專利名稱：光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠向光盤寫入數(shù)據(jù)及/或從光盤讀取數(shù)據(jù)的光盤裝置。另外，本發(fā)明涉及可較理想地應(yīng)用于這樣的光盤裝置的光學(xué)元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
光盤裝置具備使光盤旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)、用光束照射光盤的光拾取器(pick-up)、以及對記錄/再生數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的信號處理部。其中，光拾取器是用于提高存儲密度的最重要的零件之一，具備生成光束的光源、使光束會聚在光盤的記錄面上的透鏡、檢測由光盤反射的光(再生光或信號光)轉(zhuǎn)換成電信號的光檢測器。
公知的光盤裝置例如在專利文獻(xiàn)1中有所公開。
以下，參照圖19(a)及圖19(b)對專利文獻(xiàn)1中所公開的以往的光拾取器的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖19(a)表示的是以往的光盤裝置中的光拾取器的構(gòu)成，圖19(b)表示的是其光源1和其周邊部分。
該光拾取器，如圖19(a)所示，具備搭載半導(dǎo)體激光等光源1的光檢測基板9和光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)具有配置在光軸7上的準(zhǔn)直透鏡4、偏振全息基板2、1/4波長板3’、以及物鏡5。1/4波長板3，形成在與偏振全息基板2的全息面2a相同的基板上，與物鏡5一體地移動。
光檢測基板9的表面，包括形成有光電二極管等多個感光部的檢測面9a的區(qū)域、和搭載著光源1的區(qū)域。在光檢測基板9的表面上，如圖19(b)所示，形成有反射鏡10，該反射鏡10將從光源1射出的光向與光檢測基板9大體垂直的方向反射。
從光源1射出的激光，在由光檢測基板9的反射鏡10反射后，由準(zhǔn)直透鏡4變換成平行光。平行光，在P波的狀態(tài)下透過偏振全息基板2。偏振全息基板2，具有不使P波衍射而使S波衍射的性質(zhì)。在入射光為S波的情況下，偏振全息基板2的衍射效率，例如，0次光為0％左右，±1次光分別為41％左右。
透過了偏振全息基板2的光，通過1/4波長板3’而被從直線偏振光(P波)變換成圓偏振光。該圓偏振光通過物鏡5會聚在光盤基體6的信號面6a上。1/4波長板3’被形成在與全息面2a相同的基板上，與物鏡5一體地移動。
由光盤基體6的信號面6a反射的光(信號光)，沿著與來路相反的方向傳播。該光(信號光)，通過物鏡5而向1/4波長板3’入射。透過了1/4波長板3’后的光，被從圓偏振光變換成直線偏振光(S波)。S波，向偏振全息基板2內(nèi)的全息面2a入射并發(fā)生衍射。通過衍射，形成以光軸7為對稱軸的1次衍射光8以及-1次衍射光8’。衍射光8、8’分別經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡4而會聚在檢測器9上的檢測面9a上。檢測面9a，基本被配置在準(zhǔn)直透鏡4的焦平面位置(光源1的假想發(fā)光點(diǎn)位置)上。
專利文獻(xiàn)1特開2000-132848號公報一般的光盤系統(tǒng)，是以光盤基體6不具有雙折射性為前提而設(shè)計的。但是，實(shí)際上，在局部較粗糙的光盤基體6上存在有較大的雙折射，以此為起因會產(chǎn)生如下所述的問題。
在設(shè)從光源1射出的激光的波長為λ時，由于光盤基體6所具有的雙折射性，所以有時會產(chǎn)生往返超過λ/2的雙折射相位差(延遲相位滯后)。λ/2，若換算成角度則為180度。以下，雙折射相位差用角度單位來表達(dá)。
在此，假定為由光盤基體6產(chǎn)生的雙折射相位差往返為180度。這種情況下，若與1/4波長板3’的往返的雙折射相位差(180度)相疊加，則就會產(chǎn)生360度的雙折射相位差。其結(jié)果是，入射到偏振全息基板2上的信號光的偏振光狀態(tài)不是S波，而變成為P波。偏振全息基板2，因?yàn)榫哂胁皇筆波衍射的性質(zhì)，所以P波的返回光不會衍射。這就是指圖19所示的衍射光8、8’的光量就變?yōu)?。因此，光檢測器9就不能夠接收到從信號面6a反射來的信號光，不僅不能讀取信號，而且也不能進(jìn)行聚集及追蹤等控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其主要目的在于提供一種即便對于具有較大的雙折射的光盤基體，檢測光量也不為零，能夠可靠地進(jìn)行信號的讀取以及光盤的控制的光盤裝置。
本發(fā)明的光盤裝置，其具有發(fā)出光的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器(polarizedbeam diffraction element)、檢測由上述偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板(wavelength plate)；其中，上述波長板，具備包括雙折射相位差及光學(xué)軸(optic axis)的至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域的二維地排列的多個雙折射區(qū)域(birefringent regions)，上述第一及第二區(qū)域使入射光產(chǎn)生不同的偏振狀態(tài)。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述波長板中的上述第一及第二區(qū)域，具有相互不同方向的光學(xué)軸。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，當(dāng)設(shè)從上述光源發(fā)出的光的波長為λ時，上述第一區(qū)域的雙折射相位差為λ/4+α，上述第二區(qū)域的雙折射相位差為λ/4-α。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，當(dāng)設(shè)從上述光源發(fā)出的光的波長為λ時，上述第一區(qū)域的雙折射相位差為λ/4+α，上述第二區(qū)域的雙折射相位差為-3λ/4-α。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述α在-λ/8＜α＜λ/8的范圍內(nèi)。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域分別具有長條形的形狀，且在上述波長板內(nèi)交替地配置。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述光源能夠發(fā)出波長λ1的第一激光、和波長λ2的第二激光(λ2＞λ1)。
本發(fā)明的另一光盤裝置，其具有發(fā)出波長λ1的光及波長λ2的光(λ1不同于λ2)的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器、檢測由上述偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板；其中在將位于上述分光器上的與上述光盤的徑向垂直且與上述物鏡的光軸相交的直線設(shè)為L時，上述分光器，至少包括區(qū)域a1、區(qū)域a2、區(qū)域a3、區(qū)域A1、區(qū)域A2、區(qū)域A3，上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3相對于上述直線L位于上述分光器上的同一側(cè)，上述區(qū)域A1、上述區(qū)域A2、上述區(qū)域A3相當(dāng)于相對于上述直線L分別與上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3大體對稱的區(qū)域；上述光檢測器被劃分成至少2個區(qū)域b及B；波長λ1的光之中，入射到上述分光器的上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a1、上述區(qū)域A2上的光派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上，入射到上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A1、上述區(qū)域a2上的光派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上；波長λ2的光之中，入射到上述分光器的上述區(qū)域a3上的光派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上，入射到上述區(qū)域A3上的光派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上；根據(jù)上述區(qū)域b和上述區(qū)域B的各檢測信號的差量，生成上述光盤的追蹤錯誤信號或用于修正上述追蹤錯誤信號的修正信號。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述光檢測器，被進(jìn)一步劃分出至少2個區(qū)域b’、B’，對于第一光源的光及第二光源的光，入射到上述分光器的區(qū)域a3、a1、a2上的光派生出-1次衍射光而投射到上述光檢測器上的區(qū)域b’上，入射到區(qū)域A3、A1、A2上的光派生出-1次衍射光而投射在上述光檢測器上的區(qū)域B’上，根據(jù)區(qū)域b’和B’的各檢測信號的差量，生成差量信號，在上述修正信號上乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)值然后加上該差量信號，從而生成光盤的追蹤錯誤信號。
本發(fā)明的另一光盤裝置，其具有發(fā)出波長λ1的光及波長λ2的光(λ1λ2)的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器、檢測由上述偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板；其中在將位于上述分光器上、與上述光盤的徑向垂直、且與上述物鏡的光軸相交的直線設(shè)為L時，上述分光器，至少包括區(qū)域a1、區(qū)域a2、區(qū)域a3、區(qū)域a4、區(qū)域A1、區(qū)域A2、區(qū)域A3、區(qū)域A4這8個區(qū)域，上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4相對于上述直線L位于同一側(cè)，上述區(qū)域A1、上述區(qū)域A2、上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A4相當(dāng)于相對于上述直線L分別與上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4大體對稱的區(qū)域；上述光檢測器被劃分成區(qū)域b、區(qū)域B、區(qū)域b’、區(qū)域B’、區(qū)域b”、區(qū)域B”這6個區(qū)域；波長λ1的光之中，入射到上述分光器的上述區(qū)域A2、上述區(qū)域a1上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上，入射到上述區(qū)域a2、上述區(qū)域A1上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上，根據(jù)上述區(qū)域b和上述區(qū)域B的各檢測信號的差量生成光盤的追蹤錯誤信號；波長λ2的光之中，入射到上述分光器的上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b’上，入射到上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A4上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B’上根據(jù)上述區(qū)域b’和上述區(qū)域B’的各檢測信號的差量生成差量信號，進(jìn)而入射到上述區(qū)域a3上的光，派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b”上，入射到上述區(qū)域A3上的光，派生出1次衍射光而投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B”上，根據(jù)上述區(qū)域b”和上述區(qū)域B”的各檢測信號的差量生成修正信號；在上述修正信號上乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)值然后加上上述差量信號，從而生成光盤的追蹤錯誤信號。
