專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠讀兩種或多種具有不同讀出波長的記錄介質(zhì)，如DVD/CD兼容的光拾取裝置，并特別涉及一種使用由單芯片激光二極管形成的半導體激光器件以用于發(fā)射兩種不同波長的激光束的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，用于共享CD再現(xiàn)設(shè)備和DVD再現(xiàn)設(shè)備的光拾取裝置的DVD/CD兼容的再現(xiàn)設(shè)備已被主動提出。本申請人也已提出了一種既能再現(xiàn)DVD又能再現(xiàn)CD的光拾取裝置，它在JP-A-10-255274中公開，因此將參考圖18簡要描述這些配置和操作。
光拾取裝置包括第一光源10，用于發(fā)射具有最適于從CD讀出信息的波長(780nm)的激光束；第一驅(qū)動電路11，用于驅(qū)動第一光源10；第二光源14，用于發(fā)射具有最適于從DVD讀出信息的波長(650nm)的激光束；第二驅(qū)動電路15，用于驅(qū)動第二光源14；第一分光器12，用于反射從第一光源10發(fā)射的激光束并透射從第二光源14發(fā)射的激光束；第二分光器13，用于透射由第一分光器12反射或透射的激光束并反射光盤18反射的激光束以便通過聚光鏡19把激光束引導至光檢測器20；物鏡16，用于把第一分光器12反射或透射的激光束聚集在信息記錄面上；信息數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路21，用于產(chǎn)生電信號以輸出作為讀出信號的信號，該電信號的電平對應于施加到光檢測器20的光的光量；光盤確定電路22，用于根據(jù)在激光束施加到光盤18上時形成的光束點的大小來確定光盤18的類型以輸出該類型的信號；以及控制器23，用于根據(jù)光盤確定電路22的信號有選擇地驅(qū)動第一和第二光源10、14。
在圖18中，第一光源10根據(jù)來自第一驅(qū)動電路11的驅(qū)動信號發(fā)射具有最適于從CD讀出信息的波長(780nm)的激光束(以虛線示出)并把該激光束施加到第一分光器12。第一分光器12反射來自第一光源10的激光束以把該反射光引導至第二分光器13。
另一方面，與第一光源10呈90°放置的第二光源14根據(jù)來自第二驅(qū)動電路15的驅(qū)動信號發(fā)射具有最適于從DVD讀出信息的波長(650nm)的激光束(以實線示出)并將該激光束施加到第一分光器12。第一分光器12透射來自第二光源14的激光束以把該激光束引導至第二分光器13。
第二分光器13把通過第一分光器12提供的激光束，即來自第一光源10或第二光源14的激光束引導至物鏡16。物鏡16把來自第二分光器13的激光束聚集在一點以把該激光束用作信息讀出光束，并且該光束被施加到由主軸電機17驅(qū)動并旋轉(zhuǎn)的光盤18的信息記錄面。
來自第一光源10的激光束(以虛線示出)由物鏡16聚集以聚焦在光盤18的信息記錄面C上。另外，來自第二光源14的激光束(以實線示出)由物鏡16聚集以聚焦在光盤18的信息記錄面D上。
通過把來自物鏡16的信息讀出光束應用到光盤18而產(chǎn)生的反射光經(jīng)過物鏡16并由第二分光器13反射，并且由聚光鏡19聚集的光束點施加到光檢測器20。光檢測器20產(chǎn)生其電平對應于所提供的光的光量的電信號并把該信號作為讀出信號提供給信息數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路21和光盤確定電路22。
信息數(shù)據(jù)再現(xiàn)電路21根據(jù)獲得的讀出信號產(chǎn)生數(shù)字信號并且還對該數(shù)字信號執(zhí)行解調(diào)和錯誤校驗并再現(xiàn)信息數(shù)據(jù)。光盤確定電路22例如根據(jù)在把激光束施加于光盤18時形成的光束點的大小來識別光盤18的類型并把該類型提供給控制器23。根據(jù)該光盤識別信號，控制器23控制第一驅(qū)動電路11和第二驅(qū)動電路12中的任一個以便有選擇地進入驅(qū)動狀態(tài)。
當由光盤確定電路22獲得表示CD的光盤類型信號時，控制器23只驅(qū)動第一驅(qū)動電路11。因此，從第一光源10發(fā)射的激光束經(jīng)過包含第一分光器12、第二分光器13和物鏡16的光學系統(tǒng)而施加到光盤18。另外，當由光盤確定電路22獲得表示DVD的光盤類型信號時，只有第二驅(qū)動電路15被驅(qū)動。
由此，從第二光源14發(fā)射的激光束經(jīng)過包含第一分光器12、第二分光器13和物鏡16的光學系統(tǒng)而提供到光盤18。也就是說，提供了用于產(chǎn)生具有最適于從記錄密度較低的諸如CD的光盤18讀出信息的波長的激光束的第一光源10和用于產(chǎn)生具有最適于從高記錄密度的諸如DVD的光盤18讀出信息的波長的激光束的第二光源14，并且對應于作為再現(xiàn)目標的光盤18的類型而有選擇地驅(qū)動光源。
