专利名称：光集成单元及具有该单元的拾光器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光集成单元及具有该单元的拾光器装置。详细而言，本发明涉及用于实现对光盘等光记录媒体记录或再现信息时使用的拾光器装置的小型化的光集成单元及具有该单元的拾光器装置。
背景技术：
近年，强烈希望光盘等光记录媒体的信息记录容量高密度化、大容量化，以记录高质量活动图像等，而且使拾光器装置小型軽量化，以将此光盘用于移动用途。
因此，提出各种集成化拾光器，以应对小型軽量化的要求。例如，专利文献1(特开2001-273666号公报，2001年10月5日公开)中，提出设置全息元件和分束镜的光集成单元及具有该单元的拾光器装置。下面，根据图13～图15说明此光集成单元及拾光器装置的原理。
图13是此拾光器装置的组成图。来自装在光集成单元101的光源的出射光由准直透镜102变成平行光后，通过物镜103汇聚到光盘104上。然后，从光盘104反射的返回光通过物镜103、准直透镜102汇聚到装在光集成单元101的受光元件上。光盘104的组成部分包含基片104a、光束透射的保护层104b、用于信息记录再现的记录层104c。
图14是示出此光集成单元101的详细结构的图。从半导体激光器(光源)105出射的光120(光轴中心122)由3光束用衍射光栅106划分成主光束(0次衍射光)和2个子光束(±1次衍射光)，并通过复合棱镜107的偏振分光镜(PBS)面107a，透射1/4波长片108，前往准直透镜102。再者，为了避免附图烦杂，未图示子光束(±1次衍射光)。
而且，返回光121透射1/4波长片108，在PBS面107a和反射镜107b上反射后，入射到全息元件109。入射到全息元件109的返回光121受到衍射，划分成+1次衍射光(光轴中心125a)和-1次衍射光(光轴中心125b)，并入射到受光元件110。再者，为了避免附图烦杂，对返回光121仅示出光轴中心的光线。
这里，从半导体激光器105出射的光是x轴方向的线偏振光(P偏振光)，并且在透射PBS面107a后，在1/4波长片108上形成圆偏振光，入射到光盘104。来自光盘104的返回光再次入射到1/4波长片108，形成y轴方向的线偏振光(S偏振光)，被PBS面107a反射。
因此，能将半导体激光器105出射的光连同主光束、子光束中实质上全部光都引导到光盘104，同时还将几乎全部返回光引导到受光元件110，所以光利用效率高。
图15是说明全息元件109的全息图案和受光元件110的感光部图案的图。全息元件109由相当于光盘104的跟踪方向的x轴方向的划分线109x和相当于沿纹道的方向的y轴方向的划分线109y，划分成109a～109c这3个区。受光元件110包含检测出全息元件109的+1次衍射光的110a～110f这6个感光部和检测出-1次衍射光的110g～110i这3个感光部。然后，用+1次衍射光利用单刀刃法检测出聚焦误差信号(FES)，同时还利用差动推挽法(DPP法)检测出跟踪误差信号(TES)，并且用-1次衍射光利用信息信号(RF信号)和相位信号(DPD)法检测出TES。
FES检测或基于DPP法的TES检测之类的伺服信号检测要求的受光元件的频率响应，即便是与RF信号相比足够低的频率，一般也能检测出。另一方面，使用RF信号和相位差(DPD)法的TES检测，需要高速响应的受光元件。
受光元件110的设计中，存在难以兼顾的2个要求检测出RF信号用的感光部需要使感光部面积较小，以适应RF信号的高速再现；FES检测用的感光部中可以响应慢，但需要保持感光部面积大，以充分确保其引入范围。已有技术中，利用+1次衍射光和-1次衍射光两者，使其各自分担产生信号的任务，从而兼顾RF信号高速化和确保FES信号引入范围。
然而，上述已有技术所示的光集成单元中，如图14所示，将产生3光束用的衍射光栅106配置在复合棱镜107的光源105侧，将产生伺服信号用的全息元件109也配置在复合棱镜107的受光元件110侧。因此，光源至衍射光栅106的距离(光路长度)短，受光元件110至全息元件106的距离(光路长度)短。所以，存在入射到衍射元件(衍射光栅106、全息元件109)的光束的束径变小的问题。
入射到衍射元件的光束束径小的情况下，产生下列问题。
即，例如设想准直透镜103的有效NA为0.1左右的光学系统，按空气中的光路长度换算，将光源105至衍射光栅106的距离(以及全息元件109至受光元件110的距离)设定为1毫米～2毫米的程度时，衍射元件上的束径为φ0.2毫米～0.4毫米的程度。这样，衍射元件上的光束束径小的情况下，存在因时间经历变化或温度变化而发生的衍射元件和复合棱镜的错位对伺服信号影响大的课题。
而且，按空气中的光路长度换算，全息元件109至受光元件110的距离为1毫米左右，在不能充分确保全息元件109至受光元件110的距离的情况下，将受光元件110上的+1次衍射光和-1次衍射光的分离设定为0.8毫米左右时，衍射角度为18度左右。实现该衍射角度用的光栅间距，在波长405nm的蓝色光学系统中为1.4微米左右。全息元件106的制造困难。
又，已有技术中，进行应对RF信号高速再现用的+1次衍射光和-1次衍射光的任务分担，对高速响应需要的信号在专用的感光部检测出-1次衍射光。然而，衍射光受波长变动和公差的影响，所以需要预先考虑受光元件110上聚光位置变动，将感光部设计得大一点。这种感光部面积的制约成为RF信号高速再现受到限制的主要原因。