本發(fā)明的光學(xué)元件，其具備包括雙折射相位差及光學(xué)軸的至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域的二維地排列的多個雙折射區(qū)域；上述第一及第二區(qū)域使入射光產(chǎn)生不同的偏振狀態(tài)。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一及第二區(qū)域具有平行的光學(xué)軸(optic axis)，且具有相互不同的延遲。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一及第二區(qū)域具有相互不同方向的光學(xué)軸。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一及第二區(qū)域在與光軸(optical axis)垂直面內(nèi)交替地排列。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一及第二區(qū)域的形狀分別是長條形狀、格子形狀、以及環(huán)帶形狀的任意一種。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，進(jìn)一步具有偏振濾光器。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述偏振濾光器是偏振全息元件。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述第一區(qū)域的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°+δ±α(-10°＜δ＜10°，0°＜α≤15°)；上述第二區(qū)域的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°+δ-α的方位。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，對于往復(fù)通過光學(xué)元件的多個波長的光之中的至少一個光的波長，上述多個雙折射區(qū)域的平均的延遲被設(shè)定為等于(2m+1)π/2(m為整數(shù))。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，是相對于不同波長的光具有相同的延遲的寬帶波長板。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述多個雙折射區(qū)域的一部分的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°的方位。
本發(fā)明的光拾取器，其具備發(fā)出具有不同的波長的2種或其以上的激光的光源、使從上述光源發(fā)出的光會聚在光信息介質(zhì)上的透鏡、和接收從光信息介質(zhì)反射的光的光檢測器；其中，進(jìn)一步具備位于從上述光源向上述上述光信息介質(zhì)的光的光路和從上述光信息介質(zhì)到上述光檢測器的光的光路共用的部分的所述任意一項(xiàng)的光學(xué)元件。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述光源及上述光檢測器被一體化。
本發(fā)明的光學(xué)元件的制造方法，它是制造具備包括雙折射相位差及光學(xué)軸的至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域的二維地排列的多個雙折射區(qū)域、且包括上述第一及第二區(qū)域的多個雙折射區(qū)域使入射光生成不同的偏振狀態(tài)的光學(xué)元件的方法；其包括在基板上形成包括取向限制方向相互不同的多個區(qū)域的取向膜的工序(a)；在上述取向膜上形成液晶層，按每個區(qū)域限制上述液晶層的取向方向的工序(b)。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述工序(a)包括將具有光取向性的膜作為上述取向膜形成在上述基板上的工序(a1)；用紫外線對上述取向膜的一部分進(jìn)行曝光，規(guī)定第一取向限制方向的工序(a2)；用紫外線對上述取向膜的另一部分進(jìn)行曝光，規(guī)定與上述第一取向限制方向不同的第二取向限制方向的工序(a3)。
優(yōu)選在上述實(shí)施方案中，上述工序(b)包括在上述取向膜上形成含有紫外線硬化劑的液晶層，根據(jù)上述第一及第二取向限制方向分別限制取向的工序(b1)；照射紫外線使上述液晶層硬化的工序(b2)。
根據(jù)本發(fā)明，無論光盤裝置的雙折射性如何，因?yàn)榉祷毓獾碾p折射相位差上存在分布(不均勻)，所以檢測光量不會成為0，能夠消除信號的誤讀取及失去控制。另外，對于具有2個光源的構(gòu)成，也能夠應(yīng)付與各個光源相對應(yīng)的雙折射，能夠用同一個光檢測器檢測對各種光盤的控制信號及再生信號。
進(jìn)而，無論是在下列的哪一種情況下，通過檢測信號的計算，即可提供一種能夠進(jìn)行不會發(fā)生脫離軌道的追蹤控制的光盤裝置，所述的情況是(1)物鏡及偏振分光器具有沿著光盤的半徑方向的偏心的情況；(2)光盤基體出現(xiàn)傾斜的情況；(3)光點(diǎn)位于光盤的記錄/未記錄的邊界上而受到相鄰軌道的影響的情況。


圖1中(a)是本發(fā)明的光盤裝置的一實(shí)施例的要部構(gòu)成圖，(b)是光源部的側(cè)視圖。
圖2A是該實(shí)施例的檢測面的構(gòu)成圖。
圖2B是該實(shí)施例的全息面的構(gòu)成圖。
圖3中(a)是該實(shí)施例的分布式波長板的俯視圖，(b)是其剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖4中(a)是表示由該實(shí)施例的分布式波長板實(shí)現(xiàn)的去路的雙折射對策原理的圖，(b)是表示其回路的雙折射原理的圖，(c)是表示該回路的另一雙折射原理的圖。
圖5中(a)是本發(fā)明的光盤裝置的另一實(shí)施例的要部構(gòu)成圖，(b)是光源部的側(cè)視圖。
圖6是該實(shí)施例的偏光全息基板的全息面的構(gòu)成圖。
圖7A是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第一發(fā)光點(diǎn)的第一激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖7B是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第二發(fā)光點(diǎn)的第二激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖8是適用于本發(fā)明的光盤裝置的另一實(shí)施例的偏光全息基板的全息面的構(gòu)成圖。
圖9A是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第一發(fā)光點(diǎn)的第一激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖9B是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第二發(fā)光點(diǎn)的第二激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖10是適用于本發(fā)明的光盤裝置的另一實(shí)施例的偏光全息基板的全息面的構(gòu)成圖。
圖11A是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第一發(fā)光點(diǎn)的第一激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖11B是表示該實(shí)施例的光檢測面的構(gòu)成圖和其上的光分布的狀況的說明圖，是說明相對于射出第二發(fā)光點(diǎn)的第二激光的返回光的光點(diǎn)的狀況的圖。
圖12是本發(fā)明的一個實(shí)施例的光拾取器的要部構(gòu)成圖。
圖13中(a)是該實(shí)施例的波長板的俯視圖，(b)是包含該波長板的拾取器的局部側(cè)視圖，(c)是表示由該波長板引起的偏振光的變化的狀況的圖。
圖14中(a)是本發(fā)明的波長板的另一實(shí)施例的俯視圖，(b)是本發(fā)明的波長板的又一實(shí)施例的俯視圖，(c)是本發(fā)明的又一波長板的俯視圖。
圖15是本發(fā)明的另一實(shí)施例的光拾取器的要部構(gòu)成圖。
圖16中(a)是表示以往的光學(xué)元件及通過了它的波長λ1的光的動作的圖，(b)是表示該光學(xué)元件及通過了它的波長λ2的光的動作的圖。
圖17中(a)是本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)元件的俯視圖和側(cè)視圖，(b)是本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)元件的俯視圖和側(cè)視圖。
圖18(a)～(d)是表示本發(fā)明的分布波長板的制造方法的實(shí)施例的圖。
圖19中(a)是以往的光盤裝置的要部構(gòu)成圖，(b)是光源部的側(cè)視圖。
圖中1-光源，2-偏振全息基板，2a-全息面，4-準(zhǔn)直透鏡，3-分布式波長板，5-物鏡，6-光盤基體，6a-光盤信號面，7-光軸，8-1次衍射光，8’--1次衍射光，9-光檢測基板，9a-光檢測面，10-反射鏡，101-激光光源，103-偏振光束分裂器(beam splitter)，104-準(zhǔn)直透鏡，105-分布波長板，106-物鏡，145-偏振光全息元件，163a、163b-液晶取向膜。
具體實(shí)施例方式
<實(shí)施例1>
參照圖1～圖4說明本實(shí)施例的光盤裝置的第一實(shí)施例。
首先，參照圖1(a)。圖1(a)表示本實(shí)施例的光盤裝置的光拾取器的要部構(gòu)成。圖1(b)表示光源1和與其周邊相關(guān)的側(cè)面。
本實(shí)施例的光拾取器，如圖1(a)所示，具備搭載半導(dǎo)體激光等光源1的光檢測基板9和光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)具有配置在光軸7上的準(zhǔn)直透鏡4、偏振全息(polarization hologram)基板2、分布式波長板3以及物鏡5。分布式波長板3被形成在與偏振全息基板2的全息面2a相同的基板上，與物鏡5一體地移動。在本實(shí)施例中最特征性的構(gòu)成要素之一就是分布波長板3。所謂分布波長板，是指在面內(nèi)分布有具有不同性質(zhì)的區(qū)域的波長板。
光檢測基板9的表面，包括形成有光電二極管等多個感光部的檢測面9a的區(qū)域和搭載著光源1的區(qū)域。在光檢測基板9的表面上，如圖1(b)所示，形成有反射鏡10，該反射鏡10將從光源1發(fā)出的光向與光檢測基板9的表面大體垂直的方向反射。
從光源1射出的激光，在由光檢測基板9的反射鏡10反射后，由準(zhǔn)直透鏡4變換成平行光。平行光在P波的狀態(tài)下透過偏振全息基板2。偏振全息基板2具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性質(zhì)。在入射光為S偏振光的情況下，偏振全息基板2的衍射效率，例如0次光為0％左右，±1次衍射光分別為41％左右。
透過了偏振全息基板2的光，通過分布式波長板3而被轉(zhuǎn)換成空間地混合有2種類型的偏振狀態(tài)的光(以下有時稱為“混合光”)。分布式波長板3的構(gòu)造及功能的詳細(xì)情況見后述?；旌瞎猓ㄟ^物鏡5而會聚在光盤基體6的信號面6a上。
由光盤基體6的信號面6a反射的光(信號光)，沿著與去路相反的方向傳播。該光(信號光)通過物鏡5然后入射到分布式波長板3上。透過了分布式波長板3的光，入射到偏振全息基板2內(nèi)的全息面2a上，發(fā)生衍射。通過衍射，形成以光軸7為對稱軸的1次衍射光8和-1次衍射光8’。衍射光8、8’分別經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡4會聚在檢測器9上的檢測面9a上。檢測面9a基本被配置在準(zhǔn)直透鏡4的焦平面位置(即光源1的假想發(fā)光點(diǎn)位置)上。
圖2A表示光檢測器9的光檢測面9a的構(gòu)成，圖2B表示偏振全息基板2的全息面2a的構(gòu)成。每個圖都是從光盤6的一側(cè)觀察光檢測面9a、全息面2a所看到的俯視圖。
參照圖2B，說明全息面2a的構(gòu)成。全息面2a，被在全息面2a和光軸7交叉的交點(diǎn)20正交的2條直線(X軸、Y軸)分割成4份。Y軸相當(dāng)于光盤基體6的信號面6a的半徑方向6R，進(jìn)而在各個象限沿著X軸呈長條形地被分割成區(qū)域21B、21F、22B、22F、23B、23F、24B、24F。
接著，參照圖2A說明檢測面9a的結(jié)構(gòu)。將檢測面9a和光軸7交叉的點(diǎn)記做交點(diǎn)90。以交點(diǎn)90為原點(diǎn)的x軸及y軸，分別與圖2B所示的X軸和Y軸平行。光源1被裝載在x軸上，激光從其發(fā)光點(diǎn)1a發(fā)出。
