專利名稱：光學(xué)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置于光盤設(shè)備上、用以在光盤上記錄信息或從光盤上讀取信息的光學(xué)頭，該光學(xué)頭能通過向光盤投射激光束而獲得適當(dāng)?shù)男盘枴?br> 背景技術(shù)：
在投射激光束時能再現(xiàn)信息的光盤被用作存儲諸如圖像和聲音之類的信息的記錄介質(zhì)。DVD(數(shù)字通用光盤)就被用作這種光盤，且目前在市場上已能夠獲得比DVD具有更高密度(更高存儲容量)的BD(藍(lán)光光盤)。利用這些光盤作為記錄介質(zhì)的光盤設(shè)備通過轉(zhuǎn)動光盤并向光盤的記錄面投射激光束而再現(xiàn)記錄在光盤上的信息。
通常，單個光學(xué)頭支持從DVD和BD再現(xiàn)信息，以節(jié)約光盤設(shè)備的空間和成本。此外，由于對應(yīng)于DVD和BD的激光束具有不同的波長，因此該光學(xué)頭具有能發(fā)射具有相應(yīng)波長的激光束的激光束光源。該光學(xué)頭設(shè)置有面向光盤的物鏡，從激光束光源發(fā)出并穿過光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的激光束在穿過該物鏡后聚集(condense)在光盤的記錄層上。
當(dāng)激光束穿過物鏡時，激光束中會產(chǎn)生像差。此外，由于光盤具有包括基板的結(jié)構(gòu)，其中該基板是設(shè)置在記錄層上的保護(hù)層，所以當(dāng)激光束穿過基板時還會產(chǎn)生另一像差。通常，物鏡被設(shè)計為支持一種類型的光盤(在許多情況下都是BD)，因此，在穿過物鏡之后的激光束中產(chǎn)生的像差通過由BD的基板產(chǎn)生的像差而抵消。因而，當(dāng)激光束聚集在記錄層上時，其具有很小的波像差。
圖6是光學(xué)頭的示意圖。圖6中所示的光學(xué)頭B包括發(fā)射藍(lán)色激光束的藍(lán)色激光束光源101、發(fā)射紅色激光束的紅色激光束光源102、允許藍(lán)色激光束穿過并反射紅色激光束的分色棱鏡103、將發(fā)散光線轉(zhuǎn)換成平行光線的準(zhǔn)直透鏡104、作為反射入射激光束的一部分并允許其余的入射激光束穿過的光學(xué)元件的分光器105、將激光束聚集到光盤Ds上的預(yù)定位置處的物鏡106、檢測由光盤Ds反射的激光束的光檢測元件107、和將激光束聚集到光檢測元件107上的檢測透鏡108。
從藍(lán)色激光束光源101發(fā)出的激光束穿過分色棱鏡103進(jìn)入準(zhǔn)直透鏡104，并在其穿過準(zhǔn)直透鏡104時轉(zhuǎn)換為平行光線。已轉(zhuǎn)換為平行光線的激光束進(jìn)入分光器105，一半入射光穿過分光器105進(jìn)入物鏡106。進(jìn)入物鏡106的激光束聚集成投射到光盤Ds上的激光光斑(laser spot)。
此外，被光盤Ds反射的激光束返回到物鏡106并變成進(jìn)入分光器105的、基本上平行的光線。進(jìn)入分光器105的激光束的一半被反射進(jìn)入檢測透鏡108，然后聚集并進(jìn)入光檢測元件107。該激光束由光檢測元件107轉(zhuǎn)換成電信號，然后根據(jù)該轉(zhuǎn)換的電信號檢測記錄在光盤上的信息。
此外，該光學(xué)頭B設(shè)置有將0級衍射光和1級衍射光從被光盤Ds反射的激光束中分出的衍射光柵109。光檢測元件107具有位于中間的第一光檢測部分1071和將光檢測部分1071夾在中間的兩個第二光檢測部分1072。被衍射光柵109衍射的光的0級衍射光由第一光檢測部分1071檢測，而1級衍射光由第二光檢測部分1072檢測。第一光檢測部分1071檢測作為數(shù)據(jù)信號的RF信號和聚焦誤差信號。第二光檢測部分1072檢測用于光學(xué)頭B的驅(qū)動控制的控制信號(例如循跡誤差信號)。
但是，用于DVD介質(zhì)的光盤基板的厚度、相應(yīng)激光束的波長、和物鏡的數(shù)值孔徑NA不同于用于BD的光盤基板的厚度、相應(yīng)激光束的波長、和物鏡的數(shù)值孔徑NA。因此，如果用于BD的物鏡被用來在DVD的記錄層上聚集激光束，則會在投射到DVD介質(zhì)的記錄層的激光束中產(chǎn)生具有大像差成分的波像差。
