專利名稱：集成光學(xué)部件和光學(xué)拾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光盤的記錄和重放中使用的光學(xué)部件和使用該光學(xué)部件的光學(xué)拾波裝置、以及使用該光學(xué)拾波裝置的光盤裝置。
現(xiàn)有的技術(shù)現(xiàn)有的光學(xué)拾波器，一直在使用若干種的光束分離器，使發(fā)光光源一側(cè)與檢測光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行分離上下了很多工夫。然而，在市場對(duì)使光學(xué)拾波器小型化的要求高漲起來的結(jié)果，出現(xiàn)了把光源和檢測光學(xué)系統(tǒng)作為收容在同一個(gè)封裝內(nèi)的光學(xué)單元提供的嘗試。
為了使該光學(xué)單元具體化，人們使用了形成了衍射光柵的光學(xué)部件。對(duì)于該光學(xué)部件的具體例子，在特開平10-154344中進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)公開。這樣一來，歸功于實(shí)現(xiàn)光學(xué)部件，結(jié)果就變成為光學(xué)部件大幅度地進(jìn)行小型化，在使裝載上小型光學(xué)拾波器的小型的光盤裝置在市場上普及起來。
然而，結(jié)果變成為小型化的進(jìn)行和光盤裝置的普及包括有下述新的課題。例如，歸因于小型化當(dāng)然發(fā)光光源與檢測元件、光學(xué)部件會(huì)接近。此外，歸因于長時(shí)間的使用或記錄用途的擴(kuò)大，在發(fā)光光源的光功率將增大的同時(shí)，使用溫度也會(huì)上升。再者說，就如在筆記本PC的普及中所表現(xiàn)出來的那樣，收容在更為小型的機(jī)箱內(nèi)之類進(jìn)行使用的環(huán)境溫度也進(jìn)一步擴(kuò)大起來。
當(dāng)如上所述地?cái)U(kuò)大使用溫度范圍時(shí)，結(jié)果就變成為使構(gòu)成光學(xué)單元的各個(gè)部件的熱膨脹系數(shù)的影響表面化。例如，當(dāng)形成了衍射光柵的光學(xué)部件的尺寸或位置受到影響時(shí)，結(jié)果就變成為使在伺服控制中產(chǎn)生誤差或偏移的根由增加。
本發(fā)明就是為解決上述課題而發(fā)明的，目的是提供在把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤的同時(shí)從光盤的反射光之內(nèi)分離出必要的光束的集成光學(xué)部件，其特征是集成光學(xué)裝置，在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述光學(xué)面的無論哪一個(gè)光學(xué)面上都形成有從反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所必須的光束的衍射光柵的集成光學(xué)部件、和使用該集成光學(xué)部件的光學(xué)拾波裝置以及使用該光學(xué)拾波裝置的光盤裝置。
本發(fā)明的總結(jié)為解決上述問題，本發(fā)明提供一種一種把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤，同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件，其特征是在上述集成光學(xué)裝置在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵。以及使用集成光學(xué)部件的光拾波裝置和使用所述光拾波裝置的光盤裝置。
附圖的簡單說明

圖1是表示出光學(xué)拾波器的整體的斜視圖。
圖2是表示復(fù)合元件的整體的斜視圖。
圖3是集成光學(xué)部件的分解斜視圖。
圖4是光接收器的整體斜視圖。
圖5是從入射口看時(shí)的OE元件的圖形。
圖6是說明光柵的變形例與OE元件的關(guān)系的說明圖。
圖7是復(fù)合元件的動(dòng)作說明圖。
優(yōu)選實(shí)施例以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1)圖1是表示出光學(xué)拾波器的整體的斜視圖。在圖1中，把整體總稱為光學(xué)拾波器1，具有以下的主要構(gòu)成部件。復(fù)合元件2射出光束3。光束3用反光鏡4使方向彎曲后用物鏡5聚光使據(jù)點(diǎn)結(jié)于光盤6的信息記錄層上。從信息記錄層反射出來的光按照相反的順序用復(fù)合元件2進(jìn)行檢測。
