專利名稱：光學頭、光收發(fā)器件及光記錄介質(zhì)記錄再生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將諸如光盤等的光記錄介質(zhì)用于記錄介質(zhì)進行信息信號的記錄或再生的光盤裝置等的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置、用于光記錄介質(zhì)記錄再生裝置等的光學頭以及用于光學頭的光收發(fā)器件。
例如，作為再生專用的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，已經(jīng)可以利用其直徑與記錄容量大約為650MB的CD-ROM相同為120mm的盤，再生記錄容量約提高了7倍的4.7G的DVD(Digital Versatile Disc)的光盤裝置已投入使用。
光盤記錄面一般形成于透明基片上，通過經(jīng)物鏡照射到光盤上的記錄用或再生用的光束透過透明基片在記錄面上聚光，進行信息信號的記錄或再生。
而且，為使光束正確掃描記錄磁道，在光盤的記錄面上，形成有磁道導槽和脊，這些槽或脊用來檢測跟蹤誤差。并且，在記錄磁道上形成的凹串亦可視為斷續(xù)的槽或脊。
除上述各種光盤外，可被隨意重寫的DVD-RAM也已投入使用，因此，提出了對DVD再生磁頭的需求，使之可以再生此DVD-RAM，并且還提出了對DVD-RAM用的記錄再生光學頭的需求，使之能再生DVD及致密光盤(CD)。
同時，在現(xiàn)有的再生專用DVD或CD，或磁性光盤上，針對采用使信息只記錄在脊或槽之一上的方式，在DVD-RAM上，在脊和槽上都可記錄信息的脊槽記錄方式得以使用，從而改善了記錄密度。此外，采用了脊和槽記錄方式的各種記錄介質(zhì)作為高密度記錄的實現(xiàn)方式已被提出。這里提出的脊槽記錄方式的光記錄介質(zhì)，與現(xiàn)有的在脊與槽中擴寬用于記錄的一側(cè)的幅度，縮窄另一側(cè)的磁性光盤不同，同時使脊槽雙方都具有一定程度的寬幅。
然而，在用脊槽記錄方式記錄信息信號的光記錄介質(zhì)上，已經(jīng)確認了在采用前述象散法檢測聚焦誤差時，出現(xiàn)后述的所謂″磁道干擾″現(xiàn)象，從而產(chǎn)生所謂的″磁道橫向噪音″。
這種″磁道干擾″現(xiàn)象是在光束光點橫跨磁道時，聚焦誤差信號產(chǎn)生重大變化的現(xiàn)象，″磁道橫向噪音″由聚焦誤差信號取不同的值引起，光束光點在記錄介質(zhì)脊或槽的位置不同，信號取值亦不同。
在這里，上述″磁道干擾″現(xiàn)象可參考

圖1闡釋。
參考圖1，橫軸及縱軸系在與光盤正交方向上物鏡的位置及聚焦誤差信號的輸出電平。并且，實線代表的曲線FEL系聚焦誤差曲線，表示當光束光點位于光盤脊上時，物鏡位置與聚焦誤差信號FE之間的關系，而虛線代表的曲線FEG系聚焦誤差曲線，表示當光束光點位于光盤槽上時，物鏡位置與聚焦誤差信號FE之間的關系。
接著參考圖1，將聚焦誤差曲線FEL(FEG)的峰-峰之間的范圍定義為聚焦引入范圍Spp，只在此范圍內(nèi)進行聚焦伺服。另外，給定此聚焦引入范圍Spp及聚焦伺服只在此范圍進行的原因是，即使在物鏡位置明顯離開聚焦位置時，聚焦誤差信號FE仍可為零，因此避免把這樣的散焦狀態(tài)檢測為聚焦狀態(tài)是很有必要的。
而且，如圖1所示，基于光束光點是在光盤的脊上還是在槽上，聚焦引入范圍Spp的聚焦誤差信號FE取不同值。由此，聚焦誤差信號FE為0的位置有2處，即光束光點在脊上時的物鏡位置XL和光束光點在槽上時的物鏡位置XG。
另一方面，控制光學頭工作的控制器控制透鏡驅(qū)動用線圈電流，并沿其光軸方向驅(qū)動物鏡，使聚焦誤差信號FE為零。因此，每當在光盤上將光束光點從脊移向槽或相反時，物鏡在XL和XG位置之間往復運動，從而引起磁道橫向噪音。此噪音可引起諸多不便，如散焦、使聚焦或磁道的伺服傳輸特性惡化或透鏡驅(qū)動用線圈燒毀或破損等。
與此同時，如在圖1說明的那樣，至今尚未對引起磁道干擾現(xiàn)象的機構作足夠的解析。
為減輕磁道橫向噪音造成的不便，考慮嘗試采用所謂光點尺寸法來檢測聚焦誤差。
即上述象散法采用被分割的光接收部對從各分割區(qū)域輸出的信號進行加減運算，得到對應于接收光點形狀的信號，而光點尺寸法由光接收部的輸出信號檢測光點尺寸，并根據(jù)此光點尺寸進行聚焦伺服控制。
作為穩(wěn)定地得到磁道錯誤信號的方式，還有所謂的差動推挽法，但此時，有三個光點被用作在記錄介質(zhì)上聚光的光束光點。
再有，理想的是，如采用脊槽記錄方式，則檢測脊槽判別信號，該信號用于判別光束位于脊或槽的哪條磁道上。這樣，進行基于差動推挽法的磁道錯誤信號檢測和將光點尺寸法用于聚焦誤差信號檢測的結構用簡單的結構來實現(xiàn)是極為困難的。
本發(fā)明的另一目的在于提供可以由簡單的結構實現(xiàn)基于光點尺寸法的聚焦誤差檢測的光學頭、在光學頭上采用的光收發(fā)器件及采用所述光學頭的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置。
為達成如上述的目的而提出的本發(fā)明相關的光學頭，具有可被移動支撐的物鏡；光束發(fā)射光源；分離光源的發(fā)射光束與光記錄介質(zhì)的反射光束的光分離裝置；接收由光分離裝置分離的反射光束的光測裝置，及在物鏡與光測裝置之間針對反射光束在光測裝置上形成的部分或全部的光點群設置光點形狀修正裝置，其用于修正光點徑以便針對光記錄介質(zhì)上的沿槽方向的光點徑，使與槽正交方向的變大。
而且，本發(fā)明相關的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動光記錄介質(zhì)的驅(qū)動裝置；經(jīng)可移動支撐的物鏡對旋轉(zhuǎn)光記錄介質(zhì)照射光及由光測裝置檢測來自于光記錄介質(zhì)的信號記錄面的經(jīng)物鏡的反射光束的光學頭；基于來自于光測裝置的檢測信號生成再生信號的信號處理電路；以及基于光測裝置的檢測信號使物鏡移動的伺服電路。用于該記錄再生裝置的光學頭具有光束發(fā)射光源；分離從光源發(fā)射的光束和來自于光記錄介質(zhì)的反射光的光分離裝置；接收由光分離裝置分離的來自于光記錄介質(zhì)的反射光束的光測裝置，以及在物鏡與光測裝置之間針對反射光束在光測裝置上形成的部分或全部的光點群設置光點形狀修正裝置，其用于修正光點徑以便針對光記錄介質(zhì)上的沿槽方向的徑，使與槽正交方向的變大。
本發(fā)明的光學頭由于在物鏡與光測裝置之間設置修正反射光束的光點形狀的光點形狀修正裝置，能修正反射光束在光測裝置上形成的光點群的部分或全部的光點形狀，因此無需安裝多棱鏡，而只需1個光測裝置就足夠了，從而可以減少部件數(shù)量及簡化光測裝置的調(diào)節(jié)過程，同時實現(xiàn)了小型化和成本的降低。因此，即使例如在離散光學系統(tǒng)上采用光點尺寸法，亦可實現(xiàn)部件數(shù)量的減少、調(diào)節(jié)步驟的減少、光學頭的小型化、低成本化以及特性的穩(wěn)定。
此外，本發(fā)明即使在由于部件的制造精度、裝配精度的公差而引起的在光測器件上的光接收部及光點之間的位置偏離時，也不會在推挽信號中產(chǎn)生明顯偏移，穩(wěn)定的信號檢測成為可能。因此，對結構部件無需采用超出必要范圍的嚴格的制造精度或裝配精度，便可實現(xiàn)容易分離或分割光點的光學結構，由此使提供小型且低成本以及特性穩(wěn)定的光收發(fā)器件成為可能。
本發(fā)明的其它目的、由本發(fā)明得到的具體優(yōu)點從以下說明的實施例說明中將被進一步明確。
圖2系本發(fā)明光收發(fā)器件及內(nèi)置采用此光收發(fā)器件的光學頭的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置示意框圖。
圖3A系本發(fā)明光學頭例的側(cè)視示意圖、圖3B系放大全息圖元件及光測器部分的側(cè)視示意圖。