如上所述，需要兩個光源的DVD/CD兼容的再現(xiàn)裝置需要一個混合棱鏡，因而成本高于具有一個光源的光拾取裝置，而且，當從第一分光器12的一側(cè)施加第一光源12時，必須從與第一光源10垂直的另一側(cè)施加第二光源14，因此存在的問題就是，放置光盤系統(tǒng)的空間增大并且光拾取裝置大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而實施，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種與兩個波長相一致的光拾取裝置，它不必使用混合棱鏡就能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明提供了一種光拾取裝置，它能夠讀出具有彼此不同的讀出波長的多個記錄介質(zhì)中的信息，包括光發(fā)射部分，其包括用于發(fā)射第一激光束的第一光發(fā)射源和用于發(fā)射波長不同于第一激光束的第二激光束的第二光發(fā)射源，第二光發(fā)射源與第一光發(fā)射源一體形成且與第一光發(fā)射源相鄰放置，該光發(fā)射部分被控制以便有選擇地發(fā)射作為激光束的第一或第二激光束；光柵，其用于衍射激光束來產(chǎn)生一對子光束；全息光柵，其用于由記錄介質(zhì)反射的激光束產(chǎn)生第一高階光束并且由該記錄介質(zhì)反射的子光束對產(chǎn)生第二高階光束；以及光接收部分，用于接收第一和第二高階光束以產(chǎn)生聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號，所述光接收部分包括一對四分光接收元件，其用于接收第一高階光束以產(chǎn)生聚焦誤差信號；以及兩對子光束光接收元件，相對于所述一對四分光接收元件中的每一個一對一地設(shè)置，所述兩對子光束光接收元件用于接收第二高階光束以產(chǎn)生跟蹤誤差信號，第一高階光束由四分光接收元件的三個連續(xù)的光接收區(qū)接收；并且用于接收由第一激光束產(chǎn)生的第一高階光束的三個連續(xù)的光接收區(qū)與用于接收由第二激光束產(chǎn)生的第一高階光束的接收區(qū)部分不同。
另外，光發(fā)射部分放置成使連接第一和第二光發(fā)射源的光發(fā)射點的直線可以垂直于在其上提供了光接收部分的表面。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光拾取裝置的主透視圖。
圖2是單片激光二極管的剖面圖。
圖3是單片激光二極管30的子托架(sub-mount)圖。
圖4是兩個波長的混合型的激光器件的配置圖。
圖5是光柵的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是全息光柵的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光拾取裝置的配置圖；圖8是構(gòu)建根據(jù)第一實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖9是三光束法的操作圖示。
圖10A到10C是光束尺寸法的操作圖示。
圖11是構(gòu)建根據(jù)第二實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖12是示出第二實施例的反射鏡的透視圖。
圖13是示出再現(xiàn)DVD時用以構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖14是示出再現(xiàn)CD時用以構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖15是示出第三實施例的反射鏡的平面圖。
圖16是示出再現(xiàn)DVD時用以構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖17是示出再現(xiàn)CD時用以構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光拾取裝置的光接收/發(fā)射部分的平面圖。
圖18是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光拾取裝置的配置圖。
具體實施例方式
下面通過使用作為實例的一種光拾取裝置來描述本發(fā)明的實施例，該光拾取裝置用于再現(xiàn)具有不同讀出波長的DVD和CD或CDR。順便說明，要再現(xiàn)的記錄介質(zhì)并不限于上述記錄介質(zhì)，而本發(fā)明可應用于再現(xiàn)讀出波長彼此不同的多種光盤的任何光拾取裝置。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光拾取裝置200的主透視圖，且光拾取裝置200的配置將根據(jù)該圖進行描述。
