專利名稱：衍射光柵、受光元件及光學(xué)頭以及光記錄重放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭以及光記錄重放裝置。
背景技術(shù)：
光記錄重放裝置具備光學(xué)頭，其例如在沿圓板狀的光記錄媒體的圓周方向形成且在光記錄媒體的半徑方向上多個形成的磁道的規(guī)定區(qū)域記錄信息，或?qū)⒃摯诺赖囊?guī)定區(qū)域記錄的信息重放。光學(xué)頭包括對光記錄媒體僅記錄信息中采用的記錄專用型；僅重放信息中采用的重放專用型；以及記錄重放都可使用的記錄重放型。從而，搭載這些的裝置分別為光記錄裝置、光重放裝置、光記錄重放裝置，但在本申請中，以下將它們總稱為光記錄重放裝置。
光記錄重放裝置中采用的光學(xué)頭中，為了削減部件數(shù)達成低成本化，廣泛采用在同一封裝內(nèi)收納發(fā)生波長不同的光的多個光源的搭載光源光學(xué)頭。這樣的光學(xué)頭中，波長不同的光的光路中必須設(shè)置衍射光柵，用于在光記錄媒體的信息記錄面上將光束分割成多個。因而，在光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)必須確保插入衍射光柵的空間。從而，必須將光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的光路長設(shè)計成充分長，難以實現(xiàn)光學(xué)頭的小型化。
為了解決該問題，專利文獻1公開的方法中，通過在同一元件的表面及內(nèi)面形成一體化的具有不同光柵常數(shù)的2種衍射光柵，可達成光學(xué)頭的小型化。另外，專利文獻1中，也公開了通過設(shè)計使該2種衍射光柵形成非平行的規(guī)定角度，簡化衍射光柵的角度調(diào)節(jié)的方法。
專利文獻1特開2004-39109號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，專利文獻1公開的衍射光柵對于未使用側(cè)的波長的光，必須設(shè)計成使全部光量透過，即光不發(fā)生衍射。未使用側(cè)的波長的光若衍射；則該衍射光成為雜散光并入射光記錄媒體。由光記錄媒體反射的雜散光入射受光元件，因此成為正確信號檢出的障礙。幾乎不產(chǎn)生雜散光的衍射光柵的設(shè)計在光的波長為2種的情況下是充分可能的。例如，若2種光的波長分別為650nm及780nm，則衍射光柵的溝的深度成為1200～1600nm左右。作為傳統(tǒng)的設(shè)計例，光學(xué)頭是重放專用的，0次光(主光束)和1次光(副光束)的衍射光量比若為6∶1左右，則可充分減弱未使用側(cè)的波長的衍射光的衍射光柵的制作成為可能。
但是，記錄兼用的光學(xué)頭中分割光束時，1次光的強度若過強，則可能會消除由記錄動作中的1次光的熱寫入完成的記錄數(shù)據(jù)。為了避免該情況，必須將0次光和1次光的衍射光量比設(shè)定成18∶1左右。但是，若將0次光和1次光的衍射光量比設(shè)定為大，則有未使用側(cè)的波長的1次衍射光不能完全除去的問題。即，若對波長不同的光逐一個別設(shè)計衍射光柵，則來自未使用側(cè)的衍射光柵的雜散光可能入射受光元件上形成的受光區(qū)域中的1次光用的受光區(qū)域。向1次光用的受光區(qū)域入射的雜散光的光量即使微小，由于1次光用的受光區(qū)域相對地為高感度，檢出的信號的品質(zhì)也會劣化。
本發(fā)明的目的是提供可檢出高品質(zhì)信號的衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭及光記錄重放裝置。
上述目的由具有以下特征的衍射光柵實現(xiàn)，該衍射光柵具有僅在光入射面或光射出面的一方上形成的衍射區(qū)域，其配置在第1波長的第1光及第2波長的第2光的光路中，將上述第1及第2光分別衍射并生成分離的0次光和±1次光。
上述本發(fā)明的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域具有凹部的深度形成為400nm以下的反復(fù)連續(xù)的凹凸部。
上述本發(fā)明的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域具有截面為矩形狀的上述凹凸部，凸部的長度對上述凹凸部的1節(jié)距的比率為0.2至0.8。
上述本發(fā)明的衍射光柵，其中，上述第1及第2光的至少一方的光衍射的上述±1次光的各個光量，在上述一方的光衍射的上述0次光的光量的十分之一以下。
上述本發(fā)明的衍射光柵，其中，上述第1光適用于DVD系光記錄媒體中的記錄重放，上述第2光適用于CD系光記錄媒體中的記錄重放。
上述本發(fā)明的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域賦予像差，使得在上述DVD系光記錄媒體或上述CD系光記錄媒體的半徑方向上，在上述DVD系光記錄媒體或上述CD系光記錄媒體的信息記錄面成像的上述±1次光的各個光斑徑的長度比同方向的上述0次光的光斑徑的長度長。
另外，上述目的由具有以下特征的受光元件實現(xiàn)，該受光元件，將從光源射出的第1波長的第1光及第2波長的第2光分別衍射分離成0次光及±1次光并會聚到光記錄媒體，接收由上述光記錄媒體反射的上述0次光及上述±1次光，其中具備第1受光區(qū)域，根據(jù)上述第1波長配置，具備接收上述第1光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第1光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域；第2受光區(qū)域，根據(jù)上述第2波長配置，具備接收上述第2光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第2光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域。
上述本發(fā)明的受光元件，其中，上述第1受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域的各中心之間的距離L1與上述第2受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域的各中心之間的距離L2之比大致等于上述第1波長和上述第2波長之比。
上述本發(fā)明的受光元件，其中，上述第1受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域，具有沿上述DVD系光記錄媒體的磁道的切線方向延伸的分割線。
上述本發(fā)明的受光元件，其中，上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域，沿上述光記錄媒體的半徑方向并列配置。
上述本發(fā)明的受光元件，其中，上述第1及第2受光區(qū)域，沿上述光記錄媒體的磁道的切線方向并列配置。
另外，上述目的由具有以下特征的光學(xué)頭實現(xiàn)，該光學(xué)頭中具備光源，射出第1波長的第1光及第2波長的第2光；衍射光柵，將上述第1及第2光衍射并生成分離的0次光和±1次光，并具有僅在光入射面或光射出面的一方形成的衍射區(qū)域；受光元件，其具備第1受光區(qū)域，根據(jù)上述第1波長配置，具備接收上述第1光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第1光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域；第2受光區(qū)域，根據(jù)上述第2波長配置，具備接收上述第2光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第2光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域。
上述本發(fā)明的光學(xué)頭，其中，上述衍射光柵是上述本發(fā)明的衍射光柵。
上述本發(fā)明的光學(xué)頭，其中，上述受光元件是上述本發(fā)明的受光元件。