圖4系圖3A所示的光學頭采用的光測器件例的平面示意圖、圖5系圖3A所示的光學頭采用的光測器件另一例的平面示意圖。
圖6A系本發(fā)明光學頭另一例的平面示意圖、圖6B系其側(cè)視示意圖。
圖7系所述光學頭采用的光測器件的平面示意圖、圖8系光測器件的另一例的平面示意圖。
圖9A、圖9B及9C系分別在圖7及圖8所示的基于光測器件采用的全息圖元件的各束光點控制例的說明示意圖。
圖10系圖7所示的光測器件采用的全息圖元件的圖案例平面示意圖。
圖11系圖8所示的光測器件采用的全息圖元件的圖案例平面示意圖。
圖12A系本發(fā)明光學頭的另一例平面示意圖、圖12B系其側(cè)視示意圖。
圖13系圖12A和12B所示的安裝在光學頭上的光測器件例的平面示意圖。
圖14A系本發(fā)明光學頭的另一例平面示意圖、圖14B系其側(cè)視示意圖。
圖15系本發(fā)明內(nèi)置光收發(fā)器件的光學頭例的斜視示意圖。
圖16系圖15所示的光學頭內(nèi)置的光接/發(fā)器件例的側(cè)視示意圖、圖17系安裝于所述光收發(fā)器件的光測器件的平面示意圖。
圖18系圖15所示的光學頭內(nèi)置的光收發(fā)器件的另一例側(cè)視示意圖、圖19系安裝于所述光收發(fā)器件的光測器件的平面示意圖。
圖20系本發(fā)明采用光收發(fā)器件的光學頭的另一例側(cè)視示意圖。
圖21A系本發(fā)明光收發(fā)器件的另一例側(cè)視示意圖、圖21B及圖21C系光收發(fā)器件采用的光測器件的光接收部的平面示意圖。
圖22A系本發(fā)明光收發(fā)器件的另一例側(cè)視示意圖、圖22B及圖22C系光收發(fā)器件采用的光測器件的光接收部的平面示意圖。
圖23系圖22A所示的安裝于光收發(fā)器件的分割型全息圖元件的斜視示意圖。
圖24A系本發(fā)明光收發(fā)器件的另一例側(cè)視示意圖、圖24B及圖24C系所述光收發(fā)器件采用的光測器件的光接收部的平面示意圖。
圖2系將本發(fā)明的內(nèi)置了采用光收發(fā)器件的光學頭的光盤用于記錄介質(zhì)的光盤記錄再生裝置的框圖。
另外，圖2所示的光盤記錄再生裝置是可搭載光收發(fā)器件和采用了此光收發(fā)器件的光學頭的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置例，在以下說明的各實施例中，假設光記錄介質(zhì)記錄再生裝置對光收發(fā)器件和光學頭都適用。
本發(fā)明的光盤記錄再生裝置1101包括作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動光盤1102的主軸馬達1103、光學頭1104以及作為其饋送馬達1105。
主軸馬達1103在系統(tǒng)控制器1107及控制電路1109的驅(qū)動控制下，以所定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
而且，雖然作為光盤1102可以采用由連續(xù)的凸凹形狀記錄了信息信號的再生專用光盤，但若利用采用了光調(diào)制記錄的記錄再生盤CD-R/RW、DVD-R、DVD-RAM、DVD-R/RW或、DVD+RW等，或采用了405nm(納米)附近短波長光源的高密度光盤DVR-BLUE等，則更為有效。
信號調(diào)制解調(diào)器及ECC塊1108進行信號的調(diào)制、解調(diào)并附加錯誤校正碼(ECC)。光學頭1104按信號調(diào)制及ECC塊1108的指令分別對旋轉(zhuǎn)的光盤1102的信號記錄面進行照射。由此照射進行對光盤1102的記錄或再生。
而且，光學頭1104基于來自于光盤1102的信號記錄面的反射光束檢測后述的各類光束，并向前置放大器1120提供對應各光束的信號。
前置放大器1120的作用是基于對應各光束的信號生成聚焦誤差信號、磁道錯誤信號和RF信號等。根據(jù)成為再生對象的記錄介質(zhì)的種類，由伺服控制電路1109和信號調(diào)制及ECC塊1108，進行基于這些信號的解調(diào)及錯誤校正處理等的所定處理。
由此，所得解調(diào)記錄信號比如經(jīng)計算機的數(shù)據(jù)存貯器接口1111發(fā)送給外部計算機1130等。因此，外部計算機1130等能夠作為再生信號接收記錄在光盤1102的信號。
而且，如果作視聽用途，由D/A、A/D轉(zhuǎn)換器1112的D/A轉(zhuǎn)換部分作數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，并發(fā)送給視聽處理部1113。然后，此視聽處理部1113處理視聽信號，經(jīng)視聽信號輸入/輸出部1114傳送給外部的射像/投影設備。
饋送馬達1105使光盤記錄再生裝置采用的光學頭1104沿光盤1102的半徑方向移動到光盤1102的所定的記錄磁道上。控制電路1109分別負責主軸馬達1103的控制、饋送馬達1105的控制以及保持光學頭1104的物鏡的雙軸調(diào)節(jié)器的聚焦方向和磁道方向的控制。
本發(fā)明的光學頭按圖3A和圖3B所示的配置，是具有被稱為離散光學系統(tǒng)的由分別安裝光學部件所構成的光學系統(tǒng)，光學頭在返回光的聚焦部位的前后設有光測器件，以生成作為對光盤記錄面控制光束的聚焦位置的聚焦誤差信息，由此使利用在此位置的光點直徑變化的光點尺寸法得以發(fā)揮作用。
在圖3A中，光學頭1包括半導體激光器22、準直鏡23、光衍射鏡24、光束分離器25、物鏡26、準直鏡27、全息圖元件8、柱面透鏡9和光測器件10。這些光學部件都分別安裝。在此光學頭1中，半導體激光器22的發(fā)射光束是準直鏡23的入射光束，并被其轉(zhuǎn)換成平行光束，之后入射至光衍射鏡24。光衍射鏡24把入射光束分離成直進的0次光和±1次衍射光。這些光束入射到光束分離器25，并在光束分離器25上被分離成半導體激光器22的發(fā)射光束和光盤D信號記錄面的反射光束。
光束分離器25一般由一對光學棱鏡及在這一對光學棱鏡之間由蒸發(fā)或濺射沉積所形成的多層介質(zhì)膜構成。經(jīng)光束分離器25分離并透射的來自于半導體激光器22的光束射入物鏡26。
物鏡26在光盤D的信號記錄面的某一點上將入射光會聚并照射。物鏡26沿圖3中箭頭F所示的聚焦方向和箭頭T所示的磁道方向被驅(qū)動。
從光盤D的信號記錄面反射的反射光束再次經(jīng)物鏡26射入光束分離器25，在光束分離器25對應其反射率的光量的光束被分離反射。
由光束分離器25分離的反射光束經(jīng)準直鏡27轉(zhuǎn)換成為會聚光。轉(zhuǎn)換成為會聚光的光束之后射入全息圖元件8，并由全息圖元件8分離為用于由光點尺寸法檢測聚焦誤差信號的±1次光和用于檢測RF信號和磁道錯誤信號的0次光。全息圖元件8具有控制零次光和正負一次光聚焦位置的功能，并如后述使正負一次光的聚焦位置非對稱移動，以便沿盤D的記錄磁道方向即切線(Tangential)方向擴大正負一次光的光點直徑。
由全息圖元件8分離的各光束，透過柱面透鏡9，以便用其中的零次光由差動推挽法獲得磁道錯誤信號，當其各光束的聚焦位置橫跨光盤D的磁道方向沿徑向延伸時被光測器件10接收。因此，把零次光的光點作為如后述的沿徑向細長延伸的光束光點輸入給光測器件10的磁道錯誤檢測用的光接收部。
而且，正負一次光，其聚焦位置受全息圖元件8的非對稱控制，其直徑在此控制下沿切向相互擴大相同的直徑，并且射入光接收部，以便光測器件10進行光點尺寸檢測。
另外，關于正負一次光的徑向，如圖3B所示，基于全息圖元件8的作用，一方面例如負一次光沿徑向擴大，另一方面例如正一次光沿徑向縮小，并由光測器件10接收，然而，由于聚焦誤差檢測的光點尺寸檢測可按切向?qū)挾冗M行，因此無直接妨礙。
圖4表示此光測器件10的光點與光接收部之間關系的平面圖。
在圖4中，兩側(cè)的光接收部101、102(分割區(qū)域a、b、c、d、e、f)用來檢測聚焦誤差信號，中央的三個光接收部103、104、105(分割區(qū)域h、i、j、k、l、m)用來檢測磁道錯誤信號。
