光学头装置及光盘装置制造方法及图纸

本发明专利技术的装置具备：会聚从受发光一体型元件（３１）出射到光盘（２）的不同波长的出射光、同时会聚来自光盘的返回光的物镜（３４）；将受发光一体型元件的出射光分割成０次光及±１次光第１衍射光栅（４５）；使返回光的光路衍射的第２衍射光栅（４６）；通过使该第２衍射光栅衍射的＋１次光衍射来补正光路变动的第３衍射光栅（４７）。受发光一体型元件通过接受由第３衍射光栅衍射的－１次光，生成聚焦误差信号ＦＥ，同时，通过接受由第１衍射光栅分割的±１次光的返回光，生成跟踪误差信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对于磁光盘、相变化型的光盘等进行光学信息的记录再现的光盘，进行信息的记录及/或再现的光学头装置及具备光学头装置的光盘装置，以及这些装置中采用的光学装置及一体形成光学装置的复合光学元件。本申请以日本2001年11月22日申请的日本专利申请号2001-358244及2002年8月2日申请的日本专利申请号2002-226764为基础要求优先权，这些申请通过参考结合到本申请中。
技术介绍
以前，为了再现各种各样的记录格式信息的光盘如CD(CompactDisk)和DVD(Digital Versatile Disk)光盘，有具备可出射与各个格式对应的波长的激光的光源和光学系统的光学头装置。作为该种光学头装置，如具备如附图说明图1所示的光学系统201。图1所示的光学系统201按照光路顺序具备向光盘204选择出射相互不同波长的激光的2波长光源211；将该2波长光源211出射的出射光分割成3束的3光束用衍射光栅212；将出射光和来自光盘204的返回光分离的光束分离器213；将出射光收缩到规定的孔径数NA的孔径光阑214；将出射光会聚到光盘204的2波长物镜215；接受来自光盘204的返回光的受光部216。2波长光源211采用半导体激光器，从发光点211a选择出射例如大致785nm的激光和大致655nm的波长的激光。3光束用衍射光栅212为了通过所谓3光束法获得跟踪误差信号，将2波长光源211出射的出射光分割成0次光及±1次光组成的3光束。光束分离器213具有将2波长光源211出射的出射光向光盘204方向反射的半透明反射镜面213a，通过将2波长光源211出射的出射光向光盘204方向反射同时使来自光盘204的返回光透过并导入受光部216，使出射光和返回光的光路分离。受光部216在受光面216a上具有接受由返回光中3光束用衍射光栅212分割的0次光的后述的主光束用光检测器221；分别接受由返回光中3光束用衍射光栅212分割的±1次光的一组未图示侧光束用光检测器。光学系统201采用所谓象散法作为检测聚焦误差信号的检测方法。因而，如图2A、图2B、图2C所示，主光束用光检测器221中，接受返回光的受光面形成大致方形状，并采用具有由通过受光面的中央的相互正交的一组分割线4等分割的各受光区域a5、b5、c5、d5的分割图案。另外，侧光束用光检测器夹着主光束用光检测器221分别配置在对置位置上。光学系统201如图1所示，在从2波长光源211到光盘204的往路中分别配置各光学部件，使得2波长光源211的发光点211a或发光点211b作为物点，其共轭点即像点位于光盘204的记录面205上。另外，光学系统201在从光盘204到受光部216的归路中分别配置各光学部件，使光盘204的记录面205上的点作为物点，其共轭点即像点位于受光部216的主光束用光检测器221的受光面上。从而，光学系统201中，2波长光源211的发光点和受光部216的主光束用光检测器221的受光面上的点也具有相互共轭的关系。以下说明通过上述主光束用光检测器221的各受光区域a5、b5、c5、d5获得聚焦误差信号的方法。首先，若令相对于光盘204的记录面205，2波长物镜215处于最佳位置，即对光盘204的记录面205聚焦的所谓精确聚焦的状态，则主光束用光检测器221的受光面上的光束光斑的形状形成图2B所示的圆形。但是，2波长物镜215过于靠近光盘204的记录面205的场合，从精确聚焦的状态偏离，由于由光束分离器用衍射光栅212b分离的返回光通过复合光学元件212而发生的象散，主光束用光检测器221的受光面上的光束光斑的形状，成为如图2A所示其长轴跨越受光区域a5及受光区域c5的椭圆形状。而且，2波长物镜215过于远离光盘204的记录面205的场合，从精确聚焦的状态偏离，由于由光束分离器用衍射光栅212b分离的返回光通过复合光学元件212而发生的象散，主光束用光检测器221的受光面上的光束光斑的形状成为如图2C所示其长轴跨越受光区域b5及受光区域d5的椭圆形状，是与上述图2A所示光束光斑的形状相比其长轴方向倾斜了90度的椭圆形状。主光束用光检测器221中，若令各受光区域a5、b5、c5、d5的返回光的输出分别为Sa5、Sb5、Sc5、Sd5，则聚焦误差信号FE由以下的式1进行计算。FE＝(Sa5+Sc5)-(Sb5+Sd5)····(1)即，如图2B所示，当主光束用光检测器221中，2波长物镜215为位于聚焦位置的所谓精确聚焦的状态时，由上述式1运算的聚焦误差信号FE成为0。另外，主光束用光检测器221中，2波长物镜215过于靠近光盘204的记录面205的场合，聚焦误差信号FE成为正，而2波长物镜215过于远离光盘204的记录面205的场合，聚焦误差信号FE成为负。跟踪误差信号TE可通过侧光束用光检测器分别接受由3光束用衍射光栅212a分割的±1次光并运算各侧光束用光检测器的各输出的差分来获得。具备如上所述构成的光学系统201的光学头装置，根据由受光部216的主光束用光检测器221获得的聚焦误差信号FE及由侧光束用光检测器获得的跟踪误差信号TE，驱动移动2波长物镜215，使2波长物镜215相对于光盘204的记录面205移动到聚焦位置，出射光聚焦到光盘204的记录面205上，再现光盘204信息。