因此，为了用非衍射光检测出RF信号，已有技术的光集成单元中，要检测出非衍射光(0次衍射光)和衍射光(1次衍射光)两者，需要将衍射角度设计成35度左右，以便将0次衍射光和1次衍射光分离成0.8毫米左右。实现该衍射角度用的光栅间距在波长405nm的蓝色光学系统中为0.7微米左右，全息元件109的制造非常困难。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种光集成单元及具有该单元的拾光器装置，该光集成单元通过尽量加大衍射元件上的光束束径，减小时间经历变化和温度变化的影响，使衍射元件至受光元件的光路长度长，从而减小衍射角度(加大光栅间距)，便于制造衍射元件，并通过用衍射元件的非衍射光检测出RF信号，能实现高速响应(使光盘高速旋转的高速再现)。
发明内容
本发明的光集成单元，包含出射光束的光源；具有使所述光束透射并使由光信息记录媒体反射的该光束的返回光反射的功能面，而且将该返回光往与所述光源不同的方向引导的设置在所述光束的光轴上的导光单元；以及接收所述导光单元引导的所述返回光的受光元件，其中，将对所述光束和返回光进行衍射的衍射单元设置在所述光束的光轴上的、入射透射所述功能面的该光束的位置。具体而言，所述功能面最好是偏振分光镜面。
根据上述组成，所述衍射单元中入射透射所述导光单元的光束，而且所述受光元件上接收由衍射单元衍射并通过导光单元的所述返回光。
即，所述光源出射到的光束透射所述导光单元后，入射到所述衍射单元。因此，能使从所述光源出射并入射到所述衍射单元前的光束的光路长度长。
由于能使光路长度长，与在所述光源和所述衍射单元之间不配置所述导光单元时相比，能使入射到所述衍射单元的光束束径较大。
因而，即使由于时间经历变化和温度变化而发生衍射单元和导光单元的错位时，也能减小对伺服信号检测的影响，可实现良好的伺服信号检测。
而且，所述受光元件接收由所述衍射单元衍射，并通过所述导光单元的所述返回光。即，透射所述衍射单元后至入射到所述受光元件的期间，通过所述导光单元。所以，能使所述受光元件接收前衍射的返回光的光路长度长。
因而，即使将所述衍射单元的衍射角度设定得小的情况下，也能使所述受光元件上的衍射光(返回光)的分离良好。
又，本发明的光集成单元，其中所述衍射单元最好是使具有规定的偏振面的偏振光衍射，并使具有垂直于该偏振面的偏振面的偏振光原样透射的偏振衍射元件。具体而言，本发明的光集成单元，其中所述衍射单元最好是设置第1全息区和第2全息区，而且该区分别使具有规定的偏振面的偏振光衍射，并使具有垂直于该偏振面的偏振面的偏振光原样透射的偏振衍射元件；将所述第1全息区和第2全息区配置在所述光束的光轴上，使得各自设置的所述规定的偏振面相互垂直。
由此，能衍射所述光束，同时还能衍射所述返回光。
第1全息区和第2全息区分别设置光栅，入射到各全息区的光(偏振光)中具有所述规定偏振光透射轴的偏振光由所述光栅衍射，成为衍射光。这里，被衍射的光的衍射角度由该光栅的间距大小决定。
将所述第1全息区和第2全息区配置在所述光束的光轴上，使其各自设置的所述规定的偏振面相互垂直，所以在所述第1全息区衍射的偏振光原样透射第2全息区；反之，在所述第2全息区衍射的偏振光原样透射第1全息区。
因此，通过设置这种组成的衍射单元，能衍射所述光束和返回光。
再者，本说明书中的“被衍射的光”在无专门限定时，包含具有衍射角度的衍射光和没有衍射角度的非衍射光(0次衍射光)两者。
又，本发明的光集成单元，其中所述第1全息区最好将所述返回光划分成非衍射光和衍射光。
如上文所述，本发明的光集成单元能使受光元件接收的被衍射的返回光的光路长度长，因此将所述返回光衍射成非衍射光和衍射光时，也能在所述受光元件上将它们充分分离。
即，本发明的光集成单元中，即使在所述第1全息区附近不能将衍射光和非衍射光充分分离的状态下，通过长光路的期间，衍射光与非衍射光的间隔扩大，也能在所述受光元件上将衍射光和非衍射光良好地分离。
又，本发明的光集成单元，其中所述第2全息区最好将所述光束划分成3光束。
由此，能检测出基于3光束法的跟踪误差信号。
又，本发明的光集成单元，其中所述受光元件最好具有接收所述衍射光的感光部和接收所述非衍射光的感光部。
如上文所述，本发明的光集成单元能使被衍射的所述返回光(衍射光和非衍射光)的光路长度长，所以在所述第1全息区附近不能将衍射光和非衍射光充分分离的状态下，也能在所述受光元件上将衍射光和非衍射光良好地分离。
因此，所述受光元件通过设置接收所述非衍射光的感光部，能将该非衍射光用于检测高速信号。
具体而言，能将所述非衍射光用于检测RF信号和DPD法的TES信号等的高速信号。而且，能将所述衍射光用于检测伺服信号。
由此，例如用衍射光进行所述高速信号检测时，由于受波长变动和公差的影响，需要预先考虑在受光元件上变动聚光位置，将感光部涉及得大一点，这种感光部面积的制约成为RF信号高速再现受到限制的主要原因，但本发明的光集成单元中，不受这种感光部面积的制约。因此，能实现良好的RF信号的高速再现。
而且，即使在所述衍射单元的衍射角度小的情况下，也由于确保使光路长度长，能将受光元件上的衍射光和非衍射光充分分离。因此，即使第1全息区和第2全息区的光栅间距大，也能将衍射光和非衍射光充分分离。
