衍射光柵、光拾取器和光碟裝置的製作方法
2023-10-18 07:23:34 1
專利名稱：衍射光柵、光拾取器和光碟裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及搭載於光碟裝置的光拾取器的跟蹤技術。
背景技術：
近年來，CD-R/RW、DVD-R/RW等能夠進行信息的記錄和再現的光碟裝置廣泛普及起來。最近作為謀求比DVD更加高密度化的光碟的『藍光』或HD-DVD等光碟裝置也開發出來。該光碟裝置具有靠內藏的光拾取器把光束照射於光碟而記錄信息，檢測來自光碟的反射光束而讀取信息的構成。
在光拾取器進行的信息的記錄和再現中，為了進行穩定的記錄再現處理有必要使光束沿著光碟內的導向槽正確地跟蹤。此一使光束沿著導向槽跟蹤的技術稱為跟蹤技術。在光拾取器中，由來自光碟的反射光束生成用來進行高精度的跟蹤的控制信號。再者在以下中此一控制信號稱為跟蹤誤差信號。
再說，作為此一跟蹤誤差信號的檢測方法種種的方法是公知的。例如有專利文獻1(特公平4-34212公報(第6項，圖7)的差動推挽法(以下記為DPPDifferential Push Pull))。此一DPP法是靠物鏡把由衍射光柵分支成一束主光束和兩束副光束的三股的各光束分別聚光於光碟上，對光碟上的主光束的照射位置在光碟半徑方向上分別離開大致±1/2軌道間隔地配置兩束副光束的照射位置，從各自一對的把從光碟反射的三股光束二分支的光接收區域檢測各推挽信號，利用從主光束所生成的推挽信號(以下記為MPP)、與對分別從兩束副光束所生成的推挽信號進行加法運算後的信號(以下記為SPP)的差生成TES的檢測方法。
此外在專利文獻2(特開平5-12700(第4項，圖2))中，在光碟上的主光束的光點的前方與後方上各形成兩束副光束的光點，配置成這些副光束的光點落到被配置了主光束的光點的軌道的各不相同的端緣，由其反射光生成跟蹤誤差信號。在這種配置中，因為在光碟的記錄部與未記錄部的邊界處在跟蹤誤差信號中不發生偏差，故可實現穩定的軌道跟蹤。
此外在專利文獻3(特開2001-307351(第6項，圖1))中，在光碟上的主光束的光點的前方與後方上各形成兩束副光束的光點，使這些副光束的光點離開被配置了主光束的光點的軌道1.5軌道地配置，由其反射光生成跟蹤誤差信號。在這種專利文獻3中也可以得到與專利文獻2同樣的效果。
此外在專利文獻1(尖銳方法NO.90(第38項，第43頁，圖3))中，提出了獨自的相位移DPP伺服方式。此一方式通過用相位衍射光柵在副光束中附加規定的相位而檢測在來自光碟的反射光束中沒有推挽信號的振幅的SPP信號。因此，可以實現不拘光碟的導向槽間隔或導向槽角度的光拾取器。
雖然DVD或CD等光碟裝置當前到了廣泛普及，但是背地裡即使當前也進行著激烈的低成本競爭。因此，不僅零件的成本，而且組裝工序的簡化是非常重要的因素。
再說，在光碟裝置中，因為讀取旋轉著的光碟內的數據，故具有使光拾取器從光碟的內周側向外周側移動藉此讀取光碟內的所有數據的機構。像這樣使光拾取器從內周向外周移動一般稱為尋軌。專利文獻1中所述的作為目前最一般的跟蹤誤差信號的生成方法的DPP必須使光碟的規定的半徑方向與光拾取器內的物鏡一致而進行尋軌。這是因為如果從光碟的規定的半徑方向錯開地使光拾取器進行尋軌則在光碟的內周與外周處最佳的三光束角度不同，跟蹤誤差信號的振幅變動的緣故。再者，在像這樣使光拾取器尋軌時從光碟的規定的半徑方向錯開地使光拾取器尋軌稱為偏心。
因此，在把光拾取器搭載於光碟裝置時，非常高精度的安裝成為必要，組裝工序中很費時間，妨礙批量生產，成為成本提高的原因。
此外，在假定『藍光』與DVD的互換光拾取器的情況，可以預測光拾取器上如果不搭載兩個物鏡就不能適應高速化。但是，在光碟的旋轉方向上並列配置兩個物鏡的情況，必定一個物鏡無法與光碟的規定的半徑方向一致地進行尋軌，光碟的內周與外周處最佳的三光束角度不同，存在著跟蹤誤差信號的振幅變動很大而變得無法使光束追蹤規定的軌道這樣的問題。
即使專利文獻3的跟蹤誤差信號的檢測方法也因為有最佳的五光束的角度，故存在著與專利文獻1同樣的問題。
專利文獻2因為形成盤上的五個光點，故是用在光束的入射面與出射面上形成光柵槽的衍射光柵者。因為入射面處所衍射的光束進而被出射面所衍射，故形成多個光束。這些成為雜散光，因為無法抑制入射於光檢測器，故可以認為光碟的數據再現能力顯著劣化。
在光碟裝置中在使光拾取器尋軌時也可以使用來把光束聚光於光碟的物鏡在尋軌方向上先行移動，在使物鏡移動後使光拾取器移動。此一物鏡的移動以下記為物鏡移位。
再說，在非專利文獻1中因為在副光束中附加相位故有必要在光碟半徑方向上分割衍射光柵。因此，如果在物鏡移位時通過光束的中心與衍射光柵的分割線位置錯開，物鏡移位量增大，則發生SPP的振幅，存在著跟蹤誤差信號振幅變動這樣的問題，存在著不得不收窄物鏡移位量這樣的限制。
發明內容
