專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光拾取裝置，特別是涉及適合用于向記錄介質(zhì)照射波長(zhǎng)不同的多種激光的互換型光拾取裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，CD(Compact Disc)和DVD(Digital Versatile Disc)等，各種光盤正被商業(yè)化普及。最近，正在進(jìn)行使用藍(lán)紫激光記錄再生信息的下一代DVD的標(biāo)準(zhǔn)化。這種下一代DVD，利用波長(zhǎng)405nm左右的藍(lán)紫激光，記錄再生信息。通過縮短激光波長(zhǎng)，可以尋求信息更高密度化。
這樣，在光盤的多樣化進(jìn)展時(shí)，可對(duì)不同種類的光盤進(jìn)行記錄再生，有必要開發(fā)所謂的互換型光拾取裝置。這里，為了將波長(zhǎng)不同的激光照射到光盤上，采用分別地配置發(fā)射各種波長(zhǎng)激光的半導(dǎo)體激光器的方法。可是，若是這樣，分別地必要，用于配置各半導(dǎo)體激光器的空間，以及用于將各激光導(dǎo)向物鏡的光學(xué)元件。由此，導(dǎo)致外形尺寸的大型化和零件數(shù)目的增加。
因此，正在研究在一個(gè)CAN中同時(shí)裝備發(fā)射波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光元件的方法。如此，能夠削減半導(dǎo)體激光器的配置空間，并且能夠?qū)Ω骷す夤灿霉鈱W(xué)系統(tǒng)。
然而，若像這樣在一個(gè)CAN內(nèi)裝備多個(gè)激光元件，則對(duì)應(yīng)于各激光元件的配置間隙，在各激光元件的光軸間會(huì)產(chǎn)生與光軸垂直方向的偏差。這種情況下，若將光學(xué)系統(tǒng)合軸在一束激光的光軸，則其他激光的光軸會(huì)相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)偏差。因此，在利用這些其他的激光進(jìn)行記錄再生的情況下，記錄介質(zhì)或光檢測(cè)器上的激光會(huì)產(chǎn)生像差，光學(xué)特性劣化。
因此，在特開平6-131688號(hào)公報(bào)中，做成如下方式，在容納多種激光元件的半導(dǎo)體激光器的正后面配置雙折射元件，通過該雙折射元件使各激光的光軸一致而將激光導(dǎo)向光學(xué)系。也就是說，將多個(gè)激光元件配置于同一CAN內(nèi)，使作為基準(zhǔn)的激光的偏振面與其他激光的偏振面互相垂直。因此，在該半導(dǎo)體裝置的正后面，配置雙折射元件，以如下方式折射，使基準(zhǔn)激光直接通過而使其他激光同基準(zhǔn)激光的光軸一致。利用該技術(shù)，通過雙折射元件的折射作用使各激光的光軸一致后，可將激光導(dǎo)向后段的光學(xué)系統(tǒng)。因此，能夠使各波長(zhǎng)的激光向記錄介質(zhì)無像差會(huì)聚。
另外，在特開平11-134702號(hào)公報(bào)中，記載了一種技術(shù)，其在接收來自光盤的反射光的光檢測(cè)器的正前方配置衍射光柵，藉此將各波長(zhǎng)的反射光導(dǎo)向一個(gè)光檢測(cè)器。也就是說，在同一CAN內(nèi)配置3個(gè)激光元件，使由各激光元件所射出的波長(zhǎng)不同的激光通過同一光學(xué)系統(tǒng)而在光盤上會(huì)聚。因此，將來自光盤的反射光，通過所述衍射光柵折射，而在一個(gè)光檢測(cè)器上會(huì)聚。利用相關(guān)結(jié)構(gòu)，可使各激光通過光檢測(cè)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)貢?huì)聚。藉此，能夠得到不紊亂的檢測(cè)信號(hào)。
可是，通過上述專利文獻(xiàn)所記載的技術(shù)，另外需要雙折射元件。由于雙折射元件價(jià)格昂貴，存在光拾取裝置整體價(jià)格上升的問題。另外，有必要預(yù)先形成各種激光元件，使作為基準(zhǔn)的激光的偏振面和其他激光的偏振面垂直。然而，很難使偏振面如此相互不同而形成激光元件。
雙折射元件的折射作用具有波長(zhǎng)依賴性?？墒?，用于互換型光拾取裝置的激光的波長(zhǎng)相互接近。為此，將各波長(zhǎng)的激光通過雙折射元件折射時(shí)的折射角，并不那樣地改變。例如，CD用激光(波長(zhǎng)780nm)和DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)之間僅有100nm的波長(zhǎng)差。因此，雙折射元件的兩激光的折射角幾乎成為相同的大小。
因此，對(duì)于做成使CD用激光和DVD用激光通過雙折射元件的折射而合軸到下一代DVD用激光的光軸上的情況，有必要將CD用激光和DVD用激光，以接近到其光軸大約一致的程度的狀態(tài)，入射到雙折射元件上?？墒?，制造上，將激光元件接近到如此近而配置，幾乎是不可能的。因此，利用雙折射元件，使CD用激光(波長(zhǎng)780nm)和DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)的光軸和下一代DVD用激光的光軸一致是極其困難的。
另外，按照專利文獻(xiàn)2的發(fā)明，通過配置于光檢測(cè)器正前方的唯一的衍射光柵，對(duì)各波長(zhǎng)的反射光施加衍射作用，而導(dǎo)到光檢測(cè)器上。這種情況下，若各波長(zhǎng)的激光元件的配置以及發(fā)射波長(zhǎng)中出現(xiàn)與設(shè)計(jì)值的偏差，則不能將各波長(zhǎng)的激光適當(dāng)?shù)貙?dǎo)向光檢測(cè)器表面。與此相應(yīng)，有必要根據(jù)同設(shè)計(jì)值的偏差，而適當(dāng)變更衍射光柵的設(shè)計(jì)。
可是，在產(chǎn)生與設(shè)計(jì)值的偏差的情況下，一一對(duì)應(yīng)于此，而重新設(shè)計(jì)每個(gè)衍射光柵是不可能的。因此，在這種情況下，實(shí)際上，不可能將設(shè)計(jì)的衍射光柵作為沒有偏差的器件而原樣使用。但是，對(duì)這種情況，不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓廨S校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光拾取裝置，其在使用作為光軸校正元件的衍射光柵，以求抑制成本上升的同時(shí)，對(duì)于在各激光元件的配置和波長(zhǎng)中產(chǎn)生偏差的情況，也能夠順利且切實(shí)地進(jìn)行光軸調(diào)整。