另一方面，光盤6的信息記錄層同心圓狀地(更密集的是螺旋狀)形成信息軌道。因此，把從復(fù)合元件2射出的光束3配置為使得變成為光盤6的切線(軌道的切線)方向。傳動(dòng)裝置7把物鏡5支持為可以進(jìn)行微小的變位。目的是使光束3聚焦到光盤6的信息記錄層上和使得可以跟蹤微小的軌道方向。以上的復(fù)合元件2、反光鏡4、物鏡5、傳動(dòng)裝置7被裝載到承載器8上。在以上的構(gòu)成中，超出軌道范圍的移動(dòng)，要用使整個(gè)承載器8在光盤6的半徑方向上進(jìn)行移動(dòng)的辦法來應(yīng)對(duì)。
其次，說明復(fù)合元件2。圖2是表示出整個(gè)復(fù)合元件的斜視圖。在圖2中，復(fù)合元件2的構(gòu)成是具有光源10、集成光學(xué)部件20和光接收器60以及耦合部件80。以下依次說明這些構(gòu)成要素。
首先，光源10是把通用半導(dǎo)體激光器11固定到基座部件12上的光源。由于可以使用極其一般的通用半導(dǎo)體激光器11，故可以把最高價(jià)格的必須部件調(diào)整為最廉價(jià)的部件，因而可以提供廉價(jià)的光學(xué)拾波裝置。
另外，雖然省略了用詳細(xì)的圖示進(jìn)行的說明，但是通用半導(dǎo)體激光器11當(dāng)然把激光器件13收容在其內(nèi)部，圖7具有在幾何光學(xué)模擬中使用的假想的發(fā)光點(diǎn)19。從激光器件13的發(fā)光點(diǎn)19發(fā)射出來的激光可以從通用半導(dǎo)體激光器11的射出口16射出。此外，18是通用半導(dǎo)體激光器11的管腳，65是用來向光接收器60進(jìn)行連接的柔性電纜。
其次，說明作為本發(fā)明的主題的既是光學(xué)部件又是集成光學(xué)部件的集成光學(xué)部件20的全體。圖3是集成光學(xué)部件20的分解斜視圖。在圖3中，集成光學(xué)部件20由從第1到第4的光導(dǎo)部件21、25、34、45構(gòu)成。各個(gè)光導(dǎo)部件的材質(zhì)可以使用高透過性樹脂或光學(xué)玻璃。
第1光導(dǎo)部件21被形成為平行平板狀。第1光導(dǎo)部件21在與射出口16相向的面上形成第1衍射光柵22。目的是要用衍射后的0次光和±1次光產(chǎn)生在軌道控制中使用的主光束和副光束(以下，總稱為3光束)。這時(shí)，第1衍射光柵22的節(jié)距和光柵的深度，可以與光束的波長以及3光束的各自的光功率對(duì)應(yīng)地進(jìn)行設(shè)定。23是光吸收膜，用來防止漫反射等的不需要的光或雜散光進(jìn)入到集成光學(xué)部件20中來。
第2光導(dǎo)部件25被形成為具有大體上為直角三角形的斷面的大體上三角柱狀。在大體上為直角三角形的斜面26上，在所要的區(qū)域內(nèi)，形成第2衍射光柵27(往程光抽出裝置)。第2衍射光柵27的形成加工與上邊所說的第1衍射光柵22是同樣的。這是因?yàn)橛捎趶牡?光導(dǎo)部件21向第2光導(dǎo)部件25入射進(jìn)來的光束是擴(kuò)散光，為了在用第衍射光柵27進(jìn)行反射的同時(shí)使之在光檢測裝置66(參看后邊要講的圖5)成像，要變換成集束光的緣故。此外，對(duì)于第2衍射光柵27的光柵節(jié)距和光柵深度，也與上邊所說的第1衍射光柵22是同樣的。另外，特別是第2衍射光柵27被設(shè)定為使得+1次光變成為反射衍射光的主成分。目的是要借助于光功率檢測裝置66使更多的光進(jìn)行收斂，提高要進(jìn)行檢測的光功率，以在光功率的檢測中期待正確性。
此外，斜面26還要在包括第2衍射光柵27在內(nèi)的整個(gè)面上涂敷往返程隔離膜28。往返程隔離膜28具有大體上100％使從第1光導(dǎo)部件21入射進(jìn)來光束(往程)，反過來，大體上100％反射從光盤6經(jīng)過反射回到第2光導(dǎo)部件25中來的光束(返程)的功能。
本身為第2光導(dǎo)部件25的另外的面的側(cè)面31在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)形成側(cè)面反射膜32。目的是為了再次反射被第2衍射光柵27反射的衍射光使之在光檢測裝置66上成像。另外，在集成光學(xué)部件20的形成過程中，包括側(cè)面反射膜32在內(nèi)的整個(gè)側(cè)面31都用光吸收膜進(jìn)行涂敷。目的是為了吸收不需要的內(nèi)部反射，同時(shí)防止雜散光的進(jìn)入，此外還保護(hù)反射膜涂層免受由氣氛引起的腐蝕的影響。
第3光導(dǎo)部件35形成為具有大體上為臺(tái)形形狀的斷面的大體上臺(tái)形形狀。每一個(gè)面都具有第1斜面36和第2斜面37和透過面38和射出面39。第1斜面36和第2斜面37形成彼此相向的平行平面，在第1斜面36的規(guī)定的區(qū)域內(nèi)形成第3衍射光柵40。關(guān)于第3衍射光柵40的形成加工和光柵節(jié)距和光柵的深度的設(shè)定條件，也是與上邊所說的第1衍射光柵22同樣的。