如圖2A所示，在檢測面9a中，在y軸的+方向側(cè)沿著y軸配置有長條形狀的焦點(diǎn)檢測單元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d、F1e、F2e。在y軸的一方向側(cè)配置有梯形狀的追蹤檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4。這些檢測單元，具有相對于y軸對稱的形狀。另外，從光源1的發(fā)光點(diǎn)1a發(fā)出的光，在與x軸相交且與紙面垂直的面內(nèi)與x軸平行地前進(jìn)，由反射鏡10向光軸方向(通過點(diǎn)90且與紙面垂直的方向)反射。
在圖2B上，用圓形的虛線80表示入射到全息面2a上的光束的截面的外形。入射到全息面2a上的光之中，由位于全息面2a的第一象限中的長條形區(qū)域21B、21F衍射而成的1次衍射光81B、81F，被聚光成跨過檢測單元F2a、F1b的邊界的光點(diǎn)81BS、81FS。-1次衍射光81B’、81F’被聚光成會聚在檢測單元7T1上的光點(diǎn)81BS’、81FS’。
由位于第二象限的區(qū)域22B、22F衍射而成的1次衍射光82B、82F，被聚光成跨過檢測單元F1b、F2b的邊界的光點(diǎn)82BS、82FS。-1次衍射光82B’、82F’被聚光成會聚在檢測單元7T2上的光點(diǎn)82BS’、82FS’。
由位于第三象限的區(qū)域23B、23F衍射而成的1次衍射光83B、83F，被聚光成跨過檢測單元F1d、F2d的邊界的光點(diǎn)83BS、83FS。-1次衍射光83B’、83F’被聚光成會聚在檢測單元7T3上的光點(diǎn)83BS’、83FS’。
由位于第四象限的區(qū)域24B、24F衍射而成的1次衍射光84B、84F，被聚光成跨過檢測單元F2d、F1e的邊界的光點(diǎn)84BS、84FS。-1次衍射光84B’、84F’被聚光成會聚在檢測單元7T4上的光點(diǎn)84BS’、84FS’。
檢測單元的某些個被電連接在一起，從光檢測器9，輸出以下6種信號F1、F2、T1、T2、T3、T4。
F1＝由檢測單元F1a得到的信號+由檢測單元F1b得到的信號+由檢測單元F1c得到的信號+由檢測單元F1d得到的信號+由檢測單元F1e得到的信號；F2＝由檢測單元F2a得到的信號+由檢測單元F2b得到的信號+由檢測單元F2c得到的信號+由檢測單元F2d得到的信號+由檢測單元F2e得到的信號；T1＝由檢測單元7T1得到的信號；T2＝由檢測單元7T2得到的信號；T3＝由檢測單元7T3得到的信號；T4＝由檢測單元7T4得到的信號；圖2A及圖2B所示的y軸及Y軸，設(shè)為與光盤基體6的信號面6a中的半徑方向6R平行。這種情況下，來自信號面6a的焦點(diǎn)錯誤信號FE、對光盤軌道的追蹤錯誤信號TE、以及再生信號RF，分別根據(jù)以下的式1至式3來檢測。
FE＝F1-F2 (式1)TE＝T1+T2-T3-T4(式2)RF＝F1+F2+T1+T2+T3+T4 (式3)下面，參照圖3(a)及(b)說明分布式波長板3的構(gòu)成。圖3(a)是分布式波長板3的俯視圖，圖3(b)是其剖面圖。每個圖都是從光盤基體6的一側(cè)觀察所看到的俯視圖。在此，將在分布式波長板3的表面和光軸7的交點(diǎn)30相正交的2條直線設(shè)為X軸、Y軸。X軸、Y軸與全息面2a上的X軸、Y軸相一致。Y軸與光盤基體6的信號面6a上的半徑方向(以下稱為“盤半徑方向”)6R平行。
分布式波長板3，被劃分成在盤半徑方向6R上具有長軸的多個長條形區(qū)域3A、3B。在長條形區(qū)域3A中，雙折射相位差為90+α度，在長條形區(qū)域3B中，雙折射相位差為90-α度。進(jìn)相軸方位相對于光盤半徑方向6R位于45度方向。長條形區(qū)域3A和長條形區(qū)域3B交替排列。
如圖3(b)所示，分布式波長板3具有被形成在偏振全息基板2上的厚度為c的雙折射層3c、和排列在雙折射層3c上的雙折射層3a及透明層3b。透明層3a形成長條形區(qū)域3A，透明層3b形成長條形區(qū)域3B。雙折射層3a及透明層3b的厚度，分別為a及b。在圖3(b)中所示的是b＜a的情況，但b＝a、b＞a都可以。透明層3b可以說是相位修正層，具有使在透過透明層3b的光和透過透明層3a的光之間產(chǎn)生的相位對齊的功能。
這樣的分布式波長板3，例如按照以下方式制作。
首先，在偏振全息基板2上疊積具有一樣的厚度的雙折射層3c。在將雙折射層3a疊積在雙折射層3c的上面之后，利用光刻及蝕刻技術(shù)，對雙折射層3a進(jìn)行圖案成形。通過該圖案成形，除去雙折射層3a中用于形成圖3(a)所示的長條形區(qū)域3B的部分，形成多個開口部。接著，通過用透明層3b填充各開口部，得到圖3(b)所示的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，雙折射層3c的雙折射相位差為90-α度，雙折射層3a的雙折射相位差為2α度。任何一個進(jìn)相軸方位，都相對于光盤半徑方向6R傾斜45度。分布式波長板3，也可以具備覆蓋雙折射層3a及透明層3b的另一透明層。該透明層也可以是透明的基板。另外，雙折射層3a也可以位于雙折射層3c之下。
圖3(a)中圓形的虛線10所包圍的區(qū)域，示意性地表示了入射到分布式波長板3上的光束的截面。當(dāng)P偏振光入射到分布式波長板3上時，作為在空間上混合有2種類型的偏振狀態(tài)(均為接近圓偏振光的橢圓偏振光)的光(混合光)而射出。
如圖1所示，透過了分布式波長板3的混合光，通過物鏡5而會聚在光盤基體6的信號面6a上。在信號面6a上形成的聚光光點(diǎn)的直徑，雖然比以往的值略微大一點(diǎn)，但其程度很小。例如，當(dāng)設(shè)α＝20度、NA＝0.5、λ＝790nm時，則點(diǎn)直徑的增大為1/1000μm，這相當(dāng)于Strehl(指標(biāo)準(zhǔn)化的峰強(qiáng)度)的惡化為2～3％的情況。
接著，參照圖4(a)至(c)說明分布式波長板3的功能。
圖4(a)至(c)，為了簡便表示了分布式波長板3被分割成2個長條形區(qū)域3A、3B的例子。分布式波長板3被沿著光盤半徑方向6R的直線L等分成2個區(qū)域。在區(qū)域3A中，雙折射相位差為90+α度，在區(qū)域3B中，雙折射相位差為90-α度。各區(qū)域3A、3B的進(jìn)相軸方位均相對于光盤半徑方向6R位于45度的方向。
圖4(a)表示的是去路中的入射光10和分布式波長板3的關(guān)系。
透過分布式波長板3的入射光10之中，在透過直線L的右側(cè)的區(qū)域的光10A上產(chǎn)生90+α度的雙折射相位差。與此相對，在透過直線L的左側(cè)的區(qū)域的光10B上產(chǎn)生90-α度的雙折射相位差。
圖4(b)表示的是回路中的入射光80和分布式波長板3的關(guān)系。
入射光80，因?yàn)槭怯晒獗P基體6的信號面6a反射來的光，所以光的分布翻轉(zhuǎn)。即，向分布式波長板3入射的入射光80之中，在入射到直線L的右側(cè)的區(qū)域上的光80A上產(chǎn)生90-α度的雙折射相位差。與此相對，在入射到直線L的左側(cè)的區(qū)域上的光80B上產(chǎn)生90+α度的雙折射相位差。不過，假定雙折射相位差不會由光盤基體6產(chǎn)生變化。
圖4(c)表示的是在光盤基體6的信號面6a上存在有信號凹坑(pit)列的情況下的回路的入射光80和分布式波長板3的關(guān)系。設(shè)光盤半徑方向6R的寬度足夠?qū)挼陌伎友刂P旋轉(zhuǎn)方向6T等間距地排列。
通過這樣的凹坑列，來自信號面6a的反射光沿著盤旋轉(zhuǎn)方向6T衍射，生成1次衍射光81A和-1次衍射光81B。這些衍射光的雙折射相位差，與圖4(b)中的入射光80分別左右變換后的狀態(tài)一致。即，在1次衍射光81A上產(chǎn)生90-α度的雙折射相位差，在-1次衍射光81B上，在入射到分布式波長板3上時，產(chǎn)生90+α度的雙折射相位差。
因此，在1次衍射光81A即-1次衍射光81B透過了分布式波長板3之后，在衍射光81A上存在180-2α度的雙折射相位差，在衍射光80B上存在180+α度的雙折射相位差。在此也同樣，假定為不會因?yàn)楣獗P基體6而使雙折射相位差產(chǎn)生變化。
接著，考慮在透過光盤基體6的過程中產(chǎn)生雙折射相位差的情況。
在光盤基體6的雙折射相位差往復(fù)為180度的情況下，衍射光81A的雙折射相位差變?yōu)?2α度，光80B的雙折射相位差變?yōu)?2α度。無論光盤基體6的雙折射為什么樣的情況，衍射光81A和衍射光80B的雙折射相位差都不能同時成為零。因此，入射到偏振全息基板2上的返回光(信號光)一定具有由全息面2a衍射的偏振光成分。
因?yàn)樵诠獗P基體6的信號面6a上存在有凹坑、凸痕、信號標(biāo)記等，所以來自信號面6a的反射光會產(chǎn)生更復(fù)雜的衍射。但是，無論光盤基體6的雙折射如何，在返回光(信號光)的雙折射相位差中一定存在空間性的分布(雜亂不均)。這樣的分布，只要分布式波長板3具備包括對同一入射直線偏振光產(chǎn)生的雙折射相位差相互不同的第一及第二區(qū)域的呈二維排列的多個雙折射區(qū)域即可。光在這樣透過多個雙折射區(qū)域時，對應(yīng)于光的入射位置產(chǎn)生不同的相位差。在分布式波長板3上形成的各雙折射區(qū)域的數(shù)量及形狀是任意的。
對具備圖3(a)所示的長條形狀的區(qū)域3A、3B的分布式波長板，求光盤基體6的雙折射往復(fù)為0度的情況下的檢測光量S0、和光盤基體6的雙折射往復(fù)為180度的情況下的檢測光量S 180，計算出檢測光量比S180/S0。
在α＝20度、NA＝0.5、λ＝790nm的情況下，相對于在CD-ROM上的隨機(jī)的光盤信號，檢測光量比為15％。α＝36度的情況下的檢測光量比為60％。在任何一種情況下，在計算上光學(xué)跳動(jitter)的劣化幾乎都不被認(rèn)可。
這樣，在本實(shí)施例中，即便對于具有較大的雙折射的光盤基體6，檢測光量也不會成為0，不會產(chǎn)生以往例那樣的信號的誤讀或失去控制的情況。
另外，在本實(shí)施例中，雖然將分布式波長板3以長條形狀分割，但只要產(chǎn)生2種雙折射相位差，也可以是其他的分割形狀，另外，即使是產(chǎn)生2種以上的雙折射相位差的情況，也能夠獲得同樣的效果。另外，這在以下的實(shí)施例中也是同樣的。
<實(shí)施例2>
接著，參照圖5～圖7說明本發(fā)明的光盤裝置的第二實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，光源1的發(fā)光點(diǎn)增加為2個。另外，偏振全息面2a的圖案、光檢測器面9a上的檢測圖案、以及其上的光分布與實(shí)施例1的情況不同。除了這些點(diǎn)以外，本實(shí)施例的光盤裝置具有與實(shí)施例1的光盤裝置相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略與實(shí)施例1的說明相同的部分。另外，對于與實(shí)施例1的光盤裝置的構(gòu)成要素通用的構(gòu)成要素標(biāo)以相同的參照標(biāo)號。
光源1既可以搭載不同種類的2個半導(dǎo)體激光芯片，也可以射出不同波長的激光的單一的半導(dǎo)體激光芯片。光源1，能夠根據(jù)搭載在光盤裝置上的光盤的種類輸出適合的波長的激光。
如圖5所示，從安裝在光檢測基板9上的光源1的第一發(fā)光點(diǎn)1a發(fā)出的激光(波長λ1)，在由光檢測基板9的反射鏡10反射后，由準(zhǔn)直透鏡4變換成平行光。平行光在P波的狀態(tài)下透過偏振全息基板2。偏振全息基板2，具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性質(zhì)。在入射光為S偏振光的情況下，偏振全息基板2的衍射效率，例如，0次光為0％左右，±1次光為41％左右。在圖5中，雖然同時畫出了第一光盤基體6和第二光盤基體6’，但實(shí)際上是分別裝載在光盤裝置上。波長λ1的激光從第一發(fā)光點(diǎn)1a射出的情況，是配置第一光盤基體6的情況。
透過了偏振全息基板2的光，通過分布式波長板3而被變換成空間地混合有2種偏振狀態(tài)的光(混合光)。分布式波長板3的構(gòu)造及功能的詳細(xì)說明見后述。混合光通過物鏡5而被會聚在第一光盤基體6的信號面6a上。
由第一光盤基體6的信號面6a反射的光(信號光)，向與去路相反的方向傳播。該光(信號光)，通過物鏡5然后入射到分布式波長板3上。透過了分布式波長板3的光，入射到偏振全息基板2內(nèi)的全息面2a上，并發(fā)射衍射。通過衍射，形成以光軸7為對稱軸的1次衍射光8和-1次衍射光8’。衍射光8、8’分別經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡4而會聚在檢測器9上的檢測面9a上。檢測面9基本被配置在準(zhǔn)直透鏡4的焦平面位置(即光源1的假想發(fā)光點(diǎn)位置)上。