如果產(chǎn)生了具有大像差成分的波像差，則激光束的、聚集在光盤的記錄面上的聚集點(diǎn)(下文中稱為激光光斑)可能具有很大的光斑直徑，或者可能在激光光斑周圍形成暗淡的環(huán)形光(暈圈)。因此，可能增加干擾或抖動(jitter)，且從光盤再現(xiàn)信息或?qū)⑿畔⒂涗浽诠獗P上的精度可能下降。
為了抑制這種波像差的產(chǎn)生，在圖6所示的光學(xué)頭中采用了以下方法。調(diào)整紅色激光束光源102和準(zhǔn)直透鏡104之間的距離(包括由分色棱鏡103轉(zhuǎn)向的部分)(通常，該距離被調(diào)整為短于藍(lán)色激光束光源101和準(zhǔn)直透鏡104之間的距離)，使得紅色激光束光源102設(shè)置在使紅色激光束不是平行光線的間距位置上。由物鏡106聚集的紅色激光束的聚集點(diǎn)偏離藍(lán)色激光束的聚集點(diǎn)(紅色激光束的聚集點(diǎn)更遠(yuǎn))。這樣，由于藍(lán)色激光束光源101和紅色激光束光源102設(shè)置為使得它們的聚集點(diǎn)彼此偏移，所以抑制了聚集在光盤Ds上的激光束中產(chǎn)生的像差。
此外，JP-A-2003-223728公開了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中利用單個光學(xué)拾取器讀取具有不同的基板厚度、相應(yīng)波長和數(shù)值孔徑的光盤，并且設(shè)置有具有特定形狀的物鏡。
另外，JP-A-2001-222838公開了這樣一種發(fā)明，其中利用液晶元件校正投射到各光盤的激光束的像差。
但是，由于藍(lán)色激光束光源101和紅色激光束光源102與準(zhǔn)直透鏡104的距離之間存在差異(下文中稱為發(fā)光點(diǎn)差異)，因此光束被檢測透鏡108聚集的聚集點(diǎn)對于藍(lán)色激光束和紅色激光束也存在差異。更具體而言，如圖6中所示，藍(lán)色激光束的聚集點(diǎn)比紅色激光束的聚集點(diǎn)離檢測透鏡更遠(yuǎn)。
例如，如果光檢測元件107的第一光檢測部分1071設(shè)置在藍(lán)色激光束的聚集點(diǎn)上，則藍(lán)色激光束的0級衍射光由第一光檢測部分1071檢測，其1級衍射光由第二光檢測部分1072檢測。但是，紅色激光束的0級衍射光會變得暗淡，使得其不能被第一光檢測部分1071聚集，并且不能得到足夠精度的檢測。同樣地，紅色激光束的1級衍射光不能被第二光檢測部分1072聚集，并會變得暗淡使得其不能得到足夠精度的檢測。
這樣，如果投射到第一光檢測部分1071和第二光檢測部分1072的0級衍射光和1級衍射光不能得到充分地檢測，則光盤Ds就不能被足夠精確地讀取，光學(xué)頭B的驅(qū)動控制精度也會下降。
此外，由于JP-A-2003-223728中公開的發(fā)明利用了具有特定形狀的物鏡，所以需要很多勞動和時間來制造這種具有特定形狀的物鏡。因此，光學(xué)拾取器(光學(xué)頭)的制造成本增加。
此外，由于JP-A-2001-222838中公開的發(fā)明利用了液晶元件來校正像差，因此必須增加該液晶元件和用于驅(qū)動該液晶元件的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的其它部件。因此，光學(xué)頭的尺寸和成本可能會增加。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供這樣一種光學(xué)頭，其能夠在不增加復(fù)雜的構(gòu)件和附加的光學(xué)元件的情況下，獲得該光學(xué)頭的驅(qū)動控制所必需的足夠的控制信號，并能進(jìn)行精確控制，且具有高可靠性。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種光學(xué)頭，其能夠在不增加復(fù)雜的構(gòu)件和附加的光學(xué)元件的情況下，通過單個物鏡和單個光檢測元件讀取具有兩種不同基板厚度的光盤。