即，能将第1全息区和第2全息区的光栅间距形成得大。因而，能容易进行所述衍射单元(第1全息区和第2全息区)的制造。
又，本发明的光集成单元，其中所述导光单元最好具有对所述功能面反射的所述返回光进行反射的反射面。
由此，能使被衍射的反射光往希望的方向反射，同时还能随着该反射使光路长度更长。
又，本发明的光集成单元，其中所述光源最好是收装在密封的封装件中的半导体激光器。
由此，不将光源暴露在外部空气中，不容易产生特性劣化。
又，本发明的光集成单元，其中所述光源最好可相对于所述受光元件和所述导光单元调整位置。
由此，能对光源和受光元件准确定位，所以即使光源中采用收装在封装件的半导体激光器的情况下，也能使返回光可靠地入射到受光元件。因此，能使接收非衍射光的感光部的面积最小，可良好地进行高速信号检测。
又，本发明的光集成单元，其中最好在所述衍射单元的配置所述导光单元侧的相反侧具有1/4波长片。
由此，与光源出射的光束是线偏振光相反，使该光束透射1/4波长片，从而将该线偏振光当作圆偏振光照射在光信息记录媒体上。因此，在RF信号的产生等时候，不容易受光信息记录媒体基片双折射的影响。又，在光信息记录媒体上反射的返回光变成其偏振面与所述线偏振光正交的线偏振光，所以入射到衍射单元并受到衍射，从而能提高所述功能面反射的返回光的利用效率。
而且，能抑制光束和返回光的无用干涉。
又，本发明的光集成单元，其中最好还在入射到所述功能面前的所述光束的光轴上具有1/2波长片。
由此，具有光源等的部件布局自由度增加的效果。
例如，使所述功能面(偏振光分束面)具有仅使包含P偏振光的偏振面的光束透射的特性时，限制光源的布局，使其出射具有P偏振光的偏振面的光束。因此，通过入射到所述功能面前的所述光束的光轴上具有1/2波长片，即使光源出射所述P偏振光光束以外的光束(即出射S偏振光光束)，也能应用，不减小光利用效率。也就是说，具有光源布局自由度增加的效果。结果，光源的光强度分布方向可变，对光源至准直透镜的光路上配置的强度分布校正元件(未图示)时的强度分布校正元件的安装方向也具有布局自由度增加的效果。
又，本发明的拾光器装置，其中能装载具有以上那样的组成的光集成单元。
由此，本发明的拾光器装置能实现小型軽量化。
本发明的进一步的目的、特征和优点由下文所示的记述会充分理解。而且下面参照附图的说明中会明白本发明的利益。
图1(a)是示出本发明实施方式1的光集成单元的组成的组成图。
图1(b)是图1(a)所示的光集成单元的俯视图。
图2是示出使用图1(a)和图1(b)所示光集成单元的拾光器装置的组成的概略组成图。
图3是示出用于本发明各实施方式光集成单元的第1偏振全息元件的全息图案的组成图。
图4是示出用于本发明各实施方式光集成单元的第2偏振全息元件的全息图案的组成图。
图5(a)是说明用于本发明实施方式1～5的光集成单元的受光元件的感光部图案并且在所述感光部图案中示出所述感光部不发生球面像差时的光束感光状态的图。
图5(b)是说明用于本发明实施方式1～5的光集成单元的受光元件的感光部图案并且示出物镜从图5(a)的状态靠近光盘时的光束感光状态的图。
图6(a)是说明残留球面像差时的、光盘位于物镜的焦点的情况下的受光元件上的光束形状的图。
图6(b)是说明残留球面像差时的、光盘位于物镜的焦点的情况下的受光元件上的光束形状的图。
图7是示出本发明实施方式1的光集成单元的另一组成的组成图。
图8(a)是示出本发明实施方式2的光集成单元的组成的组成图。
图8(b)是图8(a)所示的光集成单元的俯视图。
图9(a)是示出本发明实施方式3的光集成单元的组成的组成图。
图9(b)是图9(a)所示的光集成单元的俯视图。
图10是示出本发明实施方式4的光集成单元的组成的组成图。
图11(a)是说明用于本发明实施方式5的光集成单元的受光元件的感光部图案并且在所述感光部图案中示出不发生球面像差时的光束感光状态的图。
图11(b)是说明用于本发明实施方式5的光集成单元的受光元件的感光部图案并示出物镜从图11(a)的状态靠近光盘时的光束感光状态的图。
图12是将本发明各实施方式的光集成单元具有的1/4波长片脱离光集成单元并作为拾光器装置的组成部分外装于光集成单元的状态的拾光器装置的组成图。
图13是已有技术的拾光器装置的组成图。
图14是用于已有技术的拾光器装置的光集成单元的组成图。
图15是说明用于已有技术的拾光器装置的光集成单元具有的全息元件的全息图案和受光元件的感光部图案的说明图。
具体实施例方式
实施方式1根据图1～图6说明本发明的实施方式如下。
再者，在本实施方式中，说明将本发明的光集成单元用于对光盘(光信息记录媒体)以光学方式进行信息的记录和再现的光信息记录再现装置的拾光器装置的情况。
图2所示的拾光器装置40具有光集成单元1、准直透镜2、以及物镜3。
图2中，光集成单元1中装载的光源出射的光束，由准直透镜2变换成平行光后，通过物镜3汇聚到光盘4。然后，从光盘4反射的光(下文及其称为“返回光”)再次通过物镜3和准直透镜2，在安装于光集成单元1的受光元件上得到接收。
光盘4包含基片4a、光束透射的保护层4b、以及形成在基片4a与保护层4b的边界的记录层4c。然后，由物镜驱动机构(未图示)将物镜3往聚焦方向(z轴方向)和跟踪方向(x轴方向)驱动，即使光盘4的面摆动和偏心，汇聚光斑也跟踪记录层4c的规定位置。
