专利名称：光学器件及光拾波器装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于对光盘等信息记录媒体进行记录和重放的光拾波器装置的光学器件，还涉及使用这样的光学器件构成的光拾波器装置。
背景技术：
以往，作为信息记录媒体提出了各种光盘的方案。作为这样的光盘，具有“CD”(compact disc)标准的光盘的约7倍记录容量的“DVD”(数字多用光盘)标准的光盘，近年来迅速普及。在该“DVD”中记录了视频信号的“DVD-Video”可大量复制，并将取代“VHS”(商标名)等录像带媒体而作为在电影等内容的发行和出租中所使用的媒体。
再有，所谓的“DVD-RAM”，“DVD-R”，“DVD-RW”，“+R”，“+RW”等用户可记录信息信号的光盘的标准也作为个人计算机(PC)用记录媒体和录像机用记录媒体正在迅速普及。
另一方面，即使对于“CD”，所谓的“CD-R”等用户可记录信息信号的光盘的标准也广泛普及。
这样，在光盘记录装置中，即使对于使用作为“DVD”标准的650nm波长带光源的光盘和使用作为“CD”标准的780nm波长带光源的光盘的任一种，用户都要求可记录信息信号的功能。特别地，作为“DVD”标准的光盘，存在上述多种标准，对于所有这些各种标准的光盘，要求记录及重放的互换性，因而提出了满足这样的要求的光拾波器装置。
可对这样的各种标准的光盘进行记录及重放的光拾波器装置，其功能及构造极为复杂，因而制造困难。另一方面，在这样的光拾波器装置中，特别是在民用的光拾波器装置中，在保持多功能的同时还要求装置结构的简化、体积小及重量轻、易于制造、价格低廉，并对这些的要求越来越高。
根据这样的要求，作为可对“CD”及“DVD”两种标准的光盘进行重放或者可进行记录和重放的光拾波器装置，提出了多种实现小型化、轻量化的方案。
例如，如图1所示，本申请的发明人提出的光拾波器装置具备发射第一波长的激光的第一激光光源101和内装发射第二波长的激光的第二激光光源的光学器件102。在该光拾波器装置中，如图2所示，将光学器件102做成具备第二激光光源103、全息元件104和受光元件105的整体结构。如图3所示，受光元件105具有分别分割为多个受光区域的多个受光部106、106。
在该光拾波器装置中，如图1所示，就各波长的激光而言产生三束光束，并对光学器件201的记录轨道进行照射。如图2所示，来自该光学器件201的反射光在分割为两个区域的全息元件104的各区域被衍射后，由受光元件105的预定的多个受光区域接收。这时，互不相同的第一及第二波长的反射光将由同一受光区域接收。
而且，在该光拾波器装置中，根据由受光元件105的各受光区域独立输出的光检测输出，可得到来自光盘的信息的读取信号和各种误差信号。
再有，作为与现有技术有关的专利文献，有日本特开2002-260273号公报。
但是，在上述的光拾波器装置中，存在以下问题。
即，对于跟踪误差信号的检测，在进行“CD”标准的光盘的重放时，通常采用所谓的“三光束法”，此外，在对“DVD”标准的光盘进行记录时，通常采用所谓的“DPP(差动推挽)法”。虽然此各种方式是将来自激光光源的光束分割为三束光束来使用的方式，但是光束的分割方法和来自受光元件的输出的运算方法则不同。因此，在构成该光拾波器装置的光学器件中，光检测输出的输出方法和对这些光检测输出的运算变得复杂。
另外，由对“CD”标准的光盘和“DVD”标准的光盘双方所使用的物镜会聚的激光在这些光盘上除会聚到一点上的成分以外，还包含由物镜的衍射所产生的“杂散光”成分。该“杂散光”成分由光盘反射并对光盘的受光元件进行扩散照射。这样的“杂散光”成分的反射光将作为对来自光盘的信息的读取信号和各种误差信号进行相加的直流成分而被检测，并成为信号调制度的恶化及误差信号的偏差的原因。
再有，在重放记录层为两层所形成的“DVD”标准的光盘的情况下，照射到光盘上的激光即使在成为重放对象之一的记录层以外的其它记录层被反射，也会作为不必要的反射光返回受光元件。这样，由不是重放对象的记录层反射的反射光以焦点偏移较大且扩散的状态返回受光元件，并具有与来自作为重放对象的记录层的反射光同等的总光量。因此，这样的不必要的反射光将作为对来自光盘的信息的读取信号和各种误差信号进行相加的直流成分而被检测，并成为信号调制度的恶化及误差信号的偏差的原因。
此外，在用于将信息信号记录在光盘上的光拾波器装置中，在生成用于所谓“三光束法”和“DPP法”的三束光束时，为确保记录光的功率，需要将主光束和辅助光束的光量比增大到例如15∶1乃至20∶1的程度。而且，在接收三束光束的反射光的相互邻接的受光区域中，如上所述，主光束的反射光中所包含的扩散光有可能扩展到接收侧光束的受光区域。这时，由于主光束的光量是辅助光束的15倍乃至20倍左右，所以主光束的反射光中所包含的扩散光的光量将在检测微弱的辅助光束的反射光的受光区域中产生不可忽视的影响。因此，这样的主光束的反射光中所包含的扩散光将作为对来自光盘的信息的读取信号和各种误差信号进行相加的直流成分被检测出来，并成为信号调制度的恶化及误差信号的偏差的原因，将难以确保运算电路的动态范围。