光拾取裝置200包括半導體激光器件60，它是用于發(fā)射具有不同波長的第一和第二激光束的光發(fā)射部分；反射鏡61，其用于反射從半導體激光器件60發(fā)射的激光束以把激光束導向光盤65；光柵62，其用于由反射鏡61反射的激光束產(chǎn)生用于跟蹤誤差生成的一對子光束；全息光柵63，其用于透射由反射鏡61反射的激光束以把激光束引導至光盤65并且還由光盤65的信息記錄面反射的激光束產(chǎn)生+第一階光(+first-order light)和-第一階光(-first-order light)并改變焦距以把激光束引導至作為光接收部分的一對第一和第二光檢測部分70、75；以及物鏡64，其用于聚集激光束以在信息記錄面上形成適當?shù)墓馐c。
順便說明，在根據(jù)第一實施例的光拾取裝置200中，構(gòu)建在半導體襯底71上、包括作為光發(fā)射部分的半導體激光器件60和作為光接收部分的第二光檢測部分70、75的光接收/發(fā)射部分80，在基本上垂直于物鏡光軸的平面上提供的光柵62，以及與光柵62具有預定的距離且基本上平行于光柵62而設(shè)置的全息光柵63以預定的位置關(guān)系固定在盒中以形成一體，利于裝配過程。
光接收/發(fā)射部分80包括大致在半導體襯底71的中心提供的半導體激光器件60；具有三棱柱形狀在半導體激光器件60的前面提供的反射鏡61，以便把半導體激光器件60向圖中的+z方向發(fā)射的激光束變換為向著垂直于半導體襯底71的方向的入射光；第一光檢測部分70，其包括一個三分檢測器72和一對子檢測器73a、73b，其中三分檢測器72作為三分光接收元件，用于接收在半導體激光器件60的一側(cè)(圖中的+Y方向)的激光束的+第一階光的主光束以通過光束尺寸法產(chǎn)生聚焦誤差信號，一對子檢測器73a、73b用于接收在三分檢測器72的兩側(cè)(圖中平行于軌跡的Z方向)的+第一階光的子光束以通過三光束法產(chǎn)生跟蹤誤差信號；和第二光檢測部分75，其包括另一個三分檢測器76和一對子檢測器77a、77b，其中三分檢測器76用于接收在半導體激光器件60的另一側(cè)(圖中的-Y方向)的激光束的-第一階光的主光束，而一對子檢測器77a、77b用于接收在三分檢測器76的兩側(cè)(圖中的z方向)的-第一階光的子光束。三分檢測器72和76包括如圖所示分成三個部分的光接收區(qū)72a、72b、72c和76a、76b、76c，并且它們放置成使這些分割線平行于連接下述的半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的直線的方向(圖中的Y方向)。
另外，半導體激光器件60是用于發(fā)射兩個波長的單片激光二極管30，它們是具有讀取DVD的650nm波長的第一激光束和具有讀取CD和CDR的780nm波長的第二激光束。參考圖2和3將描述激光二極管的結(jié)構(gòu)。圖2是單片激光二極管30的截面圖而圖3是單片激光二極管30的子托架圖。
如圖2所示，單片激光二極管30具有如結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，n型AlXGaYIn1-X-YP層33、AlXGaYIn1-X-YP活動層34、和P型AlXGaYIn1-X-YP層35被層疊在GaAs襯底31上，其外部尺寸約為300μm×400μm×100至200μm，并且作用為發(fā)射波長650nm的第一激光束的第一光發(fā)射源的第一光發(fā)射部分36在活動層34的中心形成，另外，n型AlXGa1-XAs層37、AlXGa1-XAs活動層38和P型AlXGa1-XAs層39被層疊并且作用為發(fā)射波長780nm的第二激光束的第二光發(fā)射源的第二光發(fā)射部分40在活動層38的中心形成，并且約4μm厚的兩個活動層34、48由隔離溝槽32隔離。因此，第一光發(fā)射部分36和第二光發(fā)射部分40具有由隔離溝槽32隔開100μm的結(jié)構(gòu)。
在單片激光二極管30中，公用電極41在GaAs襯底31的底側(cè)形成，而Au電極42、43分別在第一和第二光發(fā)射源36、40的頂側(cè)形成。如圖3所示，單片激光二極管30以置于硅片44上的子托架的形式用作半導體激光器件60，在硅片44上形成用于第一光發(fā)射源36的Au電極45和用于第二光發(fā)射源40的Au電極46。即，具有方向朝上的公用電極41的單片激光二極管30置于硅片44上，相應地，Au電極42焊接在用于第一光發(fā)射源36的Au電極45上而Au電極43焊接在用于第二光發(fā)射源40的Au電極46上，且引線(未示出)焊接在公用電極41和兩個Au電極45和46上以供使用。
然后，當預定電壓加到公用電極41和Au電極45之間時，光發(fā)射窗47發(fā)射波長為650nm的第一激光束，并且當預定電壓加到公用電極41和Au電極46之間時，光發(fā)射窗48發(fā)射波長為780nm的第二激光束。
除了由單片激光二極管30構(gòu)建之外，半導體激光器件60還可由圖4所示的混合型的兩個波長的激光器件構(gòu)成，這樣，通過用選擇性生長方法而在一單片上制造兩種不同類型的活動層可以輸出兩個波長的激光束。在該混合型的兩個波長的激光器件中，單獨構(gòu)建的具有第一光發(fā)射源50的第一半導體激光器件51和具有第二光發(fā)射源52的第二半導體激光器件53置于Si襯底56上，在Si襯底56上，電極54、55通過專用裝配設(shè)備形成并且通過熱熔的方式固定。隨后，Au導線接在第一半導體激光器件51和第二半導體器件53的頂部形成的兩個電極54、55和電極57、58上以供使用。與上述單片激光二極管30相比，該混合型激光器件難以縮短第一光發(fā)射源50和第二光發(fā)射源52之間的距離并且還難以保持距離精度。但在本發(fā)明中，混合型的兩個波長的激光器件仍然是一個目標。