本实施方式中，说明光集成单元1具有波长405纳米左右的短波长光源并且物镜3具有NA0.85左右的高NA物镜的情况。再者，本发明不限于此，但通过设置这种短波长光源和高NA物镜，能作高密度的记录再现。
图1(a)和图1(b)是示出图2中所示的光集成单元1的组成的组成图。图1(a)是相对于图中所示的光轴(z轴)方向从y轴方向观看的侧视图。
如图1(a)所示，所述光集成单元1具有半导体激光器(光源)11、受光元件12、偏振分束镜14(导光单元)、偏振衍射元件(衍射单元)15、1/4波长片16、以及封装件17。
所述封装件17包含根座17a、基底17b、以及罩盖17c。罩盖17c上形成使光通过的窗部17d。在所述封装件17内装载半导体激光器11和受光元件12。图1(b)是从图1(a)所示的光轴(z轴)方向(即从罩盖17c的窗部17d侧)看封装件17的俯视图，以示出封装件17内的半导体激光器11和受光元件12的配置关系。
再者，为了避免附图烦杂，省略偏振分光镜14、偏振衍射元件15、以及1/4波长片16。
如图1(b)所示，在根座17a上装载受光元件12，在根座17a的侧部设置半导体激光器11。为了确保从半导体激光器11出射的光束的光路和受光元件12接收的返回光的光路，将半导体激光器1的光束出射部和受光元件12的感光部配置成包含在罩盖17c上形成的窗部17d的区域中。
接着，根据图1(a)说明各组成构件的配置。再者，下文说明中，为了说明方便，将偏振分束镜14的入射半导体激光器11出射的光束20的面当作偏振分束镜14的光束入射面，将入射偏振分束镜14的返回光的面当作偏振分束镜14的返回光入射面。而且，将偏振衍射元件15的入射半导体激光器11出射的光束20的面当作偏振衍射元件15的光束入射面，将入射偏振衍射元件15的返回光的面当作偏振衍射元件15的返回光入射面。
如图1(a)所示，将所述偏振分光镜14配置在封装件17上。具体而言，将所述偏振分束镜14的光束入射面在封装件17上配置成覆盖所述窗部17d。
将所述偏振衍射元件15配置成其光束入射面与所述偏振分束镜14的返回光入射面对置，而且配置在从半导体激光器11出射的光束的光轴上。
如上文所述，所述半导体激光器11使用出射波长λ＝405纳米的光束20的激光器。又，本实施方式中，该光束20是相对于图中所示的光轴(z轴)方向具有x轴方向的偏振面的线偏振光(P偏振光)。从半导体激光源11出射的光束20入射到偏振分束镜14。
所述偏振分束镜14具有偏振分束镜(PBS)面(功能面)14a和反射镜(反射面)14b。
本实施方式的所述PBS面14a具有的特性，使相对于图中所示的光轴(z轴)方向具有x轴方向的偏振面的线偏振光(P偏振光)透射，并使具有垂直于该偏振面的偏振面(即具有相对于图中所示的光轴(z轴)方向具有y轴方向的偏振面)的线偏振光反射。然而，本发明不限于此，也能改变上述特性。具体而言，也可使部分P偏振光反射，如后面阐述的实施方式3所说明。
将所述PBS面14a配置在具有所述半导体激光器11出射的P偏振光的光束的光轴上，使该光束20透射。将所述反射镜配置成对PBS面14a平行。
作为所述偏振分束镜14的大小，只要满足下列组成，无专门限定半导体激光器11出射的光束20能透射PBS面，而且由光信息记录媒体反射的返回光在其PBS面14a被反射，反射的返回光又被所述反射镜14b反射后，在所述受光元件12得到接收。然而，对所述封装件17的罩盖17c上形成的窗部的面积而言，最好尺寸足够大。偏振分束镜14的大小为相对于罩盖17c的窗部面积足够大的尺寸，则能将偏振分光镜14粘接并固定在罩盖17c上。由此，能将封装件密封，不使半导体激光器11和受光元件12暴露于外部空气，它们的特性不容易产生劣化。
入射到PBS面14a的所述光束20(P偏振光)原样透射PBS面14a。接着，透射PBS面14a的所述光束20入射到所述偏振衍射元件15。
再者，本发明的光集成单元不限定所述偏振分光镜14，如上文所述，只要是下列组成就可以能透射半导体激光器11出射的光束20，并将光记录媒体反射的返回光引导到与所述半导体激光器11不同的方向，从而能改变该返回光的光路，使该返回光在所述受光元件12得到接收。因此，除偏振分光镜外，还能使用将功能面14a取为半透明反射镜面的分束镜。
接着，详细说明上述偏振衍射元件15。如图1(a)所示，所述偏振衍射元件15包含第1偏振全息元件31(第2偏振区)和第2偏振全息元件32(第1全息区)。
所述第1偏振全息元件31和所述第2偏振全息元件32都被配置在光束20的光轴上，并构成将所述第1偏振全息元件31配置在比所述第2偏振全息元件32靠近半导体激光器11侧。
所述第1偏振全息元件31使P偏振光衍射并使S偏振光透射，所述第2偏振全息元件32使S偏振光衍射并使P偏振光透射。由各偏振全息元件中形成的槽结构(光栅)进行这些偏振光的衍射，并由所述光栅的间距(下文将其称为光栅间距)规定衍射角度。
所述第1偏振全息元件31形成用于检测出跟踪误差信号(TES)的产生3光束用的全息图案。
即，透射PBS面14a的P偏振光的光束20入射到构成所述偏振衍射元件15的第1偏振全息元件31时，受到衍射，成为用于检测出跟踪误差信号(TES)的3光束(主光束和2个子光束)，从该第1偏振全息元件31出射。后面阐述所述第1偏振全息元件31的详细全息图案。再者，作为使用3光束的TES检测方法，可用3光束法、差动推挽(DPP)法或相位偏移DPP法。