第3光導(dǎo)部件35，在接合到上邊所說的第2光導(dǎo)部件25上的時(shí)候，用往返程隔離膜28反射的返程光向第3衍射光柵40入射。再在第3衍射光柵40處變成為+1次光的反射衍射光射向第2光導(dǎo)部件25，并再次被斜面26的后邊要講的輔助反射膜30反射，從出射面38射出后射向光檢測裝置66。這時(shí)，有效的是在與反射衍射光被往返程隔離膜28反射的區(qū)域?qū)?yīng)的第2光導(dǎo)部件25的斜面上形成輔助反射膜30。這樣一來，就可以提高往返程隔離膜28對(duì)反射衍射光的反射能力，就可以抑制光功率檢測裝置66的信號(hào)檢測的電平變動(dòng)。
第4光導(dǎo)部件45被形成為具有直角三角形的端面的大體上三角柱狀。各自的面是斜面46和第1面47和第2面48。第1面47和第2面48直角相交，變成為集成光學(xué)部件20的基準(zhǔn)面。在斜面46上在整個(gè)面上形成光吸收膜。
圖4是光接收器60的整體斜視圖。OE元件63被裝在具有入射口62的封裝61內(nèi)。OE元件63的信號(hào)端子被連接到管腳端子64上后，導(dǎo)往封裝61的外部。此外，把柔性光纜65連接到管腳端子64上，在檢查或裝配中使用。
圖5是從入射口62看時(shí)的OE元件63的圖形。在圖5中，66是相當(dāng)于上邊所說的光功率檢測裝置的OE元件圖形。此外，67是相當(dāng)于光接收裝置的OE元件的圖形，整體用10個(gè)OE元件圖形構(gòu)成。另外，在OE元件圖形上邊用點(diǎn)畫法表示的區(qū)域表示出由第4衍射光柵40產(chǎn)生的折射光入射進(jìn)來的樣子。
每一個(gè)光接收裝置67，在作為光學(xué)拾波器的光學(xué)性的切線方向上，依次形成光接收裝置67E、67C、67G，在中央部分上形成光接收裝置67B、67A，接著形成光接收裝置67F、67D、67H等的8個(gè)OE元件圖形，在中央部分的徑向方向上進(jìn)行移動(dòng)形成光接收裝置67a、67B這2個(gè)OE元件圖形。中央部分的4個(gè)OE元件圖形，主光束的光盤反射光被光柵A47和光柵B42衍射后入射中央部分的4個(gè)OE元件圖形以相反的順序命名，進(jìn)行后邊講述的信號(hào)處理或電氣布線。光接收裝置67E、67C、67G，副光束的光盤反射光被光柵C43和光柵D44衍射后入射。同樣，光接收裝置67F、67D、67H，別的副光束的光盤反射光被光柵C43和光柵D44衍射后入射。被在上邊所說的第2光導(dǎo)部件25上設(shè)置的側(cè)面反射膜32反射的不參與重放和記錄的區(qū)域的往程光，在光功率檢測裝置66處成像。在上邊所說的返程光之內(nèi)被第3衍射光柵40反射的+1次的反射衍射光成像于光接收裝置67處。這些OE元件63，產(chǎn)生與所受的光量對(duì)應(yīng)的檢測電流，與連接在下一級(jí)上的放大器(未畫出來)一起，作為電信號(hào)取出。
用圖5說明第3衍射光柵40與光接收裝置67(A～H、a、b)的10個(gè)OE元件圖形的關(guān)系。在第3衍射光柵60內(nèi)設(shè)有4種的光柵區(qū)域。首先，第3衍射光柵40用在與光盤6的徑向(半徑)方向(X軸)平行的2條分離線進(jìn)行3分割，被分割成弓形，在切線(軌道的切線Y軸)方向上分離開來的區(qū)域之一就是光柵A41，另外一個(gè)是B42。光柵A41的面積與光柵B42的面積相等，對(duì)于第3衍射光柵40的整個(gè)區(qū)域面積，大體上相當(dāng)于1/4(因此，光柵A41的面積和光柵B42的面積的合計(jì)，相當(dāng)于衍射光柵40的整個(gè)區(qū)域的大體上的1/2)。
光柵A41的反射衍射光進(jìn)行成像的區(qū)域，成像于設(shè)置在光接收裝置67的中央部分上的光接收裝置67 A和光接收裝置67B上。此外，光柵B42的反射衍射光進(jìn)行成像的區(qū)域，成像于設(shè)置在光接收裝置67的中央部分67a和光接收裝置67b上。就是說，將變成為聚焦檢測用的主光束。另外，如圖5所示，中央部分的光接收裝置67A和光接收裝置67B，是與中央下部的光接收裝置67a和光接收裝置67b的逆順序。此外，設(shè)置在圖中光接收裝置67A、B、a、b的左右的空白區(qū)域?qū)⒆兂蔀橛傻?衍射光柵22產(chǎn)生的副光束借助于光柵A41和光柵B42進(jìn)行成像的區(qū)域。即，結(jié)果變成為由第1衍射光柵22產(chǎn)生的2光束在光盤面上進(jìn)行反射后，變成為返程光3光束向第3衍射光柵40入射，在衍射后的返程光3光束之內(nèi)，僅僅主光束的衍射光才成像于光接收裝置67A、B、a、b上現(xiàn)在，若用符號(hào)I表示已進(jìn)行了OE變換后的檢測電流，就可以借助于各自的光接收裝置得到IA、IB、Ia、Ib。于是，為了進(jìn)行聚焦檢測，可以把檢測電流邏輯構(gòu)成為如下所示。就是說作為聚距誤差(以下，簡稱為FE)檢測邏輯，將變成為FE＝{(IA+Ia)-(IB+Ib)}…(公式1)也可以使光接收裝置67A和光接收裝置67B在OE元件63上邊結(jié)線。其結(jié)果是兩光接收裝置的和，可以重新表示為IA。同樣，當(dāng)對(duì)光接收裝置67B和光接收裝置67b進(jìn)行連接時(shí)，兩光接收裝置的和可以重新表示為IB。因此，當(dāng)代入公式1進(jìn)行整理后，就可以得到