本發明是鑑於上述這樣的問題而作成的，目的在於提供一種抑制光拾取器向光碟裝置的安裝誤差引起的尋軌和物鏡移位時的跟蹤誤差信號的振幅變動，雜散光的影響小的，實現高精度的跟蹤誤差信號的生成，批量生產性良好的低成本的光拾取器。
為了實現上述目的，在具有雷射光源、把從該雷射光源出射的光束分支成一束主光束與多束副光束的分支機構、把主光束與副光束聚光於光碟的物鏡、以及接收主光束與副光束的來自光碟的反射光束的光檢測器的光拾取器中，對聚光於光碟的主光束在光碟旋轉方向的前方與後方的至少一方上聚光兩束副光束，在令n為整數，光碟的導向槽間隔為t時，前述兩束副光束在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔地聚光。此外作為把光束分支成多個的分支機構用在光束的射出面的上下以相等的間隔形成不同角度的光柵槽的衍射光柵。
如果用本發明，則比起現有技術來可以實現高精度的跟蹤誤差信號的檢測。
本發明的這些和其他特徵、目的和優點根據以下結合附圖的描述將會變得更加明顯，這些附圖中圖1是表示實施例1中的光拾取器與光碟與該光碟上的光點配置的圖。
圖2是說明實施例1中的跟蹤誤差信號的圖。
圖3是說明實施例1中的跟蹤誤差信號的圖。
圖4是表示實施例1中的沒有物鏡的偏心的情況的光碟與DPP的光點配置的圖。
圖5是表示實施例1中的有物鏡的偏心的情況的光碟與DPP的光點配置的圖。
圖6是表示實施例1中的沒有物鏡的偏心的情況的光碟與光點配置的圖。
圖7是表示實施例1中的有物鏡的偏心的情況的光碟與光點配置的圖。
圖8是表示實施例2中的光拾取器的概略構成的圖。
圖9是說明實施例2中的光束的分支方法的圖。
圖10是說明實施例3中的光束的分支方法的圖。
圖11是表示實施例4中的光拾取器的概略構成的圖。
圖12是表示實施例5中的光碟裝置的構成的圖。
圖13是表示實施例6中的光碟與物鏡與衍射光柵的配置的圖。
圖14是表示實施例7中的光檢測器上的檢測面與光點的圖。
圖15是表示實施例8中的光碟上的光點配置的圖。
圖16是表示實施例8中的光碟上的光點配置的圖。
具體實施例方式
基於圖示的實施例更詳細地說明本發明。再者，本發明不受這些限制。
實施例1就本發明中的實施例1用圖詳細地進行說明。這裡就對應於導向槽間隔0.74μm的DVD-R的記錄、或再現的(跟蹤誤差信號的生成)光拾取器進行說明。當然本發明不限於DVD-R，可以對應於具有導向槽的記錄型的所有的光碟。
圖1是表示實施例1中的光拾取器、光碟與該光碟上的光點配置的圖。A是光碟與光拾取器的概略配置圖，B是表示光碟上的光點配置。
首先就A進行說明。光碟001在中心有小孔，在通常的光碟裝置中，如圖所示經由光碟001的小孔固定於主軸002。主軸002具有以光碟001的中心為旋轉軸旋轉的功能。光碟001在圖中箭頭的方向上旋轉。此外光拾取器100取為配置於光碟001的背側。虛線003是通過光碟100的中心而平行於光碟100的半徑方向的軸。通常光拾取器100在配置於光碟裝置內部的導軌004上尋軌。此時光拾取器內的物鏡101的中心沿著虛線003而尋軌。像這樣通過靠主軸002使光碟001旋轉，使光拾取器100沿著虛線003尋軌，可以訪問光碟001內的所有數據。
接下來就B進行說明。B是光碟001的放大圖，這裡，是放大由光拾取器100的物鏡101形成聚光於光碟001上的光點的區域。光碟001假定是DVD-R。在DVD-R之類記錄型光碟上形成導向槽104。因為在導向槽104內記錄信息，故必須使光點沿著導向槽104跟蹤。此外DVD-R的導向槽間隔為0.74μm。
再說在本實施例中，在光碟上如圖所示形成五個光點，主光點a與副光點b、c、d、e。主光點a不僅在信息的記錄和再現中使用，而且在跟蹤誤差信號的生成與聚焦誤差信號的生成中使用。副光點b、c、d、e主要在跟蹤誤差信號的生成中使用。副光點b與c相對主光點a配置於光碟001的旋轉方向前方，在以n為整數，光碟001的導向槽間隔為t時，在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔配置。圖中n＝1時，也就是假定離開0.74×(1+0.5)＝1.11μm間隔配置副光點b與c。如果n＝0則離開0.37μm配置副光點b與c就可以了。
此外副光點d與e對主光點a配置於光碟001的旋轉方向後方，與副光點b與c同樣在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)，也就是離開1.11μm間隔配置。此外，雖然圖中副光點c與d，d與e對主光點的導向槽對稱地配置，但是當然只要是在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔配置，副光點c或d也可以處於主光點被配置的導向槽。
通過像這樣在光碟001上配置光點，就可以抑制光拾取器向光碟裝置的安裝誤差引起的尋軌時的跟蹤誤差信號的振幅變動。在以下說明這一點。