但是，一般地说，2波长光源211等的半导体激光器的激光的振荡波长具有依赖于周围的温度的性质。周围的温度为T时，若令温度T下的振荡波长为λT，常温下的振荡波长为λ0，从常温变化的温度为ΔT，温度系数为c，则半导体激光器的激光的振荡波长可用以下所示式2近似表示。λT＝λ0+c·ΔT····(2)另外，激光入射衍射光栅并衍射时，令入射角为θ，衍射角为θ’，则入射角θ和衍射角θ’的关系可用以下所示式3表示。n’·sinθ’-n·sinθ＝m·λ/d····(3)另外，λ是激光的波长，d是衍射光栅的光栅常数，m是衍射次数，n是入射侧媒质的折射率，n’是出射侧媒质的折射率。例如，返回光由衍射光栅衍射并光路分离时，由于对于主光束为n＝1、θ＝0，因而若令衍射次数为+1次，则式3可以成为以下所示式4。n’·sinθ’＝λ/d····(4)通过上述式2至式4，该光学系统所在的环境温度变化时，若令温度T中的衍射角为θ’T，将式2代入式4，则可获得以下所示式5。n’·sinθ’T＝(λ0+c·ΔT)/d····(5)而且，令常温下的衍射角为θ’0，利用衍射角θ’0从式5可获得以下所示式6。n’·sinθ’T＝n’·sinθ’0+c·ΔT/d····(6)通过式6，温度T下的衍射角θ’T可用以下所示式7表示。θ’T＝θ’0+sin-1((c·ΔT)/(d·n’))····(7)通过式7，可明白返回光的温度T中的衍射角θ’T依赖于ΔT，即依赖于光学系统的环境温度变化。接着，光学头装置中，由于制造工序在常温进行，因而受光部的位置在返回光的衍射角作为θ’0的情况下进行调整。但是，受光部的位置调整后，环境温度若变化，则式3所示返回光的衍射角变化，例如，如图3所示，照射到受光部216的主光束用光检测器221的受光面上的光束光斑的中心从规定的位置偏移。上述光学头装置具备的光学系统201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学头装置，其特征在于，包括：光源，出射相互不同波长的出射光；物镜，会聚上述光源出射到光盘的出射光，同时会聚来自上述光盘的返回光；复合光学元件，它包括第１衍射元件和至少一个光路变动补正部件，所述第１衍射元件使上述光源出射的出射光透过并衍射来自上述光盘的返回光，所述至少一个光路变动补正部件配置于由上述第１衍射元件衍射的返回光入射的位置，补正因上述光源出射的出射光的波长变动在上述第１衍射元件中产生的返回光的光路变动，将返回光导入规定的位置；受光部件，用多个受光区域接受由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光。

【技术特征摘要】
JP 2002-8-2 226764/2002;JP 2001-11-22 358244/20011.一种光学头装置，其特征在于，包括光源，出射相互不同波长的出射光；物镜，会聚上述光源出射到光盘的出射光，同时会聚来自上述光盘的返回光；复合光学元件，它包括第1衍射元件和至少一个光路变动补正部件，所述第1衍射元件使上述光源出射的出射光透过并衍射来自上述光盘的返回光，所述至少一个光路变动补正部件配置于由上述第1衍射元件衍射的返回光入射的位置，补正因上述光源出射的出射光的波长变动在上述第1衍射元件中产生的返回光的光路变动，将返回光导入规定的位置；受光部件，用多个受光区域接受由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光。2.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件和上述光路变动补正部件由树脂材料一体成型。3.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述第1衍射元件是全息图。4.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述光路变动补正部件是第2衍射元件，将上述第1衍射元件衍射的返回光再衍射。5.权利要求4所述的光学头装置，其特征在于，上述第2衍射元件是反射型的衍射元件。6.权利要求4所述的光学头装置，其特征在于，上述第2衍射元件是全息图。7.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件还包括光分割部件，配置于由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光入射的位置，将上述返回光分割成多个，并导入上述受光部件的各受光区域。8.权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述光分割部件由树脂材料一体成型。9.权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，上述光分割部件是由多个平面或曲面构成的棱镜。10.权利要求9所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件中，上述棱镜形成大致四角锥状，将由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光分割成4束，同时，上述受光部件分割成4个上述受光区域，接受由上述复合光学元件的上述棱镜分割成4束的各返回光。11.权利要求10所述的光学头装置，其特征在于，上述棱镜形成使由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光对其各面的入射角为45°以下。12.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件还包括反射部件，在上述光源出射的出射光的光路上将上述出射光反射到上述第1衍射元件，及/或在由上述第1衍射元件衍射的返回光的光路上将该返回光反射到上述规定的位置。