专利名称：光学拾取头的制作方法
技术领域：
本发明涉及对光盘等信息记录媒体利用光学方式记录再生信息的光学拾取头，详细涉及修正在跟踪误差信号中发生偏移的光学拾取头。
背景技术：
光盘作为能够高密度地记录大量的信息信号的信息信号媒体，用于音响、录像机、计算机等许多领域。在上述光盘等信息记录媒体中，为了再生以微米为单位记录的信息信号，必须使光束对光盘的轨道进行正确的跟踪。在用于上述跟踪的跟踪误差信号(TESTracking Error Signal)的检测方法中，已知有各种各样的方法。
作为一种上述跟踪方法，有差动推挽法(DPPDifferential Push Pull)，它是通过取得由3光束用衍射光栅产生的主光束推挽信号和副光束推挽信号之差，修正由物镜的偏移、光盘的倾斜产生的TES的偏移。
在上述DPP法中，为了消除偏移，设定副光束的推挽信号相对于主光束的推挽信号的相位差为180°。但是，为了给出180°的相位差，必须对聚焦配置在光盘的轨道上的主光束以及副光束进行位置调整，必须正确地进行3光束用衍射光栅的旋转调整等。
因此，在日本国公开专利公报[特开2001-250250号公报(
公开日期2001年9月14日)]上公开了一种相移DPP法，它能够改进上述DPP法，省略聚焦在光盘的轨道上的主光束和副光束的位置调整，作为能够简化光学拾取头组装时的调整。
在上述特开2001-250250号公报上所述的相移DPP法中，如图16所示，通过准直透镜102把从光源101中射出的激光变换成平行光，通过光栅103将上述平行光分割成主光束130、副光束(+1级光)131及副光束(-1级光)132。然后，该3束光束在通过分光镜104之后，通过物镜105在光盘106的轨道上聚焦，使从光盘106来的反射光通过物镜105用分光镜104进行反射，用聚焦透镜107将该反射光引入光检测器108(108A，108B，108C)。因此，上述主光束130以及副光束131·132的反射光的远场图用2分割光检测器108A·108B·108C进行受光。
这里，设光束的中心作为原点，光盘的径向作为x方向，轨道方向作为y方向，在设定这样的xy坐标系的情况下，上述光栅103的第1象限的光栅槽与其它象限的光栅槽相比，周期结构的相位差相位差180°。因此，在由光栅槽进行衍射的副光束131·132中，在上述第1象限的部分产生了180°的相位差。故，来自上述2分割光检测器108B、108C的差信号，即副光束的推挽信号PP131·132如图17(a)所示，是来自2分割光检测器108A的差信号，与没有相位差的主光束的推挽信号P130相比，振幅大致为0。
因为来自上述主光束131·132的推挽信号与轨道的位置无关，并检测不出，故把副光束131·132配置在与主光束130同样的轨道上，或者，也可配置于不同的轨道上，实质上，得到的差动推挽信号是相同的。
另外，对于由物镜105和光盘106的倾斜而产生的TES的偏移，如图17(b)所示，在P130以及P131(P132)中，对应于光量，分别只产生Δp以及Δp’同相的偏移。因此，消除上述偏移的差动推挽信号PP134根据下式(1)通过运算能够检测出来。
PP134＝PP130-k(PP131+PP132)＝PP130-k·PP133......(1)还有，在上式(1)中，系数k是用于修正0级光主光束130和+1级光副光束131以及-1级光副光束132的光强度的不同，强度比如为0级光∶+1级光∶-1级光＝a∶b∶b，则系数k＝a/(2b)。又，如上式(1)所示，P133是副光束131以及副光束132的推挽信号之和。
这样，副光束131·132的推挽信号之和PP133与沟深无关，振幅为0。即，不管轨道上的什么位置，振幅都为0，故不需要被称为光栅等的旋转调整的上述3束光束的位置调整。因此能够大大简化光学拾取头的组装调整。
在使用采用相移光栅的光学拾取头时，有的情况下表示物镜偏移(记为镜移)的副光束的推挽信号的偏移灵敏度(镜移信号)对物镜的镜移不按线性变化。
具体地说，为了评价相对于上述物镜偏移的偏移值，在用推挽信号的振幅的中心值(相当于如图17(b)所示的Δp，Δp’的值)的情况下，如图18所示，有时镜移信号发生变化。即，相对于镜移，主光束的推挽信号的镜移信号(图18中的实线)呈线性变化，副光束的推挽信号的镜移信号(图18中的虚线)呈非线性变化。
上述副光束的推挽信号的镜移信号的非线性的变化起因于上述光栅的相互相位不同区域之间的边界周围的结构。即，在该边界周围，容易受到通过有各自相位的上述区域的光束的干涉和该边界周围的光栅的光栅槽偏离理想设计状态的影响。因此，根据上述边界周围和光检测器(如图16中的108)的分割线的位置关系，副光束的推挽信号的镜移信号的强度产生差异，该镜移信号相对于镜移呈非线性变化。
这样，若推挽信号的偏移灵敏度发生急剧变化，就不能正确地修正TES的偏移，难以实现光学拾取头的更好的跟踪伺服。故，在采用相移光栅的光学拾取头中，为了提高跟踪伺服的可靠性，留有进一步改进的余地。
发明内容
本发明的目的是提供能抑制副推挽信号相对于物镜偏移的灵敏度的变化、提高跟踪伺服的可靠性的光学拾取头。