FE＝IA-IB…(公式2)用公式2制作成FE檢測邏輯，會(huì)帶來以下那樣的作用。光柵A41和光柵B42原本是與第3衍射光柵40的切線方向相向的弓形區(qū)域。為此，由于當(dāng)集成光學(xué)部件20因受到激光器件13的發(fā)熱的影響而產(chǎn)生了熱膨脹時(shí)，就會(huì)從第3衍射光柵40的中心部分偏移開來地配置光柵A41和光柵B42，故易于因該熱膨脹而引起最大的位置變化。然而，由于接受該光柵A41和光柵B42的衍射光的光接收裝置67A、B、a、b分別以逆順序配置起來后取和，并把該逆順序和之差(斜交叉差動(dòng))作成為FE檢測邏輯，故結(jié)果變成為借助于公式2使上邊所說的位置變化所引起的檢測信號(hào)的漂移或偏移完全抵消。
此外，既是剩下的分割區(qū)域又是中央的分割區(qū)域，用在光盤6的切線(軌道的切線Y軸)方向上平行的分割線再進(jìn)行2分割(即4分割區(qū)域)，每一個(gè)都變成為光柵C43和光柵D44。就是說，光柵C43和光柵D44的區(qū)域被形成為大體上D的形狀。此外，換句話說，第3衍射光柵40的分割線被形成為H形狀。C43的面積和光柵D44的面積相等，對(duì)于第3衍射光柵40的整個(gè)區(qū)域的面積來說，每一個(gè)大體上相當(dāng)于1/4(因此，從光柵A41到光柵D44的面積分別相當(dāng)于第3衍射光柵40的整個(gè)區(qū)域的大體上的1/4)。
如上所述，如果采用構(gòu)成從光柵A41到光柵D44的面積的辦法，并對(duì)各個(gè)光柵的面積進(jìn)行入射到每一個(gè)光柵(A41到D44)的光束的功率的積分，則結(jié)果將變成為每一個(gè)光柵大體上接受同量的光功率。
用光柵C43進(jìn)行衍射的返程光3光束的衍射光，同樣地，將成像于設(shè)置在光接收裝置67的一方一側(cè)的光接收裝置67C、光接收裝置67E和光接收裝置67G上。此外，同樣地，用光柵D44進(jìn)行衍射的返程光3光束的衍射光，將成像于設(shè)置在光接收裝置67的另一方一側(cè)的光接收裝置67D、光接收裝置67F和光接收裝置67H上。這6種受光區(qū)域可以當(dāng)作跟蹤控制用的3光束進(jìn)行檢測。
與上邊所說的FE檢測邏輯同樣，可以邏輯構(gòu)成由6種的光柵區(qū)域進(jìn)行的檢測電流。就是說，作為跟蹤誤差(以下簡稱為TE)檢測邏輯，可以得到TE＝IC-ID-k{(IE+IG)-(IF+IH)}…(公式3)其中，k是與動(dòng)作設(shè)定對(duì)應(yīng)地決定的常數(shù)。
借助于公式3制作成TE檢測邏輯將帶來以下那樣的作用。首先，由于光接收裝置67C、67D要進(jìn)行主光束的檢測，故公式3的第1項(xiàng)和第2項(xiàng)，是通常的TE檢測。
其次在公式3的大括弧中表示的第3項(xiàng)，意味著可以從第3衍射光柵40的光柵C43和光柵D44得到的每一個(gè)副光束檢測電流之和后進(jìn)行差動(dòng)。因此，與上邊所說的FE檢測邏輯同樣，結(jié)果變成為上邊所說的位置變化引起的檢測信號(hào)的漂移或偏移都將借助于公式3而完全抵消。
特別是由于光柵A41和光柵B42被分割成弓形區(qū)域，故可以沒有浪費(fèi)地對(duì)對(duì)2分割光接收裝置的光接收裝置67A和光接收裝置67B以及光接收裝置67a和光接收裝置67b的傳感器面積的入射形狀進(jìn)行配光。同樣，由于光柵C43和光柵D44被分割成D形狀的區(qū)域，故也可以沒有浪費(fèi)地對(duì)對(duì)從獨(dú)立的光接收裝置的光接收裝置67C到光接收裝置67H的傳感器面積的入射形狀進(jìn)行配光。除此之外，由于把從光柵A41到光柵D44的面積構(gòu)成為使得把第3衍射光柵40的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行4等分，故得以容易地形成第3衍射光柵40。
此外，借助于作成為以上那樣的衍射光柵的區(qū)域分割的構(gòu)成的辦法，就可以以很好的平衡把光功率(IA+IB)+(Ia+Ib)(IC+ID)…(公式4)R供給給E信號(hào)檢測或FE、TE各個(gè)信號(hào)檢測。