根據(jù)本發(fā)明的一個方案的光學(xué)頭包括第一激光束光源，其用以發(fā)射支持第一光盤的第一激光束；第二激光束光源，其用以發(fā)射支持第二光盤的第二激光束；物鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束聚集在該第一光盤或該第二光盤的記錄面上；衍射光學(xué)元件，其用以允許被該第一光盤或該第二光盤反射的該第一激光束或該第二激光束穿過，并用以單獨(dú)地將0級衍射光和1級衍射光分出；檢測透鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光聚集在光軸上，并用以將該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光聚集在相對于該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)對稱的位置上；以及光檢測元件，其包括用以檢測穿過該檢測透鏡的該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的第一光檢測部分，和相對于該第一光檢測部分對稱設(shè)置的、用以檢測該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光的兩個第二光檢測部分，該第一光檢測部分和所述兩個第二光檢測部分設(shè)置在相同的平面上。該光檢測元件設(shè)置為使得該第一光檢測部分位于該第一激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)之間，該第二激光束聚集在比該第一激光束的聚集點(diǎn)更靠近該檢測透鏡的位置，且0級衍射光的光軸垂直于該第一光檢測部分。該衍射光學(xué)元件改變該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光的相位，使得該第一激光束的、聚集在更靠近該檢測透鏡的位置上的1級衍射光聚集在該光檢測元件的一個第二光檢測部分上，且該第二激光束的、聚集在更遠(yuǎn)離該檢測透鏡的位置上的1級衍射光聚集在另一個第二光檢測部分上。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，作為第一激光束和第二激光束的數(shù)據(jù)信號的0級衍射光可被投射成具有與第一光檢測部分相同尺寸和相同形狀的光斑。因此，可以精確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。
此外，由于一個第二光檢測部分檢測第一激光束的1級衍射光，而另一個第二光檢測部分檢測第二激光束的1級衍射光。因此，可以精確地進(jìn)行光學(xué)頭的控制。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，光檢測元件的位置偏移，全息元件的第一全息部(hologram)和第二全息部的形狀得到優(yōu)化。因此，可以在不使用任何附加的光學(xué)元件的情況下，通過使用單個物鏡和單個光檢測元件讀取具有多種基板厚度的光盤。
因此，可以減少光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得該光學(xué)頭的尺寸和制造成本得以減少。此外，由于可以減少被激光束穿過的光學(xué)元件的數(shù)量，所以可以減少在激光束穿過光學(xué)元件時的能量損失和像差。
在上述結(jié)構(gòu)中優(yōu)選的是，該衍射光學(xué)元件包括形成在一個表面上用以分出該第一激光束的第一全息部，以及形成在另一個表面上用以分出該第二激光束的第二全息部，且該第一全息部或該第二全息部單獨(dú)地分出該第一激光束或該第二激光束。在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，該衍射光學(xué)元件包括用以從該第一激光束中分出0級衍射光和1級衍射光的第一全息部，以及用以從該第二激光束中分出0級衍射光和1級衍射光的第二全息部，該第一全息部和該第二全息部以規(guī)則的方式分別設(shè)置在表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案的光學(xué)頭包括第一激光束光源，其用以發(fā)射第一激光束，該第一激光束具有對應(yīng)于光盤基板厚度較小的第一光盤的較短波長；第二激光束光源，其用以發(fā)射第二激光束，該第二激光束具有對應(yīng)于光盤基板厚度較大的第二光盤的較長波長；準(zhǔn)直透鏡，其將該第一激光束轉(zhuǎn)換成平行光線，并將該第二激光束轉(zhuǎn)換成具有小發(fā)散角的光；物鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