本實(shí)施例中的光源1，還能夠發(fā)射出與第一激光不同波長的光。在本實(shí)施例中，在將數(shù)據(jù)記錄在第二光盤基體6’上、或者從第二光盤基體6’讀取數(shù)據(jù)的時候，從光源1上的第二發(fā)光點(diǎn)1a’發(fā)出第二激光(波長λ2，其中波長λ2＞λ1)。從第二發(fā)光點(diǎn)1a’發(fā)出的第二激光，在由反射鏡10反射后，由準(zhǔn)直透鏡4變換成平行光。平行光，在P波的狀態(tài)下透過偏振全息基板2。偏振全息基板2具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性質(zhì)。
透過偏振全息基板2的光，通過分布式波長板3而被變換成在空間上混合有2種類型的偏振狀態(tài)的光(以下有時稱為“混合光”)。分布式波長板3的構(gòu)造及功能在后面詳述?；旌瞎?，通過物鏡5而會聚在第二光盤基體6’的信號面6a’上。
由第二光盤基體6’的信號面6a’反射的光(信號光)，向與去路相反的方向傳播。該光(信號光)，通過物鏡5而后入射到分布式波長板3上。透過了分布式波長板3的光，入射到偏振全息基板2內(nèi)的全息面2a上，并產(chǎn)生衍射。通過衍射，形成以光軸7為對稱軸的1次衍射光8、和-1次衍射光8’。第二激光的波長為λ2，因?yàn)楸鹊谝患す獾牟ㄩLλ1大，所以±1次光的衍射效率，大約比波長為λ1的情況低一成。衍射光8、8’分別經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡4而會聚在檢測器9上的檢測面9a上。
圖6表示的是本實(shí)施例中的偏振全息基板2的全息面2a的構(gòu)成，圖7A及圖7B表示的是本實(shí)施例的光檢測面9a的構(gòu)成。圖7A表示與經(jīng)由第一發(fā)光點(diǎn)1a射出的第一激光相對的返回光的光點(diǎn)的狀況，圖7B表示與經(jīng)由第二發(fā)光點(diǎn)1a’射出的第二激光相對的返回光的光點(diǎn)的狀況。
如圖6所示，本實(shí)施例的全息面2a的構(gòu)成，與圖2B所示的全息面2a的構(gòu)成相同。圖7A、圖7B所示的x軸及y軸，在檢測面9a與光軸7(或7’)的交點(diǎn)90(或90’)處正交，分別與X軸及Y軸平行。
如圖7A及圖7B所示，在y軸的-方向側(cè)沿著y軸配置著長條形的焦點(diǎn)檢測單元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d，在y軸的+方向側(cè)配置著方形的追蹤檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4。這些檢測單元相對于y軸對稱。
從光源1的發(fā)光點(diǎn)1a發(fā)出的光，在與x軸相交且與紙面垂直的面內(nèi)與x軸平行地前進(jìn)，由反射鏡10向光軸方向(通過點(diǎn)90且與紙面垂直的方向)反射。另一方面，從光源的發(fā)光點(diǎn)1a’發(fā)出的光，在與x軸相交且與紙面垂直的面內(nèi)與x軸平行地前進(jìn)，由反射鏡10向光軸方向(通過點(diǎn)90且與紙面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光80之中，由位于第一象限的長條形區(qū)域21B、21F衍射的1次衍射光81B、81F，會聚成跨過檢測單元F2c、F1d的邊界的光點(diǎn)81BS、81FS。-1次衍射光81B’、81F’，會聚成收斂在檢測單元7T1上的光點(diǎn)81BS’、81FS’。
由位于第二象限的長條形區(qū)域22B、22F衍射的1次衍射光82，會聚成跨過檢測單元F1c、F2d的邊界的光點(diǎn)82BS、82FS。-1次衍射光82’，會聚成收斂在檢測單元7T2上的光點(diǎn)82BS’、82FS’。
由位于第三象限的長條形區(qū)域23B、23F衍射的1次衍射光83，會聚成跨過檢測單元F1a、F2b的邊界的光點(diǎn)83BS、83FS。-1次衍射光83’，會聚成收斂在檢測單元7T3上的光點(diǎn)83BS’、83FS’。
由位于第四象限的長條形區(qū)域24B、24F衍射的1次衍射光84B、84F，會聚成跨過檢測單元F2a、F1b的邊界的光點(diǎn)84BS、84FS。-1次衍射光84B’、84F’，會聚成收斂在檢測單元7T4上的光點(diǎn)84BS’、84FS’。
檢測單元的某些個被電連接在一起，信號F1、F2、T1、T2、T3、T4根據(jù)以下各式求得。
F1＝由檢測單元F1a得到的信號+由檢測單元F1b得到的信號+由檢測單元F1c得到的信號+由檢測單元F1d得到的信號；F2＝由檢測單元F2a得到的信號+由檢測單元F2b得到的信號+由檢測單元F2c得到的信號+由檢測單元F2d得到的信號；T1＝由檢測單元7T1得到的信號；T2＝由檢測單元7T2得到的信號；
T3＝由檢測單元7T3得到的信號；T4＝由檢測單元7T4得到的信號；在圖7B中，光源1的第二發(fā)光點(diǎn)1a’與圖7B所示的發(fā)光點(diǎn)1a的位置相比移向-y軸方向。另外，從第二發(fā)光點(diǎn)1a’發(fā)出的光的波長λ2比波長λ1大。因此，由全息元件產(chǎn)生的衍射角變大，形成在檢測面上的光點(diǎn)位置發(fā)生變化。但是，如圖7B所示，檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4能夠接收到移動(shift)后的光點(diǎn)。另外，在檢測單元F1a、F1b、F1c、F1d、F2a、F2b、F2c、F2d上，雖然光點(diǎn)沿分割線方向(y軸方向)移動，但這些檢測單元沿y軸方向延伸得較長，且光點(diǎn)和分割線之間的距離變化很小。因此，波長λ2的光也與波長λ1的光同樣，能夠高精度地檢測焦點(diǎn)錯誤信號(FE)。
在本實(shí)施例中，對于波長λ1的光，分布式波長板3的長條形區(qū)域3A的雙折射相位差為90+α度，長條形區(qū)域3B的雙折射相位差為90-α度。對于波長λ2的光，長條形區(qū)域3A的雙折射相位差為(λ1/λ2)×(90+α)度，長條形區(qū)域3B的雙折射相位差為(λ1/λ2)×(90-α)度。因此，無論對于哪個波長的光，相對于具有較大雙折射的光盤基體6，檢測光量不會變?yōu)?，不會發(fā)生以往例那樣的信號的誤讀以及失去控制的情況。
另外，也可以考慮對于波長λ1，在分布式波長板3的長條形區(qū)域3A中雙折射相位差90+α度，在長條形區(qū)域3B中為-270-α度的結(jié)構(gòu)。例如在圖3中雙折射層3c的雙折射相位差為90+α度，雙折射層3a的雙折射相位差為-360-2α度。此時，對于波長λ2，在長條形區(qū)域3A中雙折射相位差為(λ1/λ2)×(90+α)度，在長條形區(qū)域3B中為(λ1/λ2)×(-270-α)。例如，當(dāng)設(shè)α＝0度、λ1＝660nm、λ2＝790nm時，對于波長λ1相當(dāng)于在長條形區(qū)域3A、3B之間沒有相位差，對于波長λ2在長條形區(qū)域3A、3B之間產(chǎn)生60度的相位差。這種情況下，僅對波長λ2控制其雙折射，對于波長λ1成為如以往例那樣的光學(xué)性能。另外，當(dāng)設(shè)α＝15度、λ1＝660nm、λ2＝790nm時，對于波長λ1在長條形區(qū)域3A、3B之間產(chǎn)生30度的相位差，對于波長λ2在長條形區(qū)域3A、3B之間產(chǎn)生34度的相位差。這種情況下，對波長λ1、波長λ2雙方都控制其雙折射，波長λ2得到更強(qiáng)的處理。通過改變α的值，能夠調(diào)整該相位差的分配。
<實(shí)施例3>
接著，參照圖8～圖9，說明本發(fā)明的光盤裝置的第三實(shí)施例。本實(shí)施例的光盤裝置，除了偏振全息面2a的圖案、光檢測器面9a上的檢測圖案以及其上的光分布不同這一點(diǎn)以外，具有與實(shí)施例2的光盤裝置相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略兩者相同的部分的說明。
圖8表示本實(shí)施例的偏振全息基板2的全息面2a的構(gòu)成，圖9A、圖9B表示本實(shí)施例的光檢測面9a。均是從光盤基體6的一側(cè)觀察全息面2a、光檢測面9a所看到的俯視圖。圖9A表示從第一發(fā)光點(diǎn)1a發(fā)出的第一激光的返回光形成的光點(diǎn)，圖9B表示從第二發(fā)光點(diǎn)1a’發(fā)出的第二激光的返回光形成的光點(diǎn)。
如圖8所示，全息面2a，由在全息面2a和光軸7的交點(diǎn)20正交的2直線(X軸、Y軸)分割成4份。Y軸相當(dāng)于光盤半徑方向6R。第一象限被分成2個區(qū)域21a和21b，第二象限被分為2個區(qū)域22a和22b，第三象限被分成2個區(qū)域23a和23b，第四象限被分為2個區(qū)域24a和24b。
另外，雖然在圖8上沒有表示，各區(qū)域以沿著X方向的長條形如實(shí)施例2的圖6那樣被分成后綴B的區(qū)域和后綴F的區(qū)域(21aB、21aF等)。在開口內(nèi)(圓80內(nèi))的區(qū)域21a、24a，是不包括來自CD-R/RW等的盤溝的±1次衍射光的區(qū)域的一部分，在開口內(nèi)的區(qū)域22a、23a是不包括來自DVD-R/RW等盤溝的±1次衍射光的區(qū)域的一部分。另外，如前面所述，后綴B表示在+1次衍射光側(cè)聚光到檢測面后的光，后綴F表示聚光在檢測面前的光。另外，為了簡便起見，在圖9中僅表示了與后綴B相對應(yīng)的光點(diǎn)。
在圖9A和圖9B中，將在檢測面9a和光軸7(或7’)的交點(diǎn)90(或90’)處正交且與X軸、Y軸平行的2直線分別設(shè)為x軸、y軸。在y軸的-方向側(cè)配置著沿著y軸的長條形的焦點(diǎn)檢測單元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d、和追蹤修正用檢測單元7T5、7T6，在y軸的+方向側(cè)配置著方形的追蹤檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4。這些檢測單元相對于y軸對稱。另外，從光源1的發(fā)光點(diǎn)1a或1a’發(fā)出的光，在與x軸相交且與紙面垂直的面內(nèi)與x軸平行地前進(jìn)，由反射鏡10向光軸方向(通過點(diǎn)90或90’且與紙面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光(入射光80)之中，由第一象限的區(qū)域21a內(nèi)的長條形區(qū)域21aB及21aF和區(qū)域21b內(nèi)的長條形區(qū)域21bB及21bF衍射的+1次衍射光81aB及81aF和81bB及81bF，會聚成跨過檢測單元F2c及F1d的邊界的光點(diǎn)81aBS和81aFS以及81bBS和81bFS。-1次衍射光81aB’及81aF’和81bB’及81bF’，會聚成收斂在7T1中的光點(diǎn)81aBS’及81aFS’和81bBS’及81bFS’。
由第二象限中的區(qū)域22a內(nèi)的長條形區(qū)域22aB及22aF衍射的+1次衍射光82aB及82aF，會聚成跨過檢測單元F1a及F2b的邊界的光點(diǎn)82aBS和82aFS。-1次衍射光82aB’及82aF’，會聚成檢測單元7T3的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)82aBS’及82aFS’。由第二象限中的區(qū)域22b內(nèi)的長條形區(qū)域22bB及22bF衍射的+1次衍射光82bB及82bF，會聚成跨過檢測單元F1c及F2d的邊界的光點(diǎn)82bBS和82bFS。-1次衍射光82bB’及82bF’，會聚成檢測單元7T2的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)82bBS’及82bFS’。
由第三象限中的區(qū)域23a內(nèi)的長條形區(qū)域23aB及23aF衍射的+1次衍射光83aB及83aF，會聚成跨過檢測單元F1c及F2d的邊界的光點(diǎn)83aBS和83aFS。-1次衍射光83aB’及83aF’，會聚成檢測單元7T2的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)83aBS’及83aFS’。由第三象限中的區(qū)域23b內(nèi)的長條形區(qū)域23bB及23bF衍射的+1次衍射光83bB及83bF，會聚成跨過檢測單元F1a及F2b的邊界的光點(diǎn)83bBS和83bFS。-1次衍射光83bB’及83bF’，會聚成檢測單元7T3的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)83bBS’及83bFS’。
由第四象限中的區(qū)域24a內(nèi)的長條形區(qū)域24aB及24aF和區(qū)域24b內(nèi)的長條形區(qū)域24bB及24bF衍射的+1次衍射光84aB及84aF和84bB及84bF，會聚成跨過檢測單元F2a及F1b的邊界的光點(diǎn)84aBS和84aFS以及84bBS和84bFS。-1次衍射光84aB’及84aF’和84bB’及84bF’，會聚成收斂在7T4中的光點(diǎn)84aBS’及84aFS’和84bBS’及84bFS’。