為達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的光拾取裝置，具有半導(dǎo)體激光器，其將發(fā)射波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光元件容納在一個(gè)殼體內(nèi)；衍射光柵，其通過衍射作用，使由所述激光元件發(fā)射出的各激光中與光學(xué)系的光軸匹配的基準(zhǔn)激光以外的激光的光軸，大略一致。這里，衍射光柵，對(duì)應(yīng)于進(jìn)行光軸校正的激光而被分別地設(shè)置。另外，衍射光柵被配置于距離位于所述光學(xué)系的光軸上的發(fā)射所述基準(zhǔn)激光的激光元件并由下式所示的光路長(zhǎng)度L′的位置L′=(L-Z)(1+(2X·ΔX+2Y·ΔY+ΔX2+ΔY2)/(X2+Y2)]]>-Δλ/(λ+Δλ))+Z+ΔZ···(A)]]>其中，X、Y、Z是，在將基準(zhǔn)激光的行進(jìn)方向作為三維正交坐標(biāo)軸的Z軸且將發(fā)射基準(zhǔn)激光的激光元件置于該坐標(biāo)軸的原點(diǎn)時(shí)，將發(fā)射光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在該坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置，表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；ΔX、ΔY、ΔZ是，將發(fā)射所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在所述坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置和所述設(shè)計(jì)值之間的偏差，表示為該坐標(biāo)軸的X軸、Y軸、Z軸的值；λ是所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的波長(zhǎng)，是表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；Δλ是所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的波長(zhǎng)和所述設(shè)計(jì)值之間的波長(zhǎng)偏差；
L=Λ·(X2+Y2)/(m·λ)+Z]]>其中，Λ是光柵柵距，m是衍射次數(shù)。
在第一方式的光拾取裝置中，所述衍射光柵，被配置于將所述ΔX、ΔY、ΔZ和Δλ的規(guī)格值(允許值)代入所述式(A)算出的所述光路長(zhǎng)度L′的上限值和下限值的范圍內(nèi)。
另外，在第一方式的光拾取裝置中，所述衍射光柵，被配置于，對(duì)由上述式(A)算出的光路長(zhǎng)度L′加上下式所示的光路長(zhǎng)度La后的光路長(zhǎng)度的范圍內(nèi)；La＝(1/tanθ)(fa/fb) …(B)其中，θ是，于所述基準(zhǔn)激光在所述衍射光柵的入射位置中，所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的光軸相對(duì)于所述基準(zhǔn)激光的光軸的入射角；fa是將由所述半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光變換為平行光的準(zhǔn)直透鏡鏡的焦距；fb是使激光在所述記錄介質(zhì)上會(huì)聚的物鏡的焦距。
進(jìn)一步，在第1方式的光拾取裝置中，在將入射到光檢測(cè)器的激光的光軸，通過所述衍射光柵，與所述基準(zhǔn)激光的光軸一致的情況下，將該衍射光柵配置于，所述光學(xué)系的光軸上，距離所述光檢測(cè)器由下式所示的光路長(zhǎng)度Lpd的位置；Lpd＝(f2/f1)(L-Z) …(C)其中，f1是，將由所述半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光變換為平行光的準(zhǔn)直透鏡的焦距；f2是，將來自所述記錄介質(zhì)的激光在所述光檢測(cè)器上會(huì)聚的聚焦透鏡的焦距。
在第一方式的光拾取裝置中，對(duì)于在所述衍射光柵和激光元件之間，或者所述衍射光柵和光檢測(cè)器之間配置基板的情況，將所述衍射光柵配置于，對(duì)由前述各式算出的光路長(zhǎng)度加上下式所示的光路長(zhǎng)度ΔLm后的光路長(zhǎng)度位置，
ΔLm=Σi=1nti(1-1ni)···(D)]]>其中，其中ti和ni是各所述基板的光軸方向的厚度和折射率。
在該方式的光拾取裝置中，將面內(nèi)方向的所述衍射光柵的位置設(shè)定成，所述衍射光柵的柵距方向與下式所示的傾角θd′的方向匹配；θd’＝(Y·ΔY-X·ΔX)/(Y·(Y+ΔY)) …(E)其中，θd′是X-Y平面上的相對(duì)于所述Y軸的傾角，條件是Y＞＞X。
此時(shí)，所述衍射光柵在面內(nèi)方向的位置，被設(shè)定為所述衍射光柵的柵距方向處于，將所述ΔX和ΔY的規(guī)格值(允許值)代入所述式(E)而算出的所述θd′的上限值和下限值的范圍內(nèi)。
本發(fā)明第二方式的光拾取裝置，包括半導(dǎo)體激光器，其將發(fā)射波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光元件容納在一個(gè)殼體內(nèi)；衍射光柵，其通過衍射作用，使由所述激光元件發(fā)射出的各激光中與光學(xué)系的光軸匹配的基準(zhǔn)激光以外的激光的光軸，大略一致。這里，衍射光柵，對(duì)應(yīng)于進(jìn)行光軸校正的激光而分別地設(shè)置。另外，衍射光柵，在面內(nèi)方向的位置被設(shè)定成，柵距方向與下式所示的傾角θd′的方向匹配。
θd’＝(Y·ΔY-X·ΔX)/(Y·(Y+ΔY)) …(F)其中，X、Y是，將基準(zhǔn)激光的行進(jìn)方向作為三維正交坐標(biāo)軸的Z軸時(shí)，發(fā)射光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在該坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置，是表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；ΔX、ΔY是，將發(fā)射所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在所述坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置和所述設(shè)計(jì)值之間的偏差，表示為該坐標(biāo)軸的X軸、Y軸的值；θd′是相對(duì)于所述Y軸的X-Y平面上的傾角，條件是Y＞＞X。
在第二方式的光拾取裝置中所述衍射光柵，在面內(nèi)方向的位置被設(shè)定成，所述衍射光柵的柵距方向處于，將所述ΔX和ΔY的規(guī)格值(允許值)代入所述式(F)而算出的所述θd′的上限值和下限值的范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明，使用作為光軸調(diào)整用光學(xué)元件的價(jià)廉的衍射光柵。為此，能夠抑制光拾取裝置成本的上升。另外，對(duì)應(yīng)于光軸調(diào)整用激光而分別地設(shè)置衍射光柵。因此，即使激光元件的配置和出射波長(zhǎng)中產(chǎn)生與設(shè)計(jì)值的偏差，通過將衍射光柵向光軸方向調(diào)整位置，能夠使該激光的光軸合軸到基準(zhǔn)激光的光軸。此時(shí)，衍射光柵，基于上述所示的式(A)～(F)而配置，并適宜地調(diào)整位置至光軸方向。如此，能夠簡(jiǎn)易且順利地進(jìn)行衍射光柵的配置和位置調(diào)整。
按照本發(fā)明，能夠在抑制光拾取裝置的成本上升的同時(shí)，簡(jiǎn)易且順利地進(jìn)行激光的光軸調(diào)整。


本發(fā)明的前述以及其他目的和新的特征，若對(duì)照以下附圖，將會(huì)變得更加完全明白，以下所示的實(shí)施方式的說明。
圖1表示實(shí)施方式所涉及的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2表示實(shí)施方式所涉及的三波長(zhǎng)激光器的結(jié)構(gòu)。
圖3是說明實(shí)施方式所涉及的衍射光柵的光軸偏差的校正作用的圖。
圖4是說明第一衍射光柵和第二衍射光柵的光軸調(diào)整作用的圖。
圖5A和5B是說明第一衍射光柵和第二衍射光柵的光軸調(diào)整作用的圖。
圖6表示第一衍射光柵的衍射效率的模擬結(jié)果。
圖7表示第二衍射光柵的衍射效率的模擬結(jié)果。
圖8A和8B是說明實(shí)施方式所涉及的衍射光柵的配置方法的圖。
圖9是說明實(shí)施方式所涉及的衍射光柵的配置方法的圖。
圖10是說明實(shí)施方式所涉及的衍射光柵的配置方法的圖。