束聚集在該第一光盤或該第二光盤的記錄面上；全息元件，其包括形成在一個表面上用以僅由從該第一光盤反射的第一激光束中分出0級衍射光和±1級衍射光的第一全息部，和形成在另一個表面上用以僅由從該第二光盤反射的第二激光束中分出0級衍射光和±1級衍射光的第二全息部；檢測透鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光聚集在光軸上，并用以將該第一激光束或該第二激光束的±1級衍射光聚集在相對于該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和0級衍射光的光軸對稱的位置上；以及光檢測元件，其包括用以檢測穿過該檢測透鏡的該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的第一光檢測部分，和相對于該第一光檢測部分對稱設(shè)置的、用以檢測該第一激光束或該第二激光束的±1級衍射光的兩個第二光檢測部分，該第一光檢測部分和所述兩個第二光檢測部分設(shè)置在相同的平面上。該光檢測元件設(shè)置為使得該第一光檢測部分位于該第一激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)之間，該第二激光束聚集在比該第一激光束的聚集點(diǎn)更靠近該檢測透鏡的位置，且0級衍射光的光軸垂直于該第一光檢測部分。該全息元件的第一全息部改變該第一激光束的±1級衍射光的相位，使得聚集在更靠近檢測透鏡的位置上的+1級衍射光聚集在該光檢測元件的一個第二光檢測部分上，且該第二全息部改變該第二激光束的±1級衍射光的相位，使得該第二激光束的、聚集在更遠(yuǎn)離該檢測透鏡的位置上的-1級衍射光聚集在該光檢測元件的另一個第二光檢測部分上。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，用作第一激光束和第二激光束的數(shù)據(jù)信號的0級衍射光可被投射成具有與第一光檢測部分相同尺寸和相同形狀的光斑。因此，可以精確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。
此外，由于一個第二光檢測部分檢測第一激光束的-1級衍射光，而另一個第二光檢測部分檢測第二激光束的+1級衍射光。因此，可以精確地進(jìn)行光學(xué)頭的控制。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，光檢測元件的位置偏移，全息元件的第一全息部和第二全息部的形狀得到優(yōu)化。因此，可以在不使用任何附加的光學(xué)元件的情況下，通過使用單個物鏡和單個光檢測元件讀取具有多種基板厚度的光盤。
因此，可以減少光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得該光學(xué)頭的尺寸和制造成本得以減少。此外，由于可以減少被激光束穿過的光學(xué)元件的數(shù)量，所以可以減少激光束穿過光學(xué)元件時的能量損失和像差。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供這樣一種光學(xué)頭，其能夠在不增加復(fù)雜的構(gòu)件和附加的光學(xué)元件的情況下，獲得光學(xué)頭的驅(qū)動控制所必需的足夠的控制信號，并能進(jìn)行精確控制，且具有高可靠性。
而且，根據(jù)本發(fā)明，可提供這樣一種光學(xué)頭，其能夠在不增加復(fù)雜的構(gòu)件和附加的光學(xué)元件的情況下，通過單個物鏡和單個光檢測元件讀取具有兩種不同基板厚度的光盤。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)頭的示意圖。
圖2是設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)頭上的全息元件的平面示意圖。
圖3是示出圖2中所示的全息元件的橫截面的示意圖。
圖4示出了當(dāng)0級衍射光和±1級衍射光被用于藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL的檢測透鏡聚集時，0級衍射光和±1級衍射光的聚集點(diǎn)的圖。
圖5示出了與圖4相應(yīng)的另一實(shí)例圖。