檢測單元的某些個被電連接在一起，被構(gòu)成為可得到以下的信號F1、F2、T1、T2、T3、T4、T5、T6這8個信號。
F1＝由檢測單元F1a得到的信號+由檢測單元F1b得到的信號+由檢測單元F1c得到的信號+由檢測單元F1d得到的信號；F2＝由檢測單元F2a得到的信號+由檢測單元F2b得到的信號+由檢測單元F2c得到的信號+由檢測單元F2d得到的信號；T1＝由檢測單元7T1得到的信號；T2＝由檢測單元7T2得到的信號；T3＝由檢測單元7T3得到的信號；T4＝由檢測單元7T4得到的信號；T5＝由檢測單元7T5得到的信號；T6＝由檢測單元7T6得到的信號；在圖9B中，除了光源1的發(fā)光點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)1a’以外，由于光源的波長λ2比λ1大，所以由全息形成的衍射角也變大，光點(diǎn)的位置發(fā)生變化。在檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4中能夠捕捉到與圖9A同樣的光點(diǎn)，但光點(diǎn)81aBS、81aFS和84aBS、84aFS分別收斂在檢測單元7T5及7T6上，光點(diǎn)81bBS及81bFS和84bBS及84bFS偏離到檢測單元的外面。另一方面，雖然光點(diǎn)82aBS、82aFS、83bBS、83bFS、82bBS、82bFS、83aBS、83aFS的場所變化，但結(jié)果可與圖9A同樣地被檢測單元捕捉。
圖9A、9B所示的y軸與光盤基體6的半徑方向6R平行。光盤信號面6a的焦點(diǎn)錯誤信號FE、對應(yīng)于波長λ1的光盤的追蹤錯誤信號TE1、對應(yīng)于波長λ2的光盤的追蹤錯誤信號TE2、光盤信號面6a的再生信號RF，根據(jù)如下所示的(式4)、(式5)、(式6)及(式7)檢測出。
FE＝F1-F2(式4)
FE1＝α(T1-T4)+β(T2-T3) (式5)TE2＝(T1-T4)+γ(T5-T6) (式6)RF＝T1+T2+T3+T4(式7)例如，式5在DVD-RAM及DVD-R/RW等光盤中使用。在DVD-RAM等光盤的情況下，設(shè)定為α＝1、β＝0，在DVD-R/RW等光盤的情況下，設(shè)定為α＝0、β＝1。
式6在CD-R/RW等的光盤中使用。信號(T1-T4)，相當(dāng)于由半圓開口檢測通常的TE信號所得到的信號，特性完全相同。信號(T2-T3)是開口內(nèi)的一部分區(qū)域(22a和23a)替換而檢測到的TE信號，因?yàn)樘鎿Q的是不包含在DVD-R/RW中的±1次衍射光的區(qū)域，所以對于DVD-R/RW盤沒有TE靈敏度的劣化，具有通過替換而消除物鏡的沿著光盤半徑方向6R的偏心的影響以及光盤基體6的傾斜的影響、光點(diǎn)處于光盤信號面6a的記錄/未記錄的邊界時的影響等的效果。
另一方面，在圖9B所示的情況下得到的信號(T5-T6)，是僅抽取開口內(nèi)的一部分區(qū)域(21a和24a)而檢測到的差信號，是在不包含CD-R/RW上的±1次衍射光的區(qū)域中的差信號，相對于CD-R/RW盤的TE靈敏度為零，與通常的TE信號(即信號(T1-T4))相比，因?yàn)橄鄬τ谖镧R的沿著光盤半徑方向6R的偏心的影響、光盤基體的傾斜的影響、光點(diǎn)位于光盤信號面6a的記錄/未記錄的邊界上時的影響等的依賴性完全不同，所以通過與式6那樣的信號(T1-T4)的計算，不會有損TE靈敏度，能夠消除這些影響。另外，圖9B的情況下的焦點(diǎn)錯誤信號FE雖然是在半圓開口下的檢測，但由于是由光盤半徑方向6R分割開的一側(cè)的半圓，所以不易出現(xiàn)盤溝的影響，能夠獲得與作為以往的檢測方式的整個圓的檢測基本等價的特性。
在本實(shí)施例中，因?yàn)槭褂玫氖桥c實(shí)施例2相同的分布式波長板3，所以對于光盤基體6的雙折射的效果與實(shí)施例2完全相同。進(jìn)而，本實(shí)施例即便在物鏡出現(xiàn)沿著光盤半徑方向6R的偏心、光盤基體6產(chǎn)生傾斜、光點(diǎn)位于光盤記錄面6a的記錄/未記錄區(qū)域的邊界上而受到相鄰軌道的影響的狀態(tài)下，通過將式5、式6的計算式設(shè)為追蹤錯誤信號，就能夠獲得可進(jìn)行不會產(chǎn)生偏離軌道的追蹤控制的效果。
<實(shí)施例4>
接著，參照圖10及圖11說明本發(fā)明的光盤裝置的第四實(shí)施例。本實(shí)施例的光盤裝置，除了偏振全息面2a的圖案、光檢測器面9a上的檢測圖案以及其上的光分布有所不同之外，具有與實(shí)施例2的光盤裝置相同的結(jié)構(gòu)。因此，兩者通用的部分的說明省略。
圖10表示本實(shí)施例的偏振全息基板2的全息面2a的構(gòu)成，圖11表示本實(shí)施例的光檢測面的溝槽。均是從光盤側(cè)看全息面?zhèn)?、光檢測面?zhèn)人吹降母┮晥D。另外，圖11A表示的是相對于經(jīng)由第一發(fā)光點(diǎn)1a射出的第一激光的返回光的光點(diǎn)的狀況，圖11B表示的是相對于經(jīng)由第二發(fā)光點(diǎn)1a’射出的第二激光的返回光的光點(diǎn)的狀況。
如圖10所示，將全息面2a和光軸7的交點(diǎn)設(shè)為20，全息面2a由在點(diǎn)20正交的2條直線(X軸、Y軸)分割成4份，Y軸相當(dāng)于光盤半徑方向6R，進(jìn)而第一象限被分成3個區(qū)域21a、21b和21c，第二象限為1個區(qū)域22b，第三象限為1個區(qū)域23b，第四象限被分成3個區(qū)域24a、24b和24c，雖然在圖中沒有表示，但各區(qū)域以沿著X方向的長條形被如實(shí)施例2的圖6那樣分割成后綴B的區(qū)域和后綴F的區(qū)域(21aB、21aF等)。在開口內(nèi)(圓80內(nèi))的區(qū)域21a、24a是不包含來自CD-R/RW等的盤溝的±1次衍射光的區(qū)域的一部分，在開口內(nèi)的區(qū)域21b及24b是不包括來自DVD-R/RW等盤溝的±1次衍射光的區(qū)域的一部分。另外，如上述的那樣，后綴B是指在+1次衍射光側(cè)會聚到檢測面后的光，后綴F是指會聚在檢測面前的光。另外，為了簡便，在圖11中僅表示與后綴B相對應(yīng)的光點(diǎn)。
在圖11A及圖11B中，將檢測面9a和光軸7(或7’)的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)90(或90’)，將在點(diǎn)90(或90’)正交且與X軸及Y軸平行的2條直線設(shè)為x軸及y軸，y軸的-方向側(cè)配置沿著y軸的長條形的焦點(diǎn)檢測單元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d和追蹤修正用檢測單元7T5及7T6，在y軸的+方向側(cè)配置方形的追蹤檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4。這些檢測單元相對于y呈對稱形狀。另外，從光源1的發(fā)光點(diǎn)1a或1a’射出的光，在與x軸相交且與紙面垂直的面內(nèi)與x軸平行地前進(jìn)，由反射鏡10向光軸方向(通過點(diǎn)90或90’且與紙面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光(入射光80)之中，由在第一象限中的區(qū)域21a內(nèi)的長條形區(qū)域21aB及21aF和區(qū)域21c內(nèi)的長條形區(qū)域21cB及21cF衍射的+1次衍射光81aB及81aF和81cB及81cF，會聚成收斂在檢測單元7T5上的光點(diǎn)81aBS及81aFS和81cBS及81cFS，-1次衍射光81aB’及81aF’和81cB’及81cF’會聚成收斂在檢測單元7T1上的光點(diǎn)81aBS’及81aFS’和81cBS’及81cFS’，由在第一象限中的區(qū)域21b內(nèi)的長條形區(qū)域21bB及21bF衍射出的+1次衍射光81bB及81bF，會聚成收斂在檢測單元7T6上的光點(diǎn)81bBS及81bFS，-1次衍射光81bB’及81bF’會聚成收斂在檢測單元7T1上的光點(diǎn)81bBS’及81bFS’。
由第二象限中的區(qū)域22b內(nèi)的長條形區(qū)域22bB及22bF衍射出的+1次衍射光82bB及82bF，會聚成跨過檢測單元F1c及F2d的邊界的光點(diǎn)82bBS及82bFS，-1次衍射光82bB’及82bF’會聚成收斂在檢測單元7T2的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)82bBS’及82bFS’。
由第三象限中的區(qū)域23b內(nèi)的長條形區(qū)域23bB及23bF衍射出的+1次衍射光83bB及83bF，會聚成跨過檢測單元F1a及F2b的邊界的光點(diǎn)83bBS及83bFS，-1次衍射光83bB’及83bF’會聚成收斂在檢測單元7T3的區(qū)域內(nèi)的光點(diǎn)83bBS’及83bFS’。
由在第四象限中的區(qū)域24a內(nèi)的長條形區(qū)域24aB及24aF和區(qū)域24c內(nèi)的長條形區(qū)域24cB及24cF衍射出的+1次衍射光84aB及84aF和84cB及81cF，會聚成收斂在檢測單元7T6上的光點(diǎn)84aBS及84aFS和84cBS及84cFS，-1次衍射光84aB’及84aF’和84cB’及84cF’會聚成收斂在檢測單元7T4上的光點(diǎn)84aBS’及84aFS’和84cBS’及84cFS’，由在第四象限中的區(qū)域24b內(nèi)的長條形區(qū)域24bB及24bF衍射出的+1次衍射光84bB及84bF，會聚成收斂在檢測單元7T5上的光點(diǎn)84bBS及84bFS，-1次衍射光84bB’及84bF’會聚成收斂在檢測單元7T4上的光點(diǎn)84bBS’及84bFS’。
檢測單元的某些個被導(dǎo)通，被構(gòu)成為能夠得到以下的8個信號F1、F2、T1、T2、T3、T4、T5、T6。
F1＝由檢測單元F1a得到的信號+由檢測單元F1b得到的信號+由檢測單元F1c得到的信號+由檢測單元F1d得到的信號；F2＝由檢測單元F2a得到的信號+由檢測單元F2b得到的信號+由檢測單元F2c得到的信號+由檢測單元F2d得到的信號；T1＝由檢測單元7T1得到的信號；T2＝由檢測單元7T2得到的信號；T3＝由檢測單元7T3得到的信號；T4＝由檢測單元7T4得到的信號；T5＝由檢測單元7T5得到的信號；T6＝由檢測單元7T6得到的信號。
另外，在圖11B中，除了光源1的發(fā)光點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)1a’之外，因?yàn)楣庠吹牟ㄩLλ2比λ1大，所以由全息形成的衍射角也增大，光點(diǎn)位置發(fā)生變化。另外，在檢測單元7T1、7T2、7T3、7T4中，能夠捕捉到與圖11A同樣的光點(diǎn)，但光點(diǎn)81aBS、81aFS和84aBS、84aFS分別收斂在7T6、7T5上，光點(diǎn)81bBS、81bFS、81cBS、81cFS和84bBS、84bFS、84cBS、84cFS偏移到檢測單元的外。另一方面，雖然光點(diǎn)82bBS、82bFS、83bBS、83bFS的場所變化，但結(jié)果可被捕捉到與圖9A同樣的檢測單元上。
在圖11中，y軸設(shè)為光盤基體6的半徑方向6R，向光盤信號面6a的焦點(diǎn)錯誤信號FE、光盤信號面6a的再生信號RF，可根據(jù)上述的式4和式7來檢測，對應(yīng)于波長λ1的光盤的追蹤錯誤信號TE1、對應(yīng)于波長λ2的光盤的追蹤錯誤信號TE2，可根據(jù)下式檢測TE1＝α(T1+T2-T3-T4)+β(T5-T6)(式8)TE2＝(T1+T2-T3-T4)+γ(T6-T5) (式9)例如，式8在DVD-RAM及DVD-R/RW等光盤上使用，在DVD-RAN等光盤的情況下，設(shè)α＝1、β＝0，在DVD-R/RW等光盤的情況下設(shè)α＝0，β＝1。另外，式9在CD-R/RW等光盤上使用。信號(T1+T2-T3-T4)相當(dāng)于通常的TE信號。
在圖11A中的信號(T5-T6)是開口內(nèi)的一部分區(qū)域(21b和4b)作為結(jié)果被替換而檢測到的TE信號，因?yàn)樘鎿Q的是不包括在DVD-R/RW上的±1次衍射光的區(qū)域，所以對于DVD-R/RW盤不會有TE靈敏度的劣化，通過替換具有可消除物鏡的沿光盤半徑方向6R的偏心的影響、光盤基體6的傾斜的影響、光點(diǎn)位于光盤記錄面6a的記錄/未記錄的邊界上時的影響等這樣的效果。另一方面，在圖11A中的信號(T6-T5)是僅抽取開口內(nèi)的一部分區(qū)域(21a和24a)而檢測到的差信號，是不包括在CD-R/RW盤上的±1次衍射光的區(qū)域的差信號，相對于CD-R/RW盤的TE靈敏度為0，與通常的TE信號(即，信號(T1+T2-T3-T4))相比，因?yàn)橄鄬τ谖镧R的沿著光盤半徑方向6R的偏心的影響、光盤基體6的傾斜的影響、光點(diǎn)位于光盤記錄面6a的記錄/未記錄的邊界上時的影響等的依賴性完全不同，所以，通過與式9那樣的信號(T1+T2-T3-T4)的計算，不會有損TE靈敏度，能夠消除這些影響。另外，圖11的情況下的焦點(diǎn)錯誤信號FE是在半圓開口中的檢測的，但因?yàn)槭怯晒獗P半徑方向6R分割的一側(cè)的半圓，所以不易出現(xiàn)盤溝的影響，能夠獲得與作為以往的檢測方式的在整個圓上的檢測基本等價的特性。