而且，如上所述，在使用了全息元件的光学器件中，当用同一个全息元件来衍射“CD”标准的光盘用和“DVD”标准的光盘用的波长互不相同的反射光时，这些反射光将因衍射角的波长依存性而使受光元件的到达位置互不相同。因此，当对这些不同波长的反射光要在同一受光区域进行接收时，需要扩大受光区域的面积。但是，当扩大受光区域的面积时，接收上述不必要的反射光的量与面积的扩大大体成比例地增大，其结果，产生信号调制度的恶化及误差信号的偏差，且难以确保运算电路的动态范围。
这里，如果根据各波长的反射光的到达位置来分离受光区域，则存在的问题是不但来自这些受光区域的信号输出通道数将倍增，运算电路的规模将变大，而且光学器件的布线引脚数增加，光学器件的尺寸将增大。
发明内容
因此，本发明就是鉴于上述现状提出的，其目的是提供一种光学器件，并提供一种使用了这样的光学器件的结构的光拾波器装置；上述的光学器件如“DVD”标准的光盘和“CD”标准的光盘那样，在对于使用的光源波长不同的光盘进行信息信号的重放或记录和重放时，可避免来自光盘的不必要的反射光所产生的影响的同时，可避免对输出信号进行复杂的运算。
为解决上述问题，本发明的光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征是，受光元件在各自独立的受光区域接收至少来自信息记录媒体的信息检测用的主光束的反射光和跟踪动作用的辅助光束的反射光的同时，与波长无关地在共同的受光区域接收主光束的反射光，并在因波长而不同的受光区域接收辅助光束的反射光。
在该光学器件中，由于在因波长而不同的受光区域接收辅助光束的反射光，所以可防止产生信号调制度的恶化及误差信号的偏差，并易于确保运算电路的动态范围。
另外，本发明的光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征是，受光元件在各自独立的受光区域接收至少来自信息记录媒体的信息检测用的主光束的反射光和跟踪动作用的辅助光束的反射光的同时，在因波长而不同的受光区域接收主光束的反射光，并将来自这些主光束用的受光区域的检测输出作为共同输出进行结合；在因波长而不同的相邻的受光区域接收辅助光束的反射光，并将来自这些辅助光束用的相邻的受光区域的检测输出作为单个输出进行分离。
在该光学器件中，虽然在因波长而不同的受光区域接收主光束的反射光，但将来自这些主光束用的受光区域的检测输出作为共同输出进行结合。因此，即使对于因波长而不同的受光区域，通过使输出结合也可作为与波长无关的实质上共同的受光区域来发挥作用。此外，通过这样结合多个受光区域的输出，可以容易地确保受光区域的面积。
此外，在该光学器件中，由于在因波长而不同的受光区域接收辅助光束的反射光，并将来自这些辅助光束用的受光区域的检测输出作为单个输出进行分离，所以可防止产生信号调制度的恶化及误差信号的偏差，并易于确保运算电路的动态范围；再有，由于信号输出通道数没有增加，所以不会增大运算电路的规模；由于没有增加布线的引脚数，因而易于小型化。
而且，本发明的光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征是，全息元件被预先分割为第一及第二区域，并使第一及第二波长互不相同的入射光分别在第一及第二区域进行衍射；受光元件具备第一受光区域，其经全息元件的第一区域至少接收来自信息记录媒体的用于信息检测的第一及第二波长的主光束的反射光；第二受光区域，其经全息元件的第二区域接收第一及第二波长的主光束的反射光；第三受光区域，其经全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第一波长的第一辅助光束的反射光；第四受光区域，其经全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第一波长的第二辅助光束的反射光；第五受光区域，其经全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第二波长的第一辅助光束的反射光；第六受光区域，其经全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第二波长的第二辅助光束的反射光；第七受光区域，其经全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第一波长的第一辅助光束的反射光；第八受光区域，其经全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第一波长的第二辅助光束的反射光；第九受光区域，其经全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第二波长的第一辅助光束的反射光；第十受光区域，其经全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第二波长的第二辅助光束的反射光；将来自第三受光区域及第四受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自第七受光区域及第八受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自第五受光区域及第九受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自第六受光区域及第十受光区域的检测输出作为共同输出结合。