下面參考圖5和6將描述用于構(gòu)成全息單元100的光柵62和全息光柵63的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，光柵62基本上平行于連接半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的直線，并由在垂直方向上(也就是圖中的Z方向上)具有固定間隔(約5μm)的衍射光柵構(gòu)成。
如圖6所示，全息光柵63由向垂直于連接第一和第二光發(fā)射源36、40的直線方向彎曲的衍射光柵構(gòu)成。從第一光發(fā)射源36向第二光發(fā)射源40(圖中的-Y方向)，該衍射光柵的間隔從約1μm到約2μm連續(xù)變化。利用這種全息光柵63，由全息光柵63產(chǎn)生的+第一階光和-第一階光的焦距可彼此不同。因此，如圖1所示，激光束的+第一階光聚焦在f1的位置上以在第一光檢測部分70上形成光束點，而激光束的-第一階光聚焦在f2的位置上以在第二光檢測部分75上形成光束點。隨后，當適當?shù)剡M行聚焦伺服調(diào)節(jié)時，在第一光檢測部分70上形成的光束點的尺寸等于第二光檢測部分75上的光束點尺寸。
如上所述，在該實施例中，聚焦伺服調(diào)節(jié)通過光束尺寸法實施而跟蹤伺服調(diào)節(jié)通過三光束法實施。
接著參考圖7和8將描述再現(xiàn)作為記錄介質(zhì)的DVD和CD時的操作。圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光拾取裝置200的配置圖，并且諸如半導體激光器件60的驅(qū)動電路、光盤確定電路等的電子電路與基于相關(guān)技術(shù)的電路完全相同，因而被省略。根據(jù)第一實施例的光拾取裝置200被構(gòu)建為執(zhí)行與相關(guān)技術(shù)相同的光盤確定并根據(jù)光盤確定結(jié)果有選擇地只驅(qū)動半導體激光器件60的光發(fā)射源之一，這樣就不會在同一時間形成第一激光束的光路和第二激光束的光路。在半導體激光器件60中，如上所述，用于發(fā)射波長為650nm的第一激光束的第一光發(fā)射源36和用于發(fā)射波長為780nm的第二激光束的第二光發(fā)射源40在同一晶片上形成，距離約為100μm，因此第一激光束的光路(圖中以虛線示出)實際上與第二激光束的光路(圖中以實線示出)并不精確匹配，且光路形成有一些偏差。
因此，在說明書的附圖中，通過描述同一個圖中的所有光路能夠容易地理解本發(fā)明的解釋，這些光路是第一和第二激光束的入射光Ld、Lc的光路，由信息記錄面反射的第一和第二激光束的返回光Ldr、Lcr的光路，由全息光柵63衍射為+第一階光的第一和第二激光束的返回光Ldr1、Lcr1的光路，以及由全息光柵63衍射為-第一階光的第一和第二激光束的返回光Ldr2、Lcr2的光路。
圖8是光接收/發(fā)射部分80的平面圖，而且，通過在同一附圖上描述再現(xiàn)DVD時第一和第二光檢測部分70、75上形成的光束點以及在再現(xiàn)CD時形成的光束點并且以帶有斜線的圓形標記表示第一激光束的光束點而以帶有十字交叉線的圓形標記表示第二激光束的光束點，本發(fā)明的解釋可被容易地理解。
在再現(xiàn)DVD的光盤65的情況下，由半導體激光器件60發(fā)射的第一激光束的入射光Ld(在圖中以虛線表示)由反射鏡61反射以經(jīng)過光柵62和全息光柵63入射到物鏡64上。物鏡64把第一激光束聚集在光盤65的信息記錄面D上。隨后，由DVD的信息記錄面D反射的第一激光束的返回光Ldr經(jīng)過物鏡64入射到全息光柵63。
全息光柵63分別在第一光檢測部分70的三分檢測器72上形成作為第一激光束的折射的+第一階光的返回光Ldr1的主光束Md1，并在一對子檢測器73a、73b上形成返回光Ldr1的一對子光束點Sd1a、Sd1b。全息光柵63分別在第二光檢測部分75的三分檢測器77上形成作為第一激光束的折射的-第一階光的返回光Ldr2的主光束點Md2，并在一對子檢測器77a、77b上形成返回光Ldr2的一對子光束點Sd2a、Sd2b。
另一方面，在再現(xiàn)CD的光盤65的情況下，從半導體激光器件60發(fā)射的第二激光束的入射光Lc(在圖中以實線表示)由反射鏡61反射以便經(jīng)過光柵62和全息光柵63入射到物鏡64。物鏡64把第二激光束聚集在光盤65的信息記錄面C上。隨后，由CD的信息記錄面C反射的第二激光束的返回光Lcr經(jīng)過物鏡64入射到全息光柵63。全息光柵63分別在第一光檢測部分70的三分檢測器72上形成作為第二激光束的折射的+第一階光的返回光Lcr1的主光束點Mc1，并在一對子檢測器73a、73b上形成返回光Lcr1的一對子光束點Sc1a、Sc1b。全息光柵63分別在第二光檢測部分75的三分檢測器77上形成作為第二激光束的折射的-第一階光的返回光Lcr2的主光束點Mc2，并在一對子檢測器77a、77b上形成返回光Lcr2的一對子光束點Sc2a、Sc2b。