在本實(shí)施例中因?yàn)槭褂玫氖桥c實(shí)施例2相同的分布式波長板3，所以對于光盤基體6的雙折射的效果與實(shí)施例2完全相同。進(jìn)而，本實(shí)施例，即便是物鏡產(chǎn)生沿光盤半徑方向6R的偏心、即便光盤基體6出現(xiàn)傾斜、即便光點(diǎn)位于光盤記錄面6a的記錄/未記錄的邊界上而受到相鄰軌道的影響，通過將式8、式9的運(yùn)算式設(shè)為追蹤錯誤信號，就能夠獲得可進(jìn)行不會發(fā)生偏離軌道的追蹤控制的效果。
<實(shí)施例5>
參照圖12及圖13說明本發(fā)明的光盤裝置的第5實(shí)施例。以下，對于同一構(gòu)成要素標(biāo)以相同的參照標(biāo)號。
圖12表示本實(shí)施例的光盤裝置的光拾取器的要部構(gòu)成。該光拾取器，具有搭載著能夠發(fā)出不同波長光的激光芯片的光源101。光源101，在用于DVD時發(fā)出具有相對較短的波長的光，在用于CD時發(fā)出具有相對較長的波長的光。
在圖12上，描繪有光信息介質(zhì)107及光信息介質(zhì)108雙方，但實(shí)際上是搭載著任意選擇的一方的光信息介質(zhì)。根據(jù)所搭載的光信息介質(zhì)的種類，從光源101發(fā)出恰當(dāng)波長的光。由光信息介質(zhì)7或8反射的光(信號光或再生光)，入射到在DVD及CD上共用的光檢測器110上。
從光源101朝向光信息介質(zhì)107或108的光路，和由光信息介質(zhì)107或108反射的光(信號光)朝向光檢測器110的光路，由在表面上形成有偏振光束分裂器103的棱鏡分支。若從光源101射出的直線偏振光設(shè)為P波，則偏振光束分裂器103就被設(shè)計成是P波透過。透過了偏振光束分裂器103的P波，在透過波長板105之后，由光信息介質(zhì)107或108反射，沿相反方向透過上述波長板105而返回。返回的光(信號光)，在入射到偏振光束分裂器103上時，成為較多地含有具有與P波的偏振軸大體正交的偏振軸的S波成分的偏振狀態(tài)的光。因?yàn)槠窆馐至哑?03反射S波，所以信號光幾乎都被向光檢測器110的方向反射。該反射光，通過全息元件109而發(fā)生衍射，入射到光檢測器110上。
圖13(a)是表示波長板105的平面構(gòu)成的圖，圖13(b)是表示從光源側(cè)射向光信息介質(zhì)111的光和來自光信息介質(zhì)111的反射光往復(fù)經(jīng)過波長板105的狀況的圖，該圖(c)是表示由波長板105產(chǎn)生的偏振變換的一例的圖。
如圖13(a)所示，波長板105被分成4個區(qū)域，在相對于光軸中心對稱的位置上分別形成有同一形狀的區(qū)域(區(qū)域A或區(qū)域B)。2個區(qū)域A，在相對于x軸方向成θ1的角度的方向上具有光學(xué)各向異性的軸(光學(xué)軸)。另一方面，區(qū)域B，在相對于x軸方向成θ2的角度的方向上具有光學(xué)各向異性的軸(光學(xué)軸)。
另外，設(shè)定為從光源側(cè)向波長板105入射的直線偏振光的方向與x軸相一致。角度θ1及θ2相對于x軸方向分別成45°-α、45°+α的角度。在此，0＜α≤15°的關(guān)系成立。根據(jù)本實(shí)施例的區(qū)域分割，來自光源101的光之中通過波長板105的區(qū)域A的光，在由透鏡106聚光后由光信息介質(zhì)111反射。反射光，通過位于相對于光軸中心對稱的位置的區(qū)域A。另一方面通過區(qū)域B的光同樣地由光信息介質(zhì)111反射，在來路中通過區(qū)域B。
在將波長板105的折射率各向異性設(shè)為Δn，將厚度設(shè)為d，波長設(shè)為λ時，波長板105的滯后由2πΔnd/λ表示。只要α＝0，波長板105上的區(qū)域A和區(qū)域B就具有相同的光學(xué)性質(zhì)。這種情況下，若將波長板105的滯后2πΔnd/λ設(shè)為與π/2相等的值，則波長板105可發(fā)揮與以往的1/4波長板相同的功能。即，當(dāng)向波長板105入射具有平行于x軸方向的振動方向的直線偏振光時，其被變換成圓偏振光而射出。當(dāng)由光信息介質(zhì)107或108反射的光(圓偏振光)沿相反方向再次通過波長板105時，就變換成沿y軸方向具有偏振方向的直線偏振光。在本實(shí)施例中，通過將α設(shè)為0以外的大小，可使相對于同一偏振光的區(qū)域A及區(qū)域B的作用產(chǎn)生差異。
圖13(c)表示由波長板105實(shí)現(xiàn)的偏振狀態(tài)的變換的過程。因?yàn)棣敛粸榱?，?dāng)沿x軸方向具有偏振方向的直線偏振光I透過波長板105時，就變成比圓偏振光略微扁一點(diǎn)的橢圓偏振光。因?yàn)閰^(qū)域A的光學(xué)各向異性的軸(光學(xué)軸)方向從區(qū)域B的光學(xué)各向異性的軸(光學(xué)軸)方向偏移，所有在透過了區(qū)域A的橢圓偏振光II和透過了區(qū)域B的橢圓偏振光II之間會產(chǎn)生如圖13(c)所示那樣的差異。
在光信息介質(zhì)107或108不具有雙折射性的情況下，由光信息介質(zhì)7或8反射的光(信號光)，成為如圖13(c)所示的橢圓偏振光III。該橢圓偏振光III，是在與去路光的偏振方向垂直的方向上具有偏振軸的接近直線偏振光的橢圓偏振光。只要α＝0，則由光信息介質(zhì)107或108反射的光(信號光)就被變換成直線偏振光。
另一方面，在光信息介質(zhì)107或108具有雙折射性的情況下，有時會成為圖13(c)所示的偏振光III’。例如，考慮透過例如區(qū)域A的來路光的偏振狀態(tài)設(shè)成與從光源101射出再入射到區(qū)域A上的去路光的偏振狀態(tài)大體相等的情況。在這種情況下，來路光不會由圖12所示的偏振光束分裂器103反射，會返回到光源101。但是，即便在這種情況下，透過區(qū)域B的來路光的偏振狀態(tài)，就會與透過區(qū)域A的來路光的偏振狀態(tài)不同。即，透過區(qū)域B的來路光，成為包含由偏振光束分裂器103反射而得到的S波成分的橢圓偏振狀態(tài)。因此，無論光信息介質(zhì)107和108的雙折射量為多少，信號光都不會完全消失。
通過使用這樣的元件，即便采用被稱為“偏振光學(xué)系統(tǒng)”的去路及來路的傳遞效率高的光學(xué)系統(tǒng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)相對于雙折射光盤的可播放性高的光學(xué)系統(tǒng)。
另外，在本實(shí)施例中，之所以將α設(shè)定成在15°或其以下的大小，是因?yàn)槿魧ⅵ猎O(shè)定得過大，則會形成混合有極端不同的偏振狀態(tài)的光?；旌嫌袠O端不同的偏振狀態(tài)的光不易由透鏡106聚光。這是因?yàn)楫?dāng)合成偏振狀態(tài)大大不同的光時，光的干涉性就會變差。
在本實(shí)施例中，作為光學(xué)軸的方位，將相對于入射光的偏振方向成45°的方位為基準(zhǔn)以對稱的角度使其變位。一般光盤基體的雙折射，偏向于一方的極性。若考慮這一點(diǎn)，也可以沿光學(xué)軸的中心(基準(zhǔn))方向賦予偏移δ。即，也可以使區(qū)域A的光學(xué)軸從入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°+δ+α，使區(qū)域B的光學(xué)軸從入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°+δ-α。在任一區(qū)域，為了在往復(fù)中得到盡可能接近正交狀態(tài)的偏振狀態(tài)，優(yōu)選使5°≤δ≤15°的關(guān)系成立。
另外，分布式波長板的各區(qū)域的光學(xué)軸的方位不限于2種，也可以是3種或其以上。另外，滯后并非必須是90度，也可以是90度的整數(shù)倍，也可以是在90度的整數(shù)倍基礎(chǔ)上添加有偏移量的值。例如，若將波長板的滯后設(shè)定為對于DVD用的光(波長650nm)具有作為1/4波長板的功能的值，則對于CD用的光(波長800nm)，就產(chǎn)生大約1/4波長的650/800倍的滯后。但是，若利用分布式波長板所使用的材料所具有的折射率的波長依賴性等，則無論對于什么樣的光，都能夠基本發(fā)揮1/4波長板的功能。
例如，對于DVD用的具有波長λ1的光，將波長板的光學(xué)各向異性設(shè)為Δn1，對于CD用的波長λ2將光學(xué)各向異性設(shè)為Δn2。此時，如以下的式子成立的那樣，只要設(shè)定波長板的材料(本實(shí)施例中為液晶層)的光學(xué)參數(shù)，就能夠滿足上述的條件。
2πΔn1d/λ1＝2πΔn2d/λ2＝π/2(式10)通過這樣，對于任何波長都能夠使來路的效率成為最大限。另外，在本實(shí)施例中，雖然光源101發(fā)出DVD用的光和CD用的光，但光源101發(fā)出的光的種類不限于此。也可以使用發(fā)出藍(lán)光線的具有更短的波長的光的光源。
<實(shí)施例6>
參照圖14(a)～(c)，說明本發(fā)明的分布式波長板的另一實(shí)施例。
首先，參照圖14(a)。圖14(a)所示的分布式波長板131，光學(xué)軸的方位相互不同的多個區(qū)域D3、D4交替配置。區(qū)域D3、D4呈長條形狀。
圖14(b)所示的分布式波長板132，光學(xué)軸的方位相互不同的多個區(qū)域D5、D6呈行及列狀(棋盤格狀)地排列。
在光盤基體具有與1/4波長板同等程度的雙折射的情況下，根據(jù)如13(a)所示的分布式波長板105，透過區(qū)域A及區(qū)域B的一方的光，就檢測不到。即，就會丟失在透過分布式波長板105的光束的截面的一半?yún)^(qū)域中所包含的信息。因?yàn)槌霈F(xiàn)信息丟失的區(qū)域位于對角的位置，所以凹坑像的空間頻率特性變差。換句話說，光盤上存在的微小的凹坑的檢測器面上的像再生性變差。其結(jié)果是，即使能夠確保信號的光量，也有可能在信號波形上產(chǎn)生失真，使再生性能變得不充分。
若使用圖14(a)及圖14(b)所示那樣的將表面分割成更小的多個區(qū)域的分布式波長板，則丟失的部分減小且分散，所以能夠獲得改善再生性能的效果。
另外，分布式波長板的區(qū)域分割的形態(tài)，不限于圖14(a)及圖14(b)所示的上述的形態(tài)。只要是光學(xué)軸方位不同的多個區(qū)域在波長板的面內(nèi)呈二維地排列，各區(qū)域的形狀及大小可以是任意的。
圖14(c)所示的波長板133，被分割成環(huán)帶區(qū)域D9和其內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域。另外，圓形區(qū)域，進(jìn)一步被分割成光學(xué)軸方位不同的長條形狀的區(qū)域D7、D8。區(qū)域D7、D8的光學(xué)軸方位，例如相對于入射光的偏振方向分別被設(shè)定為45°+α、45°+α。另外，環(huán)帶區(qū)域D9沒有被分割，其光學(xué)軸方位相對于入射偏振方向被設(shè)定為45°。
環(huán)帶區(qū)域D9的外周側(cè)的直徑(d2)，相當(dāng)于在DVD等記錄密度高的光盤上所使用的NA值高的透鏡的開口直徑。另一方面，環(huán)帶區(qū)域D9的內(nèi)周側(cè)的直徑(d1)，相當(dāng)于在CD等相比記錄密度低的光盤上所使用的NA值低的透鏡的開口直徑。通過使用圖14(c)所示的分布式波長板133，在使用NA值低的透鏡的情況下(使用CD等基體雙折射大的介質(zhì)的情況下)，可確保良好的再生特性，另一方面，不會使在使用NA值高的透鏡的情況下的空間頻率特性變差。
<實(shí)施例7>
參照圖15說明本發(fā)明的光盤裝置的另一實(shí)施例。圖15是表示本實(shí)施例的光盤裝置的光拾取器的只要部位結(jié)構(gòu)的圖。
圖15所示的光拾取器，能夠?qū)Χ喾N光盤寫入數(shù)據(jù)及/或能夠從多種光盤讀取數(shù)據(jù)。
該裝置，具備形成波長不同的多個光束的光源141。該光源141，典型地可包括多個半導(dǎo)體激光芯片，但也可以構(gòu)成為利用單一的半導(dǎo)體激光芯片發(fā)出不同波長的光。
該光拾取器，具有會聚光束并在光盤的信號面139或149上形成光點(diǎn)的物鏡148、配置在光源和物鏡148之間的全息元件145及波長板146、和檢測從光盤反射的光束的強(qiáng)度的光檢測器143。
在從光源101到物鏡148的光路、和由光盤的信號面139或149反射而到達(dá)光檢測器143的光路共用的部分上，配置著全息元件145。
光檢測器143被形成在硅芯片等半導(dǎo)體基板上，在基板上安裝著發(fā)出波長λ1及波長λ2的2種激光的激光芯片。光檢測器143，由通過光電效應(yīng)而將光變換成電信號的多個光電二極管構(gòu)成。激光芯片發(fā)出的激光之中，例如波長λ1為約650nm，波長λ2為約800nm。例如波長λ1的激光可應(yīng)用于DVD，波長λ2的激光可應(yīng)用于CD。