所述第2偏振全息元件32使入射的光中的S偏振光衍射，并使P偏振光原样透射。具体而言，所述第2偏振全息元件32将入射的S偏振光衍射成0次衍射光(非衍射光)和+1次衍射光(衍射光)。然而，本发明不限于此衍射条件，可适当设定。具体而言，后面阐述的实施方式5中，具有将入射的S偏振光衍射成0次衍射光(非衍射光)和±1次衍射光(衍射光)的所述第2偏振全息元件32。
即，第1偏振全息元件31出射的P偏振光的光束20入射到所述第2偏振全息元件32，并原样透射。透射第2偏振全息元件32的P偏振光的光束20入射到所述1/4波长片16。后面阐述第2偏振全息元件32的详细全息图案。
所述1/4波长片16入射线偏振光并能将其变换成圆偏振光后出射。因此，将入射到1/4波长片16的P偏振光的光束20(线偏振光)变换成圆偏振光的光束后，从光集成单元1出射。
从光集成单元出射的圆偏振光的光束如图2所示，由准直透镜2形成平行光后，通过物镜3汇聚到光盘4。然后，由光盘4反射的光束(即返回光)再次通过物镜3和准直透镜2，并再次入射到光集成单元1的所述1/4波长片16。
入射到光集成单元1的1/4波长片16的所述返回光是圆偏振光，由该1/4波长片16变换成相对于图中所示的光轴(z轴)方向具有y轴方向的偏振面的线偏振光(S偏振光)。然后，S偏振光的返回光入射到所述第2偏振全息元件32。
入射到所述第2偏振全息元件32的S偏振光的返回光如上文所述，被衍射成0次衍射光(非衍射光)和+1次衍射光(衍射光)后出射。该衍射的S偏振光的返回光(0次衍射光和+1次衍射光)入射到所述第1偏振全息元件31，并原样透射。接着，该S偏振光的返回光入射到所述偏振分光镜14，由所述PBS面14a反射，又由反射镜14b反射后，从偏振分束镜14出射。从偏振分束镜14出射的S偏振光的返回光被所述受光元件接收。后面阐述所述受光元件12的感光部图案。
本实施方式中，具有波长405纳米左右的短波长光源，并且物镜3具有NA0.85左右的高NA物镜；按空气中的光路长度换算，半导体激光器11至偏振衍射元件15(具体为第1偏振全息元件31)的距离为5毫米左右。又，偏振衍射元件15(具体为第2偏振全息元件32)至受光元件12的距离(光路长度)为5毫米左右。
然而，本发明不限于该值，在具有波长405纳米左右的短波长光源并且物镜3具有NA0.85左右的高NA物镜时，半导体激光器11至偏振衍射元件15(具体为第1偏振全息元件31)的距离可加大第1偏振全息元件31上的光束有效直径，因而尽量加长，在特性上较佳，但需要考虑光学系统的小型化，所以按空气中的光路长度换算，以3毫米～7毫米为佳，5毫米左右最佳。又，偏振衍射元件15(具体为第2偏振全息元件32)至受光元件12的距离(光路长度)需要设计成到达非衍射光的焦点附近，与半导体激光器11至偏振衍射元件15(具体为第1偏振全息元件31)的距离程度相同。
接着，用图3说明第1偏振全息元件31中形成的全息图案。
再者，设计第1偏振全息元件31的光栅间距，使受光元件12上3光束充分分离。
本实施方式中，按空气中的光路换算，将半导体激光器11与第1偏振全息元件31的距离取为5毫米左右，并将受光元件12上的主光束与子光束的间隔形成为150微米左右。而且，光盘4上的主光束与子光束的间隔为16微米左右。将受光元件12上的主光束与子光束的间隔和光盘4上的主光束与子光束的间隔分别设计成150微米左右和16微米左右时，本实施方式的所述光栅间距最好是14微米左右。
然而，本发明不限于该值，受光元件12上的主光束与子光束的间隔尽量大，能减小感光部之间的信号串扰，因而信号特性方面较佳，但由于需要考虑光学系统小型化，设计成需要的最低限度的100微米～200微米，最好为150微米左右。另一方面，光盘4上的主光束与子光束的间隔越小，因组装误差的影响而产生的跟踪误差信号偏移越小，因而较佳，但一决定所述受光元件12上的主光束与子光束的间隔就同时决定。例如，使用波长405纳米左右的光源11、焦距1.2毫米左右的物镜3和焦距11毫米左右的准直透镜2时，设受光元件12上的主光束与子光束的间隔为100微米～200微米，则光盘4上的主光束与子光束的间隔为11微米～22微米，将这时的光栅间距设计成20微米～10微米。因此，不能使光盘4上的主光束与子光束的间隔充分小的情况下，作为跟踪误差信号检测方式，最好采用具有相对于3光束法或DPP法因组装误差的影响而产生的跟踪误差信号的偏移较小的特征的相位偏移DPP法。
图3是示出第1偏振全息元件31中形成的全息图案的模式图。作为全息图案，可以是使用3光束法或差动推挽法(DPP法)的用于检测出跟踪误差信号(TES)的规则直线光栅，但这里说明采用专利文献2(日本国专利公开2001-250250号公报，2001年9月14日公开)揭示的相位偏移DPP法的情况。
图3的第1偏振全息元件31的全息图案，包含区域31a和区域31b这两个区域。区域31a和区域31b的周期结构相位差存在180度差异。通过取为这种周期结构，子光束的推挽信号振幅实质上为0，可对物镜偏移或光盘倾斜抵消偏移。第1偏振全息元件31上的光束20越做成相对于区域31a和区域31b准确对位，越能得到良好的偏移抵消性能。而且，光束20的有效直径越大，越能减小由于时间经历变化和温度变化而发生光束20和区域31a的错位和光束20与区域31b的错位时的影响。即，能减小对后面检测出的伺服信号的影响。