在该光学器件中，由于将来自接收第一波长的第一辅助光束的反射光的第三受光区域及第七受光区域的检测输出作为共同输出结合，将来自接收第一波长的第二辅助光束的反射光的第四受光区域及第八受光区域的检测输出作为共同输出结合，将来自经全息元件的第一区域接收第二波长的各辅助光束的反射光的第五受光区域及第六受光区域的检测输出作为共同输出结合，将来自经全息元件的第二区域接收第二波长的各辅助光束的反射光的第九受光区域及第十受光区域的检测输出作为共同输出结合，所以，可防止产生信号调制度的恶化及误差信号的偏差，易于确保运算电路的动态范围；再有，由于没有增加信号输出通道数，所以不会增大运算电路的规模，由于没有增加布线引脚数，因而易于小型化。
此外，本发明的光学器件优选为，在上述光学器件中，全息元件在信息记录媒体的记录轨道切线方向上光学映射地平行的分割线上大体两等分为第一及第二区域，将来自信息记录媒体的反射光在分割线上于该信息记录媒体的径向分成两部分。
而且，本发明的光学器件优选为，在上述光学器件中，根据来自第三及第四受光区域的检测输出与来自第七及第八受光区域的检测输出的差，可以利用使用了第一波长的辅助光束的反射光的差动推挽法来检测跟踪误差信号；根据来自第五及第九受光区域的检测输出与来自第六及第十受光区域的检测输出的差，可利用使用了第二波长的辅助光束的反射光的三光束法来检测跟踪误差信号。
再有，本发明的光学器件优选为，在上述光学器件中，第一波长是650nm频带，第二波长是780nm频带，从适合于这第一及第二波长的光的两种信息记录媒体进行信息检测。
还有，本发明的光学器件优选为，在上述光学器件中，发出第一波长的光的光源及发出第二波长的光的光源中至少任一方一体化地集成形成于受光元件的基片上。
而且，本发明的光拾波器装置，具备上述的光学器件和发出第一及第二波长的光的激光光源，在使用了第一波长的光及第二波长的光中任一个的情况下，都能从光学器件由主光束从信息记录媒体得到读取信号，并由辅助光束得到跟踪信号。
另外，本发明的光拾波器装置优选为，具备上述光学器件，发出第一波长的光的激光光源以及将从激光光源发出的第一波长的光分割为三光束的衍射光栅，光学器件上所设的光源是发出第二波长的光的激光光源，在该光学器件内具有将从该激光光源发出的第二波长的光分割成三光束的衍射光栅。
再有，本发明的光拾波器装置优选为，具备上述光学器件，发出第二波长的光的激光光源以及将从激光光源发出的第二波长的光分割为三光束的衍射光栅，光学器件上所设的光源是发出第一波长的光的激光光源，在该光学器件内具有将从该激光光源发出的第一波长的光分割成三光束的衍射光栅。
在本发明的光学器件及光拾波器装置中，在对“DVD”标准的光盘和“CD”标准的光盘那样使用的光源波长不同的光盘进行信息信号的重放或者记录和重放时，可防止产生信号调制度的恶化及误差信号的偏差，并易于确保运算电路的动态范围；再有，由于没有增加信号输出通道数，所以不会增大运算电路的规模；由于没有增加布线的引脚数，因而易于小型化。
即，根据本发明，可对例如“DVD”标准的各种光盘(所谓的“DVD-RAM”、“DVD-R”、“DVD-RW”、“+R”、“+RW”等使用650nm波长频带的激光的记录型光盘)和“CD”标准的各种光盘(所谓的“CD-R”、“CD-RW”等使用780nm波长频带的激光的记录型光盘)那样所使用的光源的波长不同的信息记录媒体提供具有互换性的光学器件。
而且，在该光学器件中，对于跟踪误差信号的检测，在对“DVD”标准的光盘进行信息信号的记录的情况下，使用所谓的“DPP(差动推挽)法”，对“CD”标准的光盘使用所谓的“三光束法”，如此，既能随信息记录媒体而使用不同的误差检测方法，又不增加信号输出通道数，并能缩小运算电路的规模。
另外，在该光学器件中，可减小在由物镜会聚的光束中，作为在光盘上不会聚到一点的成分的反射光的“杂散光”成分扩展并照射到受光元件上的影响，并减小信号调制度的恶化及误差信号的偏差的产生。
再有，在该光学器件中，在重放记录层为两层所形成的“DVD”标准的光盘的情况下，可以减小来自不是重放对象的记录层的反射光扩展并照射到受光元件上的影响，并减小信号调制度的恶化及误差信号的偏差的产生。
此外，在该光盘中，在用于实行“三光束法”和“DPP法”的三束光束中，为确保记录光的功率，即使在主光束的光量大于辅助光束的光量的情况下，也可以减小来自主光束的扩散光照射到辅助光束的受光区域上的影响，并减小信号调制度的恶化及误差信号的偏差的产生，并易于确保运算电路的动态范围。
还有，在该光学器件中，在使用全息元件来使波长互不相同的入射光衍射的情况下，不必增大与辅助光束相关的受光区域的面积，可以减小不必要的反射光的影响，可减小信号调制度的恶化及误差信号的偏差的产生，并易于确保运算电路的动态范围。
即，本发明在对“DVD”标准的光盘和“CD”标准光盘那样使用光源波长不同的光盘进行信息信号的重放或者记录和重放时，可提供能避免来自光盘的不必要的反射光所产生的影响，可避免对输出信号进行复杂运算的光学器件，另外，可提供使用了这样的光学器件构成的光拾波器装置。
图1是表示现有的光拾波器装置的结构的立体图。
图2是表示现有的光学器件的结构的立体图。
图3是表示上述现有的光学器件的受光元件的俯视图。
