内。 【先前技術】 先前為求再生如CD (光碟)及DVD (多樣化數位光碟) 等以各種不同之記錄格式記錄資訊信號之光碟,有一種光學 拾取裝置,其具備可射出對應於各種格式之波長雷射光的光 源及光學系統。 此種光學拾取裝置具備圖1所示之光學系統2 〇 1。圖丨所 示之光學系統201依光程順序具備··兩波長光源211,其係 選擇性射出彼此波長不同之雷射光至光碟2〇4上;三射束用 繞射光柵212,其係將自該兩波長光源211射出之射出光分 割成3邵分;分束器213,其係將射出光與自光碟2〇4射回 之光予以分離;開口光圈214,其係用於將射出光聚焦成特 定之數值孔徑NA ;兩波長對物透鏡2丨5,其係將射向光碟 204之光予以聚光,及党光邵216,其係接受自光碟2〇4射 回之光。 兩波長光源211使用半導體雷射自發光點2113選擇性射 概略為785 nm波長之雷射光與概略為655 11111波長之雷 三射束用繞射光柵212為求藉由所謂之三射束法獲得追 縱錯誤信號,係將自兩波長光源211射出之射出光分割成包 含〇次光及±1次光之三個射束。 "分束器213具有將自兩波長光源211射出之射出光反射至 光碟204方向的半反射鏡面213a,並將自兩波長光源 射出之射出光反射至光碟204方向,並且透過自光碟2〇4 射回之光而導向受光部216,分離射出光與射回光之光程。 爻光邯216具有··於受光面216a上接受射回光中被三射 束用繞射光柵212所分割之〇次光之後述主射束用光檢測器 221 ;及分別接受射回光中被三射束用繞射光柵212所分割 之一1 /人光之一組圖上未顯示之側方射束用光檢測器。 光學系統201使用所謂像散像差法作為檢測聚焦錯誤信 號的檢測方法。因而如圖2A、圖2B、圖2C所示,主射束 用光檢測器221之接受射回光之受光面形成概略方形,並形 成具有被通過受光面中央而彼此直交之一組分割線分割成 4等分炙各受光區域as,b% Cs,&的分割圖案。此外,側方 射束用光檢測器分別配置於將主射束用光檢測器221夾於 其間而相對的位置。 如圖1所示,光學系統201於自兩波長光源211至光碟 204之去私中’將兩波長光源211之發光點211a或發光點 211b作為物點,以其共軛點之像點設於光碟2〇4之記錄面 205上之方式分別配置各光學零件。 1223248 光學系統201於自光碟204至受光部216之回程中,將光 碟204之記錄面205上之點作為物點,以其共軛點之像點設 於受光邵216之主射束用光檢測器221之受光面上之方式分 別配置各光學零件。 Q此,光學系統201之兩波長光源2 11之發光點與受光部 216之王射束用光檢測器221之受光面上之點亦形成彼此共 輛的關係。 以下說明藉由上述之主射束用光檢測器221之各受光區 域a5, b% C5, 獲得聚焦錯誤信號之方法。 首先’兩波長對物透鏡215對光碟204之記錄面205形成 最佳位置,並對光碟204之記錄面205形成合焦之所謂正確 聚焦狀態時,主射束用光檢測器221之受光面上之射束點形 狀如圖2B所示形成圓形。 兩波長對物透鏡215過於接近光碟204之記錄面205時即 偏離正確聚焦狀態,因被分束器用繞射光栅212b所分離之 射回光通過複合光學元件212而產生之像散像差,導致主射 束用光檢測器221於受光面上之射束點形狀如圖2A所示地 形成長軸跨越受光區域七及受光區域C5的橢圓形。 再者,兩波長對物透鏡215距光碟204之記錄面205過遠 時亦偏離正確聚焦狀態,因被分束器用繞射光柵2丨2b所分 離之射回光通過複合光學元件212而產生之像散像差,導致 主射束用光檢測器221於受光面上之射束點形狀如圖2C所 示地形成長軸跨越受光區域b5及受光區域d5的橢圓形, 與上述圖2Α所示之射束點的形狀比較,形成長軸方向僅傾 斜90度的橢圓形。 1223248 bs,c5,d5 之射回 聚焦錯誤信號FE如 • 0) 主射束用光檢測器221於各受光區域 光的輸出分別為Sa5, Sb5, Sc5, Sd5時, 以下公式1所示的方式計算。 FE=(Sa5+Sc5)-(Sb5+Sd5) · · · 亦即’如圖2B所示,主射束用光檢測器221於兩波 物透鏡215位於合焦位置之所謂正確聚焦狀態時,藉由上述 公式1所運算之聚焦錯誤信號FE為〇。 主射束用光檢測器221於兩波長對物透鏡215過於接近光 碟m之記錄面205時,聚焦錯誤㈣FE為正,而兩波長 對物透鏡215距光碟2G4之記錄面奶過遠時,聚焦錯誤信 號FE為負。 追蹤錯誤信號TE係藉由侧方射束用光檢測器分別接受被 三射束用繞射光柵212a所分割之±1次光,運算各側方射 束用光檢測益之各輸出的差分而獲得。 具備如上構成之光學系統2〇1的光學拾取裝置依據藉由 叉光仰6之主射束用光檢測器221所獲得之聚焦錯誤信號 FE及精由側方射束用光檢測器所獲得之追蹤錯誤信號 TE’藉由使兩波長對物透鏡215驅動變位,兩波長對物: 鏡215對光碟2G4之記錄面⑽向合焦位置移動,射出光合 焦於光碟204之記錄面2〇5上,而自光碟2〇4再生資訊。 、,再者:―般而言,兩波長光源211等半導體雷射具有雷射 光I振盈波長與周圍溫度有關的性質。周圍溫度為τ時, 半導體雷射之雷射光的振盛波長於溫纟τ時之振盖波長為 又Τ’常溫時之振盪波長為λ〇,自常溫起變化之溫度為△丁, 溫度係數為C時,可以如下之公式2近似表示。 1223248 λτ二 λο+c · ΔΤ · · · · (2) 此外,雷射光入射於繞射光柵而繞射時,入射角為<9,繞 射角為0 ’,則入射角0與繞射角0 ’之關係可以如下之公式 3表示。 η,· sin 0,一 η · sin (9 =m · λ /d · · · · (3) 另外,λ係雷射光之波長,d係繞射光柵之光柵常數,m 係繞射次數,η係入射侧媒質之折射率,η’係射出側媒質之 折射率。如以繞射光栅繞射射回光而分離光程時,由於主射 束係η= 1,0 =0,因此繞射次數為+1次時,可將公式3改 寫成如下的公式4。 η,· sin Θ,= λ /d · · · · (4) 自上述公式2至公式4,於該光學系統設置之周圍溫度變 化的情況下,溫度T之繞射角為0 ’τ,可將公式2代入公式 4而獲得如下的公式5。 η,· sin 0 ’丁 =( λ 〇+c · △ T)/d · · · · (5) 再者,常溫下之繞射角為0 使用繞射角0 ’〇可自公式 5獲得如下的公式6。 η’ · sin 0 ’τ = η,· sin 0 ’〇 +c · △ T/d · · · · (6) 自公式6,溫度T時之繞射角0 ’τ可以如下之公式7表示。 θ\ = θ 5〇+sin ]((c · Δ T)/(d · η5)) ----(7) 自公式7可知,射回光之溫度Τ時之繞射角0’τ與ΔΤ有 關,亦即與光學系統之周圍溫度變化有關。 其次,光學拾取裝置中,由於製造步驟係在常溫下進行, 因此受光部之位置係調整成使射回光之繞射角為0 ’〇。但 是,調整受光部之位置後,周圍溫度變化時,射回光之繞射 1223248 角則如公式3所示地變化,如圖3所示,照射於受光部21 6 之主射束用光檢測益2 2 1受光面上之射束點的中心自特定 位置偏移。 上述光學拾取裝置具備之光學系統2〇1藉由上述之受光 邛216獲得聚焦錯誤信號FE時,照射於主射束用光檢測器 221之爻光面上之射束點的中心自主射束用光檢測器1之 中央至少向任何方向偏移,以致正確狀態時之輸出並非〇, 因而聚焦錯誤信號FE存在偏差。 ' 如上所述,由於光學拾取裝置係以使聚焦錯誤信號FEg φ 〇 <万式進行聚焦控制,因此存在無法驅動控制兩波長對物 透鏡2 1 5至正確之合焦位置的問題。 此外上述之光學拾取裝置存在必須正確地配置受光部 216於受光部216之封裝的位置基準,因而位置精確度嚴格 導致生產性不佳的問題。 發明内容 本發明<目的在提供一種可將自光碟射回之光導向適切 位置,以提高聚焦錯誤信號可靠性之光學裝置、複合光學元 鲁 件、光學拾取裝置及光碟裝置。 為求達成上述目的而提出之本發明之光學拾取裝置具 備:光源,其係射出波長彼此不同之射出光;對物透鏡,其 · 係將自光源射出之射出光聚光在光碟上,並且將自光碟射回· <光予以聚光;複合光學元件,其係具有:第—繞射元件, 其係透過自光源射出之射出光,並使自光碟射回之光繞射; 及至少一個光程變動修正機構,其係配置於經第—繞射元件 所繞射之射回光入射的位置,修正因自光源射出之射出光之 -11 - 1223248 波長變動造成第—繞射元件產生之射回光之光程變動,而將 心:光導向特疋位置;及受光機構’其係於數個受光區域接 叉經光程變動修正機構修正光程變動後之射回光。 —該光學拾取裝置藉由對物透鏡將自光源射出之射出光聚 光於光療上’i藉由複合光學元件内之第—繞射元件使自光 回《光繞射,與射出光之光程分離。而後,光學拾取裝 置f由光程變動修正機構修正因自光源射出之射出光的波 長夂動&成弟-繞射元件產生之射回光之光程變動,將射回 光導,受«構的特定位置,再藉由受光機構於數個受光區 ㈣定位置之射回光而獲得適切之聚焦錯誤信號。 本發明之其他光學拾取裝置具備:光源,其係射出波長彼 H ^光;對物透鏡,其係將自光源射出之射出光聚光在 並且將自光碟射回之光予以聚光;分束器,其係分 22射出之射出光與經光碟反射之射回光之光程;光程 口機構’其係修正因絲之各個波長之發総的位置偏差 =成一万波長之射出光之光程對另一方波長之射出光之光 私的偏H㈣機構,其絲置於被分束器 程合成機構修正光程偏差之射回光人射的 W U直,將射回光分 機構所V’及雙光機構’其係於數個受光區域接受經光分割 割之數個射回光;光分割機構係使用藉由數個平面 或曲面所構成之棱鏡。 二光由學二取,置係藉由將自光源射出之射出光導向光 Η刀束為將自光碟射回之光分離於與射出光不同之光 =另修正因發光點之位置偏差造成一方波長之射出光之光 权對另-万波長之射出光之光程的偏差,而調整射回光入射 -12 - 1223248 於光分割機構之特定位置。 本發明之光碟裝置具備:光學拾取裝置,其係對光碟記錄 及/或再生資訊;及光碟旋轉驅動機構,其係旋轉驅動光 碟;且光學拾取裝置具備:絲,其係射錢長彼此不同之 光;對物透鏡’其係將自光源射出之射出光聚光在光碟上, 並且將自上述光碟射回之光予以聚光;複合光學元件,其係 具有:第-繞射元件,其係使自光源射出之射出光透過^並- 使自光碟射回之光繞射;及至少—個光程變動修正機構,其、 係配置於經第—繞#元件所繞射之射回光人射的位置,修i φ 因自光源射出之射出光之波長變動造成第一繞射元件產生 之射回光之光程變動,而將射回光導向特定位置;及受光機 構’其係於數個受光區域接受經光程變動修正機構修正光程 變動後之射回光。 該光碟裝置藉由光碟旋轉驅動機構旋轉驅動光碟,並藉由 光學拾取裝置進行資訊之記錄及/或再生。此時光碟裝^之 光學拾取裝置藉由對物透鏡將自光源射出之射出光聚光於 光碟上,並藉由複合光學it件之第-繞射^件*自光二目 · 之光繞射而與射出光之光程分離。而後,光碟裝置之光學拾 取裝置藉由光程變動修正機構修正因自光源射出之射出光 · 之波長變動造成第一繞射元件產生之射回光之光程變動,將 - 射回光導向受光機構的特定位置,再藉由受光機構於數個受 ~ 光區域接受導向於特定位置之射回光而獲得適切之聚焦錯 誤信號。 ,…曰 本發明之其他光碟裝置具備:光學拾取裝置,其係對光碟 記錄及/或再生資訊·,及光碟旋轉驅動機構,其係旋轉·驅動 -13 - Ϊ223248 之光.tft :㈣’其係射岐長彼此不同 先’對物透鏡’其係將自光源射出之射出光聚光在光碟 並且將自光碟射回之光予以聚光;分束器,其係分離自 =射出之射出光與經光壤反射之射回光之光程;光程合成 機構K修正㈣源之各錢長之發光料位置偏差造成 ^波長《射出光之光程對另—方波長之射出光之光程的 ’光分割機構,其係配置於被分束器分離並藉由光程合 成機構修正光程偏差之射回光入射的位置,將射回光分割成
數個,及受光機構,其料數個受光區域接受經光分劉機構 所分割之數個射回光;光分割機構係使用藉由數個平面或曲 面所構成之棱鏡。 ^光碟裝置藉由將自光源射出之射出光導向光碟,藉由分 束器將自祕射回之光分離在與㈣先不同之綠上⑽正 因發光點之位置偏差造成—方波長之射出*之光程對另一 方波長射出^程的偏差,調整射回光人射於光分讀截構 之特定位置。 „
用於上述光學拾取裝置之光學裝直具備:第一繞射元释, 其係使自光源射出之波長彼此不同之射出光透過,並使自光 療射回之光繞射,·及至少一個光程變動修正機#,其係配置 於經第一繞射元件所繞射之射回光入射的位置,修正因自光 源射出之射出光之波長變動造成第一繞射元件產生之射回 光之光程變動’而將射回光導向特定位置。 該光學裝置將自光源射出之射出光導向光碟,藉由第一繞 射元件使自光碟射回之光繞射而與射出光之光程分離,並藉 由光程變動修正機構修正因自光源射出之射出光之波長變 -14- 1223248 動造成第一繞射元件產生之射回光之光程變動,而將射回光 導向具有獲得光學拾取裝置之聚焦錯誤信號用之數個受光 區域之受光機構的適切位置上。 本發明之其他光學裝置具備:分束器,其係分離自光源射 出之波長彼此不同之射出光與經光碟反射之射回光之光 程;光分割機構,其係配置於被分束器分離之射回光入射的 位置,將射回光分割成數個導向具有數個受光區域之受光機 構;及光程合成機構,其係配置於分束器與光分割機構之 間’修正因光源各個波長之發光點位置偏差造成一方波長之 射出光之光程對另-方波長射出光之光程的偏差;光分割機 構係使用藉由數個平面或曲面所構成之稜鏡。 、該光學裝置係藉由將自光源射出之射出光導向光碟,藉由 =益將自光碟射回之光分離於與射出光不同之光程上,適 因=點之位置偏差造成一方波長之射出光之光程 光:: 光之光程的偏差,而調整射回光入射於 先分割機構之特定位置。 对万、 本發明之複合光學元件具備:笛一 源射出之波長彼此不同之射出光%、几件’其係使自光 繞射;及至少一個光程變吏自咖^ 射疋件所繞射之射回光人射的位 '4 —繞 出忠、、上f >正因自光源射出夕 出先 <波長變動造成第一繞射 出义射 動,而將射回光導向特定位置。件產生〈射回光之光程變 該複合光學裝置將自光源射出之射出光導向一 繞射兀件使自光碟射回之光姑· 猎由第 離,並藉由光程變動修正機構修:^出光之光程分 私正因自光源射出之射 15 1223248 波長變動造成第'繞射元件產生之射回光之光程變動,而將 射回光導向具有獲得光學拾取裝置之聚焦錯誤信號用之數 個受光區域之受光機構的適切位置上。 【實施方式】 以下,參照圖式說明應用本發明之光碟裝置。
如圖4所示,光碟裝置!係形成對於如⑶(光碟)、卿 (多樣化數位光碟)、可記錄資訊之CD_R (可記錄)、可 重寫資訊之CD-RW (可重寫)等光碟、及光磁碟等光碟2 可進行資訊之記錄及/或再生(以下稱記錄再生)。尤其以 下之光碟裝置1係說明使用CD或DVD作為光碟2,自此 等CD或DVD進行資訊之再生或進行記錄者。 光碟裝置1具備:自光碟2進行資訊之記錄再生之光學拾 取裝置3 ;旋轉驅動光碟2之光碟旋轉驅動機構4 ;使光學 拾取裝置3向光碟2之徑方向移動之傳送機構5;及控制此 等光學拾取裝置3、光碟旋轉驅動機構4、及傳送機構5之 控制部6。
光碟旋轉驅動機構4具有:搭載光碟2之光碟台7 ;及旋 轉驅動該光碟台7之心軸馬達8。傳送機構5具有支撐光學 拾取裝置3之支撐座;可移動地支撐該支撐座之主軸及副 軸;及使支撐座移動之穿引馬達,不過圖上並未顯示。 如圖4所示,控制部6具有:驅動控制傳送機構5,向光 碟2之徑方向控制光學拾取裝置3之位置的存取控制電路 9 ;驅動控制光學拾取裝置3之雙軸致動器之伺服電路1 〇 ; 及控制此等存取控制電路9、伺服電路10與光學拾取裝置3 之驅動控制器11。此外,該控制部6具有··解調處理光學 -16 - 1223248 拾取裝置3之信號之信號解調電路12 ;訂正解調處理信號 之錯誤的錯誤訂正電路13;及將錯誤訂正後之信號輸出: 外邵電腦等電子機器用之介面14。 如上構成义光碟裝置1藉由光碟旋轉驅動機構4之心軸鬲 達8旋轉驅動搭載有光碟2之光碟台7,並因應控制部6之 存取控制電路9的控制信號,驅動控制傳送機構5,移動光 學拾取裝置3至對應於光碟2之所需記錄軌道的位置上 光碟2進行資訊之記錄再生。 以下’詳細說明上述之光學拾取裝置3。 ::拾取裝置3如圖5所示’具有:自光碟2再生資訊之 叙'、先3〇 ’及及光孥系統30具有之後述之使對物透鏡驅 動邊位之圖上未顯示的驅動機構。 =學拾取裝置3具有之光學系統3G依光程順序具有··受 :时型兀件31 ’其係與受光元件一體形成,該受光元 =受:出雷射光之光源與自光碟2射回之光;複合光學元 將自光碟物自該受發光一體型元件31射出之射出光, 夫 射回 < 光與射出光分離;開口光 _自受發光—體型元件3】射出之複合 成特定之數值孔徑NA;及兩波長對物透鏡Μ: 上。只開口先圏33聚光之射出光聚光於光療2之記錄面& 文發光—體型元件31具有··半導體 出:皮長如约一雷射光與波長…之;= 党光元件,其係被分劃成詳細内容:以,及 之受發光-體型元件31可以先區域;此時 T以於先碟2係形成cD格式之光 17 礫時’依據自驅動控制器丨丨之控制信 〈雷射朵,士人止r世ο # ’皮長約7 8 0 n m 先A先碟2係形成DVD格式之光碟 動控制哭η、& 尤碟時’依據自驅 m《控制信唬射出波長約650 n 進行切換。 心田射先的万式 匕如圖5至圖7所示,複合光學元件〜藉由射 脂材料而形成區塊狀,並具有 土 ’, 沛η & &、、 又僉先—體型元件31, 的^'、自孩受發光-、體型元件31射出之射出光之光轴直交 、=面41,及與该罘—面41平行相對的第二面42。 第-面41上設有將自受發光一體型元件”射出之射出光 分割成包+ 0次光及±1次光之三個射束的第一繞 45。光學系統3Q為求獲得追縱錯誤信號Te而應用所謂3 點法(三射束法),並以藉由受發光一體型 -繞射光柵45分狀±1次光,檢測±1次光之各 分,進行追蹤伺服之方式構成。 第二面42上設有第二繞射光栅46,其係使自光碟2之各 射回光中被第一繞射光柵45分割之〇次光及土 1次光繞射, 進一步將此等分割成0次光及±1次光,如將該+1次光作為 射回光而與射出光之光程分離。 第一面41上設有第三繞射光栅47,其係位於被第二繞射 光柵46分離之射回光之光程上,使該射回光繞射,進一步 分割成〇次光及± 1次光,如將該一1次光導向受發光一體 型元件31。該第三繞射光柵47配置成對第一繞射光柵45 於同/面内鄰接於一方側。 複合光學元件32藉由被第二繞射光柵46分離之射回光通 過,於入射於第三繞射光栅47之射回光上僅賦予特定量之 -18· 1223248 受發光一體型元件 可輕易地調整對光 像散像差。複合光學元件32藉由調整自 31射出之射出光之光袖方向的位置,即 碟2的散焦。 複:光學元件32如上所述係藉由射出成型樹脂材料而形 成、他〈形成方法亦可藉㈣刻加工形成上述之第_
第二繞射光柵46及第三繞射光柵47,亦可藉:機 械形成。另外’形成複合光學元件32之材料並不限定 於樹脂材料’亦可使用具有玻璃材料等透絲之光學材料, 再者,亦可藉由此等光學材料之组合局部改變材料構造。 複合光學元件32亦可設計成内部具有反射面,如此利用 反射面,藉由彎曲光程可使光學設計之自由度提高。 以下說明於複合光學元件32内,因自受發光一體型元件 31射出之射出光之波長變動造成自光碟2射回之光上產生 的光程變動。