实施方式中，在图2的准直透镜2的有效NA为0.1左右的光学系统中，能设计成按空气中光路长度换算，使半导体激光器11至第1偏振全息元件31的距离为5毫米左右，第1偏振全息元件31上的光束20的有效直径为φ1毫米左右的大小。
即，根据本实施方式的组成，能相对于已有技术时的有效直径φ0.2毫米～φ0.4毫米，将有效直径加大2.5倍～5倍。
然而，本发明不限于该值，在准直透镜2的有效NA为0.1左右的光学系统的情况下，第1偏振全息元件31上的光束20的有效直径最好是φ0.6毫米～φ1.4毫米。
接着，用图4说明第2偏振全息元件32中形成的全息图案。
图4是示出第2偏振全息元件32中形成的全息图案的模式图。第2偏振全息元件32的全息图案包含3个区32a、32b和32c。具体而言，是由与跟踪方向对应的x轴方向的边界线32x划分为2的一半圆区32c、由圆弧状边界线进一步划分另一半圆区而得的内周区32a和外周区32b。再者，图中用虚线表示返回光。
所述第2偏振全息元件32的各区的光栅间距，其数值在区域32b最小(衍射角度最大)，区域32c最大(衍射角度最小)，区域32a为它们的中间值。用于校正球面像差的球面像差误差信号(SAES)能用来自区域32a和区域32b的+1次衍射光检测出。又，用于校正焦点位置偏移的焦点误差信号(FES)可用使用来自区域32c的+1次衍射光的单刀刃法或使用来自区域32a、区域32b和区域32c的+1次衍射光的双刀刃法检测出。
本发明中，将0次衍射光用于检测RF信号和DPD法的TES信号等高速信号。这时，需要做成受光元件12上的0次衍射光与+1次衍射光的间隔为0.5毫米～1.2毫米，0.6毫米～0.9毫米的程度则更好。为了要在上述范围中将0次衍射光与+1次衍射光分离，在按空气中光路长度换算，第2全息元件32至受光元件12的距离为5毫米左右的情况下，将第2全息元件32的衍射角度取为5度～10度为佳，取为7度～9度更好。
例如，按空气中的光路长度换算，第2全息元件32至受光元件12的距离为5毫米左右时，将受光元件12上的0次衍射光与+1次衍射光的分离设定为0.8毫米左右，则衍射角度为8度左右。为了实现此衍射角度，在作为本实施方式的光束波长的λ＝405纳米的蓝色光学系统的情况下，第2全息元件32中形成的光栅间距为2.8微米左右。即，此光栅间距能相对于已有技术时的0.7微米大4倍。因此，成为不存在上述制造上的问题的形状。而且，由于衍射角度小(相对于已有技术的衍射角度35度，为约其1/4)，即使产生波长变动或错位等误差源，也能得到受光元件12上的聚光位置变动小的效果。
又，第1偏振全息元件31和第2偏振全息元件32能按掩模精度准确定位并合为一体地制作。因此，在进行第2偏振全息元件32的位置调整以取得规定的伺服信号的同时，完成第1偏振全息元件的位置调整。即，光集成单元1的组装调整方便，同时还能提高调整精度。
接着，用图5(a)和图5(b)说明第2偏振全息元件32的划分图案与受光元件12的感光部图案的关系。
图5(a)示出相对于图2的光盘4的保护层4b的厚度进行准直透镜2的光轴方向的位置调整，以免物镜3的汇聚光束产生球面像差的状态下记录层4c上汇聚成对焦状态时在受光元件12上的光束。又，示出图4中说明的第2偏振全息元件32的3个区域32a～32c与+1次衍射光行进方向的关系。再者，实际上将第2偏振全息元件32的中心位置设置在与感光部12a～12d的中心位置对应的位置，但为了说明，图中表示成对光轴(z)轴方向往y轴方向错开。
如图5(a)所示，受光元件12由12a～12n这14个感光部构成。往路光学系统中由第1偏振全息元件31形成的3个光束(主光束、2个子光束)21在光盘4上反射，并且在返路光学系统中由第2偏振全息元件32分离成非衍射光(0次衍射光)22和衍射光(+1次衍射光)23。受光元件12具有感光部，用于在非衍射光22和衍射光23中接收检测出RF信号或伺服信号所需的光束。
具体而言，形成第2偏振全息元件32的3个非衍射光(0次衍射光)22和9个+1次衍射光，共计12个光束。其中，将非衍射光(0次衍射光)22设计成具有某程度规模的光束，以便能利用推挽法检测出TES。本实施方式中，为了所述非衍射光(0次衍射光)22的束径具有某程度的大小，将受光元件12设置在相对于非衍射光22的汇聚点往内侧错开若干的位置。再者，本发明不限于此，也可将受光元件12设置在相对于非衍射光22的汇聚点往前侧错开的位置。
这样，将具有某程度大小的光束直径的光束汇聚到感光部12a～12d的边界部，因而可通过调整成这4个感光部(12a～12d)的输出相等，进行非衍射光22和受光元件12的位置调整。
图5(b)示出图2的物镜3从图5(a)的状态靠近光盘4时的受光元件12上的光束。通过物镜3靠近光盘4，使光束的束径变大。然而，不发生来自感光部的光束溢出。
接着，用图4以及图5(a)和图5(b)说明产生伺服信号的运作。这里，将感光部12a～12n的输出信号表示为Sa～Sn。
用非衍射光检测出RF信号(RF)。即，可用下式给出RF信号(RF)。
RF＝Sa+Sb+Sc+Sd通过进行Sa～Sd的相位比较，检测出基于DPD法的跟踪误差信号(TES1)。具体而言，利用下面的原理。由物镜3汇聚的光束对光盘4的记录层4c形成的凹坑串进行扫描时，反射光束的强度分布图案由于凹坑串与光束的位置关系而发生变化。因此，检测出Sa+Sc和Sb+Sd时，在光束扫描凹坑串的中央的情况下相位相同；反之，光束扫描偏离凹坑串中央的位置的情况下，产生按错开方向反向的相位差。因此，通过检测出Sa+Sc与Sb+Sd的相位差，取得跟踪误差信号。