上述本發(fā)明的光學(xué)頭，其中，上述光源包括發(fā)出適用于DVD系光記錄媒體中的記錄重放的上述第1光的第1發(fā)光部和發(fā)出適用于CD系光記錄媒體中的記錄重放的上述第2光的第2發(fā)光部。
上述本發(fā)明的光學(xué)頭，其中，對于物理的磁道節(jié)距的長度為P1的上述DVD系光記錄媒體(第1光記錄媒體)或上述物理的磁道節(jié)距的長度為P2(P2＞P1)的上述DVD系光記錄媒體(第2光記錄媒體)，將上述第1波長的光衍射后的上述±1次光的光斑，相對于上述第1波長的光衍射后的上述0次光的光斑，配置成對稱且配置在沿上述第1或第2光記錄媒體的半徑方向上P1×(n+1/2)(式中，n為0以上的整數(shù))左右的位置，對于上述物理的磁道節(jié)距的長度為P3(P3＞P2)的上述CD系光記錄媒體(第3光記錄媒體)，將上述第2波長的光衍射后的上述±1次光的光斑，相對于上述第2波長的光衍射后的上述0次光的光斑，配置成對稱且配置在沿上述第3光記錄媒體的半徑方向上P3×(n+1/4)(式中，n為0以上的整數(shù))左右的位置。
上述本發(fā)明的光學(xué)頭，其中，上述DVD系光記錄媒體的跟蹤伺服信號采用差動推挽方式檢出，上述CD系光記錄媒體的上述跟蹤伺服信號采用3光束方式檢出。
另外，上述目的可由以具有上述本發(fā)明的光學(xué)頭為特征的光記錄重放裝置實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)可檢出高品質(zhì)信號的衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭以及光記錄重放裝置。


圖1是本發(fā)明第1實施例的光學(xué)頭10的概略構(gòu)成示意圖。
圖2是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13的概略構(gòu)成示意圖。
圖3是本發(fā)明第1實施例的光學(xué)頭10中，在第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的信息記錄面會聚的主光束27、27’及±1次副光束29a、29b、29a’、29b’的示意圖。
圖4是本發(fā)明第1實施例的光學(xué)頭10中，±1次副光束29a、29b、29a’、29b’相對于主光束27、27’的各個調(diào)節(jié)位置等的示意圖。
圖5是從光入射面觀察本發(fā)明第1實施例的受光元件18的狀態(tài)的示意圖。
圖6是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13的說明圖，是傳統(tǒng)的具有2種光柵常數(shù)的衍射光柵中的主光束、副光束及雜散光的光量比的示意圖。
圖7是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13的說明圖，是截面為矩形狀的衍射光柵中的光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系圖。
圖8是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13的說明圖，是截面為矩形狀的衍射光柵中的光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系圖。
圖9是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13衍射的衍射光的分離位置及光強度的測定結(jié)果的示意圖。
圖10是本發(fā)明第1實施例的衍射光柵13的衍射光的分離位置及光強度的測定中采用的測定系統(tǒng)的示意圖。
圖11是本發(fā)明第1實施例的光記錄重放裝置150的概略構(gòu)成示意圖。
圖12是本發(fā)明第2實施例的衍射光柵13的概略構(gòu)成示意圖。
圖13是本發(fā)明第2實施例的光學(xué)頭中，在第2光記錄媒體1b的信息記錄面會聚的主光束27及±1次副光束29a、29b的示意圖。
符號的說明1a第1光記錄媒體1b第2光記錄媒體1c第3光記錄媒體10光學(xué)頭112波長半導(dǎo)體激光器11a第1發(fā)光部11b第2發(fā)光部12相位差板13、40衍射光柵14光束分裂器15視準透鏡16物鏡17傳感器透鏡18受光元件
18a第1受光區(qū)域18b第2受光區(qū)域18a1、18b1主光束用受光區(qū)域18a2、18a3、18b2、18b3副光束用受光區(qū)域21，41衍射區(qū)域23，43凹凸部23a，43a凸部23b，43b凹部25第1激光25’第2激光25a，25b激光27、27’主光束29a、29a’+1次副光束29b，29b’-1次副光束31CD用衍射光柵33DVD用衍射光柵37光源39屏幕150光記錄重放裝置152主軸馬達154控制器155激光驅(qū)動電路156透鏡驅(qū)動電路157聚焦伺服隨動電路158跟蹤伺服隨動電路159激光控制電路
具體實施例方式
〔第1實施例〕用圖1至圖11說明本發(fā)明第1形態(tài)的衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭以及光記錄重放裝置。本申請中，具有直線狀的光柵形狀的衍射元件和具有曲線狀的光柵形狀的衍射元件總稱為衍射光柵。圖1表示本實施例的光學(xué)頭10的概略的構(gòu)成。光學(xué)頭10，例如，形成可與第1光記錄媒體1a及第2光記錄媒體1b(DVD系光記錄媒體)及第3光記錄媒體1c(CD系光記錄媒體)對應(yīng)。光學(xué)頭10具備2波長半導(dǎo)體激光器(光源)11；相位差板12；相位調(diào)制型的衍射光柵13；光束分裂器14；視準透鏡15；省略圖示的向上反射鏡及功率監(jiān)視器用光二極管；物鏡16；傳感器透鏡17；受光元件18。
2波長半導(dǎo)體激光器11例如具備將發(fā)生第1波長的第1激光(第1光)25的第1發(fā)光部11a和發(fā)生第2波長(第1波長＜第2波長)的第2激光(第2光)25’的第2發(fā)光部11b嵌入一個包裝的構(gòu)成。第1波長的第1激光25是適用于例如DVD系光記錄媒體中的記錄重放的波長650nm的光。第2波長的第2激光25’是適用于例如CD系光記錄媒體中的記錄重放的波長780nm的光。從2波長半導(dǎo)體激光器11射出的第1或第2激光25、25’由未圖示的功率監(jiān)視器用光二極管檢知光輸出量，通過將向第1或第2發(fā)光部11a、11b供給的功率通過反饋控制等，自動控制2波長半導(dǎo)體激光器11的光輸出量。
相位差板12是例如1/4波長板。第1及第2激光25、25’通過相位差板12從直線偏光變換成圓偏光。本實施例中，相位差板12具有例如在薄玻璃板貼附功能性薄膜的構(gòu)成。相位差板12相對于直線偏光的光的偏光面，45度傾斜地設(shè)置光學(xué)軸。
衍射光柵13配置在第1及第2激光25、25’的光路中，以充分包含第1及第2激光25、25’。衍射光柵13具有將第1及第2激光25、25’分別衍射，以規(guī)定的光量比生成分離的0次光(主光束27、27’)和未圖示的±1次光(±1次副光束)并僅在光射出面形成的衍射區(qū)域21。衍射區(qū)域21也可以僅在衍射光柵13的光入射面形成。衍射光柵13將第1或第2激光25、25’的至少一方的激光衍射后的±1次副光束的各光量分離成主光束的光量的十分之一以下。例如，衍射光柵13將第1或第2激光25、25’衍射分離成，主光束27和±1次副光束的光量比為18(主光束27)∶1(+1次副光束)∶1(-1次副光束)，主光束27’和±1次光的光量比為28(主光束27’)∶1(+1次副光束)∶1(-1次副光束)。
光束分裂器14具有將來自2波長半導(dǎo)體激光器11側(cè)的第1或第2激光25、25’向第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c方向反射，另外將來自第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的反射光從受光元件18側(cè)透過的所謂半反射鏡的功能。圖1中，例示了立方體狀的光束分裂器14。
視準透鏡15設(shè)置成用于將來自2波長半導(dǎo)體激光器11的發(fā)散光線束變換成平行光線束導(dǎo)入物鏡16，同時將來自物鏡16的平行光線束變換成收斂光線束導(dǎo)入受光元件18。