本发明的光学拾取头具有射出光束的光源、在光记录媒体上使该光源聚焦的聚焦元件、配置于上述光源和聚焦元件之间的用于至少分割成主光束以及2束副光束的光衍射元件、具有用沿该光记录媒体的轨道方向设定的分割线将上述光记录媒体的反射光分割而得到的光进行光检测的光检测元件的光检测部，在该光学拾取头中，上述光衍射元件具有沿垂直于上述光记录媒体的轨道方向的方向形成的凹凸形状的第1凹凸图形、以及相对于该第1凹凸图形的凹凸形状沿上述轨道方向偏离规定的间距而形成的凹凸形状的第2凹凸图形，同时具有根据用该第1凹凸图形以及第2凹凸图形的其中一方形成的配置图形来加以区别、并沿垂直于上述轨道方向的方向并排形成的至少3个配置图形区域，设置上述凹凸图版边界部使得在由互相相邻的上述配置图形区域中的第1区域与第2区域的边界即配置图形边界部形成的平行于上述轨道方向的区域边界线，与上述第1凹凸图形与第2凹凸图形的边界即凹凸图形边界部相重叠的情况下，形成与该凹凸图形边界部中的平行于上述轨道方向的图形边界线群中的一部分图形边界线相重叠的线状重叠部、以及在该凹凸图形边界部上的至少1点上与上述区域边界线相重叠的点状重叠部的至少其中之一。
这里，上述光检测器既可以直接检测光记录媒体的反射光，又可以检测通过用全息图等将反射光分割而得到的分割光。
如上述结构可知，形成光衍射元件，使得在凹凸图形边界线中，由平行于轨道方向的图形边界线形成的图形边界线群中的一部分图形边界线与上述区域边界线相重叠。或着，形成光衍射元件，使得在凹凸图形边界部上的至少1点与上述区域边界线相重叠，。这里，平行于轨道方向是说与轨道方向平行，以及包含认为对轨道方向实质上是平行的范围。
在上述光衍射元件中，有时因通过凹凸图形边界部的光束的干涉和凹凸图形边界部的形状，光强度会发生很大的变化。但是，本发明的光学拾取头中具备的光衍射元件，由于采用上述结构，减少凹凸图形边界部和区域边界线的重叠部分，因此用光检测元件进行光检测的衍射光中的通过上述重叠部分的光，在与该光检测元件的分割线重叠的情况下与不重叠的情况下之间，从光检测元件得来的跟踪误差信号的、偏移修正用的推挽信号的强度不会发生大的变化。即，在上述聚焦元件由于跟踪而偏移、与上述光检测元件的相对位置偏离的情况下，能够抑制伴随着聚焦元件的偏移而上述推挽信号的强度急剧地增加或者减少的非线性变化。
由此可知，能够实现更好的跟踪伺服，提高光学拾取头的跟踪伺服的可靠性。
本发明的进一步的其他目的、特征、以及优点，由如下所示的叙述可充分阐明。又，本发明的好处可参照附图从以下的说明中知道。
图1(a)是本发明的拾取头装置一实施方式的概略正面图，图1(b)是图1(a)所示的光栅的平面图。
图2(a)是光盘的反射光束衍射图形的正面图，图2(b)是物镜瞳面上的上述衍射图形的平面图。
图3是上述拾取头装置的光检测器上的光束衍射图形的平面图。
图4是上述拾取头装置的光检测方法的说明图。
图5是在采用上述光栅的情况下表示副光束相对于物镜镜移的偏移量。
图6是实施方式1的其它光栅的平面图。
图7是实施方式1的另外其它光栅的平面图。
图8是实施方式2的光栅的平面图。
图9是在采用上述光栅的情况下表示副光束相对于物镜镜移的偏移量。
图10是实施方式2的其它光栅的平面图。
图11是在采用上述其它光栅的情况下光检测器上的光束衍射图形的平面图。
图12是本发明的拾取头装置所具有的全息激光组件的一实施方式的概略立体图。
图13是上述全息激光组件的全息图和光检测器的平面图。
图14是上述全息激光组件的概略正面图。
图15是上述全息图上形成的光束的平面图。
图16是现有的拾取头装置的概略正面图。
图17(a)是现有的相移DPP法的推挽信号的说明图，图17(b)是在该相移DPP法中在物镜镜移的情况下的推挽信号的说明图。
图18是在现有的拾取头装置中表示副光束相对于物镜镜移的偏移量。
图19是其它光栅的平面图。
图20(a)是在采用上述其它光栅的情况下在光检测器上的光束衍射图形的平面图，图20(b)是在发生物镜镜移的情况下在光检测器上的光束衍射图形的平面图。
具体实施例方式
实施方式1以下根据图1至图7说明本发明的一实施方式。
本实施方式的拾取头装置(光学拾取头)，如图1(a)所示，具备用于产生光束的半导体激光器等光源1、把从该光源1射出的光束分割成主光束(0级光)30以及2束副光束(+1级光)31·副光束(-1级光)32的上述3束光束的光栅(光衍射元件)3、把分割的3束光束在光盘(光记录媒体)6上聚焦的物镜(聚焦元件)5、从上述3束光束的各自的光盘6的反射光中检测出推挽信号的光检测器(光检测元件·光检测部)8。如图4所示，上述光检测器8是2分割光检测器(光检测元件)8A·8B·8C，它为了从3束光束的各自的反射光中检测出推挽信号，在光盘6的轨道方向上具有分割线。
上述光栅3是透明的衍射光栅，如下所述，在它的表面上形成有凹凸形状的凹凸面(光栅槽)。以下，设光栅3的通过光束的区域中心作为原点，把光盘的径向作为x方向，把与其垂直的轨道方向作为y方向，采用这样设定的xy坐标系，来说明该光栅3的凹凸面的结构。
如图1(b)所示，上述光栅3具有第1光栅图形(第1凹凸图形)A(以下记为图形A)、以及第2光栅图形(第2凹凸图形)B(以下记为图形B)。在该光栅3中沿垂直于y方向(轨道方向)的方向并排设置有配置图形区域的第1的区域，第2的区域、第3的区域(以下分别记为第1区域、第2区域、第3区域)。上述第1～第3区域的配置图形区域，是通过用上述图形A·B中的至少之一个图形来配置时的配置图形来加以区别的。具体地说，在本实施方式中，在上述第1区域以及第3区域中，图形A和图形B实质上是等间隔地、带状并且交替形成的，在第2区域中，只形成有图形A。