由下式给出基于相位偏移DPP法的跟踪误差信号(TES2)。其中，将α设定成对抵消物镜移位和光盘倾斜造成的偏移最佳的系数。
TES2＝{(Sa+Sb)-(Sc+Sd)}-α{(Se-Sf)+(Sg-Sh)}用双刀刃法检测出聚焦误差信号(FES)。即，由下式给出FES。
TES＝(Sm-Sn)-{(Sk+Si)-(Sl-Sj)}如上文所述，本实施方式的拾光器装置装载光集成单元1中波长405纳米左右的短波长光源和物镜3中NA0.85左右的NA物镜，可进行高密度的记录再现。包含本实施方式在内，为了加大光盘的记录密度，需要使激光短波长化并且加大物镜的数值孔径NA。例如，谋求比CD(音频光盘)密度高的DVD(数字多用途光盘)中，使用数值孔径NA为0.6的物镜和波长为650纳米的激光，实现大容量化。又，BD(蓝光光盘)中，使用数值孔径NA为0.85的物镜和波长为405纳米的激光，实现进一步大容量化。然而，谋求大容量化的光盘中，随着物镜的数值孔径NA变大，像差的影响成问题。
对光盘的记录区照射激光时，作为记录信息的记录层上照射的激光透射的距离的激光入射面与记录层之间的保护层的厚度t(下文称为光盘基片厚度t)的误差产生的球面像差与数值孔径NA的4次方成正比地增加。为了抑制此球面像差，有效的是减小光盘基片厚度t的尺寸公差。例如，相对于激光波长780纳米且数值孔径NA0.45的CD的光盘基片厚度t的尺寸公差为±10微米，激光波长650纳米且数值孔径0.6的DVD的光盘基片厚度t的尺寸公差为±30微米，与本实施方式相同，激光波长405纳米且数值孔径NA0.85的下一代高密度光盘的光盘基片厚度t的尺寸公差为±3微米。这样，随着谋求大容量化，光盘的制作精度加速度地严格。
然而，光盘基片厚度t的误差依赖于光盘的制造方法，所以存在提高光盘基片厚度t的尺寸精度非常困难的问题。而且，提高光盘基片厚度t的尺寸精度存在使光盘制造成本增加的弊病。因此，要求拾光器装置具有校正对光盘进行再现时产生的球面像差的功能。
一般，通过使光束扩展镜等透镜以机械方式移动，进行球面像差校正。为了准确且高速地进行此球面像差校正，需要检测出成为球面像差校正目标的球面像差误差信号。
本实施方式中，为了校正保护层4b的厚度误差产生的球面像差，利用准直透镜驱动机构(未图示)往光轴方向对准直透镜2进行位置调整，或对配置在准直透镜2与物镜3之间的2块透镜组构成的光束扩展镜(未图示)进行光束扩展镜驱动机构(未图示)的间隔调整。
对这种控制驱动机构的球面像差校正信号的检测，提出各种方法。例如，有利用全息元件将返回光分离成2个光束并根据2个光束的焦点位置检测出球面像差误差信号的方法(参考专利文献3日本国专利公开2002-157771号公报，2002年5月31日公开)。
本实施方式中，使用来自分离成内外周的光束的检测信号检测出球面像差信号(SAES)。即，由下式给出SAES。其中，将β设定成对抵消SAES的偏移最佳的系数。
SAES＝(Sk-Sl)-β(Si-Sj)图6(a)、图6(b)是说明因光盘4的保护层4b的厚度误差的影响而物镜3的汇聚光束产生球面像差的状态下光盘4位于物镜3的焦点时的受光元件12上的光束形状的图。由于残留球面像差，内周侧光束和外周侧光束相对于划分线往相反方向变大。这是因为图6(a)和图6(b)中产生球面像差的方向(厚度误差的标号)不同。
综上所述，通过使用所述光集成单元1，对所述偏振衍射元件15入射透射所述偏振分光镜14的光束，而且所述受光元件12接收由偏振衍射元件15衍射后通过偏振分光镜14的所述返回光。
即，所述光源出射的光束20透射所述偏振分束镜14后，入射到所述偏振衍射元件15(第1全息元件31)。因此，能使所述光源出射并入射到所述第1全息元件31前的光束20的光路长度长。
由于能使光路长度长，与所述半导体激光器11和所述第1全息元件31之间不配置所述偏振分光镜14时相比，能使入射到所述第1全息元件31的光束20的束径较大。
因而，即使由于时间经历或温度变化而发生衍射单元和导光单元的错位的情况下，也能减小给伺服信号检测的影响，从而能实现良好的伺服信号检测。
又，所述受光元件12接收由所述偏振衍射元件15(第2全息元件32)衍射后，通过所述偏振分光镜14的所述返回光。即，透射所述第2全息元件32后至入射到所述受光元件12的期间，通过所述偏振分光镜14。因此，能使所述受光元件12接收前的衍射返回光的光路长度长。
因而，即使将所述偏振衍射元件15(第1全息元件31和第2全息元件32)的衍射角度设定得小的情况下，也能良好地形成所述受光元件12上的被衍射的光(返回光)的分离。
又，通过使用所述光集成单元1，所述偏振衍射元件15具有第1全息元件31和第2全息元件32，它们分别使具有规定的偏振面的偏振光衍射，并使具有垂直于该偏振面分偏振面的偏振光原样透射，而且将所述第1全息元件31和第2全息元件32配置在所述光束20的光轴上，使各自设置的所述规定的偏振面相互垂直。
因而，所述第1全息区上衍射的偏振光原样透射第2全息区，反之，所述第2全息区上衍射的偏振光原样透射第1全息区。即，通过设置所述偏振衍射元件15能衍射所述光束和返回光。
又，本发明的光集成单元的所述第2全息元件32最好将所述返回光衍射成非衍射光和衍射光。