物鏡16設(shè)置成用于將來自視準透鏡15的平行光線束會聚到第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的信息記錄面形成讀取光斑，同時將來自第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的反射光變換成平行光線束導(dǎo)入視準透鏡15。
物鏡16在未圖示的執(zhí)行器組件上沿焦點方向(聚焦方向)及跟蹤方向(光記錄媒體的半徑方向)保持自由移動。通過聚焦伺服控制及跟蹤伺服控制控制物鏡16的位置，使主光束的光斑根據(jù)第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c上的讀取點隨動。
省略圖示的向上反射鏡將來自視準透鏡15的平行光線束向物鏡16的方向反射，另外，將來自物鏡16的平行光線束向視準透鏡15側(cè)反射。
從視準透鏡15看，在光束分裂器14的光透過側(cè)順序配置傳感器透鏡17及受光元件18。傳感器透鏡17作為用于光學(xué)地調(diào)節(jié)第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c反射的主光束及±1次副光束的合焦位置的反射光合焦位置調(diào)節(jié)部。另外，傳感器透鏡17將光記錄媒體15反射的主光束及±1次副光束以規(guī)定的光學(xué)系統(tǒng)倍率擴大，分別個別地成像在受光元件18上。
受光元件18具有分別接收基于由第1或第2光記錄媒體1a、1b反射的第1激光25的主光束27及±1次副光束的第1受光區(qū)域18a；分別接收基于由第3光記錄媒體1c反射的第2激光25’的主光束27’及±1次副光束的第2受光區(qū)域18b。第1及第2受光區(qū)域18a、18b根據(jù)第1及第2發(fā)光部11a、11b的間隔LA，沿第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的磁道的切線方向間隔LB并列配置。
第1受光區(qū)域18a接收的主光束27及±1次副光束的光強度變換成電氣信號。用該電氣信號完成規(guī)定的運算，檢出跟蹤伺服信號，用于相對于第1或第2光記錄媒體1a、2a使物鏡16隨動。另外，第2受光區(qū)域18b接收的主光束27’及±1次副光束的光強度變換成電氣信號。用該電氣信號完成規(guī)定的運算，檢出跟蹤伺服信號，用于相對于第3光記錄媒體1c使物鏡16隨動。
圖2表示衍射光柵13的概略構(gòu)成。圖2(a)是衍射光柵13的部分透視圖。圖2(b)表示沿圖2(a)所示假想線A-A切斷的截面。如圖2(a)及圖2(b)所示，衍射光柵13具有將2波長半導(dǎo)體激光器11(圖2中未圖示)射出的第1激光25或第2激光25’衍射分離而生成主光束27及±1次副光束29a、29b或主光束27’及±1次副光束29a’、29b’并僅在光射出面?zhèn)刃纬傻难苌鋮^(qū)域21。主光束27、27’是第1或第2激光25、25’在衍射區(qū)域21幾乎不衍射而透過的0次光，±1次副光束29a、29b、29a’、29b’是在衍射區(qū)域21衍射并相對于主光束27、27’以規(guī)定的角度θ射出的±1次光。規(guī)定的角度θ取決于向衍射光柵13入射的第1及第2激光25、25’的波長。例如，若令第1激光25的第1波長為λ1，第2激光25’的第2波長為λ2(λ1＜λ2)，第1激光25中的角度為θ1，第2激光25中的角度為θ2，則角度θ1＜角度θ2。
衍射區(qū)域21具有反復(fù)連續(xù)的N個凹凸部23。如圖2(b)所示，凹凸部23的凹部23b的深度d形成在400nm以下，例如，形成為220nm。凹凸部23的截面形成矩形狀。凹凸部23的1節(jié)距的長度p形成例如22μm。凸部23a的寬度w形成例如17.6μm。凸部23a的寬度w對凹凸部23的1節(jié)距的長度p的比率落在0.2至0.8的范圍內(nèi)。
衍射光柵13例如由折射率1.52的玻璃材料形成。凸部23a的折射率不同于充滿空氣的凹部23b的折射率。入射衍射光柵13的激光25中的透過凸部23a射出的激光25a的相位，不同于透過凹部23b射出的激光25b的相位。因而，從衍射區(qū)域21射出的激光25a、25b干涉并衍射，生成主光束27(0次光)及±副光束29a、29b(±1次光)。
另外，若改變凸部23a的寬度w對凹凸部23的1節(jié)距的長度p的比率(凹凸部23的占空比)，則透過衍射區(qū)域21的激光25a、25b的光量變化。因而，通過改變凹凸部23的占空比，從衍射區(qū)域21射出的主光束27(0次光)及±副光束29a、29b(±1次光)的光量比可設(shè)定成規(guī)定的值。
這樣，通過適當設(shè)定凹部23b的深度d或凹凸部23的占空比，一邊生成主光束27及以規(guī)定的角度θ1衍射的±1次副光束29a、29b或主光束27’及以規(guī)定的角度θ2衍射的±1次副光束29a’、29b’，一邊將主光束27及±1次副光束29a、29b的光量比或主光束27’及±1次副光束29a’、29b’的光量比設(shè)定成規(guī)定的值。
圖3示意表示在第1及第2光記錄媒體1a、1b的信息記錄面會聚主光束27及±1次副光束29a、29b的狀態(tài)和在第3光記錄媒體1c的信息記錄面會聚主光束27’及±1次副光束29a’、29b’的狀態(tài)。圖3(a)表示作為第1光記錄媒體1a的DVD-RW的信息記錄面。圖3(b)表示作為第2光記錄媒體1b的DVD-RAM的信息記錄面。圖3(c)表示作為第3光記錄媒體1c的CD-R的信息記錄面。圖3(a)至圖3(c)的圖中的左右方向的箭頭表示第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的半徑(徑向)方向R，上下方向的箭頭表示第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的磁道的切線方向T。
如圖3(a)及圖3(b)所示，第1及第2光記錄媒體1a、1b的任一個中，從半徑方向R看的主光束27和±1次副光束29a、29b的光斑間隔SP1調(diào)節(jié)為0.39μm。即，+1次副光束29a的光斑相對于主光束27的光斑，配置成沿半徑方向R(圖中左方向)離開+0.39μm。另外，-1次副光束29b的光斑相對于主光束27的光斑，配置成沿半徑方向R(圖中右方向)離開-0.39μm。
但是，第1光記錄媒體1a的物理的磁道節(jié)距P1為0.74μm，因此±P1×(n+1/2)＝±0.74×(0+1/2)＝±0.37μm(n＝0)。這樣，±1次副光束29a、29b相對于主光束27的光斑，調(diào)節(jié)成沿半徑方向以第1光記錄媒體1a的物理的磁道節(jié)距P1的1/2程度偏離的位置。
第2發(fā)光部11b射出的激光27’的波長比第1發(fā)光部11a射出的激光27的波長長，因此衍射光柵13中的衍射角變大。因而，若將主光束27和±1次副光束29a、29b的光斑間隔SP1調(diào)節(jié)為0.39μm；則主光束27’及±1次副光束29a’、29b’的光斑間隔SP2根據(jù)激光27、27’的波長的比確定。如圖3(c)所示，第3光記錄媒體1c中，從半徑方向看，主光束27’和±1次副光束29a’、29b’的光斑間隔SP2成為0.468μm(＝0.39μ。
但是，第3光記錄媒體1c的物理的磁道節(jié)距P3為1.6μm，因此±P3×(n+1/4)＝±1.6×(0+1/4)＝±0.4μm(n＝0)。這樣，±1次副光束29a’、29b’相對于主光束27’的光斑，調(diào)節(jié)為沿半徑方向以第3光記錄媒體1c的物理的磁道節(jié)距P3的1/4程度偏離的位置。
圖4表示圖3所示主光束27、27’對應(yīng)的±1次副光束29a、29b、29a’、29b’的各個調(diào)節(jié)位置的一覽表。圖4中，「主-副光束最適間隔」的欄表示主光束和副光束的光斑間隔的最佳值，「主-副光束調(diào)節(jié)位置」的欄表示光斑間隔SP1、SP2。「與物理的磁道節(jié)距的比」的欄表示物理的磁道節(jié)距P1、P2、P3對光斑間隔SP1、SP2各個比。