接下來用圖2就跟蹤誤差信號的生成方法進行說明。圖2是說明本實施例的跟蹤誤差信號的圖。
在圖2的上部是與圖1B同樣的光碟的放大圖。在導向槽104上畫著五個光點。
通常如果使光碟旋轉，則因偏心而在光碟半徑方向上發生擺動。因此，光碟上的光點的照射位置在光碟半徑方向上大大地擺動。但是在光碟裝置中必須使光點正確地跟蹤規定的導向槽上。
再說，靠在相當於光碟的旋轉方向的方向上把從光碟反射的光束一分為二的光檢測器所得到的輸出差，由光碟的導向槽發生的衍射光一般得到推挽信號。因為此一推挽信號在光碟裝置中是一般的，故省略詳細的說明。
把圖上的光點配置之時取為時間T＝0。隨著時間的推移，可以認為光點在光碟半徑方向(圖中向右)上移動。
如果主光點a從圖的位置在光碟半徑方向上移動，則沿著光碟的導向槽可檢測在圖2的下部呈現的推挽信號a。從副光點b、d可以得到推挽信號b、d。此外從副光點c、e可以得到推挽信號c、e。推挽信號b、d由於副光點b、d比主光點a在光碟半徑方向先行0.75×t(0.555μm)，所以推挽信號b、d也比推挽信號a先行0.75×t(0.555μm)。相反，推挽信號c、e由於副光點c、e比主光點a在光碟半徑方向後行0.75×t(0.555μm)，所以推挽信號c、e也比推挽信號a後行0.75×t(0.555μm)。也就是說推挽信號b、d相對推挽信號c、e按1.5×t(1.11μm)先行。
圖3中示出在時刻T＝0取齊重寫推挽信號a、b、c、d、e者。推挽信號b、d相對推挽信號c、e按1.5×t先行，看出相位翻轉。因此，如果完全加算推挽信號b、c、d、e則如圖所示振幅成為0。
這裡如令推挽信號a為MPP，令完全加算推挽信號b、c、d、e的信號為SPP，則跟蹤誤差信號(TES)可以由式(1)的運算得到。
TES＝MPP-k×SPP(1)再者，k是修正主光點與副光點的光量差的係數。如圖所示跟蹤誤差信號成為與MPP相同。在本運算中因為是與DPP同樣的運算，故物鏡移位時的偏差可以抵銷是優點。在DPP法中如果物鏡偏心則在盤的內周與外周處跟蹤誤差信號的振幅變動。這是起因於SPP的振幅變動的現象。可是在本方式中因為SPP的振幅始終恆定地為0，故可以抑制其變動。
在非專利文獻1或2中是通過在副光束中附加相位，是使SPP的振幅恆定地為0的方式。例如，推挽信號b或c的振幅也為0者。但是，在本方式中，通過在光碟半徑方向上按t×(n+0.5)進行副光點b與d、c與e的離開間隔使SPP的振幅恆定為0這一點不同。因為像這樣跟蹤誤差信號的檢測原理不同，故非常有利於物鏡移位這一點下文述及。
接下來說明在物鏡偏心時在內周與外周處SPP的振幅也不變的情況。
圖4是表示沒有物鏡偏心的情況的光碟與DPP的光點配置者。左圖示出光碟上的物鏡位置與其切線方向。看出在物鏡中心與虛線003一致的情況，內周、中周、外周處導向槽的切線角度不變。
右圖是表示內周、中周、外周處的光碟上的光點配置與所得到的MPP、SPP、TES的圖。在DPP中對主光點使副光點按δ＝0.5×t離開配置。通過像這樣配置，對MPP來說SPP成為逆相，進行式(1)的運算所得到的TES可以得到與MPP同相的信號。因為像左圖那樣內周、中周、外周處導向槽的切線角度不變，故查明處於光碟的任何位置都生成同樣的MPP、SPP、TES。
圖5示出有物鏡的偏心的情況的光碟與DPP的光點配置。左圖示出光碟上的物鏡位置與其切線方向。在物鏡中心與虛線003不同而沿著單點劃線006尋軌的情況，查明內周、中周、外周處導向槽的切線角度變化。
圖是表示內周、中周、外周處的光碟上的光點配置與所得到的MPP、SPP、TES的圖。這裡與最一般的光拾取器的設定同樣地在中周處把DPP的三光點取為最佳的配置。首先著眼於中周。由於在中周處把三光點取為最佳的配置，所以因為主光點與副光點按δ＝0.5×t離開，故可以檢測與圖4同樣的MPP、SPP、TES。可是儘管內周處三光點的角度未變化但是光碟的導向槽角度變化。主光點與副光點的間隔顯然小於δ。如果像這樣主光點與副光點的間隔減小，則SPP的信號振幅大為減小。這裡主光點與副光點的間隔成為0.25×t於是SPP的振幅消除，TES的振幅減半。
與內周側同樣因為外周處主光點與副光點的間隔加大，故SPP的信號振幅大為減小。這裡主光點與副光點的間隔成為0.75×t於是SPP的振幅消除，TES的振幅減半。
因為像這樣在現有的DPP法中偏心時TES信號振幅變動很大，故在把光拾取器搭載於光碟裝置時，有必要高精度地安裝以便物鏡中心不偏心。
圖6示出沒有物鏡偏心的情況的光碟與本實施例的光點配置。左圖示出光碟上的物鏡位置與其切線方向。查明在物鏡中心與虛線003一致的情況，內周、中周、外周處導向槽的切線角度不變。