如圖7所示,複合光學元件32係以自光碟2之射回光為 L,以第二繞射光柵46使射回光l繞射成+ 1次光而與射出 光之光私分離,以第三繞射光栅47使光程被第二繞射光.柵 46分離之射回光L繞射成次光,導向受發光一體型元 件之方式構成。 此時’如圖8所示,於複合光學元件3 2内,射回光之波 長為λ,第二繞射光柵46之繞射角為0 1,第三繞射光栅 47之繞射角為0 2,第二繞射光柵46之光柵常數為山,第 一繞射光栅4 7之光栅常數為d2 ’第二繞射光栅4 6之繞射 次數為+1,第三繞射光柵47之繞射次數為一1,第二繞射光 柵46與第三繞射光柵47間之媒質的折射率為η,亦即形成 -19 - 1223248 前述公式 複合光學元件32之樹脂材料之折射率為n時 3導出以下的公式8及公式9。 以
? cos Q η · sin 0 1二入 /山 sin θ 2 一 π # sin θ 1 λ d.2 其次,自公式8及公式9 下的公式1〇及公式11。 sin(9 i=A/(di · η) sin(9 2=A · (1/山 一 l/d2) 其次,自公式1 〇及公式11 以下的公式12及公式1 3。 • · · -(8) • · · .(9) 5ΐηθ 1及Sln02可表示成如 • · · · (10) • -(H) 及cos 0 2可表示成如 • · · · (12) • · · · (13) cos 0 i=(l — λ 2/(山· η)2)1’2 cos 0 2=(1- λ2 · (1/d! —l/d2)2)1/2 弟—. 41侧作為X軸,自該X軸之偏差為7軸,以第二繞射光梅 46作為+1次光繞射之自光碟2之射料中之以第—繞射光 柵45作為0次光之主射束作為光線h時,該⑽丨^光程 可如以下公式14表示。 y=tan (9 ι · χ · · · · (14) 其次,第一面41與第二面42之間隔為a,光線“與第— 面41交叉,亦即入射於第三繞射光柵47之位置可如以下公 式15表示。 x=a? y=a · tan 0 1 ·…·(15) Q此以第二繞射光栅4 7繞射~ 1次光之射回光為光線 時,該光線h之光程可以下列公式16表示。 y= tan Θ 2 · x+a(tan 6> 1 - tan 0 2) ....(16) -20 - 1223248 其次,光線I2與x軸交叉點為B,b點位置可如以下公式 17表示。 X 二 a(l—tan 〜/tan02),y=〇 . . . 從公式1 7可知X軸上之位置χ與第二繞射光柵牝之繞射 角Θ i有關。由於自公式8可知繞射角$ !係波長λ之函數, 因此上述例時’ λ若改變,則繞射角改變,β點之座標 亦改又因射出光之波長變動造成受發光一體型元件3 1之 受光區域之射束點的位置改變。 因此,為求受發光—體型元件31之受光區域之射束點的 位置不論波長變動為何均為—定,使用公式17至公式2〇, 以入表示表示公式17之χ之之公式的右邊第二項時,可如 以下公式1 8表示。 d2 < d!時, tan θ i/tan θ 2 -(sm Θ i/cos Θ x)/( sin Θ 2//cos Θ 2) ^-((di'^Vc^-dO2- λ V(n2 d!2- λ2))1^ . . . e(18) 此時公式18如代入以下公式19所示之條件作整理時,可 如以下公式20表示。 (n+1) d2=n d! ....(19) tan <9 tan 0 2= ~ 1 · . · · ( 2 〇) 之B站的x厓標均為一定。 射=’:藉:以第二繞射光柵46之光柵常數dl與第三繞 :件:2二數I滿足公式19之方式設計複合光學 ,可使因波長變動造成受發光—體型元件31之受光 -21 - 區域之射束點的位置一定。 此種複合光學元件32如定義第二繞射光柵46之光柵常數 dl與第三繞射光柵47之光柵常數1,因自受發光一體型元 件3 1射出之射出光的波長變動,自光碟2射回之光以第二 繞射光柵46繞射+1次光而與射出光分離時,即使該分離之 射回光的光程變動,藉由以第三繞射光柵47使該射回光繞 射—1次光,可將自光碟2射回之光始終適切地導向受發光 一體型元件31之受光區域的特定位置上。 開口光圈33配置於通過複合光學元件32之第二繞射光柵 46之射出光的光軸上。 兩波長對物透鏡34係對應於自受發光—體型元件31射出 之波長彼此不同之雷射光的聚光透鏡,藉由至少丨個凸透鏡 構成’並以自受發光-體型元件31射出而被開口光圈33 聚光之射出光聚光於光碟2上的方式配置。 如圖9所示,受發光一體型元件31具有:接受被第一 射光栅45㈣之〇次光之主射束之概略方形之主射束用 檢測器51 ;及分別接受被第—繞射光柵45分狀土】次 之兩個側方射束之-組概略帶狀之側方射束用錄測器5 53。受發光一體型元件31以對應於藉由複合光學元件 《弟三繞射光柵47修正光程變動之射回光之人射位置的 且X發光月豆型兀件31肖配置有位於中央而概略 形^主射束用光檢測器5卜並且分職有將主射束用光 5 1夾於其間而位於兩側之_組概略帶狀之側方射束 光檢測器52, 53。 3 1之主射束用光檢測器 如圖9所示,受發光一體型元件 -22- 1223248 5i具有被彼此直交之一組分割線分劃成4等分之各受光區 域“,以。各受光區域以“^内射入藉由第三繞 射光柵47而修正光程變動之射回光。 光學拾取裝置3具有之透鏡驅動機構具有:保持兩波長對 物透鏡34之透鏡支架;支撐該透鏡支架可於平行於兩波長 對物透鏡34之料之聚焦方向及直交於兩波長對物透鏡μ 之光軸之追縱方向之二軸方向上變位的支架支撐構件;及藉 由電磁力使透鏡支架驅動變位於二軸方向之電磁驅動部。
透鏡驅動機構依據受發光一體型元件31之主射束用光檢 測器5〗制之聚线誤㈣及財射束μ㈣器% ^ 檢測 < 追蹤錯誤信號,分別使兩波長對物透鏡34驅動變位 於聚焦方向及追蹤方向,使射出光合焦於光碟2之記錄面 2a的記錄執道上。 另外,複合光學元件32亦可藉由分別將第一繞射光栅 45、第二繞射光柵46及第三繞射光柵47作為全息元件,蝕 刻處理特足之全息圖案而形成。使用全息元件的情況下,宜
為表面浮雕型全息圖,亦可為閃耀化全息圖以提高繞射效 率〇 如上構成之光碟裝置1藉由自光碟2射回之光,依據光學 拾取裝置3檢測之聚焦錯誤信號及追蹤錯誤信號,自伺服電 路1〇輸出控制信號至光學拾取裝置3之二軸致動器,藉由 兩波長對物透鏡34分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向, 射出光經由兩波長對物透鏡34而合焦於光碟2之所需的記 錄軌道上。而後,光碟裝置1藉由信號解調電路12及錯誤 $丁正電路1 3對光學拾取裝置3所讀取之信號進行解調處理 -23 - 1223248 及錯誤訂正處理後,自介面14輸出再生信號。 以下,就光碟裝置1,參照圖式說明光學拾取裝置3内之 射出光及射回光之光程。 如圖5所示,光碟裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊 時,自受發光一體型元件31射出之射出光藉由複合光學元 件32之第一繞射光栅45分割成包含〇次光及±1次光之3 個射束。被分割成3個射束之射出光透過複合光學元件32 之第二繞射光柵 4 6 ’藉由兩波長對物透鏡3 4分別聚光於光 碟2的記錄面2a。 自光碟2之記錄面2a射回之光藉由複合光學元件32之第 一繞射光柵4 6繞射而分割成0次光及土 1次光,該+1次光 作為射回光而與射出光分離,並入射於第三繞射光柵47。 入射於第三繞射光柵47之射回光藉由第三繞射光柵47繞 射’進一步分割成〇次光及±1次光,該一丨次光作為射回 光射入受發光一體型元件3 1之主射束用光檢測器5丨的各受 光區域 a!,bi,ci,d!。 此時,於複合光學元件32内,第二繞射光柵46產生之射 回光之光程變動被第三繞射光栅47修正,射回光適切地入 射於受發光一體型元件31之主射束用光檢測器51的各受光 區域 a〗,bi,c!,di。 此時,兩波長對物透鏡34對於光碟2之記錄面2a形成最 佳位置’為對於光碟2之記錄面2a合焦之所謂正確聚焦狀 態時,入射於主射束用光檢測器51之各受光區域aub!,C!, d 1之射回光的射束點形狀形成如圖1 〇 b所示的圓形。 為圖10B所示之圓形的射束點時,主射束用光檢測器5 ! -24 - 1223248 之各個相對之各受光區域ai,ci與各受光區域bt,d本發明 之各X光量相等。 對物透鏡32過於接近光碟2之記綠面2a時,即偏離正確 未’:、、狀恐,因被第二繞射光柵46分離之射回光通過複合光 二一件3 2而產生之像散像差,入射於主射束用光檢測器$ 1 <各受光區域ai,bl, Cl,dl之射回光的射束點形狀,如圖丨〇a 所示地形成長軸橫跨受光區域ai及受光區域q的橢圓形。 再者,兩波長對物透鏡34距光碟2之記錄面2&過遠時, 即偏離正確聚焦狀態,因被第二繞射光柵46分離之射回光 通過複=光學元件32而產生之像散像差,人料主射束用 光檢4 M 51〈各文光區域…,bl,Cl,山之射回光的射束點形 ,如圖1GC所示地形成長軸橫跨受光區域b]及受光區域 w的橢圓形,與上述圖1GA所示之射束點形狀比較,係形 成長軸万向僅傾斜90度的橢圓形。 成圖10A及圖10B所示之擴圓形之射束點時, 王射束用先檢測器51之彼此相對之兩組各 與各受光區域bl山之一知、々> ^ 1? Cl ,>、.且〈各受光區域接受之受光量變 κ各受光區域接受之受光量變少。 因此,主射束用光檢測器51中,各受光區域 分別檢測之各輸出為受光區戈 u Cij 1 誤信號FE可如以下所于之八::Sbi,Sci,Sd^,^ 广听不 < 公式2 1計算。 FE=(Sai+Sei)-(Sbl+Sdi) ----(2i) 亦即,主射束用光檢測哭 碟2之記錄面23位於人^ Λ 對物透鏡34對於光 焦錯誤信㈣為運算出之聚 新束用光檢測哭5 1 I工, 31於兩波長對物透 -25 - 知34與光碟2之記錄面2a過近時,聚焦錯誤信號fe為正, 且兩波長對物透鏡34距光碟2之記錄面2a過遠時,聚焦錯 口吳k號FE為負。 如以上所述,受發光一體型元件3 1之主射束用光檢測器 51係藉由分別入射於各受光區域ai,Cl,i之各射束點之 輸出而獲得聚焦錯誤信號FE並且獲得再生信號。 —組之各側方射束用光檢測器52,53於被第一繞射光柵 45分割成土1次光之側方射束被光碟2反射形成射回光,並 以第二繞射光柵46形成+1次光而與射出光分離,再經第三 繞射光栅47修正光程變動而入射來檢測各受光區域之各受 光里藉由運算此等土1次光之各輸出的差分,而獲得追縱 錯誤信號TE。 另外光學拾取裝置3如圖n所示,亦可具有自光碟2再 生資訊之光學系統60;及使該光學系統6〇具有之後述對物 透鏡驅動變位而圖上未顯示的驅動機構。以下說明且有光興 系統60之光學拾取裝置3, +過,就與具有光學系統3〇2 先學拾取裝置3概格相同的構造係註記相同符號並省略其 、、光學拾取裝置3具有之光學㈣6()依光程順序具有:兩 波長光源6卜其賴擇性地射域長彼此不同之 =2:出1复合光學兀件62 ’其係分割自該兩波長光源61 將自光碟2射回之光與射出光分離,並且 —步分割與射出光分離之射回U口光目1 過自兩波長光源61射出之複合光學元件62之射出 特定之數值孔徑NA;兩波長對物透鏡34,其係使被=口 -26 - ^ 33聚光之射出光聚光於光碟2之記錄面μ,·及受光 有:^係接受自光碟2射回之光。此外,光學系統6 0具 罘—延光板64,其係於兩波長光源、61與複合光學元件 二Λ間遮住射出光之有效光束以外之不需要的光束,·及第 ,光板65 ’其係於複合光學元件62與受光部63之間遮 射回光之有效光束以外之不需要的光束。 =皮長光源61具備選擇性地自發総…或發光點… ”波長如約780 nm之雷射光與波長如約65〇nm之雷射光 :半導體雷射。此時兩波長光源61可以於光碟2係形成CD :式〈光碟時,依據自驅動控制器11之控制信號射出波長 勺780 nm<雷射光,於光碟2係形成DVD格式之光碟時, 依據自驅動控制器n之控制信號射出波長約㈣㈣ 光的方式進行切換。 士 ^圖11至目12所示,複合光學元件62如藉由射出成型 吋月曰材料而形成區塊狀,並具有:鄰近兩波長光源61,並 且與自孩兩波長光源61之發光點61a或發光點6ib射出之 射出光之光軸直叉的第一面81;與該第一面81平行相對的 第二面82 ;對第二面82僅傾斜特定角度而相對之第三面 83,及對第一面81及第二面82垂直,且對第三面83僅傾 斜特定角度而相對之第四面84。 第面81上設有將自兩波長光源61之發光點61a或發光 點61b射出之射出光分割成包含〇次光及土1次光之三個射 束的第一繞射光柵75。光學系統60為求獲得追蹤錯誤信號 TE而應用所謂3點法(三射束法),並以藉由以受光部63 接受被第一繞射光栅75分割之土1次光,檢測士1次光之夂 -27- 1223248 輸出的差分,進行追縱伺服之方式構成。 第二面82上設有第二繞射光柵76,其係使自光碟2之各 射回光中被第一繞射光柵75分割之0次光及± 1次光繞射, 進一步將此等分割成0次光及± 1次光,如將該+ 1次光作為 射回光而與射出光之光程分離。 第三面83上設有第三繞射光柵77,其係位於被第二繞射 光柵76分離之射回光之光程上,使該射回光反射及繞射, 進一步分割成0次光及± 1次光,如將該一 1次光作為射回 光而修正第二繞射光柵76產生之光程變動。 該第三繞射光柵77以入射之射回光全反射之方式,於第 三面83上設有特定之反射膜,發揮所謂反射型繞射光柵之 功能。 第四面8 4上設有分剑棱鏡7 8,其係位於經第三繞射光桃 77修正光程變動之射回光的光程上,並將該射回光分割成4 部分。 該分割棱鏡78如圖13及圖14所示,形成概略正四角錐 形狀,並以藉由第三繞射光栅77而反射及繞射之一1次光 於該繞射光之焦點或焦點近旁,繞射光之中心入射於正四角 錐之頂角中心的方式配置。 此外分割稜鏡78位於複合光學元件62之内方,並於該内 方側朝向頂角設置。亦即,分割棱鏡7 8係以被第一繞射光 柵75所分割之三射束的0次光以第二繞射光柵76繞射,以 第三繞射光栅7 7反射及繞射,而入射於頂角之方式配置。 另外,分割棱鏡78係以正四角錐之底面對以第三繞射光栅 77反射及繞射之一 1次光之光軸直交的方式配置。 :外’複合光學元件62藉由被第二 回光通過,於入射於分金6刀離;射 、你从 J焱銃78芡射回光上僅賦予特宏㈢
之像散像差。福人氺與-Μ 呵丁符疋I 先予兀件62藉由調整自兩波長来、、原以 選擇性射出之射出光之弁 長先源61 光碟2的散焦。 直口輕易地碉整對 複合光學元件62如上所述係藉由射 成。並# >泌#、义、 〜土何細柯科而形 成/、他1成万法亦可藉由姓刻加工形成 光栅75、第-結射^ 弟 %射 罘一、,>〇射先柵76、第三繞射光柵77及分 78,亦可藉由機械加工形成。卜 夂戈 、 4 $外,形成複合光學元件62 、不限足於樹脂材科,亦可使用具有 性之光學材料,再者m’现瑪材科寺透先 子料η猎由騎光學材料之組 變材料構造。 文 此時,與以複合光學元件32說明時同樣地,如計算第二 ⑽光柵76及第三繞射光柵77之光柵常數及第三面^與 第二面82構成角度等’來設計複合料元件62,修正因波 長變動造成射回紋光程變動,可正確地將該射回光導向分 割棱鏡78的頂角。 如此設計成之複合光學元件62於藉由自兩波長光源61 延擇性射出(射出光之波長變動,自光碟2射回之光以第二 繞射光栅76繞射成+1次光而與射出光分離時,即使該分離 之射回光之光程變動’藉由以第三燒射光柵”使該射回光 反射及繞射成-1次光,而將自光碟2射回之光始終導向分 割棱鏡78之頂角,可將被分割棱鏡78所分割之各射回光正 確地導向受光部63之受光區域的特定位置上。 開口光圈33配置於通過複合光學元件62之第二繞射光柵 -29 - 丄厶厶J厶叶ο 76之射出光的光軸上。 波物透鏡34藉由至少1個凸透鏡構成,係將自兩 ,:乂射出〈波長彼此不同之射出光予以聚光之聚光 、七、Χ被開口光圈33聚光之射出光聚光於光碟2上的 万式配置。
八二12所示’受光部63具有:接受被第-繞射光柵75 G次光之主射束之概略方形之主射束用光檢測器 目^及分別接受被第—繞射光柵75分刻之±1次光之兩個 二、于束之組概略帶狀之側方射束用光檢測器92, 93。受 光部63配置於對祕藉由複合光學元件^之分割棱鏡I 所分割之各射回光的位置。受光部63内配置有位於中央而 概略万形之主射束用光檢測$ 91,並且分別設有將該主射 束用光檢測器91夹於其間而位於兩側之—組概略帶狀之側 方射束用光檢測器92, 93。 此外,受光部63之主射束用光檢測器91具有被彼此直交 心一組分割線分割成4等分之各受光區域心,匕,C2,心。各
又光區域a〗,b2, cl 4内分別照射有被分割棱鏡78分割成4 部分之各射回光。 第一遮光板64於兩波長光源61與複合光學元件62之間 设有對應於射出光之有效光束之概略圓形的開口部,藉由開 口限制遮住有效光束以外之不需要的光束,可避免漫射光進 入複合光學元件62内。 苐一遮光板65於複合光學元件62與受光部63之間設有 對應於射出光之有效光束之概略圓形的開口部,藉由開口限 制遮住有效光束以外之不需要的光束,可避免未透過複合光 -30 - 1223248 與 一 /4* 予兀f 62内之分割棱鏡78的漫射光進入受光部63内。 另外’第一遮光板64及第二遮光板65之開口部的形狀並 不限疋於概略圓形,亦可形成概略橢圓形及概略多角 他形狀。 此外’第一遮光板64及第二遮光板65於圖ι4及圖! $ 中,係顯示僅設有對應於被第一繞射光柵75所分割之〇次 光、’亦即對應於主射束之開口部的形狀,不過亦需要設置對 應於±1次光,亦即對應於侧方射束之開口部,或是使開口 部的形狀變形。 光學拾取裝置3具有之透鏡驅動機構具有··保持兩波長對 物也叙34《透鏡支架;支撐該透鏡支架可於平行於兩波長 對物也叙34〈光轴〈聚焦方向及直交於兩波長對物透鏡μ 《光軸I追縱万向之二軸方向上變位的支架支撐構件;及藉 由電磁力使透鏡支架驅動變位於二軸方向之電磁驅^ 過圖上並未顯示。 、透鏡驅動機構依據受光部63之主射束用光檢測器”檢測 《聚焦錯誤信號及側方射束用光檢測器92, 93檢測之追縱 錯誤信號’分別使兩波長對物透鏡34驅動變位焦方向 及追縱方向,使射出光合焦於光碟2之記錄面^㈣㈣ 道上。 上迷複贫兀; < ^ ϊ 〜,άι耶成如八角韻 此種情況下,X光邵03之主射走用#仏 耵末用九私測态91亦可以被 受光面之中央王放射狀之分割線分割成8部分的、 成。複合光學凡件62之分割棱鏡78係對第四面以:’ 方側,不過亦可對第四面84突出設置於外方側。再者; -31 - 1223248 合光學元件62之分割棱鏡78不限定於具有平面之角錐,亦 <形成具有數個曲面的形狀。此種情況下,係以對應受光部 6 3之主射束用光檢測斋91之分劃區域的方式設置。再者複 合光學元件62亦可藉由分別將第一繞射光柵75、第二繞射 光柵7 6及第三繞射光柵7 7作為全息元件,蝕刻處理特定之 全息圖案而形成。此外,使用全息元件的情況下,宜為表面 浮雕型全息圖’亦可為閃维化全息圖以提高繞射效率。
