專利名稱:光拾取頭和光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于光盤等的信息記錄介質(zhì)的重放裝置的光拾取頭以及光學(xué)裝置,特別是涉及適合于DVD(Digital Versatile Disc)和CD-R(Compact Disc-writeonce)的兼容重放系統(tǒng)的光拾取頭以及光學(xué)裝置。
相對于作為一般的已經(jīng)普及的民用光盤系統(tǒng)的CD(CompactDisc),提出了更高密度的DVD系統(tǒng),并且被商品化而開始普及起來。在作為該重放裝置的DVD播放機(jī)中,為了避免裝置的重復(fù)和使用上的煩雜,除了必須進(jìn)行與CD的兼容重放之外,對于能夠用CD播放機(jī)進(jìn)行重放的CD-R,同樣要求具有兼容重放功能,因此希望開發(fā)出用于重放這樣的各種規(guī)格的盤的技術(shù),并且希望實現(xiàn)其構(gòu)成的簡化和成本降低。
特別是,在上述CD-R中,由于信息記錄介質(zhì)的反射率具有較大的波長依賴性,必須具有與DVD用的650nm帶不同的780nm帶的激光光源,必須設(shè)置內(nèi)置了這兩個波長的光源的光拾取頭。
另一方面,為了成本降低和小型化,希望光拾取頭的光學(xué)系統(tǒng)的集成化,在光學(xué)系統(tǒng)的集成化中,對于來自兩個波長的光源的光,具有共同的光軸。即,通過使光軸共同,而達(dá)到光路的單一化、光學(xué)部件的共用化。
作為滿足這樣的要求的光學(xué)系統(tǒng),考慮這樣的結(jié)構(gòu)在同一光軸上配置衍射光柵,分別由感光元件感受各個波長的光的各衍射光。
但是,在衍射光柵中,對于不同波長的光,要實現(xiàn)同時分別具有適當(dāng)?shù)墓饴纷儞Q或者透鏡作用這樣的設(shè)計就顯著困難起來。而且,衍射光柵由其周期構(gòu)造和光的波長的數(shù)學(xué)關(guān)系而決定衍射角等特性,因此,相對于不同的波長,衍射角會有較大的變化,光路變換和透鏡作用的特性也會有較大的變化。
這樣,當(dāng)不同波長的光入射到同一衍射光柵中時,由于上述特性變化,使最佳的感光面不同,不能實現(xiàn)感光元件基板的共用,而且,妨礙了光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
因此,為了解決上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種光拾取頭以及光學(xué)裝置,對于兩個不同種類的光能夠使其共用光軸,并且,能夠用單一的感光元件基板來感受由衍射光柵所產(chǎn)生的各個光的各衍射光,而支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
根據(jù)本發(fā)明第一方面,提供一種光拾取頭,把光照射到信息記錄介質(zhì)上,利用來自該信息記錄介質(zhì)的反射光來讀取信息,其特征在于,包括第一衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直;第二衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直并且配置在與上述第一衍射光柵不同的面上;感光元件基板,使來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光入射,在同一平面上具有感受由上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵所分別衍射·分光的±1次衍射光的感光面,把上述第一衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第一交點,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1a光路長,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1b光路長,把上述第1a光路長和第1b光路長的平均值作為第一平均光路長,把上述第二衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第二交點,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2a光路長,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2b光路長,把上述第2a光路長和第2b光路長的平均值作為第二平均光路長,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板配置成使上述第一平均光路長為一定的第一曲面、上述第二平均光路長為一定的第二曲面以及來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵后的光軸相交在一點或者大致一點上。