如圖8所示，第一激光束的+第一階光的每個光束點Md1、Sd1a、Sd1b和第二激光束的+第一階光的每個光束點Mc1、Sc1a、Sc1b在第一光檢測部分70上形成。此時，第一激光束與第二激光束的波長不同，因而全息光柵63中的衍射角不同，并且具有780nm較長波長的激光束以大角度衍射。半導體激光器件60的第一光發(fā)射源36和第二光發(fā)射源40在Y方向上間隔形成，因此，第一激光束的每個光束點Md1、Sd1a、Sd1b和第二激光束的每個光束點Mc1、Sc1a、Sc1b在Y方向上分別彼此間隔形成。類似地，第一激光束的-第一階光的每個光束點Md2、Sd2a、Sd2b和第二激光束的-第一階光的每個光束點Mc2、Sc2a、Sc2b在第二光檢測部分75上形成，并且在Y方向上彼此偏離間隔地形成。
因此，與利用具有一個光源或使用混合棱鏡的光拾取裝置所構(gòu)建的基于相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)相比，構(gòu)建根據(jù)第一實施例的光接收/發(fā)射部分80的第一和第二光檢測部分70、75被構(gòu)建成增加了Y方向上的光接收面積。
下面根據(jù)圖9和10將描述在第一實施例中使用的三光束法和光束尺寸法。圖9是三光束法的操作圖示，而圖10是光束尺寸法的操作圖示。
如圖9所示，在三光束法中，兩個子光束點S1、S2在相對于主光束點M的相反方向上分別偏移Q。偏移量Q被設(shè)置為約為軌跡間距P的四分之一。每個子光束點S1、S2的反射光入射到全息光柵63。全息光柵63例如分別在子檢測器73a、73b檢測第一激光束的+第一階光的每個子光束點Sd1a、Sd1b，并且分別在子檢測器77a、77b檢測第一激光束的-第一階光的每個子光束點Sd2a、Sd2b。隨后，在假設(shè)每個子檢測器73a、73b、77a、77b的檢測信號分別是G、H、J、K時，跟蹤誤差TE信號由(G+J)-(H+K)獲得。
用于執(zhí)行光束尺寸法的三分檢測器72、76放置成使分割線平行于連接半導體激光器件60的第一光發(fā)射源36和第二光發(fā)射源40的直線，而且主光束的光束點分別在三分檢測器72、76的中心形成。如圖10所示，光束尺寸法是一種通過在三分檢測器72、76上形成的一對光束點的光束尺寸來檢測聚焦誤差FE信號的方法。
例如，在假設(shè)三分檢測器72、76的每個分割區(qū)72a、72b、72c、76a、76b、76c的檢測信號是A、B、C、D、E、F時，聚焦誤差FE信號通過(A+C+E)-(B+D+F)獲得。
舉例來說，以第一激光束為例，一對三分檢測器72、76設(shè)置每個分割區(qū)以使+第一階光的主光束Md1在分割區(qū)72a、72c的檢測信號之和(A+C)與-第一階光的主光束Md2在分割區(qū)76b的檢測信號E相同，并設(shè)置每個分割區(qū)以使-第一階光的主光束Md2在分割區(qū)76a、76c的檢測信號之和(D+F)與+第一階光的主光束Md1在分割區(qū)72b的檢測信號B相同，因而當實現(xiàn)聚焦時，如圖10B所示，具有相同尺寸的光束點被施加到一對三分檢測器72、76，使得(A+C+E)和(D+F+B)彼此相同并且聚焦誤差信號為“0”。
當沒有實現(xiàn)聚焦時，如圖10A或圖10C所示，-第一階光的主光束Md2的光束點尺寸與+第一階光的主光束Md1的光束點尺寸不同并且兩者都被施加而相應地產(chǎn)生聚焦誤差FE信號。隨后，根據(jù)在三分檢測器72、76的每個分割區(qū)72a、72b、72c、76a、76b、76c上形成的光束點尺寸而把電信號施加到解調(diào)電路和檢錯電路。
順便說明，使用(A+C+E)-(D+F+B)作為聚焦誤差信號的原因?qū)⒃谙旅婷枋觥?br> 如上所述，全息光柵63把激光束的+第一階光聚焦在焦距為f1的位置以在第一光檢測部分70上形成+第一階光的光束點，并且把激光束的-第一階光聚焦在f2以在第二光檢測部分75上形成-第一階光的光束點，并且形成的兩個光束點的尺寸相同。但是，例如由于全息單元120和光接收/發(fā)射部分80之間的位置關(guān)系或者是與全息光柵63的設(shè)置有關(guān)的誤差，存在第一光檢測部分70上形成的光束點尺寸與第二光檢測部分75上的光束點尺寸不同的情況。甚至在兩個光束點尺寸彼此有些不同的情況下，由于用以執(zhí)行互易操作的一對三分檢測器72、76的一部分光接收區(qū)的檢測信號可被相互捕獲以便設(shè)置為聚焦誤差信號的偏壓，因而也可提高制造或設(shè)計誤差的裕量。
如上所述，由于基于第一實施例的光拾取裝置200包括作為光發(fā)射部分的半導體激光器件60，用于發(fā)射波長彼此不同的第一和第二激光束；作為光接收部分的第一和第二光檢測部分70、75，其中Y方向上的光接收區(qū)被增大了一些；以及全息單元90，其包括光柵62和全息光柵63，因而可實現(xiàn)對應于兩個波長且不必使用混合棱鏡就能實現(xiàn)小型化的光拾取裝置。