13.权利要求12所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述反射部件由树脂材料一体成型。14.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件还包括第3衍射元件，它配置在上述光源和上述第1衍射元件之间的光路上，将上述光源出射的出射光分割成3部分即0次光及±1次光，上述受光部件从上述光分割部件分割的各返回光中，接受上述第3衍射元件分割的0次光以获得聚焦误差信号，接受上述第3衍射元件分割的±1次光以获得跟踪误差信号。15.权利要求14所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述第3衍射元件由树脂材料一体成型。16.权利要求14所述的光学头装置，其特征在于，上述第3衍射元件是全息图。17.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件还具有光路合成部件，它配置于上述光源和上述第1衍射元件之间，补正由上述光源的各个波长的发光点的位置偏移引起的一个波长的出射光的光路相对于另一个波长的出射光的光路的偏移。18.权利要求17所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述光路合成部件由树脂材料一体成型。19.权利要求17所述的光学头装置，其特征在于，上述光路合成部件是第4衍射元件，将上述第1衍射元件衍射的返回光再衍射。20.权利要求19所述的光学头装置，其特征在于，上述第4衍射元件是全息图。21.权利要求17所述的光学头装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述光路合成部件和由第5衍射元件形成的上述至少一个光路变动补正部件形成在同一面内。22.权利要求21所述的光学头装置，其特征在于，上述第5衍射元件是全息图。23.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，使来自上述光盘的返回光衍射的第1衍射元件设置在上述物镜表面。24.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，还具备使上述光源出射的相互不同波长的出射光成为平行光的准直透镜，使来自上述光盘的返回光衍射的第1衍射元件设置在上述准直透镜表面。25.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，在上述光源和上述第1衍射元件之间还具备遮光部件，遮挡上述光源出射的出射光的光路中有效光束以外的光束。26.权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，还具备遮光部件，遮挡由上述光路变动补正部件导入规定的位置的返回光的光路中有效光束以外的光束。27.一种光学头装置，其特征在于，具备光源，出射相互不同波长的光；物镜，会聚上述光源出射到上述光盘的出射光，同时会聚来自上述光盘的返回光；光束分离器，分离上述光源出射的出射光和光盘反射的返回光的光路；光路合成部件，补正由上述光源的各个波长的发光点的位置偏移引起的一个波长的出射光的光路相对于另一个波长的出射光的光路的偏移；光分割部件，配置于由上述光束分离器分离并由上述光路合成部件补正了光路的偏移的返回光入射的位置，将上述返回光分割成多个；受光部件，通过多个受光区域接受由上述光分割部件分割的多个返回光，上述光分割部件是由多个平面或曲面构成的棱镜。28.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，上述棱镜形成大致四角锥状，将由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光分割成4束。29.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，上述棱镜形成使光束分离器分离的返回光对其各面的入射角为45°以下。30.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，还具备反射部件，它在上述光源出射的出射光的光路上将该出射光反射到上述光束分离器，及/或在上述光束分离器分离的返回光的光路上将上述返回光反射到上述规定的位置。31.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，还具备第3衍射元件，它配置在上述光源和上述光束分离器之间的光路上，将上述光源出射的出射光分割成3束即0次光及±1次光。32.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，上述光束分离器形成由第1面及第2面组成的大致平板状，由上述第1面反射上述光源出射的出射光，同时，使返回的光束透过上述第1面及第2面。33.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，上述光束分离器形成由第1面及第2面组成的大致平板状，由上述第1面反射上述光源出射的出射光，同时，将返回的光束从上述第1面入射并由上述第2面反射后，再次透过上述第1面。34.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，上述光束分离器由至少第1面、第2面及第3面组成，这些面配置形成大致等腰三角形，由上述第1面反射上述光源出射的出射光，同时，将返回的光束从上述第1面入射并由上述第2面反射后，透过上述第3面。35.