如上所述，光記錄媒體的半徑方向上主光束和副光束的光斑間隔在第1光記錄媒體1a(DVD±R/RW)中設(shè)定成0.39μm。光斑間隔SP1成為比較近似于差動推挽方式中的主光束及副光束的光斑間隔的最佳值0.37μm。如圖4所示，第1光記錄媒體1a(DVD±R/RW)中，與物理的磁道節(jié)距的比成為0.53，大致等于最佳值的0.50。因而，第1光記錄媒體1a(DVD±R/RW)中的磁道伺服信號的生成可采用差動推挽方式。
光斑間隔SP1＝0.39μm，不同于第2光記錄媒體1b(DVD-RAM)的最佳值0.615μm。但是，象第2光記錄媒體1b(DVD-RAM)一樣，凸臺凹槽記錄方式的光記錄媒體與其他記錄方式的光記錄媒體比較，物鏡橫穿光記錄媒體時產(chǎn)生的磁道交叉信號的對比度(振幅)變大。因而，第2光記錄媒體1b(DVD-RAM)中，光斑間隔SP1即使偏離最佳值，也可獲得振幅比較大的磁道交叉信號。從而，第2光記錄媒體1b(DVD-RAM)中，也可在磁道伺服信號的生成中采用差動推挽方式。
在第3光記錄媒體1c(CD-R/RW)的信息記錄面會聚的主光束27’及±1次副光束29a’、29b’的光斑間隔SP2是0.468μm。光斑間隔SP2成為比較近似3光束方式中的主光束及副光束的光斑間隔的最佳值0.4μm的值。因而，第3光記錄媒體1c(CD-R/RW)中的磁道伺服信號的生成中可采用3光束方式。
圖5表示從光入射面?zhèn)扔^察本實施例的受光元件18的受光面的狀態(tài)。圖5的圖中的左右方向的箭頭表示光記錄媒體的磁道的切線方向T，上下方向的箭頭表示光記錄媒體的半徑(徑向)方向R。如圖5所示，受光元件18具有根據(jù)第1激光25的波長配置，接收第1或第2光記錄媒體1a、1b(圖5中未圖示)反射的主光束27及±1次副光束29a、29b的第1受光區(qū)域18a；根據(jù)第2激光25’的波長配置，接收第3光記錄媒體1c(圖5中未圖示)反射的主光束27’及±1次副光束29a’、29b’的第2受光區(qū)域18b。
第1受光區(qū)域18a具有接收主光束27的主光束用受光區(qū)域(0次光用受光區(qū)域)18a1和分別接收±1次副光束29a、29b的副光束用受光區(qū)域(1次光用受光區(qū)域)18a2、18a3。同樣，第2受光區(qū)域18b具有接收主光束27’的主光束用受光區(qū)域(0次光用受光區(qū)域)18b1和分別接收±1次副光束29a’、29b’的副光束用受光區(qū)域(1次光用受光區(qū)域)18b2、18b3。
主光束用受光區(qū)域18a1具有例如一邊的長度形成約100μm的正方形狀。主光束用受光區(qū)域18a1具有沿第1或第2光記錄媒體1a、1b的磁道的切線方向T的方向延伸的分割線11和與分割線11大致正交并沿半徑方向R的方向延伸的分割線12。主光束用受光區(qū)域18a1具有由分割線11、12分割并鄰接配置成矩陣狀的正方形狀的4個受光部A、B、C、D。受光部A、B、C、D的各邊的長度形成約50μm。受光部A配置成經(jīng)由分割線11與受光部D鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部B鄰接，與受光部C成對角位置。受光部C配置成經(jīng)由分割線11與受光部B鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部D鄰接。受光部A、B、C、D由于分割線11、12而電氣獨立。
接收+1次副光束29a的副光束用受光區(qū)域18a2，具有例如一邊的長度形成約100μm的正方形狀。副光束用受光區(qū)域18a2具有沿第1或第2光記錄媒體1a、1b的磁道的切線方向T的方向延伸的分割線11和與分割線11大致正交并沿半徑方向R的方向延伸的分割線12。副光束用受光區(qū)域18a2具有由分割線11、12分割并鄰接配置成矩陣狀的正方形狀的4個受光部E1、F1、G1、H1。受光部E1、F1、G1、H1的各邊的長度形成約50μm。受光部E1配置成經(jīng)由分割線11與受光部H1鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部F1鄰接，與受光部G1成對角位置。受光部G1配置成經(jīng)由分割線11與受光部F1鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部H1鄰接。受光部E1、F1、G1、H1由于分割線11、12而電氣獨立。
同樣，接收-1次副光束29b的副光束用受光區(qū)域18a3具有例如一邊的長度形成約100μm的正方形狀。副光束用受光區(qū)域18a3具有沿第1或第2光記錄媒體1a、1b的磁道的切線方向T的方向延伸的分割線11和與分割線11大致正交并沿半徑方向R的方向延伸的分割線12。副光束用受光區(qū)域18a3具有由分割線11、12分割并鄰接配置成矩陣狀的正方形狀的4個受光部E2、F2、G2、H2。受光部E2、F2、G2、H2的各邊的長度形成約50μm。受光部E2配置成經(jīng)由分割線11與受光部H2鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部F2鄰接，與受光部G2成對角位置。受光部G2配置成經(jīng)由分割線11與受光部F2鄰接，經(jīng)由分割線12與受光部H2鄰接。受光部E2、F2、G2、H2由于分割線11、12而電氣獨立。
副光束用受光區(qū)域18a2、18a3沿第1或第2光記錄媒體1a、1b的半徑方向R的方向夾著主光束用受光區(qū)域18a1并列配置。主光束用受光區(qū)域18a1和副光束用受光區(qū)域18a2、18a3沿第1或第2光記錄媒體1a、1b的半徑方向R的方向間隔約50μm的間隙地分別配置。主光束用受光區(qū)域18a1的中心與副光束用受光區(qū)域18a2、18a3的各個中心的距離L1為約150μm。
第2受光區(qū)域18b的主光束用受光區(qū)域18b1由于形成與第1受光區(qū)域18a的主光束用受光區(qū)域18a1同樣的構(gòu)成及形狀，因此說明省略。第2受光區(qū)域18b的副光束用受光區(qū)域18b2具有例如一邊的長度形成為約100μm的正方形狀。副光束用受光區(qū)域18b2具有沿磁道的切線方向T的方向延伸的分割線11。副光束用受光區(qū)域18b2具有由分割線11分割并鄰接配置的長方形狀的受光部I1、J1。受光部I1、J1形成沿第3光記錄媒體1c的磁道的切線方向T的方向的長度為約100μm，沿半徑方向R的方向的長度為約50μm的長方形狀。受光部I1、J1由于分割線11而電氣獨立。
同樣，副光束用受光區(qū)域18b3具有例如一邊的長度形成約100μm的正方形狀。副光束用受光區(qū)域18b3具有沿第3光記錄媒體1c的磁道的切線方向T的方向延伸的分割線11。副光束用受光區(qū)域18b3具有由分割線11分割并鄰接配置的長方形狀的受光部I2、J2。受光部I2、J2形成沿第3光記錄媒體1c的磁道的切線方向T的方向的長度為約100μm，沿半徑方向R的方向的長度為約50μm的長方形狀。受光部I2、J2由于分割線11而電氣獨立。
副光束用受光區(qū)域18b2、18b3沿第3光記錄媒體1c的半徑方向R的方向夾著主光束用受光區(qū)域18b1并列配置。第1受光區(qū)域18a的主光束用受光區(qū)域18a1及副光束用受光區(qū)域18a2、18a3的各中心間的距離L1與第2受光區(qū)域18b的主光束用受光區(qū)域18b1及副光束用受光區(qū)域18b2、18b3的各中心間的距離L2的比，成為大致等于第1激光25的波長和第2激光25’的波長的比。從而，若令第1及第2激光25、25’的各個波長為λ1及λ2，則主光束用受光區(qū)域18b1的中心與副光束用受光區(qū)域18b2、18b3的各個中心的距離L2根據(jù)L2＝(λ2/λ1)×L1的關(guān)系確定為180μm(＝(780nm/650nm)×150μm)。
第1及第2受光區(qū)域18a、18b相對于第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的磁道的切線方向T并列配置，使得主光束用受光區(qū)域18a1、18b1的各分割線11成為大致在一條直線上。主光束用受光區(qū)域18a1的中心和主光束用受光區(qū)域18b1的中心的間隔LB根據(jù)第1及第2發(fā)光部11a、11b(圖5中未圖示)的間隔LA確定，主光束用受光區(qū)域18a1，18b1配置成例如令LB＝110μm。