而且，中央的一個光接收部(分割區(qū)域j、k)用來檢測RF信號。
沿圖4的Y向即切向的光點徑不受柱面透鏡9影響，因此不影響采用光點尺寸法的聚焦誤差運算。
另一方面，由全息圖元件8分離的零次光光點(由光接收部h、i、j、k、l、m接收的光點)的沿圖4的Z向即徑向的光點徑，由柱面透鏡9的作用變大，由此可進行差動推挽檢測。
如上所述，設光測器件10的各光接收區(qū)域的輸出值為a～m，則光測器件10的各檢測信號例如可按下式檢測聚焦誤差信號＝(a+c-b)-(d+f-e)磁道錯誤信號＝(j-k)-K{(h-i)+(l-m)}這里K為系數(shù)。
RF信號＝j-k按上述結構，只用光測器件10便可獲得三個信號，即在不采用兩個光測器件和不利用刀口鏡的情況下，用推挽法便可檢測磁道錯誤。
其結果，通過減少元件數(shù)量和簡化光測器件的調(diào)節(jié)過程，使元件和生產(chǎn)成本得以降低，同時可減小光學頭的尺寸。
另外，在圖3的例子中，全息圖元件8和柱面透鏡9按不同的光學元件進行了說明，但全息圖元件亦可安裝在柱面透鏡的平面?zhèn)?如圖10)。這也適用于后續(xù)說明的各實施例。由此可使部件數(shù)量進一步減少。
而且，為防止由光點尺寸法得到聚焦誤差信號在散焦位置的偏移變化，光測器件110可如圖5所示的光接收部111、112那樣將進行光點尺寸檢測的光接收部101、102分成5個分割區(qū)域，用以取代圖4所示的3個區(qū)域。即通過把光接收部111、112的5個分區(qū)中的最外側(cè)的2個分區(qū)(n、o、p、q)作為聚焦誤差信號在散焦位置的偏移量的消除區(qū)而采用，可在散焦位置急速地將聚焦誤差信號基本會聚為0。
而且，在推挽檢測中，通過把光點分成3個區(qū)域，可在脊槽介質(zhì)中消除造成信號失真的光點中部。圖5的光接收部113至115系使此處理奏效的典型分區(qū)。在各光接收部113至115中，中央分區(qū)r、s和t的光接收信號不用于計算磁道錯誤信號，可以很容易地做到這一點。
設安裝了圖5的光測器件110時的各信號在光測器件上的各光接收區(qū)域的輸出值為a～t，則例如可按下式檢測聚焦誤差信號＝(a+c-b-n-o)-(d+f-e-p-q)磁道錯誤信號＝(j-k)-K{(h-i)+(l-m)}這里K為系數(shù)。
RF信號＝j+k+s以下是參考圖6A和圖6B對本發(fā)明的光學頭的另一例進行的說明。
圖6A和圖6B所示的光學頭2采用變形棱鏡整形光束光點的形狀。
光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，尤其是CD-R/RW、DVD-R、DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+RW和DVR-BLUE等的記錄再生型的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，記錄特性可基于會聚在光盤D上的束光點形狀的而改變。
作為用于此類記錄再生裝置的光源，半導體激光器得到普遍應用。半導體激光器的發(fā)射光束的發(fā)散角，在平行于接合表面的方向上約為總半寬值10度左右，在垂直于接合表面的方向上約為總半寬值20～30度左右。此發(fā)散角之差稱為縱橫比。這樣采用所謂變形棱鏡，在光束橫剖面的特定方向改變射入光盤D的光束發(fā)散方向的倍率，即縮小或擴大，并進行射出束的整形，使在發(fā)散方向發(fā)散角不同作為橢圓形狀射出的光束在功率度分布上不會過于產(chǎn)生方向上的不均勻現(xiàn)象。
以下是對圖6A和6B所示的光學頭2的光路的簡要說明。
首先，半導體激光器61的發(fā)射光束由往路準直鏡62轉(zhuǎn)換為平行光，射入變形棱鏡63。在這里，本發(fā)明代理人采用在特愿2000-123723號提出的直進式變形棱鏡。
在平行于半導體激光器61的接合表面的方向，光束橫剖面經(jīng)此變形棱鏡63得以擴大，光束內(nèi)的功率度分布的不均勻性得以修正。
功率度分布得以修正的光束，由半波片64旋轉(zhuǎn)變換光偏振方向，之后由光衍射鏡65使其分離成用于磁道錯誤檢測和脊槽判別的3個光束，并作為P-偏振光束使之透射，由四分之一波片68變?yōu)閳A偏振光，而為降低光學頭1的厚度光路提升鏡69使其行進方向轉(zhuǎn)換90度，隨后射入物鏡70。這里，偏振光束分離棱鏡66的偏振光束分離平面66a的形成，使光束的P-偏振光分量透過，并使S-偏振光分量反射。
這里，為使側(cè)光點僅略微散焦而設計了光衍射鏡65，以便使用本發(fā)明代理人在特愿平11-375339號提出的脊槽判別信號(CTS信號)。
然后，在光盤D的信號記錄面上由物鏡70聚光，以進行信號的記錄再生。
從光盤D反射回來的返回光束再經(jīng)物鏡70的轉(zhuǎn)換為平行光束，其光路由提升鏡69轉(zhuǎn)換90度進入四分之一波片68。反射光束由四分之一波片68對往路轉(zhuǎn)換90度偏振光方向，經(jīng)偏振光束分離棱鏡66的偏向束分離器表面66a作為S-偏振光反射，隨后經(jīng)全反射表面66b全反射進入返路準直鏡71。由返路準直鏡71轉(zhuǎn)換成會聚光，而后設入全息圖元件72。
其后與所述圖3所示的光學頭相同，由全息圖元件72分離成正負一次光，以便用光點尺寸法檢測聚焦誤差信號，及零次光，以便檢測RF信號和磁道錯誤信號，。
該每個分離光束，為了采用其中的零次光以差動推挽法獲得磁道錯誤信號，通過透過柱面透鏡73，僅相對于光盤D的橫跨磁道方向的徑向延長其聚焦位置，并由光測器件74接收它們。
基于此光測器件74所接收的光束生成聚焦誤差信號、磁道錯誤信號、脊槽判別信號等的伺服信號及RF信號，以控制信息再生、光束在光盤D的信號記錄面的會聚位置及光束光點直徑。
圖7和圖8系表示在圖6A和圖6B所示的光學頭1上采用的光測器件74上的光束光點與光接收部之間關系的平面圖。
這里，圖7和圖8所示的系兩個具有不同設計的典型全息圖元件72。
圖9如前所述。
跟在上述光學頭1上采用的光測器件10一樣，在圖9(A)中，零次光和正負一次光的聚焦位置受全息圖元件72的全面控制，使得如果由柱面透鏡73引起聚焦位置沿徑向移動，則正負一次光的束光點之一沿徑向擴大，而另一束光點沿徑向縮小。
如果光點處于上述狀態(tài)，正負一次光的每個光點在切向都具有共同尺寸，對檢測光點尺寸無阻礙。
這樣如果在使正負一次光的光束光點之一沿徑向擴大的配置中，例如零次光的光束光點沿徑向取充分大時，則正負一次光之一的光點在徑向過大，以致需增大光接收部的空間，從而招致了光測器件的大型化，相反如果要抑制正負一次光之一的束光點沿徑向擴大，則無法使零次光的束光點沿徑向充分取大，從而可能產(chǎn)生難以檢測磁道錯誤的不便。
在圖8所示的例子中，消除了正負一次光各光束光點的徑向非對稱性，從而改善了上述缺點。
在圖8所示的光測器件74中，正負一次光的聚焦位置僅在光點尺寸的檢測方向即切向才由全息圖元件72移動。因此，可使3個光束光點即零次光和正負一次光的徑向聚焦位置保持大致相同。
因此，即使由柱面透鏡73使徑向的聚焦位置移動，也不會引起正負一次光的光點形狀的非對稱。
圖9A至9C說明在使用上述全息圖元件72時各光束光點的具體例子，圖9A示出徑向的光點狀態(tài)，圖9B示出切向的光束光點狀態(tài)。圖9C表示光測器件的各光接收部與光點之間的關系。
另外，圖9A和圖9B所示的全息圖元件111一體設置在柱面透鏡110的平表面上。
參考圖9A，只有由柱面透鏡110移動聚焦位置，才會沿徑向作用于每一光束光點，而每個光點的直徑都大致相同。即全息圖元件111不起作用。
另一方面，如圖9B所示，用全息圖元件111使每個光點光的聚焦位置沿切向單獨移動，且零次光的聚焦位置與光測器件的光接收表面大體一致。而且，通過在縮短正負一次光之一的聚焦位置同時，延長另一方的聚焦位置，使光測器件在光點直徑擴大至相同狀態(tài)下接收光。
另外，圖9B表示零次光兩側(cè)的正負一次光，這樣做只是為了便于說明，實際上零次光和正負一次光的各光點沿徑向配置成1列，并在圖9B的紙面方向上重疊。