右圖是表示內周、中周、外周處的光碟上的光點配置與所得到的MPP、SPP、TES的圖。在本實施例的跟蹤誤差信號的檢測方法中相對主光點先行或後行的兩個副光點分別按δ＝t×(n+0.5)離開配置。通過像這樣配置，SPP的振幅消除，進行式(1)的計算所得到的TES可以得到與MPP相同的信號。查明像左圖這樣因為內周、中周、外周處導向槽的切線角度不變，故處於光碟的任何位置都生成同樣的MPP、SPP、TES。
圖7示出有物鏡的偏心的情況的光碟與本實施例的光點配置。左圖示出光碟上的物鏡位置與其切線方向。查明物鏡中心與虛線003不同而沿著單點劃線006尋軌的情況，內周、中周、外周處導向槽的切線角度變化。
圖是表示內周、中周、外周處的光碟上的光點配置與所得到的MPP、SPP、TES的圖。這裡與一般的光拾取器的設定相同地在中周處把五個光點取為最佳的配置，首先著眼於中周。由於中周處把五個光點取為最佳的配置，所以可以檢測與圖6同樣的MPP、SPP、TES。
在內周處，光碟的導向槽角度變化。但是，先行或後行的兩個副光點的間隔分別是δ＝t×(n+0.5)大致沒有變化。為此，即使在內周處尋軌也可檢測出與中周同樣的MPP、SPP、TES。
此外同樣在外周處也可以檢測與中周或內周相同的MPP、SPP、TES。
像這樣在本實施例的跟蹤誤差信號的檢測方法中偏心也好不偏心也好可以得到始終恆定的TES信號。
因此，像DPP那樣，在把光拾取器搭載於光碟裝置時，沒有必要高精度地安裝以便物鏡中心不偏心，組裝工序可以簡化。
此外在DPP中按同樣的原理，靠光拾取器內的衍射光柵形成三光束，雖然必須高精度地控制衍射光柵的旋轉，但是只要是像本實施例這樣與旋轉角度無關的跟蹤誤差信號的生成方法就不需要衍射光柵的旋轉調整，在光拾取器中也可以得到可以實現簡單的組裝工序的效果。
實施例2在實施例2中就實施例1的跟蹤誤差信號生成用的光拾取器進行說明。作為一個例子就對應於DVD-R的記錄和再現的光拾取器進行說明。當然本發明不限於DVD-R，可以對應於具有導向槽的記錄型的所有的光碟。
圖8是表示光拾取器100的概略構成的圖。圖中的單點劃線表示光束的光路。虛線003是通過光碟100的中心而平行於光碟的半徑方向的軸。
通常在DVD的光碟的記錄或再現中，用波長660nm帶的半導體雷射器。因此從半導體雷射器102作為發散光出射波長大約660nm的光束。從半導體雷射器102出射的光束入射於分支元件200。分支元件200假定有衍射光柵，光束由分支元件200分支成五股。關於分支元件200的細節在下文中說明。透過分支元件200的光束在光束分光鏡103反射，由準直透鏡104變換成大致平行的光束。再者一部分光束透過分光鏡103入射於前監視器109。因為一般來說在DVD-R等記錄型的光碟上記錄信息的情況，在光碟的記錄面上照射規定的光強度，故有必要高精度地控制半導體雷射器的發光強度。因此，前監視器109在把信號記錄於記錄型的光碟之際，檢測半導體雷射器102的發光強度的變化，反饋到半導體雷射器102的驅動電路(未畫出)。
在準直透鏡104出射的光束，由搭載於致動器106的物鏡101分別聚光照射於光碟上，在光碟上形成五個聚光點。光束被光碟反射，透過物鏡101、準直透鏡104、分光鏡103、檢測透鏡107，到達光檢測器108。光束中在透過分光鏡103時被賦予非點像差，在聚焦誤差信號(以下FES信號)的檢測中使用。檢測透鏡107具有使非點像差的方向在任意的方向上旋轉同時確定光檢測器108上的聚光點的大小的作用。引到光檢測器108的光束在記錄於光碟上的信息信號的檢測、和TES信號和FES信號等聚光照射於光碟上的聚光點的位置控制信號的檢測中使用。
接下來用圖9就把光束分支成五股的方法進行說明。A是表示分支元件200的概略構成的圖。圖是從分光鏡側看的圖。分支元件200是衍射光束的衍射光柵，在光束的出射面上有由分割線208所分割的上部210與下部211兩個區域，在各個區域上以相等的間隔在區域上，在上部210上以θ1的角度形成光柵槽，在下部211上以與θ1不同的角度θ2形成光柵槽。再者y方向是相當於光碟上的半徑方向的方向。如圖所示通過在y方向上垂直地分割，具有沒有物鏡引起的強度分布的差這樣的效果。
B是表示由分支元件200進行光束的分支的概略的圖。此衍射光柵的分割線208與光束212的光線中心一致地入射。入射的光束212可以被分支成如下的五股光束不被衍射而透過的0次光束213、光束的上半部是上部+1次衍射光束214與上部-1次衍射光束217、光束的下半部下部+1次衍射光束215與下部-1次衍射光束216。因為在上部與下部處分別獨立地衍射，故可以得到沒有像專利文獻2那樣把衍射光柵兩個重疊而成問題的雜散光的影響這樣的效果。
這裡生成的五個光束當中由0次光束213形成主光點a，由上部+1次衍射光束214形成副光點b，由下部+1次衍射光束215形成副光點c，由上部-1次衍射光束217形成副光點e，由下部-1次衍射光束216形成副光點d，藉此即使偏心也可以抑制其變動。
通過用這種分支元件沒有必要分支元件的旋轉調整，可以加快光拾取器的組裝工序。