上述第1区域以及第3区域的图形A·B如图1(b)所示，相对于光盘的y方向，以规定的角度倾斜形成。又，在第1区域和第3区域中，图板A·B的倾斜方向是互相相反的，并进一步为大致对称。该第1区域以及第3区域沿在光栅3的光束通过区域之内的，端部区域。另外，如图1(b)所示，第2区域设在被上述第1区域以及第3区域夹着的区域，在光栅3的光束通过区域之内的除了上述端部区域的中央区域。
在上述图形A·B中，光栅3的凹凸面(光栅槽)的凹部(槽)和凸部(脊)实质上是以等间隔的宽度、沿x方向交替形成的。另外，图形A与图形B的光栅槽间距互相相等，但在图形A中的凹部的相对位置，相对于图形B偏离了1/2间距。即，在图形A和图板B中，形成的凹部和凸部是翻转的。
因此，在上述第1区域以及第3区域中形成图形A和图形B，使其光栅槽的相对位置成互相偏离1/2间距的状态，在第2区域中，用与该第1区域以及第3区域中形成的图形A同样的间距形成图形A。
这里，光栅3的第1区域的与第2区域的边界(配置图形边界部)侧以及第3区域的与第2区域的边界(配置图形边界部)侧，如图1(b)所示形成上述凹凸面，使得图形B和图形A的图形边界线(凹凸图形边界部)平行于y方向。换句话说，在上述光栅3中，在图形B和图形A之间，至少设有图形A·B，使得形成平行于y方向的上述图形边界线(以下记为y轴平行边界线)。即，上述y轴平行边界线在第1区域·第3区域中周期地形成的各图形B与第2区域的图形A之间分别形成。还有，所谓平行于y方向是说沿y方向平行，以及还包含认为相对于y方向实质上是平行的范围。
又，如图1(b)所示，在图形B和图形A的各自的图形边界线形成的各y轴平行边界线构成的图形边界线群的y轴平行边界线的排列，是从平行于y方向的一直线上向x方向一点一点偏移。换句话说，在上述光栅3中，各y轴平行边界线不配置成对齐在平行于y方向的一直线上，而是图形边界线群中的一部分y轴平行边界线配置在同一直线上，其它的y轴平行边界线配置在平行于y方向的其它直线上。
因此，若把最接近于上述光栅3的y方向的中心轴(图1(b)中的虚线)的、与通过形成于上述第1区域以及第3区域的图形B的端部的平行于y方向的区域边界线设为上述第1～第3区域的边界的话，该区域边界线相当于平行于上述y方向的直线。故，上述区域边界线和上述图形边界线群之内的一部分y轴平行边界线成重叠状态(线状重叠部)在上述构造的拾取头装置中，使光束正确跟踪光盘的轨道的跟踪误差信号(TES)的检测如下所示。
即，在上述拾取头装置中，如图1(a)所示，用准直透镜把从光源1射出的激光变换成平行光之后，由光栅3分割成主光束30、以及副光束31·32。
这时，利用光栅3不产生衍射的主光束30不产生相位变化，并通过光栅3。另外，±1级光的副光束31·32由于利用光栅3的凹凸面产生衍射，因此分别附加±180°的相位差。即，在利用上述光栅3的凹凸面产生衍射的副光束31·32中，在用图形A衍射的情况和用图形B衍射的情况下，相位差相位差180度。故，对于对于由图形A衍射的光如果不附加相位差的话，则对于由图形B衍射的光附加相位差180度。
由上述相位差分割成的3束光束，在通过分光镜4之后，通过物镜5，在光盘6的周有期结构的轨道61上聚焦。接着，从光盘6的轨道61来的反射光，再射入物镜5。然后，将该反射光通过该物镜5用分光镜4来反射，用聚焦透镜7把该反射光引入光检测器8(2分割光检测器8A，8B，8C)。
这里，在上述光盘6的轨道61上聚焦的副光束31，如图2(a)所示，分为0级衍射光31a和±1级衍射光31b·31c反射。然后，如图2(b)所示，由于在0级衍射光31a和±1级衍射光31b·31c重合着的区域n1·n2互相干涉，产生了衍射图形即推挽图形。即，该区域n1·n2成为由于光束不在轨道上而产生的明暗区域。
故，通过该物镜5射入2分割光检测器8B的副光束31的衍射光，具体地说，如图3所示射入，故在2分割光检测器8B上，出现了多个相位不同的区域。这里，在图3中，空白区域以及斜线所示区域分别基于上述光栅3的图形A以及图形B。即，在图3中，斜线所示区域与空白区域相比，成为相位偏移180°的相位偏移区域。因此，在上述2分割光检测器8B的上述区域n1中，0级衍射光31a和1级衍射光31b十字交叉重叠，在上述区域n2中，0级光衍射光31a和1级衍射光31c十字交叉重叠。
由此，如图3所示，在区域n1中分割成不受相移影响的部分A1、相移区域彼此之间重叠的部分A2、对0级衍射光附加有相移的部分B1、对+1级衍射光附加有相移的部分B2的4种类型的部分。这里，部分A2中，因相位差180°的区域重合，故与不受相移影响的部分A1的推挽信号的振幅成同相位。另外，在部分B1·B2中，因产生有180°的相移，故该部分B1·B2的推挽信号的振幅相位与部分A1·A2的推挽信号的振幅成反相，推挽信号的明暗是相反的。又，在区域n2中，可得到与上述区域n1同样的推挽信号。
在本实施方式中，在上述光栅3的光束通过的区域之内的端部区域中形成有图形A·B，使其相对于光盘的y方向以规定的角度倾斜。因此，若从光盘6来的反射光射入物镜5，就在2分割光检测器8B上，如图3所示，0级衍射光31a和1级衍射光31b·31c分别十字交叉。由此，不受相移的影响部分(部分A1·A2)和产生180°相移的部分(B1·B2)大致上面积相同，结果作为整体来说，从n1区域、n2区域的各自部分得来的推挽信号的振幅为0。