按上述配置，可沿徑向即推挽檢測方向在限定的光接收面積內(nèi)擴大零次光的光點直徑，使得對于因散焦引起的光點直徑的變化或?qū)饨邮詹康墓馐恻c的環(huán)境變化等而導致的位置偏移等，仍有可能緩和由于檢測精度的下降而引起的特性惡化。
圖10和圖11表示與圖7和圖8相對應的全息圖元件的典型圖案。從圖上可以看出，對應圖7的圖10所示的全息案P1不僅在切向而且在徑向也具有功率，因而導致特性由光束在徑向的透射位置而變化。
對此，對應圖8的圖11所示的全息案P2在徑向不具有功率，因而相同圖案沿徑向重復出現(xiàn)。因此，即使光束透射位置改變，特性總是保持不變。
另外，在圖8的配置中，除上述效果之外，由于正負一次光的光點形狀對稱，因此，光點間隔可以更小，從而可增加全息圖元件的格子間隔。
如果設a～t代表光測器件74的各光接收區(qū)的輸出值，則圖7及圖8所示的光測器件74所檢測的各信號例如可由下式檢測。
聚焦誤差信號＝(a+c-b-n-o)-(d+f-e-p-q)磁道錯誤信號＝(j-k)-K{(h-i)+(l-m)}這里K是系數(shù)。
脊槽判別信號＝{(h+i)-r}-{(l+m)-t}RF信號＝j+k+s由此，與所述的光學頭1相同，可減少部件數(shù)量、簡化光測器件的調(diào)節(jié)過程，從而可降低部件和制造成本，同時使光學頭小型化。
圖12A和圖12B系本發(fā)明光學頭另一例的平面及側(cè)面示意圖。
此光學頭3系表示為使在往返光路上都透過變形棱鏡而構成的一類型的光學頭例。
以下是對圖12A和圖12B所示的光學頭3光路的簡要說明。
首先，半導體激光器61的發(fā)射光束由往路準直鏡62準直成平行光束，之后由光衍射鏡65分離成三個光束用于磁道錯誤檢測和脊槽判別，由固定在偏振光束分離棱鏡75的入射側(cè)上的半波片75c使偏振光方向旋轉(zhuǎn)變換，然后作為P-偏振光透過偏振光束分離棱鏡75進入變形棱鏡76。另外，偏振光束分離器表面75a，使透過偏振光束分離棱鏡75的光束中的P-偏振光分量透過，使S-偏振光分量反射。
由變形棱鏡76，使在平行于半導體激光器接合表面方向的光束橫剖面擴大，從而修正光束內(nèi)的功率度分布的不均勻性，同時在平行于半導體激光器接合表面方向的倍率與在垂直于該方向的倍率之間形成倍率差。
在諸如采用高密度化、波長短同時數(shù)值孔徑(NA)大的物鏡的DVR-BLUE等上使用的光學頭中，以修正由諸如光盤基片厚度差等產(chǎn)生的球面象差用的液晶裝置77調(diào)節(jié)經(jīng)功率分布修正的光束，使之達到最佳球面象差狀態(tài)，之后由四分之一波片68使光束圓偏振，為降低光學頭1的厚度光路提升鏡69使其行進方向偏轉(zhuǎn)90度，并射入物鏡70。物鏡70使光束會聚并通過照射在光盤D的信號記錄表面上，以記錄再生信號。
入射光盤D，及從此光盤D反射回來的光束再次由物鏡70轉(zhuǎn)換成平行光，其光路由光路提升鏡69偏轉(zhuǎn)90度進入四分之一波片68。由四分之一波片68使偏振方向相對于往路光路偏轉(zhuǎn)90度，原樣透過液晶裝置77后，再次透過變形棱鏡76，由偏振光束分離棱鏡66的偏振光束分離器表面66a作為S-偏振光反射后，由全反射表面66b全反射，射入返路準直鏡71。然后，由此返路準直鏡71轉(zhuǎn)換為會聚光，射入全息圖元件72。
之后反射光束由全息圖元件72分離成為由光點尺寸法檢測聚焦錯誤信號，其聚焦位置只在切向移動的正負一次光和為檢測RF信號、磁道錯誤信號及脊槽判別信號的零次光。
此分離的光束，由安裝在光測器件78上的柱面透鏡，使聚焦位置只在光盤沿橫穿磁道方向的徑向延長并由光測器件74接收，以便用在全息圖元件分離的零次光由差動推挽法獲得磁道錯誤信號?；谟晒鉁y器檢測的檢測信號，生成聚焦誤差信號、磁道錯誤信號、脊槽判別信號等的伺服信號和RF信號，進而再生信息信號及控制聚光在光盤上的光束光點的位置及聚光位置。
圖13是示出圖12A和圖12B所示的光學頭3的光測器件74上的光接收部和光束光點之間關系的說明圖。
如果以a～t表示光測器件74上各光接收區(qū)的輸出值，則如此結構的光測器件74上的信各號例如可按下式檢測聚焦誤差信號＝(a+c-b-n-o)-(d+f-e-p-q)磁道錯誤信號＝(j-k)-K{(h-i)+(l-m)}這里K是系數(shù)。
脊槽判別信號＝{(h+i)-r}-{(l+m)-t}RF信號＝j+k+s注意，在本發(fā)明光學頭3上，光通過在往返路徑上都穿過變形棱鏡，從光盤上的會聚點到光測器件的倍率在基于變形棱鏡進行倍率轉(zhuǎn)換的方向及不進行轉(zhuǎn)換的方向不同。另一方面，光測器件74檢測聚焦誤差的方向1與檢測磁道錯誤和脊槽判別信號的方向正交。即分別稱方向1和2為切向和徑向。
于是，在本例的光學頭3中，當基于變形棱鏡(倍率βA)的倍率轉(zhuǎn)換方向及上述的方向1的倍率為β1，方向2的倍率為β2時，有下式β1＝βA×β2以下是對此倍率轉(zhuǎn)換方向設置的效果進行說明。
首先作為前提，假設物鏡的數(shù)值孔徑為NA，聚焦引入范圍是Spp，方向1的光點直徑是Ф1，方向2的光點直徑是Ф2，而散焦是ΔDef。
這里，如上所述如果變形棱鏡的倍率轉(zhuǎn)換方向為β1＝βA×β2時，對于散焦量ΔDef的聚焦位置相移動成為方向1Δ1？ΔDef×2×(βA×β2)2方向2Δ2？ΔDef×2×β22而且，聚焦時的光點直徑Ф1由下式給出(Spp/2)×2×(βA×β2)2×{(2·NA)/(βA×β2)}＝2·NA·Spp·(βA×β2) 式1接著，在發(fā)生散焦ΔDef時，光點直徑Ф2的增量ΔФ2由下式給出ΔDef×2×β22×(2·NA)/β2＝4·NA·β2·ΔDef 式2下面，如果在上述式1中，固定聚焦引入范圍Spp，并固定聚焦時光點直徑Ф1，則光點直徑Ф1由下式給出2·NA·Spp·(βA×β2)＝Cons(常數(shù))從而檢測磁道錯誤和脊槽判別信號的方向2的倍率β2是1/βA因此，對于散焦ΔDef，光點直徑Ф2的變化量是ΔФ2/ΔDef4·NA·β2∝1/βA 式3因而它與變形棱鏡的倍率βA成反比。同時，如果變形棱鏡的倍率方向是徑向，以1/βA置換βA即可。
其結果，如果變形棱鏡的倍率方向是切向，對于散焦的光點直徑Ф2的變化會更小。
如上所述，如果當聚焦誤差的檢測方向1垂直于磁道錯誤/脊槽判定信號的檢測方向2時，即當方向1是切向而方向2是徑向時，并設基于變形棱鏡(倍率βA)的倍率轉(zhuǎn)換方向?qū)较?的倍率是β1、對應方向2的倍率是β2時，通過使其有β1＝βA×β2
可以減少由散焦引起的磁道錯誤/脊槽判定信號的檢測方向(方向2)的光點直徑變化，進而可以抑制由散焦引起的磁道錯誤/脊槽判定信號的特性變化。
而且，將檢測磁道錯誤/脊槽判定信號的三個光點布置在垂直于方向2的方向上，在光測器件上分離這些光點時，正是方向1的倍率β1確定了在光盤上的分離是幾倍的分離，如果光盤的光點分離是常數(shù)，則在光測器件上可確保分離力度，由此使設計自由度得到改善。
圖14A和圖14B表示本發(fā)明光學頭的另一例。
在光學頭4中，準直鏡在往返光路上共用，而將變形棱鏡和光路提升鏡合二為一。鑒于在采用波長約為405nm的短波長光源時產(chǎn)生色差，配備色差修正透鏡。
以下是對圖14A和圖14B所示光學頭4光路的簡要說明。
首先，半導體激光器61的發(fā)射光由耦合透鏡79使進入偏振光束分離棱鏡80和準直鏡81的數(shù)值孔徑NA成為小值，該光由光衍射鏡65分離成三個光束，用以檢測磁道錯誤和進行脊槽判定，固定在偏振光束分離棱鏡80入射側(cè)的半波片使偏振方向旋轉(zhuǎn)變換，之后作為P-偏振光透過偏振光束分離器表面，由準直鏡81轉(zhuǎn)換為平行光，其橫剖面經(jīng)變形棱鏡82在平行于半導體激光器61的接合表面的方向擴大，這不僅修正了光束內(nèi)的功率度分布的不均勻性，而且在平行于接合表面方向的倍率與垂直于其方向的倍率之間產(chǎn)生倍率差。