根據(jù)本發(fā)明第二方面,提供一種光拾取頭,把光照射到信息記錄介質(zhì)上,利用來自該信息記錄介質(zhì)的反射光來讀取信息,其特征在于,包括能夠射出兩個不同種類的光的激光光源;第一衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直;第二衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直并且配置在與上述第一衍射光柵不同的面上;感光元件基板,使來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光入射,在同一平面上具有感受由上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵所分別衍射·分光的±1次衍射光的感光面,把上述第一衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第一交點,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1a光路長,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1b光路長,把上述第1a光路長和第1b光路長的平均值作為第一平均光路長,把上述第二衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第二交點,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2a光路長,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2b光路長,把上述第2a光路長和第2b光路長的平均值作為第二平均光路長,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板配置成使上述第一平均光路長為一定的第一曲面、上述第二平均光路長為一定的第二曲面以及來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵后的光軸相交在一點或者大致一點上。
根據(jù)發(fā)明第三方面,其特征在于,在根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面提供的光拾取頭中,上述感光元件基板配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直,上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵任一方或者兩方構(gòu)成為具有透鏡作用的全息元件。
本發(fā)明第四方面的特征在于,在根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面提供的光拾取頭中,上述感光元件基板相對于上述入射光軸的垂直面傾斜配置。
本發(fā)明第五方面是提供一種用于本發(fā)明第一方面的光拾取頭的光學(xué)裝置,其特征在于,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板在同一殼體內(nèi)固定為一體。
本發(fā)明第六方面是提供一種用于本發(fā)明第二方面的光拾取頭的光學(xué)裝置,其特征在于,把上述激光光源、上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板在同一殼體內(nèi)固定為一體。
本發(fā)明第七方面是在根據(jù)本發(fā)明第五或第六方面所提供的光學(xué)裝置中,上述感光元件基板配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直,上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵任一方或者兩方構(gòu)成為具有透鏡作用的全息元件。
本發(fā)明第八方面是在根據(jù)本發(fā)明第五或第六方面所提供的光學(xué)裝置中,上述感光元件基板相對于上述入射光軸的垂直面傾斜配置。
本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進(jìn)一步說明。在這些附圖中
圖1是本發(fā)明的第一實施例所涉及的光拾取頭的簡要透視圖;圖2是本發(fā)明的第一實施例,圖2(A)是表示第一和第二衍射光柵13、14的衍射狀態(tài)以及其±1次衍射光向感光元件基板2的照射狀態(tài)的圖,圖2(B)是圖2(A)的M方向視圖3是用于說明本發(fā)明所涉及的第一衍射光柵13、第二衍射光柵14和感光元件基板2的配置關(guān)系的圖;圖4是表示本發(fā)明的第二實施例所涉及的第一和第二衍射光柵13、14的衍射狀態(tài)和感光元件基板2的配置狀態(tài)的構(gòu)成圖。
下面根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的實施例。
圖1~圖3表示本發(fā)明的第一實施例,圖1是光拾取頭的簡要透視圖,圖2(A)是表示第一和第二衍射光柵13、14的各衍射狀態(tài)以及其±1次衍射光17a、17b、18a、18b向感光元件基板2的照射狀態(tài)的圖,圖2(B)是圖2(A)的M方向視圖,圖3是說明第一衍射光柵13、第二衍射光柵14和感光元件基板2的配置關(guān)系的圖。
在圖1中,感光元件基板2被固定在線路板1上,在該感光元件基板2上把4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b配置成一條直線。這些4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b配置在同一平面的感光面2a上,以下述的光軸C通過的點作為中心,由一對內(nèi)側(cè)感光區(qū)域3a、3b和一對外側(cè)感光區(qū)域4a、4b所構(gòu)成。