接著，用圖6至圖10說明衍射光柵13的設(shè)計方法。圖6示意表示傳統(tǒng)的具有2種光柵常數(shù)的衍射光柵中的主光束、副光束及雜散光的光量比。圖6(a)表示使DVD側(cè)光源的激光DL透過時的光量比。圖6(b)表示使CD側(cè)光源的激光CL透過時的光量比。圖6(a)及圖6(b)的圖中所示數(shù)值表示令激光DL、CL的入射光量為100％時的各透過光量(％)。
如圖6(a)所示，DVD側(cè)光源射出的激光DL順序透過CD用衍射光柵31和DVD用衍射光柵33。CD用衍射光柵31設(shè)計成使激光DL不衍射而透過。另外，DVD用衍射光柵33將激光DL衍射分離為主光束DL1的光量和±1次副光束DLa、DLb的各個光量成為18∶1。但是實際上，由于激光DL僅僅由CD用衍射光柵31衍射，因此生成0次光及±1次光。該±1次光成為雜散光DSLa、DSLb。0次光DL0的光量與激光DL的光量的約96％相當，雜散光DSLa、DSLb的各光量與激光DL的光量的約0.5％相當。另外，激光DL的殘余的約3％的光量成為±2次光、±3次光等的光量，或由CD用衍射光柵31吸收。
0次光DLO由DVD用衍射光柵33衍射，分離成主光束DL1及±1次副光束DLa、DLb。主光束DL1的光量與激光DL的光量的約85％相當，±1次副光束DLa、DLb的各光量與激光DL的光量的約4.5％相當。主光束DL1及±1次副光束DLa、DLb的光量成為大致18∶1。另外，雜散光DSLa、DSLb也由DVD用衍射光柵33衍射，分離成主光束及±1次副光束。由于±1次副光束微小，因此圖6(a)中省略。透過DVD用衍射光柵33的雜散光DSLa、DSLb的光量與激光DL的光量的約0.4％相當。另外，雜散光DSLa、DSLb的光量與±1次副光束DLa、DLb的光量的約10％相當。這樣，雜散光DSLa、DSLb相對于±1次副光束DLa、DLb成為比較大的光量。從而，若在±1次副光束DLa、DLb用的高感度受光區(qū)域入射雜散光DSLa、DSLb，則重放信號的品質(zhì)劣化。
另一方面，如圖6(b)所示，CD側(cè)光源射出的激光CL由CD用衍射光柵31衍射，分離成主光束CL1及±1次副光束CLa、CLb。主光束CL1的光量與激光CL的光量的約88％相當，±1次副光束CLa、CLb的各光量與激光DL的光量的約4.6％相當。主光束CL1及±1次副光束CLa、CLb設(shè)計成在DVD用衍射光柵33中不衍射。但是實際上，主光束CL1及±1次副光束CLa、CLb由DVD用衍射光柵33衍射。主光束CL1由DVD用衍射光柵33衍射，生成0次光(主光束CL1)及±1次光。該±1次光成為雜散光CSL1、CSL2。透過DVD用衍射光柵33的主光束CL1的光量與激光CL的光量的約85％相當，雜散光CSL1、CSL2的各光量與激光CL的光量的約0.4％相當。
另外，±1次副光束CLa、CLb也由DVD用衍射光柵33衍射，分離成主光束及±1次副光束。由于該±1次副光束微小，因此圖6(b)中省略。透過DVD用衍射光柵33的±1次副光束CLa、CLb的光量與激光DL的光量的約4.5％相當。主光束CL1及±1次副光束CLa、CLb的光量大致成為18∶1。另外，雜散光CSL1、CSL2的光量與±1次副光束CLa、CLb的光量的約10％相當。這樣，雜散光CSL1、CSL2相對于±1次副光束CLa、CLb成為比較大的光量。從而，若在±1次副光束CLa、CLb用的高感度受光區(qū)域入射雜散光CSL1、CSL2，則重放信號的品質(zhì)劣化。
圖7表示截面為矩形狀的衍射光柵的光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系。圖7(a)表示光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系。圖7(b)表示圖7(a)中1次光對0次光的光強度比擴大到0至1的范圍。圖7(a)及圖7(b)中，橫軸表示光柵深度(nm)，縱軸表示1次光對0次光的光強度比(1次光對0次光強度比)。圖中連接◆的曲線表示波長650nm的激光(DVD用激光)的特性，圖中連接■的曲線表示波長780nm的激光(CD用激光)的特性。
圖7所示特性，是在假定具有僅在光入射面或光射出面的一方具備凹凸部的衍射區(qū)域并由折射率1.52的玻璃材料形成的衍射光柵的情況下算出的。0次光和1次光的光強度比，是令該凹凸部的1節(jié)距的長度為22μm，凸部的長度對1節(jié)距的長度的比(凹凸部的占空比)為50％，采用標量衍射理論的模擬實驗算出的。另外，圖7的橫軸的光柵深度與凹部的深度相當。
如圖7(a)所示，存在0次光的光強度對1次光的光強度非常小，1次光對0次光的光強度比成為最大的光柵深度。該深度因透過衍射光柵的激光的波長而異，光柵深度在0至2000nm的范圍內(nèi)，波長650nm的激光在光柵深度為約650nm時光強度比達到最大，波長780nm的激光在光柵深度為約780nm及約1850nm時光強度比達到最大。
但是，傳統(tǒng)的具有2種光柵常數(shù)的衍射光柵中，希望例如CD用激光全部透過DVD用衍射光柵，即1次光對0次光的比率成為0。如圖7(b)所示，若衍射光柵的光柵深度設(shè)定成1500nm；則CD用激光的1次光成為0。另一方面，DVD用激光的1次光對0次光的光強度比成為約0.2(約20％)。光柵深度固定，1次光對0次光的光強度比不變更時，如后述，也可以變更衍射光柵的凹凸部的占空比。
圖8表示令衍射光柵的凹凸部的占空比為20％時衍射光柵的光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系。圖8(a)表示光柵深度和1次光的光強度對0次光的光強度的比率的關(guān)系。圖8(b)表示圖8(a)中1次光對0次光的光強度比擴大到0至0.1的范圍。圖8(a)及圖8(b)中，橫軸表示光柵深度(nm)，縱軸表示1次光對0次光的光強度比(1次光對0次光強度比)。圖中連接◆的曲線表示波長650nm的激光(DVD用激光)的特性，圖中連接■的曲線表示波長780nm的激光(CD用激光)的特性。如圖8所示特性，除了凹凸部的占空比不同外，用與圖7所示特性同樣的條件算出。圖8的特性是令凹部的寬度比凸部的寬度寬時(寬槽)的算出結(jié)果，但是相反地，在凸部的寬度比較寬時(凹凸部的占空比為80％時)，也可獲得同樣的算出結(jié)果。
衍射光柵的凹凸部的占空比變小至0％左右或凹凸部的占空比變大至100％左右，凹凸部平坦化。因而，衍射光柵的衍射作用降低，0次光的光強度變大。從而，如圖8(a)所示，若令凹凸部的占空比為20％，則與50％的場合相比，1次光對0次光的光強度比變小。波長650nm及780nm的任一激光中，1次光對0次光的光強度比的最大值約0.6(約60％)。
如圖8(b)所示，若為使CD用激光的1次光成為0而將光柵深度設(shè)定成1500nm，則DVD用激光的1次光對0次光的光強度比成為約0.08(約8％)。凹凸部的占空比從50％變化到80％的場合，該期間的光強度比連續(xù)地變化而沒有極值。即，通過使占空比從50％變化到80％，可控制使1次光對0次光的光強度比從20％單調(diào)減少到8％。凹凸部的占空比從50％變化到20％的場合也同樣，可控制使1次光對0次光的光強度比從20％單調(diào)減少到8％。
但是，為了使通過記錄動作中的1次光的熱所寫入完成的記錄數(shù)據(jù)不消失而將0次光的光量和1次光的光量的光量比設(shè)定成18∶1時，必須將1次光對0次光的光強度比設(shè)定成5.56％。光強度比5.56％若僅由凹凸部的占空比控制，則必須將凹凸部的占空比設(shè)定成大于80％大或小于20％。即，相對于凹部的寬度，凸部的寬度必須設(shè)計成極寬或極窄。這樣的設(shè)計中，衍射光柵的加工困難，凹凸部的誤差也變大，因此并不實用。例如，若凸部的寬度極寬，則凹部可能被填埋。這樣，在光入射面或光射出面形成的衍射區(qū)域沒有一定形狀，衍射光柵的衍射能力劣化。另外，若凸部的寬度極短，則衍射光柵的平均厚度變薄。因而，衍射光柵的機械強度降低。