這裡通過上部210與下部211的光柵槽間隔相等，可以得到可以把光檢測器的檢測面圖形在現有的OEIC中使用這樣的效果。當然通過增加檢測面圖形等而改變上部210與下部211的光柵槽間隔也沒有什麼問題。
此外，雖然在實施例2中，從分光鏡103到物鏡108的光路取為直進的構成，但是也可以是在該光路中配置反射鏡或稜鏡等光學零件而使光路曲折的構成。
實施例3在實施例3中就實施例2的分支元件200的不同的實施例進行說明。因為除了使用分支元件201以外與實施例2相同，故省略重複的說明。
用圖10就把光束分支成五股的分支元件201進行說明。A是表示分支元件201的概略構成的圖。圖是從分光鏡側看的圖。分支元件201是衍射光束的衍射光柵，在光束的出射面上以角度θ1形成光柵槽的區域221與以與角度θ1不同的角度θ2形成光柵槽的區域220在z方向交互排列。如圖所示通過垂直於y方向地分割，具有沒有物鏡移位引起的強度分布之差這樣的效果。
B是表示由分支元件201進行光束的分支的概略的圖。入射的光束222可以分支成如下的五股光束不被衍射而透過的0次光束223、透過區域221的光束是+1次衍射光束224與-1次衍射光束226、透過區域220的光束+1次衍射光束225與-1次衍射光束227。因為區域220與區域221處分別獨立地衍射，故可以得到沒有像專利文獻2那樣把衍射光柵兩個重疊而成問題的雜散光的影響這樣的效果。進而通過不像實施例2那樣一分為二而是分割為多個，因為沒有必要使入射光束222的中心與分支元件201的中心一致，故可以得到比實施例2組裝可以進一步簡化這樣的效果。
這裡生成的五個光束當中由0次光束223形成主光點a，由+1次衍射光束224生成副光點b，由+1次衍射光束225形成副光點c，由-1次衍射光束226形成副光點e，由-1次衍射光束227形成副光點d，藉此即使為偏心也可以抑制其變動。
通過用這種分支元件使分支元件的旋轉調整變得不必要，可以加快光拾取器的組裝工序。
實施例4在實施例4中就用本發明的跟蹤誤差信號生成法的情況可能的特殊的光拾取器的構成進行說明。這裡就『藍光(Blu-ray)』與DVD的互換光拾取器進行說明。
圖11示出光拾取器300的概略構成圖。圖中的單點劃線是表示『藍光』的光束的光路者，雙點劃線是表示DVD的光束的光路者。此外虛線003是通過光碟的中心而平行於光碟的半徑方向的軸。雖然在實施例4中是使『藍光』用的物鏡與虛線003一致而進行尋軌的光學系統，但是當然DVD與虛線003一致也沒有什麼問題。
首先從『藍光』的光學系統來說明。通常『藍光』的光碟的記錄或再現中，用波長405nm帶的半導體雷射器。因此從BD半導體雷射器301，波長大約405nm的光束作為發散光出射。從BD半導體雷射器301出射的光束入射於分支元件200-a。假定分支元件200-a具有與實施例2中說明的分支元件200相同的光柵槽圖形的衍射光柵，利用分支元件200-a將光束分為5股。分支元件200-a與分支元件200不同，令『藍光』的導向槽間隔為tb時，設定衍射光柵的光柵槽間隔以便在光碟半徑方向上按離開tb×(n+0.5)間隔地配置。透過分支元件200-a的光束透過分光鏡302，在分光鏡303反射，由準直透鏡304變換成大致平行光束。再者一部分光束透過分光鏡303入射於前監視器311。前監視器311在光碟上記錄信號之際，檢測BD半導體雷射器301的發光強度的變化，反饋到BD半導體雷射器301的驅動電路(未畫出)。
準直透鏡304出射的光束透過立起反射鏡305，在立起反射鏡306向圖中z方向上反射，靠搭載於致動器307的BD用物鏡308分別照射於光碟上，在光碟上形成五個聚光點。
再者致動器307是搭載兩個物鏡、BD用物鏡308與DVD用物鏡315，可同時驅動兩個物鏡者。
光束被光碟反射，透過BD用物鏡308、立起反射鏡306、立起反射鏡305、準直透鏡304、分光鏡303、檢測透鏡309，到達光檢測器310。光束中在透過分光鏡303時被賦予非點像差，在聚焦誤差信號(以下FES信號)的檢測中使用。檢測透鏡309具有使非點像差的方向在任意的方向上旋轉同時確定光檢測器310上的聚光點的大小的作用。引到光檢測器310的光束在記錄於光碟上的信息信號的檢測，和TES信號和FES信號等聚光照射於光碟上的聚光點的位置控制信號的檢測中使用。
因此光檢測器310的檢測面圖形只要是可以檢測上述記錄於光碟上的信息信號、與TES信號和FES信號等者就可以是任何圖形。
接下來就DVD光學系統進行說明。通常DVD的光碟的記錄或再現中，用波長660nm帶的半導體雷射器。因此從DVD半導體雷射器312，波長大約660nm的光束作為發散光出射。從DVD半導體雷射器312出射的光束入射於分支元件200-b。假定分支元件200-b具有與實施例2中說明的分支元件200相同的光柵槽圖形的衍射光柵，光束由分支元件200-b分支成五股。分支元件200-b與分支元件200不同，令DVD-R的導向槽間隔為td時，設定衍射光柵的光柵槽間隔以便在光碟半徑方向上按離開td×(n+0.5)間隔地配置。