而且,4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b分別被分割成中心區(qū)域部(沒有特地附加標(biāo)號)和其兩個外側(cè)的外側(cè)區(qū)域部(沒有特地附加標(biāo)號),該分割比例在正好聚焦的狀態(tài)下被設(shè)定為中心區(qū)域部與兩個外側(cè)區(qū)域部的點光量具有相同的量。
而且,在感光元件基板2上,相對于配置成一條直線狀態(tài)的4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b,在旋轉(zhuǎn)90度的位置上固定激光光源5和微型反射鏡6。激光光源5通過固定在感光元件基板2上的輔助支架部件7進(jìn)行固定,該激光光源5具有第一激光光源部(未圖示)和第二激光光源部(未圖示)。
在該第一實施例中,第一激光光源部和第二激光光源部都是半導(dǎo)體激光器,在同一芯片上通過形成為單片而構(gòu)成。第一激光光源部和第二激光光源部相鄰配置,各個射出光在水平方向上具有大致相同光軸而射出。分別射出第一激光光源部具有的780nm波長的光和第二激光光源部具有的650nm波長的光。
微型反射鏡6作為反射鏡面6a而構(gòu)成與激光光源5相對的面,該反射鏡面6a構(gòu)成為在相對于水平面垂直方向上傾斜45度的面。即,來自激光光源5的各個射出光由微型反射鏡6進(jìn)行反射,由此,被變換為在垂直方向上具有大致相同的光軸C的光,通過該垂直方向上大致相同的光軸C,各個射出光被射到作為信息記錄介質(zhì)的盤10上,并且,來自盤10的反射光通過相同的光軸C返回。
在該垂直方向上的上述光軸C上,從盤10側(cè)依次配置物鏡11、板狀部件12。物鏡11把從激光光源5經(jīng)過板狀部件12而傳導(dǎo)的光聚焦到盤10的信息記錄層(未圖示)上。
在板狀部件12的上表面構(gòu)成第一衍射光柵13,在其下表面構(gòu)成第二衍射光柵14。第一衍射光柵13和第二衍射光柵14分別配置成相對于上述光軸C大致垂直。在該第一實施例中,上述光軸C是第一和第二衍射光柵13、14中的來自激光光源5的入射光軸,同時,是盤10的反射光的入射光軸。而且,所謂大致垂直在本說明書中為包含完全垂直的概念。
第一衍射光柵13由具有透鏡能力(透鏡作用)的全息元件所構(gòu)成,并且,對780nm波長的光進(jìn)行衍射作用。
第二衍射光柵14與上述第一衍射光柵13相同,由具有透鏡能力(透鏡作用)的全息元件所構(gòu)成,并且,第二衍射光柵14對650nm波長的光進(jìn)行衍射作用。
上述物鏡11、板狀部件12、感光元件基板2和激光光源5在同一殼體15中固定為一體。
下面根據(jù)圖3來說明上述第一衍射光柵13、第二衍射光柵14和感光元件基板2的配置關(guān)系。在圖3中,當(dāng)把第一衍射光柵13與上述入射光軸C相交的點作為第一交點PG1時,把從該第一交點PG1到由第一衍射光柵13所衍射的+1次衍射光17a與感光面2a相交的點P1a的長度作為第1a光路長,把從該第一交點PG1到由第一衍射光柵13所衍射的-1次衍射光17b與感光面2a相交的點P1b的長度作為第1b光路長,則第1a光路長和第1b光路長的平均值為第一平均光路長L1(L1=(第1a光路長+第1b光路長)/2)。
當(dāng)把第二衍射光柵14與入射光軸C相交的點作為第二交點PG2時,把從該第二交點PG2到由第二衍射光柵13所衍射的+1次衍射光18a與感光面2a相交的點P2a的長度作為第2a光路長,把從該第二交點PG2到由第二衍射光柵14所衍射的-1次衍射光18b與感光面2a相交的點P2b的長度作為第2ba光路長,則第2a光路長和第2b光路長的平均值為第二平均光路長L2(L2=(第2a光路長+第2b光路長)/2)。
第一平均光路長L1為一定的第一曲面SP1和第二平均光路長L2為一定的第二曲面SP2都配置第一衍射光柵13、第二衍射光柵14和感光元件基板2,以便于在激光光源5的發(fā)光點20(圖2(A)、(B)所示)的共軛點21上連接,或者在大致一點上相交。
而且,如果感光元件基板2在上述條件的范圍內(nèi),可以設(shè)計成相對于入射光軸C以垂直或者傾斜狀態(tài)配置,但在該第一實施例中,感光元件基板2配置成與入射光軸C大致垂直。
下面說明上述構(gòu)成的作用。當(dāng)從激光光源5射出780nm波長的光時,該射出的光由微型反射鏡6進(jìn)行反射而變?yōu)榫哂写怪狈较虻娜肷涔廨SC的光。具有該入射光軸C的光在通過第二衍射光柵14、第一衍射光柵13之后,一般通過準(zhǔn)直儀(圖中未示出)而成為平行光,通過物鏡11而在盤10的信息記錄面(圖中末示出)上聚焦。來自盤10的反射光在與上述相反的路徑上再次收斂入射到第一衍射光柵13上。
接著,通過第一衍射光柵13的衍射作用,而分路為±1次衍射光17a、17b,該±1次衍射光17a、17b向著感光元件基板2的感光區(qū)域4a、4b照射。
在此,由于作為0次光通過第一和第二衍射光柵13、14的光的收斂點為共軛點21或者在其附近,則由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光17a、17b,在假定在第一衍射光柵13上沒有透鏡能力時,具有收斂在與上述共軛點21相連接的第一曲面SP1上的關(guān)系。