在凹凸部的占空比20％至80％間，DVD用激光的1次光對0次光的光強度比為5.56％，因此如圖8(b)的圖中連接◆的曲線所示，必須將光柵深度設(shè)計成比1500nm稍淺的約1450nm。這樣，CD用激光的0次光的全部光量不能完全透過衍射光柵，發(fā)生微量的1次光。例如，若令光柵深度為約1450nm，則如圖8(b)的圖中連接■的曲線所示，1次光對0次光的光強度比成為約0.0025(約0.25％)，產(chǎn)生1次光。該1次光成為具有2種光柵常數(shù)的衍射光柵中的雜散光。這樣，由于凹凸部的加工上的制約等，難以在具有2種光柵常數(shù)的衍射光柵中完全消除雜散光。
主光束和±1次副光束的光量比希望在DVD用激光及CD用激光中成為大致相同的值。因而，本實施例中，如圖8(b)所示，著眼于1次光對0次光的光強度比在DVD用激光和CD用激光中比較接近且光柵深度相對淺的范圍內(nèi)，設(shè)計衍射光柵13的衍射區(qū)域21。如圖2(b)所說明，衍射光柵13由折射率1.52的玻璃材料形成。另外，衍射光柵13中，凹凸部23的1節(jié)距的長度p形成約22μm，凸部23a的寬度w形成約17.6μm，凹部23b的深度d形成220nm。凹凸部23的占空比形成約80％。衍射光柵13中若透過波長650nm的第1激光25，則如圖8(b)所示，±1次副光束29a、29b(1次光)對主光束27(0次光)的光強度比成為約5.56％。這樣，衍射光柵13使第1激光25衍射分離，可生成光量比18∶1的主光束27和±1次副光束29a、29b。
另一方面，衍射光柵13中若透過波長780nm的第2激光25’，則±1次副光束29a’、29b’(1次光)對主光束27’(0次光)的光強度比成為約3.5％。這樣，衍射光柵13使第2激光25’衍射分離，可生成光量比28∶1的主光束27’和±1次副光束29a’、29b’。
但是，如圖2所說明，衍射光柵13的凹凸部23的凹部23b的深度d形成為400nm以下，例如，形成220nm。如圖8所示，凹部23b的深度d若為400nm，則由于可將波長650nm的第1激光25的±1次副光束29a、29b(±1次光)對主光束27(0次光)的光強度的比率設(shè)定成25％以下(主光束27∶+1次副光束29a∶-1次副光束29b＝4∶1∶1)，因此是可取的。而且，如本實施例中的衍射光柵13，凹部23b的深度d若為250nm以下，則由于波長650nm的激光的±1次副光束29a、29b對主光束27的光強度的比率可設(shè)定成10％以下(主光束27∶+1次副光束29a∶-1次副光束29b＝10∶1∶1)，因此是更可取的。
另外，波長650nm的激光及780nm的激光中的±1次副光束(±1次光)對主光束(0次光)的光強度比之差最好較小。光柵深度(凹部23b的深度d)在400nm以下時，兩激光的該光強度比的差變小。光柵深度即使在1400nm附近，兩激光的該光強度比也變小。但是，光柵深度在1400nm附近時，光柵深度即使稍微變化，±1次副光束對主光束的光強度比也顯著變化。而且，1400nm中光柵深度過深，加工困難，因此難以進行衍射光柵13的實用化。
圖9表示衍射光柵13中衍射光的分離位置及光強度的測定結(jié)果示。圖9(a)表示DVD用激光(波長650nm)中的測定結(jié)果。圖9(b)表示CD用激光(波長780nm)中的測定結(jié)果。圖9(a)及圖9(b)的橫軸表示后述的屏幕39的x軸座標(mm)，縱軸表示衍射光的光強度(任意單位)。
圖10示意表示圖9所示衍射光的分離位置及光強度的測定所采用的測定系統(tǒng)。如圖10所示，在光源37射出的激光的進行方向即z軸上，順序配置光入射面與z軸大致正交配置的衍射光柵13及屏幕39。衍射光柵13中，將光軸配置成與z軸一致。被照射衍射光柵13中的衍射光的屏幕39中，將衍射光的照射面內(nèi)的xy正交座標系的原點配置成與z軸一致。光源37射出的激光的波長是650nm或780nm。光源37和衍射光柵13的距離R0及衍射光柵35和屏幕39的距離R1都設(shè)定成3mm。
如圖9(a)所示，衍射光柵13衍射的激光(波長650nm)彼此干涉互相增強所產(chǎn)生的衍射光的光強度在xy正交座標系的原點成為最大，隨著從原點向+x軸方向遠離而減小。圖9(a)中，衍射光的光強度的各峰值的衍射次數(shù)在圖中從左向右順序為0次、+1次、+2次及+3次。另外，-1次、-2次及-3次的各衍射光雖然相對于y軸對稱地在-x軸方向上生成，但是在圖9(a)中省略。如圖9(a)所示，0次光的光強度為約1.2×1010，而1次光的光強度為約0.7×109，0次光和1次光的光量比成為約18∶1。
如圖9(b)所示，衍射光柵13衍射的激光(波長780nm)彼此干涉互相增強所產(chǎn)生的衍射光的光強度在xy正交座標系的原點成為最大，隨著從原點向+x軸方向遠離而減小。圖9(b)中，衍射光的光強度的各峰值的衍射次數(shù)在圖中從左向右順序為0次、+1次、+2次及+3次。另外，-1次、-2次及-3次的各衍射光雖然相對于y軸對稱地在-x軸方向上生成，但是在圖9(b)中省略。如圖9(b)所示，0次光的光強度為約8.0×109，而1次光的光強度為約0.3×109，0次光和1次光的光量比為大約28∶1。
如上所述，根據(jù)本實施例，衍射光柵13具有凹凸部23的凹部23b的深度d形成為220nm的衍射區(qū)域21。衍射光柵13的凹部23b的深度d與傳統(tǒng)的衍射光柵的凹部相比較淺。因而，例如對光入射面或光射出面刻蝕形成衍射區(qū)域21時，可縮短刻蝕時間并實現(xiàn)衍射光柵13的制造工序的縮短。
另外，由射出成型來形成衍射光柵13時，模具的加工比較容易，而且可實現(xiàn)模具的長壽命化。從而，可降低衍射光柵13的制造成本。
而且，衍射光柵13的凹凸部23的占空比可形成在20％以上80％以下。因而，可比較容易地均一形成具有反復(fù)連續(xù)的凹凸部23的衍射區(qū)域21。從而，衍射光柵13具有優(yōu)異的衍射作用。另外，衍射光柵13僅在光入射面或光射出面的一方具備衍射區(qū)域21，因此，不產(chǎn)生由未使用的激光形成的雜散光。從而，光學(xué)頭10可檢出良好的重放信號和跟蹤伺服信號。
接著，用圖1及圖3至圖5說明光學(xué)頭10的動作及跟蹤伺服信號的檢出方法。以下的說明中，雖然以第1激光25為例進行說明，但是光學(xué)頭10對于第2激光25’也進行同樣的動作。如圖1所示，2波長半導(dǎo)體激光器11射出的直線偏光的第1激光25，由相位差板12變換成圓偏光后入射衍射光柵13，衍射分離成主光束27及±1次副光束(未圖示)。主光束27及±1次副光束向光束分裂器14入射。向光束分裂器14入射的主光束27及±1次副光束的各個約一半光量的光由光束分裂器14反射，行進方向彎曲90度后從視準透鏡15側(cè)射出。向視準透鏡15入射的主光束27及±1次副光束是發(fā)散光線束。
視準透鏡15將光束分裂器14側(cè)入射的主光束27及±1次副光束變換成平行光線束。視準透鏡15射出的主光束27及±1次副光束由圖示省略的向上反射鏡，將主光束27及±1次副光束的行進方向變更到與第1或第2光記錄媒體1a、1b的信息記錄面大致正交的方向后，向物鏡16入射，由物鏡16形成收斂光線束，作為光斑照射到第1或第2光記錄媒體1a、1b的信息記錄面。
此時，如圖3及圖4所示，第1或第2光記錄媒體1a、1b的半徑方向上主光束27和±1次副光束29a、29b的光斑間隔SP1成為約0.39μm。光斑間隔SP1通過使衍射光柵13的衍射區(qū)域21繞衍射光柵13的光軸旋轉(zhuǎn)來進行調(diào)節(jié)。
另外，若第2激光25’透過這樣調(diào)節(jié)的衍射光柵13；則第3光記錄媒體1c的半徑方向上由衍射光柵13衍射分離的主光束27’和±1次副光束29a’、29b’的光斑間隔SP2成為約0.468μm(參照圖3及圖4)。
來自第1或第2光記錄媒體1a、1b的反射光按照物鏡16、未圖示的向上反射鏡、視準透鏡15的順序達到光束分裂器14，約一半光量的光透過光束分裂器14。透過光束分裂器14的光，經(jīng)由傳感器透鏡17分別會聚到在受光元件18中形成的第1受光區(qū)域18a上。
如圖5所示，主光束27向主光束用受光區(qū)域18a1入射?！?次副光束29a、29b分別入射副光束用受光區(qū)域18a2、18a3。若主光束27及±1次副光束29a、29b可靠地追隨第1或第2光記錄媒體1a、1b的磁道，則主光束27在受光部A、B、C、D以大致相同光強度被接收，+1次副光束29a在受光部E1、F1、G1、H1以大致相同強度被接收，-1次副光束29b在受光部E2、F2、G2、H2以大致相同強度被接收。