透過分支元件200-b的光束入射於修正透鏡314。在『藍光』與DVD的光學系統中光學倍率(準直透鏡焦距÷物鏡焦距)不同。因此，在DVD光學系統中通過配置修正透鏡314可以設定成與『藍光』的光學系統不同的倍率。
透過修正透鏡314的光束在分光鏡302與分光鏡303反射，由準直透鏡304變換成大致平行光束。再者一部分光束透過分光鏡303入射於前監視器311。前監視器311在光碟上記錄信號之際，檢測DVD半導體雷射器312的發光強度的變化，反饋到半導體雷射器312的驅動電路(未畫出)。
在準直透鏡304射出的光束，在立起反射鏡305向圖中z方向上反射，靠搭載於致動器307的物鏡315分別聚光照射於光碟上，在光碟上形成五個聚光點。光束被光碟反射，透過物鏡315、準直透鏡304、分光鏡303、檢測透鏡309，到達光檢測器310。引到光檢測器310的光束在記錄於光碟上的信息信號的檢測、和TES信號和FES信號等聚光照射於光碟上的聚光點的位置控制信號的檢測中使用。
像以上說明的這樣即使圖示的那種兩個物鏡在垂直於盤的半徑方向的方向上並列的光學系統中通過運用實施例1中說明的跟蹤誤差信號的檢測方法也可以進行正確的跟蹤。
實施例5在實施例5中，就搭載至此說明的光拾取器的光碟裝置進行說明。
圖12示出搭載光拾取器100的記錄和再現用光碟裝置的概略方框圖。從光拾取器100所檢測的信號送到信號處理電路內的伺服信號生成電路71、前監視器用電路72、信息信號再現電路75。在伺服信號生成電路71中，根據這些檢測信號生成適於各光碟的FES或TES，據此經由致動器驅動電路70驅動光拾取器100內的物鏡致動器，進行物鏡的位置控制。在前監視器用電路72中，自前監視器的檢測信號檢測雷射光源的光量監視器信號，據此驅動雷射光源控制電路73而正確地控制光碟001上的光量。此外在信息信號再現電路75中根據前述檢測信號再現記錄於光碟001的信息信號，該信息信號向信息信號輸出端子79輸出。
此外如果記錄信息從記錄信息輸入端子80輸入，則在記錄信息信號變換電路76中變換成規定的雷射器驅動用記錄信號。此一雷射器驅動用記錄信號送到控制電路78，驅動雷射光源控制電路73而進行雷射光源的光量控制，在光碟001上記錄記錄信號。再者，訪問控制電路74與主軸電動機驅動電路77連接於此一控制電路78，分別進行光拾取器1的訪問方向的位置控制或光碟001的主軸電動機002的旋轉控制。
此外，雖然在本實施例中，假定對應於DVD-R的光拾取器或光碟裝置，但是也可以用於緻密型盤或DVD-RAM或DVD+R、進而比DVD更高密度的用藍色半導體雷射器的光碟等、任何光碟。
實施例6這裡就物鏡移位的情況的本實施例的跟蹤誤差信號的生成法的優越性進行說明。
圖13是關於光碟與物鏡與衍射光柵的配置的圖。A示出沒有物鏡移位時的非專利文獻1的衍射光柵，B示出有物鏡移位時的非專利文獻1的衍射光柵，C示出沒有物鏡移位時的實施例2的衍射光柵，D示出有物鏡移位時的實施例2的衍射光柵。
A的非專利文獻1的衍射光柵是在光碟半徑方向上分割，通過在所分割的區域使相位不同而消除副光束的PP信號者。如果用這種衍射光柵，則在像B那樣在光碟半徑方向上發生物鏡移位的情況如果物鏡的中心與衍射光柵的中心錯開Δ，則在副光束中所附加的相位錯開。因此，如果發生物鏡移位則副光束的PP信號變得無法消失。結果物鏡移位時的跟蹤誤差信號變動。
C是本實施例的衍射光柵。這不在副光束中附加相位，分割光束。因此，在與光碟的半徑方向垂直的方向上分割。因此由於即使像D那樣發生物鏡移位Δ也不發生物鏡的中心與分割線的錯開，所以是可以得到即使物鏡移位時也可以檢測穩定的高精度的跟蹤誤差信號這樣的很大的效果。
實施例7這裡就非點像差系統的聚焦誤差信號生成方式與本實施例的跟蹤誤差信號生成法的組合的效果進行說明。
圖14是表示光檢測器108上的檢測面與光點的圖。A示出由檢測透鏡107使光檢測器108上的光點的強度分布旋轉90°的情況，B示出不使強度分布旋轉的情況。在本實施例中，像A那樣通過在聚焦誤差信號的生成中利用非點像差法，使光檢測器上的光點的強度分布旋轉90°。因此發生主光點a的與基於光碟得到的衍射光的球形面在z方向上成為對稱。此外，副光點b、c、d、e也同樣在z方向上發生球形面。因此，副光點b與c變成在相互相同的一分為二的檢測面501對稱地配置與基於光碟得到的衍射光的球形面。也就是說副光點b與c可以根據同一檢測面501得到推挽信號b與c。同樣副光點d與e也可以根據同一檢測面502得到推挽信號d與e。
與此相反像B那樣如果不使光點的強度分布旋轉，則主光點a與基於光碟得到的衍射光的球形面在x方向上對稱。此外，副光點b、c、d、e也同樣在x方向上發生球形面。因此，因為副光點b與c不能從同一檢測面得到推挽信號，故副光點b與c分別需要一分為二的檢測面503與504。同樣副光點d與e也分別需要一分為二的檢測面505與506。這樣一來在B中因為對A檢測所需的推挽信號必須追加兩個檢測面。