這樣,由全息元件所構(gòu)成的第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光中的一方17b由于透鏡能力在到達(dá)感光面2a之前會聚成聚焦點或者聚焦線,±1次衍射光中的另一方17a由于透鏡能力而在感光面2a后方會聚成聚焦點或者聚焦線。這樣,±1次衍射光17a、17b在相反方向上具有聚焦點偏差,以預(yù)定(大致相同)的點尺寸照射感光區(qū)域4a、4b,伴隨著盤10的聚焦點方向位置偏差,該尺寸在相反方向上變化,因此,能夠構(gòu)成適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng)。
當(dāng)從激光光源5射出650nm波長的光時,該射出光與上述相同到達(dá)盤10,該反射光通過第一衍射光柵13而入射到第二衍射光柵14上。
接著,通過第二衍射光柵14的衍射作用,而分路為±1次衍射光18a、18b,該±1次衍射光18a、18b向著感光元件基板2的感光區(qū)域3a、3b照射。
在此,由于作為0次光通過第一和第二衍射光柵13、14的光的收斂點為共軛點21或者在其附近,則由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光,在假定在第二衍射光柵14上沒有透鏡能力時,具有收斂在與上述共軛點21相連接的第二曲面SP2上的關(guān)系。
這樣,由全息元件所構(gòu)成的第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光中的一方18b由于透鏡能力在到達(dá)感光面2a之前會聚成聚焦點或者聚焦線,±1次衍射光中的另一方18a由于透鏡能力而在感光面2a后方會聚成聚焦點或者聚焦線。這樣,±1次衍射光在相反方向上具有聚焦點偏差,以預(yù)定(大致相同)的點尺寸照射感光區(qū)域3a、3b,伴隨著盤10的聚焦點方向位置偏差,該尺寸在相反方向上變化,因此,能夠構(gòu)成適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng)。
由此,對于由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光和由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光,感光元件基板2的感光面2a可以設(shè)定在最佳的感光面上,對于兩個不同波長(780nm的波長和650nm的波長)的光,共用了從激光光源5到盤10的入射光軸C和從盤10到感光元件基板2的入射光軸C,并且,能夠在單一的感光元件基板2上感受由第一和第二衍射光柵13、14所產(chǎn)生的各個波長的光的各個±1次衍射光17a、17b、18a、18b,因此,能夠支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
這樣,把相應(yīng)光拾取頭的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行集成化的光學(xué)裝置16能夠緊湊地構(gòu)成。
而且,在第一實施例中,由于把上述入射光軸C設(shè)定為通過激光光源5的發(fā)光點20的共軛點21,因而能夠在感光元件基板2上固定激光光源5,因此,能夠支持光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)一步的集成化。這樣,把相應(yīng)光拾取頭的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行集成化的光學(xué)裝置16能夠構(gòu)成為更緊湊的。而且,可以把上述入射光軸C設(shè)定為通過激光光源5的發(fā)光點20。
在第一實施例中,由于在感光元件基板2上把4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b配置成一條直線狀,從而能夠降低微型反射鏡6、輔助支架部件7等之類的裝載部件在配置上的障礙,因而提高了光學(xué)配置的自由度。
而且,在第一實施例中,第一激光光源部和第二激光光源部在同一芯片上形成為單片,也可以構(gòu)成為混合形的。而且,在第一實施例中,在感光元件基板2上配置4個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b,也可以把其中一方的內(nèi)側(cè)感光區(qū)域3a與外側(cè)感光區(qū)域4a連接成一體,把另一方的內(nèi)側(cè)感光區(qū)域3b與外側(cè)感光區(qū)域4b連接成一體。
即,用于使用650nm波長的DVD和使用780nm波長的CD兩種盤不會同時使用,則通過共用感光區(qū)域,能夠使用相同的布線,能夠簡化電路,減少必要的布線條數(shù),使組件小型化,從而能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的薄型化。
而且,在第一實施例中,激光光源5通過輔助支架部件7固定在感光元件基板2上,但是,如果能夠使激光光源5的發(fā)光點20的共軛點21位于感光元件基板2的感光面2a附近,也可以把激光光源5直接固定在感光元件基板2上。根據(jù)這樣的構(gòu)成,能夠進(jìn)一步削減部件數(shù)量,同時,能夠?qū)崿F(xiàn)薄型化。