從激光芯片發(fā)出的波長λ1的光，在由準(zhǔn)直透鏡144進(jìn)行了平行光化后，透過偏振元件147。偏振元件147是一體化有全息元件145和波長板146而成的元件。偏振元件147，與物鏡148一起被安裝在支撐部件137上，通過驅(qū)動器138而與物鏡148一起被驅(qū)動。為了易于理解偏振元件147的功能，首先，對波長板146不是分布式波長板、而是顯示出同樣的延遲的以往的波長板的情況進(jìn)行說明。
透過偏振元件147的光(波長λ1)，通過物鏡148而被聚光在光盤的信號面149上并被反射。反射光，再次經(jīng)由物鏡148而通過偏振元件147發(fā)生衍射。由偏振元件147衍射出來的光，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡144而入射到光檢測器143上。光檢測器143生成與光量變化相對應(yīng)的電信號，該電信號是焦點(diǎn)控制信號、追蹤控制信號、以及RF信號。
另一方面，從激光芯片射出的波長λ2的光也同樣，由準(zhǔn)直透鏡144平行光化，透過偏振元件147。透過了偏振元件147的光，由物鏡148聚光在基體厚度不同的光盤的信號面139上，并由信號面139反射。反射光再次經(jīng)由物鏡148而在偏振元件147發(fā)生衍射。衍射的光經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡144入射到光檢測器143上。光檢測器143生成與光量變換相對應(yīng)的電信號，該電信號是焦點(diǎn)控制信號、追蹤信號、以及RF信號。
圖16(a)及(b)是示意性地表示作為圖15的偏振元件147采用了以往的偏振元件時產(chǎn)生的衍射的偏振依賴性的圖。另外，在以后的說明中，將從光源向光盤的光的光路稱作光學(xué)系統(tǒng)的去路，將由光盤反射而向光檢測器的光的光路稱作光學(xué)系統(tǒng)的來路。
圖16(a)示意性地表示波長λ1的光在往復(fù)路中通過偏振元件(polarization element)147的情況。從光源側(cè)(圖中下側(cè))入射到偏振元件147上的波長λ1的光，例如是具有平行于紙面的偏振方向的直線偏振光。這樣的光，能夠透過具有周期構(gòu)造111的全息元件145。全息元件145的周期構(gòu)造111，具有偏振依賴性，在偏振方向與紙面平行的直線偏振光(波長λ1)透過全息元件145時，與周期構(gòu)造111的入射位置相對應(yīng)地，在透過光上產(chǎn)生2Nπ(N為0以外的整數(shù))的相位差。N不為0這一點(diǎn)，與以往一般所采用的偏振全息元件有很大不同。因?yàn)樵谌⒃?05的透過光上產(chǎn)生的周期性的相位差等于2π的整數(shù)倍(由全息元件5產(chǎn)生的光路差等于波長λ1的整數(shù)倍)，所以，按照光的衍射原理，對于波長λ1的光而言就會滿足在周期構(gòu)造111上不衍射的條件(完全透過條件)。
這樣透過了全息元件145的光，接著透過波長板146。波長板146，對于波長λ1的光(650nm)具有作為5/4波長板的功能。因此，波長λ1的直線偏振光由波長板146變換成圓偏振光。
由圖未示的光盤反射而返回來的光(圓偏振光)，由波長板146變換成直線偏振光。該直線偏振光的偏振方向(垂直于紙面)，與從光源側(cè)入射到全息元件145上的光的偏振方向垂直。對于這樣的直線偏振光，全息元件145的周期構(gòu)造111，會對應(yīng)入射位置而周期性地產(chǎn)生(2M+1)π的相位差(M是整數(shù))。因此，該直線偏振光，根據(jù)光的衍射原理，成為完全衍射的條件。理論上若將由全息的周期構(gòu)造產(chǎn)生的光的相位差設(shè)為φ，則透過全息的0次光的透過率T由以下的式11表示。
T＝cos2(φ/2) (式11)在此，若將相位差φ設(shè)為(2M+1)π，則T＝0，即，是指滿足完全衍射條件。
接著，參照圖16(b)，對波長λ2的光說明以往的偏振元件107的動作。如圖16(b)所示，在從光源側(cè)入射到全息元件105上的波長λ2的光(偏振方向與紙面平行的直線偏振光)入射到偏振元件107上時，由于全息元件145的周期構(gòu)造111而大體產(chǎn)生2Nπλ1/λ2的相位差。因?yàn)镹不為0，所以產(chǎn)生的相位差就不為0。另外，若設(shè)λ1＝650nm、λ2＝800nm，則若N的值不取相當(dāng)大的值、Nλ1/λ2就不會成為整數(shù)。因此，在全息元件145中偏離完全透過條件，因此波長λ2的光有一部分衍射。
若設(shè)λ1＝650nm(DVD用的波長的光)、λ2＝800nm(CD用的波長的光)、N＝1，則不衍射的光(0次光)的透過效率有以下的式12表達(dá)。
Cos2((2πλ1/λ2)/2)＝cos2((2π×650/800)/2)＝69％式12由式12可知，入射的光的約31％由全息元件145衍射。
這樣透過全息元件145的波長λ2的光，接著透過波長板146。波長板146，因?yàn)閷τ诓ㄩLλ1(650nm)的光是5/4波長板，所以對于波長λ2(800nm)的光具有作為大致1波長板的功能。因此，波長λ2的直線偏振光，可不受波長板106偏振變換地透過。
另一方面，從光盤返回的波長λ2的光，與來路同樣不會由波長板146進(jìn)行偏振變換，所以由全息元件145的周期構(gòu)造111產(chǎn)生相同的2Nπλ1/λ2的相位差。因此，波長λ1的光或波長λ2的光之中相對具有較大的波長的光，只要不具有另一方的光的波長的整數(shù)倍(2倍、3倍...)的大小，就不能將與雙方的光相對的衍射光設(shè)定為0。
若設(shè)λ1＝650nm(DVD用的光)、λ2＝800nm(CD用的光)、M＝1，則±1次衍射光的各衍射效率，由以下的式13表示。
(2/π)2×cos2((πλ1/λ2)/2)＝cos2((π×650/800)/2)＝8.4％式13±1次衍射光以外的光，基本作為0次光而透過衍射柵格。
另外，該1次衍射光率的值雖然是光盤基體沒有雙折射、不受基體的偏振影響的情況，但在基體的雙折射為最高的情況下，即，CD的基體具有與1/4波長板基本等價的雙折射的情況下，成為與入射時正交的方向的直線偏振光。在這種情況下，±1次衍射光的衍射效率，因?yàn)闈M足完全衍射條件，所以具有使信號光的光量比以往增加的傾向。即，雖然返回光量隨著各種偏振狀態(tài)而變化，但即使是最差的情況也不會是0。
通過使用這樣的偏振元件，雖然如DVD等的那樣基體厚度薄且基體的雙折射在制造過程中不易產(chǎn)生，但對于波長短且高輸出化困難的波長λ1的光不僅是高效率，而且即便效率低也能夠用比較容易制作的高輸出的激光包含光量，其相反的一面，在因?yàn)榛w厚度厚而在生產(chǎn)過程中容易制造出光學(xué)的雙折射量較多的產(chǎn)品的CD等上所使用的波長λ2的光，因?yàn)榛w所具有的雙折射性，所以即便偏振狀態(tài)產(chǎn)生了變化的光從光盤返回，信號電平也不會成為0，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行信號的再生以及控制。
另外，通過使用這樣的偏振元件，能夠緊湊地構(gòu)成對應(yīng)于不同規(guī)格的光記錄介質(zhì)的光拾取器。之所以這么說，是因?yàn)槟軌驅(qū)囊酝鲜瞿菢拥挠^點(diǎn)出發(fā)對不同的波長利用相互獨(dú)立的光分支元件將來自光盤的光導(dǎo)向光檢測器的裝置，用同一個全息元件來實(shí)現(xiàn)，所以從激光光源到光記錄介質(zhì)的光路(去路)和從光記錄介質(zhì)到光檢測器的光路(來路)可以完全共用，能夠削減光學(xué)系統(tǒng)的零件數(shù)量，能夠在較小的空間內(nèi)收容光學(xué)系統(tǒng)。
在本實(shí)施例中，在具有上述構(gòu)成的裝置中，代替圖16(a)、(b)所示的同樣的波長板146，使用分布式波長板146。
偏振全息元件145，在光學(xué)系統(tǒng)的去路中，相對于來自激光光源141的光的偏振方向?qū)τ谌魏尾ㄩL的光都不會使光衍射。因此，不會有傳遞效率的損失，并由分布式波長板146形成大體圓偏振光，并會聚在光盤的信號面139或149上。通過由光盤的信號面139或149反射，在來路中再次通過分布式波長板146，從而兩方的波長的光都成為在與去路的偏振方向正交的方向上基本具有偏振主軸的光。通過透過偏振全息元件145，不同波長的光雙方都由全息元件145高效率地衍射，將光導(dǎo)向光檢測器143。這種情況下，其信號光量依賴于全息元件的偏振性衍射方向的成分。因此，在雙折射較大的光盤的情況下，根據(jù)以往的均有的波長板，最差的情況會導(dǎo)致信號光量消失。但是在本實(shí)施例中，因?yàn)榭梢允褂梅植际讲ㄩL板146，所有不僅確保較高的去路的效率，而且能夠充分應(yīng)對光盤的雙折射。
可以通過蒸鍍及濺射、蝕刻等薄膜形成·加工工藝，在分布式波長板146上形成薄膜構(gòu)造。例如，如圖17(a)所示，能夠?qū)τ诓煌ㄩL的光使開口的大小不同的透過率濾光器152形成在分布波長板155上。另外，如圖17(b)所示，對不同厚度的光盤，可以在分布式波長板156上形成相位濾光器153，該相位濾光器153使一方的波長的光以平面波直接透過，并通過使另一波長的光成為擴(kuò)散光而修正因基體厚度差而產(chǎn)生的球面像差。通過采用這樣的構(gòu)成，能夠使光拾取器進(jìn)一步小型化。
<實(shí)施例8>
接著，參照圖18(a)～(d)，說明制造在上述各實(shí)施例中所優(yōu)選使用的分布式波長板的方法的實(shí)施例。
首先，如圖18(a)所示，準(zhǔn)備在表面上形成有由例如ITO等形成的透明電極膜162a、162b的透明基板161a、161b，在透明導(dǎo)電膜162a、162b上涂布取向材料形成液晶取向膜163a、163b。作為取向材料，使用可通過照射直線偏振光的紫外線進(jìn)行曝光而沿其偏振方向賦予取向性的光取向膜材料。
接著，如圖18(b)所示，在形成沿著以方位θ1規(guī)定的方向具有光學(xué)軸的區(qū)域時，在將其他的區(qū)域用掩膜164a覆蓋的狀態(tài)下，用在方位θ1的方向上形成直線偏振光的紫外線照射。相反地，在形成沿著以方位θ2規(guī)定的方向具有光學(xué)軸的區(qū)域時，在將其他的區(qū)域用掩膜164b覆蓋的狀態(tài)下，用沿著方位θ2的方向形成直線偏振光的紫外線照射。
接著，如圖18(c)所示，使透明基板161a和透明基板161b相對然后用粘接劑將周邊部分粘合，然后將含有紫外線硬化樹脂的液晶材料167從開口部166注入內(nèi)部。當(dāng)液晶材料167注入時，液晶分子的長鏈軸就會與取向膜163a、163b的取向限制方向?qū)R。
為了更均勻地進(jìn)行液晶層168的取向，優(yōu)選通過在透明電極膜162a、162b上施加電壓，在液晶層168上形成電場。在不進(jìn)行這樣的電場的施加的情況下，就沒有必要設(shè)計透明電極膜162a、162b。
接著，如圖18(d)所示，在液晶層168上照射無偏振的紫外線，使液晶層168硬化。
液晶的取向限制，一般通過用形成有聚酰胺類合成纖維等細(xì)微的絨毛的布沿一定方向摩擦取向膜的表面來進(jìn)行。但是在本實(shí)施例中，因?yàn)樵谕幻鎯?nèi)按不同的方位取向，所以應(yīng)用的是光取向技術(shù)。根據(jù)這樣的光取向技術(shù)，能夠得到所期望的取向分布。另外，也可以是透明電極膜162a、162b的至少一方，被與分割的區(qū)域相適應(yīng)地進(jìn)行圖案成形。通過預(yù)先將透明電極膜162a、162b圖案成形，能夠按每個區(qū)域施加不同的電壓，易于按每個區(qū)域調(diào)節(jié)取向狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，無論光盤基體的雙折射性如何，都能夠得到必要的檢測光量，因此，能夠應(yīng)對各種各樣的光盤。
另外，本發(fā)明的光拾取器，用1個就能夠適應(yīng)于多種光記錄介質(zhì)，所以，可較理想地應(yīng)用于要求小型低成本的CD、DVD、藍(lán)盤等記錄型光盤。
權(quán)利要求
1.一種光盤裝置，其具有發(fā)出光的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器、檢測由上述偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板；其中上述波長板具備二維排列的多個雙折射區(qū)域，該多個雙折射區(qū)域包括雙折射相位差及光學(xué)軸中至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域，上述第一及第二區(qū)域使入射光產(chǎn)生不同的偏振狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中，上述波長板中的上述第一及第二區(qū)域具有相互不同方向的光學(xué)軸。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中，當(dāng)從上述光源發(fā)出的光的波長設(shè)為λ時，上述第一區(qū)域的雙折射相位差為λ/4+α，上述第二區(qū)域的雙折射相位差為λ/4-α。