複合光學元件62如圖16所示使用分割成4個區域之光栅 79以取代分割棱鏡78,亦可獲得同樣的效果。此時光柵79 為求獲得與分割棱鏡78同樣的效果,而設有分割區域力, y3, y4,各分割區域y〗,y2, y3, y4中形成溝之方向各不相同。 具體而言,形成分割區域yi與之溝的方向以及形成分割 區域y2與之溝的方向係彼此直交。光柵79因應各分割 區域71,乃,73,74之各溝方向及光柵常數使入射之光碟2射 回之光繞射、分割成4部分,並導向受光部63之主射束用 光檢測器91。光;^ 79作為全息元件藉由㈣處理特定之全 息圖案而形成。此外,使用全息元件的情況下,宜為表面浮 雕型全息圖,亦可為閃耀化全息圖以提高繞射效率。 再者,複合光學元件62亦可設計成於内部具有反射面, =此利用反射面,藉由f曲光程可使光學設計之自由度提 再者,由於複合光學元件62係'使入射於分創棱鏡78 4 光碟2射回之光之人㈣對於㈣棱鏡78之各面形成4 以下,亦即將分劉棱鏡78之各面的傾角形成45。以下 避免入射之射回光進人全反射條件的方式,可增加折们 -32 - 1223248 因此可分離被分割之各射回光之射束點間隔,可擴大主射束 用光檢測器91内之各分割區域 〇1 ^ ^ 次間隔及王射束用光檢測器 9 1與側方射束用光檢測器92 93 士 ,. 裝置3的組合精密度。 德’可放寬光學拾取 具備具有如上之光學系統6〇之光學拾取裝置3的光碟裝 置1精由自光碟2射回之光’依據光學拾取裝置3檢測之聚 焦錯誤信號及追絲誤信號,自词服電路iq輸出控制信號 土先學拾取裝置3《二軸致動器,藉由兩波長對物透鏡% 分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向,射出光經由兩波長對 物透鏡34而合焦於光碟2之所需的記錄軌道上。光碟裝置 1藉由信號解調電路12及錯誤訂正電路13對光學拾取裝置 3所讀取之信號進行解調處理及錯誤訂正處理後,自°介=14 輸出再生信號。 以下,就具備具有上述光學系統6〇之光學拾取裝置3的 光碟裝置1,參照圖式說明光學拾取裝置3内之射出光及射 回光之光程。 如圖11所示,光碟裝置Ϊ自光碟2之記錄面以再生資訊 時,自兩波長光源61射出之射出光被第一遮光板64遮住不 需要之光,僅有效光束入射於複合光學元件62,並藉由複 合光學兀件62之第一繞射光柵75分割成包含〇次光及±1 次光之3個射束。被分割成3個射束之射出光透過複合光學 元件62之第二繞射光柵76,藉由兩波長對物透鏡34而= 光於光碟2的記錄面2 a。 自光碟2之記錄面2a射回之光藉由複合光學元件62之第 二繞射光柵76繞射,導入朝向第三面83之光程上,+丨次 -33 - 1223248 光入射於第三繞射光柵77。入射於第三繞射光柵77之來自 第二繞射光柵76之+ 1次光藉由第三繞射光柵77反射及繞 射’ 一1次光入射於分割棱鏡78的頂角。入射於分割棱鏡 78之正四角錐頂角之_ι次光藉由分別入射於正四角錐之 各周面’分別折射於各不同方向,而被分割成4條射回光, 並藉由第二遮光板65遮住不需要之光,僅有效光束分別照 射於受光邵63之主射束用光檢測器91之各受光區域幻,b2, c2, d2 〇 經第二繞射光柵77繞射之繞射光入射於分割棱鏡78之頂 角時,如圖17B所示,兩波長對物透鏡34對光碟2之記錄 面2a位於合焦位置時,分割稜鏡78之頂角上入射有形成概 略圓形的繞射光。 另外’繞射光入射於分割祓鏡7 8之頂角時,如圖17 a所 示,兩波長對物透鏡34與光碟2之記錄面2a過於接近時, 兩波長對物透鏡34即偏離合焦位置,因此,因繞射光通過 復合光學元件62而產生之像散像差,於分割棱鏡78之頂角 上入射有長軸形成圖中右上方之橢圓形的繞射光。 繞射光入射於分割棱鏡78之頂角時,如圖nc所示,兩 波長對物透鏡34距光碟2之記錄面2a過遠時,兩波長對物 透鏡34即偏離合焦位置,因此,因繞射光通過複合光學元 件62而產生之像散像差,於分割稜鏡78之頂角上入射有長 軸形成圖中左上方之橢圓形的繞射光。 .......〜机一啊-口忠诅罝的狀態下, 射光入射於分割棱鏡78之頂角時,分割稜鏡78之彼此和 之兩組周面Xl,X3與周面Χ2,Χ4上,係區分成於一組之^ -34- 山3248 面上入射繞射光之大部分’並且於另—組之各周面上入射極 少的繞射光。 ♦即’如圖17A所示’形成橢圓形之繞射光入射之分割 奴知78上,繞射光之大部分入射於—組相對之各周面χι, X3,並且繞射光之極少部分入射於一組相對之各周面心, 此外,如圖17C所示,形成橢圓形之繞射光入射之分割 衩叙78上,繞射光之大部分入射於一組之各周面心,以,並 且繞射光之極少部分入射於一組相對之各周面Μ,〜。 - ,第一繞射光柵75分割之〇次光中之自光碟2射回之光 # 以第二繞射光柵77繞射形成一 1次光,藉由該一 1次光分別 入射於分割稜鏡78之各周面χι,X2, A,〜而折射於各不同 方向因此被分割成4條射回光,並分別入射於受光部63 之主射束用光檢測器9丨之各受光區域七,匕,〇2,旬。 因而,形成圖18A及圖18C所示,主射束用光檢測器91 之彼此相對之兩組各雙光區域以,4與各受光區域旬之 一組义各受光區域接受之受光量變多,並且另一組之各受光 區域接受之受光量變少。 · 人P圖17A所示之橢圓形繞射光入射於分割棱鏡78 寺主射束用光檢測器91如圖1 8 A所示,相對之各受光區 _ 域〇2接受之受光量變多,並且相對之各受光區域心 ·· 接文〈雙光量變少。如目17C所示之橢圓形繞射光入射於· 分割稜鏡78時,主射束用光檢測器91如圖18C所示,相 對I各焚光區域h,t接受之受光量變多,並且相對之各受 光區域a2,。接受之受光量變少。 圖ΠΒ所示之圓形繞射光入射於分割稜鏡78之頂角時, -35- 1223248 王射束用先檢測器91如圖18B所 C2與各受光區域b2,d2之各受光量相等。光區域办 因此,主射束用光檢測器
T ’各文光區域 J 分別檢測之各輸出為Sa 。 b2, c2, j ® 冯 ^2, Sb2, Sc2, Sd2 時,聚
可如以下所示之公式22計算。 /…錯祆信號FE FE-( Sa2+ Sc2)—( Sb2+ Sd2) W · · · · (22) 亦即,王射束用光檢測器91於 碟2夕今铃而ο " 反長對物故鏡34對於光 錄面2仏於合焦位置時,藉由公式22運算出之聚 焦錯誤信號FE為〇。主射i崎异出 、 ^ 束用先檢測11 91 ^波長對物透 鏡34與光碟2之記錄面2a 、广咕丨 、 记绿面2a過近時,聚焦錯誤信號托為正, 且兩波長對物透鏡34距光碟2 $ ^ q 、 誤信號FE為負。先菜2^己錄面㈣遠時,聚焦錯 4 乂上所It又光4 63《王射束用光檢測器91係藉由分 別入射於各受光區域仏^以之各射束點之輸出而獲得 聚焦錯誤信號FE並且獲得再生信號。 此外,-組之各側方射束用光檢測器92, %檢測被第一 繞射光柵75分割之±1次光中自光碟2射回之光之各受光 量,運算此等±1次光之各輸出的差分,而獲得追縱錯誤信 號TE。 如以上所述,光碟裝置!依據藉由具有光學系統3〇或光 學系統60 4光學拾取裝置3所獲得之聚焦錯誤信號fe及 追縱錯誤信號TE,伺服電路1 〇控制透鏡驅動機構,藉由使 兩波長對物透鏡34分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向, 使射出光合焦於光碟2之記錄面2a上,自光碟2再生資1 如上所述,本發明之光碟裝置1之具有光學系統之光 -36 - 1223248 學拾取裝置3藉由具有複合光學元件32,其係設有:繞射 自光碟2射回之光之第二繞射光柵46 ;及將藉由該第二繞 射光柵46繞射之+1次光作為射回光,進一步繞射該射回光 之第三繞射光栅47 ;即使因周圍溫度變化造成自受發光一 體型元件3 1選擇性射出之射出光的振盪波長變動,仍可導 向適切的位置上。 因而光碟裝置1如先前之複合光學元件,使用不增加零件 數量之簡單構造的光學拾取裝置,可使所獲得之聚焦錯誤信 號FE的可靠性提高。 此外光碟裝置1之具有光學系統60之光學拾取裝置3藉 由具有複合光學元件62,其係設有:繞射自光碟2射回之 光之第二繞射光柵76;將藉由該第二繞射光柵76繞射之+ 1 次光作為射回光,進一步繞射該射回光之第三繞射光柵 77 ;及將藉由該第三繞射光栅77所繞射之一 1次光作為射 回光,將該射回光分割成4部分之分割棱鏡7 8 ;即使因周 圍溫度變化造成自兩波長光源61選擇性射出之射出光的振 盪波長變動,仍可導向適切的位置上。 因而光碟裝置1如先前之複合光學元件,使用不增加零件 數量之簡單構造的光學拾取裝置,可使所獲得之聚焦錯誤信 號FE的可靠性提高。 由於光碟裝置1具備於具有光學系統30之光學拾取裝置 3中,僅以複合光學元件32分離射出光與射回光,修正自 受發光一體型元件31射出之射出光之波長變動產生之光程 變動的功能,因此可使光學零件數量保持在必要最小限度, 簡化光學系統30之構造,促進小型化,並且降低製造成本。 -37 - !223248 因此,光碟裝置1之光學拾取裝置3内之光學系統3〇具 有複合光學7L件32,可提高生產性,降低製造成本,並提 高可靠性。 由於光碟裝置1具備於具有光學系統6〇之光學拾取裝置 3中,僅以複合光學元件62分離射出光與射回光,修正自 , 兩波長光源61射出之射出光之波長變動產生之光程變動的 · 功旎,因此可使光學零件數量保持在必要最小限度,簡化光 學系統60之構造,促進小型化,並且降低製造成本。 因此,光碟裝置1之光學拾取裝置3内之光學系統6〇具 _ 有複合光學元件62,可提高生產性,降低製造成本,並提 高可靠性。 光碟裝置1使用具有光學系統30之光學拾取裝置3時, 由於係形成使用光源與受光元件一體化之受發光一體型元 件3 1的光學單元,因此可進一步減少零件數量,而實現製 造成本的降低。 光碟裝置1藉由具有光學系統6〇之光學拾取裝置3具有 複合光學兀件62,該複合光學元件62具有分割自光碟2射 籲 回 < 光的分割棱鏡78,其與藉由主射束用光檢測器之分割 、、泉分割射束點的形式比較,係在光程上分割射回光,因此以 · 接爻經分割稜鏡78分割之4條射回光之方式,將主射束用 · 光檢測器91之各受光區域a〗,匕,C2,如保持在特定大小,而 放見主射束用光檢測器之分割位置等上所要求的精密度。 因而,光碟裝置1可降低光學拾取裝置3之主射束用光檢 ’則态91的製造成本,並且於光學拾取裝置3製造步驟中容 易進行主射束用光檢測器9丨之位置調整,可提高所獲得之 -38- 1223248 聚焦錯誤信號FE的可靠性。 光碟裝置1藉由具有光學系統60之光學拾取裝置3具有 弟一遮光板6 4 ’其係僅將自兩波長光源61射出之射出光的 有效光束導向複合光學元件62,遮住入射於複合光學元件 62内之不需要之光,可減少複合光學元件62内之漫射光的 亂反射。違光碟裝置1藉由具有光學系統6 〇之光學拾取裝 置3具有第二遮光板65,其係僅將透過複合光學元件62之 射回光之有效光束導向受光部63,而遮住入射於受光部63 之不需要之光’可提高受光部63之光檢測水準的可靠性。 另外,本發明之光碟裝置1之光學系統6〇並不限定於具 有第一遮光板64及第二遮光板65之光學拾取裝置3,如亦 可於複合光學元件62表面塗敷吸收光之塗料,於複合光學 元件62表面蒸鍍不透光之膜,或是將複合光學元件62之表 面予以粗糙化,來遮住不需要之光。 光碟裝置1為求於上述之光學拾取裝置3中獲得聚焦錯誤 k號FE,係採用所謂像散像差法,不過亦可使用傅科法等 其他檢測方法。 光碟裝置1不易構成如上述之複合光學元件32及複合光 學元件62的1個元件時,藉由使各光學元件形成個別地與 上述相同之配置的光學系統,當然亦可獲得同樣的功能。 因而,以下說明並非藉由複合光學元件32及複合光學元 件62之1個元件構成,而具備使各光學元件形成與上述相 同之配置之光學系統之光學拾取裝置3的構造例。另外,具 備上述複合光學元件32或複合光學元件62之光學拾取裝置 3返具備修正光程變動之光學系統,不過以下例中,由於波 1223248 長彼此不同之雷射光之發光點61 a及61b的位置分離時,波 長彼此不同之雷射光之彼此光程差異變大,因此係說明具有 修正因波長彼此不同之雷射光之發光點造成光程變動的光 學系統例。 首先’第一例之光學拾取裝置3如圖19所示,具有··自 光碟2再生資訊之光學系統ι〇〇 ;及使該光學系統ι〇〇具有 之後述對物透鏡驅動變位而圖上並未顯示的透鏡驅動機 構。以下係說明具有光學系統1〇〇之光學拾取裝置3,就與 具有光學系統30或60之光學拾取裝置3共通的構造,則註 $己共通之符號並省略其詳細說明。 如圖19所示,光學拾取裝置3具有之光學系統1〇〇依光 程順序具有:兩波長光源101,其係選擇性射出波長彼此不 同义雷射光;繞射光栅1〇2,其係將自該兩波長光源1〇1選 擇性射出之射出光分割成3部分;分束器1〇3,其係使被該 繞射光柵102分割成3部分之射出光反射,並且使自光碟2 射回之光透過;開口光圈1〇4,其係將被該分束器1〇3反射 4射出光聚光成特疋之數值孔徑NA ;兩波長對物透鏡 105,其係使被該開口光圈聚光之射出光聚光於光碟2之記 錄回2a上;光程合成繞射元件1〇6,其係修正因透過分束 "〇3之光碟2射回之光之發光點偏差造成之光程變動;分 割棱鏡107,其係將藉由該光程合成繞射元件1〇6修正光程 變動之射回光分割成4部分;及受光部⑽,其係接受被該 分害’]棱鏡1 0 7所分離之射回光。 兩波長光源HH如圖20所示,如具有分別自發光點购 與發光點ioib射出波長約780 nm之雷射光與波長約㈣ -40 - 1223248 nm <雷射先的+導體雷射。 制哭η、咕 皮長先/原1 依據自驅動控 制态11 (控制信號,對應於 ,. . . ^ e 朱疋格式切換發光點,而 丄、, 先/原101係以射出短波長之雷射 先(¾光點101b作為光轴中心的方式配置。 繞射光栅102係將自兩波長光源1〇1選擇性射出之射出光 分割成0次光及± 1次光等3却八 尤寺3 4分的繞射元件,射出光之分 散方向形成對應於光碟2的却 7 口己緑軌道万向。光學手统100 為求獲得追蹤錯誤信號TE,侈以麻用张、田 、 n你以應用所謂之DPP (差分推 挽)法’並以受光邵1〇8接受被繞射光柵⑽所分劃之土】 次光’進行追跪飼服的方式構成。 分束器103係包含第—面1〇3a與第二面娜之具有透光 性的平行平板構件,並以第—面咖與第二面獅對自兩 二長光源101射出之射出光具有特定角度的方式配置,並以 第一面103a反射自兩波長光源、1〇1射出之雷射光,而導向 光碟2側,並且使被光碟2反射之射回光透過第一面1 及第二面l〇3b而導向分割棱鏡ι〇7。 刀束抑103藉由自光碟2射回之光通過於入射於分割棱鏡 107之射回光上僅賦予特定量之像散像差。分束器ι〇3藉由 調整自兩波長光源101選擇性射出之射出光之光軸方向的 位置’即可輕易調整對光碟2的散焦。 此時於分束器103之第一面1033上設有反射自兩波長光 源101選擇性射出之射出光,並使自光碟2射回之光透過的 半反射鏡面。 開口光圈104為求以形成特定數值孔徑之方式會聚雷射 光’係配置於以分束器103之第一面1〇3&反射之射出光的
-41 - 1223248 光抽上。 兩波長對物透鏡1 05係對應於自兩波長光源1 01射出之波 長彼此不同之雷射光的聚光透鏡,藉由至少〗個凸透鏡構 成並以自兩波長光源10 1射出而被開口光圈1 04聚光之射 出光聚光於光碟2上之方式配置。 光私合成繞射元件1〇6係修正因兩波長光源〗〇1之發光點 偏差造成之光程變動的繞射元件。此時,光碟2係對應於 CD《格式時’係自兩波長光源ι〇ι之發光點⑻&射出波長 約780 nm之雷射光,不過因發光點偏離光軸中心,因 此產生自光碟2射回之光的聚光位置偏差,以致自光碟2 射回〈光未適切地人射於分割稜鏡! Q7的頂角。光程合成繞 射元件106係修正波長約78()_之雷射光之光程對波長約 650、麵之雷射光之光程的偏差而合成光程。此時,就光程 口成繞射兀件1 0 6之修正来起肖Λ » rr- 〈I止尤%叆動的原理,可使用修正上述 因振i波長之變動造成光程變動時同樣的原理,因此省略A 說明。 光程合成燒射元件1G6亦可構成藉由#刻處理特定之全 息圖案等於概略平㈣狀之域過構件均成全息元件。此 外,使用全息元件的情況下,宜Λ矣 且為表面〉予雕型全息圖,亦可 為閃耀化全息圖以提高繞射效率。 如圖21及圖2 2所示,分金,丨择# 刀°】稜釦1〇7形成概略正四角錐形 狀,並以於通過分束器103之射 珩回先<焦點或焦點近旁,射 回光之中心入射於正四角錐之頂角 t、 4 a \ 、用宁、的万式配置。分割稜 鏡107位於透過分束器103之射 爻珩回先的光程上,並將該射回 光分割成4部分。 -42 - 1223248 刀-1¾¼ 107係以被繞射光柵1〇2 八 +氺λ紅、a々 所刀割之三射束的〇 々#、、 r刀割棱鏡107係以正四 用錐 < 展面對以被繞射光柵1 02分匈- 直交的方式配置。 刀以二射束之〇次光光軸 分割棱鏡1〇7係藉由射出成型樹脂材料而形成。另外,形 成分割棱鏡H)7之材料並不限定於樹脂材料,亦可使用且有 玻璃材料等透光性之光學材料,再者,亦可藉由此等光學材 料之組合局部改變材料構造。 士圖23所不,文光部108具有:接受被繞射光柵分 刻之〇次光之主射束之概略方形之主射束用光制器⑴; 及分別接受被繞射光栅1G2分割之±1次光之兩個侧方射束 之一組概略帶狀之侧方射束用光檢測器112, 113。受光部 108配置於對應於被分割棱鏡1〇7分割之各射回光的位置。 文光邵108内配置有位於中央而概略方形之主射束用光檢 測為111,並且分別設有將該主射束用光檢測器丨丨丨夾於其 間而位於兩側之一組概略方形之侧方射束用光檢測器112, 113。 受光部108之主射束用光檢測器111具有被彼此直交之一 組分割線分割成4等分之各受光區域h,b3, d3。各受光 區域a% bh C3, ds内分別照射被分割棱鏡1〇7分割成4部分 之各射回光。 5:光邯108之側方射束用光檢測器 112,113分別具有被 分割線分割成二等分的受光區域e3, f3、及受光區域g3, h。 各受光區域es,h内照射對應於被繞射光柵ι〇2所分割之土1 次光之自光碟2射回之光的一方,各受光區域g3, h内照射 -43 - 1223248 對應於被繞射光柵102所分莉之±ι次光之自光碟 、 光的另一方。 、之 2學拾取裝置3具有之透鏡驅動機構具有:保持兩波長對 物透鏡;°5之透鏡支架;支撑該透鏡支架可於平行於兩波長 對物透鏡105《光軸之聚焦方向及直交於兩波 ⑽之光軸之追縱方向之二轴方向上變位的支架支= :;、及藉由電磁力使透鏡支架驅動變位於二轴方: 動邵’不過圖上並未顯示。 % 透鏡驅動機構依據受光部1〇8之主射束用光檢測器 檢測之聚焦錯誤信號及側方射束用光檢測器ιΐ2 Η :追:錯誤信號’分別使兩波長對物透鏡ι〇5驅動二 焦万向及追財向,使射出光合 、永 記錄軌道上。 < 忑紅面2a的 具備具有如上〈光學系統1〇〇之光學拾取裝 置1依據光學拾取裝置3藉由自光碟2射回之光檢測 f吳信號及追縱錯誤信號,自伺服電路Π)輸出控制 先予拾取裝置3之二軸致動器,藉由兩波 ’ 分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向,射出光經由兩:: 物透鏡105而合舞於弁寞7' /長對 — '、、、於先碟所需的記錄軌道上。斯$ !藉減號_電路12及錯誤訂正電路㈣料拾取= 3所碩取行解調處理 輸出再生信號。 丁正處理後’自介面14 以下’參照圖^明具有上述之光學㈣ 裝置3内之射出光及射回光之光程。 先予拾取