下面說明本發(fā)明的第二實施例。在該第二實施例中,對于與上述第一實施例相同構(gòu)成之處,為了避免重復(fù)而省略其說明,僅說明與第一實施例不同的構(gòu)成。即,與上述實施例相比的不同之處是第一和第二衍射光柵13、14和感光元件基板2的配置狀態(tài)。圖4是表示第一和第二衍射光柵13、14的衍射狀態(tài)和感光元件基板2的配置狀態(tài)的構(gòu)成圖。
在圖4中,第一和第二衍射光柵13、14不是全息元件,而是由沒有透鏡能力(透鏡作用)而僅有衍射作用的元件(例如光柵)所構(gòu)成的。此外,與第一實施例相同,第一衍射光柵13對780nm波長的光具有衍射作用,而第二衍射光柵14對650nm波長的光具有衍射作用。
感光元件基板2相對于上述入射光軸C的垂直面N傾斜了傾斜角θ。
下面說明上述構(gòu)成的作用。當(dāng)從激光光源5射出780nm波長的光時,該射出光通過與上述第一實施例相同的路徑到達(dá)盤,其反射光沿同樣的路徑返回而入射到第一衍射光柵13上。
接著,通過第一衍射光柵13的衍射作用而分路成±1次衍射光17a、17b,該±1次衍射光17a、17b向著感光元件基板2的感光區(qū)域4a、4b照射。
在此,由于作為0次光通過第一和第二衍射光柵13、14的光的收斂點為激光光源5的發(fā)光點20的共軛點21或者在其附近,則由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光具有收斂在與上述共軛點21相接的第一曲面SP1上的關(guān)系。而且,由于感光元件基板2相對于入射光軸C的垂直面N傾斜配置,則第1a光路長和第1b光路長成為這樣的位置關(guān)系相對于第一平均光路長L1,其中一方增加,而另一方則減少相同的距離。
這樣,由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光中的一方17b在到達(dá)感光面2a之前會聚成聚焦點或者聚焦線,±1次衍射光的另一方17a在感光面2a后方會聚成聚焦點或者聚焦線。這樣,±1次衍射光17a、17b在相反方向上具有聚焦點偏差,以預(yù)定(大致相同)的點尺寸照射感光區(qū)域4a、4b,伴隨著盤10的聚焦點方向位置偏差,該尺寸在相反方向上變化,因此,能夠構(gòu)成適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng)。
當(dāng)從激光光源5射出650nm波長的光時,該射出光沿與上述相同的路徑到達(dá)盤,而且,該反射光通過第一衍射光柵13而入射到第二衍射光柵14上。
接著,通過第二衍射光柵14的衍射作用,而分路為±1次衍射光18a、18b,該±1次衍射光18a、18b向著感光元件基板2的感光區(qū)域3a、3b照射。
在此,由于作為0次光通過第一和第二衍射光柵13、14的光的收斂點為激光光源5的發(fā)光點20的共軛點21或者在其附近,則由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光具有收斂在與上述共軛點21相接的第二曲面SP2上的關(guān)系。而且,由于感光元件基板2相對于入射光軸C的垂直面N傾斜配置,則第2a光路長和第2b光路長成為這樣的位置關(guān)系相對于第二平均光路長L2,其中一方增加,而另一方則減少相同的距離。
這樣,由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光的一方18b在到達(dá)感光面2a之前會聚成聚焦點或者聚焦線,±1次衍射光的另一方18a在感光面2a后方會聚成聚焦點或者聚焦線。這樣,±1次衍射光在相反方向上具有聚焦點偏差,以預(yù)定(大致相同)的點尺寸照射感光區(qū)域3a、3b,伴隨著盤的聚焦點方向位置偏差,該尺寸在相反方向上變化,因此,能夠構(gòu)成適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng)。
由此,對于由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光17a、17b和由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光18a、18b,感光元件基板2的感光面2a可以設(shè)定在最佳的感光面上,對于兩個不同波長(780nm的波長和650nm的波長)的光,共用了光軸C,并且,能夠在單一的感光元件基板2上感受由第一和第二衍射光柵13、14所產(chǎn)生的各個波長的光的各個±1次衍射光17a、17b、18a、18b,因此,能夠支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
在第一和第二實施例中,激光光源5通過輔助支架部件7固定在感光元件基板2上,激光光源5的發(fā)光點20的共軛點21位于上述光軸C上,但是,激光光源5也可以與上述光學(xué)裝置16不構(gòu)成在一體中。即,激光光源5的發(fā)光點20或者其共軛點21可以配置在不處于上述光軸C上的位置上。
在此情況下,配置第一衍射光柵13、第二衍射光柵14和感光元件基板2,以使第一平均光路長L1為一定的第一曲面SP1、第二平均光路長L2為一定的第二曲面SP2、來自盤10的反射光作為0次光通過第一和第二衍射光柵13、14后的光軸相交在一點30(圖3所示)或者大致一點上。根據(jù)這樣的構(gòu)成,具有激光光源5的配置位置的自由度擴(kuò)大的優(yōu)點。