还有，以上是以副光束31为例进行说明的，对于副光束32来说也可采用同样的说明。
上述主光束30以及副光束31·32的反射光的远场图形，若用2分割光检测器8A·8B·8C进行光检测，则如图4所示，就能得到从各2分割光检测器8A·8B·8C得来即差信号的推挽信号PP30·31·32。然后，可得到副光束31·32的推挽信号PP31·32的和的推挽信号PP33。若利用该推挽信号PP33，修正主光束的推挽信号PP30的TES的偏移的话，就能得到差动推挽信号PP34。还有，在图4中，k是为了修正主光束30和副光束31·32的光强度的不同而设的系数。
如上所述，本实施方式中，通过用光栅3，如基于图3所说明的那样，在2分割光检测器8B·8C上，不受相移影响的部分和产生180°相移的部分有大致相等的面积。故，上述推挽信号PP33与光盘6的轨道61(图2(a))的槽深无关，该推挽信号PP33的振幅实质上能为0。由此，不需要为了对轨道61上配置的3束光束进行位置调整而进行光栅3的旋转调整等，可大大简化拾取头装置的组装调整。
又，在光盘6的未图示的未记录区域和已记录区域中，由于反射率变化的记录凹坑的作用，使轨道61的反射率不同。但是，如用本实施方式的光栅3，则在光盘6上聚焦的副光束31·32的光点的一部分形成在副光束31·32的中央部，即，与主光束30的光点大致相同的轨道61上。因此，可抑制光束从上述未记录区域向已记录区域移动时的DC偏移变动。
但是，在上述拾取头装置中，光栅3如上所述，在第1区域以及第3区域(图1(b))中，具有图形A和图形B周期地反复的结构。在该图形A和图形B的边界部分的图形边界线上，通过上述图形A的光束和通过图形B的光束容易相互干涉，又，该图形边界线容易偏离光栅3对凹凸面的沟构造的理想设计条件。
这样的强度的差异，特别在由于上述拾取头装置的跟踪等而产生物镜5的镜移的情况下，会影响到推挽信号的强度。即，在由于上述拾取头装置的跟踪而物镜5向光盘6的x方向(径向)移动的情况下，光束和光栅3的相对位置将产生偏离。因此，若在光盘6上反射的副光束31·32分别射入2分割光检测器8B·8C，就在2分割光检测器8B·8C上，在x方向变化的位置出现衍射图形。然后，伴随着物镜5的偏离，如横切2分割光检测器8B·8C的中央的y方向的分割线那样，上述衍射图形在分割光检测器8B·8C上的形成位置变化。又，上述衍射图形中的图形边界线的位置也发生变化。
这时，与上述光栅3的图形边界线相对应的区域的衍射图形(以下记为边界衍射图形)有时会横切2分割光检测器8B·8C的分割线。在这样的情况下，在边界衍射图形通过上述分割线的前后，从用2分割光检测器8B·8C的分割线分割的2个区域的各自部分得来的衍射图形的光量强度有可能发生很大的变化。换句话说，在边界衍射图形通过分割线的情况下，在该通过的前后，从用2分割光检测器8B·8C的分割线分割的一个区域得到的衍射图形的光量和从其他区域得到的衍射图形的光量的强度差有时会发生很大的变化。
当产生上述光量的强度差很大变化时，成为物镜5的镜移的镜移信号的副光束31·32的推挽信号对上述镜移不发生线性变化(参照图18)。该光量的强度差的很大变化取决于同时横切上述2分割光检测器8B·8C的分割线的边界衍射图形的量。即，上述分割线和边界衍射图形同时重叠得越多，上述光量的强度差的变化越大。因此，当分割线和边界衍射图形的重叠急剧增加时，如图18所示，在边界衍射图形横切上述分割线的前后引起的推挽信号的强度激烈变化。
因此，在本实施方式中，由于物镜5的镜移，有可能光栅3的图形边界线中与2分割光检测器8B·8C的分割线相重合，对应于图形B和图形A之间的平行于y方向的y轴平行边界线不排列在平行于y方向的区域边界线上，而是从该区域边界线上沿x方向偏离那样进行排列。
因此，在发生物镜5的镜移的情况下，与上述y轴平行边界线对应的区域的衍射图形(以下记为y方向边界衍射图形)与2分割光检测器8B·8C的分割线的重合不会急剧地增加。即，如采用上述光栅3，则y方向边界衍射图形能够分散并横切2分割光检测器8B·8C的分割线。故，上述y方向边界衍射图形与分割线的重合渐渐地增加，这时的推挽信号的强度变化也渐渐地变化。
换句话说，如图19所示，在采用上述y轴平行边界线在上述区域边界线上排列成一排的光栅的情况下，如图20(a)所示，在2分割光检测器8B上，出现在平行于该2分割光检测器8B的分割线的一直线上对齐的y方向边界衍射图形。故，当物镜5偏移时，如图20(b)所示，全部上述y方向边界衍射图形同时横切2分割光检测器8B上的分割线。
在这样的情况下，为了评价上述物镜5的相对于镜移的偏移灵敏度，若把各推挽信号的振幅的中心值作为偏移值，如图5的虚线所示，偏移值变化。因此，若采用具有如图19所示的结构的光栅，在y方向边界衍射图形横切上述分割线时(图5中的用虚线的圆圈围成的部分)，偏移灵敏度成非线性的变化。
另外，如采用本实施方式的光栅3(图1(b))，则如上所述，y方向边界衍射图形能够分散并横切2分割光检测器8B·8C的分割线。故，如图5的实线所示，推挽信号的偏移值发生变化。在图5中，特别是在该图中的用虚线围成的部分附近，用实线所示的偏移值的变化，与用虚线所示的偏移值的变化相比，更能抑制非线性的变化(变形)。
在物镜5偏移的情况下，y方向边界衍射图形与2分割光检测器8B·8C上的分割线的重叠越少，越能抑制得到的推挽信号的偏移灵敏度的急剧变化。