如果象采用接近405nm短波長光源的高密度光盤DVR-BLUE等的再生所用的光學頭4一樣使用數(shù)值孔徑(NA)大的物鏡70時，經(jīng)功率度分布修正的光束，由修正基于光盤基片厚度誤差等產(chǎn)生的球面象差用的液晶裝置77處于最佳球面象差狀態(tài)后，經(jīng)四分之一波片68成為圓偏振光，由色差修正透鏡83賦予最佳色差并射入物鏡70。由此物鏡70，使光束會聚在光盤D的信號記錄面上，由此記錄再生信息信號。
從光盤D反射回來的光束由物鏡70再次轉(zhuǎn)換為平行光，之后透過色差修正透鏡83進入四分之一波片68。由此四分之一波片68在偏振方向上對于往路偏轉(zhuǎn)90度并原樣透過液晶裝置77，之后再次由變形棱鏡82反射并由準直鏡81準直成收斂光，之后經(jīng)偏振光束分離棱鏡66的偏振光束分離器表面作為S-偏振光反射后，進入全息圖元件72。
之后由全息圖元件72，分離成聚焦位置只沿切向移動的正負一次光，以便按光點尺寸法檢測聚焦誤差信號，以及零次光，以便檢測RF信號、磁道錯誤信號和脊槽判定信號。如此分離的光束由安裝在光測器件78上的柱面透鏡，使其聚焦位置只沿在光盤D上橫穿磁道方向的徑向延伸，并由光測器件74接收，以便于采用基于全息圖元件的0次光由差動推挽法獲得磁道錯誤信號。
光測器件74，基于此接收光獲得的檢測信號生成聚焦誤差信號、磁道錯誤信號和脊槽錯誤判定信號等的伺服信號和RF信號，進而再生信息及控制在光盤上的光點位置和聚焦位置。光測器件74上的束光點與光接收部之間的關系跟上述圖13相同。
使用構造如上所述的光學頭4比使用所述光學頭1至3更減少了元件數(shù)量及可實現(xiàn)小型化。
參見附圖，以下是對采用在上述本發(fā)明光學頭上使用的光收發(fā)器件的集成光學系統(tǒng)具體例的說明。
首先，舉例說明為檢測光磁信號光學系統(tǒng)變復雜，光學系統(tǒng)的集成化難度更大的光磁記錄介質(zhì)用的光學頭。另外，下述的光學頭可特別有效地用于直徑約64mm的磁性光盤。
可有效地在以磁性光盤為記錄介質(zhì)的記錄再生裝置上使用的本發(fā)明光學頭41由以下各項組成將光源、光測器件和光學部件復合集成化了的光收發(fā)器件42、45；反射從光收發(fā)器件42、45射出光束的鏡43；會聚由鏡43反射的來自于光收發(fā)器件42、45的光束用以對磁性光盤的信號記錄面(未作圖示)照射，同時將由磁性光盤的信號記錄面反射的光束導向光收發(fā)器件42、45的有限倍率物鏡44。
物鏡44由透鏡支持構件(未作圖示)支持，以便在相互垂直的兩個方向上即在磁性光盤的徑向和在接近遠離磁性光盤的光軸方向運動。基于光收發(fā)器件42、45接收的、由信號處理電路生成的控制信號，雙軸調(diào)節(jié)器使透鏡支持構件移動，由此使此物鏡44在沿磁性光盤的徑向或接近遠離磁性光盤的方向運動。物鏡44聚焦光束，以便使光收發(fā)器件42、45的發(fā)射光束總是聚焦在磁性光盤的信號記錄面上，同時使聚焦光束循磁性光盤磁道而行。
參考圖16所示的光收發(fā)器件42，光源52和光測器件54分別單獨安裝在封裝件55內(nèi)面的所定位置。在光測器件42上如圖17所示設置有被分割的光接收部群。而且，在封裝件55的上表面分別通過粘接接合有復合化光學部件的復合透鏡52和復合棱鏡53。
接著，對此光收發(fā)器件42的光路進行說明。
在此光收發(fā)器件42上，首先從光源51射出的光束進入復合透鏡52。光束由設置在復合透鏡52的光源51一側(cè)的分級裝置52a分離成三個光束，用以由三光束法檢測磁道錯誤。被分離的光束由設置在復合透鏡52上表面的耦合透鏡52b轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)的倍率，之后射入復合棱鏡53。透過復合棱鏡53的偏振光束分離器膜53a的光束經(jīng)過圖15所示的透鏡43和有限倍率物鏡44收斂在磁性光盤的信號記錄面上。
由磁性光盤的信號記錄面反射的光束再次經(jīng)物鏡44和透鏡43射入光收發(fā)器件42的復合棱鏡53。然后，由復合棱鏡53的偏振光束分離器膜53a與往路分離，被反射的光束由半波片53b變換45度偏振光方向，進入偏振光完全分離膜53c。另外，作為半波片53b，可采用例如在特開平8-152520號公報上登載過的半波片。
偏振光完全分離膜53c由薄光膜形成，基本上可透射全部P-偏振光分量及反射全部S-偏振光分量。
基于偏振光完全分離膜53c，光磁信號的差動檢測，這時，由偏振光完全分離膜53c的透過功率度與反射功率度之間的差通過偏振光分離進行的。
復合透鏡52上的刀口52c將偏振光完全分離膜53c的反射光束分離成兩個半圓光束，如圖17所示，被光測器件54上的光接收部541、542和543(光接收區(qū)a、b、c、d、e)所接收。這里，以傅科/刀口法檢測聚焦誤差信號，以三光束法檢測磁道錯誤信號。
偏振光完全分離膜53c的透過光束基本上由強反射膜53d全部反射，而其光路長度由復合透鏡52的凹透鏡52d調(diào)節(jié)，以便在光測器件54上分離為三個光點，被光測器件54上的光接收部544、545和546(光接收區(qū)f、g、h、i)所接收。
如果以a～i表示光測器件54上的各光接收區(qū)的輸出值，則光測器件54的各檢測信號例如可由下式檢測采用傅科/刀口法，聚焦誤差信號FE由FE＝a-b給出，采用三光束法，磁道錯誤信號TE由TE＝(d+h)-(e+i)
給出，采用推挽法，地址信號AD由AD＝f-g給出，通過差動檢測，RF信號由RF＝(a+b+c)-(f+g)給出。
集成光學系統(tǒng)與離散光學系統(tǒng)不同，一般總體上可明顯簡化各光學部件之間的位置調(diào)節(jié)。
在此結構中，光學系統(tǒng)只作簡單調(diào)節(jié)，以便使光束光點布設在分割光接收區(qū)a和b的分割線上，從而能正確地得到聚焦誤差信號，在此以外，由各結構部件的加工精度和安裝精度來保證精度。因此，如果復合棱鏡53的各面間距的加工誤差、光源51與光測器件54的安裝位置的誤差等變大，則以得到為檢測由磁道顫動所記錄的地址信號或時鐘信號的推挽信號為目的而分割的分割光接收部f、g上的光點在光接收部f或g上明顯偏移，從而使最優(yōu)推挽信號無法得到。
例如，如果光盤三光點的主光點與側(cè)光點的間距是15μm，光盤與光測器件54的分割光接收部f、g之間的光學系統(tǒng)倍率是5的話，則光接收區(qū)f、g、h、i位置中的主光點與側(cè)光點的間距便為75μm。為能正確分離這三個光點，各光點直徑應在50μm左右。對此，如果基于復合棱鏡的加工精度的偏振光束分離器膜53a與強反射膜53d間距的加工誤差為15μm，光源51和光測器件54的安裝位置誤差為10μm，則最差是接收光點完全偏向光接收部f或g的某一個。其結果，即使是如此微小程度的加工誤差，也使得不能得到良好的推挽信號。另一方面，如果為防止此光點偏移而擴大光點直徑，則三個光束光點發(fā)生重疊，檢測良好的信號仍然困難。
為了解消上述問題，提出如圖18所示的光收發(fā)器件45。除了以具有復曲面透鏡62d的復合透鏡62替代具有凹透鏡52d的復合透鏡52外，圖18的光收發(fā)器件45的結構類似于上述圖16的光收發(fā)器件42。
復曲面透鏡62d是在紙表面的橫向與法向之間的曲率不同的透鏡，如在圖19所示的光接收部模式和光束光點之間的關系，紙表面的橫向曲率的確定應在光接收部f、g、h、i中使收斂大致發(fā)生在三個光點的分離方向上，而紙表面的法向曲率的確定應使光接收部f、g的分離方向的光點直徑大到足以檢測推挽信號。由此，如果設定曲率半徑使得推挽檢測方向的光點直徑為200μm，則即使上述的光點位置發(fā)生25μm程度的偏移，亦可滿意地檢測出推挽信號。此結果，光收發(fā)器件在磁性光盤上得以實現(xiàn)，使磁性光學頭的明顯變小、變薄、部件數(shù)量明顯減少、成本降低且可靠性變高成為可能。