先碟取置1自光碟2之記錄面2a再生資訊時,如圖U -44 - 1223248 所示,自兩波長光源1〇1選擇性射出之對應於光碟2波長之 射出光藉由繞射光柵102分割成包含0次光及±1次光的3 個射束被分到成3個射束之射出光以分束器⑻之第一面 咖反射’藉由開口光圏104聚光成特定之數值孔徑,並 猎由兩波長對物透鏡105而聚光於光碟2的記錄面以上。 自光媒2之記錄面2a射回之光以分束器⑻之第一面 咖折射,透過分束器1Q3内,以第:面職折射,藉由 :程合成繞射元件106合成經修正因光源1〇1之發光點偏差 以成《光程變動的光程,對應於被繞射光柵呢所分判之〇 次光之射回光入射於分劃棱鏡⑽的頂角。入射於分刻棱鏡 107《正四角錐頂角之射回光藉由分別人射於正四角錐之 各周面而分別折射於各不相同的方向,並被分劃成4條射回 光,而分別照射於受光部1G8之主射束用光檢測器⑴之各 受光區域a3, b3, C3, d3。此外,對應於被繞射光柵1〇2所分 狀±1次光之透過分束器1G3之射回光的—方分別照射於 X光部108之側方射束用光檢測器112之各受光區域e3 I另-方分別照射於受光冑⑽之側方射束用光檢測器 Π3的受光區域g3, h3。 此時’透過分束器1〇3之射回光入射於分割棱鏡ι〇7之頂 角時’如圖24B所示,兩波長對物透鏡1〇5對光碟2之4己 錄面2a位於合焦位置a寺’分割棱鏡1〇7之頂角上入射有形 成大致圓形的射回光。 所 時 另外’射回光入射於分割棱鏡1〇7之頂角時,如圖Μ 示,兩波長對物透鏡105與光碟2之記錄面。過於接近 ’兩波長對物透鏡1G5即偏離合焦位置,因此,因射回光 -45 - 通過分束器103而產生之像散像差,於分割棱鏡ι〇7之頂角 上入射有長軸形成圖中右上方之橢圓形的射回光。 射回光入射於分割稜鏡1〇7之頂角時,如圖24c所示, 兩波長對物透鏡105距光碟2之記錄面2a過遠時,兩波長 對物透鏡105即偏離合焦位[因&,因射回光通過分束器 1〇3而產生<像散像差,於分割棱鏡1〇7之頂角上入射有長 軸形成圖中左上方之橢圓形的射回光。 因此,於兩波長對物透鏡105偏離合焦位置的狀態下,射 回光入射於分割稜鏡1G7之頂角時,分割 對之兩組周面一周面一,係區分成於一= 周面上入射射回光之大部分,並且於另-組之各周面上入射 極少的射回光。 T即’如圖24A所示,形成擴圓形之射回光人射之分割 棱知107上,射回光之大部分入射於一組相對之各周面心, h,並且射回光 < 極少部分入射於一組相對之各周面% 土此外,如圖24C所示,形成橢圓形之射回光入射之分割 禾久叙107上,射回光之大部分入射於一組之各周面a,, 並且射回光之極少部分入射於一組相對之各周φ χ⑽。 自光碟2射回之光中被繞射光柵1〇2所分割之〇次光分別 入射於刀割棱鏡1G7《各周面Χ5, Χ6, χ7, &而折射於各不同 万向’因此被分劉成4條射料,並分別人射於受光部ι〇8 之主射束用光檢測器⑴之各受光區域a3,b3,c3,旬。 、因而,形成圖2:)A及圖25C所示,主射束用光檢測器m 〈彼此相對〈兩組各受光區域h,q與各受光區域匕,I之 一組之各受光區域接受之受光量變多,並且另一組之各受光 •46 - 區域接受之受光量變少。 亦即’圖24A所示之擴圓形射回光入射於分割棱鏡⑻ 時’主射束用光檢測器lu如圖25α所示,相對之$受光 2域Μ接受之受光量變多,並且相對之各受光區域b3,d3 ^之受光量變少。如圖24C所示之_形射回光入射於 刀扎1¾ 107 B争,王射束用光檢測器u工如圖況所示, :對之各受光區域b3,d3接受之受光量變多,並且相對之各 文光區域as,eg接受之受光量變少。 圖24B所示之圓形射回光入射於分割錢ι〇7之頂角 時,主射束用光檢測器⑴如圖加所示,相對之各受光 區域a3,C3與各受光區域b3,d3之各受光量相等。 因此,主射束用光檢測器ln,於各受光區Uwa 分別檢測之各輸出為Sa3, Sb3,、冰時,聚焦錯誤信號砰 可如以下所示之公式23計算。 FE=( Sa3+ Sc3)-( Sb3+ Sd3) · · · · (23) 亦即’主射束用光檢測器U1於兩波長對物透鏡i〇5對於 光碟2之記錄面23位於合焦位置時,藉由公式^運营出之 聚焦錯誤信號FE為0。主射束用光檢測器⑴於^長對 物透叙105與光碟2之記錄面2a過近時,聚焦錯誤信號吓 為正,且兩波長對物透鏡1G5距光们之記錄面2"遠時, 聚焦錯誤信號FE為負。 如以上所述’受光部108之主射束用光檢測器係藉由 分別入射於各受光區域33為,,3之各射束點之輸出:獲 得聚焦錯誤信號FE並且獲得再生信號。 又 一組之各侧方射束用光檢測器〗12, U3以各受光區域e -47- 1223248 f3,g3,h3接受自光碟2射回之光中被繞射光栅1〇2所分割之 土1次光之各受光量。 因此,側方射束用光檢測器112, 11 3之各受光區域。h g3, h3分別檢測之各輸出為以3, Sf3, Sg3, Sh3時’追蹤錯誤’ 信號TE可如以下所示之公式24計算。 TE=( Sa3+ Sc3)—( Sb3+ Sd3) -a (( Se3+ Sf3)-( Sg3+ Sh3)) · · · · (24) 具有如上構造之光學系統100的光學拾取裝置3可藉由光 程合成繞射元件106修正因兩波長光源1〇1選擇性射出之射 出光之波長差異造成發光點位置偏差而變動之光程,可將各 個波長之射回光導向分割棱鏡! 07之頂角並分割成4部分, 因此可將射回光適切地導向受光部1〇8之各受光區域。 其次,第二例之光學拾取裝置3如圖26所示,具有:自 光碟2再生資訊之光學系統12〇;及使該光學系統12〇具有 之後述對物透鏡驅動變位之圖上未顯示的透鏡驅動機構。以 下說明具有光學系統120之光學拾取裝置3,不過就與具有 光學系統100之光學拾取裝置3共通的構造,係註記共通符 號並省略其詳細說明。 光學拾取裝置3具有之光學系統} 2〇依光程順序具有:兩 波長光源1(Π,其係選擇性射出波長彼此不同之雷射光;繞 射光柵102,其係將自該兩波長光源1〇1射出之射出光分割 成3部分;分束器123,其係分離被繞射光栅1〇2分割成3 4刀之射出光與自光碟2射回之光的光程;開口光圈1 〇4, /其係將被該分束器123分離之射出光聚光成特定之數值孔 裎ΝΑ,兩波長對物透鏡〗〇5,其係使被該開口光圈1 聚 -48 - 1223248 光4射出光聚光於光石莱2之記錄φ 2aJi,•光程合成繞射元 件106,其係修正因透過分束器123之光碟2射回之光之發 光點偏差造成之光程變動;分割棱鏡1〇7,其係將藉由該光 私合成繞射兀件1 〇6修正光程變動之射回光分割成4部分; 及受光部108,其係接受被該分割稜鏡1〇7所分離之射回光。 分束器123係包含第一面123a與第二面U3b之具有透光 性的平行平板構件,並以第一面123a與第二面123b對自兩 波長光源101射出之雷射光具有特定角度的方式配置,並以 第一面123a反射自兩波長光源1〇1選擇性射出之射出光, 而導向光碟2側,並且使被光碟2反射之射回光透過第一面 123a並以弟一面i23b反射而導向分割稜鏡1〇7。 分束器123之第一面123a的入射區域形成半反射面,此 外第二面123b形成全反射面,該第二面12补如以蒸鍍反射 膜等方式形成,而全反射射回光。 分束器123藉由自光碟2射回之光通過,於入射於分割稜 鏡107之射回光上僅賦予特定量之像散像差。分束器 藉由調整自兩波長光源1〇1選擇性射出之射出光之光軸方 向的位置,即可輕易調整對光碟2的散焦。 如圖21及圖22所示,分割棱鏡1〇7形成概略正四角錐形 狀,並以於通過分束器123之射回光之焦點或焦點近旁,射 回光之中心入射於正四角錐之頂角中心的方式配置。分割稜 鏡107位於通過分束器123之射回光的光程上,並將該射回 光分割成4部分。 具備具有如上之光學系統12〇之光學拾取裝置3的光磲裝 置1依據光學拾取裝置3藉由自光碟2射回之光檢測之聚焦 -49 - 1223248 錯a L號及_錯誤信號,自词 光學拾取裝w 3 、 合1υ輸出技制信號至 予才口取裝置3〈二軸致動器,藉 分別驅動變位& 反長對物透鏡105 “、 向及追縱方向,射出光經由m料 物透鏡105而合焦於光碟2之所需的記錄軌道上而Π 碟裝置1藉由信號解調電 而後,先 取裝置3所讀取之㈣進 介面Η輸出再生信號。 及錯…處理後’自 二了内H式說明具有上述之光學系統12。之光學拾取 衣置3内<射出光及射回光之光程。 光碟裝置1自光碟你π, 记錄面2a再生資訊時,如圖26 自兩波長光源101選擇性射出之對應於光碟2波長之 射出光精由繞射光栅1G2分職包含q次光及±ι次光的3 個射束。被分劃成3個射束之射出光以分束器123之第一面 123a反射’藉由開口光圈m聚光成特定之數值孔徑,並 藉由兩波長對物透鏡105而聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟j之記錄面2a射回之光透過分束器123之第一面 1233,以第二面123b反射而透過第一面123a,藉由光程合 成繞射兀件1G6合成經修正因光源1()1之發光點偏差造成之 光程變動的絲,對應於被繞射光柵1Q2所分狀q次光之 射回光入射於分劃稜鏡1〇7的頂角。入射於分割棱鏡ι〇7 之正四角錐頂角之射回光藉由分別入射於正四角錐之各周 面而分別折射於各不相同的方向,並被分割成4條射回光, 而分別照射於受光部108之主射束用光檢測器U1之各受光 區域a3,b3, C3, d3。此外,對應於被繞射光柵102所分割之 ±1次光I透過分束器123之射回光的一方分別照射於受光 -50- 1223248 Z 1〇8〈側方射束用光檢測器112之各受光區域e3, f3,另 :万分別照射於受光部1〇8之側方射束用光檢測器; 光區域g3,h3。 1、 "、有如上構迻之光學系統120的光學拾取裝置3可藉由光 程合成繞射元件1G6修正因兩波長光源1()1選擇性射^之射 出光〈波長差異造成發光點位置偏差而變動之光程,可將各 個波長之射回光導向分割稜鏡1()7之頂角並分割成4部分, 因此可將射回光適切地導向受光部⑽之各受光區域。 其次,第三例之光學拾取裝置3如圖27所示,具有··自 光碟再生資訊之光學系統別:及使該光學系統⑽具有 疋後述對物透鏡驅動變位之圖上未顯示的透鏡驅動機構。以 下說明具有光學系統13G之光學拾取裝置3,不過就盘1有 光學系統1〇0之光學拾取裝置3共通的構造,係註記共通符 號並省略其詳細說明。 光學拾取裝置3具有之光學系、统13〇依光程順序具有··兩 波長光源101,其係選擇性射出波長彼此不同之雷射光,·繞 射光柵102,其係將自該兩波長光源1〇1射出之射出光分割 成3部分,分束器133,其係分離被繞射光柵1〇2分割成3 邯分(射出光與自光碟2射回之光的光程;開口光圈1〇4, 其係將被該分束器133分離之射出光聚光成特定之數值孔 徑NA;兩波長對物透鏡105,其係使被該開口光圈1〇4聚 光之射出光聚光於光碟2之記錄面2a上;光程合成繞射元 件106,其係修正因通過分束器133之光碟2射回之光之發 光點偏差造成之光程變動;分割棱鏡1〇7,其係將藉由該光 私合成繞射元件1 06修正光程變動之射回光分割成4部分; -51 - 1223248 及X光邵108,其係接受被該分割稜鏡1〇7所分離之射回光。 分束态133係包含:第一面133a ;對該第一面n3a平行 之第二面133b;於第一面l33a及第二面133b之間,對射 出光之光軸僅傾斜特定角度之第三面133c;與第一面133& 及第二面133b直交之第四面133d ;及與第三面n3c概略 平行之第五面133e之具有透光性的構件。分束器133以第 面133a與第二面133b對自兩波長光源1〇1選擇性射出之 射出光概略直父的方式配置,使自兩波長光源丨〇1選擇性射 出之射出光透過第一面〗33α,以第三面133c反射,並透過 第四面133d而導向光碟2側,並且使被光碟2反射之射回 光透過第四面133d及第三面133c,以第五面n3e反射, 並透過第一面133a之射出區域而導向光程合成繞射元件 106 〇 分束器133惑第三面133c形成半反射面,此外第五面 133e形成全反射面,該第五面13>如以蒸鍍反射膜等方式 形成,而全反射射回光。 分束器133藉由自光碟2射回之光通過,於入射於光程合 成繞射元件106之射回光上僅賦予特定量之像散像差。分束 器133藉由調整自兩波長光源ι〇1選擇性射出之射出光之光 軸方向的位置’即可輕易調整對光碟2的散焦。 如圖21及圖22所示,分割稜鏡1〇7形成概略正四角錐形 狀,並以於通過分束器133之射回光之焦點或焦點近旁,射 回光之中心入射於正四角錐之頂角中心的方式配置。分割棱 鏡107位於通過分束器133之射回光的光程上,並將該射回 光分割成4部分。 -52- η備具有如上之光學㈣m之光學拾取裝置3的光碟裝 依㈣學拾取裝置3藉由自光碟2射回之光檢測之聚隹 =信號及追絲誤信號,自舰電路lQ輸出控制信號至 :予拾取裝置3之二軸致動器,藉由兩波長對物透鏡ι〇5 分別驅動變位於聚焦方向及追縱方向,射出光經由兩波長對 物透鏡105而合焦於光碟2之所需的記錄軌道上。而後,光 碟裝置1藉由信號解調電路12及錯誤訂正電路13對光學拾 取裝置3所讀取之信號進行解調處理及錯誤訂正處理後,自° 介面14輸出再生信號。 牡以下’參照圖式說明具有上述之光學系統13Q之光學拾取 裝置3内之射出光及射回光之光程。 光療裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊時,如圖27 所示,自兩波長光源101選擇性射出之對應於光碟2波長之 射出光藉由繞射光栅102分割成包含〇次光及±1次光的3 個射束。被分割成3個射束之射出光透過分束器133之第一 面133a,以第三面133c反射,繼續透過第四面η%,藉由 開口光圈1 04聚光成特定之數值孔徑,並藉由兩波長對物透 鏡105而聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟2之記錄面2a射回之光透過分束器! 33之第四面 133d及第二面i33c,以第五面i33e反射,並透過與第一面 133a之入射區域不同之射出區域,藉由光程合成繞射元件 106合成經修正因光源101之發光點偏差造成之光程變動的 光私’對應於被繞射光柵102所分割之〇次光之射回光入射 於分割棱鏡1 07的頂角。入射於分割棱鏡丨07之正四角錐頂 角之射回光藉由分別入射於正四角錐之各周面而分別折射 -53 - 於各不相同的方向,並被分割成4條射回光,而分別照射於 受光郅108之主射束用光檢測器ηι之各受光區域a3, b3, C3, d3 °此外’對應於被繞射光柵102所分割之±1次光之透過 分束器1 33之射回光的一方分別照射於受光部1 〇8之側方射 束用光檢測器112之各受光區域e3,f3,另一方分別照射於 文光部108之侧方射束用光檢測器丨丨3的受光區域g3, h3。 具有如上構造之光學系統130之光學拾取裝置3可藉由光 程合成繞射元件106修正因兩波長光源〗01選擇性射出之射 出光之波長差異造成發光點位置偏差而變動之光程,可將各 個波長之射回光導向分割棱鏡1〇7之頂角並分割成4部分, 因此可將射回光適切地導向受光部1〇8之各受光區域。 其次’第四例之光學拾取裝置3如圖28所示,具有:自 光碟2再生資訊之光學系統14〇,·及使該光學系統14〇具有 之後述對物透鏡驅動變位之圖上未顯示的透鏡驅動機構。以 下說明具有光學系統140之光學拾取裝置3,不過就與具有 光學系統100之光學拾取裝置3共通的構造,係註記共通符 號並省略其詳細說明。 光學拾取裝置3具有之光學系統14〇依光程順序具有:兩 波長光源101,其係選擇性射出波長彼此不同之雷射光;繞 射光柵102,其係將自該兩波長光源1〇1射出之射出光分割 成3部分;分束器143,其係分離被繞射光柵iq2分刻成3 部分之射出光與自光碟2射回之光的光程;開口光圈1〇4, 其係將被薇分束器143㈣之射出光聚光成特定之數值孔 徑να;兩波長對物透鏡105,其係使被該開口光圈1〇4聚 光〈射出光聚光於光碟2之記錄面2a上;光程合成繞射元 -54- 1223248 件106,其係修正因通過分束器143之光碟2射回之光之發 光點偏差造成 < 光程變動;分割棱鏡〗〇7,其係將藉由該光 程合成繞射元件1〇6修正光程變動之射回光分剳成4部分; 及文光邵1 08,其係接受被該分割稜鏡】〇7所分離之射回光。 分束器143係包含··第一面143a;垂直於該第一面i43a 之第二面143b,·及與第一面143a及第二面14补連接之第 一面143c形成概略等腰三角形之概略三角住形狀之具有透 光性的構件。分束$ 143以第_面143a反射自兩波長光源 101廷擇性射出又射出光而導向光碟2側,並且使被光碟2 反射之射回光透過第一面143a,以第三面143c反射,透過 第二面143b而導向光程合成繞射元件1〇6。 分束器143第一面143a形成半反射面,第三面14乂形成 全反射面,孩第三面143c如以蒸鍍反射膜等方式形成,而 全反射射回光。分束器143藉由自光碟2射回之光通過,於 入射於光程合成繞射元件106之射回光上僅賦予特定量之 像散像差。分束器143藉由調整自兩波長光源1〇1選擇性射 出I射出光《光軸方向的位置,即可輕易調整對光碟2的散 焦。 如圖21及圖22所示,分割棱鏡1〇7形成概略正四角錐形 狀,並以於通過分束器⑷之射回光之焦點或焦點近旁,射 回光之中心人射於正四角錐之頂角中心的方式配置。分割棱 鏡107位於透過光程合成繞射元们〇6之射回光的光程上, 並將該射回光分割成4部分。 具備具有如上义光學系統140之光學拾取裝置3的光碟裝 置1依據光學拾取裝置3藉由自光碟2射回之光檢測之聚焦 -55 - 錯誤信號及追蹤錯誤信號,自伺服電路10輸出控制信號至 光學拾取裝置3之二軸致動器,藉由兩波長對物透鏡L 分別驅動變位於聚焦方向及追縱方向,射出光經由兩波長對 物透鏡105而合焦於光碟2之所需的記錄軌道上。光碟裝置 1藉由信號解調電路12及錯誤訂正電路13對光學拾取裝置 3所讀取之信號進行解調處理及錯誤訂正處理後,自介=二 輸出再生信號。 以下,參照圖式說明具有上述之光學系統140之光學拾取 裝置3内之射出光及射回光之光程。 光碟裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊時,如圖26 所示,自兩波長光源101選擇性射出之對應於光碟2波長之 射出光藉由繞射光柵102分割成包含〇次光及±1次光的3 個射束。被分割成3個射束之射出光以分束器143之第一面 143a反射,藉由開口光圈1〇4聚光成特定之數值孔徑,並 藉由兩波長對物透鏡105而聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟2之記錄面2a射回之光透過分束器143之第一面 143a,以第二面143c反射,並透過第二面14儿,藉由光程 合成繞射元件106合成經修正因光源1〇1之發光點偏差造成 <光程變動的光程,對應於被繞射光栅〗〇2所分割之Q次光 之射回光入射於分割棱鏡丨〇7的頂角。入射於分割稜鏡〗〇7 之正四角錐頂角之射回光藉由分別入射於正四角錐之各周 面而刀別折射於各不相同的方向,並被分割成4條射回光, 而分別照射於受光部1〇8之主射束用光檢測器m之各受光 區域h,h,C;,4。此外,對應於被繞射光柵ι〇2所分割之 一1 /入光之透過分束器之’射回光的一方分別照射於受光 -56 - 1223248 部108之側方射束用光檢測器112之各受光區域^,另 —方分別照射於受光部1()8之側方射束用光檢測器ιΐ3的受 光區域g3,ll3。 具有如上構造之光學系統14〇之光學拾取裝置3可藉由光 程合成繞射元件106修正因兩波長光源1〇1選擇性射出之射 出光<波長差異造成發光點位置偏差而變動之光程,可將各 個波長之射回光導向分割棱鏡107之頂角並分割成4部分, 因此可將射回光適切地導向受光部1 08之各受光區域。 如上所述,光碟裝置1之光學拾取裝置3可藉由分束器 103, 123,133,143修正自光碟2射回之光因兩波長光源61 之發光點偏差造成之光程變動,因此使對應於光碟2之波長 各不同之射回光適切地入射於分割棱鏡107之頂角,可提高 聚焦錯誤信號的可靠性。 光碟裝置1之具有光學系統100,120,130,140之光學拾 取裝置3如圖16所示,即使使用分割成4個區域之光柵79 以取代分割棱鏡1 07,亦可獲得相同的效果。此時,光栅79 為求獲得與分割棱鏡107相同的效果,設有分割區域yl,y2, y3,y4,各分割區域yl,y2,y3,y4中形成溝之方向各不相 同。具體而言,形成分割區域yl與y3之溝的方向以及形成 分割區域y2與y4之溝的方向彼此直交。