圖11說明實(shí)施方式的變形例。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
在圖1中示出了實(shí)施方式所涉及的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)。另外，該光拾取裝置，是被作為CD/DVD/下一代DVD用互換型而使用的器件。另外，在本圖中，再生電路201、伺服電路202以及控制器203是光盤裝置側(cè)的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，光拾取裝置包括三波長(zhǎng)激光器101、第一衍射光柵102、準(zhǔn)直透鏡103、偏振BS(分光鏡)104、反射鏡105、孔徑限制元件106、波面校正元件107、λ/4板108、物鏡109、聚焦透鏡110、第二衍射光柵111、光檢測(cè)器112以及物鏡調(diào)節(jié)器300。
三波長(zhǎng)激光器101，將分別發(fā)射出CD用激光(波長(zhǎng)780nm)、DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)、下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)的三個(gè)激光元件容納在一個(gè)CAN中。這里，各激光元件排列在一條直線上，并隔以特定的間隙而配置。另外，由各元件射出的激光互相和各偏振面平行。另外，有關(guān)各激光元件的配置留作后述。
第一衍射光柵102，通過衍射作用，將從三波長(zhǎng)激光器101射出的激光中的CD用激光的光軸合軸到下一代DVD用激光的光軸。也就是說，在第一衍射光柵102中，形成圖案，其被設(shè)計(jì)為能夠校正CD用激光的光軸偏差。另外，有關(guān)衍射光柵的結(jié)構(gòu)以及光軸偏差的校正作用，留作后述。
準(zhǔn)直透鏡103，將由第一衍射光柵102入射的各波長(zhǎng)的激光變換為平行光。這里，準(zhǔn)直透鏡103，是由諸如，可對(duì)各波長(zhǎng)激光實(shí)現(xiàn)消色差效果的、其阿貝(Abbe)數(shù)和曲率可調(diào)整的多片透鏡貼合而形成的。
偏振BS104，被調(diào)整配置為其偏振面與三波長(zhǎng)激光器101射出的激光的偏振面一致。從而，通過準(zhǔn)直透鏡103而變換為平行光的各波長(zhǎng)的激光各自幾乎全部透過偏振BS104。
反射鏡105，將由偏振BS104射出的激光的光路指向物鏡109的方向。
孔徑限制元件106，根據(jù)各光盤的基板厚度而將激光的外周遮擋，藉此，調(diào)整對(duì)應(yīng)于物鏡109的各激光的數(shù)值孔徑(NA)。也就是說，物鏡109的數(shù)值孔徑根據(jù)每個(gè)光盤的基板厚度，由預(yù)先的各束激光所決定。孔徑限制元件106，將激光的外周部遮擋，以使得數(shù)值孔徑變得與光盤的基板厚度相對(duì)應(yīng)。使各激光以適當(dāng)?shù)挠行鴱饺肷涞轿镧R109。
例如，對(duì)于該光拾取裝置是CD/DVD/下一代DVD(基板厚0.6mm)互換用的情況，僅有CD的基板厚度(1.2mm)與其他光盤相比較厚，與此相應(yīng)，僅將CD用激光的NA，設(shè)定得相比于其他為較小?？讖较拗圃?06，僅遮擋CD用激光的外周部，并調(diào)整對(duì)應(yīng)于物鏡109的CD用激光的有效束徑，藉此，將CD用激光的數(shù)值孔徑調(diào)整到設(shè)定值。
另外，孔徑限制元件106，例如，可以使用衍射元件。在該衍射元件中，在激光的外周部所入射的位置，形成波長(zhǎng)選擇性衍射圖案，通過該圖案的衍射作用，使該波長(zhǎng)的衍射光的外周部發(fā)散。例如，對(duì)于CD/DVD/下一代DVD(基板厚0.6mm)互換用的情況，在外周部入射位置形成僅使CD用激光(波長(zhǎng)780nm)衍射的衍射圖案。藉此，CD用激光的外周部，通過衍射而被發(fā)散，只有中央部被導(dǎo)向物鏡109。
此外，孔徑限制元件106，也可以用偏振濾光片。也就是說，在希望做孔徑限制的激光外周部的位置，配置偏振濾光片，并且使該激光的偏振面相對(duì)于偏振濾光片的偏振面垂直。此時(shí)，由于僅希望做孔徑限制的激光的偏振面相對(duì)于偏振濾光片的偏振面垂直，因此另外需要，使該激光的偏振面相對(duì)于其他激光的偏振面旋轉(zhuǎn)90°的機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)，例如，可以使用波長(zhǎng)選擇性的λ/2板。
另外，孔徑限制元件106，也可以用相位濾光片。此時(shí)，有必要調(diào)整相位濾光片的厚度，使得僅希望做孔徑限制的激光被濾光。
波面校正元件107，根據(jù)來自伺服電路202的伺服信號(hào)，校正激光的波面狀態(tài)。如上所述，由于從三波長(zhǎng)激光101射出的各波長(zhǎng)的激光通過準(zhǔn)直透鏡103而成為完全的平行光，通過孔徑元件106后也成為平行光。與此相對(duì)應(yīng)，物鏡109，對(duì)于例如被設(shè)計(jì)為僅對(duì)特定波長(zhǎng)的激光成為有限共軛(finite conjugate)的情況，有需要對(duì)應(yīng)于此而校正該波長(zhǎng)激光的波面狀態(tài)。波面校正元件107，在該情況下，對(duì)該波長(zhǎng)的激光施加波面校正作用，以使得該波長(zhǎng)激光的波面狀態(tài)成為適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
具體地，對(duì)于物鏡109被設(shè)計(jì)為對(duì)于DVD激光(波長(zhǎng)655nm)和下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)是無限共軛(infinite conjugate)而對(duì)于CD用激光(波長(zhǎng)780nm)是有限共軛的情況，波面校正元件107僅在使用CD用激光的情況下被驅(qū)動(dòng)，而將CD用激光的波面狀態(tài)校正為，與物鏡109的規(guī)格吻合的波面狀態(tài)。
另外，波面校正元件107，可以使用諸如專利第2895150號(hào)公報(bào)所記載的液晶元件。也就是說，配置多個(gè)同心環(huán)狀透明電極，以使得液晶元件夾持在光軸方向，并將液晶元件配置成使激光的光軸穿過同心環(huán)狀透明電極的中心。通過對(duì)所述透明電極施加電壓，使液晶元件的折射率沿環(huán)狀而有所不同，藉此，使激光的波面狀態(tài)彎曲。這里，由于透明電極位置的折射率，可以通過所施加電壓的大小而調(diào)整，因此，通過調(diào)整施加電壓，能夠以適當(dāng)狀態(tài)調(diào)整激光的波面狀態(tài)。
此外，波面校正元件107，可以使用如特開2003-149443號(hào)公報(bào)所記載的雙折射元件。另外，也可以使用擴(kuò)束鏡和透鏡插裝機(jī)構(gòu)等機(jī)械調(diào)整機(jī)構(gòu)。
另外，在物鏡109對(duì)于所有的激光是無限共軛的情況下，不需要波面校正元件107。此時(shí)，可從圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)中省去波面校正元件107。
λ/4板108，將全透過偏振BS104的激光(直線偏振光)變換為圓偏振光。另外，將由光盤反射的激光(圓偏振光)變換為與入射時(shí)的偏振光方向垂直的直線偏振光。因此，由光盤反射的激光，幾乎被偏振BS104全部反射。
物鏡109，被設(shè)計(jì)為使各波長(zhǎng)的激光在記錄層上適當(dāng)?shù)鼐劢?。另外，如上所述，物鏡109被設(shè)計(jì)為對(duì)于各激光成為無限共軛或有限共軛。