以下與上述的光學頭同樣，特別對適合于諸如CD-R/RW、DVD-R、DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+RW或DVD-BLUE等的記錄再生型光記錄介質(zhì)的記錄再生裝置上使用的光學頭及用于此光學頭上的光收發(fā)器件進行說明。
如圖20所示，本發(fā)明采用光收發(fā)器件的光學頭5由復合、集成了光源、光測器件和光學部件的光收發(fā)器件120或130、及為使從光收發(fā)器件120或130射出的光束以最佳狀態(tài)聚光于光盤D的其它光學部件組成。即圖20所示的光收發(fā)器件的結構與圖14A以虛線圈出部分的復合及集成的結構相同。
圖21A、圖21B及圖21C系本發(fā)明的光收發(fā)器件例的示意圖，說明一下此光收發(fā)器件120的光路，光源121發(fā)射的光在反光棱鏡122的作用下彎曲光路、通過基片123上的孔徑，并使其偏振方向在半波片124的作用下旋轉(zhuǎn)，射入復合透鏡125。復合透鏡125的入射光束被復合透鏡125的光衍射鏡125a分離成三個光束，用于磁道錯誤檢測和脊槽判別，由復合透鏡上的耦合透鏡125b，將入射復合棱鏡126和準直鏡81的數(shù)值孔徑NA轉(zhuǎn)換為更小值，之后作為P-偏振光透過復合棱鏡126的偏振光束分離器膜126a，進入準直鏡81。偏振光束分離器膜126a可使光束的P-偏振光分量透過并反射光束的S-偏振光分量。
從光盤反射的返回光束由準直鏡81再次轉(zhuǎn)換成聚焦光束，之后由復合棱鏡126的偏振光束分離器膜126a反射S-偏振光，并由半反射鏡126b部分反射和部分分離成透過光。被反射的光被分離成正負一次光，其聚焦位置只在復合透鏡的柱形透鏡125c上橫跨盤上的磁道方向的徑向延伸，且其聚焦位置只沿切向移動，以便采用復合透鏡125的全息圖元件125d以光點尺寸法檢測聚焦誤差信號，反射光還被分離成零次光，以檢測RF信號、磁道錯誤信號和脊槽判別信號，如此分離的光被光測器件127所接收。
斜向入射半波片126c使半反射鏡126b的透過光束旋轉(zhuǎn)偏振光方向，之后由偏振光束分離器膜126d分離成反射光和透過光，透過光進一步由全反射表面126e全反射。反射光和透過光的光點直徑都由復合透鏡的凹透鏡125e調(diào)節(jié)，并由光測器件127所接收。
基于如此接收的反射光束，生成諸如聚焦誤差信號、磁道錯誤信號和脊槽判別信號等的伺服信號及RF信號，以便再生在再生光盤上記錄的信息信號及控制光盤上的光點位置和聚焦位置。光測器件上的光點與光接收部之間的關系如圖21B和圖21C所示。
關于在如此結構的光測器件120中的各信號有如下說明首先，基于由圖21B所示的光接收部127A至127E檢測的檢測輸出生成聚焦誤差信號、磁道錯誤信號和脊槽判別信號。這些信號的生成與前述的例子相同，因此不再詳述。
另外，如果以RF表示圖21C所示的RF信號的檢測用光接收部127E的輸出，RF信號可由式RF信號＝RF來檢測。
而且，如果以u、v、x、w表示圖21C所示的DPD法的磁道信號的檢測用光接收部127G的四個光接收區(qū)的輸出，則DPD信號可由式DPD信號＝(u+w)與(v+x)的相差信號來檢測。
由此，這使RF信號可在單獨的光測裝置(PD)上生成，從而保證RF信號的噪音低、頻帶寬。同時還可進行DPD信號檢測。
本發(fā)明的光收發(fā)器件還可按圖22A、圖22B及圖22C所示構成。
以下是對圖22A所示的光收發(fā)器件130的光路進行的簡要說明。首先，反光棱鏡132使光源131的發(fā)射光束的光路彎曲，并透過基片133上的孔徑，之后，半波片134使光束的光偏振方向旋轉(zhuǎn)，進入復合透鏡135。通過此復合透鏡135上的光衍射鏡135a，被分離成三個光束，用于磁道錯誤檢測和脊槽錯誤判別，經(jīng)復合透鏡上的耦合透鏡135b，使入射復合棱鏡136和準直鏡81的數(shù)值孔徑NA減小，作為P-偏振光透過復合棱鏡136的偏振光束分離器膜136a，進入準直鏡81。另外，偏振光束分離器膜136a透射P-偏振光分量，反射S-偏振光分量。
從光盤反射回來的光束再次由準直鏡81轉(zhuǎn)換為會聚光，并由復合棱鏡136的偏振光束分離器膜136a作為S-偏振光反射，之后，部分由半反射鏡136b反射，部分由其透射。
反射光被分為正負一次光，其聚焦方向只在復合透鏡的柱面透鏡135c上橫跨磁道方向的徑向延伸，并且其聚焦位置只沿切向移動，以便采用復合透鏡95的全息圖元件135d以光點尺寸法檢測聚焦誤差信號。反射光還被分為零次光，以檢測RF信號、磁道錯誤信號和脊槽判定信號。如此分離的信號為光測裝置137所接收。
全反射表面136e使透過半反射鏡136b的光全反射，而復合透鏡上的凹透鏡95e調(diào)節(jié)其聚焦位置，之后，分割型全息圖元件135g將其分離成檢測RF信號的零次光和檢測DPD信號的正負一次光，進而由光測裝置97聚光。
這里以用在圖22A的光收發(fā)器件130上的分割型全息圖元件135g為例加進行說明。分割型全息圖元件135g按圖23設置，各分區(qū)A、B、C、D的透過光如圖23所示組合，被檢測RF信號用的光接收部137F和檢測DPD信號用的各光接收部137G、137H、137I和137J接收。即透過分割型全息圖元件135g的分區(qū)A、C的負一次光被光接收部137G接收，而透過分割型全息圖元件135g的分區(qū)B、D的負一次光被光接收部137H接收。而且，透過分割型全息圖元件135g的分區(qū)B、D的正一次光被光接收部137I接收，而透過分割型全息圖元件135g的分區(qū)A、C的正一次光被光接收部137J接收。
以下是上述光收發(fā)器件130的各檢測信號首先，圖22B所示光接收部137A至137E以與所述的光學頭的光收發(fā)器件采用的相同的式檢測聚焦誤差信號、磁道錯誤信號和脊槽判別信號。
而且，如果圖22C所示的檢測RF信號的光接收部137F的輸出是RF，則RF信號可以由式RF信號＝RF來檢測。
另外，如果圖22C所示以DPD法檢測磁道信號的光接收部137G和137J的輸出之和是AC，而光接收部137H、137I的輸出之和是BD，則DPD信號可以由DPD信號＝輸出AC與輸出BD的相差信號的式來檢測。
而且，與磁性光記錄介質(zhì)相關的光收發(fā)器件還可通過與圖21所示光收發(fā)器件120大致相同的結構來實現(xiàn)。
圖24A、圖24B、圖24C系這種情形下的光收發(fā)器件141的例子。通過將已分離成兩個RF和DPD信號檢測用光束光點分離成兩個光磁差動檢測用的光點(RF-MO)，及通過優(yōu)化光磁用的復合棱鏡236的膜特性，圖24A、圖24B、圖24C所示的光收發(fā)器件141極易實現(xiàn)。
另外，參考圖24B和圖24C，光測器件140的伺服信號檢測用的光接收部140A～140E是與上述的圖21和圖22所示的光收發(fā)器件120、130同樣的結構，對于RF信號，設有檢測上述兩個光點(RF-MO)的光接收部140F和140G。
如上所述，本發(fā)明的光收發(fā)器件和采用光收發(fā)器件的光學頭，基于本實施方式，即使在分離光學系統(tǒng)中采用光點尺寸法，也可實現(xiàn)部件數(shù)量和調(diào)節(jié)步驟的減少，光學頭的小型化和低成本化。
而且，如果在集成光學系統(tǒng)上，即使有由于部件的制造精度或裝配精度的變化所引起的在在光測器件上的光點與光接收部之間的位置偏移，推挽信號也不會產(chǎn)生明顯偏移，從而能確保信號檢測的穩(wěn)定。其結果，在部件上即使不采用超出必要范圍的嚴格的制造精度或裝配精度，也可獲得有助于光點分割或分離的光學結構，由此可提供小型、成本低并且特性穩(wěn)定的光學頭和光記錄介質(zhì)記錄再生裝置。
而且，通過采用在聚焦誤差檢測方向的功率比其它方向大的全息圖元件，可增強全息圖元件防止水平移動能力，同時通過改善光點尺寸檢測用的光點形狀的對稱性，可縮小全息圖元件的格子間距，而且，由于可以加大TRK/CTS信號檢測方向的光點直徑，因此減小了光收發(fā)器件和光學頭對于散焦或光接收部與光點間位移的特性惡化的程度。