另外，說明本實(shí)施例的動(dòng)作設(shè)定的詳細(xì)情況。常數(shù)k可以表示為k＝(IC+ID)/(IE+IF+IG+IH)…(公式5)通常，要把每一個(gè)光接收裝置調(diào)整為進(jìn)行OE變換時(shí)的放大倍數(shù)，使得k變成為k1.0。在這里，如上所述用第1衍射光柵22形成的3光束，要形成這樣的比率，使得0次光的主光束的光功率為10，±1次光的副光束的光功率為1。
因此，要想在把光功率之比代入公式5的各個(gè)光接收裝置中去之后，滿足k1的條件，就可以采用與光接收裝置67A、光接收裝置67B的放大倍數(shù)比，把光接收裝置67E、67F、67G和67H的放大倍數(shù)設(shè)定成大約5倍的辦法來解決。
但是，特別是想要檢測副光束的區(qū)域易于受串?dāng)_的影響，存在著TE信號(hào)使SN比下降或使伺服的偏移增加的可能。因此，理想但是盡可能地不全部用盡地調(diào)整上邊所說的5倍的放大倍數(shù)。
因此，為了滿足這些條件，對(duì)靈活運(yùn)用3光束的特征的光柵A41到光柵D44的變形例進(jìn)行說明。圖6是說明光柵的變形例OE元件的關(guān)系的說明圖。在圖6中，70是第3衍射光柵，相當(dāng)于圖3和圖5所示的第3衍射光柵40。因此，67與圖5中的光接收裝置67是相同的。光柵A71、光柵B72、光柵C73、和光柵D74中的每一個(gè)相當(dāng)于從光柵A41到光柵D44中的每一個(gè)。從光柵A71到光柵D74的分割線的方向(徑向方向小，切線方向Y)也是同樣的。
不同之處在于把相當(dāng)于光柵C73的分離光柵A75設(shè)置在光柵A71的區(qū)域內(nèi)這一點(diǎn)。同樣，分別把相當(dāng)于光柵C73的分離光柵B76設(shè)置在光柵B72的區(qū)域內(nèi)，把相當(dāng)于光柵D74的分離光柵C77設(shè)置在光柵71的區(qū)域內(nèi)，把相當(dāng)于光柵D74的分離光柵75設(shè)置在光柵B72的區(qū)域內(nèi)。這樣一來，就把從每一個(gè)的分離光柵A75到分離光柵D78形成為使得光柵C73和分離光柵A75和分離光柵B76就在同一方向(換句話說，在同一OE元件的位置)上進(jìn)行衍射，光柵D74和分離光柵C77和分離光柵D78在同一方向(同樣，在同一OE元件位置)上進(jìn)行衍射。從分離光柵A75到分離光柵D78中的每一個(gè)，進(jìn)行衍射的光功率的條件都是相同的。
把以上的條件代入到各個(gè)檢測信號(hào)中去，以對(duì)動(dòng)作進(jìn)行驗(yàn)證。如上所述，由于光柵C73分離光柵A75和分離光柵B76在同一方向上進(jìn)行衍射，故主光束的因光柵C73而產(chǎn)生的衍射光將向光接收裝置67C入射。此外同時(shí)，主光束的因分離光柵A75和分離光柵B76而產(chǎn)生的衍射光，向光接收裝置67C入射。同樣地，±1次的副光束的衍射光將分別向光接收裝置67E和67G入射。此外，同樣地，由于光柵D74、分離光柵C77和分離光柵D78在同一方向上進(jìn)行衍射，故主光束的因光柵D74而產(chǎn)生的衍射光將向光接收裝置67D入射。此外同時(shí)，主光束的因分離光柵C77和分離光柵D78而產(chǎn)生的衍射光，向光接收裝置67D入射。同樣地，±1次的副光束的衍射光將分別向光接收裝置67F和67H入射。
當(dāng)考慮以上的入射條件時(shí)，公式1、2中的FE信號(hào)，由于設(shè)置分離光柵的面積相等，故對(duì)FE檢測功能沒有影響。公式3中的TE信號(hào)，與第1項(xiàng)和第2項(xiàng)以及大括弧的第3項(xiàng)，設(shè)置分離光柵的面積都相等，故對(duì)TE檢測功能沒有影響。
其次，對(duì)公式4進(jìn)行驗(yàn)證，由于從分離光柵A75到分離光柵D78中的每一個(gè)都相當(dāng)于第3衍射光柵70的周邊區(qū)域，故對(duì)于0次光的主軸影響小，公式4的條件得以幾乎不受影響地進(jìn)行維持。在公式5中，同樣，分子也得以幾乎不受影響地維持。另一方面，±1次的光的副光束的光功率，由于向第3衍射光柵70的周邊區(qū)域入射，故除了光柵C73和光柵D74的光功率之外，還要加上從分離光柵A75到分離光柵D78的光功率。這樣一來，分母將會(huì)增加。其結(jié)果是，光接收裝置67E、67F、67G和67H的放大倍數(shù)可以設(shè)定得比5倍低得多。因此，就可以實(shí)現(xiàn)難于受到串?dāng)_的的影響的信號(hào)的檢測動(dòng)作。
根據(jù)圖7對(duì)如上所述地構(gòu)成的復(fù)合元件2的整體的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖7是復(fù)合元件2的動(dòng)作說明圖。首先，給管腳18加上所需要的連接，激光器件3從發(fā)光點(diǎn)19射出擴(kuò)散光101。接著，通過蓋板玻璃17向第光導(dǎo)部件21入射。