圖6示出了傳統(tǒng)光學(xué)頭的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)頭的示意圖。圖1中所示的光學(xué)頭A可以讀取BD和DVD，但是并不局限于此。在圖1中，藍(lán)色激光束BL由實(shí)線表示，紅色激光束RL由虛線表示。
光學(xué)頭A包括發(fā)射具有較短波長的藍(lán)色激光束BL的藍(lán)色激光束光源1、發(fā)射具有較長波長的紅色激光束RL的紅色激光束光源2、允許藍(lán)色激光束BL穿過并反射紅色激光束RL的分色棱鏡3、將發(fā)散光線轉(zhuǎn)換成平行光線的準(zhǔn)直透鏡4、作為反射入射激光束的一部分并允許其余的入射激光束穿過的光學(xué)元件的分光器5、將激光束聚集到光盤Ds上的預(yù)定位置處的物鏡6、從被光盤Ds反射的激光束中分出0級衍射光和±1級衍射光的全息元件7、檢測由光盤Ds反射的激光束的光檢測元件8、和將激光束聚集到光檢測元件8上的檢測透鏡9。
物鏡6形成為適用于藍(lán)色激光束BL，使得在藍(lán)色激光束BL投射到光盤Ds(BD)的基板時不產(chǎn)生像差。藍(lán)色激光束光源1和準(zhǔn)直透鏡4之間的距離具有使準(zhǔn)直透鏡4將從藍(lán)色激光束光源1發(fā)射的發(fā)散藍(lán)色激光束BL轉(zhuǎn)換成平行光線所需的足夠長度。此外，當(dāng)投射紅色激光束RL時，物鏡6可產(chǎn)生大量像差。為了抑制這種像差，將紅色激光束光源2設(shè)置為使得紅色激光束光源2到準(zhǔn)直透鏡4的距離與藍(lán)色激光束光源1到準(zhǔn)直透鏡4的距離之間存在差異(下文中稱為發(fā)光點(diǎn)差異)。因此，通過準(zhǔn)直透鏡4使得從紅色激光束光源2發(fā)射的發(fā)散紅色激光束RL具有更小的發(fā)散角，但是沒有轉(zhuǎn)換成平行光線。
藍(lán)色激光束BL的正向光路(forward light path)如下。從藍(lán)色激光束光源1發(fā)出的藍(lán)色激光束BL穿過分色棱鏡3進(jìn)入準(zhǔn)直透鏡4。當(dāng)該藍(lán)色激光束BL穿過準(zhǔn)直透鏡4時其被轉(zhuǎn)換為平行光線。已轉(zhuǎn)換為平行光線的激光束進(jìn)入分光器5，并且一半入射光穿過分光器5進(jìn)入物鏡6。進(jìn)入物鏡6的藍(lán)色激光束BL聚集并投射到光盤(BD)上。
此外，紅色激光束RL的正向光路如下。從紅色激光束光源2發(fā)出的紅色激光束RL被分色棱鏡3反射而轉(zhuǎn)向，并進(jìn)入準(zhǔn)直透鏡4。進(jìn)入準(zhǔn)直透鏡4的紅色激光束RL被轉(zhuǎn)換成具有更小發(fā)散角度的光。從準(zhǔn)直透鏡4中出來的紅色激光束RL進(jìn)入分光器5中，并且一半入射光穿過分光器5進(jìn)入物鏡6。進(jìn)入物鏡6的紅色激光束RL聚集并投射到光盤(DVD)上。
雖然如圖1中所示在分光器5和物鏡6之間設(shè)置了全息元件7，但是正向光路中的±1級衍射光從被光盤(BD或DVD)反射后的激光束的光路(反向光路)中分出，因此可以忽略全息元件7。
圖2示出了設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)頭上的全息元件的平面示意圖。圖3是示出了圖2中所示的全息元件的橫截面的示意圖。示意性的圖2和圖3中所示的全息元件7可與實(shí)際應(yīng)用的全息元件具有不同的形狀。圖2中所示的全息元件7為盤狀。如后面將描述的一樣，全息元件7裝配有用于衍射藍(lán)色激光束BL的第一全息部71和用于衍射紅色激光束RL的第二全息部72。圖2中所示的全息元件7示出了對應(yīng)于藍(lán)色激光束BL的第一全息部71，但并不局限于此。全息元件7的表面上設(shè)置有多個彎曲槽(curved groove)710。由于形成了彎曲槽710，所以可以改變±1級衍射光的相位。
再如圖3中所示，全息元件7設(shè)置有形成在第一表面7a上的第一全息部71(參見圖2)，和形成在與第一表面7a相對的第二表面7b上的第二全息部72。第一全息部71可以僅從藍(lán)色激光束BL中分出0級衍射光和±1級衍射光。第二全息部72可以僅從紅色激光束BL中分出0級衍射光和±1級衍射光。第一全息部71和第二全息部72中的每一個全息部均以與圖2中所示方式相同的方式設(shè)置有多個彎曲槽710、720。