而且，借助透過往返光路的變形棱鏡等的倍率差生成裝置，可減小因散焦引起的磁道錯誤/脊槽判別信號的特性變化，同時可以增大在光測器件上的3個光點分離，從而增加了設計的自由度。
另外，本發(fā)明不限于上述各實施例，且可在不脫離本發(fā)明要旨范圍的情況下進行各種應用及變形。
例如，作為光點形狀修正裝置，雖然采用了柱面透鏡或復曲面透鏡，但還可使用具有同樣效果的全息圖元件等。這時，也可實現(xiàn)與上述各結構例同樣的效果。
如上所述，本發(fā)明在將光束會聚并照明于光記錄介質(zhì)上的物鏡與光測裝置之間設置返回光點形狀修正裝置，并且對光束光點直徑修正，使從光記錄介質(zhì)反射回來的反射光束在光測裝置上形成的光束群的部分或全部在光記錄介質(zhì)上的橫跨磁道的方向的直徑大于沿磁道的方向的直徑，從而無需分支棱鏡，而只要一個光測裝置就足夠了，進而可減少部件數(shù)量，簡化光測裝置的調(diào)節(jié)過程，同時還可實現(xiàn)小型化和低成本。
權利要求
1.一種光學頭，其特征在于具有可移動支撐的物鏡；發(fā)射光束的光源；分離從上述光源射出的光束和從光記錄介質(zhì)的反射光束的光分離裝置；接受來自于由上述光分離裝置分離的上述光記錄介質(zhì)的反射光束的光測裝置，具備在上述物鏡和上述光測裝置之間設置的光點形狀修正裝置，上述光點形狀修正裝置對上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群進行修正，從而針對沿光記錄介質(zhì)上的磁道方向的光點直徑使橫切磁道方向的光點直徑變大。
2.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于上述光點形狀修正裝置修正上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群，使在光記錄介質(zhì)上沿磁道方向的光點直徑基本最小。
3.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有柱面透鏡。
4.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有復曲面透鏡。
5.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有全息圖元件。
6.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于上述光點形狀修正裝置與上述光測裝置集成。
7.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于在上述光分離裝置與上述光測裝置之間設置能使衍射光具有功率的全息圖元件，并且通過光點尺寸檢測獲得聚焦誤差檢測。
8.權利要求7記載的光學頭，其特征還在于上述全息圖元件在衍射光的聚焦誤差檢測用方向上供給的功率大于在其它方向上供給的功率。
9.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于接收上述反射光束的上述光測裝置至少具有一群以上的被分割的光接收部，并且采用此光接收部以推挽法至少可獲得磁道錯誤信號、地址信號和時鐘信號之一。
10.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于在上述光分離裝置與上述物鏡之間安裝倍率差生成裝置，并且基于上述倍率差生成裝置，使聚焦誤差檢測用的方向的倍率比其它方向的倍率大。
11.權利要求10記載的光學頭，其特征還在于上述倍率差生成裝置含有變形棱鏡。
12.權利要求1記載的光學頭，其特征還在于在上述光源和上述光分離裝置之間裝有經(jīng)轉(zhuǎn)換可將對光分離裝置的入射數(shù)值孔徑值縮小的發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置。
13.權利要求12記載的光學頭，其特征還在于上述發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置含有耦合透鏡。
14.一種光收發(fā)器件，其特征在于具有射出光束的光源；分離從上述光源射出的光束及從光記錄介質(zhì)的反射光束的光分離裝置；接受來自于由上述光分離裝置分離的上述光記錄介質(zhì)的反射光束的光測裝置，具備在上述光分離裝置和上述光測裝置之間設置的光點形狀修正裝置，上述光點形狀修正裝置對上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群進行修正，從而針對沿光記錄介質(zhì)上的磁道方向的光點直徑使橫切磁道方向的光點直徑變大。
15.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述光點形狀修正裝置修正上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群，使在光記錄介質(zhì)沿磁道方向的光點直徑基本最小。
16.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有柱面透鏡。
17.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有復曲面透鏡。
18.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述光點形狀修正裝置含有全息圖元件。
19.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于在上述光分離裝置與上述光測裝置之間設置能使衍射光具有功率的全息圖元件，并且通過光點尺寸檢測獲得聚焦誤差檢測。
20.權利要求19記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述全息圖元件在衍射光的聚焦誤差檢測用方向上供給的功率大于在其它方向上供給的功率。
21.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于接收上述反射光束的上述光測裝置至少具有一群以上的被分割的光接收部，并且采用此光接收部以推挽法至少可獲得磁道錯誤信號、地址信號和時鐘信號之一。
22.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于在光記錄介質(zhì)上會聚并照射光束時，在與物鏡之間設置倍率差生成裝置，并且基于上述倍率差生成裝置，使聚焦誤差檢測用的方向的倍率比其它方向的倍率大。
23.權利要求22記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述倍率差生成裝置含有變形棱鏡。
24.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于在上述光源和上述光分離裝置之間裝有經(jīng)轉(zhuǎn)換可將對光分離裝置的入射數(shù)值孔徑值縮小的發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置。
25.權利要求24記載的光收發(fā)器件，其特征還在于上述發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置含有耦合透鏡。
26.權利要求14記載的光收發(fā)器件，其特征還在于從上述光分離裝置至光測裝置的光路至少有2條，在一方的光路上進行聚焦誤差檢測和推挽檢測，在另一方的光路上進行DPD檢測。