图4是表示本发明的光拾波器装置的结构的立体图。
图5是表示本发明的光学器件的结构的立体图。
图6是表示上述光学器件的全息元件和受光元件的关系的俯视图。
图7(a)是表示在上述光学器件中使用第一种光盘的情况下的受光元件上的反射光状态的俯视图，图7(b)是表示在上述光学器件中使用第二种光盘的情况下的受光元件上的反射光状态的俯视图。
图8(a)是表示在上述光学器件中使用第一种光盘的情况下的跟踪误差信号的运算电路的俯视图，图8(b)是表示在上述光学器件中使用第二种光盘的情况下的跟踪误差信号的运算电路的俯视图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的光学器件及光拾波器装置的实施方式。
下面，首先说明光拾波器装置的结构。
图4是表示本发明的光拾波器装置的结构的立体图。
如图4所示，该光拾波器装置具有发出第一波长(例如650nm频带)激光的第一激光光源1。从该第一激光光源1发出的第一波长的激光通过平行光管透镜2而成为平行光束，并经第一光栅3而被分割为0次光及±1次光三束光束，然后入射到具有光束成形功能的分束棱镜4。第一光栅(衍射光栅)3的0次光成为用于对光盘进行信息信号的记录和重放的主光束，±1次光成为用于检测跟踪误差信号的第一及第二辅助光束。
在分束棱镜4中，第一波长的激光通过对入射面4a倾斜入射进行光束成形，并入射到该分束棱镜4内。
再有，在分束棱镜4的入射面4a上，反射了第一波长的激光的一部分，并由检测激光功率用的第一监控光电二极管5接收。
入射到分束棱镜4内的第一波长的激光透过用于分离光束的反射膜4b而从该分束棱镜4出射，并透过λ/4(四分之一波长)板6而成为圆偏振光。
该第一波长的激光由反射镜7反射而使光程弯折并入射到物镜8。该物镜8将已入射的第一波长的激光会聚在作为适用于该第一波长的激光的信息记录媒体的第一种光盘例如，“DVD”标准的光盘201的信号记录面上。
而且，该光拾波器装置具备本发明的光学器件9。在该光学器件9中，如后文所述，内装有发出第二波长(例如，780nm频带)激光的第二激光光源。从该第二激光光源发出的第二波长的激光由光学器件9出射，并通过平行光管透镜10成为平行光束，且入射到分束棱镜4中。
在该分束棱镜4中，第二波长的激光由反射膜4b反射，从该分束棱镜4出射后透过λ/4(四分之一波长)板6。
该第二波长的激光由反射镜7反射而使光程弯折并入射到物镜8。该物镜8将已入射的第二波长的激光会聚到作为适用于该第二波长的激光的信息记录媒体的第二种光盘例如，“CD”标准的光盘201的信号记录面上。
在该光拾波器装置中，在第一种光盘201的信号记录面上会聚并由该信号记录面反射的第一波长的反射光，及在第二种光盘201的信号记录面上会聚并由该信号记录面反射的第二波长的反射光，经物镜8、反射镜7而返回到分束棱镜4。这些第一及第二波长的反射光在分束棱镜4由反射膜4b反射并从该分束棱镜4向光学器件9出射。
该反射光入射到光学器件9内并由装于该光学器件9内的受光元件接收。而且，根据来自该受光元件的光检测输出可进行来自光学器件的信息读取信号和各种误差信号的检测。
接着，说明光学器件的结构。
图5是表示本发明光学器件的结构的立体图。
如图5所示，光学器件的结构具有发出第二波长的激光的第二激光光源11和接收来自光学器件201的反射光的受光元件12。
第二激光光源11通过辅助基座13及受光元件基片14支撑于箱体(框体)15上。将该第二激光光源11设置成使第二波长的激光向与受光元件基片14的表面部平行的方向上出射。
该第二激光光源11在受光元件基片14上的位置的确定，使得来自第一波长的激光及第二波长的激光的光盘201的反射光向光学器件9的相同位置会聚并返回。即，该第二激光光源11的设定，使得第一及第二波长的激光的反射光在受光元件12上的光轴相互一致。该第二激光光源11设定为，使第一波长的激光的发光点的共轭点和第二波长的激光的发光点一致或位于同一光轴上。再有，这里，所谓共轭点是指，包含分束棱镜4等的光学系统所产生的第一波长的激光的发光点的成像点。
而且，受光元件12形成于被支撑在箱体15上的受光元件基片14上。该受光元件12形成为在受光元件基片14的表面部上具有多个受光区域，并在该表面部接收以例如10度到20度的入射角入射的光束。
此外，该光学器件9具有将从第二激光光源11向与受光元件基片14的表面部平行的方向(图5中的Y’方向)出射的第二波长的激光向与该受光元件基片14的表面部垂直的方向(图5中的Z’方向)反射的微型反射镜16。该微型反射镜16是一个端面为45°倾斜面的棱镜，且在该倾斜面上反射第二波长的激光。该微型反射镜16在受光元件基片14上使倾斜面朝向第二激光光源11设置。
而且，在受光元件基片14上的设有微型反射镜16的位置上，设有用于检测第二波长的激光的激光功率的第二监控光电二极管17。入射到微型反射镜16的倾斜面上的第二波长的激光，在该倾斜面上反射了一部分，剩余的部分透过该倾斜面后入射到微型反射镜16内并由第二监控光电二极管17接收。
由微型反射镜16所反射的第二波长的激光透过第二光栅(衍射光栅)18，被分割为0次光及±1次光的三束光束。该第二光栅18的0次光成为用于对光盘进行信息信号的记录或重放的主光束，±1次光成为用于检测跟踪误差信号的第一及第二辅助光束。