如圖3中所示，第一全息部71的彎曲槽(凹槽)710和第二全息部72的彎曲槽(凹槽)720彼此具有不同的槽深。各槽深分別對應(yīng)于藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL中各激光束的波長，因此只有相應(yīng)的激光束可被衍射。
被光盤反射的藍(lán)色激光束BL進(jìn)入物鏡6以成為基本平行的光線，然后進(jìn)入全息元件7。進(jìn)入全息元件7的激光束被分成0級衍射光和±1級衍射光。全息元件7包括形成為使得藍(lán)色激光束BL的+1級衍射光和-1級衍射光的相位彼此不同的第一全息部71。
此外，被光盤反射的紅色激光束RL進(jìn)入物鏡6以成為略微會聚(converge)的會聚光線，然后進(jìn)入全息元件7。進(jìn)入全息元件7的激光束被分成0級衍射光和±1級衍射光。全息元件7包括形成為使得紅色激光束RL的+1級衍射光和-1級衍射光的相位彼此不同的第二全息部72。
圖4示出了當(dāng)0級衍射光和±1級衍射光被用于藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL的檢測透鏡聚集時，0級衍射光和±1級衍射光的聚集點(diǎn)的圖。分成0級衍射光和±1級衍射光的藍(lán)色激光束BL被分光器5反射并被檢測透鏡9聚集。在這種情況下，0級衍射光被聚集在離檢測透鏡9的距離為L1的位置(第一聚集點(diǎn)P1)。此外，+1級衍射光和-1級衍射光形成在相對于第一聚集點(diǎn)P1對稱的位置上，并與0級衍射光的光軸偏移，如圖4所示。這是由于在第一全息部71分出±1級衍射光時，+1級衍射光和-1級衍射光的相位改變并且被檢測透鏡9聚集而產(chǎn)生的。-1級衍射光的聚集點(diǎn)離檢測透鏡9更遠(yuǎn)，但是不能將其理解為局限于此。
此外，被第二全息部72分成0級衍射光和±1級衍射光的紅色激光束RL被分光器5反射，進(jìn)入檢測透鏡9并以同樣的方式聚集。在這種情況下，由于發(fā)光點(diǎn)不同，因此紅色激光束RL的0級衍射光聚集在離檢測透鏡的距離為L2的位置(第二聚集點(diǎn)P2)，該位置P2比第一聚集點(diǎn)P1離檢測透鏡更近。此外，關(guān)于±1級衍射光，與藍(lán)色激光BL的情況類似，其在相對于第二聚集點(diǎn)P2對稱的位置形成，并與0級衍射光的光軸方向偏移。-1級衍射光的聚集點(diǎn)離檢測透鏡9更遠(yuǎn)，但是不能將其理解為局限于此。
如圖4中所示，光檢測元件8具有與傳統(tǒng)光檢測元件8相同的形狀，并包括用以檢測0級衍射光的第一光檢測部分81、用以檢測±1級衍射光的第二光檢測部分82和第三光檢測部分83。第二光檢測部分82和第三光檢測部分83以相對于第一光檢測部分81對稱的方式形成，并且第一光檢測部分81設(shè)置為垂直于0級衍射光的光軸。由于光檢測部分8的第一光檢測部分81設(shè)置在第一聚集點(diǎn)P1和第二聚集點(diǎn)P2之間，因此藍(lán)色激光束BL的0級衍射光和紅色激光束RL的0級衍射光具有基本上彼此尺寸相同和形狀相同的、被投射到第一光檢測部分81上的光束斑點(diǎn)。
在這種情況下，全息元件7包括第一全息部71和第二全息部72。第一全息部71具有這樣的形狀，即，改變±1級衍射光的相位，使得藍(lán)色激光束BL的、聚集在更靠近檢測透鏡9的一側(cè)上的+1級衍射光的聚集點(diǎn)重疊在第二光檢測部分82上。第二全息部72具有這樣的形狀，即，改變±1級衍射光的相位，使得紅色激光束RL的、聚集在更遠(yuǎn)離檢測透鏡9的一側(cè)上的-1級衍射光的聚集點(diǎn)重疊在第三光檢測部分83上。
由于設(shè)置了全息元件7，所以可以檢測作為用于藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL的數(shù)據(jù)信號的激光束的0級衍射光，且可以檢測作為用于驅(qū)動控制的激光束的1級衍射光。
此外，由于設(shè)置了全息元件7并調(diào)整了光檢測元件8的位置，所以可以通過利用單個光檢測元件8檢測藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL的數(shù)據(jù)信號和控制信號，而不必形成具有特定形狀的光檢測元件8或增加特定的光學(xué)元件。