4.如權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中，當(dāng)從上述光源發(fā)出的光的波長為設(shè)λ時，上述第一區(qū)域的雙折射相位差為λ/4+α，上述第二區(qū)域的雙折射相位差為-3λ/4-α。
5.如權(quán)利要求3或4所述的光盤裝置，其中，上述α處在-λ/8＜α＜λ/8的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的光盤裝置，其中，上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域，分別具有長條形狀，且在上述波長板內(nèi)交替配置。
7.如權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中，上述光源能夠發(fā)出波長λ1的第一激光、和波長λ2的第二激光，并且λ2＞λ1。
8.一種光盤裝置，其具有發(fā)出波長λ1的光及波長λ2的光且λ1不同于λ2的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器、檢測由上述偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板；其中在將位于上述分光器上的與上述光盤的徑向垂直且與上述物鏡的光軸相交的直線設(shè)為L時，上述分光器至少包括區(qū)域a1、區(qū)域a2、區(qū)域a3、區(qū)域A1、區(qū)域A2、區(qū)域A3，上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3相對于上述直線L位于上述分光器上的同一側(cè)，上述區(qū)域A1、上述區(qū)域A2、上述區(qū)域A3相當(dāng)于分別與上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3相對于上述直線L大體對稱的區(qū)域；上述光檢測器被至少劃分成2個區(qū)域b及區(qū)域B；波長λ1的光之中的入射到上述分光器的上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a1、上述區(qū)域A2上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上，入射到上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A1、上述區(qū)域a2上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上；波長λ2的光之中的入射到上述分光器的上述區(qū)域a3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上，入射到上述區(qū)域A3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上；根據(jù)上述區(qū)域b和上述區(qū)域B的各檢測信號的差量，生成上述光盤的追蹤錯誤信號或用于修正上述追蹤錯誤信號的修正信號。
9.如權(quán)利要求8所述的光盤裝置，其中，上述光檢測器，被進(jìn)一步至少劃分出2個區(qū)域b’、B’，對于第一光源的光及第二光源的光，入射到上述分光器的區(qū)域a3、a1、a2上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光檢測器上的區(qū)域b’上，入射到區(qū)域A3、A1、A2上的光派生出-1次衍射光并投射在上述光檢測器上的區(qū)域B’上，根據(jù)區(qū)域b’和B’的各檢測信號的差量生成差量信號，在上述修正信號上乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)值然后加上該差量信號，從而生成光盤的追蹤錯誤信號。
10.一種光盤裝置，其具有發(fā)出波長λ1的光及波長λ2的光且λ1λ2的光源、使上述光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由上述光盤反射的上述光衍射的偏振分光器、檢測由上述偏振分光器衍射的光的光檢測器、以及配置在上述光盤和上述偏振分光器之間的波長板；其中在將位于上述分光器上的與上述光盤的徑向垂直且與上述物鏡的光軸相交的直線設(shè)為L時，上述分光器，至少包括區(qū)域a1、區(qū)域a2、區(qū)域a3、區(qū)域a4、區(qū)域A1、區(qū)域A2、區(qū)域A3、區(qū)域A4這8個區(qū)域，上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4相對于上述直線L位于同一側(cè)，上述區(qū)域A1、上述區(qū)域A2、上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A4相當(dāng)于分別與上述區(qū)域a1、上述區(qū)域a2、上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4相對于上述直線L大體對稱的區(qū)域；上述光檢測器被劃分成區(qū)域b、區(qū)域B、區(qū)域b’、區(qū)域B’、區(qū)域b”、區(qū)域B”這6個區(qū)域；波長λ1的光之中的入射到上述分光器的上述區(qū)域A2、上述區(qū)域a1上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b上，入射到上述區(qū)域a2、上述區(qū)域A1上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B上，根據(jù)上述區(qū)域b和上述區(qū)域B的各檢測信號的差量生成光盤的追蹤錯誤信號；波長λ2的光之中的入射到上述分光器的上述區(qū)域a3、上述區(qū)域a4上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b’上，入射到上述區(qū)域A3、上述區(qū)域A4上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B’上，根據(jù)上述區(qū)域b’和上述區(qū)域B’的各檢測信號的差量生成差量信號，進(jìn)而入射到上述區(qū)域a3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域b”上，入射到上述區(qū)域A3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光檢測器上的上述區(qū)域B”上，根據(jù)上述區(qū)域b”和上述區(qū)域B”的各檢測信號的差量生成修正信號；在上述修正信號上乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)值然后加上上述差量信號，從而生成光盤的追蹤錯誤信號。
11.一種光學(xué)元件，其具備二維排列的多個雙折射區(qū)域，該雙折射區(qū)域包括雙折射相位差及光學(xué)軸中至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域；上述第一及第二區(qū)域使入射光產(chǎn)生不同的偏振狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)元件，其中，上述第一及第二區(qū)域具有平行的光學(xué)軸，且具有相互不同的延遲。
13.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)元件，其中，上述第一及第二區(qū)域具有相互不同方向的光學(xué)軸。
14.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)元件，其中，上述第一及第二區(qū)域在與光軸垂直的面內(nèi)交替排列。
15.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)元件，其中，上述第一及第二區(qū)域的形狀分別是長條形狀、格子形狀、以及環(huán)帶形狀中的任意一種。
16.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)元件，其中，進(jìn)一步具有偏振濾光器。
17.如權(quán)利要求16所述的光學(xué)元件，其中，上述偏振濾光器是偏振全息元件。
18.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)元件，其中，上述第一區(qū)域的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°+δ±α的方位，且-10°＜δ＜10°，0°＜α≤15°；上述第二區(qū)域的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°+δ-α的方位。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)元件，其中，對于往復(fù)通過光學(xué)元件的多個波長的光之中的至少一個光的波長，上述多個雙折射區(qū)域的平均的延遲被設(shè)定為等于(2m+1)π/2，且m為整數(shù)。
20.如權(quán)利要求19所述的光學(xué)元件，其是相對于不同波長的光具有相同的延遲的寬帶波長板。
21.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)元件，其中，上述多個雙折射區(qū)域的一部分的光學(xué)軸，相對于入射的光的偏振方向具有45°的方位。
22.一種光拾取器，其具備發(fā)出具有不同的波長的2種或其以上的激光的光源、使從上述光源發(fā)出的光會聚在光信息介質(zhì)上的透鏡、和接收從光信息介質(zhì)反射的光的光檢測器；并且，還具備權(quán)利要求11至21中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，該光學(xué)元件位于從上述光源向上述上述光信息介質(zhì)的光的光路和從上述光信息介質(zhì)到上述光檢測器的光的光路所共用的部分。
23.如權(quán)利要求22所述的光拾取器，其中，上述光源和上述光檢測器被一體化。
24.一種光學(xué)元件的制造方法，該光學(xué)元件具備二維地排列的多個雙折射區(qū)域，該雙折射區(qū)域包括雙折射相位差及光學(xué)軸中至少一方相互不同的第一及第二區(qū)域，且包括上述第一及第二區(qū)域的多個雙折射區(qū)域使入射光生成不同的偏振狀態(tài)；這種光學(xué)元件的制造方法包括在基板上形成包括取向限制方向相互不同的多個區(qū)域的取向膜的工序(a)；在上述取向膜上形成液晶層，按各區(qū)域限制上述液晶層的取向方向的工序(b)。
25.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)元件的制造方法，其中，上述工序(a)包括將具有光取向性的膜作為上述取向膜形成在上述基板上的工序(a1)；用紫外線對上述取向膜的一部分進(jìn)行曝光，規(guī)定第一取向限制方向的工序(a2)；用紫外線對上述取向膜的另一部分進(jìn)行曝光，規(guī)定與上述第一取向限制方向不同的第二取向限制方向的工序(a3)。
26.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)元件的制造方法，其中，上述工序(b)包括在上述取向膜上形成含有紫外線硬化劑的液晶層，通過上述第一及第二取向限制方向分別限制取向的工序(b1)；照射紫外線使上述液晶層硬化的工序(b2)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即便對具有較大的雙折射的光盤基體，檢測光量也不會成為0、能夠可靠地進(jìn)行信號的讀取以及光盤的控制的光盤裝置。該光盤裝置，具備發(fā)出光的光源、使光會聚到光盤的信號面上的物鏡、使由光盤反射的光衍射的偏振分光器、檢測由偏振分光器衍射出的光的光檢測器、以及配置在光盤和偏振分光器之間的波長板。波長板，具備包括同一入射直線偏振光產(chǎn)生的雙折射相位差相互不同的第一及第二區(qū)域的二維地排列的多個雙折射區(qū)域，包括第一及第二區(qū)域的多個雙折射區(qū)域?qū)?yīng)于光的入射位置使上述光產(chǎn)生不同的相位差。
文檔編號G11B7/12GK1691158SQ20051006765
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者西脅青兒, 百尾和雄, 麻田潤一, 大谷健二, 神田裕介 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社