相對地，主光束27及副光束29a、29b若偏向第1或第2光記錄媒體1a、1b的規(guī)定磁道的一側(cè)，則例如，主光束27的受光部A、B的光強度變高而受光部C、D的光強度變低，±1次副光束29a、29b的受光部E1、F1、E2、F2的光強度分別變低而受光部G1、H1、G2、H2的光強度分別變高。另外，主光束27及副光束29a、29b若偏向第1或第2光記錄媒體1a、1b的規(guī)定磁道的另一側(cè)，則例如，主光束27的受光部A、B的光強度變低而受光部C、D的光強度變高，±1次副光束29a、29b的受光部E1、F1、E2、F2的光強度分別變高而受光部G1、H1、G2、H2的光強度分別變低。
從而，若令各受光部A、B、C、D、E1、F1、G1、H1、E2、F2、G2、H2光電變換所獲得的檢出電壓為VA、VB、VC、VD、VE1、VF1、VG1、VH1、VE2、VF2、VG2、VH2，令規(guī)定的系數(shù)為k1，則跟蹤伺服信號TS可作為TS＝{(VA+VB)-(VC+VD)}-k1×{(E1+E2+F1+F2)-(G1+G2+H1+H2)}求出。系數(shù)k1設(shè)定成可從TS除去因物鏡16的第1或第2光記錄媒體1a、1b的半徑方向上的移動產(chǎn)生的直流偏置分量。這樣，第1及第2光記錄媒體1a、1b(DVD系光記錄媒體)中，用差動推挽方式求出跟蹤伺服信號。另外，重放信號RF作為RF＝VA+VB+VC+VD+E1+F1+G1+H1+E2+F2+G2+H2求出。
另一方面，基于第2激光25’的主光束27’及±1次副光束29a’、29b’，分別會聚到在受光元件18形成的第2受光區(qū)域18b上。如圖5所示，主光束27’向主光束用受光區(qū)域18b1入射?！?次副光束29a’、29b’分別入射副光束用受光區(qū)域18b2、18b3。主光束27’及±1次副光束29a’、29b’若可靠地追隨第3光記錄媒體1c的磁道，則主光束27’在受光部A、B、C、D以大致相同光強度被接收。如圖2(c)所示，±1次副光束29a’、29b’的中心配置成與第3光記錄媒體1c的磁道的邊緣部大致一致。
因而，±1次副光束29a’、29b’，在例如副光束用受光區(qū)域18b2的受光部I1及副光束用受光區(qū)域18b3的受光部J2以大致相同強度分別被接收，在副光束用受光區(qū)域18b2的受光部J1及副光束用受光區(qū)域18b3的受光部I2以大致相同強度(受光部I1、J2的光強度＜受光部I2、J1的光強度)分別被接收。從而，主光束27’及±1次副光束29a’、29b’若可靠地追隨第3光記錄媒體1c的磁道，則在副光束用受光區(qū)域18b2接收的光強度和在副光束用受光區(qū)域18b3接收的光強度成為大致相等。
相對地，主光束27’及±1次副光束29a’、29b’若偏向第3光記錄媒體1c的規(guī)定磁道的一側(cè)，則例如，主光束27’的受光部A、B的光強度變高而受光部C、D的光強度變低。另外該場合，與±1次副光束29a’、29b’可靠追隨第3光記錄媒體1c的磁道時的光強度相比，+1次副光束29a’的受光部I1、J1的光強度變低而-1次副光束29b’的受光部I2、J2的光強度變高。另外，主光束27’及±1次副光束29a’、29b’若偏向第3光記錄媒體1c的規(guī)定磁道的另一側(cè)，則例如，主光束27’的受光部A、B的光強度變低而受光部C、D的光強度變高。另外該場合，與±1次副光束29a’、29b’可靠追隨第3光記錄媒體1c的磁道時的光強度相比，+1次副光束29a’的受光部I1、J1的光強度變高而-1次副光束29b’的受光部I2、J2的光強度變低。
從而，若令各受光部I1、J1、I2、J2光電變換所獲得的檢出電壓為VI1、VJ1、VI2、VJ2，則跟蹤伺服信號TS作為TS＝(VI1+VJ1)-(VI2+VJ2)求出。這樣，第3光記錄媒體1c(CD系光記錄媒體)中，跟蹤伺服信號用3光束法求出。另外，重放信號RF作為RF＝VA+VB+VC+VD+VI1+VJ1+VI2+VJ2求出。
如上所述，根據(jù)本實施例，形成衍射光柵13的衍射區(qū)域21，使得主光束27和±1次副光束29a、29b的光斑間隔SP1調(diào)節(jié)成第1光記錄媒體1a的物理的磁道節(jié)距P1的約1/2時，主光束27’和±1次副光束29a’、29b’的光斑間隔SP2成為第3光記錄媒體1c的物理的磁道節(jié)距P3的約1/4。從而，光學(xué)頭10第1及第2光記錄媒體1a、1b(DVD系光記錄媒體)中，可用差動推挽方式檢出跟蹤伺服信號。另外，光學(xué)頭10在第3光記錄媒體1c(CD系光記錄媒體)中，可用3光束法檢出跟蹤伺服信號。而且，由于衍射光柵13中不產(chǎn)生雜散光，因此，光學(xué)頭10可檢出良好的重放信號及跟蹤伺服信號。
接著，說明本實施例的光記錄重放裝置。圖11表示搭載本實施例的光學(xué)頭10的光記錄重放裝置150的概略構(gòu)成。光記錄重放裝置150具備使圖11所示第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c旋轉(zhuǎn)的主軸馬達152；向第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c照射激光束并接收其反射光的光學(xué)頭10；控制主軸馬達152及光學(xué)頭10的動作的控制器154；向光學(xué)頭10供給激光驅(qū)動信號的激光驅(qū)動電路155；向光學(xué)頭10供給透鏡驅(qū)動信號的透鏡驅(qū)動電路156。
控制器154包含聚焦伺服隨動電路157、跟蹤伺服隨動電路158及激光控制電路159。聚焦伺服隨動電路157若動作；則形成在旋轉(zhuǎn)的第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的信息記錄面上聚焦的狀態(tài)，跟蹤伺服隨動電路158若動作；則相對于第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c的偏芯的信號磁道，激光束的光斑成為自動隨動狀態(tài)。聚焦伺服隨動電路157及跟蹤伺服隨動電路158中分別具備自動調(diào)節(jié)聚焦增益的自動增益控制功能及自動調(diào)節(jié)跟蹤增益的自動增益控制功能。另外，激光控制電路159是生成通過激光驅(qū)動電路155供給的激光驅(qū)動信號的電路，根據(jù)在第1至第3光記錄媒體1a、1b、1c上記錄的記錄條件設(shè)定信息，進行適當?shù)募す怛?qū)動信號的生成。
這些聚焦伺服隨動電路157、跟蹤伺服隨動電路158及激光控制電路159，沒有必要是安裝到控制器154內(nèi)的電路，也可以是與控制器154分離的個別部件。而且，這些沒有必要是物理的電路，也可以是控制器154內(nèi)執(zhí)行的軟件。
〔第2實施例〕用圖12及圖13說明本發(fā)明的第2形態(tài)的衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭以及光記錄重放裝置。上述實施例中，從法線方向看光入射面，衍射光柵13具有直線狀的衍射區(qū)域21。相對地，從法線方向看光入射面，本實施例的衍射光柵40的特征在于具有波狀的衍射區(qū)域41。另外，本實施例的光學(xué)頭及光記錄重放裝置的構(gòu)成與上述實施例相同，其說明省略。另外，本實施例的光學(xué)頭的跟蹤伺服信號的檢出方法與上述實施例相同，其說明省略。
圖12表示從光射出面?zhèn)扔^察本實施例的衍射光柵40的衍射區(qū)域41的一部分的狀態(tài)。如圖12所示，衍射區(qū)域41具有波狀形成并反復(fù)連續(xù)的凹凸部43。凹凸部43的凹部43b的深度形成在400nm以下，例如形成220nm。凹凸部43例如形成截面為矩形。凸部43a的寬度w對凹凸部43的1節(jié)距的長度p的比率(凹凸部43的占空比)形成在0.2至0.8的范圍內(nèi)。例如，凹凸部43的1節(jié)距的長度p形成為22μm，凸部43a的寬度w形成為17.6μm。從而，凹凸部43的占空比為0.8。
衍射區(qū)域41的波型的振幅和周期最好在衍射光柵40的光入射面或光射出面的整個面大致一定。這是因為發(fā)生透鏡移動時，即使激光入射衍射光柵40的任何部分，激光也被同樣地分割。