因此，在不增加光學(xué)頭A的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或使用復(fù)雜的光學(xué)元件的情況下，可以通過利用單個物鏡6和單個光檢測元件8讀取具有不同基板厚度的光盤(例如BD和DVD)。因此，可以避免光學(xué)頭A的制造成本增加，且可以增加設(shè)計光學(xué)頭A中的靈活性。
在上述實(shí)例中，用于本發(fā)明的光學(xué)頭A的全息元件7通過第一全息部71和第二全息部72改變藍(lán)色激光束BL和紅色激光束RL的±1級衍射光的相位。因此，在任一激光束中，-1級衍射光均聚集在比+1級衍射光更遠(yuǎn)的位置。但是，本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)?？梢詮V泛地采用這種全息元件，其中+1級衍射光和-1級衍射光以相對于0級衍射光的聚集點(diǎn)對稱的方式聚集并與軸向偏移。
例如，如圖5中所示，可以形成第二全息部72以使紅色激光束RL的+1級衍射光在比-1級衍射光更遠(yuǎn)的位置聚集。因此，藍(lán)色激光束BL的+1級衍射光可以聚集在第二光檢測部分82上，紅色激光束RL的+1級衍射光也可以聚集在第二光檢測部分82上。因此，光檢測元件8不必具有第三光檢測部分83，該光檢測元件可以形成為簡單結(jié)構(gòu)，因此可以增加設(shè)計光學(xué)頭中的靈活性。
在上述實(shí)例中，全息元件7包括設(shè)置在第一表面7a上、并能將藍(lán)色激光束BL分成0級衍射光和±1級衍射光的第一全息部71，和設(shè)置在第二表面7b上、并能將紅色激光束RL分成0級衍射光和±1級衍射光的第二全息部72。但是，本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。可以在一個表面上規(guī)則地設(shè)置用于衍射藍(lán)色激光束BL的凹槽和用于衍射紅色激光束RL的凹槽。作為全息元件，其可以單獨(dú)地并分別地將具有不同波長的激光束分成0級衍射光和±1級衍射光。
在上述實(shí)例中，本發(fā)明的光學(xué)頭A包括發(fā)射用于BD的藍(lán)色激光束BL的藍(lán)色激光束光源1和發(fā)射用于DVD的紅色激光束RL的紅色激光束光源2。但是，本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以廣泛地應(yīng)用于裝配有兩個不同波長的激光束光源的光學(xué)頭中。
本發(fā)明的光學(xué)頭可應(yīng)用于利用包括CD、DVD、BD等光盤作為記錄介質(zhì)的光盤設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)頭，包括第一激光束光源，其用以發(fā)射支持第一光盤的第一激光束；第二激光束光源，其用以發(fā)射支持第二光盤的第二激光束；物鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束聚集在該第一光盤或該第二光盤的記錄面上；衍射光學(xué)元件，其用以允許被該第一光盤或該第二光盤反射的第一激光束或第二激光束穿過，并用以單獨(dú)地將0級衍射光和1級衍射光分出；檢測透鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光聚集在光軸上，并用以將該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光聚集在相對于該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)對稱的位置上；以及光檢測元件，其包括第一光檢測部分，該第一光檢測部分用以檢測穿過該檢測透鏡的該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光；和兩個第二光檢測部分，所述兩個第二光檢測部分相對于該第一光檢測部分對稱設(shè)置，用以檢測該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光，該第一光檢測部分和所述兩個第二光檢測部分設(shè)置在相同的平面上，其中該光檢測元件設(shè)置為使得該第一光檢測部分位于該第一激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)之間，該第二激光束聚集在