這樣,在上述構(gòu)成的情況下,來自盤10的反射光入射到第一和第二衍射光柵13、14上,作為0次光通過該第一和第二衍射光柵13、14的光收斂在第一曲面SP1、第二曲面SP2和光軸C的交點30上或者大致收斂在該交點上。這樣,來自盤10的反射光到達(dá)感光元件基板的光學(xué)系統(tǒng)為與上述第一和第二實施例相同的光學(xué)系統(tǒng)。
這樣,即使在上述條件范圍內(nèi)按上述那樣配置感光元件基板2,第1a光路長和第1b光路長把第一平均光路長L1作為基準(zhǔn),并且,第2a光路長和第2b光路長把第二平均光路長L2作為基準(zhǔn),而成為相互一致或者一方增加而另一方減少相同距離的位置關(guān)系,因此,對于由第一衍射光柵13所產(chǎn)生的±1次衍射光17a、17b和由第二衍射光柵14所產(chǎn)生的±1次衍射光18a、18b,感光元件基板2的感光面2a可以設(shè)定在最佳感光面上。
由此,對于兩個不同波長的光,可以共用光軸C,并且,能夠用單一的感光元件基板2來感受由第一和第二衍射光柵13、14所產(chǎn)生的各波長的光的±1次衍射光17a、17b、18a、18b,而支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。在此情況下,作為不包含激光光源的光學(xué)裝置(具體地說,包含第一衍射光柵13、第二衍射光柵14、感光元件基板2等)而整體集成化。
而且,對于設(shè)計所配置的各個部件的調(diào)整按以下這樣進(jìn)行,即,感光元件基板2的各個感光區(qū)域3a、3b、4a、4b的位置,可以通過掩模設(shè)計來決定,微型反射鏡6的位置可以決定為發(fā)光點20的共軛點21到達(dá)感光區(qū)域3a、3b、4a、4b的對稱中心。而且,激光光源5的位置可以通過輔助支架部件7的高度來控制發(fā)光點20的高度位置,同時,與射出方向相關(guān),控制輔助支架部件7上的反光鏡遠(yuǎn)近方向的裝載位置,由此,能夠控制共軛點21的深度(距感光元件基板2上表面的深度)。通過這樣的調(diào)整,由兩個系統(tǒng)的互補(bǔ)的點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測能夠良好地進(jìn)行。
而且,作為本發(fā)明的另一個實施例,使第一和第二衍射光柵13、14為沒有透鏡能力(透鏡作用)而僅有衍射作用地構(gòu)成,而且,把感光元件基板2配置成相對于光軸C大致地垂直。即,為圖3所示的構(gòu)成。
通過這樣的構(gòu)成,對于一方的入射光,在感光元件基板2的各個感光區(qū)域3a、3b上得到兩個沒有焦點偏差的收斂光,對于另一方的入射光,在感光元件基板2的各個感光區(qū)域4a、4b上得到兩個沒有焦點偏差的收斂光。沒有焦點偏差的收斂光能夠用于刃形法和象散法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測以及信息讀取等,因此,能夠構(gòu)成兩系統(tǒng)的最佳的光學(xué)系統(tǒng)。
而且,在以上第一和第二實施例中,對于具有兩個不同波長的光,構(gòu)成了適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng),但是,對于除波長之外的要素(例如偏光狀態(tài))不同的兩種光,構(gòu)成為相對于該不同的兩種光第一和第二衍射光柵13、14分別衍射,由此,能夠構(gòu)成兩系統(tǒng)的最佳的光學(xué)系統(tǒng)。
而且,在上述第一實施例中,由全息元件構(gòu)成第一和第二衍射光柵13、14,并且,使感光元件基板2配置成相對于光軸C大致垂直,在上述第二實施例中,使第一和第二衍射光柵13、14為沒有透鏡能力(透鏡作用)的構(gòu)成,并且使感光元件基板2與光軸C的垂直面N傾斜配置,但是,也可以把第一和第二實施例進(jìn)行組合。即,把第一實施例作為基本形態(tài)來構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng),在點尺寸的微調(diào)等中使用第二實施例的裝置。也可以反之。
而且,在上述第一和第二實施例中,由于第一和第二衍射光柵13、14設(shè)置在板狀部件12的上下表面上,能夠容易地制作相互平行的衍射光柵,而且,使板狀部件12本身與光軸C垂直,或者傾斜預(yù)定角度來配置,由此,能夠把第一和第二衍射光柵13、14配置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br>
而且,在上述第一實施例中,由全息元件構(gòu)成第一衍射光柵13和第二衍射光柵14,構(gòu)成兩系統(tǒng)的適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng),但是,也可以用全息元件構(gòu)成第一衍射光柵13和第二衍射光柵14中的任一方,而另一方由沒有透鏡能力(透鏡作用)的元件構(gòu)成,這樣,在一個系統(tǒng)中,能夠構(gòu)成適合于由點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng),而在另一個系統(tǒng)中,能夠得到?jīng)]有焦點偏差的收斂光,而構(gòu)成適合于由刃形法和象散法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測以及信息讀取的光學(xué)系統(tǒng)。