通過非點像差法使光檢測器上的光點的強度分布旋轉90°，存在著像A那樣可以把光檢測器的檢測面圖形利用現有的最簡單的一分為八的檢測面。
實施例8這裡，就對應於導向槽間隔不同的DVD-R(0.74μm)與DVD-RAM(1.23μm)的光拾取器進行說明。
圖15是表示照射於DVD-R與DVD-RAM的光點的配置的圖。(A)示出導向槽間隔1.23μm的DVD-RAM，(B)示出導向槽間隔0.74μm的DVD-R的情況。
在(A)中，在DVD-RAM上配置著主光點a與副光點b、c、d、e五個光點。副光點b與c相對主光點a配置在光碟的旋轉方向前方，副光點d、e配置在後方。是圖示此副光點b與c，副光點d、e在光碟半徑方向上分別以t＝1.23μm、n＝0的條件滿足t×(n+0.5)的關係式的情況。也就是說副光點b與c、副光點d與e在光碟半徑方向上分別按離開0.615μm間隔地配置。在像這樣把光點配置於光碟上的情況，像實施例1或2中說明的那樣，可以得到與光拾取器的偏心的有無無關地可以檢測始終恆定的TES信號這樣的效果。
接著在(B)中，是與(A)完全相同在DVD-R上配置主光點a與副光點b、c、d、e五個光點的圖。與(A)同樣副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按離開0.615μm間隔地配置。
但是，在DVD-R(0.74μm)中，根據t×(n+0.5)的關係式，有必要在光碟半徑方向上在n＝0時按離開0.37μm，在n＝1時按離開1.11μm間隔地配置副光點b與c、副光點d、e，在副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按離開0.615μm間隔地配置的情況，無法從DVD-R檢測穩定的TES信號。
即若如圖15所示那樣在盤上配置光點，表示利用一臺光拾取器無法對應於DVD-R和DVD-RAM雙方。
圖16是表示照射於DVD-R與DVD-RAM的光點的配置的圖。(A)示出導向槽間隔1.23μm的DVD-RAM，(B)示出導向槽間隔0.74μm的DVD-R的情況。圖16是與圖15的副光點b與c、副光點d、e的間隔不同。
在(A)中，在DVD-RAM上配置著主光點a與副光點b、c、d、e五個光點。副光點b與c相對主光點a配置在光碟的旋轉方向前方，副光點d、e在後方配置。是圖示此副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別以t＝1.23μm，n＝1的條件滿足t×(n+0.5)的關係式的情況。也就是說副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按離開1.85μm間隔地配置。在像這樣把光點配置於光碟上的情況，像實施例1或2中說明的那樣，可以得到與光拾取器的偏心的有無無關地可以檢測始終恆定的TES信號這樣的效果。
接著在(B)中，是與(A)完全相同在DVD-R上配置主光點a與副光點b、c、d、e五個光點的圖。與(A)同樣副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按離開1.85μm間隔地配置。此一值在DVD-R(0.74μm)的情況的關係式t×(n+0.5)的n＝2之時大致一致。
這表示從導向槽間隔不同的2片的DVD-R(0.74μm)與DVD-RAM(1.23μm)的兩方，與光拾取器的偏心的有無無關地可以檢測始終恆定的TES信號。也就是說通過圖16那種光點配置，可以得到可以提供可以對應於DVD-R與DVD-RAM兩方的記錄/再現的光拾取器這樣的效果。此外，可以得到不需要這種可以對應於DVD-R與DVD-RAM的光拾取器中設置的衍射光柵的旋轉調整，或搭載於光碟裝置時的物鏡中心一致的、簡單的組裝工序可以實現的效果。
如上所述通過副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按大致1.85μm地配置可以實現對應於導向槽間隔不同的DVD-R與DVD-RAM的兩方的光拾取器。
此外按同樣的原理，通過副光點b與c、副光點d、e在光碟半徑方向上分別按大致1.85μm地配置可以實現對應於導向槽間隔不同的DVD-R與DVD-RAM的兩方的光拾取器。
雖然我們已經展示並描述了根據我們的發明的若干實施例，但是應該指出所公開的實施例可以經受變動和修改而不脫離本發明的範圍。因而，我們無意由這裡所展示並描述的細節來限定但是有意囊括處於所附權利要求書的範圍內的所有變動和修改。
權利要求