在第1光導(dǎo)部件21，在用光吸收膜23吸收不需要的干擾光或擴(kuò)散到超過了規(guī)定的擴(kuò)散角的光的同時(shí)，借助于第1衍射光柵22使擴(kuò)散光101變換成3光束的往程光102。
往程光102從第1光導(dǎo)部件21向第2光導(dǎo)部件25入射。在第2光導(dǎo)部件中行進(jìn)的往程光102到達(dá)斜面26。在往程光102之內(nèi)幾乎所有的光量都透過往返程隔離膜28，向第3光導(dǎo)部件35入射。再透過第3光導(dǎo)部件35的透過面38，借助于反光鏡4向著光盤6變更行進(jìn)通路，并借助于物鏡變成為集束光，入射剩光盤6上。
在本身為到達(dá)斜面26的擴(kuò)散光的往程光102之內(nèi)，不參與重放和記錄的區(qū)域的往程光102向第2衍射光柵27入射。然后，變成為集束光的監(jiān)視反射光103向側(cè)面反射膜行進(jìn)，再次進(jìn)行反射后通過貫通第2光學(xué)部件25和第3光導(dǎo)部件35后從射出面射出。監(jiān)視反射衍射光103在光接收器60的光檢測裝置66上成像。這樣一來，由于在提高光功率的檢測中使用本身為往程光102的一部分而且不參與重放和記錄的區(qū)域的往程光102，故可以進(jìn)行正確地比例于激光器件13的光功率的光功率的檢測，而且，可以提供不會(huì)把光量的影響給予本來的重放和記錄的極其優(yōu)良的前監(jiān)視方式。
其次，從光盤6的記錄層反射來的返程光104，以相反的順序經(jīng)由物鏡5、反光鏡4向第3光導(dǎo)部件35的透過面28入射。返程光104被往返程隔離膜28反射，向第3光導(dǎo)部件35的第3衍射光柵40行進(jìn)。在第3衍射光柵40那里，變成為以+1次光為主成分的往程反射衍射光105。往程反射衍射光105被第2光導(dǎo)部件25的輔助反射膜39再次反射，從射出面39向光接收器60射出。而且，被光柵A41到光柵D44中的每一個(gè)光柵的光柵區(qū)域反射的往程反射衍射光105在從光接收裝置67A到光接收裝置67H中的每一個(gè)上成像。這樣一來，就可以把從光接收裝置67A到光接收裝置67H的檢測信號(hào)進(jìn)行組合，進(jìn)行聚焦控制和跟蹤控制。
如以上詳細(xì)地說明的那樣，倘采用本發(fā)明的光學(xué)拾波裝置，則可以提供這樣的光學(xué)拾波裝置可以用通用的發(fā)光元件小型且廉價(jià)地構(gòu)成光學(xué)拾波裝置，同時(shí)，可以以良好的精度進(jìn)行裝配，還可以正確而且效率良好地檢測發(fā)光器件的光功率。
此外，即便是集成光學(xué)部件因受激光器件的發(fā)熱的影響而產(chǎn)生熱膨脹，由于光接收裝置分別逆順序地配置起來取和，并把該逆順序和之差(斜交叉差動(dòng))作成為FE檢測邏輯，故結(jié)果就變成為由因熱膨脹而產(chǎn)生的位置變化引起的FE檢測信號(hào)的漂移或偏移完全被公式2抵消。此外同樣，由因上邊所說的熱膨脹產(chǎn)生的位置變化引起的TE檢測信號(hào)的漂移或偏移完全被公式3抵消。
特別是由于光柵A和光柵B被分割成弓形區(qū)域，光柵C和光柵D被D狀的區(qū)域，故可以沒有浪費(fèi)地對(duì)對(duì)光接收裝置的傳感器面積的入射形狀進(jìn)行配光。
除此之外，由于把從光柵A到光柵D的面積構(gòu)成為使得把第3衍射光柵的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行4等分，故得以容易地形成第3衍射光柵。另外，在光柵A和光柵B的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)于光柵C的分離光柵A和分離光柵B，在光柵A和光柵B的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)于光柵D74的分離光柵C和分離光柵D。
這樣一來，就可以提供能夠?qū)崿F(xiàn)檢測光學(xué)系統(tǒng)不會(huì)因使用溫度的變動(dòng)而受到影響。難于受到串?dāng)_的影響的信號(hào)的檢測動(dòng)作的集成光學(xué)部件、以及使用該集成光學(xué)部件的光學(xué)拾波裝置、以及使用該光學(xué)拾波裝置的光盤裝置。
權(quán)利要求
1.一種把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤，同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件，其特征是在上述集成光學(xué)裝置在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵。