经过了第二光栅18的第二波长的激光透过全息元件19而从该光学器件9出射。虽然该全息元件19对从光学器件9出射的光束(往路光)也起到衍射作用，但不使用往路的衍射光成分。
来自第一波长的激光的第一种光盘的反射光(返路光)以及来自第二波长的激光的第二种光盘的反射光(返路光)一同入射到该光学器件9中。这些反射光透过全息元件19向受光元件基片14入射。该全息元件19是具有在透明基片上形成由透光性材料所形成的微细凹凸周期构造的结构的光学元件。
该全息元件19被分割为第一及第二区域19L、19R，且分别具有不同的特性。全息元件19作为整体形成为圆形，第一及第二区域19L、19R分别形成为将全息元件19分为两半的半圆形状。
将该全息元件19分割成第一及第二区域19L、19R的分割线，通过该全息元件19的中心即光轴，并光学映射地处于与光盘201的记录轨道201a的切线方向平行的方向上。即，来自光盘201的反射光在全息元件19的分割线上光学映射地在光盘201的径向上分成两部分，一部分透过第一区域19L，另一部分透过第二区域19R。
该全息元件19在第一及第二区域19L、19R的各个内使第一波长的反射光及第二波长的反射光衍射并作为±1次衍射光透过，并可对来自这些反射光的跟踪误差信号及聚焦误差信号进行检测。
在第一区域19L中，第一波长的反射光及第二波长的反射光在图5中以箭头A所示的方向上衍射并成为±1次衍射光。此外，在第二区域19R中，第一波长的反射光及第二波长的反射光在图5中以箭头B所示的方向上衍射并成为±1次衍射光。这些第一区域19L的衍射方向和第二区域19R的衍射方向成为互不相同的方向。
图6是表示该光学器件9的全息元件19和受光元件12的各受光区域的位置关系的俯视图。
如图6所示，全息元件19光学映射地在光盘201的径向被分为第一及第二区域19L、19R两部分，且各区域19L、19R的衍射轴形成相互倾斜。
主光束从光盘201反射的反射光，在透过全息元件19的第一区域19L的部分ML和透过全息元件19的第二区域19R的部分MR互不相同的方向上进行衍射，并分别在受光元件12中由不同的受光区域接收。
即，在受光元件12中，一对第一受光区域20A、20B接收经过了全息元件19的第一区域19L的第一及第二波长的主光束的反射光(ML(凸)、ML(凹))。此外，在该受光元件12中，一对第二受光区域21A、21B接收经过了全息元件19的第二区域19R的第一及第二波长的主光束的反射光(MR(凸)、MR(凹))。
这些第一受光区域20A、20B及第二受光区域21A、21B再分别平行地被分成四部分。分割这些第一及第二受光区域20A、20B、21A、21B的方向成为与将全息元件19分割为各区域19L、19R的方向大体正交的方向，即，光学映射地成为光盘201的记录轨道的切线方向。这些第一及第二受光区域20A、20B、21A、21B的已分割的各部分各自独立地输出光检测信号。
在这些第一及第二受光区域20A、20B、21A、21B中，根据来自已分割的各部分的光检测输出信号，可检测来自光盘的信息的读取信号、聚焦误差信号、颤动信号等。
即，通过合计来自这些第一及第二受光区域20A、20B、21A、21B的总输出，可从光盘得到读取信号。
此外，通过使这些第一及第二受光区域20A、20B的输出总和与21A、21B的输出总和之间的输出差通过带通滤波器，便可得到颤动信号。
而且，通过将这些第一及第二受光区域20A、21A中心侧的两部分(20Ab、20Ac、21Ab、21Ac)的输出与受光区域20B、21B两侧的两部分(20Ba、20Bd、21Ba、21Bd)的输出进行合计，并将受光区域20B、21B中心侧的两部分(20Bb、20Bc、21Bb、21Bc)的输出与受光区域20A、21A两侧的两部分(20Aa、20Ad、21Aa、21Ad)的输出进行合计，求出这两个合计输出间的差，便可利用所谓的SSD(光斑大小)法得到聚焦误差信号。
即，全息元件19的第一区域19L对+1次衍射光具有凸透镜的透镜放大率，对-1次衍射光具有凹透镜的透镜放大率。另一方面，全息元件19的第二区域19R对+1次衍射光具有凹透镜的透镜放大率，对-1次衍射光具有凸透镜的透镜放大率。因此，可根据来自第一及第二受光区域20A、20B、21A、21B的已分割的各部分的输出信号生成聚焦误差信号。在将来自各第一及第二受光区域20A、20B的已分割的各部分的输出信号设为V20Aa、V20Ab、V20Ac、V20Ad、V20Ba、V20Bb、V20Bc、V20Bd，将来自各第二受光区域21A、21B的已分割的各部分的输出信号设为V21Aa、V21Ab、V21Ac、V21Ad、V21Ba、V21Bb、V21Bc、V21Bd时，该聚焦误差信号FE可按下式求得。
FE＝{(V20Ab+V20Ac+V20Ba+V20Bd)+(V21Ab+V21Ac+V21Ba+V21Bd)}-{(V20Aa+V20Ad+V20Bb+V20Bc)+(V21Aa+V21Ad+V21Bb+V21Bc)}而且，第一及第二辅助光束的从光盘201反射的反射光，透过全息元件19的第一区域19L的部分S1L、S2L和透过全息元件19的第二区域19R透射的部分S1R、S2R在互不相同的方向上衍射，并分别由在受光元件12中不同的受光区域接收。