物鏡調(diào)節(jié)器300，基于來自伺服電路202的伺服信號(hào)(跟蹤伺服信號(hào)和焦點(diǎn)伺服信號(hào))，驅(qū)動(dòng)物鏡109。另外，物鏡調(diào)節(jié)器300的結(jié)構(gòu)，由于是以往周知的，因而省略其說明。
聚焦透鏡110，將由偏振BS104所反射的激光(來自光盤的反射光)聚焦到光檢測(cè)器112上。
第二衍射光柵111，通過衍射作用，將由三波長(zhǎng)激光器101射出的激光中的DVD用激光的光軸，合軸到下一代DVD用激光的光軸。也就是說，在第二衍射光柵111中，形成可以校正DVD用激光的光軸偏差的設(shè)計(jì)圖案。另外，有關(guān)衍射光柵的結(jié)構(gòu)以及光軸偏差的校正作用留作后述。
光檢測(cè)器112，具有傳感器圖案，其用于導(dǎo)出由所接收的激光的強(qiáng)度分布所決定的再生信號(hào)、焦點(diǎn)誤差信號(hào)、以及跟蹤誤差信號(hào)。來自各傳感器的信號(hào)，輸出到光盤裝置側(cè)的再生電路201和伺服電路202。
再生電路201，通過對(duì)由光檢測(cè)器112所接收的傳感器信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理而導(dǎo)出再生RF信號(hào)，并通過對(duì)此解調(diào)而生成再生數(shù)據(jù)。
伺服電路202，通過對(duì)由光檢測(cè)器112所接收的傳感器信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)算處理而導(dǎo)出跟蹤誤差信號(hào)和焦點(diǎn)誤差信號(hào)，藉此生成跟蹤伺服信號(hào)和焦點(diǎn)伺服信號(hào)，并輸出到物鏡調(diào)節(jié)器300。另外，根據(jù)來自控制器203的指令，向波面校正元件107輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
控制器203，基于來自鍵盤輸入單元(圖中未示出)的輸入指令，控制各單元。
在圖2A和圖2B中，示出了三波長(zhǎng)激光器101的結(jié)構(gòu)。另外，圖2B是從右側(cè)觀察圖2A的右視圖。
圖中，101a～101c是激光元件。如圖所示，從出射口觀察，激光元件101a～101c，以并排在一條直線上的方式被安裝在基體101d上。這里，各激光元件間的間隔是如下間隔，其使得，由激光元件101a和激光元件101c所射出的激光，通過上述第一衍射光柵102和第二衍射光柵111，與由激光元件101b所射出的激光的光軸一致。
參照?qǐng)D3，說明有關(guān)衍射光柵的光軸偏差的校正作用。
在衍射光柵的激光入射側(cè)的面上，對(duì)于形成有本圖所示的全息光柵圖案的情況，來自發(fā)光點(diǎn)1、2的激光，通過該光柵圖案而接收衍射作用。另外，在本圖中，示出了階數(shù)為3的光柵圖案。
這里，假定柵距為Λ，則激光的第一光衍射角θ與波長(zhǎng)λ的關(guān)系由下式所規(guī)定。
λ＝Λsinθ …(1)θ＝sin-1λ/Λ …(2)因此，假定使來自發(fā)光點(diǎn)1和發(fā)光點(diǎn)2的激光的光軸被衍射光柵衍射后與基準(zhǔn)光軸一致，則發(fā)光點(diǎn)間隔d1和d2由下式所規(guī)定。
d1＝Ltanθ1 …(3)d2＝Ltanθ2 …(4)因此，根據(jù)來自發(fā)光點(diǎn)1和發(fā)光點(diǎn)2的激光的波長(zhǎng)為λ1、λ2，以及衍射光柵的柵距Λ，可將發(fā)光點(diǎn)間隔d1、d2設(shè)定為d1＝Ltan(sin-1λ1/Λ)…(5)d2＝Ltan(sin-1λ2/Λ)…(6)這里，若參照上述(5)、(6)，可以明白，若單純光路長(zhǎng)度L相同，則發(fā)光點(diǎn)間隔d1、d2，與出射光的波長(zhǎng)λ1、λ2成比例。因此，要將發(fā)光點(diǎn)間隔d1、d2變大，可將來自發(fā)光點(diǎn)1、2的激光的波長(zhǎng)選擇得較大。
在本實(shí)施方式中，使來自三波長(zhǎng)激光器101的CD用激光(波長(zhǎng)780nm)、DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)、下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)射出。因此，若將發(fā)光點(diǎn)間隔變大，可將波長(zhǎng)大的CD用激光(波長(zhǎng)780nm)和DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)衍射，并將這些激光的光軸合軸到下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)的光軸。
也就是說，在三波長(zhǎng)激光器101中所容納的激光元件101a～101c中(參照?qǐng)D2)，配置射出激光波長(zhǎng)最小的下一代DVD用激光元件(波長(zhǎng)408nm)作為中央激光元件101b，并將CD用、DVD用激光元件(波長(zhǎng)780nm，波長(zhǎng)655nm)配置成夾著下一代DVD用激光元件的形式。藉此，能夠增大激光元件之間的間隔d1、d2，且能夠容易地進(jìn)行激光元件101a～101c的配置。
另外，在通過衍射光柵的進(jìn)行的光軸校正中，由于衍射效率的關(guān)系，欲進(jìn)行光軸合軸的激光的功率降低。因此，對(duì)于希望維持高功率的激光，也可以偏離光軸合軸以外。
當(dāng)前，發(fā)射下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)的激光元件的發(fā)射功率，與發(fā)射CD用激光(波長(zhǎng)780nm)和DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)的激光元件的發(fā)射功率相比弱。如上所述，將下一代DVD用激光元件(波長(zhǎng)408nm)配置于中央，不實(shí)施通過衍射而進(jìn)行的光軸校正，能夠較高地維持原本微弱的下一代DVD用激光的功率。
圖4表示由三波長(zhǎng)激光器101射出的三束激光與通過第一衍射光柵102和第二衍射光柵111的光軸調(diào)整作用的關(guān)系。
如圖所示，由三波長(zhǎng)激光器101射出的三束激光中，CD用激光(波長(zhǎng)780nm)的光軸通過第一衍射光柵102被合軸到下一代DVD用激光(波長(zhǎng)408nm)的光軸上。DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)，不通過第一衍射光柵102進(jìn)行光軸調(diào)整，保持出射時(shí)的光軸偏差，直接入射到物鏡109上。
由于物鏡109已被位置調(diào)整到基準(zhǔn)光軸的下一代DVD用激光的光軸，因此CD用激光和下一代DVD用激光，通過物鏡109，在光盤上會(huì)聚，而不產(chǎn)生像差。與此相反，由于DVD用激光以光軸偏差的狀態(tài)入射到物鏡109上，因而在光盤上的會(huì)聚光產(chǎn)生像差。
由于一般像差的大小和激光的波長(zhǎng)的大小成反比，因此在DVD用激光中所產(chǎn)生的像差，不會(huì)變得大到對(duì)記錄/再生特性產(chǎn)生深刻影響的程度。更不用說，對(duì)于將DVD用激光作為記錄用光束的情況，與其因光軸合軸時(shí)的衍射而使激光功率降低，不如優(yōu)選像本實(shí)施方式那樣，不借助衍射進(jìn)行光軸調(diào)整，而優(yōu)選確保高激光功率的方法。另外，對(duì)于能夠確保記錄所必需的激光功率的情況，可以將用于調(diào)整DVD用激光光軸的衍射光柵，以另一種方式，配置于準(zhǔn)直透鏡103的前段。