光栅79因應各分 割區域yl,y2, y3, y4中之各溝方向及光柵常數使入射之自 光碟2射回之光繞射並分割成4部分,而導向受光部1〇8 之主射束用光檢測器111。光柵79藉由蝕刻處理特定之全 息圖案以形成全息元件。此外使用全息元件的情況下,宜為 表面浮雕型全息圖,亦可為閃耀化全息圖以提高繞射效率。 -57- 1223248 上述之分割棱鏡107亦可形成如八角錐。此種情況下,受 光邵1 08之主射束用光檢測器}丨丨亦可以被自受光面之中央 呈放射狀之分割線分割成8部分的方式構成。此外,分割棱 鏡107不限定於具有平面之角錐,亦可形成具有數個曲面的 形狀。此種情況下,係以對應受光部! 〇8之主射束用光檢測 器111之分割區域的方式設置。 分割板鏡10 7亦可構成藉由姓刻處理特定之全息圖案而 在概略平板形狀之光透過構件上形成全息元件。此外,使用 全息元件的情況下,宜為表面浮雕型全息圖,亦可為閃耀化 全息圖以提高繞射效率。 光碟裝置1之具有光學系統100,UO,丨3〇,140之光學拾 取裝置3亦可設計成於光程中具有反射面,如此利用反射 面,藉由彎曲光程可使光學設計之自由度提高。 再者’由於光碟裝置1之具有光學系統1〇〇, 12〇, 13〇, 14〇 之光學拾取裝置3係使入射於分割棱鏡107之自光碟2射回 之光之入射角對於分割棱鏡107之各面形成45。以下,亦 即將分割稜鏡107之各面的傾角形成45。以下,以避免入 射之射回光進入全反射條件的方式,可增加折射角,因此可 分離被分割之各射回光之射束點間隔,可擴大主射束用光檢 測器111内之各分割區域之間隔及主射束用光檢測器n〗與 側方射束用光檢測器112, 113之間隔,可放寬光學拾取裝置 3的組合精密度。 光碟裝置1之具有光學系統100,丨2〇, 130, 140之光學拾 取裝置3可使用與先前之光學拾取裝置相同的構造,可促使 製造成本降低,並且擴大光學元件之配置自由度,容易進行 -58- 光學系統的設計。 光碟裝置1之具有光學系,统100, 12〇, 130, 14〇之光學拾 Μ置3藉由具有分割自光碟2射回之光的分割棱鏡107, 2與藉由主射束用光檢測器之分料分㈣束點的形式比 二’係在光程上分割射回光’因此以接受經分割棱鏡107 分割之4條射回光之方式’將主射束用光檢測器m之各受 光區域^3,^3保持在特定大小,而放寬主射束用光檢 測器111之分割位置等上所要求的精密度。 因而,光碟裝置i可降低光學拾取裝置3之主射束用光檢 剩器⑴的製造成本,並且於光學拾取裝置3製造步驟中容 易進行主射束用光檢測器U1之位置調整,可提高所獲得之 聚焦錯誤信號FE的可靠性。 光碟裝置1藉由使用自發光點101a或發光點101b選擇性 射出不同波長之雷射光之兩波長光源101,雖於各個波長之 射出光間產生光程變動,但因具有光程合成繞射元件106, 因此可合成不同〈光程’合併射出光之光軸於分割棱鏡 的頂角。藉此光碟裝置丨可將不同波長之射回光適切地導向 分割棱鏡107的頂角,可分割該射回光。 藉此光碟裝置1可適切地將射回光導向受光部1〇8之各受 光區域,可促使聚焦錯誤信號!^穩定化。 另外,光碟裝置1於上述光學拾取裝置3中為求獲得聚焦 錯誤信號FE,係採用所謂像散像差法,不過亦可使用傅科 法等其他檢測方法。此外,光碟裝置1於上述光學拾取裝置 3中為求獲得追蹤錯誤信號TE係採用所謂Dpp法,不過亦 可使用DPD (差分相位檢測)法等其他檢測方法。 -59- 1223248 上述例中係說明於具有修正因受發光一體型元件3 1或兩 波長光源61之射出光之波長變動造成之光程變動的光學系 統30或60時,以及具有修正因兩波長光源61之射出波長 差異致使發光點偏差造成之光程變動的光學系統1〇〇,12〇, 130或140時,光學拾取裝置3之構造及動作,不過亦可具 有修正因射出光之波長變動造成之光程變動,且修正因射出 波長差異致使發光點偏差造成之光程變動的光學系統。 以下說明具備修正因射出光之波長變動造成之光程變 動,且修正因射出波長差異致使發光點偏差造成之光程變動 之光學系統之光學拾取裝置3的構造例。另外,就與具有光 學系統30或光學系統6〇之光學拾取裝置3概略相同的構 造’則f主記相同符號並省略說明。 第五例所示之光學拾取裝置3具有之光學系統15〇,如圖 29所示,依光程順序具有:兩波長光源61,其係選擇性射 出波長彼此不同之雷射光;複合光學元件1 5 1,其係透過自 咸兩波長光源61射出之射出光,將自光碟2射回之光導向 後述之又光邯156 ;板狀光學元件152,其係分離透過複合 2學元件151之射出光與自光碟2射回之光的光程;準直透 叙I53,其係將透過板狀光學元件152之射出光作為平行 光’· 1/4波長板154,其係使藉由準直透鏡153形成平行光 之射出光的偏光狀態改變;兩波長對物透鏡155,其係使透 /4波長板154之射出光聚光於光碟2之記錄面以上; 及5:光邯156,其係接受自光碟2射回之光。 兩波長光源61係具有自發光點61a與發光點6ib分別選 擇牲射出波長如約780心雷射光與波長如約65〇nm之雷 -60 - 1223248 射光的半導體雷射。此時,兩波長光源61可以於光碟2係 形成CD格式時,係依據驅動控制器u之控制信號自發光 點61a射出波長約780 _之雷射光,於光碟2係形成 格式之光碟時,係依據驅動控制器u之控制信號自發光點 Mb射出波長約650 nm之雷射光之方式進行切換。此外, 兩波長光源61係以發光點61b位於兩波長對物透鏡155之 . 光軸中心的方式配置。: 如圖30所示,複合光學元件151如藉由射出成型樹脂材· 料而形成區塊狀,並具有:鄰近兩波長光源61,並且與自 鲁 該兩波長光源61之發光點61b射出之射出光之光軸直交的 第一面151a;與該第一面15;^概略平行相對的第二面 151b ;對第二面151b僅傾斜特定角度而相對之第三面 15ld;及對第一面151a及第二面151b垂直,且對第三面 15 Id僅傾斜特定角度而相對之第四面。 第面1518上設有將自兩波長光源61之發光點61a或發 光點61b射出之射出光分割成包含〇次光及±1次光之三個 射束的三射束生成繞射光柵161。光學系統15〇為求獲得追 籲 蹤錯誤信號TE而應用所謂DPP法,並以藉由以受光部156 接受被三射束生成繞射光柵161分割之±1次光檢測各輸 · 出’進行追蹤伺服之方式構成。 ·. 第一面1 51 b上設有光程合成繞射光柵〗62,其係於自兩 · 波長光源61選擇性射出之射出光的光程上修正因兩波長光 源61 <發光點偏差造成的光程變動,並設有第一色補償繞 射光柵1 63,其係於射回光之光程上使該射回光繞射,進一 步矢割成0次光及土 1次光,如將該次光作為射回光修 -61 - 1223248 正後述之光私分歧繞射光柵1 5 2 a產生之光程變動。由於光 私合成繞射光栅162之自發光點6 1 b射出之波長約650 nm 之射出光的光轴定位於對物透鏡1 5 5之光軸中心,因此將自 發光點61 a射出之波長約7 80 nm之射出光合併於自發光點 61 b射出之射出光的光軸。 第三面151d上設有第二色補償繞射光柵164,其係位於 經第一色補償繞射光柵1 63修正之射回光的光程上,使該射 回光反射及繞射,進一步分割成〇次光及± 1次光,如將該 —1次光作為射回光,與第一色補償繞射光柵1 63同時修正 後述之光程分歧繞射光柵1 52a產生之光程變動。該第二色 補償繞射光柵164以入射之射回光全反射之方式於第三面 1 51 d上設有特定之反射膜發揮所謂反射型繞射光柵的功 能。 弟四面1 5 1 e上設有分刻棱鏡1 6 5,其係位於經第二色補 償繞射光柵1 64修正光程變動之射回光的光程上,並將該射 回光分割成4部分。 该分割棱鏡16 5如圖31及圖3 2所示,形成概略正四角錐 形狀’並以藉由第二色補償繞射光柵1 64而反射及繞射之一 1次光於該繞射光之焦點或焦點近旁,繞射光之中心入射於 正四角錐之頂角中心的方式配置。 分割稜鏡165位於複合光學元件1 5 1之内方,並於該内方 側朝向頂角設置。亦即,分割棱鏡1 65係以被三射束生成繞 射光柵161所分割之三射束的0次光以第一色補償繞射光栅 1 63繞射,以第二色補償繞射光柵164反射及繞射,而入射 於頂角之方式配置。另外,分割棱鏡1 65係以正四角錐之底 -62 - 次光之光 面對以第二色補償繞射光柵143反射及繞射之一 轴直交的方式配置。 、此外’複合光學元件151藉由被光程分歧繞射光拇咖 =離之射回光通m料分割稜鏡165之射回光上僅賦 了特足量之像散像差。複合光學元件151藉由調整自兩波長 光源61選擇性射出之射出光之光軸方向的位置,即可 地調整對光碟2的散焦。
複合光學元彳151如藉由射出成型具有透光性之樹脂材 料而形成。其他之形成方法亦可藉由㈣加王形成上述之三 射束生成燒射光柵161、&程合成繞射光# 162、第一色補 償㈣光柵163、第二色補償繞射光拇164及分割棱鏡165, 研可藉由機械加工形成。另外,形成複合光學元件151之材 料並不限定於樹脂材料,亦可使用具有玻璃材料等透光性之 光予材料,再I’亦可藉由此等光學材料之組合局部改變材 科構造。 複合光學兀件151之構造亦可將三射束生成繞射光柵 1光糕合成繞射光柵162、第一色補償繞射光柵1 63、第 鲁 :色補償繞射光柵164分別作為全息元件,藉由蝕刻處理特 疋〈全息圖案而形成。使用全息元件的情況下,宜為表面浮 . 雕型全息圖,亦可為閃耀化全息圖以提高繞射效率。 ·· ▲此時,與以複合光學元件32說明時同樣地,如計算第一 、 巴補仏繞射光柵163及第二色補償繞射光柵164之光柵常數 及第一面151d與第二面151b構成角度等,來設計複合光學 疋件151,修正因波長變動造成射回光之光程變動,可正確 地將該射回光導向分割稜鏡ϊ65的頂角。 -63 - 1223248 如此設計成之複合光學元件1 5 1於藉由自兩波長光源6 i 選擇性射出之射出光之波長變動,自光碟2射回之光以光程 分歧繞射光柵1 52a繞射成+1次光而與射出光分離時,即使 該分離之射回光之光程變動,藉由以第一色補償繞射光拇 163繞射該射回光程一 1次光,以第二色補償繞射光栅I" 使該射回光反射及繞射成一 1次光,而將自光碟2射回之光 始終導向分割棱鏡165之頂角,可將被分割棱鏡165所分割 之各射回光正確地導向受光部156之受光區域的特定位置 上0 板狀光學兀件1 52如係具有透光性的板狀光學元件,並設 有光程分歧繞射光柵l52a,其係於通過複合光學元件 之射出光的入射面上繞射自光碟2射回之光中經三射束生 成繞射光柵161分割之〇次光及±1次光,進一步將此等分 割成〇次光及±1次光,如將該+1次光作域回光與射^ 之光程㈣。該光程分歧繞射光柵152a形成僅繞射特定方 向的偏光成分,並僅繞射自光碟2射回之光。 板狀光學元件152藉由射出成型樹脂材料而形成。兑他形 成万法亦可藉由㈣j加工形成上述的光程分歧繞射光拇 152a、’亦可猎由機械加工形成。另外,形成板狀光學元件 《材料並不Pg:疋於樹脂材科,亦可使用玻璃材 透光性的光學材料,再者,亦可藉;: 部改變材科構造。 打心、,且口局 板狀光學元件152之族谇、 作為全息元件,_由-_可將光程分歧繞射光拇152a 入自1 餘刻處理特定之全息圖案而形成。使用 全息7C件的情況下,宜— 坎便用 為表面浮雕型全息圖,亦可為閃耀化 -64 - 1223248 全息圖以提高繞射效率。 準直透鏡153係生成平行光之透鏡,並將透過板狀光學元 件152之射出光作為平行光束,再透過1/4波長板Μ#, 並且使自光碟2射回之光透過板狀光學元件152。 1/4波長板154係使偏光狀態改變的元件,使以準直透 鏡153形成平行光之射出光與自光碟2射出之光分別透過, 使射回光對射出光之偏光方向旋轉9〇度。 兩波長對物透鏡155藉由至少〗個凸透鏡構成,係將自兩 波長光源61射出之波長彼此不同之射出光予以聚光之聚光 透叙,並以經1/4波長板154改變偏光狀態之射出光聚光 於光碟2上的方式配置。 如圖33所示,受光部156具有:接受被三射束生成繞射 光栅1 61刀割之〇次光之主射束之概略方形之主射束用光檢 ”、J抑17 1 ’及分別接受被三射束生成繞射光柵161分割之士 1次光4兩個侧方射束之一組概略帶狀之側方射束用光檢 測斋172, 173。受光部156配置於對應於藉由複合光學元件 1 5 1 <分割稜鏡丨65所分割之各射回光的位置。受光部i % 内配置有位於中央而概略方形之主射束用光檢測器丨7丨,並 且分別設有將該主射束用光檢測器171夾於其間而位於兩 側之一組概略帶狀之側方射束用光檢測器丨72,丨73。 受光部156之主射束用光檢測器m具有被彼此直交之一 組分割線分割成4等分之各受光區域a4,b4,C4,d4。各受光 區域a4, b4, C4, d4内分別照射有被分割棱鏡165分割成4部 分之各射回光。 文光部156之側方射束用光檢測器172,173分別具有被 •65 - 1223248 分割線分割成二等分的受光區域e4,f4、及受光區域g“4。 各受光區4 e4, f4内照射對應於被光程分歧繞射光拇仙 所分刻之±1次光之自光碟2射回之光的—方,各受光區域 g4, h:内照射對應於被光程分歧繞射光拇ΐ52"分刻之^ 次光之自光碟2射回之光的另一方。 光學拾取裝置3具有之透鏡驅動機構具有:保持兩波長對 物处叙155 I透鏡支架;支撐該透鏡支架可於平行於兩波長 對物透鏡155之光軸之聚焦方向及直交於兩波長對物透鏡 ^之光軸之追縱方向之二軸方向上變位的支架支撐構 ^及藉由電磁力使透鏡支架驅動變位於二軸方向之電磁驅 動邯,不過圖上並未顯示。 透鏡驅動機構依據受光部156之主射束用光檢測器m “則(水焦錯决信號及側方射束用光檢測器172,⑺檢測 ^追縱錯誤信號,分別使兩波長對物透鏡155㈣ ::向及追蹤方向,使射出光合焦於光碟2之記錄面h的 6己綠軌道上。 置户之光學系統150之光學拾取裝置3的光療裝 =依據光學絲裝置3藉由自料2射回之 錯誤信號及追蹤錯嗜户躲,*々η卩 水…、 光學於取裝置3 電路1〇輸出控制信號至 yV_, ^ —軸致動器,藉由兩波長對物透鏡155 於聚焦方向及追縱方向,射出光經由兩波長對 1焦Μ碟2之所需的記錄軌道上。光碟裝置 ^邮、* , 2及錯决叮正電路13對光學拾取裝置 3所碩取之信號進扞 輸出再生信號。” 及錯誤訂正處理後,自介面14 -66 - 1223248 以下,就具備具有上述光學系統]50之光學拾取裝置3 之光碟裝置1,參照圖式說明光學拾取裝置3内之射出光及 射回光之光程。 如圖29所示,光碟裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊 時’自兩波長光源61選擇性射出之波長彼此不同之射出光 藉由複合光學元件1 5 1之三射束生成繞射光柵1 61分別分割 成包含0次光及± 1次光的3個射束。被分割成3個射束之 射出光藉由複合光學元件1 5 1之光程合成繞射光柵162修正 光程變動’並透過板狀光學元件152之光程分歧繞射光栅 152a。透過光程分歧繞射光柵i52a之射出光藉由準直透鏡 153形成平行光,藉由丨/4波長板154改變偏光狀態,並 藉由兩波長對物透鏡155聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟2之記錄面2a射回之光透過兩波長對物透鏡 155 ’藉由1/4波長板154改變偏光狀態,並透過準直透鏡 153,於板狀光學元件152之光程分歧繞射光柵152&中,僅 繞射對射出光其偏光方向旋轉9〇度之射回光,並導入朝向 複合光學元件151之第二面151b之第一色補償繞射光栅 163的光程上,+1次光入射於第一色補償繞射光柵I。。入 射於第一色補償繞射光柵163之自光程分歧繞射光柵i5h 射回之光藉由第一色補償繞射光柵163繞射,一丨次光作為 射回光而人射於第二色補償繞射光栅164,並自第二色補償 繞射光請反射及繞射,一 !次光作為射回光而入射於分 割棱鏡165之頂角。入射於分割㈣165之正四角錐頂角之 射回光藉由分別人射於包含頂角之正四角錐之各周面而分 別折射於各不相同的方向,並被分劃成4條射回光,而分別 -67- 照射於受光部156之主射束用光檢測器171之各受光區域 a4,b4,C4,d4。此外,對應於被光程分歧繞射光柵i5u所分 割<±1次光之通過複合光學元件151之射回光的一方分別 照射於受光部156之側方射束用光檢測器172之各受光區域 q,心,另一万分別照射於受光部156之側方射束用光檢測 斋173的受光區域g4,h4。 經第二色補償繞射光栅164反射及繞射之射回光入射於 分刻棱鏡165之頂角時,如圖34B所示,兩波長對物透鏡 H5對光碟2之記錄面2a位於合焦位置時,分割棱鏡165 之頂角上入射有形成大致圓形的射回光。 另外,射回光入射於分割稜鏡165之頂角時,如圖34a 所示,兩波長對物透鏡155與光碟2之記錄面2a過於接近 時,兩波長對物透鏡155即偏離合焦位置,因此,因繞射光 通過複合光學元件151而產生之像散像差,於分割棱鏡165 之頂角上入射有長軸形成圖中右上方之橢圓形的繞射光。 繞射光入射於分割棱鏡1 65之頂角時,如圖34C所示, 兩波長對物透鏡155距光碟2之記錄面2a過遠時,兩波長 對物透知1 5 5即偏離合焦位置,因此,因繞射光通過複合光 學元件151而產生之像散像差,於分割棱鏡165之頂角上入 射有長軸形成圖中左上方之橢圓形的繞射光。 因此,於兩波長對物透鏡1 55偏離合焦位置的狀態下,繞 射光入射於分割棱鏡165之頂角時,分割棱鏡165之彼此相 對之兩組周面X9, Xll與周面XlG,Χιι上,係區分成於一組之 各周面上入射繞射光之大部分,並且於另一組之各周面上入 射極少的繞射光。 -68- 1223248 亦即,如圖34A所示,形成橢圓形之繞射光入射之分割 棱鏡1 65上,繞射光之大部分入射於一組相對之各周面μ xi 1 ’並且繞射光之極少部分入射於一組相對之各周面Χίο Χι2。此外’如圖34C所示,形成橢圓形之繞射光入射之分 割稜鏡165上,繞射光之大部分入射於一組之各周面ho,
Xl 2 ’並且繞射光之極少部分入射於一組相對之各周面& Xu ° 被三射束生成繞射光柵161分割之〇次光中自光碟2射回 之光’被第一巴補償繞射光栅164反射及繞射而形成_ 1次 光,藉由该一 1次光分別入射於包含分割棱鏡1 6 5之頂角之 各周面X9, x10, xu,Xu而折射於各不同方向,因此被分割成 4條繞射光,並分別入射於受光部156之主射束用光檢測器 171之各受光區域a4, b4, c4, d4 。 因而,如圖35A及圖35B所示,主射束用光檢測器ι71 之彼此相對之兩組各受光區域知,q與各受光區域b4,d4之 一組之各受光區域接受之受光量變多,並且另一組之各受光 區域接受之受光量變少。 亦即’圖34A所示之橢圓形繞射光入射於分割稜鏡ι65 時’主射束用光檢測器Π1如圖35A所示,相對之各受光 區域a4, C4接受之受光量變多,並且相對之各受光區域b4, d4 接受之受光量變少。如圖34C所示之橢圓形繞射光入射於 分到棱鏡165時,主射束用光檢測器ι71如圖35C所示, 相對之各受光區域W,d4接受之受光量變多,並且相對之各 受光區域a4, 接受之受光量變少。 圖34B所示之圓形繞射光入射於分割棱鏡165之頂角 -69 - 1223248 時’主射束用光檢測器m如圖35b所示 區域a4,q與各受弁 相對< 各党光 I、谷又先E域bt &<各受光量相等。 因此,主射束用光檢測器⑺,於 分別檢測之各輸出Sh ς Lb4, C4, d4 π 4 Sa4?Sb45Sc45Sd4#,^^#