即，第一及第二辅助光束由第一或第二衍射光栅3、18而光学映射地在光盘的记录轨道的切线方向上，与主光束在相互相反的方向上隔着相等角度对光盘进行照射。这些辅助光束在光盘的信号记录面上，相对于记录轨道就第一波长的激光(“DVD”标准的光盘用)和第二波长的激光(“CD”标准的光盘用)而言，分别照射在径向上偏离1/2轨距和1/4轨距的位置。而且，这些辅助光束在光盘的信号记录面上反射并入射到光学器件9。
这些辅助光束在光学器件9中透过全息元件19时，相对于主光束处于在空间上大体重复的状态，与主光束同样地受到由该全息元件19引起的衍射作用。而且，在这些辅助光束到达了受光元件基片14表面时，各光束直径达到数十μm左右，并成为相互间隔的状态。在该状态下，各辅助光束由对应的受光区域接收。
受光元件12中，第三受光区域22接收经过了全息元件19的第一区域19L的第一波长的第一辅助光束的反射光S1L。
此外，在受光元件12中，第四受光区域23接收经过了全息元件19的第一区域19L的第一波长的第二辅助光束的反射光S2L。
在受光元件12中，第五受光区域24接收经过了全息元件19的第一区域19L的第二波长的第一辅助光束的反射光S1L。
在受光元件12中，第六受光区域25接收经过了全息元件19的第一区域19L的第二波长的第二辅助光束的反射光S2L。
在受光元件12中，第七受光区域26接收经过了全息元件19的第二区域19R的第一波长的第一辅助光束的反射光S1R。
在受光元件12中，第八受光区域27接收经过了全息元件19的第二区域19R的第一波长的第二辅助光束的反射光S2R。
在受光元件12中，第九受光区域28接收经过了全息元件19的第二区域19R的第二波长的第一辅助光束的反射光S1R。
在受光元件12中，第十受光区域29接收经过了全息元件19的第二区域19R的第二波长的第二辅助光束的反射光S2R。
这里，关于各辅助光束对光盘的记录轨道的相对前进方向，将先行光束表示为第一辅助光束S1，将后行光束表示为第二辅助光束S2，并将它们的反射光由全息元件19的第一及第二区域19L、19R衍射的成分表示为反射光S1L、S1R、S2L、S2R；这时，如图6所示，这些辅助光束的反射光保持相对于主光束的反射光的位置关系的原状，并由对应的受光区域接收。
这里，主光束的反射光的受光区域20A、20B、21A、21B为检测聚焦误差信号而平行地分割为四部分，与此相对，各辅助光束的反射光的受光区域由于可一同检测各辅助光束的每个反射光的积分光量，所以不用将一个受光区域再进行分割。
在全息元件19中，根据衍射现象的原理，如果透射光束的波长不同，则衍射角也不同。因此，在全息元件19中，作为比第一波长长的波长的第二波长的辅助光束(790nm频带)比第一波长的辅助光束(650nm频带)具有较大的衍射，如图6所示，第一波长的辅助光束在内侧(靠近光轴侧)接收，第二波长的辅助光束在外侧(远离光轴侧)接收。各辅助光束用的受光区域根据这些辅助光束的到达位置而形成稍微倾斜的长方形。
再有，在该光学器件9中，就在全息元件19中对各辅助光束生成±1次共计两条的衍射光双方而言，做成仅使用一束辅助光束的结构。
图7是表示使用第一种光盘的情况下的受光元件上的反射光的状态(图7(a))以及使用第二种光盘的情况下的受光元件上的反射光的状态(图7(b))的俯视图。
在该光拾波器装置中，在对第一种光盘使用第一波长的光源进行记录或重放的情况下，在光学器件9中，如图7(a)所示，由第一至第四受光区域20A、20B、21A、21B接收主光束的反射光，由第三及第七受光区域22、26接收第一辅助光束的反射光，由第四及第八受光区域23、27接收第二辅助光束的反射光。
此外，在该光拾波器装置中，在对第二种光盘使用第二波长光源进行记录或重放的情况下，在光学器件9中，如图7(b)所示，由第一至第四受光区域20A、20B、21A、21B接收主光束的反射光，由第五及第九受光区域24、28接收第一辅助光束的反射光，由第六及第十受光区域25、29接收第二辅助光束的反射光。
但是，在该光学器件9中，在光拾波器装置的物镜8中产生的杂散光和来自在光盘的记录层为两层的情况下不是重放对象的记录层的反射光等不必要的光，扩展并照射在受光元件基片14的大致整个面上。在光检测输出中由这样的不必要的光生成的直流(DC)成分，与对于与各受光区域对应地接收的光斑的受光量完全独立，并与其受光区域的面积大体成比例地产生。
而且，在该光学器件9中，即使透过全息元件19的同一区域，第一波长的辅助光束的反射光和第二波长的辅助光束的反射光也由不同的受光区域接收。
因此，在该光学器件9中，可将接收各辅助光束的受光区域的面积作为所需最小限度的小面积，并可抑制不必要的光的影响。
图8是表示使用第一种光盘的情况下的跟踪误差信号TE(DPP)的运算电路(图8(a))以及使用第二种光盘的情况下的跟踪误差信号TE(三光束)的运算电路(图8(b))的俯视图。
在该光学器件中，跟踪误差信号的生成，如下所述，可根据光盘种类用不同方法进行。
对于使用第一种光盘(“DVD”标准的光盘)的情况，如图8(a)所示，用所谓的差动推挽法(DPP-Differential Push-Pull)法来求跟踪误差信号TE(DPP)。在该差动推挽法中，通过对主光束的推挽信号(主PP)和对第一辅助光束及第二辅助光束各自的推挽信号(辅助PP)的运算而生成跟踪误差信号TE(DPP)。