下面參考圖11和12將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光拾取裝置200。第二實施例與第一實施例的不同之處在于構(gòu)建光接收/發(fā)射部分80的半導體激光器件60相對于半導體襯底71而傾斜于X方向。例如，如圖12所示，半導體激光器件60的第一光發(fā)射源36一側(cè)相對于半導體襯底71而傾斜于X方向。第二實施例的其它配置與第一實施例相同。
由于根據(jù)第二實施例的光拾取裝置200用相對于半導體襯底71而傾斜于X方向的半導體激光器件60來構(gòu)建，如圖11所示，因此第一激光束的+第一階光的主光束Md1和第二激光束的+第一階光的主光束Mc1在沿著Z方向的彼此相反的方向上偏離三分檢測器72的中心的位置上形成光束點。類似地，第一激光束的-第一階光的主光束Md2和第二激光束的-第一階光的主光束Mc2在沿著Z方向的彼此相反的方向上偏離三分檢測器76的中心的位置上也形成光束點。
也就是說，依然如圖11所示，第一激光束的Md1和Md2在沿著Z方向在相同方向上以相同的距離偏離三分檢測器72、76的中心，類似地，第二激光束的Mc1和Mc2在沿著Z方向在相同方向上以相同的距離偏離三分檢測器72、76的中心。但是，如上所述，聚焦誤差信號通過計算(A+C+E)-(D+F+B)而產(chǎn)生，因此，由于光束點的位置偏移而引起的位移可以彼此抵銷，并可獲得適當?shù)木劢拐`差信號。
由于根據(jù)第二實施例的光拾取裝置200可把半導體激光器件60的第一或第二光發(fā)射源36、40的位置安排在與反射鏡61表面的對角線上，因此可以縮短反射鏡61的Y方向上的寬度。相應地，右和左第一和第二光檢測部分70、75可被布置與半導體激光器件60和反射鏡61側(cè)面更接近，因此，與第一實施例相比，光接收/發(fā)射部分80的寬度(Y方向上)可以減小。
接著，參考圖13到15將描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光拾取裝置200。圖13和14是光接收/發(fā)射部分110的平面圖。圖13表示第一激光束的來自光盤的返回光的+第一階光和-第一階光的每個光束點Md1、Sd1a、Sd1b、Md2、Sd2a和Sd2b被接收至光接收/發(fā)射部分110的情況。圖14表示第二激光束的來自光盤的返回光的+第一階光和-第一階光的每個光束點Mc1、Sc1a、Sc1b、Mc2、Sc2a和Sc2b被接收至光接收/發(fā)射部分110的情況。圖15是表示光接收/發(fā)射部分110上的半導體激光器件60和反射鏡61的圖。
第三實施例與第一實施例的不同之處在于半導體激光器件60放置成使半導體激光器件60位于垂直于半導體襯底91的方向上，因此，從半導體激光器件60發(fā)射的第一和第二激光束在相對于反射鏡61表面的縱向(圖中的X方向上)對齊和設(shè)置。結(jié)果，第三實施例的光接收/發(fā)射部分110在配置上不同于第一實施例的光接收/發(fā)射部分80。第三實施例的其它部分與第一實施例相同。
在該實施例中使用的光接收/發(fā)射部分110具有如下結(jié)構(gòu)，其中如圖15所示，半導體激光器件60以相對于半導體襯底91傾斜90°來放置，并且三棱柱形的反射鏡61放置在半導體激光器件60之前，且如圖13或圖14所示，包含兩個三分檢測器92、93以及在三分檢測器92、93兩側(cè)(Z方向)的一對子檢測器94a、94b的第一光檢測部分95被置于半導體激光器件60的一側(cè)(圖中右側(cè)的Y方向)，而包括兩個三分檢測器96、97以及在三分檢測器96、97兩側(cè)(Z方向)的一對子檢測器98a、98b的第二光檢測部分100被置于半導體激光器件60的另一側(cè)(圖中左側(cè)的Y方向)。
例如，在再現(xiàn)DVD的情況下，如圖13所示，由全息光柵63衍射的第一激光束的+第一階光的主光束Md1被施加到一個三分檢測器92，而一個子光束Sd1a被施加到子檢測器94a，且另一個子光束Sd1b被施加到另一個三分檢測器93。由全息光柵63衍射的第一激光束的-第一階光的主光束Md2施加到一個三分檢測器96，而一個子光束Sd2a施加到子檢測器98a，且另一個子光束Sd2b施加到另一個三分檢測器97。用于接收第一激光束的+第一階光和-第一階光的主光束的左右一對三分檢測器92、96的分割線設(shè)置成平行于相對于連接半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的直線的垂直方向。因此，第一激光束的+第一階光和-第一階光的主光束在三分檢測器92、96的中心形成光束點。