由光盤所反射的激光中的DVD用激光的光軸被以如下方式曲折，由第二衍射光柵111所折射，并被導(dǎo)射到光檢測(cè)器112上。CD用激光和下一代DVD用激光不通過第二衍射光柵111而被光軸調(diào)整，而直接地會(huì)聚在光檢測(cè)器112上。
另外，第一衍射光柵102和第二衍射光柵111，分別基于上述式(5)、式(6)而設(shè)定光柵圖案(柵距Λ)，以使得將CD用激光的光軸和DVD用激光的光軸，合軸到下一代DVD用激光的光軸。因此，在CD用激光元件和DVD用激光元件相對(duì)于下一代DVD用激光元件的發(fā)光點(diǎn)的間隔d1、d2，偏離于光柵圖案設(shè)計(jì)時(shí)的發(fā)光點(diǎn)間隔的情況下，若依然那樣，則不能對(duì)CD用激光和DVD用激光進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓廨S調(diào)整。此時(shí)，可將第一衍射光柵102和第二衍射光柵111沿光軸方向前后移動(dòng)，而調(diào)整單純光路長(zhǎng)度L。
圖5A和圖5B表示通過第一衍射光柵102和第二衍射光柵111的光軸調(diào)整作用。
對(duì)于激光元件101a(CD用)的發(fā)光點(diǎn)間隔d1比設(shè)計(jì)時(shí)大的情況，將第一衍射光柵102遠(yuǎn)離三波長(zhǎng)激光器101，至θ1成為設(shè)計(jì)時(shí)的值的位置。相反，對(duì)于發(fā)光點(diǎn)間隔d1比設(shè)計(jì)時(shí)小的情況，將第一衍射光柵102接近三波長(zhǎng)激光器101，至θ1成為設(shè)計(jì)時(shí)的值的位置。
同樣，對(duì)于激光元件101c(DVD用)的發(fā)光點(diǎn)間隔d2比設(shè)計(jì)時(shí)大的情況，將第二衍射光柵111遠(yuǎn)離三波長(zhǎng)激光器101，直至θ2成為設(shè)計(jì)時(shí)的值的位置。相反，對(duì)于發(fā)光點(diǎn)間隔d2比設(shè)計(jì)時(shí)小的情況，將第二衍射光柵111移近三波長(zhǎng)激光器101，直至θ2成為設(shè)計(jì)時(shí)的值的位置。
對(duì)于能夠微調(diào)整衍射光柵的位置的情況，于DVD用激光發(fā)光且激光照射在光盤(DVD)上的狀態(tài)，將第二衍射光柵111沿光軸方向前后移動(dòng)，并監(jiān)視光檢測(cè)器112的輸出，將第二衍射光柵111定位于光檢測(cè)器112的輸出為最佳的位置。另外，于CD用激光發(fā)光且激光照射在光盤(CD)上的狀態(tài)，將第一衍射光柵102沿光軸方向前后移動(dòng)，并檢測(cè)光檢測(cè)器112的輸出，將第一衍射光柵102定位于光檢測(cè)器112的輸出為最佳的位置。
另外，參照?qǐng)D8以下的附圖，進(jìn)一步說明有關(guān)衍射光柵的配置方法的詳細(xì)。
圖6表示第一衍射光柵102的衍射圖案和衍射效率的關(guān)系。本圖是將衍射圖案的階數(shù)作為3階時(shí)的模擬結(jié)果。另外，模擬的條件，如表示模擬結(jié)果的特性圖譜的下方的欄外所示。另外，圖譜中所附記的Blue-0th，Red-0th，IR-1st，分別表示波長(zhǎng)408nm激光的0次衍射光、波長(zhǎng)655nm的激光的0次衍射光、波長(zhǎng)780nm激光的-1次衍射光的衍射效率特性。
從本圖可以看出，對(duì)于衍射圖案是3階的情況，若將階高H設(shè)為大約4.35μm，則波長(zhǎng)408nm的藍(lán)紫激光(下一代DVD用)和波長(zhǎng)655nm的紅色激光(DVD用)的衍射效率可維持在近100％，而波長(zhǎng)780nm(CD用)的激光的衍射效率可高達(dá)大約超過40％。
圖7表示第二衍射光柵111的衍射圖案和衍射效率的關(guān)系。本圖是將衍射圖案的階數(shù)作為4階時(shí)的模擬結(jié)果。另外，模擬條件，如在表示模擬結(jié)果的特性圖譜下方的欄外所示。另外，圖譜中所附記的Blue-0th，Red+1st，IR-0th，分別表示波長(zhǎng)408nm激光的0次衍射光、波長(zhǎng)655nm的激光的+1次衍射光、波長(zhǎng)780nm激光的0次衍射光的衍射效率特性。
從本圖可以看出，對(duì)于衍射圖案是4階的情況，若將階高H設(shè)為1.75μm的程度，則波長(zhǎng)408nm的藍(lán)紫激光(下一代DVD用)和波長(zhǎng)780nm的紅外激光(CD用)的衍射效率可維持在近100％，而波長(zhǎng)655nm(DVD用)的激光的衍射效率可高達(dá)大約80％。
另外，對(duì)于將圖6和圖7所示的衍射光柵作為第一衍射光柵102和第二衍射光柵111使用的情況，通過第一衍射光柵102和第二衍射光柵111后的藍(lán)紫激光(下一代DVD用)、紅色激光(DVD用)、紅外激光(CD用)的衍射效率為95.5％×96.1％＝91.8％，95.9％×78.2％＝75.0％，42.3％×98.0％＝41.5％。這樣，即使用兩個(gè)衍射光柵，也能將足夠大功率的激光會(huì)聚在光檢測(cè)器112上。特別是，對(duì)于藍(lán)紫激光(下一代DVD用)，只有不足10％的降低，能夠維持較高的激光功率。
另外，至于光柵圖案的階高，可進(jìn)行圖6和圖7所示的模擬，并基于其結(jié)果比較各波長(zhǎng)的衍射效率，并考慮各波長(zhǎng)的激光所應(yīng)當(dāng)滿足的條件，設(shè)定最佳的階高。例如，如上所述，由于，當(dāng)前，藍(lán)紫激光的出射功率相比于其他激光較弱。因此，首先，將藍(lán)紫激光的衍射效率設(shè)為90％以上，接著，可以從滿足該條件的階高范圍中尋求對(duì)其余的兩種激光最合適的階高。此時(shí)，如上所述，對(duì)于沒有必要將CD用激光的功率設(shè)定得如此高的情況(目標(biāo)光盤是只讀光盤的情況)，即使DVD用激光的衍射效率較低，也可以尋求使功率變大的階高。另外，對(duì)于CD用、DVD用激光的功率均需做得較高的情況，可尋求使兩種激光的功率良好平衡地均得到變高的階高。
接下來，說明有關(guān)衍射光柵的配置方法。另外，在上述中，雖然對(duì)激光元件101a～101c在一條直線上并列的情況進(jìn)行了說明，這里，如圖8所示，對(duì)激光元件101a～101c在任意位置配置的情況進(jìn)行說明。
設(shè)定本圖所示的三維正交坐標(biāo)軸，假定發(fā)射基準(zhǔn)激光的激光元件0被配置于其原點(diǎn)位置，則從激光元件0到衍射光柵的單純光路長(zhǎng)度L可由下式表示。
L=Z1+X12+Y12tan(sin-1(mλ/Λ))···(7)]]>這里，由于當(dāng)θ1特別小時(shí)，tanθ1＝sinθ1，因此該式可近似為下式。
L=Z1+X12+Y12mλ/Λ···(8)]]>因此，當(dāng)激光元件1的坐標(biāo)值(X1，Y1，Z1)和波長(zhǎng)λ1被作為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值而被給定時(shí)，與此對(duì)應(yīng)的按照上述所設(shè)計(jì)的衍射光柵的配置位置，可通過分別代入對(duì)應(yīng)于上述式(8)的各參數(shù)的值而求得。
此外，通常由于制造誤差，激光元件1的坐標(biāo)值(X1，Y1，Z1)和波長(zhǎng)λ1，相對(duì)于作為設(shè)計(jì)值而被給定的值，會(huì)產(chǎn)生少許的偏差。由于該偏差，要配置的衍射光柵的單純光路長(zhǎng)度L產(chǎn)生變動(dòng)，在這種情況下，通過估計(jì)了偏差量的參數(shù)值代入式(8)，可求得適當(dāng)?shù)膯渭児饴烽L(zhǎng)度。
例如，對(duì)于在坐標(biāo)值X1中產(chǎn)生偏差ΔX1的情況，將X1+ΔX1作為式(8)的X1而代入。另外，此時(shí)的單純光路長(zhǎng)度L的變動(dòng)值ΔL，可以基于上述式(8)，由下式求得。