圖13示意表示例如在第2光記錄媒體1b的信息記錄面會聚主光束27及±1次副光束29a、29b的狀態(tài)。圖中的左右方向的箭頭表示第2光記錄媒體1b的半徑(徑向)方向R，上下方向的箭頭表示第2光記錄媒體1b的磁道的切線方向T。
由于衍射光柵40的衍射區(qū)域41波狀形成，因此如圖13所示，可以令第2光記錄媒體1b的信息記錄面會聚的半徑方向R的±1次副光束29a、29b的光斑徑的長度D2比同向的主光束27的光斑徑的長度D1更長。這樣，衍射光柵40向±1次副光束29a、29b賦予像差，可相對地加長光斑徑的長度D2?！?次副光束29a、29b的光斑形狀不必是圓形，只要半徑方向R的光斑徑的長度D2在同向的主光束27的光斑徑的長度D1的2.5倍以上，也可以是橢圓形等。
若±1次副光束29a、29b的徑向方向的長度D2變長；則±1次副光束29a、29b中的光學(xué)傳達系數(shù)的遮斷頻率向低頻域側(cè)移動，因此除去了空間頻率(磁道節(jié)距的倒數(shù))高的磁道交叉信號分量。因而，若第2光記錄媒體1b反射的±1次副光束29a、29b由副光束用受光元件18a2、18a3接收，采用從副光束用受光元件18a2、18a3分別輸出的電氣信號，則可檢出降低了磁道交叉信號的混入的聚焦伺服信號。另外，第1及第3光記錄媒體1a、1c中也可獲得同樣的效果。
如上所述，根據(jù)本實施例，光學(xué)頭可檢出降低了磁道交叉信號的混入的聚焦伺服信號。
權(quán)利要求
1.一種衍射光柵，具有僅在光入射面或光射出面的一方上形成的衍射區(qū)域，其配置在第1波長的第1光及第2波長的第2光的光路中，將上述第1及第2光分別衍射并生成分離的0次光和±1次光。
2.權(quán)利要求1所述的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域具有凹部的深度形成為400nm以下的反復(fù)連續(xù)的凹凸部。
3.權(quán)利要求2所述的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域具有截面為矩形狀的上述凹凸部，凸部的長度對上述凹凸部的1節(jié)距的比率為0.2至0.8。
4.權(quán)利要求1至3的任一項所述的衍射光柵，其中，上述第1及第2光的至少一方的光衍射的上述±1次光的各個光量，在上述一方的光衍射的上述0次光的光量的十分之一以下。
5.權(quán)利要求1至4的任一項所述的衍射光柵，其中，上述第1光適用于DVD系光記錄媒體中的記錄重放，上述第2光適用于CD系光記錄媒體中的記錄重放。
6.權(quán)利要求5所述的衍射光柵，其中，上述衍射區(qū)域賦予像差，使得在上述DVD系光記錄媒體或上述CD系光記錄媒體的半徑方向上，在上述DVD系光記錄媒體或上述CD系光記錄媒體的信息記錄面成像的上述±1次光的各個光斑徑的長度比同方向的上述0次光的光斑徑的長度長。
7.一種受光元件，將從光源射出的第1波長的第1光及第2波長的第2光分別衍射分離成0次光及±1次光并會聚到光記錄媒體，接收由上述光記錄媒體反射的上述0次光及上述±1次光，其中具備第1受光區(qū)域，根據(jù)上述第1波長配置，具備接收上述第1光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第1光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域；第2受光區(qū)域，根據(jù)上述第2波長配置，具備接收上述第2光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第2光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域。
8.權(quán)利要求7所述的受光元件，其中，上述第1受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域的各中心之間的距離L1與上述第2受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域的各中心之間的距離L2之比大致等于上述第1波長和上述第2波長之比。
9.權(quán)利要求7或8所述的受光元件，其中，上述第1受光區(qū)域的上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域，具有沿上述DVD系光記錄媒體的磁道的切線方向延伸的分割線。
10.權(quán)利要求7至9的任一項所述的受光元件，其中，上述0次光用受光區(qū)域及上述1次光用受光區(qū)域，沿上述光記錄媒體的半徑方向并列配置。
11.權(quán)利要求7至10的任一項所述的受光元件，其中，上述第1及第2受光區(qū)域，沿上述光記錄媒體的磁道的切線方向并列配置。
12.一種光學(xué)頭，其中具備光源，射出第1波長的第1光及第2波長的第2光；衍射光柵，將上述第1及第2光衍射并生成分離的0次光和±1次光，并具有僅在光入射面或光射出面的一方形成的衍射區(qū)域；受光元件，其具備第1受光區(qū)域，根據(jù)上述第1波長配置，具備接收上述第1光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第1光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域；第2受光區(qū)域，根據(jù)上述第2波長配置，具備接收上述第2光衍射的上述0次光的0次光用受光區(qū)域和分別接收上述第2光衍射的上述±1次光的1次光用受光區(qū)域。
13.權(quán)利要求13所述的光學(xué)頭，其中，上述衍射光柵是權(quán)利要求2至6的任一項所述的衍射光柵。
14.權(quán)利要求12或13所述的光學(xué)頭，其中，上述受光元件是權(quán)利要求8至11的任一項所述的受光元件。
15.權(quán)利要求12至14的任一項所述的光學(xué)頭，其中，上述光源包括發(fā)出適用于DVD系光記錄媒體中的記錄重放的上述第1光的第1發(fā)光部和發(fā)出適用于CD系光記錄媒體中的記錄重放的上述第2光的第2發(fā)光部。
16.權(quán)利要求15所述的光學(xué)頭，其中，對于物理的磁道節(jié)距的長度為P1的上述DVD系光記錄媒體(第1光記錄媒體)或上述物理的磁道節(jié)距的長度為P2(P2＞P1)的上述DVD系光記錄媒體(第2光記錄媒體)，將上述第1波長的光衍射后的上述±1次光的光斑，相對于上述第1波長的光衍射后的上述0次光的光斑，配置成對稱且配置在沿上述第1或第2光記錄媒體的半徑方向上P1×(n+1/2)(式中，n為0以上的整數(shù))左右的位置，對于上述物理的磁道節(jié)距的長度為P3(P3＞P2)的上述CD系光記錄媒體(第3光記錄媒體)，將上述第2波長的光衍射后的上述±1次光的光斑，相對于上述第2波長的光衍射后的上述0次光的光斑，配置成對稱且配置在沿上述第3光記錄媒體的半徑方向上P3×(n+1/4)(式中，n為0以上的整數(shù))左右的位置。
17.權(quán)利要求15或16所述的光學(xué)頭，其中，上述DVD系光記錄媒體的跟蹤伺服信號采用差動推挽方式檢出，上述CD系光記錄媒體的上述跟蹤伺服信號采用3光束方式檢出。
18.一種光記錄重放裝置，其中具備權(quán)利要求12至17的任一項所述的光學(xué)頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭及光記錄重放裝置，目的是提供可檢出高品質(zhì)信號的衍射光柵、受光元件及采用它們的光學(xué)頭及光記錄重放裝置。衍射光柵13具有使2波長半導(dǎo)體激光器射出的第1激光25或第2激光25’衍射分離并生成主光束27及±1次副光束29a、29b或主光束27’及±1次副光束29a’、29b’且僅在光射出面?zhèn)刃纬傻难苌鋮^(qū)域21。衍射區(qū)域21形成的凹部23b的深度d形成為220nm。凹凸部23的1節(jié)距的長度p形成為22μm，凸部23a的寬度w形成為17.6μm。凸部23a的寬度w對凹凸部23的1節(jié)距的長度p的比率為0.8。
文檔編號G11B7/135GK1815273SQ200610009209
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者澀谷義一, 佐藤吉德 申請人:Tdk株式會社