还有，在本实施方式中，作为光栅3，如图1(b)所示，是采用了具有凹凸面(光栅槽)的结构，但不限定于此，例如，也可以如图6以及图7所示，用图形A与图形B的没有与y轴平行的边界线的光栅。
具体地说，在如图6所示的光栅中，第1区域与第2区域的边界侧、以及第3区域与第2区域的边界侧形成的图形B，它的前端成锐角。故，在上述第1区域以及第3区域与第2区域中，图形A与图形B的边界(凹凸图形边界部)成为图形B的锐角形状的顶点(顶部)。该顶点配置于平行于光盘的轨道方向(y方向)的上述区域边界线上。
由此，由于物镜的镜移，同时横切2分割光检测器的分割线的、与图形A和图形B的图形边界线对应的衍射图形(边界衍射图形)，首先在对应于上述顶点的部分成重叠状态(点状重叠部)。然后，伴随着物镜的镜移，分割线与边界衍射图形的重合渐渐增加。因此，能够抑制上述分割线与边界衍射图形的重合的急剧增加。
因此，如图6所示，在平行于y方向的一直线即区域边界线上，即使配置图形B的上述顶点，由于对应于该顶点的部分的分割线与边界衍射图形相重合，因此也能够抑制推挽信号的急剧的强度变化。故，能使推挽信号的偏移灵敏度相对于镜移成大致线性的变化。
又，在图7所示的光栅中，第1区域与第2区域的边界侧的、以及第3区域与第2区域的边界侧形成的图形边界线，相对于光盘的轨道方向(y方向)不平行而成倾斜状态。因此，同图6一样，在上述第1区域以及第3区域与第2区域中，图形A和图形B的边界(凹凸图形边界部)形成图形B的锐角形状的顶点(顶部)。该顶点配置于与y方向平行的上述区域边界线上。
故，与图6相同，首先在图形B的顶点重叠，伴随着物镜的镜移，能够渐渐增加分割线与边界衍射图形的重合。因此，同时横切2分割光检测器的分割线的边界衍射图形因不会急剧地增加而是渐渐地增加，而能够抑制推挽信号的偏移灵敏度的急剧强度变化。
还有，图形B顶点的形状，可以如图6以及图7所示，如同四边形和三角形的顶点，形成为有规定的角度，或者也可以是圆弧状的一点。
这样，本实施方式的光栅只要具有能够抑制上述分割线与边界衍射图形的重合急剧增加的凹凸面(光栅槽)结构即可。具体地说，在图形A与图形B的图形边界线中，用平行于y方向的y轴平行边界线构成的图形边界线群中的一部分y轴平行边界线来形成与区域边界线重叠的线状重叠部，或用上述图形边界线上的1点来形成与区域边界线重叠的点状重叠部，通过这样可得到该凹凸面结构。还有，在上述光栅中，可以只形成上述线状重叠部以及点状重叠部的其中之一，也可以两者都形成。又，也可以采用由图3、图6、图7所示的光栅的凹凸面结构组合成的光栅。
其中特别是，如图6以及图7所示，若图形B的上述顶点配置在平行于光盘的轨道方向(y方向)的一直线上而形成光栅的话，则对于向y方向的镜移，有推挽信号的偏移灵敏度的差异减少的倾向。故，在因从光源1而来的激光的发射角的偏移而产生的向y方向的强度分布的偏离、或拾取头装置的组装时的误差而导致副光束31·32中给出的相移的图形发生变化的情况下，能够提高拾取头装置的可靠性。
又，根据光栅的光栅图形的形状、或光栅图形的配置而加以区别的第1～第3区域，不只限于如图1(b)所示的多分割倾斜型的光栅。例如，可不等间隔地形成图形A·B的凹部与凸部，也可不等间隔地形成图形A·B，也可不对称地形成第1区域与第3区域等，可采用各种形状。但是，基于图3的说明，最好这样形成各光栅图形，使得在从光盘上反射的副光束得到的衍射图形中，在0级衍射光与±1级衍射光相重叠的区域内，不受相移影响的部分与产生180°相移的部分能够有大致相同的面积。
实施方式2以下，根据图8至图11对本发明的其它实施方式作说明。还有，为了便于说明，对于与上述实施方式1的附图所示的构件有同一功能的构件，标示同一符号，并省略其说明。
本实施方式的拾取头装置，是在上述实施方式1说明的结构中，替换光栅3，具备有图8所示的光栅23。上述光栅23作为光栅图形具有上述实施方式1中说明的图形A和图形B，在垂直于y方向(轨道方向)的方向并排设有第1区域、第2区域、第3区域。上述第1～第3区域是通过配置上述图形A·B时的配置图形来加以区别的，在本实施方式中，在各区域中图形A和图形B实质上是等间隔地、带状并且交替地形成的。
上述第1区域以及第3区域的图形A·B如图8所示，相对于光盘6(图1(a))的y方向，以规定的角度倾斜形成。又，在第1区域和第3区域中，图板A·B的倾斜方向是互相相反的，并进一步为大致对称。该第1区域以及第3区域设在光栅23的光束通过区域之内的端部区域。
另外，第2区域设在被上述第1区域以及第3区域夹着的区域，设在光栅23的光束通过区域之内的除了上述端部区域的中央区域。该第2区域的图板A·B如图8所示，垂直于y方向(轨道方向)，即平行于x方向(径向)，形成条纹状。又，形成的该第2区域的图板A·B在第1区域以及第3区域的边界部分，与形成于该第1区域以及第3区域的图形A·B的凹凸面(光栅槽)相一致。
因此，在上述光栅23中，与在上述实施方式1中说明的光栅不同，在第1区域的与第2区域的边界侧、以及第3区域的与第2区域的边界侧，在平行于y方向的图板B和图形A的凹凸图形边界线中，不形成平行于y方向的y轴平行边界线。即，在上述第1～第3区域的各边界上形成的区域边界线，因与大致平行于x方向的凹凸图形边界线交叉，所以与该凹凸图形边界线上的一点重叠。这样，上述区域边界线与凹凸图形边界线不以线来重叠而以点来重叠(点状重叠部)。