ΔL=(L-Z1)(1+2X1·ΔX1X12+Y12+ΔX12X12+Y12-1)···(9)]]>同樣，對(duì)于在坐標(biāo)值Y1中產(chǎn)生偏差ΔY1的情況，單純光路長(zhǎng)度L的變動(dòng)值ΔL，可以基于上述式(8)，由下式求得。
ΔL=(L-Z1)(1+2Y1·ΔY1X12+Y12+ΔY12X12+Y12-1)···(10)]]>另外，對(duì)于在坐標(biāo)值Z1中產(chǎn)生偏差ΔZ1的情況，單純光路長(zhǎng)度L的變動(dòng)值ΔL為ΔL＝ΔZ1 …(11)另外，對(duì)于在波長(zhǎng)λ1中產(chǎn)生偏差Δλ1的情況，單純光路長(zhǎng)度L的變動(dòng)值ΔL，可以基于上述式(8)，由下式求得。
ΔL=X12+Y12(1tan(sin-1m(λ1+Δλ1)Λ)-1tan(sin-mλΛ))···(12)]]>這里，由于當(dāng)θ1特別小時(shí)，tanθ1＝sinθ1，因此該式可近似為下式。
ΔL=X12+Y12m·Λ(Δλ1λ1(λ1+Δλ1))···(13)]]>若將該式代入上述式(8)，則ΔL可以變?yōu)橐韵碌氖阶印?br> ΔL=-(L-Z1)(Δλ1λ1+Δλ1)···(14)]]>通過在由上述式(8)所求得的單純光路長(zhǎng)度L上，加算由式(9)、(10)、(11)、(14)所求得的各變動(dòng)值ΔL，可以求得激光元件1的坐標(biāo)值(X1，Y1，Z1)和波長(zhǎng)λ1變動(dòng)時(shí)的單純光路長(zhǎng)度L′。加算所得單純光路長(zhǎng)度L′可以由下式表示。
L′=(L-Z1)(1+(2X1·ΔX1+2Y1·ΔY1+ΔX12+ΔY12)/(X12+Y12)]]>-Δλ1/(λ1+Δλ1))+Z1+ΔZ1···(15)]]>光軸校正用衍射光柵，可以根據(jù)激光元件1的坐標(biāo)值(X1，Y1，Z1)和波長(zhǎng)λ1的設(shè)計(jì)值，以及此處所假定的變動(dòng)值ΔX1、ΔY1、ΔZ1、Δλ1，基于式(15)而求單純光路長(zhǎng)度L′，并配置于該位置。此時(shí)，由于所假定的變動(dòng)值ΔX1、ΔY1、ΔZ1、Δλ1具有所定的幅度(通常，變動(dòng)值的幅度由規(guī)格所決定規(guī)格值)，因此單純光路長(zhǎng)度L′也具有特定的變動(dòng)幅度。因此，可以將光軸校正用衍射光柵，以位于該幅度范圍內(nèi)的方式固定，或者，在該范圍內(nèi)確定位置后，沿光軸方向變位，微調(diào)整至光檢測(cè)器112的輸出變?yōu)樽罴训奈恢谩?br> 另外，在不微調(diào)整光軸校正用衍射光柵，而固定于單純光路長(zhǎng)度L′的變動(dòng)幅度內(nèi)的特定位置的情況下，有可能產(chǎn)生光軸偏差?？墒?，即使在這種情況下，由于通過估計(jì)假定的變動(dòng)值ΔX1、ΔY1、ΔZ1、Δλ1而求得單純光路長(zhǎng)度L′的變動(dòng)幅度，因此光軸偏差的大小也不會(huì)變得如此之大。也就是說，若基于式(15)而決定光軸校正用衍射光柵的配置位置，即使不微調(diào)整至檢測(cè)器112的輸出變?yōu)樽罴训奈恢?，也能夠發(fā)現(xiàn)比較良好的光軸校正作用。
另外，可以將光學(xué)系設(shè)計(jì)為，在單純光路長(zhǎng)度L′的變動(dòng)幅度范圍內(nèi)，至少，假定光軸校正用衍射光柵的配置區(qū)域或調(diào)整行程，在該范圍內(nèi)，不配置其他光學(xué)元件。也就是說，式(15)，除了在光軸校正用衍射光柵的配置位置的設(shè)定中有用外，在其他光學(xué)元件的配置設(shè)計(jì)或光拾取裝置的形狀設(shè)計(jì)中也有用。
另外，在上述圖2所示類型的半導(dǎo)體激光器中，由于激光元件101a～101c并列在一條直線上，式(15)的坐標(biāo)值X1，Z1同時(shí)為零。因此，在這種情況下，可以，以X1＝0，Z1＝0，由式(15)求得單純光路長(zhǎng)度L′。
此外，在上述中，在圖8中例示了將光軸校正用衍射光柵配置于激光元件的后段的情況，在該神情況下的衍射光柵的位置設(shè)定中，基于式(15)進(jìn)行說明。如圖8B所示而在將光軸校正用衍射光柵配置于光檢測(cè)器112的前段的情況，基于由式(15)所求得的單純光路長(zhǎng)度L′，通過下述方式，求得光軸校正用衍射光柵的配置位置。
也就是說，在假定激光元件1的發(fā)光點(diǎn)，相對(duì)于激光元件0的光軸(基準(zhǔn)光軸)僅有距離D1的偏差而不進(jìn)行光軸校正的情況下，光檢測(cè)器112上的會(huì)聚點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)光軸的距離D2，可以下式表示。
D2＝(f2/f1)·D1…(16)這里，f1、f2分別是準(zhǔn)直透鏡103和聚焦透鏡110的焦距。
對(duì)于將光軸校正用衍射光柵配置于光檢測(cè)器112的前段的情況，假定該距離D2的位置存在發(fā)光點(diǎn)，則采用基于上述式(15)而配置衍射光柵的方法。也就是說，參照?qǐng)D9，假設(shè)在假定的發(fā)光點(diǎn)配置激光元件，求解距離光檢測(cè)器的光路長(zhǎng)度Lpd。
這里，本圖中，在Lpd與L之間，如下關(guān)系成立。
Lpd/(L-Z2)＝D2/D1 …(17)因此，通過將上式(16)代入上式(17)?？梢缘玫饺缦碌年P(guān)系式。
Lpd＝(f2/f1)(L-Z2) …(18)在激光元件2的坐標(biāo)值(X2，Y2，Z2)和波長(zhǎng)λ2的設(shè)計(jì)值給定的情況下，基于上述式(8)求解單純光路長(zhǎng)度L，并將求得的單純光路長(zhǎng)度L代入式(18)，藉此能夠求得位于光檢測(cè)器112前段的光軸校正用衍射光柵的配置位置(對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)值的值)。
另外，由激光元件2的坐標(biāo)值(X2，Y2，Z2)和波長(zhǎng)λ2的設(shè)計(jì)值以及此處所假定的變動(dòng)值ΔX2、ΔY2、ΔZ2、Δλ2，基于式(15)，求解單純光路長(zhǎng)度L′，并將所求得的單純光路長(zhǎng)度L′代入式(18)的L，藉此求得估計(jì)了變動(dòng)值的光軸校正用衍射光柵的配置位置。
此外，在上述圖8A中，對(duì)于衍射光柵的配置位置從適當(dāng)位置偏離的情況，來自激光元件1的激光的光軸相對(duì)于光學(xué)系的光軸偏離，在光盤面上產(chǎn)生波面像差。也就是說，如圖10所示，若衍射光柵的配置相對(duì)于適當(dāng)位置僅偏差La，則光盤面上的像高的大小成為B，與此相應(yīng)，在來自激光元件1的激光中產(chǎn)生波面像差。這里，在像高B和波面像差λrms之間，存在本圖中的曲線所示的關(guān)系。通常，根據(jù)物鏡的光學(xué)特性和光盤的種類，在所容許的波面像差的大小中設(shè)定界限值λmax。因此，衍射光柵的配置偏差La，有必要抑制在波面像差成為界限值λmax以下的范圍內(nèi)。
這里，在像高B和光軸偏差A(yù)之間，存在如下關(guān)系。
A＝(fa/fb)·B …(19)另外，fa、fb是準(zhǔn)直透鏡103和物鏡109的焦距。另外，根據(jù)本圖，衍射光柵的配置偏差La和光軸偏差A(yù)之間，如下關(guān)系成立。
A＝La·tanθ1 …(20)因此，由式(19)和式(20)，可以導(dǎo)出La＝(1/tanθ1)(fa/fb)·B …(21)通過將波面像差被賦予限界值λmax時(shí)的像高值Xlimit代入該式(21)中的B，能夠求得配置誤差La的容許值Lamax。在圖10中，對(duì)于配置光軸校正用衍射光柵的情況，對(duì)應(yīng)于基于上述式(15)而求得單純光路長(zhǎng)度L′，也可以，以基于式(21)求得的容許值Lamax，在激光的行進(jìn)方向的+/-范圍內(nèi)，配置光軸校正用衍射光柵。