而且,在上述第一和第二實施例中,CD系統(tǒng)和CD-R系統(tǒng)使用780nm波長的光源,DVD系統(tǒng)使用650nm波長的光源,因此,第一和第二實施例的光拾取頭和光學(xué)裝置能夠適用于CD系統(tǒng)和CD-R系統(tǒng)與DVD系統(tǒng)的兼容重放。
如上述那樣,根據(jù)本發(fā)明第一和第五方面,第一曲面、第二曲面與上述光軸的交點或者大致交點成為作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵的光的收斂點,在上述條件的范圍內(nèi)配置感光元件基板,具有這樣的位置關(guān)系以第一平均光路長作為基準(zhǔn),第1a光路長和第1b光路長相互一致或者一方增加另一方減少相同的距離;以第二平均光路長作為基準(zhǔn),第2a光路長和第2b光路長相互一致或者一方增加另一方減少相同的距離,因此,對于由第一衍射光柵所產(chǎn)生的±1次衍射光和由第二衍射光柵所產(chǎn)生的±1次衍射光,上述感光元件基板的感光面可以設(shè)定在最佳感光面上,對于兩個不同種類(例如波長)的光,可共用光軸,并且,能夠用單一的感光元件基板來感受由衍射光柵所產(chǎn)生的各種(例如波長)的光的各個衍射光,來支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
根據(jù)本發(fā)明第二和第六方面,第一曲面和第二曲面連接的上述激光光源的發(fā)光點或者共軛點成為作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵的光的收斂點,在上述條件的范圍內(nèi)配置感光元件基板,具有這樣的位置關(guān)系以第一平均光路長作為基準(zhǔn),第1a光路長和第1b光路長相互一致或者一方增加另一方減少相同的距離;以第二平均光路長作為基準(zhǔn),第2a光路長和第2b光路長相互一致或者一方增加另一方減少相同的距離,因此,對于由第一衍射光柵所產(chǎn)生的±1次衍射光和由第二衍射光柵所產(chǎn)生的±1次衍射光,上述感光元件基板的感光面可以設(shè)定在最佳感光面上,對于兩個不同種類(例如波長)的光,可共用光軸,并且,能夠用單一的感光元件基板來感受由衍射光柵所產(chǎn)生的各種(例如波長)的光的各個衍射光,來支持光學(xué)系統(tǒng)的集成化。
根據(jù)本發(fā)明第三和第七方面,第1a光路長和第1b光路長具有相同長度(第一平均光路長),第2a光路長和第2b光路長具有相同長度(第二平均光路長),由全息元件所構(gòu)成的第一衍射光柵和第二衍射光柵任一方或者兩者所產(chǎn)生的±1次衍射光中的一方由透鏡作用在到達(dá)感光面之前會聚成聚焦點或者聚焦線,±1次衍射光中的另一方由透鏡作用在感光面的后方會聚成聚焦點或者聚焦線,因此,能夠構(gòu)成適合于點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明第四和第八方面,第1a光路長和第1b光路長相對于第一平均光路長為一方增加而另一方減少相同距離的位置關(guān)系,第2a光路長和第2b光路長相對于第二平均光路長為一方增加而另一方減少相同距離的位置關(guān)系,第一衍射光柵和第二衍射光柵的各個±1次衍射光的一方在到達(dá)感光面之前會聚成聚焦點或者聚焦線,各個±1次衍射光的另一方在感光面的后方會聚成聚焦點或者聚焦線,因此,不使用全息元件,能夠構(gòu)成適用于點尺寸法所產(chǎn)生的聚焦誤差檢測的兩系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種光拾取頭,把光照射到信息記錄介質(zhì)上,使用來自該信息記錄介質(zhì)的反射光來讀取信息,其特征在于,包括第一衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直;第二衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直并且配置在與上述第一衍射光柵不同的面上;感光元件基板,使來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光入射,在同一平面上具有感受由上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵所分別衍射/分光的±1次衍射光的感光面,把上述第一衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第一交點,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1a光路長,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1b光路長,把上述第1a光路長和第1b光路長的平均值作為第一平均光路長,把上述第二衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第二交點,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2a光路長,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2b光路長,把上述第2a光路長和第2b光路長的平均值作為第二平均光路長,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板配置成使上述第一平均光路長為一定的第一曲面、上述第二平均光路長為一定的第二曲面以及來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵后的光軸相交在一點或者大致一點上。