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，在上述光源和上述光束分离器之间还具备遮光部件，遮挡上述光源出射的出射光的光路中有效光束以外的光束。36.权利要求27所述的光学头装置，其特征在于，还具备遮光部件，遮挡由上述光束分离器分离的返回光的光路中有效光束以外的光束。37.一种光盘装置，具备使光盘记录及/或再现信息的光学头和旋转驱动上述光盘的盘旋转驱动部件，其特征在于，上述光学头具备光源，出射相互不同波长的出射光；物镜，会聚上述光源出射到上述光盘的出射光，同时会聚来自上述光盘的返回光；复合光学元件，它包括第1衍射元件和至少一个光路变动补正部件，所述第1衍射元件使上述光源出射的出射光透过并衍射来自上述光盘的返回光，所述至少一个光路变动补正部件配置于由上述第1衍射元件衍射的返回光入射的位置，补正因上述光源出射的出射光的波长变动在上述第1衍射元件中产生的返回光的光路变动，将返回光导入规定的位置；受光部件，用多个受光区域接受由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光。38.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件和上述光路变动补正部件由树脂材料一体成型。39.权利要求38所述的光盘装置，其特征在于，上述第1衍射元件是全息图。40.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述光路变动补正部件是第2衍射元件，将上述第1衍射元件衍射的返回光再衍射。41.权利要求40所述的光盘装置，其特征在于，上述第2衍射元件是反射型的衍射元件。42.权利要求40所述的光盘装置，其特征在于，上述第2衍射元件是全息图。43.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件还包括光分割部件，配置于由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光入射的位置，将上述返回光分割成多个，并导入上述受光部件的各受光区域。44.权利要求43所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述光分割部件由树脂材料一体成型。45.权利要求43所述的光盘装置，其特征在于，上述光分割部件是由多个平面或曲面构成的棱镜。46.权利要求45所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件中，上述棱镜形成大致四角锥状，将由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光分割成4束，同时，上述受光部件分割成4个上述受光区域，接受由上述复合光学元件的上述棱镜分割成4束的各返回光。47.权利要求45所述的光盘装置，其特征在于，上述棱镜形成使由上述光路变动补正部件补正了光路变动的返回光对其各面的入射角为45°以下。48.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件还具备反射部件，在上述光源出射的出射光的光路上将上述出射光反射到上述第1衍射元件，及/或在上述第1衍射元件衍射的返回光的光路上将该返回光反射到上述规定的位置。49.权利要求48所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述反射部件由树脂材料一体成型。50.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件还包括第3衍射元件，它配置在上述光源和上述第1衍射元件之间的光路上，将上述光源出射的出射光分割成3部分即0次光及±1次光，上述受光部件从上述光分割部件分割的各返回光中，接受上述第3衍射元件分割的0次光以获得聚焦误差信号，接受上述其他衍射元件分割的±1次光以获得跟踪误差信号。51.权利要求50所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述第3衍射元件由树脂材料一体成型。52.权利要求50所述的光盘装置，其特征在于，上述第3衍射元件是全息图。53.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件还具有光路合成部件，它配置于上述光源和上述第1衍射元件之间，补正由上述光源的各个波长的发光点的位置偏移引起的一个波长的出射光的光路相对于另一个波长的出射光的光路的偏移。54.权利要求53所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述第1衍射元件、上述光路变动补正部件和上述光路合成部件由树脂材料一体成型。55.权利要求53所述的光盘装置，其特征在于，上述光路合成部件是第4衍射元件，将上述第1衍射元件衍射的返回光再衍射。56.权利要求55所述的光盘装置，其特征在于，上述第4衍射元件是全息图。57.权利要求53所述的光盘装置，其特征在于，上述复合光学元件的上述光路合成部件和由第5衍射元件形成的上述至少一个光路变动补正部件形成在同一面内。58.权利要求57所述的光盘装置，其特征在于，上述第5衍射元件是全息图。59.权利要求37所述的光盘装置，其特征在于，使来自上述光盘的返回光衍射的第1衍射元件，设置在上述物镜表面。60.权利要求37所述的光盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：深泽宣雄，铃木润一，丰田清，田中彻，石井聪，久保毅，齐藤政宏，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]