另外，對(duì)于在光軸校正用衍射光柵和激光元件之間，或光軸校正用衍射光柵和光檢測(cè)器之間，配置其他衍射光柵、具有特定厚度的玻璃等基板的情況，優(yōu)選為對(duì)應(yīng)于由上述式(8)或式(15)求得的單純光路長(zhǎng)度，進(jìn)行該基板的光路校正。也就是說，假定校正值為ΔLm、校正后的單純光路長(zhǎng)度為L(zhǎng)m，則由上述式(8)或式(15)所求得的單純光路長(zhǎng)度，可如下式被校正。
本式中，ti、ni為各基板的光軸方向的厚度、折射率。
以下參照?qǐng)D8B，說明有關(guān)對(duì)應(yīng)于Y軸的激光元件1的配置位置的傾角θd。由本圖可以看出，傾角θd可作為θd＝tan-1(X1/Y1) …(23)而求得。這里，由于θ非常小時(shí)，tanθ＝θ近似成立，因此傾角θd為θd＝X1/Y1…(24)由于傾角θd是由坐標(biāo)值X1、Y1所規(guī)定的值，因而在激光元件1的設(shè)計(jì)值中，X坐標(biāo)值或Y坐標(biāo)值變動(dòng)時(shí)，該值也變動(dòng)。假定該變動(dòng)值為Δθd，當(dāng)X坐標(biāo)值僅相對(duì)于設(shè)計(jì)值偏離變動(dòng)值ΔX1時(shí)，Δθd可由式(23)，作為下式而求得。
Δθd＝tan-1((X1+ΔX1)/Y1-tan-1(X1/Y1))…(25)另外，當(dāng)Y坐標(biāo)值僅相對(duì)于設(shè)計(jì)值偏離變動(dòng)值ΔY1時(shí)，Δθd可作為下式而求得。
Δθd＝tan-1(X1/(Y1+ΔY1)-tan-1(X1/Y1)) …(26)在上述式(23)所導(dǎo)出的傾角θd中，通過加算由式(25)、(26)所導(dǎo)出的各自的變動(dòng)值Δθd，可以求得激光元件1的坐標(biāo)值X1、Y1變動(dòng)時(shí)的傾角θd′。另外，在加算時(shí)，若作為Y1＞＞X1而將tan-1的項(xiàng)近似，傾角θd可由下式而導(dǎo)出。
θd’＝(Y1·ΔY1-X1·ΔX1)/(Y1·(Y1+ΔY1)) …(27)光軸校正用衍射光柵中，可以由激光元件1的坐標(biāo)值X1、Y1的設(shè)計(jì)值以及此處假定的變動(dòng)值ΔX1、ΔY1，基于式(27)，求解傾角θd′。也可以設(shè)定面內(nèi)方向的光軸校正用衍射光柵的位置，以使得光軸校正用衍射光柵的柵距方向和該傾角θd的方向匹配。此時(shí)，由于所假定的變動(dòng)值具有特定的幅度(通常，變動(dòng)值的上限值由規(guī)格所決定規(guī)格值)，因而傾角θd′也具有特定的幅度。因而，光軸校正用衍射光柵也可以將面內(nèi)方向的位置設(shè)定成位于該幅度范圍內(nèi)，或者，在該范圍內(nèi)位置確定后，往面內(nèi)方向旋轉(zhuǎn)，并微調(diào)整至光檢測(cè)器112的輸出為最佳的位置。
另外，在圖2所示類型的半導(dǎo)體激光器中，由于激光元件101a～101c并列在一條直線上，因此式(27)的坐標(biāo)值X1成為0。因此，在這種情況下，也可以，以X1＝0由式(27)求解傾角θd′。
另外，對(duì)于將光軸校正用衍射光柵配置于光檢測(cè)器112前段的情況，可以求解圖9所示的假設(shè)發(fā)光點(diǎn)，假定激光元件被配置于該發(fā)光點(diǎn)，基于式(27)求解傾角θd′，并將面內(nèi)方向的位置設(shè)定為光軸校正用衍射光柵的光柵圖案與該傾角θd′的方向一致。
以上，通過本實(shí)施方式，由于使用作為光軸調(diào)整用光學(xué)元件的價(jià)廉的衍射光柵，因此能夠抑制光拾取裝置的成本的上升。另外，由于與進(jìn)行光軸調(diào)整的激光相對(duì)應(yīng)地、個(gè)別地配置著第一及第二衍射光柵102、112，因而即使激光元件之間的配置間隙發(fā)生變動(dòng)，通過將對(duì)應(yīng)的衍射光柵沿基準(zhǔn)光軸方向調(diào)整位置，也能使該激光的光軸順利地合軸到基準(zhǔn)光軸。此時(shí)，衍射光柵，可以基于上述式子配置，進(jìn)行適宜的位置調(diào)整。為此，能夠簡(jiǎn)便易行地進(jìn)行衍射光柵的配置或位置調(diào)整。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在抑制光拾取裝置的成本上升的同時(shí)，能夠簡(jiǎn)易且順利地，進(jìn)行激光的光軸調(diào)整。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，無需贅述，其他種種的變更也是可能的。
例如，在上述實(shí)施形態(tài)中，將藍(lán)紫激光用激光元件配置于中央，但也可以將其他激光元件配置于中央。不過，在這種情況下，根據(jù)上式(5)、(6)，與上述的實(shí)施方式相比，發(fā)光點(diǎn)間隔變小，與此對(duì)應(yīng)，激光元件的配置余量要求更嚴(yán)格，或者，藍(lán)紫激光的衍射效率(功率)降低。
另外，在上述實(shí)施方式中，分別將第一和第二衍射光柵的階數(shù)做成3階、4階，也可以將第一和第二衍射光柵設(shè)計(jì)為其他階數(shù)。
另外，在上述實(shí)施方式中，雖然將第一衍射光柵102配置于三波長(zhǎng)激光器101的正后方，將第二衍射光柵111配置于光檢測(cè)器的112的正前方，但也可以如圖11所示，將第二衍射光柵111配置于三波長(zhǎng)激光器101的正后方。此時(shí)，由于DVD用激光做光軸調(diào)整后入射到物鏡109，因此光盤上的DVD用激光不產(chǎn)生像差。因此，與上述相比，能夠提高光盤上的DVD用激光的光學(xué)特性。
另外，也可以將第一衍射光柵102和第二衍射光柵111，一同配置于光檢測(cè)器112的正前方。
此外，本發(fā)明的實(shí)施方式，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)所示出的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可做適宜的種種變形。
權(quán)利要求
1.一種光拾取裝置，是對(duì)記錄介質(zhì)照射不同波長(zhǎng)的激光的光拾取裝置，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光器，其將發(fā)射波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光元件容納在一個(gè)殼體內(nèi)；衍射光柵，其通過衍射作用，使由所述激光元件發(fā)射出的各激光中與光學(xué)系的光軸匹配的基準(zhǔn)激光以外的激光的光軸，大略一致；所述衍射光柵，對(duì)應(yīng)于要進(jìn)行光軸校正的激光而被分別地設(shè)置，并配置于所述光學(xué)系的光軸中根據(jù)發(fā)射所述基準(zhǔn)激光的激光元件按照下式所示的光路長(zhǎng)度L′的位置L′=(L-Z)(1+(2X·ΔX+2Y·ΔY+ΔX2+ΔY2)/(X2+Y2))-Δλ/(λ+Δλ)+Z+ΔZ---(A)]]>其中，X、Y、Z是，在將基準(zhǔn)激光行進(jìn)方向作為三維正交坐標(biāo)軸的Z軸且將發(fā)射基準(zhǔn)激光的激光元件置于該坐標(biāo)軸的原點(diǎn)時(shí)、將發(fā)射光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在該坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置，且表