2.一種光拾取頭,把光照射到信息記錄介質(zhì)上,使用來自該信息記錄介質(zhì)的反射光來讀取信息,其特征在于,包括能夠射出兩個不同種類的光的激光光源;第一衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直;第二衍射光柵,配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直并且配置在與上述第一衍射光柵不同的面上;感光元件基板,使來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光入射,在同一平面上具有感受由上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵所分別衍射/分光的±1次衍射光的感光面,把上述第一衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第一交點,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1a光路長,把從該第一交點到由上述第一衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第1b光路長,把上述第1a光路長和第1b光路長的平均值作為第一平均光路長,把上述第二衍射光柵與上述入射光軸相交的點作為第二交點,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的+1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2a光路長,把從該第二交點到由上述第二衍射光柵所衍射的-1次衍射光與上述感光面相交處的長度作為第2b光路長,把上述第2a光路長和第2b光路長的平均值作為第二平均光路長,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板配置成使上述第一平均光路長為一定的第一曲面、上述第二平均光路長為一定的第二曲面以及來自上述信息記錄介質(zhì)的反射光作為0次光通過上述第一和第二衍射光柵后的光軸相交在一點或者大致一點上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的光拾取頭,其特征在于,上述感光元件基板配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直,上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵中任一方或者兩方構(gòu)成為具有透鏡作用的全息元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的光拾取頭,其特征在于,上述感光元件基板相對于上述入射光軸的垂直面傾斜配置。
5.一種用于權(quán)利要求1所述光拾取頭的光學(xué)裝置,其特征在于,把上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板在同一殼體內(nèi)固定為一體。
6.一種用于權(quán)利要求2所述光拾取頭的光學(xué)裝置,其特征在于,把上述激光光源、上述第一衍射光柵、上述第二衍射光柵和上述感光元件基板在同一殼體內(nèi)固定為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或者權(quán)利要求6所述的光學(xué)裝置,其特征在于,上述感光元件基板配置成與上述反射光的入射光軸大致垂直,上述第一衍射光柵和上述第二衍射光柵中任一方或者兩方構(gòu)成為具有透鏡作用的全息元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或者權(quán)利要求6所述的光學(xué)裝置,其特征在于,上述感光元件基板相對于上述入射光軸的垂直面傾斜配置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是使兩種光共用光軸,從而用單一的感光元件基板來感光。在該裝置中,第一、第二衍射光柵13、14分別與入射光軸C相交于交點PG1和PG2,PG1到±1次衍射光17a、17b與感光面2a相交處的各上度為第1a、1b光路長,其平均值作為第一平均光路長,PG2到±1次衍射光18a、18b與感光面2a相交處的各個長度成為第2a、2b光路長,其平均值作為第二平均光路長,配置光柵13、14和感光元件基板2,使第一曲面SP1和第二曲面SP2接于一點30。
文檔編號G11B7/09GK1259729SQ9912184
公開日2000年7月12日 申請日期1999年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月19日
發(fā)明者大山實 申請人:日本勝利株式會社