可如以下所示之公式25計算。 虎FE FE=( Sa4+ Sc4)-( sb4+ Sd4) . . . . (25) 光:Γ、王1束用光檢測器171於兩波長對物透鏡155對於 先碟記錄面23位於合焦位置時,藉由公式25 、 聚焦錯誤信號FEA 〇。主射束用光檢測器i7i = 2透鏡⑸與光碟2之記錄面23過近時’聚焦錯誤信號^ 為正’且兩波長對物透鏡155距光碟2之記錄面 聚焦錯誤信號FE為負。 f 如以上所述,受光部156之主射束用光檢測器i7i係夢由 ί別入射於各受光區域a4,u4之各射束點之輪出^獲 知·聚焦錯誤信號FE並且獲得再生信號。 此外,一組义各側方射束用光檢測器172,173以各受光 區域e4, f4, g4, h4接受自光碟2射回之光中被光程分=射 光栅152a所分割之±1次光之各受光量。 因此,側方射束用光檢測器172, 173之各受光區域〜心 g4, h分別檢測之各輸出為Se4, %,Sg“ a*時,追蹤錯誤 仏號TE可如以下所不之公式26計嘗。 TE=( Sa4+ Sc4)-( Sb4+ Sd4) -a (( Se4-Sf4)-( Sg4-Sh4)) · · · · (26) 如上所述,光碟裝置l依據藉由具有光學系統15〇之光學 拾取裝置3所獲得之聚焦錯誤信號FE及追蹤錯誤信號TE, -70- 1223248 祠服電路Η)控制透鏡驅動機構,藉由使兩波長對物透鏡i55 分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向,使射出光合焦於光碟 2之記綠面2a上,自光碟2再生資訊。 其次,第六例所示之光學拾取裝置3具有之光學系統 180’如圖36所示’依光程順序具有:兩波長光源η,其 係選擇性射出波長彼此不同之雷射光;複合光學元件⑸, 其係透過自該兩波長光源61射出之射出光,將自光碟2射 回之光導向後述之受光部156;準直透鏡153,其係將透過 複合光學7L件151之射出光作4平行光,並且分離透過複合 光學元件151之射出光與自光碟2射回之光的光程; 波長板154’其係使藉由準直透鏡153形成平行光之射出光 的偏光狀態改變;兩波長對物透鏡155,其係使透過ι/4 波長板154之射出光聚光於光碟2之記錄面以上,·及受光 部Ϊ 56,其係接受自光碟2射回之光。 又 卞直透纟兄1 53係生成平行光之透鏡,並設有光程分歧繞射 光柵153a,其係將透過複合光學元件151之射出光作為平 行光束而透過ΐκ4波長板154,並且使自光碟2射回之光 中經三射束生成繞射光才冊161分割之〇次光及±1次光繞 射,進一步將此等分割成〇次光及±1次光,如將該+1次^ 作為射回光與射出光之光程分離。該光程 -設於«透们53之射出光的人射面,形成僅 足万向的偏光成分,並僅繞射自透過射出光之光碟2射回之 光。 準直透鏡153如藉由射出成型具有透光性之樹脂材科而 形成。其他形成方法亦可藉由蝕刻加工形成上述的光程分歧 -71 - 繞射光柵153a,亦可藉由機械加工 透鏡153之材料並不限定 /、。另外,形成準直 具有透光性的光學材料,再者@肖’不可使用玻璃材料等 丹考’亦可藉由此等光學材斜夕知 合局部改變材料構造。 亨尤子材科足組 準直透鏡153之構造亦可將 八白-从-丄, J知先長分歧繞射光柵153a作為 全息7C件,精由蝕刻處理特 乍為 王心圖案而形成。使用+自 兀件的h況下,宜為表面浮雕 、 心 圖以提高繞射效率。 ▲王息圖,料為閃耀化全息 具備具有如上之光學系統 _ ^ <尤學拾取裝置3的光碟髮 置1依據光學拾取裝置3葬士 ή# 曰由自光碟2射回之光檢測之聚隹 錯誤信號及追蹤錯誤传骑 ,^ 水…、 光學mi 3 t 1 電路1G輸出控制信號至 光子t取裝置3〈二軸致動器’藉由兩波長對物透鏡⑸ 分別驅動變位於聚焦方向及追蹤方向,射出光經由兩波長對 物透鏡15 5而合隹於亦虺0Λ …、先菜2 <所需的記錄軌道上。光碟裝置 1藉t信號解調電路12及錯誤訂正電路13對光學拾取裝置 3所謂取之信號進行解調處理及錯誤訂正處理後 輸出再生信號。 、以下,就具備具有上述光學系統150之光學拾取裝置3 之光碟裝置卜參照圖式說明光學拾取裝置3内之射出光及 射回光之光程。 如圖36所不,光碟裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊 =,自兩波長光源61選擇性射出之波長彼此不同之射出光 藉由^ &光學元件15 1之三射束生成繞射光柵161分別分割 成包含〇次光及土1次光的3個射束。被分割成3個射束之 射出光藉由複合光學元件1 51之光程合成繞射光柵1 62修正 -72- 1223248 光程變動,透過準直透鏡153之光程分歧繞射光柵153&並 形成平行光,藉由1/4波長板154改變偏光狀態,並藉由 兩波長對物透鏡155聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟2之記錄面2a射回之光透過兩波長對物透鏡 155,藉由1/4波長板154改變偏光狀態,並於準直透鏡 153之光程分歧繞射光栅153a中,僅繞射對射出光其偏光 方向旋轉90度之射回光,並導入朝向複合光學元件15〗之 第二面151b之第一色補償繞射光柵163的光程上,+1次光 入射於第一色補償繞射光栅163。入射於第一色補償繞射光 柵163之自光程分歧繞射光柵153a射回之光藉由第一色補 償繞射光柵163繞射,一 1次光作為射回光而入射於第二色 補償繞射光柵164,並自第二色補償繞射光栅丨64反射及繞 射,一1次光作為射回光而入射於分割棱鏡165之頂角。入 射於分割棱鏡165之正四角錐頂角之射回光藉由分別入射 於包含頂角之正四角錐之各周面而分別折射於各不相同的 方向,並被分割成4條射回光,而分別照射於受光部156 之主射束用光檢測器171之各受光區域知,h,以,心。此 外’對應於被光程分歧繞射光柵153a所分割之土 ]次光之 通過複合光學元件151之射回光的一方分別照射於受光部 156之側方射束用光檢測器172之各受光區域以,心,另一 方分別照射於受光部156之側方射束用光檢測器173的受光 區域g4, h4 。 如上所述,光碟裝置1依據藉由具有光學系統18〇之光學 拾取裝置3所獲得之聚焦錯誤信號FE及追蹤錯誤信號丁e, 伺服電路ίο控制透鏡驅動機構,藉由使兩波長對物透鏡i55 -73 - 1223248 分別驅動變位於聚焦方向及迮 9 . μ 及纽万向,使射_合焦於光碟 2心記錄面2a上,自光碟2再生資訊。 其次,第七例所示之光學拾取裝置3具有之光學系统 185,如圖37所p依光程順序具有:兩波長光源』,並 係選擇性射出波長彼此不同之雷射光;複合光學元件i5i, 其係透過自該兩波長光源61射出之射出光,將自光碟2射 回之光導向後述之受光部156 ;準直透鏡153 複合光學元件151之射出光作 二’、將处匕 F与十仃先,兩波長對物透鏡 155,其錢藉由準直透鏡153形成平行光之射出光聚光於 光碟2 (記錄面2a上’並且分離射出光與自光碟]射回之 光的光程;及受光部156,其係接受自光碟2射回之光。 兩波長對物透鏡155藉由至少Η固凸透鏡構成,係將自兩 波長光源』射出之波長彼此不同之射出光予以聚光之聚光 透鏡’並以射出光聚光於光碟2上的方式配置。此外,兩波 長對物透鏡155設有光程分歧繞射光柵155a,其係使自光 碟2射回之光中經三射束生成繞射光柵⑹分狀0次光及 ±1次光繞祕射出光之人射面側’進_步將此等分割成〇 Μ ’如將㈣次光作為射回光與射出光之光程 分離。該光程分歧繞射絲155a設於兩波長對物透鏡155 之射出光的入射面。 兩波長對物透鏡!55如藉由射出成型具有透光性之樹脂 材料而形成。此外’其他形成方法亦可藉由姓刻加工形成上 述的光程分歧繞射光柵155a,亦可藉由機械加工形成。另 外,形成兩波長對物透鏡155之材科並不限定於樹脂材料, 亦可使用破璃材料等具有透光性的光學材料,再者,亦可藉 -74- 1223248 由此等光學材料之組合局部改變材料構造。 兩波長對物透鏡155之構造亦可將光程分歧繞射光拇 155a作4全息元件,藉由㈣處理特定之全息圖案而形 成使用王心元件的情況下’宜為表面浮雕型全息圖,亦可 為閃耀化全息圖以提高繞射效率。 〃、備/、有如上之光學系統〗85之光學拾取裝置3的光碟裝 且依據光予扣取裝置3藉由自光碟2射回之光檢測之聚焦 錯誤信號及追縱錯誤信號,自伺服電路1Q輸出控制信號至 光學拾取裝置3之二軸致動器’藉由兩波長對物透鏡155 刀別驅動又位於永焦方向及追縱方向,射出光經由兩波長對 物透鏡155 %合焦於光碟2之所需的記錄軌道上。光碟裝置 1藉由信號解調電路121錯誤訂正電路13#光學拾取裝置 3所讀取之信號進行解調處理及錯誤訂正處理後,自介面μ 輸出再生信號。 以下,就具備具有上述光學系統185之光學拾取裝置3 之光碟裝置1,參照圖式說明光學拾取裝置3内之射出光及 射回光之光程。 如圖37所示,光碟裝置}自光碟2之記錄面。再生資訊 時,自兩波長光源61選擇性射出之波長彼此不同之射出光 藉由複合光學元件151之三射束生成繞射光柵161分別分割 成包含0次光及± 1次光的3個射束。被分割成3個射束之 射出光藉由複合光學元件151之光程合成繞射光柵 1 6 2修正 光程變動,藉由準直透鏡153形成平行光,於兩波長對物透 鏡155中透過光程分歧繞射光柵155a並且聚光於光碟2的 記錄面2a上。 -75- 1223248 自光碟2之記錄面2a射回之光於兩波長對物透鏡i55之 光程分歧繞射光柵l55a中繞射射出光,透過準直透鏡M3 而導入朝向複合光學元件151之第二面151b之第—色補償 繞射光栅163的光程上,+1次以射於第—色補償繞射光 柵163。入射於第一色補償繞射光梅163之自光程分歧繞射 光柵155a射回之光藉由第一色補償繞射光柵163繞射, 次光作為射回光而入射於第二色補償繞射光柵164,並自第 二色補償燒射光柵164反射及繞射,次光作為射回光而 入射於分割棱鏡165之頂角。入射於分割棱鏡165之正四角 錐頂角之射回光藉由分別人射於包含頂角之正四角錐之各 周面而分別折射於各不相同的方向,並被分料4條射回 光’而分別照射於受光部156之主射束用光檢測器i7i之各 又光區域a4, b4, c4, d4。對應於被三射束生成繞射光桃】6】 所分割之±1>次光之通過複合光學元件151之射回光的一方 分別照射於受光邵156之側方射束用光檢測器172之各受光 區域以,f4,另一方分別照射於受光部156之側方射束用光 檢測器17 3的受光區域g4, h4。 如上所迷,光碟裝置!依據藉由具有光學系统i85之光學 拾取裝置3所獲得之聚焦錯誤信號托及追縱錯誤信號丁£, 伺服電路ίο控制透鏡驅動機構,藉由使兩波長對物透鏡ΐ55 刀別驅動又位於來焦方向及追蹤方向,使射出光合焦於光碟 2之記錄面2a上,自光碟2再生資訊。 其次,第八例所示之光學拾取裝置3具有之光學系統 190 ’如圖38所示,依光程順序具有:兩波長光源6卜其 係選擇性射出波長彼此不同之雷射光;複合光學元件⑸, -76 - 1223248 其係透過自爾長光源61射出之射出光 回之光導向後述之受光部156;板狀光學元件158 離透過複合光學元件151之射出光與自光碟2射回之光= 紅,準直透鏡1S3 ’其係將透過板狀光學元件m之射 作為平行光’· 1/4波長板154,其錢藉由準直透鏡⑸ 形成平行光之射出光的偏光狀態改變;兩波長對物透鏡 155’,係使透過1/4波長板154之射出光聚光於光碟2 (記錄面2a上;及受光部156,其係接受自光碟2射回之 光。 複合光學兀件1 5 1設有第一色補償繞射光柵丨63,其係於 射^光之光程上使該射回光繞射,進一步分割成〇次光及士 1次光,如將該一1次光作為射回光,修正後述之光程分歧 繞射光柵158a產生之光程變動。另外,該光學元件19〇中 之複合光學元件151係不具前述光學系統15〇, 18〇, 185中 說明之光程合成繞射光柵1 62者。 板狀光學元件1 58如係具有透光性的板狀光學元件,使通 過複合光學元件15ι之射出光透過。板狀光學元件158設有 光程分歧繞射光柵158a,其係於自光碟2射回之光的入射 面側繞射自光碟2射回之光中經三射束生成繞射光柵161 分割之〇次光及土1次光,進一步將此等分割成〇次光及土 1次光’如將該+1次光作為射回光與射出光之光程分離。該 光程分歧繞射光柵丨58a形成僅繞射特定方向的偏光成分, 並僅繞射自光碟2射回之光。 此外,板狀光學元件158於自兩波長光源61射出之射出 光I入射面側之射出光的光程上設有修正因兩波長光源61 -77- 1223248 之發光點偏差造成之光程變動的光程合成繞射光柵⑽, 並於自光碟2射回之光之射出面側之射回光的光程上設有 修正因兩波長光源61之波長變動造成之第三色補償繞射光 柵 1 5 8 c 〇 板狀光予兀件158如藉由射出成型具有透光性之樹脂材 料而形成。其他形成方法亦可藉由㈣加工形成上述的光程 刀歧、兀射光柵158a、光程合成繞射光柵15处及第三色補償 、:射光柵158e,料藉由機械加工形成。另外,形成板狀 光:兀件158〈材料並不限定於樹脂材料,亦可使用玻璃材 料等具有透光性的光睾姑拉 -, 材枓’再者,亦可藉由此等光學材料 之組合局部改變材料構造。 板狀光予7L件158《構造亦可將光程分歧繞射光柵 ^、光程合成繞射光柵⑽及第三色補償繞射光柵158c 刀別作為全息兀件,藉由_處理特定之全息圖案而形成。 使用全息元件的情況下,合基 一 且為表面浮雕型全息圖,亦可為閃 耀化全息圖以提高繞射效率。 署1仿讲、有々上(光予系统190之光學拾取裝置3的光碟裝 光學拾取裝置3藉由自光❿射回之光檢測之聚焦 ===追縱錯誤信號,自㈣電路iq輸出控制信號至 八::私置3 <-軸致動器,藉由兩波長對物透鏡155 分別驅動變位於聚焦方向 ,h 1<c k蹤万向,射出光經由兩波長對 :=5:合焦於光碟2之所需的記錄軌道上。而後,光 及錯誤訂正電路_光學拾 料铸域^錯科正處理後,自 介面〗4輸出再生信號。 -78- 1223248 以下,就具備具有上述光學系統19〇之光學拾取裝置3 之光碟裝置1,參照圖式說明光學拾取裝置3内之射出光及 射回光之光程。 如圖38所示,光碟裝置1自光碟2之記錄面2a再生資訊 時,自兩波長光源61選擇性射出之波長彼此不同之射出光 藉由複合光學元件151之三射束生成繞射光栅161分別分割 成包含0次光及± 1次光的3個射束。被分割成3個射束之 射出光複合光學元件151,並藉由板狀光學元件158之光程 合成繞射光柵158b修正光程變動,並透過板狀光學元件158 之光程分歧繞射光栅158b。透過光程分歧繞射光栅158b之 射出光透過板狀光學元件158,藉由準直透鏡153形成平行 光,藉由1/4波長板154改變偏光狀態,並藉由兩波長對 物透鏡155聚光於光碟2的記錄面2a上。 自光碟2之記錄面2a射回之光透過兩波長對物透鏡 Ϊ55 ’藉由1/4波長板1 54改變偏光狀態,並透過準直透鏡 153,於板狀光學元件158之光程分歧繞射光柵15“中,僅 繞射對射出光其偏光方向旋轉90度之射回光,藉由第三色 補償繞射光栅15 8c繞射,並導入朝向複合光學元件丨5丨之 第二面151c之第一色補償繞射光柵163的光程上,+1次光 入射於第一色補償繞射光柵163。入射於第一色補償繞射光 栅163之自第三色補償繞射光栅158c射回之光藉由第一色 補償繞射光柵163繞射,一丨次光作為射回光而入射於第二 色補償繞射光柵164,並自第二色補償繞射光柵164反射及 、儿射,一1次光作為射回光而入射於分割棱鏡j 65之頂角。 入射於分割稜鏡丨65之正四角錐頂角之射回光藉由分別入 -79- 1223248 射於包含頂角之正四角錐之各周面而分別折射於各不相同 的方向,並被分割成4條射回光,而分別照射於受光部^6 之主射束用光檢測器171之各受光區域。對應 於被二射束生成繞射光柵161所分刻之土 1次光之通過複人 光學元件1 5 1之射回光的一方分別照射於受光部} %之側方 射束用光檢測為172之各受光區域",匕,另一方分別照射 於受光部156之側方射束用光檢測器173的受光區 夂g4,
Il4 0 如上所述,光碟裝置1依據藉由具有光學系統19〇之光學 拾取裝置3所獲得之聚焦錯誤信號FE及追蹤錯誤信號丁 伺服電路10控制透鏡驅動機構,藉由使兩波長對物透鏡i55 分別驅動變位於聚焦方向及追縱方向,使射出光合焦於光碟 2之記錄面2a上,自光碟2再生資訊。 如以上所述,光碟裝置丨之具有光學系統15〇, 18〇或185 之光學拾取裝置3藉由具有複合光學元件ι51,其係設有: 繞射自光碟2射回之光之第一色補償繞射光柵163 ;及將藉 由該第一色補償繞射光柵163繞射之+ 1次光作為射回光, 進一步繞射该射回光之第二色補償繞射光栅1 64 ;即使因周 圍溫度變化造成自兩波長光源61選擇性射出之射出光的振 盪波長變動,仍可導向適切的位置上。 光碟裝置1之具有光學系統190之光學拾取裝置3除複合 光學兀件151之外,該複合光學元件ι51係設有:繞射自光 碟2射回之光之第一色補償繞射光栅163 ;及將藉由該第一 色補償繞射光柵163繞射之+ 1次光作為射回光,進一步繞 射該射回光之第二色補償繞射光柵164 ;並藉由具有板狀光 -80- 1223248 學元件158,其具有第三色補償繞射光柵158c,即使因周圍 溫度變化造成自兩波長光源61選擇性射出之射出光的振湯 波長變動,仍可導向適切的位置上。 | 因而光碟裝置1與先前比較,使用不增加零件數量之簡單 構造的光學拾取裝置,可使所獲得之聚焦錯誤信號FE的可 靠性提南。 因此,由於光碟裝置丨之光學拾取裝置3内之光學系統 : 1S0, 180或185具有複合光學元件151,因而可提高生產性,‘ 促進製造成本降低,使可靠性提高。 籲 由於光碟裝置1具備於具有光學系統150, 18〇或185之 光學拾取裝置3中,僅以複合光學元件151修正自兩波長光 源61射出之射出光之波長變動產生之光程變動的功能,因 此可使光學零件數量保持在必要最小限度,簡化光學系統 150, 180或185之構造,促進小型化,並且降低製造成本。 由於光碟裝置1之具有光學系統150, 180, 185或19〇的 光學拾取裝置3,具有複合光學元件151,其具有分割自光 碟2射回之光之分割棱鏡165,其與藉由主射束用光檢測器 春 之分割線分割射束點的形式比較,係在光程上分割射回光, 因此以接受經分割棱鏡165分割之4條射回光之方式,將主 · 射束用光檢測斋171之各受光區域h,(:4,心確保在特定 ·, 的大小,而放寬主射束用光檢測器17丨之分割位置等上所要 - 求的精密度。 因而,光碟裝置1可降低光學拾取裝置3之主射束用光檢 測器171的製造成本,並且於光學拾取裝置3製造步驟中容 易進行主射束用光檢測器17 1之位置調整,可提高所獲得之 -81 - 聚焦錯誤信號FE的可靠性。 光碟裝置1藉由使用自發弁 尤〆占61 a或發光點ό 1 b選擇性射 :不同波長之雷射光的兩波長光源、61,雖於各個波長之射 出光間產生光程變動,但因複人 M设口尤學兀件1 5 1具有光程合成 厂射光柵151b或板狀光學元件158具有光程合成繞射光拇 抓,因此可合成不同之光程’合併射出光之光軸於兩波長 對物透鏡155之光軸中心。菸 猎此光碟裝置1可將不同波長 之射回光適切地導向光碟2之信號記錄面2a上。 由於光碟裝置1具備兩個以上的色補償繞射光柵,因此可 減少每-個色補償繞射光栅修正之光程變動的修正量。藉 此,光碟裝置1可擴大設計各個色補償繞射光栅之光栅間 距Μ以個色補償繞射光柵修正光程變動時比較製造容 易。 二光碟裝11為求於上述之光學拾取裝置3中獲得聚焦錯誤 L唬FE,係採用所渭像散像差法,不過亦可使用傅科法等 其他檢測方法。 光碟裝置1不使用三個射束而僅使用一個射束進行追蹤 控制時,亦可不在複合光學元件151上設置三射束生成繞射 光柵161光碟裝置1藉由不設置三射束生成繞射光柵1 $卜 可於複合光學元件151之第一面151a上配置具有修正光程 變動及像差等之功能的繞射光栅等,藉由於該複合光學元件 1 5 1上進一步增加功能,可減少零件數量,提高生產性。