2.權(quán)利要求1所述的集成光學(xué)部件，其特征是上述衍射光柵被分割成用與光盤的半徑方向平行的2條分割線進(jìn)行3分割的中央?yún)^(qū)域和在切線方向上分離的2個(gè)弓形區(qū)域，上述中央?yún)^(qū)域被進(jìn)一步分割成用與光盤的切線方向平行的分割線再次2分割的大體上為D形狀。
3.權(quán)利要求2所述的集成光學(xué)部件，其特征是2個(gè)上述弓形區(qū)域和2個(gè)上述大體上為D形狀的區(qū)域，分別在把上述衍射光柵的整個(gè)區(qū)域大體上4等分的面積內(nèi)形成。
4.權(quán)利要求1所述的集成光學(xué)部件，其特征是上述衍射光柵被分割成由H形狀的分割線把上述衍射光柵的整個(gè)區(qū)域大體上4等分為2個(gè)弓形區(qū)域和2個(gè)大體上為D形狀區(qū)域的面積。
5.權(quán)利要求2至權(quán)利要求4的任一項(xiàng)所述的集成光學(xué)部件，其特征是在上述2個(gè)弓形區(qū)域內(nèi)分別形成在與上述大體上為D形狀的區(qū)域同一方向上進(jìn)行衍射的分離光柵。
6.一種具有把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件；接受光并變換成電信號(hào)的光接收裝置；把上述發(fā)光器件和上述集成光學(xué)部件和上述光接收裝置保持在相互的位置上的耦合裝置的光學(xué)拾波裝置，其特征是上述集成光學(xué)部件，在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵。
7.權(quán)利要求6所述的光學(xué)拾波裝置，其特征是上述衍射光柵被分割成用與光盤的半徑方向平行的2條分割線進(jìn)行3分割的中央?yún)^(qū)域和在切線方向上分離的2個(gè)弓形區(qū)域，上述中央?yún)^(qū)域被進(jìn)一步分割成用與光盤的切線方向平行的分割線再次2分割的大體上為D形狀，2個(gè)上述弓形區(qū)域和2個(gè)上述大體上為D形狀的區(qū)域分別形成把上述衍射光柵的整個(gè)區(qū)域等分為大體上4等分的面積。
8.權(quán)利要求6所述的光學(xué)拾波裝置，其特征是上述衍射光柵被分割成由H形狀的分割線把上述衍射光柵的整個(gè)區(qū)域大體上4等分為2個(gè)弓形區(qū)域和2個(gè)大體上為D形狀區(qū)域的面積。
9.權(quán)利要求7或8所述的光學(xué)拾波裝置，其特征是在上述2個(gè)弓形區(qū)域內(nèi)分別形成與上述大體上D形狀的區(qū)域在同一方向上衍射的分離光柵。
10.一種光盤裝置，其特征是使用從權(quán)利要求6到權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾波裝置。
11.一種具有把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件；接受光并變換成電信號(hào)的光接收裝置；把上述發(fā)光器件和上述集成光學(xué)部件和上述光接收裝置保持在相互的位置上的耦合裝置的光學(xué)拾波裝置，其特征是上述集成光學(xué)部件，在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵，同時(shí)，把上述衍射光柵4分割成在切線方向上分離開來的第1弓形區(qū)域和第2弓形區(qū)域、第大體上為D形狀的區(qū)域和第2大體上為D形狀的區(qū)域，上述光接收裝置具有接受上述第1弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；假手上述第1大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)光接收裝置。
12.權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾波裝置，其特征是在設(shè)接受上述第1弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為IA、IB，設(shè)接受上述第2弓形區(qū)域的衍射光的逆順序配置的2個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為Ia、Ib時(shí)，聚焦誤差信號(hào)(FA)，由下述公式計(jì)算FA＝{(IA+Ia)-(IB+Ib)}
13.權(quán)利要求11所述的光學(xué)拾波裝置，其特征是在設(shè)接受上述第1大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為IC、IE、IG，設(shè)接受上述第2大體上D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為ID、IF、IH時(shí)，跟蹤誤差信號(hào)(TA)，由下述公式計(jì)算TE＝IC-ID-k{(IE+IG)-(IF+IH)}(其中，k是與動(dòng)作設(shè)定對(duì)應(yīng)起來決定的常數(shù))。