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；ΔX、ΔY、ΔZ是，將發(fā)射所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件的所述坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置和所述設(shè)計(jì)值之間的偏差，表示為該坐標(biāo)軸的X軸、Y軸、Z軸的值；λ是所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的波長(zhǎng)，表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；Δλ是所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的波長(zhǎng)和所述設(shè)計(jì)值之間的波長(zhǎng)偏差；L=Λ·(X2+Y2)/(m·λ)+Z,]]>其中，Λ是光柵柵距，m是衍射次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射光柵，被配置于將所述ΔX、ΔY、ΔZ和Δλ的規(guī)格值代入所述式(A)而算出的所述光路長(zhǎng)度L′的上限值和下限值的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射光柵，被配置于對(duì)由上述式(A)算出的光路長(zhǎng)度L′加減下式所示的光路長(zhǎng)度La后的光路長(zhǎng)度的范圍內(nèi)；La＝(1/tanθ)(fa/fb)…(B)其中，θ是在所述基準(zhǔn)激光在所述衍射光柵的入射位置中，所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的光軸相對(duì)于所述基準(zhǔn)激光的光軸的入射角；fa是將由所述半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光變換為平行光的準(zhǔn)直透鏡鏡的焦距；fb是使激光在所述記錄介質(zhì)上會(huì)聚的物鏡的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，在將入射到光檢測(cè)器的激光的光軸，通過所述衍射光柵，與所述基準(zhǔn)激光的光軸一致的情況下，將該衍射光柵配置于，所述光學(xué)系的光軸上，距離所述光檢測(cè)器由下式所示的光路長(zhǎng)度Lpd的位置；Lpd＝(f2/f1)(L-Z) …(C)其中，f1是將由所述半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光變換為平行光的準(zhǔn)直透鏡的焦距；f2是將來自所述記錄介質(zhì)的激光在所述光檢測(cè)器上會(huì)聚的聚焦透鏡的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的光拾取裝置，其特征在于，對(duì)于在所述衍射光柵和激光元件之間或者在所述衍射光柵和光檢測(cè)器之間配置基板的情況，將所述衍射光柵配置于，對(duì)由前述各式算出的光路長(zhǎng)度加上下式所示的光路長(zhǎng)度ΔLm后的光路長(zhǎng)度位置，ΔLm=Σi=1nti(1-1ni)---(D)]]>其中，其中ti和ni是各基板的光軸方向的厚度和折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的光拾取裝置，其特征在于，將面內(nèi)方向的所述衍射光柵的位置設(shè)定成，所述衍射光柵的柵距方向與下式所示的傾角θd′的方向匹配；θd’＝(Y·ΔY-X·ΔX)/(Y·(Y+ΔY)) …(E)其中，θd′是X-Y平面上的相對(duì)于所述Y軸的傾角，條件是Y＞＞X。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射光柵，按照所述衍射光柵的柵距方向處于，將所述ΔX和ΔY的規(guī)格值代入所述式(E)而算出的所述θd′的上限值和下限值的范圍內(nèi)的方式，設(shè)置面內(nèi)方向中的位置。
8.一種光拾取裝置，是對(duì)記錄介質(zhì)照射不同波長(zhǎng)的激光的光拾取裝置，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光器，其將發(fā)射波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光元件容納在一個(gè)殼體內(nèi)；衍射光柵，其通過衍射作用，使由所述激光元件發(fā)射出的各激光中與光學(xué)系的光軸匹配的基準(zhǔn)激光以外的激光的光軸，大略一致；所述衍射光柵，對(duì)應(yīng)于進(jìn)行光軸校正的激光而分別地設(shè)置，并且按照柵距方向與下式所示的傾角θd′的方向匹配的方式，設(shè)定面內(nèi)方向的位置，θd’＝(Y·ΔY-X·ΔX)/(Y·(Y+ΔY)) …(F)其中，X、Y是，將基準(zhǔn)激光的行進(jìn)方向作為三維正交坐標(biāo)軸的Z軸時(shí)，發(fā)射光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件的在該坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置，表示為半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)值；ΔX、ΔY是，將發(fā)射所述光軸調(diào)整對(duì)象激光的激光元件在所述坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)位置和所述設(shè)計(jì)值之間的偏差，表示為該坐標(biāo)軸的X軸、Y軸的值；θd′是相對(duì)于所述Y軸的在X-Y平面上的傾角，條件是Y＞＞X。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光拾取裝置，其特征在于，所述衍射光柵，按照所述衍射光柵的柵距方向處于將所述ΔX和ΔY的規(guī)格值代入所述式(F)而算出的所述θd′的上限值和下限值的范圍內(nèi)的方式，設(shè)置面內(nèi)方向中的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光拾取裝置，包括半導(dǎo)體激光器(101)，其將出射波長(zhǎng)不同的至少3個(gè)激光元件容納在一個(gè)殼體內(nèi)；以及第一和第二衍射光柵(102，111)，其通過衍射作用使由激光元件發(fā)射出的各激光的光軸大略一致。第一衍射光柵(102)通過衍射作用使DVD用激光(波長(zhǎng)655nm)的光軸和基準(zhǔn)光軸一致。另外，第二衍射光柵(111)，通過衍射作用使CD用激光(波長(zhǎng)780nm)的光軸和基準(zhǔn)光軸一致。即使激光元件之間的發(fā)光點(diǎn)間隔產(chǎn)生變動(dòng)，通過將對(duì)應(yīng)的衍射光柵向基準(zhǔn)光軸方向微調(diào)整，也能夠進(jìn)行激光的光軸調(diào)整。其不僅能夠抑制光拾取裝置的成本上升，而且能夠順利地進(jìn)行激光的光軸調(diào)整，而且在激光元件間的配置間隙產(chǎn)生變動(dòng)的情況下，也能夠確實(shí)地進(jìn)行光軸校正。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1758350SQ200510095990
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者永冨謙司, 梶山清治 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社