另一方面，在再現(xiàn)CD的情況下，如圖14所示，由全息光柵63衍射的第二激光束的+第一階光的主光束Mc1施加到一個三分檢測器93，而一個子光束Sc1a施加到另一個三分檢測器92，且另一個子光束Sc1b施加到另一個子檢測器94b。另外，由全息光柵63衍射的第二激光束的-第一階光的主光束Mc2被施加到一個三分檢測器97，而一個子光束Sc2a施加到另一個三分檢測器96，且另一個子光束Sc2b施加到另一個子檢測器98b。用于接收第二激光束的+第一階光和-第一階光的主光束的左右一對三分檢測器93、97的分割線設(shè)置成平行于相對于連接半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的直線的垂直方向。因此，第二激光束的+第一階光和-第一階光的主光束在三分檢測器93、97的中心形成光束點。
接著將描述在本實施例中的各種信號的計算方法。
在再現(xiàn)DVD的情況下，如圖13所示，如第一實施例所述的，+第一階光和-第一階光的主光束Md1、Md2施加到三分檢測器92、96，通過三分檢測器92、96的每個檢測信號A、B、C、D、E、F可把(A+C+E)-(D+F+B)用作聚焦誤差FE信號。
另外，+第一階光的一個子光束Sd1b施加到一個三分檢測器93，因此，三分檢測器93的每個接收區(qū)93a、93b和93c的檢測信號L、M和N的計算及求和結(jié)果可被看作是對應于接收另一個子光束Sd1a的子檢測器94a的子檢測器的輸出。類似地，-第一階光的一個子光束Sd2b施加到一個三分檢測器97，因此，三分檢測器97的每個接收區(qū)97a、97b和97c的檢測信號P、S和T的計算及求和結(jié)果可被看作是對應于接收另一個子光束Sd2a的子檢測器98a的子檢測器的輸出。由此可通過(G+J)-((L+M+N)+(P+S+T))獲得跟蹤誤差TE信號。
另一方面，在再現(xiàn)CD的情況下，如圖14所示，+第一階光和-第一階光的主光束Mc1、Mc2施加到了三分檢測器93、97，因此通過三分檢測器93、97的每個檢測信號L、M、N、P、S、T可把(L+N+S)-(P+T+M)用作聚焦誤差FE信號。
另外，+第一階光的一個子光束Sc1a施加到一個三分檢測器92，所以，三分檢測器92的每個接收區(qū)92a、92b和92c的檢測信號A、B和C的計算及求和結(jié)果可被看作是對應于接收另一個子光束Sc1b的子檢測器94b的子檢測器的輸出。類似地，-第一階光的一個子光束Sc2a施加到一個三分檢測器96，因此，三分檢測器96的每個接收區(qū)96a、96b和96c的檢測信號D、E和F的計算及求和結(jié)果可被看作是對應于接收另一個子光束Sc2b的子檢測器98b的子檢測器的輸出。由此可通過((A+B+C)+(D+E+F))-(G+J)獲得跟蹤誤差TE信號。
根據(jù)第三實施例的光拾取裝置200，由于半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的位置被安排在相對于反射鏡61表面的縱向方向上，所以反射鏡61的橫向?qū)挾扰c第二實施例相比還可進一步縮短。相應地，由于左右第一和第二光檢測部分95、100可進一步接近半導體激光器件60和反射鏡61側(cè)面，因此光接收/發(fā)射部分110的Y方向上的寬度與第一實施例相比可被顯著地縮短。
接著參考圖16和17將描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光拾取裝置200。圖16和17是光接收/發(fā)射部分150的平面圖，并且圖16表示第一激光束的來自光盤的返回光的+第一階光和-第一階光的每個光束點Md1、Sd1a、Sd1b、Md2、Sd2a和Sd2b被接收的情況，而圖17表示第二激光束的來自光盤的返回光的+第一階光和-第一階光的每個光束點Mc1、Sc1a、Sc1b、Mc2、Sc2a和Sc2b被接收至光接收/發(fā)射部分150的情況。順便說明，半導體激光器件60和反射鏡61在光接收/發(fā)射部分150上的排列與圖15的情況相同。
第四實施例是上述第三實施例得到改進的例子。與第三實施例類似，半導體激光器件60放置成使半導體激光器件60位于相對于半導體襯底71的垂直方向上，因此，從半導體激光器件60發(fā)射的第一和第二激光束在相對于反射鏡61表面的縱向(圖中的X方向上)對齊和設(shè)置。如圖16和17所示，光接收/發(fā)射部分150具有以90°傾斜放置半導體激光器件60的結(jié)構(gòu)，并且三棱柱形的反射鏡61位于半導體激光器件60前部，并且包括四分檢測器132以及在四分檢測器132兩側(cè)(Z方向上)上的一對子檢測器133a、133b的第一光檢測部分130放置于半導體激光器件60的一側(cè)(圖中右側(cè)的Y方向上)，而包括四分檢測器136以及在四分檢測器136兩側(cè)(Z方向上)上的一對子檢測器137a、137b的第二光檢測部分135放置于半導體激光器件60的另一側(cè)(圖中左側(cè)的Y方向上)。
四分檢測器132和136分別包括如圖所示分別被分成四個部分的光接收區(qū)132a、132b、132c、132d和136a、136b、136c、136d。分割線布置于相對于連接半導體激光器件60的第一和第二光發(fā)射源36、40的直線方向的垂直方向上(圖中的Y方向上)。