对主光束的推挽信号(主PP)是与透过了全息元件19的第一区域19L的主光束的反射光的光量和透过了全息元件19的第二区域19R的主光束的反射光的光量之差对应的信号，且按下式求出。
主PP＝(MR-ML)＝{(V20Aa+V20Ab+V20Ac+V20Ad)+(V20Ba+V20Bb+V20Bc+V20Bd)}-{(V21Aa+V21Ab+V21Ac+V21Ad)+(V21Ba+V21Bb+V21Bc+V21Bd)}此外，对辅助光束的推挽信号(辅助PP)是与透过了全息元件19的第一区域19L的主光束的反射光的光量和透过了全息元件19的第二区域19R透射的主光束的反射光的光量之差对应的信号，且按下式求出。
辅PP＝(S1R+S2R)-(S1L+S2L)这里，使用主光束的光量与各辅助光束的光量的总和之比的倒数即系数k，跟踪误差信号(TE(DPP))可按下式求出。
TE(DPP)＝主PP-k(辅助PP)＝(MR-ML)-k{(S1R+S2R)-(S1L+S2L)}而且，在该光学器件9中，由于将来自第三受光区域22及第四受光区域23的检测输出作为共同输出进行结合，并将来自第七受光区域26及第八受光区域27的检测输出作为共同输出进行结合，因而，不必对(S1R+S2R)及(S1L+S2L)进行运算，就能如图8(a)所示，只用一个减法器30求出对各辅助光束的推挽信号(辅助PP)，。
再有，常数k是预定的常数，由第一光栅3的主光束及辅助光束的分支比确定。这里，如果设k＝0，也可以利用推挽法只从主光束的反射光得到跟踪误差信号(TEPP)。
此外，在该光学器件中，也可分别将接收主光束的反射光的第一受光区域20A、20B及第二受光区域21A、21B平行地分成三部分。在对光盘进行记录的情况下，如上所述，在利用推挽信号(主PP)法和差动推挽法求跟踪误差信号(TE(DPP))的情况下，可以分成三部分。在采用对光盘进行重放时所使用的所谓相位差法(DPD法)的情况下，必须分成四部分。
而且，在使用第二种光盘(“CD”标准的光盘)的情况下，使用从第一辅助光束的反射光和第二辅助光束的反射光的光量差生成跟踪误差信号TE(三光束)的所谓三光束法。
即，如图8(b)所示，该跟踪误差信号(TE(三光束))按下式求出。
TE(三光束)＝S1-S2＝(S1L+S1R)-(S2L+S2R)在该光学器件9中，由于将来自第五受光区域24及第九受光区域28的检测输出作为共同的输出进行结合，并将来自第六受光区域25及第十受光区域29的检测输出作为共同的输出进行结合，所以不必对(S1L+S1R)及(S2L+S2R)进行运算，如图8(b)所示，跟踪误差信号(TE(三光束))可只用一个减法器31求出。
这样，在该光学器件9中，对于接收第一波长的辅助光束的受光区域，将S1L和S2L相互之间用元件上的布线进行电连接，且将S1R和S2R相互之间用元件上的布线进行电连接。此外，在该光学器件9中，对于接收第二波长的辅助光束的受光区域，将S1L和S1R相互之间用元件上的布线进行电连接，且将S2L和S2R相互之间用元件上的布线进行电连接。
因此，如图8所示，只用两个减法器30、31便可得到跟踪误差信号(TE(三光束))及对于各辅助光束的推挽信号(辅助PP)。
这样，在该光学器件9中，在可缩小运算电路的规模的同时，还可抑制不必要的光对光量少的辅助光束的反射光的影响，并可实现偏差的降低。
此外，在本发明的光学器件中，为得到跟踪误差信号TE(DPP)及聚焦误差信号(FE)的全息元件19及受光元件12不限定于上述结构，也可替换为一直以来公知的结构使用。
权利要求
1.一种光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用上述全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在上述受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征在于上述受光元件在各自独立的受光区域接收至少来自信息记录媒体的信息检测用的主光束的反射光和跟踪动作用的辅助光束的反射光的同时，与波长无关地在共同的受光区域接收上述主光束的反射光，并在因波长而不同的受光区域接收上述辅助光束的反射光。
2.一种光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用上述全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在上述受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征在于上述受光元件在各自独立的受光区域接收至少来自信息记录媒体的信息检测用的主光束的反射光和跟踪动作用的辅助光束的反射光的同时，在因波长而不同的受光区域接收上述主光束的反射光，并将来自这些主光束用的受光区域的检测输出作为共同输出进行结合；在因波长而不同的相邻的受光区域接收上述辅助光束的反射光，并将来自这些辅助光束用的相邻的受光区域的检测输出作为单个输出进行分离。