此 時複5光冬元件1 51宜設置修正像散像差量之繞射光柵,並 以在分割棱鏡165之頂角,射束形狀形成概略圓形之方式可 適切地使射回光聚光。 -82 - 1223248 上述複合光學元件151之㈣棱鏡165亦可形成如八角 錐。此種^況下,受光部156之主射束用光檢測器171亦可 以被自受光面之中央呈放射狀之分割線分割成8部分的方 式構成。複合光學元件丨5〗之分割棱鏡丨65係對第四面料 設於内方側,不過亦可對第四面之151e突出設置於外方 側。再者,複合光學元件151之分割棱鏡165不限定於具有 平面4角錐,亦可形成具有數個曲面的形狀。此種情況下, 係以對應受光邵156之主射束用光檢測器m之分割區域的 方式設置。 上逑複合光學元件1 5 1如圖22所示使用分割成4個區域 义光桃79以取代分割稜鏡165,亦可獲得同樣的效果。此 時光拇79為求獲得與分割稜鏡ι65同樣的效果,而設有分 刻區域Yl,y2,y3,y4,各分割區域yi,y2,ys,y4中形成溝之 万向各不相同。具體而言,形成分割區域yi與y3之溝的方 向以及形成分割區域與y4之溝的方向係彼此直交。光柵 79因應各分割區域yi,y2, y3, y4之各溝方向及光柵常數使入 射 < 光碟2射回之光繞射、分割成4部分,並導向受光部 156之主射束用光檢測器171。光柵79作為全息元件藉由蝕 刻處理特定之全息圖案而形成。此外,使用全息元件的情況 下’宜為表面浮雕型全息圖,亦可為閃耀化全息圖以提高繞 射效率。 複合光學元件1 51亦可設計成於内部具有反射面,如此利 用反射面,藉由彎曲光程可使光學設計之自由度提高。 再者,由於複合光學元件151係使入射於分割棱鏡165 之自光碟2射回之光之入射角對於分割棱鏡165之各面形成 -83 - 1223248 45°以下,亦即將分割棱鏡165之各面的傾角形成45。以 下,以避免入射之射回光進入全反射條件的方式,可增加折 射角’因此可分離被分割之各射回光之射束點間隔,^擴大 主射束^光檢測器171内之各分割區域之間隔及主射束用 光檢測器171與側方射束用光檢測器172,173之間隔,。 放免光學拾取裝置3的組合精密度。 σ 另外,相關業者瞭解本發明並不限定於參照圖式而說明之 上述實施例,只要不脫離下述申請專利範圍及其主旨,可作 各種變更、替換或其同等作法。 產業上之利用可行性 如上所述,本發明之光學拾取裝置藉由繞射元件分離自光 碟射回之光時,係使用藉由波長變動修正機構修正因自光源 射出 < 射出光之波長變動造成之光程偏差的光學裝置,因此 可提问生產性,促使製造成本降低,提高聚焦錯誤信號之可 靠性。 使用於本發明之光學拾取裝置之光學裝置藉由繞射元件 二離自光碟射回之光時,係藉由波長變動修正機構修正因自 光源射出之射出光之波長變動造成之光程偏差,可適切地將 光導向爻光機構,因此可提高光碟裝置之聚焦錯誤信號的可 靠性。 使用於本發明之光學拾取裝置之光學裝置將自光碟射出 (光與射出光 < 光程分離時,係以形成最佳之像散像差量的 方式修正,可形成良好之導向光分割機構之射回光束的形 狀,因此可提高光碟裝置之聚焦錯誤信號的可靠性。 【圖式簡單說明】 -84 - 圖1係顯示先前之光學拾取裝置具備之光學系統的側面 圖。 圖2A至圖2C係顯示先前之光學系統具有之主射束用光 檢測器泛久為出 Ρ 合又尤區域之射束點,圖2Α係顯示對物透鏡接近 光療的狀態’圖2Β係顯示對物透鏡位於合焦位置之狀態, 圖2C係顯不對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 一圖3係顯不射束點之中心對先前之光學系統之主射束用 光檢/則益之受光面中央偏差的狀態圖。 圖4係顯示本發明之光碟裝置的構造區塊圖。 圖5係顯π光碟裝置具備之光學拾取裝置的光學系統概 略圖。 圖6係設於光學拾取裝置之光學系統内之複合光學元件 的斜视圖。 圖、7係#員示設於光學拾取裝置之光學系統之複合光學元 件内之射回光之光程的斜視圖。 、圖8係設於光學拾取裝置之光學系統之複合光學元件内 之射回光之光程變動的說明圖。 圖9係設於光學拾取裝置之光學系統之受光部之主射束 用光檢測器及側方射束用光檢測器的說明圖。 圖10Α至圖10C係顯示光學拾取裝置具有之主射束用光 檢測器之各受光區域之射束點,_ 1GA係顯示對物透鏡接 近光碟的狀態,圖10B係顯示對物透鏡位於合焦位置之狀 態,圖10C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖11係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之其他光學系 統的概略圖。 -85 - 1223248 圖12係設於圖11所示之光學拾取裝置之其他光學系統内 之複合光學元件的斜視圖。 圖13係說明設於圖U所示之光學拾取裝置之其他光學系 統之複合光學元件内之分割棱鏡的斜視圖。 圖14係自射回光之入射面侧觀察設於圖u所示之光學拾 取裝置(其他光學系統之複合光學元件内之分割棱鏡圖。 圖15係設於圖11所示之光學拾取裝置之其他光學系統内 <艾光邵(王射束用光檢測器及側方射束用光檢測器的說 明圖。 圖16係顯π具有與圖11所示之光學拾取裝置之其他光學 系統之複合光學元件具有之分割稜鏡同等功能的光柵平面 圖。 圖17 A 土圖17 C係顯示入射於圖11所示之光學拾取裝置 之複合光學元件具有之分割棱鏡的繞射光,圖〗7 A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態,圖17B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀悲’圖17 C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖18A至圖18C係顯不圖11所示之光學拾取裝置具有之 主射束用光檢測器之各受光區域之射束點,圖丨8 A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態’圖18B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀態,圖1 8C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖19係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖20係設於圖19所示之光學拾取裝置之另外光學系統之 兩波長光源之發光點的說明圖。 圖21係說明設於圖19所示之光學拾取裝置之另外光學系 -86- 1223248 統内之分割棱鏡的斜視圖。 圖22係說明設於圖1 9所示之光學拾取裝置之另外光學系 統内之分割棱鏡的側面圖。 圖23係設於圖19所示之光學拾取裝置之另外光學系統内 之受光部之主射束用光檢測器及侧方射束用檢測器的說明 圖。 圖24A至圖24C係顯示入射於圖19所示之光學拾取裝置 之複合光學元件具有之分割棱鏡的繞射光,圖24A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態,圖24B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀態,圖24C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖25A至圖25C係顯示圖19所示之光學拾取裝置具有之 主射束用光檢測器之各受光區域之射束點,圖25A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態,圖25B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀態,圖25C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖26係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖27係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖28係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖29係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖30係設於圖29所示之光學拾取裝置之另外光學系統之 複合光學元件的斜視圖。 圖3 1係說明設於圖29所示之光學拾取裝置之另外光學系 -87 - 1223248 統之複合光學元件内之分割棱鏡的斜視圖。 圖32係自射回光之入射面側觀察設於圖29所示之光學拾 取裝置之另外光學系統之複合光學元件内的分割棱鏡圖。 圖33係設於圖29所示之光學拾取裝置之另外光學系統内 之受光部之主射束用光檢測器及側方射束用檢測器的說明 圖。 圖34A至圖34C係顯示入射於圖29所示之光學拾取裝置 之複合光學元件具有之分割棱鏡的繞射光,圖34A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態,圖34B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀態,圖34C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖35A至圖35C係顯示圖29所示之光學拾取裝置具有之 主射束用光檢測器之各受光區域之射束點,圖35A係顯示 對物透鏡接近光碟的狀態,圖35B係顯示對物透鏡位於合 焦位置之狀態,圖35C係顯示對物透鏡遠離光碟之狀態圖。 圖36係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖37係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖38係顯示光碟裝置具備之光學拾取裝置之另外光學系 統的概略圖。 圖式代表符號說明 1 光碟裝置 2,204 光碟 3 光學拾取裝置 4 光碟旋轉驅動機構 -88 - 1223248 5 傳送機構 6 控制部 7 光碟台 8 心軸馬達 9 存取控制電路 10 伺服電路 11 驅動控制器 12 信號解調電路 13 錯誤訂正電路 14 介面 30 , 60 , 100 , 120 , 130 , 140 , 190 , 201 光學系統 31 受發光一體型元件 32 , 62 , 151 複合光學元件 33 , 104 , 214 開口光圈 34 , 105 , 155 , 215 波長對物透鏡 41 第一面 42 第二面 45,75 第一繞射光栅 46,76 第二繞射光柵 47,77 第三繞射光柵 51 , 91 , 111 , 171 , 221 主射束用光檢測器 52,53,92,93,112,113, 172 , 173 側方射束用光檢測器 -89 - 1223248 61 , 101 , 211 波長光源 61a , 61b , 211a , 211b 發光點 63 , 108 , 156 , 216 受光部 64 第一遮光板 65 第二遮光板 78 , 107 , 165 分割棱鏡 79 光栅 102 繞射光柵 103 , 123 , 133 , 143 , 213分束器 106 光程合成繞射元件 152 , 158 板狀光學元件 152a 光程分歧繞射光柵 153 準直透鏡 154 1 /4波長板 158b 光程合成繞射光栅 158c 第三色補償繞射光柵 161 射束生成繞射光栅 162 光程合成繞射光柵 163 第一色補償繞射光栅 164 第二色補償繞射光柵 212 二射束用繞射光撕 213a 半反射鏡面 216a 受光面 al , bl , cl , dl , a2 , b2 ’受光區域 -90 - 1223248 c2,d2 FE 聚焦錯誤信號 yl,y2,y3,y4 分割區域
-91 -

Claims (1)

1223248 拾、申請專利範困: 種 光學拾取裝置,其具備·· 光源,其係射出波長彼此不同之射出光; 對物透鏡’其係將自上述光源射出之射出光聚光在光碟 上,並且將自上述光碟射回之光予以聚光; 稷:光學7L件’其係具有··第—繞射元件,其係透過自 上述光源射出之射出光,並使自上述光碟射回之光結射· 及至少-個光程變動修正機構,其係配置於經上述二 射元件所繞射之射回井入6 耵口尤入射的位置’修正因自上述光源射 出《射出光之波長變動所造成的上述第一繞射元件產生 〈射回光之光程變動’而將射回光導向特定位置;及 受光機構’其係於數個受光區域接受經上述光程變動修 正機構修正光程變動後之射回光。 ^ 2·=申請專利範圍第!項之光學拾取裝置,其中上述複合光 學元件之上述第-繞射元件與上述光程變動修正機制 由樹脂材料一體成型。 ” 3·如申請專利範圍第!項之光學拾取裝置,其中上述第—技 射元件係全息元件。 A 4. 如申請專利範圍第i項之光學拾取裝置,其中上述光程變 動修正機構係第二繞射元件,並使經上述第一繞射元件繞 射之射回光進一步繞射。 几 如申凊專利範圍第4項之光學拾取裝置,其中上述第二繞 射凡件係反射型繞射元件。 如申請專利範圍第4項之光學拾取裝置,其中上述第二繞 射元件係全息元件。 UZ3248 7. =申請專利範園第i項之光學拾取裝置,其中上述複合光 予疋件進-步具有光分割機構,其係配置於經上述光程變 動修正機構修正光程變動後之射回光入射的位置,並將上 述射回光分割成數個而導向上述受光機構之各受光區域。 8. 如申請專利範圍第7項之光學拾取裝置,其中上述複合光 予兀件《上述第-繞射元件、上述光程變動修正機構、及· 上逑光分割機構係由樹脂材料一體成型。 ^ 9·如申請專利範圍第7项之光學拾取裝;,其中上述光分劃· 機構係由數個平面或曲面所構成之稜鏡。 儀 10.如申請專利範圍第9項之光學拾取裝置,其中上述複合光 學儿件《上述棱鏡形成大致四角錐狀,將經上述光程變動 修正機構修正光程變動後之射回光作四分割,並且 上逑党光機構接受經上述複合光學元件纟上述棱鏡作 四分割之各射回光的上述受光區域係作四分判。 η‘如申請專利範圍第1G項之光學拾取裝置,其中上述棱 鏡,其經上述光程變動修正機構修正光程變動後之射回光 對各面之入射角在45。以下。 儀 A如申請專利範圍第!項之光學拾取裝置,其中上述複合光 學疋件進一步具有反射機構,其係於自上述光源射出之射 - 出光之光程上,使上述射出光反射於上述第一繞射元件’ .· 及/或於經上述第一繞射元件繞射後之射回光之光程 . 上,使該射回光反射於上述特定位置。 如申請專利範圍帛12㉟之光學拾取裝置,丨中上述複合 光學7L件(上述第一繞射元件、上述光程變動修正機構、 及上述反射機構係由樹脂材料一體成型。 -2- 如申請專利範圍第1項之光學拾取裝置,其中上述複合光 予π件進一步具有第三繞射元件,其係配置於上述光源及 上述第一繞射元件之間的光程上,並將自上述光源射出之 射出光三分割成〇次光及± 1次光, 上述受光機構接受經上述光分割機構分割之各射回光 中、、二上逑第二繞射兀件所分割之0次光,而獲得聚焦錯 誤信號,並接受經上述第三繞射元件所分割之土〗次光而 獲得追蹤錯誤信號。 ‘如申請專利範圍第14項之光學拾取裝置,其中上述複合 光予兀件 < 上述第一繞射元件、上述光程變動修正機構、 及上述第三繞射元件係由樹脂材料一體成型。 。如申請專利範圍第14項之光學拾取裝置,其中上述第三 繞射元件係全息元件。 ·=申請專利第!項之光學拾取裝置,其中上述複合光 學凡:進一步具有光程合成機構,其係配置於上述光源與 上逑第一繞射元件之間,並修正因 U上逑先源< 各個波長之 务光點的位置偏差所造成的一 、 万疚長义射出光之光程對 另一方波長之射出光之光程的偏差。 如申凊專利範圍第丨7項之光 #戽_从、 予?口取农置,其中上述複合 先學兀件又上述第一繞射元件、上浐 上^光祆嬈動修正機構、 上逑光程合成機構係由樹脂材料一體成型。 :申請專利範圍第η项之光學拾取裝置,其中上述 Β成機構係第四繞射元件,使絲 射回光進-步繞射。繞射元件繞射之 如申請專利第19項之先學拾取裝置,其中上述第 四 繞射元件係全息元件。 之1 •如申請專利範圍第17項之光學拾取裝置,其中上述複合 =學元件之上述光程合成機構與上述至少一個光程變Z 多正機構係藉由第五繞射元件形成於同一面内。 22. 如申請專利範圍第21項之光學拾取裝置,其中上述第五 繞射元件係全息元件。 23. 如申請專利範圍,i項之光學拾取裝置,其中使自上述光 療射回 < 光繞射之第—繞射元件錢於上述對物透鏡表 面。 24H專利範圍第1項之光學拾取裝置,其中進-步具備 準直透鏡,其係將自上述光源射出之波長彼此不同之射出 光形成為平行光, 使自上述光碟射回纟錢射之第一繞_元件係設於上 述準直透鏡表面。 如申叫專利範圍第】項之光學拾取裝置,其中進一步具備 遮光機構,其係於上述光源與上述第-繞射元件之間,自 以光源射出之射出光之光程中遮住有效光束以外的光 束。 、申Μ專利範圍第1項之光學拾取裝置,其中進一步具備 遮光機構,其係於藉由上述光程變動修正機構導向特定位 置之射回光之光程中遮住有效光束以外的光束。 27· —種光學拾取裝置,其特徵為具備·· 光源,其係射出波長彼此不同之光; 對物透叙,其係將自上述光源射出之射出力聚光在上逑 光碟上ϋ且將自上逑光操射回之光予以聚光; 1223248 束益’其係分離自卜祕冰 射之射回光之光程; 射出之射出光與經光碟反 機T其係修正因上述光源之各個波長之發光 居々位置偏〜成-方波長之射出光之光程對另一方波 長之射出光之光程的偏差; 糊機構,其係配置於被上述分束器分離並藉由上述 光程合成機構修正光程偏姜 虹丄ν、 &㈣ϋ回以㈣位置’將上述 射回光分割成數個;及 受光機構,其係於數個受并蹂祕 π、又九£域接党經上述光分割機構 所分割之數個射回光; 上述光分割機構係藉由數個平面或曲面所構成之棱鏡。 π如申請㈣範圍第27項之光學拾取裝置,其中上述棱鏡 大致形成四角錐狀,將經上诚氺 肝上迷先程變動修正機構修正光程 變動後之射回光作四分割。 29·如申請專利範圍第27項乏 /、<先學拾取裝置,其中上述棱 鏡,其經分束器分離之射回光對各面之入射角在45。以 下。 3〇.如申請專利範圍第27項之光學拾取裝置,其中進一步具 備反射機構,其係於自上述光源射出之射出光之光程上, 使上述射出光反射於上述分束器,及/或於經上述分束器 分離後之射回光之光程上,使上述射回光反射於上述特定 位置。 31.如申請專利範圍第27項之光學拾取裝置,其中進一步具 備第三繞射元件,其係配置於上述光源及上述分束器之間 的光程上,並將自上述光源射出之射出光三分割成〇次光 32. 32. 33. 34. 35. 36· 及± 1次光。 ΓΓΓ利範圍第27项之光學拾取裝置,其中上述分束 -形成包含第-面及第二面之大致平板狀,並以 — 面反射自上述錢射出之射出光,並且 透過上述第一面及第二面。 尤束冋時 如申請專利範圍第2”頁之光學拾取裝置,其中上述分束 器形成包含第一面及第二面> 面 < 大致平板狀,並以上述第— 面二射自上述光源射出之射出光,並且使射回之光束自上 ,、第面入射’以上述第二面反射,再透過上述第一面。 t申請專利範圍第27,之光學拾取裝置,其中上述分束 為土少包含第一面、篇-而其々々一 罘一面及罘三面,並由此等面配置成 概略等腰三角形狀而形成’以上述第一面反射自上述光源 射出=射出光,並且使射回之光束自上述第一面入射,以 上述第二面反射,並透過上述第三面。 