14.一種光盤裝置，其特征是使用從權(quán)利要求11到權(quán)利要求13所述的光學(xué)拾波裝置。
15.一種聚焦誤差檢測方法，該方法是這樣的一種方法具有把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件；接受光并變換成電信號(hào)的光接收裝置，上述集成光學(xué)部件，在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵，同時(shí)，把上述衍射光柵4分割成在切線方向上分離開來的第1弓形區(qū)域和第2弓形區(qū)域、第大體上為D形狀的區(qū)域和第2大體上為D形狀的區(qū)域，上述光接收裝置，形成接受上述第1弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；接受上述第1大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)光接收裝置。其特征是在設(shè)接受上述第1弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為IA、IB，設(shè)接受上述第2弓形區(qū)域的衍射光的逆順序配置的2個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為Ia、Ib時(shí)，聚焦誤差信號(hào)(FA)，由下述公式計(jì)算FA＝{(IA+Ia)-(IB+Ib)}
16.一種跟蹤誤差檢測方法，該方法是這樣的一種方法具有把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件；接受光并變換成電信號(hào)的光接收裝置，上述集成光學(xué)部件，在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面，在上述不論哪一個(gè)光學(xué)面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的衍射光柵，同時(shí)，把上述衍射光柵4分割成在切線方向上分離開來的第1弓形區(qū)域和第2弓形區(qū)域、第大體上為D形狀的區(qū)域和第2大體上為D形狀的區(qū)域，上述光接收裝置，形成接受上述第1弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2弓形區(qū)域的衍射光的2個(gè)上述光接收裝置；接受上述第1大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置；接受上述第2大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)光接收裝置。其特征是在設(shè)接受上述第1大體上為D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為IC、IE、IG，設(shè)接受上述第2大體上D形狀的區(qū)域的衍射光的3個(gè)上述光接收裝置的檢測信號(hào)分別為ID、IF、IH時(shí)，跟蹤誤差信號(hào)(TA)，由下述公式計(jì)算TE＝IC-HD-k{(IE+IG)-(IF+IH)}(其中，k是與動(dòng)作設(shè)定對(duì)應(yīng)起來決定的常數(shù))。
全文摘要
目的是提供檢測光學(xué)系統(tǒng)不會(huì)因使用溫度的變動(dòng)而受影響的集成光學(xué)部件和光學(xué)拾波裝置。提供既是把發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)向光盤同時(shí)從來自光盤的反射光之內(nèi)分離必要的光束的集成光學(xué)部件20,又是其特征為在其內(nèi)部含有多個(gè)光學(xué)面,在第1斜面上形成從上述反射光之內(nèi)抽出跟蹤控制和聚焦控制所需要的光束的第3衍射光柵36的集成光學(xué)部件20,和使用該集成光學(xué)部件的光學(xué)拾波裝置,以及使用該光學(xué)拾波裝置的光盤裝置。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1347104SQ01135338
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者深草雅春, 堀之內(nèi)升吾, 后藤博志, 古川文信 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社