比該第一激光束的聚集點(diǎn)更靠近該檢測透鏡的位置，且0級衍射光的光軸垂直于該第一光檢測部分，以及該衍射光學(xué)元件改變該第一激光束或該第二激光束的1級衍射光的相位，使得該第一激光束的、聚集在更靠近該檢測透鏡的位置上的1級衍射光聚集在該光檢測元件的一個第二光檢測部分上，且該第二激光束的、聚集在更遠(yuǎn)離該檢測透鏡的位置上的1級衍射光聚集在另一個第二光檢測部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中，該衍射光學(xué)元件包括第一全息部，其形成在一個表面上，用以分出該第一激光束；以及第二全息部，其形成在另一個表面上，用以分出該第二激光束，且該第一全息部或該第二全息部單獨(dú)地分出該第一激光束或該第二激光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中，該衍射光學(xué)元件包括第一全息部，其用以從該第一激光束中分出0級衍射光和1級衍射光；以及第二全息部，其用以從該第二激光束中分出0級衍射光和1級衍射光，該第一全息部和該第二全息部以規(guī)則的方式分別設(shè)置在表面上。
4.一種光學(xué)頭，包括第一激光束光源，其用以發(fā)射第一激光束，該第一激光束具有對應(yīng)于光盤基板厚度較小的第一光盤的較短波長；第二激光束光源，其用以發(fā)射第二激光束，該第二激光束具有對應(yīng)于光盤基板厚度較大的第二光盤的較長波長；準(zhǔn)直透鏡，其將該第一激光束轉(zhuǎn)換成平行光線，并將該第二激光束轉(zhuǎn)換成具有小發(fā)散角的光；物鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束聚集在該第一光盤或該第二光盤的記錄面上；全息元件，其包括第一全息部，該第一全息部形成在一個表面上，用以僅從由該第一光盤反射的第一激光束中分出0級衍射光和±1級衍射光；和第二全息部，該第二全息部形成在另一個表面上，用以僅從由該第二光盤反射的第二激光束中分出0級衍射光和±1級衍射光；檢測透鏡，其用以將該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光聚集在光軸上，并用以將該第一激光束或該第二激光束的±1級衍射光聚集在相對于該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和0級衍射光的光軸對稱的位置上；以及光檢測元件，其包括第一光檢測部分，該第一光檢測部分用以檢測穿過該檢測透鏡的該第一激光束或該第二激光束的0級衍射光；和兩個第二光檢測部分，所述兩個第二光檢測部分相對于作為中心的該第一光檢測部分對稱設(shè)置，用以檢測該第一激光束或該第二激光束的±1級衍射光，該第一光檢測部分和所述兩個第二光檢測部分設(shè)置在相同的平面上，其中該光檢測元件設(shè)置為使得該第一光檢測部分位于該第一激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)和該第二激光束的0級衍射光的聚集點(diǎn)之間，該第二激光束聚集在比該第一激光束的聚集點(diǎn)更靠近該檢測透鏡的位置，且0級衍射光的光軸垂直于該第一光檢測部分，以及該全息元件的第一全息部改變該第一激光束的±1級衍射光的相位，使得聚集在更靠近該檢測透鏡的位置上的+1級衍射光聚集在該光檢測元件的一個第二光檢測部分上，且該第二全息部改變該第二激光束的±1級衍射光的相位，使得該第二激光束的、聚集在更遠(yuǎn)離該檢測透鏡的位置上的-1級衍射光聚集在該光檢測元件的另一個第二光檢測部分上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)頭，其包括藍(lán)色激光束光源、紅色激光束光源、分色棱鏡、準(zhǔn)直透鏡、分光器、物鏡、光檢測元件、檢測透鏡和具有第一全息部和第二全息部的全息元件，第一全息部改變藍(lán)色激光束的+1級衍射光的相位，使得其聚集點(diǎn)落在第二光檢測部分上，第二全息部改變紅色激光束的－1級衍射光的相位，使得其聚集點(diǎn)落在第三光檢測部分上。
文檔編號G11B7/09GK101013583SQ200710008188
公開日2007年8月8日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者長島賢治 申請人:船井電機(jī)株式會社