如申請專利範15第27嚷之光學拾取裝置,其中進一步具 備遮光機構’其係於上述光源與上述分束器之間,自上述 光源射出之射出光之光程中遮住有效光束以外的光束。 如申叫專利範圍第27項之光學拾取裝置,其中進一步具 備遮光機構’其係於藉由上述分束器分離之射回光之光程 中遮住有效光束以外的光束。 —種光碟裝置,其具備; 光學拾取裝置’其係對光碟記錄及/或再生資訊;及光 莱旋轉驅動機構,其係旋轉驅動上述光碟,· 上述光學拾取裝置之特徵為具有: 光源’其係射出波長彼此不同之光; 37 38 39 40. 41. 42. 43. 斜物透鏡,其係將自上述光源射出之射出光聚光在上述 一菜上並且將自上述光碟射回之光予以聚光; 、、複合光學it件,其係具有··第—繞射元件,其係使自上 逑光源射出之射出光透過,並使自上述光碟射回之光繞 射,及土少一個光程變動修正機構,其係配置於經上述第 7繞射元件所繞射之射回光入射的位置,修正因自上述光 源射出之射出光之波長變動所造成的上述第一繞射元件 產生之射回光之光程變動,而將射回光導向特定位置;及 艾光機構,其係於數個受光區域接受經上述光程變動修 正機構修正光程變動後之射回光。 .如申請專利範圍第37項之㈣裝置,其中上述複合光學 兀件<上述第一繞射元件與上述光程變動修正機構係由 樹脂材料一體成型。 如申請專利範圍第38項之光碟裝置,其中上述第一繞射 元件係全息元件。 如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中上述光程變動 4正機構係弟一繞射元件,使經上述第一繞射元件繞射之 射回光進一步繞射。 如申請專利範圍第40項之光碟裝置,其中上述第二繞射 元件係反射型繞射元件。 如申請專利範圍第40項之光碟裝置,其中上述第二繞射 元件係全息元件。 如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中上述複合光學 凡件進一步具有光分割機構,其係配置於經上述光程變動 修正機構修正光程變動後之射回光入射的位置,並將上述 1223248 射回光分割成數個而導向上述受光機構之各受光區域。 44。如申請專利範圍第43項之光碟裝置,其中上述複合光學 元件之上述第一繞射元件、上述光程變動修正機構、及上 述光分割機構係由樹脂材料一體成型。 45 ·如申叫專利範圍弟43項之光碟裝置,其中上述光分割機 構係由數個平面或曲面所構成之棱鏡。 46·如申請專利範圍第45項之光碟裝置,其中上述複合光學 兀件之上述棱鏡形成大致四角錐狀,將經上述光程變動修 正機構修正光程變動後之射回光作四分割,並且 上述受光機構接受經上述複合光學元件之上述棱鏡作 四分割之各射回光的上述受光區域係被四分割。 4人如申請專利範圍第45項之光碟裝置,其中上述棱鏡,其 t上述光私變動修正機構修正光程變動後之射回光對各 面之入射角在45。以下。 48·如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中上述複合光學 兀件進一步具有反射機構,其係於自上述光源射出之射出 光之光私上,使上述射出光反射於上述第一繞射元件,及 /或於經上述第一繞射元件繞射後之射回光之光程上,使 該射回光反射於上述特定位置。 .如申凊專利範圍第48項之光碟裝置,其中上述複合光學 兀件疋上述第一繞射元件、上述光程變動修正機構、及上 C反射機構係藉由樹脂材料一體成型。 如申μ專利範圍第37項之光碟裝置,其中上述複合光學 凡件進一步具有第三繞射元件,其係配置於上述光源及上 迷第一繞射兀件之間的光程上,並將自上述光源射出之射 1223248 出光三分割成0次光及±1次光, 上述受光機構接受經上述光分割機構分割之各射回光 中,經上述第三繞射元件所分割之〇次光,而獲得聚焦錯 誤信號,並接受經上述其他繞射元件所分割之±1次光而 獲得追蹤錯誤信號。 51.如申請專利範圍帛5〇 ,頁之光碟裝置,其中上述複合光學 元狀上述第一繞射元件、上述光程變動修正機構、及上 述第三繞射元件係由樹脂材料一體成型。 52·如申請專利範圍第%項之光碟裝置,其中上述第三繞射 元件係全息元件。 53·如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中上述複合光學 兀件進-步具有光程合成機構,其係配置於上述光源與上 述第-繞射元件之間,並修正因上述光源之各個波長之發 光點的位置偏差所^的—方波長之心光之光程對^ 一方波長之射出光之光程的偏差。 54·如申請專利範圍第53项之光碟裝置,其中上述複合光學 兀件I上述第-繞射I件、上述光程變動修正機構、及上 逑光程合成機構係由樹脂材料一體成型。 55. 如申請專利範圍第53項土 員 < 先碟裝置,其中上述光程合成機 構係第四繞射元件’使經上述第一繞射元件繞射之射回光 進一步繞射。 56. 如申請專利範圍第55项之光碟裝置,其中上述第四繞射 元件係全息元件。 57·如申請專利範圍第53積之光碟裝置,其中上述複合光學 一牛、^光私3成機構與上述至少一個光程變動修正 58. 59. 60. 61. 62. 63. 機構係藉由第五繞射元件形成於同一面内。 如申請專利範圍第57項之光碟裝置,其中上述第五繞射 元件係全息元件。 如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中使自上述光碟 射回之光繞射之第一繞射元件係設於上述對物透鏡表面。 如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中進一步具備準 直透鏡’其係將自上述光源射出之波長彼此不同之射出光 形成為平行光, 使自上述光碟射回之光繞射之第一繞射元件係設於上 述準直透鏡表面。 如申請專利範圍第37項之光碟裝置,其中進一步具備遮 光機構,其係於上述光源與上述第一繞射元件之間,自上 述光源射出之射出光之光程中遮住有效光束以外的光束。 如申睛專利範圍第37項之光碟裝置,其中進一步具備遮 光機構’其係於藉由上述光程變動修正機構導向特定位置 之射回光之光程中遮住有效光束以外的光束。 一種光碟裝置,其具備;光學拾取裝置,其係對光碟記錄 及/或再生資訊;及光碟旋轉驅動機構,其係旋轉驅動上 述光碟; 上述光學拾取裝置之特徵為具備: 光源’其係射出波長彼此不同之光; 、/對物透鏡,其係將自上述光源射出之射出光聚光在上述 光碟上,並且將自上述光碟射回之光予以聚光; 分束器,其係分離自上述光源射出之射出光與經光碟反 射之射回光之光程; 1223248 光程合成機構,其係修正因上述光源之各個波長之發光 點的位置偏差造成一方波長之射出光之光程對另一方波 長之射出光之光程的偏差; 光分割機構,其係配置於被上述分束器分離並藉由上述 光程合成機構修正光程偏差之射回光入射的位置,將上述 射回光分割成數個;及 受光機構,其係於數個受光區域接受經上述光分割機構 所分割之數個射回光; 上述光分割機構係藉由數個平面或曲面所構成之棱鏡。 64·如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中上述棱鏡形成 概略四角錐狀,將經上述光程變動修正機構修正光程變動 後之射回光作四分割。 65 ·如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中上述棱鏡形成 經分束器分離之射回光對各面之入射角在45。以下。 66·如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中進一步具備反 射機構’其係於自上述光源射出之射出光之光程上,使上 逑射出光反射於上述分束器,及/或於經上述分束器分離 後之射回光之光程上,使上述射回光反射於上述特定位 置。 M·如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中進一步具備第 三繞射元件,其係配置於上述光源及上述分束器之間的光 程上,並將自上述光源射出之射出光三分割成0次光及土 1次光。 68.如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中上述分束器形 成包含第一面及第二面之大致平板狀,並以上述第一面反 U248 射自上逑光源射出之射出光,並且使射回之光束同時透過 上述第一面及第二面。 69·如申料利範圍第63項之光碟裝置,其中上述分束器形 成包含第一面及第二面之大致平板狀,並以上述第一面反 射自上逑光源射出之射出光,並且使射回之光束自上述第 面入射,以上述第二面反射,再透過上述第一面。 7〇. =口申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中上述分束器至 二包含第一面、第二面及第三面,並由此等面配置成概略 等腰三角形狀而形成,以上述第一面反射自上述光源射出 〈射出光,並且使射回之光束自上述第—面入射,以上述 第二面反射,並透過上述第三面。 7!.如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中進一步具備遮 光機構,其係於上述光源與上述分束器之間,自上述光源 射出之射出光之光程中遮住有效光束以外的光束。 72·如申請專利範圍第63項之光碟裝置,其中進一步具備遮 光機構,其係於藉由上述分束器分離之射回光之光程中遮 住有效光束以外的光束。 73. —種光學裝置,其具備: 第一繞射元件,其係使自光源射出之波長彼此不同之射 出光透過,並使自光碟射回之光繞射,·及 至少一個光程變動修正機構,其係配置於經上述第一繞 射元件所繞射之射回光入射的位置,修正因自上述光源射 出之射出光之波長變動所造成的上述第一繞射元件產生 之射回光之光私變動,而將射回光導向特定位置。 74·如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中上述第一繞射 -12 - 1223248 元件係全息元件。 A如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中上述光程變動 修正機構係第二繞射元件,並使經上述第一繞射元件繞射 之射回光進一步繞射。 76·如申請專利範圍第乃項之光學裝置,其中上述第二繞射 元件係反射型繞射元件。 7人如申請專利範圍第75項之光學裝置,其中上述第二繞射 元件係全息元件。 78·如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中進一步具有光 分割機構,其係配置於經上述光程變動修正機構修正光程 變動後之射回光入射的位置,並將上述射回光分割成數個 而導向具有數個受光區域的受光機構。 79.如申請專利範圍第78項之光學裝置,其中上述光分割機 構係藉由數個平面或曲面所構成之棱鏡。 8〇_如申請專利範圍帛79 ,頁之光學裝置,其中上㈣鏡大致 形成四角錐狀,將經上述光程變動修正機構修正光程變動 後之射回光作四分割。 81,^申請專利範圍第79項之光學裝置,其中上述棱鏡,其 銓上述光程變動修正機構修正光程變動後之射回光對各 面之入射角在45。以下。 82·如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中進一步具備反 射機構,其係於自上述光源射出之波長彼此不同之射出光 义光程上,使上逑射出光反射於上述第一繞射元件,及/ 或於經上逑第一繞射元件繞射後之射回光之光程上,使該 射回光反射於上述特定位置。 -13 - 1223248 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89· 90. 如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中進一步具有第 二繞射元件,其係配置於上述光源及上述第一繞射元件之 間的光程上’並將自上述光源射出之射出光三分割成〇次 光及±1次光。 如申請專利範圍第83項之光學裝置,其中上述第三繞射 元件係全息元件。 如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中進一步具有光 私合成機構,其係配置於上述光源與上述第一繞射元件之 間,並修正因上述光源之各個波長之發光點的位置偏差所 造成的一方波長之射出光之光程對另一方波長之射出光 之光程的偏差。 如申叫專利範圍第85項之光學裝置,其中上述光程合成 機構係第四繞射元件,並使經上述第一繞射元件繞射之射 回光進一步繞射。 如申請專利範圍第86項之光學裝置,其中上述第四繞射 元件係全息元件。 如申睛專利範圍第85項之光學裝置,其中上述光程合成 機構與上逑至少一個光程變動修正機構係藉由第五繞射 元件形成於同一面内。 如申请專利範圍第88項之光學裝置,其中上述第五繞射 元件係全息元件。 如申明專利範圍第73項之光學裝置,其中進一步具備遮 光機構,其係於上述光源與上述第—繞射元件之間,自上 ,、光源射出《射出光之光程中遮住有效光束以外的光束。 如申請專利範圍第73項之光學裝置,其中進—步具備遮 14 91 1223248 光機構’其係於藉由上述光程變動修正機構導向特定位置 之射回光 < 光程中遮住有效光束以外的光束。 92· —種光學裝置,其特徵為具備: 分束器,其係分離自光源射出之波長彼此不同之射出光 與經光碟反射之射回光之光程; 光分割機構,其係配置於被上述分束器分離之射回光入 射的位置,將上述射回光分割成數個並導向具有數個受光 區域之受光機構;及 光程合成機構’其絲置於上述分束器與上述光分刻機 構之間’修正因上述光源各個波長之發光點位置偏差所造 成的-方波長之射出光之光程對另—方波長射出光之光 程的偏差; 上μ光分劃機構係藉由數個平面或曲面所構成之棱鏡。 93.如申請專利範圍第92項之0裝置,其中上述棱鏡大致 形成四角錐狀,將經上述光程變動修正機構修正光程變動 後之射回光分割成4部分。 从如申請專利範圍第93項之光學裝置,其中上述棱鏡,里 經分束器分離後之射回光對各面之入射角在^。以下。 95.如申請專利範圍第92項之光學襞置,其中進一步且有反 射機構’其係於自上述光源射出之射出光之光程上,使上 述射出光反射於上述分束器,及/ /或於經上述分束器分離 後〈射回光 < 光程上,使上述射 置。 、射回先反射於上述特定位 96·如申請專利範圍第92項之光 I置,其中進一步具備並 他繞射元件,其係配置於上述光嗎 /、 尤/原及上述分束器之間的光 -15 - 1223248 程上,並將自上述光源射出之射出光三分割成0次光及土 1次光。 97.如申請專利範圍第92項之光學裝置,其中上述分束器形 成包含第一面及第二面之大致平板狀,並以上述第一面反 射自上述光源射出之射出光,並且使射回之光束同時透過 上述第一面及第二面。
98·如申請專利範圍第92項之光學裝置,其中上述分束器形 成包含第一面及第二面之大致平板狀,並以上述第一面反 射自上述光源射出之射出光,並且使射回之光束自上述第 一面入射,以上述第二面反射,再透過上述第一面。 99·如申請專利範圍第92項之光學裝置,其中上述分束器至 少包含第一面、第二面及第三面,並由此等面配置成概略 等腰二角形狀而形成,以上述第一面反射自上述光源射出 <射出光,並且使射回之光束自上述第一面入射,以上述 第二面反射,並透過上述第三面。
儀.如申請專利範圍第92項之光學裝置,其中進一步具備遮 光機構,其係於上述光源與上述分束器之間,自上述光源 射出之射出光之光程中遮住有效光束以外的光束。 趾如申請專利範圍第92項之光學裝置,其中進一步具備遮 光機構’其係於藉由上述分束器分離之射回光之光程中遮 住有效光束以外的光束。 102·—種複合光學元件,其具備: 第一繞 出光透過 至少一 射兀件,其係使自光源射出之波長彼此不同之射 ,並使自光碟射回之光繞射;及 個光程變動修正機構,並 例w丹係配置於經上逑第一繞 -16 - t兀:所繞射《射回光入射的位置,修正因自上述光源射 出心射出光之波長變動所造成的上述第—繞射元件產生 <射回光之光程變動,而將射回光導向特定位置。 10=申請專利範圍第1〇2項之複合光學元件,其中上述第一 繞射7L件與上述光程變動修正機構係藉由樹脂材料一體 成型。 一 04·如申明專利範圍第102項之複合光學元件,其中上述第一 繞射元件係全息元件。
105·如申請專利範圍第1〇2項之複合光學元件,其中上述光程 變動修正機構係第二繞射元件,使經上述第一繞射元件繞 射之射回光進一步繞射。 106. 如申請專利範圍第1〇5項之複合光學元件,其中上述第二 繞射元件係反射型繞射元件。 107. 如申請專利範圍第1〇5項之複合光學元件,其中上述第二 緩射元件係全息元件。
108·如申請專利範圍第1〇2項之複合光學元件,其中進一步具 有光分割機構,其係配置於經上述光程變動修正機構修正 光程變動後之射回光入射的位置,並將上述射回光分割成 數個而導向具有數個受光區域之受光機構。 109.如申請專利範圍第1 〇 $項之複合光學元件,其中上述第一 繞射元件、上述光程變動修正機構、及上述光分割機構係 由樹脂材料一體成型。 110·如申請專利範圍第1 〇 8項之複合光學元件,其中上述光分 割機構係由數個平面或曲面所構成之稜鏡。 111.如申請專利範圍第11〇項之複合光學元件,其中上述稜鏡 -17 - 1223248 大致形成四角錐狀,將經上述光程變動修正機構修正光程 變動後之射回光作四分劃。 112·如申請專利範圍第110項之複合光學元件,其中上述棱 鏡,其經上述光程變動修正機構修正光程變動後之射回光 對各面之入射角在45。以下。 113. 如申請專利範圍第1〇2項之複合光學元件,其中進一步具 有反射機構,其係於自上述光源射出之波長彼此不同之射 出光心光程上,使上述射出光反射於上述第一繞射元件, 及/或於經上述第一繞射元件繞射後之射回光之光程 上’使上述射回光反射於上述特定位置。 114. 如申請專利範圍第113項之複合光學元件,其中上述第一 繞射元件、上述光程變動修正機構、及上述反射機構係由 樹脂材料一體成型。 115. 如申請專利範圍第1〇2項之複合光學元件,其中進一步具 有第二繞射元件,其係配置於上述光源及上述第一繞射元 件< 間的光程上,並將自上述光源射出之射出光三分割成 0次光及±1次光。 116. 如申睛專利範圍第115項之複合光學元件,其中上述第一 繞射元件、上述光程變動修正機構、及上述第三繞射元件 係由樹脂材料一體成型。 11 ·如申凊專利範圍第Π 5項之複合光學元件,其中上述第三 繞射元件係全息元件。 118.如申請專利範圍第102項之複合光學元件,其中進一步具 有光程合成機構,其係配置於上述光源與上述第一繞射元 件之間’並修正因上述光源之各個波長之發光點的位置偏 -18- 1223248 119. 120. 121. 122. 123. ^所造成的-方波長之射以之練對另 出光之光程的偏差。 万波長 < 射 ::=利範園第118項之複合光學元件,其中上述第— 係由1上m變動修正機構、及上述光程合成機構 係由树脂材料一體成型。 =申請專利範圍第118項之複合光學元件,其中上述光程 3成機構係第四繞射元件,使經上述第—繞射元件繞射之 射回光進一步繞射。 如申睛專利範圍第120項之複合光學元件,其中上述第四 繞射元件係全息元件。 如申請專利範圍第118項之複合光學元件,其中上述光程 合成機構與上述至少一個光程變動修正機構係藉由第五 繞射元件形成於同一面内。 如申請專利範圍第122項之複合光學元件,其中上述第五 繞射元件係全息元件。 -19 -
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