1.一種光拾取器，其特徵在於，具有雷射光源；把從所述雷射光源出射的光束分支成一束主光束與多束副光束的分支機構；把所述主光束與副光束聚光於光碟的物鏡；和接收所述主光束與副光束的來自所述光碟的反射光束的光檢測器，相對於聚光於所述光碟上的主光束，在光碟旋轉方向的前方與後方的至少一方上聚光兩束副光束，在令n為整數，光碟的導向槽間隔為t時，所述兩束副光束在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔地聚光。
2.根據權利要求1所述的光拾取器，其特徵在於，其中所述光檢測器具有分別接收所述主光束的來自光碟的反射光束、和兩束副光束的來自光碟的反射光束的至少兩個檢測區域，該兩個檢測區域分別至少備有沿著與所述光碟的半徑方向相當的規定方向被分割出的兩個光接收面，在每個該檢測區域上，輸出根據從該兩個光接收面獨立地檢測到的信號的差通過推挽方式可生成跟蹤誤差信號的信號。
3.一種光拾取器，其特徵在於，具有雷射光源；把從所述雷射光源出射的光束分支成一束主光束與多束副光束的分支機構；把所述主光束與副光束聚光於光碟的物鏡；和接收所述主光束與副光束的來自所述光碟的反射光束的光檢測器，相對於聚光於所述光碟上的主光束在光碟旋轉方向的前方與後方分別聚光至少兩束副光束，在令n為整數，光碟的導向槽間隔為t時，配置於所述前方與後方的兩束副光束分別在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔地聚光。
4.根據權利要求3所述的光拾取器，其特徵在於，所述光檢測器具有分別接收所述主光束的來自光碟的反射光束、和相對於所述主光束聚光於所述光碟的旋轉方向的前方的兩束副光束的來自光碟的反射光束、和相對於所述主光束聚光於所述光碟的旋轉方向的後方的兩束副光束的來自光碟的反射光束的至少三個檢測區域，該三個檢測區域分別至少備有沿著與所述光碟的半徑方向相當的規定方向被分割出的兩個光接收面，在每個該檢測區域上，輸出根據從該兩個光接收面獨立地檢測到的信號的差通過推挽方式可生成跟蹤誤差信號的信號。
5.一種衍射光柵，把光束分支成多束的衍射光柵，其特徵在於，所述衍射光柵在所述光束的入射面與出射面分別以相等的間隔形成光柵槽，相對於所述入射面的光柵槽使所述出射面的光柵槽的角度不同。
6.一種衍射光柵，把光束分支成多束的衍射光柵，其特徵在於，所述衍射光柵在所述光束的出射面的上下以相等的間隔形成有不同角度的光柵槽。
7.一種衍射光柵，把光束分支成多束的衍射光柵，其特徵在於，所述衍射光柵在所述光束的出射面的上下具有間隔相等的多個區域，在該區域上形成有相互不同角度的光柵槽。
8.一種衍射光柵，把光束分支成多束的衍射光柵，其特徵在於，所述衍射光柵在所述光束的出射面上以兩個不同的角度形成有光柵槽。
9.一種光拾取器，其特徵在於，把從所述雷射光源出射的光束分支成一束主光束與多束副光束的分支機構，所述分支機構是根據權利要求4至8中的任何一項所述的衍射光柵。
10.一種光碟裝置，其特徵在於，其中搭載權利要求1所述的光拾取器，搭載有用從所述光拾取器的所述光檢測器輸出的信號控制所述物鏡的致動器的驅動的致動器驅動電路。
11.一種光拾取器，其特徵在於，具有雷射光源；把從所述雷射光源出射的光束分支成一束主光束與多束副光束的分支機構；把所述主光束與副光束聚光於光碟的物鏡；和接收所述主光束與副光束的來自所述光碟的反射光束的光檢測器，相對於聚光於所述光碟上的主光束在光碟旋轉方向的前方與後方分別聚光至少兩束副光束，配置於所述前方與後方的兩束副光束分別在光碟半徑方向上離開大致1.85μm間隔地聚光。
12.根據權利要求11所述的光拾取器，其特徵在於，所述光檢測器具有分別接收所述主光束的來自光碟的反射光束、和相對於所述主光束聚光於所述光碟的旋轉方向的前方的兩束副光束的來自光碟的反射光束、和相對於所述主光束聚光於所述光碟的旋轉方向的後方的兩束副光束的來自光碟的反射光束的至少三個檢測區域，該三個檢測區域分別至少備有沿著與所述光碟的半徑方向相當的規定的方向被分割的兩個光接收面，在每個該檢測區域上，輸出根據從該兩個光接收面獨立地檢測到的信號的差通過推挽方式可生成跟蹤誤差信號的信號。
全文摘要
本發明目的在於提供一種抑制光拾取器向光碟裝置的安裝誤差引起的尋軌時的跟蹤誤差信號的振幅變動，雜散光的影響小的，實現高精度的跟蹤誤差信號的生成，批量生產性良好的低成本的光拾取器。對聚光於光碟上的主光束在光碟旋轉方向的前方與後方的至少一方上聚光兩束副光束，在令n為整數，光碟的導向槽間隔為t時，所述兩束副光束在光碟半徑方向上離開t×(n+0.5)間隔地聚光。此外作為把光束分支成多個的分支機構用在光束的出射面的上下以相等的間隔形成不同角度的光柵槽的衍射光柵。
文檔編號G11B7/135GK1828745SQ200610007748
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月20日 優先權日2005年2月28日
發明者川村友人, 泉克彥, 大西邦一, 嶋田堅一 申請人:日立視聽媒介電子股份有限公司