3.一种光学器件，其结构至少具备受光元件和全息元件，利用上述全息元件使多个波长互不相同的入射光进行衍射，并在上述受光元件上的受光区域接收该衍射光，其特征在于上述全息元件被预先分割为第一及第二区域，并使第一及第二波长互不相同的入射光分别在上述第一及第二区域进行衍射；上述受光元件具备第一受光区域，其经上述全息元件的第一区域至少接收来自信息记录媒体的用于信息检测的第一及第二波长的主光束的反射光；第二受光区域，其经上述全息元件的第二区域接收上述第一及第二波长的主光束的反射光；第三受光区域，其经上述全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第一波长的第一辅助光束的反射光；第四受光区域，其经上述全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第一波长的第二辅助光束的反射光；第五受光区域，其经上述全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第二波长的第一辅助光束的反射光；第六受光区域，其经上述全息元件的第一区域接收用于跟踪动作的第二波长的第二辅助光束的反射光；第七受光区域，其经上述全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第一波长的第一辅助光束的反射光；第八受光区域，其经上述全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第一波长的第二辅助光束的反射光；第九受光区域，其经上述全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第二波长的第一辅助光束的反射光；第十受光区域，其经上述全息元件的第二区域接收用于跟踪动作的第二波长的第二辅助光束的反射光；将来自上述第三受光区域及上述第四受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自上述第七受光区域及上述第八受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自上述第五受光区域及上述第九受光区域的检测输出作为共同输出结合；将来自上述第六受光区域及上述第十受光区域的检测输出作为共同输出结合。
4.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述全息元件在信息记录媒体的记录轨道切线方向上光学映射地平行的分割线上大体两等分为上述第一及第二区域，将来自上述信息记录媒体的反射光在上述分割线上于上述信息记录媒体的径向分成两部分。
5.根据权利要求4所述的光学器件，其特征在于根据来自上述第三及第四受光区域的检测输出与来自上述第七及第八受光区域的检测输出的差，可以利用使用了上述第一波长的辅助光束的反射光的差动推挽法检测跟踪误差信号；根据来自上述第五及第九受光区域的检测输出与来自上述第六及第十受光区域的检测输出的差，可利用使用了上述第二波长的辅助光束的反射光的三光束法检测跟踪误差信号。
6.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述第一波长是650nm频带，上述第二波长是780nm频带，从适合于这第一及第二波长的光的两种信息记录媒体进行信息检测。
7.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于发出上述第一波长的光的光源及发出上述第二波长的光的光源中至少任一方一体化地集成形成于上述受光元件的基片上。
8.一种光拾波器装置，其特征在于具备权利要求1-6中任一项所述的光学器件和发出上述第一及第二波长的光的激光光源，在使用了上述第一波长的光及上述第二波长的光中任一个的情况下，都能从上述光学器件由主光束从信息记录媒体得到读取信号，和由辅助光束得到跟踪信号。
9.一种光拾波器装置，其特征在于具备权利要求7所述的光学器件，发出上述第一波长的光的激光光源及将从上述激光光源发出的第一波长的光分割为三光束的衍射光栅，上述光学器件上所设的光源是发出上述第二波长的光的激光光源，在该光学器件内具有将从该激光光源发出的第二波长的光分割成三光束的衍射光栅。
10.一种光拾波器装置，其特征在于具备权利要求7所述的光学器件，发出上述第二波长的光的激光光源及将从上述激光光源发出的第二波长的光分割为三光束的衍射光栅，上述光学器件上所设的光源是发出上述第一波长的光的激光光源，在该光学器件内具有将从该激光光源发出的第一波长的光分割成三光束的衍射光栅。
全文摘要
本发明是一种光学器件，其使入射光由全息元件(19)衍射并在受光元件(12)上的受光区域(20A)～(29)中进行接收，受光元件(12)在各自独立的受光区域接收来自光盘的用于信息读取的主光束的反射光和用于跟踪动作的辅助光束的反射光，并通过与波长无关地在共同的受光区域接收主光束的反射光以及在因波长而不同的受光区域接收辅助光束的反射光，而在对如“DVD”及“CD”那样所使用的光源的波长不同的光盘进行信息信号的记录和/或重放时，避免来自光盘的不必要的反射光的影响，并避免对输出信号进行复杂的运算。
文档编号G11B7/09GK1914673SQ20058000322
公开日2007年2月14日 申请日期2005年1月11日 优先权日2004年1月26日
发明者大山实 申请人:日本胜利株式会社