例如，在再現(xiàn)DVD的情況下，如圖16所示，由全息光柵63衍射的第一激光束的+第一階光的主光束Md1施加到四分檢測器132的連續(xù)排列的三個光接收區(qū)132a、132b和132c上，一個子光束Sd1a施加到子檢測器133a，且另一個子光束Sd1b施加到子檢測器133b。另外，由全息光柵63衍射的第一激光束的-第一階光的主光束Md2施加到四分檢測器136的連續(xù)排列的三個光接收區(qū)136a、136b和136c上，而一個子光束Sd2a施加到子檢測器137a，且另一個子光束Sd2b施加到子檢測器137b。
另一方面，在再現(xiàn)CD的情況下，如圖17所示，由全息光柵63衍射的第一激光束的+第一階光的主光束Mc1施加到四分檢測器132的連續(xù)排列的三個光接收區(qū)132b、132c和132d上，而一個子光束Sc1a施加到子檢測器133a，且另一個子光束Sc1b施加到子檢測器133b。另外，由全息光柵63衍射的第一激光束的-第一階光的主光束Mc2施加到四分檢測器136的連續(xù)排列的三個光接收區(qū)136b、136c和136d上，而一個子光束Sc2a施加到子檢測器137a，且另一個子光束Sc2b施加到子檢測器137b。
接著將描述在該實施例中的各種信號的計算方法。
在再現(xiàn)DVD的情況下，如圖16所示，主光束Md1施加到四分檢測器132的三個光接收區(qū)132a、132b和132c上并且主光束Md2施加到四分檢測器136的三個光接收區(qū)136a、136b和136c上，所以，利用四分檢測器132、136的每個檢測信號A、B、C、L、M、N可把(A+C+M)-(L+N+B)用作聚焦誤差FE信號。另外，與第一實施例類似，通過(G+J)-(H+K)可獲得跟蹤誤差TE信號。
另一方面，在再現(xiàn)CD的情況下，如圖17所示，主光束Mc1施加到四分檢測器132的三個光接收區(qū)132b、132c和132d并且主光束Mc2施加到四分檢測器136的三個光接收區(qū)136b、136c和136d，所以，利用四分檢測器132、136的每個檢測信號A、B、C、L、M、N可把(B+D+N)-(M+S+C)用作聚焦誤差FE信號。另外，與第一實施例類似，通過(G+J)-(H+K)可獲得跟蹤誤差TE信號。
與第三實施例類似，根據(jù)第四實施例的光拾取裝置200，光接收/發(fā)射部分150的Y方向的寬度與第一實施例相比被減少，并且進而與第三實施例相比，光接收區(qū)的面積也可減少且實現(xiàn)進一步的小型化。
根據(jù)本發(fā)明，對于發(fā)射分別具有不同波長的第一和第二激光束并能夠讀取彼此具有不同讀出波長的多個記錄介質(zhì)的光拾取裝置來說，一種光學系統(tǒng)被緊密集成且實現(xiàn)了光拾取裝置的小型化，而且光接收元件復用于第一和第二激光束的讀取，因而可減少部件數(shù)，進而降低成本。
權(quán)利要求
1.一種光拾取裝置，能夠讀出具有彼此不同的讀出波長的多個記錄介質(zhì)中的信息，包括光發(fā)射部分，其包括用于發(fā)射第一激光束的第一光發(fā)射源和用于發(fā)射波長不同于第一激光束的第二激光束的第二光發(fā)射源，第二光發(fā)射源與第一光發(fā)射源一體形成且與第一光發(fā)射源相鄰放置，該光發(fā)射部分被控制以便有選擇地發(fā)射作為激光束的第一或第二激光束；光柵，其用于衍射激光束來產(chǎn)生一對子光束；全息光柵，其用于由記錄介質(zhì)反射的激光束產(chǎn)生第一高階光束并且由該記錄介質(zhì)反射的子光束對產(chǎn)生第二高階光束；以及光接收部分，用于接收第一和第二高階光束以產(chǎn)生聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號，所述光接收部分包括一對四分光接收元件，其用于接收第一高階光束以產(chǎn)生聚焦誤差信號；以及兩對子光束光接收元件，相對于所述一對四分光接收元件中的每一個一對一地設(shè)置，所述兩對子光束光接收元件用于接收第二高階光束以產(chǎn)生跟蹤誤差信號，第一高階光束由四分光接收元件的三個連續(xù)的光接收區(qū)接收；并且用于接收由第一激光束產(chǎn)生的第一高階光束的三個連續(xù)的光接收區(qū)與用于接收由第二激光束產(chǎn)生的第一高階光束的接收區(qū)部分不同。
2.如權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其中，光發(fā)射部分放置成使連接第一和第二光發(fā)射源的光發(fā)射點的直線垂直于在其上提供了光接收部分的表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光拾取裝置，包括用于發(fā)射波長彼此不同的第一和第二激光束的光發(fā)射部分；用于由該光發(fā)射部分發(fā)射的激光束產(chǎn)生一對子光束的光柵；和用于由記錄介質(zhì)反射的激光束產(chǎn)生正和負高階光束以把該高階光束引導至光接收部分的全息光柵。且光接收部分包括一對四分光接收元件和兩對子光束光接收元件。
文檔編號G11B7/135GK1779809SQ200510107039
公開日2006年5月31日 申請日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日
發(fā)明者松田武浩 申請人:日本先鋒公司