故，能够抑制光检测器的分割线与对应于上述凹凸图形边界线的边界衍射图形的重合急剧增加。因此，在具备有上述光栅23的拾取头装置中，在检测跟踪误差信号(TES)的情况下，如图9的实线所示，与用上述实施方式1中说明的光栅(图9中的虚线)相比较，推挽信号相对于镜移的变化能更接近于线性的变化。还有，图9中的虚线所示的推挽信号的变化，与在上述实施方式1中说明的用图5中的实线所示的推挽信号的变化相同。
因此，在由于图1(a)所示的拾取头装置的光学参数的变更、光检测器8的大小的变更、拾取头装置组装时产生的误差、以及光源1射出的激光的发射角度的倾斜等，导致光检测器8上形成的光束(衍射图形)偏离于y方向的情况下，就是副光束31·32给出的相移的图板发生变化，与上述实施方式1的拾取头装置相比，也更能抑制推挽信号的强度变化的非线性。
又，在本实施方式的拾取头装置中，也可以具备有如图10所示的光栅24。图24所示的光栅24作为光栅图形与图8所示的光栅23相同，具有图形A和图形B，在垂直于y方向(轨道方向)的方向并排设有第1区域、第2区域、第3区域。上述第1～第3区域是通过配置上述图形A·B时的配置图形来加以区别的，在本实施方式中，在各区域中图形A和图形B实质上是等间隔地、带状并且交替地形成的。
具体地说，上述第1区域以及第3区域的图形A·B如图10所示，垂直于y方向，即平行于x方向，形成条纹状。又，在第1区域和第3区域中，图形A·B的形成位置在y方向错开。该第1区域以及第3区域设在光栅23的光束通过区域之内的端部区域。
另外，第2区域设在夹于上述第1区域以及第3区域的区域，设在光栅23的光束通过的区域之内的除去上述端部区域的中央区域。该第2区域的图形A·B如图10所示，相对于y方向以规定的角度倾斜形成，使得在该第2区域与第1区域以及第3区域的边界部分中，与在该第1区域以及第3区域中形成的图形A·B的凹凸面(光栅槽)相一致。
因此，上述光栅24与图8所示的光栅23相同，在第1区域的与第2区域的边界侧、以及第3区域的与第2区域的边界侧，不形成平行于y方向的y轴平行边界线。即，在上述第1～第3区域的各边界上形成的区域边界线，因与大致平行于x方向的凹凸图形边界线交叉，所以与该凹凸图形边界线上的一点重叠。这样，上述区域边界线与凹凸图形边界线不以线来重叠，而以点来重叠(点状重叠部)。
故，能够抑制光检测器的分割线与对应于上述凹凸图形边界线的边界衍射图形的重合急剧增加。因此，在具备有上述光栅23的拾取头装置中，在检测跟踪误差信号(TES)的情况下，与具备有光栅23的情况相同，推挽信号相对于镜移的变化能更接近于线性的变化。
还有，在用光栅24的情况下，在图1(a)所示的光盘6的轨道61上聚焦的副光束在光检测器上的衍射图形如图11所示，在0级衍射光41a与±1级衍射光41b·41c相重合的区域n3·n4中互相干涉。这里，在图11中，只表示在区域n3·n4中出现的衍射光。
具体地说，图11所示的区域n3分割成相移区域彼此之间重合的部分A3、对0级衍射光附加有相移的部分B3、以及对+1级衍射光附加有相移的部分B4的3种类型的部分。在上述部分A3中，因相移区域彼此之间重合，所以与不受相移的影响的状态相同，在部分B3·B4中，成为相对于部分A3处于相移180°的状态。因此，在区域n3·n4中，若部分A3的面积与部分B3以及B4之和的面积实质上相等的话，则从副光束得到的推挽信号的振幅大致为0。
这样，在第1区域的与第2区域的边界侧、以及第3区域的与第2区域的边界侧，没有平行于y方向的图形B和图形A的边界线。如用上述光栅23·24，在凹凸图形边界线上的至少一点上，与区域边界线相重叠。因此，能够减少光检测器的分割线与对应于上述凹凸图形边界线的边界衍射图形相重叠区域。由此，能够抑制伴随着物镜的镜移而上述重叠区域的急剧增加。
因此，得到用上述实施方式1中说明的光栅得到的效果，同时进一步与用上述实施方式1的光栅相比，能够使推挽信号相对于镜移的变化更接近于线性变化。
还有，在本实施方式中，在上述第1～第3区域的各边界形成的区域边界线上，第1·3区域的全部图形A·B分别与第2区域的图形A·B相一致，也可以是第1·3区域之内的至少一部分的图形A·B与第2区域的图形A·B相一致。
实施方式3以下，根据图12至图15对本发明的进一步的其它实施方式进行说明。还有，为了便于说明，对于与上述实施方式1的附图所示的构件有同一功能的构件，标示同一的符号，并省略其说明。
本实施方式的拾取头装置如图12所示，具备全息激光组件，就是把光源1、作为3光束用光栅的光栅3、为伺服信号生成用的光束偏转全息图的全息元件9、备有光检测器即光检测元件10的光检测系统集成为一个组件。
在上述全息激光组件中，如图12所示，从光源1射出的光束用光栅3分割成主光束(0级光)30、以及2束副光束(+1级光)31·副光束(-1级光)32的3个光束。全息元件9的0级衍射光通过准直透镜2以及物镜5在光盘6上聚焦，其返回光由全息元件9产生衍射，引入光检测元件10。
这里，如图13所示，用沿上述光盘6的径向(x方向)延伸的分割线9g、及从该分割线9g的中心沿与光盘6的径向垂直的y方向(轨道方向)延伸的分割线9h，将全息元件9分割成3个分割区域9a、9b、9c。在各分割区域9a·9b·9c分别形成另外的光栅。又，光检测元件10具有聚焦用2分割光检测区域10a·10b和跟踪用光检测区域10c·10d·10e·10f·10g·10h。