27.一種光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動光記錄介質(zhì)的驅(qū)動裝置；經(jīng)可移動支持的物鏡對旋轉(zhuǎn)的光記錄介質(zhì)照射光，并經(jīng)上述物鏡以光測裝置檢測來自于上述光記錄介質(zhì)的信號記錄面的反射光束的光學頭；基于來自于光測裝置的檢測信號生成再生信號的信號處理電路；基于來自于光測裝置的檢測信號致使上述物鏡移動的伺服電路，其特征在于上述光學頭具有發(fā)射光束的光源；分離從上述光源射出的光束和從光記錄介質(zhì)的反射光束的光分離裝置；接受來自于由上述光分離裝置分離的上述光記錄介質(zhì)的反射光束的光測裝置，并在上述物鏡和上述光測裝置之間設置對上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群提供修正的光點形狀修正裝置，從而針對沿光記錄介質(zhì)上的磁道方向的光點直徑使橫切磁道方向的光點直徑變大。
28.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭具備修正上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群的光點形狀修正裝置，使在光記錄介質(zhì)上沿磁道方向的光點直徑基本最小。
29.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有柱面透鏡。
30.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有復曲面透鏡。
31.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有全息圖元件。
32.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置與上述光測裝置集成。
33.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于在上述光學頭的上述光分離裝置與上述光測裝置之間設置能使衍射光具有功率的全息圖元件，并且通過光點尺寸檢測獲得聚焦誤差檢測。
34.權利要求33記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述全息圖元件在衍射光的聚焦誤差檢測用方向上供給的功率大于在其它方向上供給的功率。
35.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的接收上述反射光束的上述光測裝置至少具有一群以上的被分割的光接收部，并且采用此光接收部以推挽法至少可獲得磁道錯誤信號、地址信號和時鐘信號之一。
36.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于在上述光學頭的上述光分離裝置與上述物鏡之間安裝倍率差生成裝置，并且基于上述倍率差生成裝置，使聚焦誤差檢測用的方向的倍率比其它方向的倍率大。
37.權利要求36記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述倍率差生成裝置含有變形棱鏡。
38.權利要求27記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于在上述光學頭的上述光源和上述光分離裝置之間裝有經(jīng)轉(zhuǎn)換可將對光分離裝置的入射數(shù)值孔徑值縮小的發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置。
39.權利要求38記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置含有耦合透鏡。
40.一種光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動光記錄介質(zhì)的驅(qū)動裝置；經(jīng)可移動支持的物鏡對旋轉(zhuǎn)的光記錄介質(zhì)照射光，并經(jīng)上述物鏡以光測裝置檢測來自于上述光記錄介質(zhì)的信號記錄面的反射光束的光學頭；基于來自于光測裝置的檢測信號生成再生信號的信號處理電路；基于來自于光測裝置的檢測信號致使上述物鏡移動的伺服電路，其特征在于上述光學頭具有發(fā)射光束的光源；分離從上述光源射出的光束和從光記錄介質(zhì)的反射光束的光分離裝置；接受來自于由上述光分離裝置分離的上述光記錄介質(zhì)的反射光束的光測裝置，并具備一光收發(fā)器件，其在上述物鏡和上述光測裝置之間設置對上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群提供修正的光點形狀修正裝置，從而針對沿光記錄介質(zhì)上的磁道方向的光點直徑使橫切磁道方向的光點直徑變大。
41.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭具備修正上述反射光束在上述光測裝置上形成的部分或全部光點群的光點形狀修正裝置，使在光記錄介質(zhì)上沿磁道方向的光點直徑基本最小。
42.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有柱面透鏡。
43.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有復曲面透鏡。
44.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光學頭的光點形狀修正裝置含有全息圖元件。
45.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于光收發(fā)器件在上述光分離裝置與上述光測裝置之間設置能使衍射光具有功率的全息圖元件，并且通過光點尺寸檢測獲得聚焦誤差檢測。
46.權利要求45記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述全息圖元件在衍射光的聚焦誤差檢測用方向上供給的功率大于在其它方向上供給的功率。
47.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光收發(fā)器件的接收上述反射光束的上述光測裝置至少具有一群以上的被分割的光接收部，并且采用此光接收部以推挽法至少可獲得磁道錯誤信號、地址信號和時鐘信號之一。
48.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于在光記錄介質(zhì)上會聚并照射光束時，上述光收發(fā)器件在與物鏡之間設置倍率差生成裝置，并且基于上述倍率差生成裝置，使聚焦誤差檢測用的方向的倍率比其它方向的倍率大。
49.權利要求48記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述倍率差生成裝置含有變形棱鏡。
50.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光收發(fā)器件在上述光源和上述光分離裝置之間裝有經(jīng)轉(zhuǎn)換可將對光分離裝置的入射數(shù)值孔徑值縮小的發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置。
51.權利要求50記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述發(fā)散角轉(zhuǎn)換裝置含有耦合透鏡。
52.權利要求40記載的光記錄介質(zhì)記錄再生裝置，其特征還在于上述光收發(fā)器件從上述光分離裝置至光測裝置的光路至少有2條，在一方的光路上進行聚焦誤差檢測和推挽檢測，在另一方的光路上進行DPD檢測。
全文摘要
采用記錄再生光盤信息信號用的光點尺寸法檢測聚焦誤差的光學頭,該光學頭在物鏡與光測器件之間設置修正光點形狀的裝置。修正光點形狀的裝置對從光盤反射的光束在光測器上形成的部分或全部的光點群進行修正,以至針對沿光盤磁道方向的光點直徑使橫跨磁道方向的光點直徑變大。
文檔編號G11B7/135GK1349645SQ00806832
公開日2002年5月15日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權日1999年12月27日
發(fā)明者西紀彰 申請人:索尼公司