在上述全息激光组件中，如图13所示，在聚焦时，由全息元件9的分割区域9a衍射的主光束30在分割线10y上形成光束P1，由分割区域9b·9c衍射的主光束30分别在跟踪用光检测区域10c·10d上形成光束P2·P3。
又，由分割区域9a衍射的±1级副光束31·32分别在聚焦用2分割光检测区域10a·10b的外侧形成光束P4·P5，由分割区域9b·9c衍射的±1级副光束31·32分别在跟踪用光检测区域10e·10f上形成光束P6·P7，在跟踪用光检测区域10g·10h上形成光束P8·P9。
这里，将聚焦用2分割光检测区域10a·10b以及跟踪用光检测区域10c～10h的输出信号分别设为Ia～Ih，聚焦误差信号FES由信号刀刃法通过下式的运算来求得。
(Ia-Ib)又，跟踪误差信号TES由下式来算出。
TES＝(Ic-Id)-k((If-Ih)+(Ie-Ig))上述跟踪误差信号TES的(Ic-Id)是主光束30的推挽信号，(If-Ih)、(Ie-Ig)分别是±1级光的副光束31·32的推挽信号。
还有，在本实施方式中，用由全息元件9的分割区域9b、9c衍射的光束得到推挽信号。即，从使用相当于上述实施方式1·2所用的光束的一半的光这一点来说，本实施方式不同于上述实施方式1·2。因此，如图13所示，例如，在光束的回路上，在把射入全息元件的分割区域9b、9c的光分别作为第1象限、第2象限的情况下，为了修正TES的偏移，必须利用该第1象限的光输出与第2象限的光输出相减，使推挽信号的振幅实质上为0。
又，在上述全息激光组件中，如图14所示，光源1与光栅3的距离缩短。因此，实质上射入物镜5(图12)的副光束31·32中，如图15所示，在全息元件9上，利用偏离于主光束30的那部分光。
在上述全息元件9上的、副光束31·32的偏离于主光束30的偏离量，因光栅3和全息元件9的光轴方向的位置而不同，在小型集成化的全息激光组件等中，成为比较大的值。上述偏离量在小到对于主光束30的光束直径来说可忽略的情况下，如在光轴中心给出相位差分布的话，可认为对±1级光束加入相同的相位分布。与此相反，在上述偏离量较大的情况下，必须对光栅3的图形A·B进行适当的设计。
在上述全息激光组件中，对应于上述实施方式1·2的2分割光检测器的边界线的是全息元件9的y方向的边界线。因此，在上述全息激光组件中，伴随着物镜5的镜移，在上述全息9上，副光束31·32的图形A和图形B的边界部分向x方向移动。因此，如用上述光栅3的话，则在上述边界部分横切全息元件9的y方向的分割线的前后，能够抑制推挽信号急剧的强度变化。
还有，在本实施方式中，是对于用光栅3的情况作出了说明，但采用在上述实施方式1·2已说明的如图6、图7、图8、图10所示的光栅，也可抑制推挽信号急剧的强度变化。
如上所述，本发明的光学拾取头也可这样设计，使得包含在图形边界线群的图形边界线中的一部分图形边界线，从包含在该图形边界线群的其他图形边界线沿垂直于轨道方向的方向偏离，在这样的位置上，形成凹凸图形边界部。
由上述结构可知，上述图形边界线群中的一部分图形边界线在被设置成与区域边界线相重叠的凹凸图形边界部上，各图形边界线沿垂直于轨道方向的方向偏离而形成。由此，能够减少凹凸图形边界部与区域边界部的重叠部分。故，即使聚焦元件由于跟踪而偏离，与光检测元件的相对位置偏离，也能够抑制上述推挽信号急剧的强度变化。
又，本发明的光学拾取头，其点状重叠部也可是上述凹凸图形边界部的顶部。
由上述结构可知，在设置成在凹凸图形边界部上的至少1点与区域边界线相重叠的凹凸图形边界部上，上述1点成为凹凸图形边界部的顶部。故，即使采用上述结构，也能够减少凹凸图形边界部与区域边界线的重叠部分，能够抑制上述推挽信号急剧的强度变化。
又，由上述结构可知，在由于从光源中射出的光束的发射角的偏离而产生的在光检测元件上进行光检测的衍射光的强度分布沿轨道方向的偏离、光学拾取头组装时的位置偏离、在光束的相移的图形变化的情况下，也能够抑制跟踪误差信号的偏移修正用的推挽信号强度的非线性变化。
又，本发明的光学拾取头可设计成如下。配置图形区域都用第1凹凸图形以及第2凹凸图形来形成，使得在上述配置图形区域的第1区域中形成的第1凹凸图形以及第2凹凸图形的至少一部分，在上述配置图形边界部，与在第2区域中形成的第1凹凸图形以及第2凹凸图形相一致而形成。
由上述结构可知，因能够减少凹凸图形边界部与区域边界部的重叠部分，所以，能够抑制上述推挽信号的强度的非线性变化。
又，在由于光学拾取头的光学参数和光检测元件的大小改变、而检测跟踪误差信号的偏移修正用的推挽信号用的相移区域的大小(面积)发生变化的情况下，或者由于从光源中射出的光束的发射角度差异而使光束的相移的图形发生变化的情况下，也能够抑制推挽信号强度的非线性变化。
故，能够提供实现更好的跟踪伺服具有高可靠性的跟踪伺服的光学拾取头。
又，本发明的光学拾取头也可具备用与轨道方向一致的分割线将反射光分割的全息图，具有把该全息图、上述光检测部、上述光源、上述光衍射元件集成为一个组件的全息激光组件。
由上述结构可知，如同全息激光组件等的集成化光学拾取头那样，在用光束的一部分来检测跟踪误差信号的情况下，也能够抑制推挽信号强度的非线性变化。由此，利用上述集成化光学拾取头，可实现更好的跟踪伺服，能够提高跟踪伺服的可靠性。
本发明不只限定于上述各实施方式，可在权利要求所示范围内进行各种变更，将在不同的实施方式分别披露的技术手段适当组合而得到的实施方式也在本发明的技术范围之内。
又，发明的详细说明的各项中提出的具体实施形态或者实施例，说到底，是为了明白本发明的技术内容，不应只限定于该具体例而进行狭义的解释，在本发明的精神和下述的专利权利要求的范围内，是可做各种变更而得以实现的。
权利要求
1.一种光学拾取头，具有射出光束的光源、把该光束聚焦于光记录媒体上的聚焦元件、配置于所述光源与聚焦元件之间的至少分割成主光束以及2束副光束的光衍射元件，具有用沿该光记录媒体的轨道方向设定的分割线把从所述光记录媒体而来的反射光分割而得到光进行光检测的光检测元件的光检测部，其特征在于，所述光衍射元件具有沿垂直于所述光记录媒体的轨道方向的方向形成的凹凸形状的第1凹凸图形、以及相对于该第1凹凸图形的凹凸形状沿所述轨道方向偏离规定间距而形成的具有凹凸形状的第2凹凸图形，同时具有根据用该第1凹凸图形以及第2凹凸图形的其中一方形成的配置图形来加以区别、并沿垂直于所述轨道方向的方向并排形成的至少3个配置图形区域，设置所述凹凸图形边界部，使得在互相相邻的所述配置图形区域中的第1区域与第2区域的边界即配置图形边界部形成的平行于所述轨道方向的区域边界线，与所述第1凹凸图形与第2凹凸图形的边界即凹凸图形边界部相重叠的情况下，形成与该凹凸图形边界部中的平行于所述轨道方向的图形边界线群中的一部分图形边界线相重叠的线状重叠部、以及在该凹凸图形边界部上的至少1点上与所述区域边界线相重叠的点状重叠部的至少其中之一。
2.如权利要求1所述的光学拾取头，其特征在于，设置所述凹凸图形边界部，使得包含于所述图形边界线群的图形边界线中的一部分图形边界线从包含于该图形边界线群的其他图形边界线，在沿垂直于所述轨道方向的方向偏离的位置上形成。
3.如权利要求1所述的光学拾取头，其特征在于，所述点状重叠部是所述凹凸图形边界部的顶部。
4.如权利要求1所述的光学拾取头，其特征在于，在所述第1凹凸图形以及第2凹凸图形中，分别交替形成构成所述凹凸形状的凹部和凸部，所述第1凹凸图形以及第2凹凸图形的凹凸形状的间距互相偏离1/2间距。
5.如权利要求1所述的光学拾取头，其特征在于，所述配置图形区域由3个区域构成，在所述配置图形区域中，所述第1区域以及与所述第2区域相邻的第3区域都形成所述第1凹凸图形以及第2凹凸图形，在所述第2区域中形成所述第1凹凸图形以及第2凹凸图形的其中一个凹凸图形。
6.如权利要求5所述的光学拾取头，其特征在于，在所述第1区域以及第3区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形沿所述轨道方向交替周期地反复形成，同时相对于所述轨道方向以规定的角度倾斜着。
7.如权利要求6所述的光学拾取头，其特征在于，形成于所述第1区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形，相对于形成于所述第3区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形对称地形成。
8.如权利要求1所述的光学拾取头，其特征在于，在所述配置图形区域中，都形成第1凹凸图形以及第2凹凸图形，所述配置图形区域的形成于第1区域这样形成，使得第1凹凸图形以及第2凹凸图形的至少一部分在所述配置图形边界部上，与形成于第2区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形相一致。
9.如权利要求8所述的光学拾取头，其特征在于，所述配置图形区域由第1凹凸图形以及第2凹凸图形沿所述轨道方向交替周期地反复形成的3个区域构成，在所述配置图形区域中的所述第1区域以及与所述第2区域相邻的第3区域中，形成第1凹凸图形以及第2凹凸图形，使得相对于所述轨道方法以规定的角度倾斜，在所述配置图形区域中的所述第2区域中，形成第1凹凸图形以及第2凹凸图形使得平行于所述轨道方向。
10.如权利要求9所述的光学拾取头，其特征在于，形成于所述第1区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形，相对于形成于所述第3区域的第1凹凸图形以及第2凹凸图形对称形成。
11.如权利要求8所述的光学拾取头，其特征在于，所述配置图形区域由第1凹凸图形以及第2凹凸图形沿所述轨道方向交替周期地反复形成的3个区域构成，在所述配置图形区域中的所述第2区域，形成第1凹凸图形以及第2凹凸图形，使得沿所述轨道方向以规定的角度倾斜在所述配置图形区域中的所述第1区域以及与所述第2区域相邻的第3区域，形成第1凹凸图形以及第2凹凸图形，使得平行于所述轨道方向。
12.如权利要求1～11中的任何一项所述的光学拾取头，其特征在于，具备用与轨道方向一致的分割线将反射光分割的全息图，备有把该全息图、所述光检测部、所述光源、所述光衍射元件集成为一个组件的全息激光组件。
全文摘要
本发明揭示一种光学拾取头。光学拾取头所具有的光栅第1区域与第2区域的边界即区域边界线，与图形A与图形B的边界即图形边界线中的、由平行于y方向的y轴平行边界线构成的图形边界线群中的一部分y轴平行边界线相重叠。
文档编号G11B7/09GK1573980SQ20041004899
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月14日 优先权日2003年6月13日
发明者渡边由纪夫, 上山彻男 申请人:夏普株式会社