光集成单元1由于受光元件接收的衍射返回光的光路长度长，即使将所述返回光衍射成非衍射光和衍射光的情况下，也能在所述受光元件12上将它们充分分离。
也就是说，即使所述第2全息元件32附近衍射光和非衍射光不能充分分离的状态，通过长光路的期间，衍射光与非衍射光的间隔扩大，也能在所述受光元件12上将衍射光和非衍射光良好地分离。
又，本发明的光集成单元的所述第1全息元件31最好将所述光束划分成3光束。
由此，能检测出基于3光束法等的跟踪误差信号。
又，通过使用光集成单元1，所述受光元件12具有接收所述衍射光的感光部，同时还具有接收所述非衍射光的感光部。
如上所述，光集成单元1由于能使被衍射的所述返回光(衍射光和非衍射光)的光路长度长，即使所述第2全息元件32附近为衍射光与非衍射光不能充分分离的状态，所述受光元件12上也能将衍射光和非衍射光良好地分离。
因此，由于所述受光元件12具有接收所述非衍射光的感光部，能将该非衍射光用于检测出高速信号。
具体而言，能将所述非衍射光用于利用RF信号或DPD法的TES信号等高速信号的检测。而且，能将所述衍射光用于伺服信号的检测。
因而，例如用衍射光进行所述高速信号的检测时，受到波长变动和公差的影响，所以需要考虑受光元件12上聚光位置变动，预先将感光部设计得大一点。这种感光部面积的制约成为RF信号高速再现受到限制的主要原因，但光集成单元1不受这种感光部面积的制约。因此，能实现良好的RF信号高速再现。
又，即使所述偏振衍射元件15的衍射角度小的情况下，由于确保光路长度长，也能使受光元件12上的衍射光和非衍射光充分分离。因此，即使第1全息元件31和第2全息元件32的光栅间隔大，衍射光和非衍射光也能充分分离。
即，能将第1全息元件31和第2全息元件32的光栅间距形成得大。因而，能方便地进行所述偏振衍射元件15(第1全息元件31和第2全息元件32)的制造。
又，通过使用光集成单元1，所述偏振分光镜14还具有反射镜14b，所以能使被衍射的返回光反射到希望的方向，同时还能随之进一步加长光路长度。
又，通过使用光集成单元1，将所述半导体激光器11收装在密封的封装件17中，所以半导体激光器11不被暴露在外部空气中，不容易产生特性劣化。
又，通过使用光集成单元1，所述半导体激光器11可相对于所述受光元件12和所述偏振分光镜14调整位置，所以半导体激光器11和受光元件12准确定位，即便在使用收装到封装件17的半导体激光器11的情况下，也能使返回光可靠地入射到受光元件12。因此，能使接收非衍射光的感光部面积最小，可良好地进行高速信号检测。
又，通过使用光集成单元1，在所述偏振衍射元件15的配置所述偏振分光镜14侧的相反侧具有1/4波长片16，所以与半导体激光器11出射的光束是线偏振光相反，该线偏振光透射1/4波长片16，从而成为圆偏振光照射在光盘4上。因此，在RF信号的产生等时候，不容易受基片4a的双折射的影响。而且，光盘4上反射的衍射光成为偏振面与所述线偏振光正交的线偏振光，所以入射到偏振衍射元件15并受到衍射，从而能提高所述PBS面14a上反射的返回光的利用效率。又能抑制光束和返回光的无用干涉。
本实施方式的拾光器装置40能装载具有以上那样组成的光集成单元1，因而能实现小型軽量化。
再者，本实施方式中，说明了由第1全息元件31产生3光束的组成，但本发明不限于此，也可用于产生TES中不用3光束的用1光束的光集成单元。
作为本发明的拾光器装置，如图12所示，也可为装载卸下1/4波长片16的光集成单元1’并与外装的1/4波长片5组合的组成。
本实施方式中，构成将衍射光束和返回光的偏振衍射元件15配置在偏振分束镜14的与半导体激光器11相反的一侧，但本发明不限于此。
即，如图7所示，本发明的光集成单元也可构成将用于产生检测出跟踪误差信号用的3光束的衍射元件33配置在偏振分光镜14的半导体激光器11侧。TES检测使用3光束法或DPP法时，不需要作衍射元件33的xy轴方向的位置调整。需要进行使光盘4的纹道方向与3光束排列方向相符用的旋转调整，但对整个光集成单元1能进行光轴中心的旋转调整即可。因此，衍射元件33能不调整地固定在封装件17中。衍射元件33不使返回光通过，仅使光束20通过，所以不必具有偏振特性。因此，衍射元件33能用不具有偏振特性的常规全息元件。又，如图7所示，能使用衍射元件33并将封装件17密封，所以具有能抑制半导体激光器11和受光元件12的特性劣化的效果。
换言之，本发明也能表现为特征如下。即，本发明的光集成单元，将光源；将来自光信息记录媒体的返回光引导到与所述光源不同的方向的导光单元；偏振衍射元件；以及受光元件合为一体，其特征为将所述偏振衍射元件配置在所述导光单元的与所述光源和所述受光元件对置的一侧。
此情况下，又能使其特征为所述导光单元是至少具有相互平行的2个反射面的偏振分光镜。
实施方式2根据图8(a)和图8(b)说明本发明另一实施方式如下。本实施方式中，说明与上述实施方式1的不同点，因而为了说明方便，对具有与实施方式1中说明的构件相同的功能的构件标注相同的标号，省略其说明。
图8(a)和图8(b)是示出本发明实施方式2的光集成单元的组成的组成图。图8(a)是相对于所示光轴(z轴)方向从y轴方向观看的侧视图；图8(b)是从图8(a)所示的光轴(z轴)方向(即从罩盖17c的窗部17d侧)观看封装件17的俯视图，用于示出封装件17内的半导体激光器11与受光元件12的配置关系。
本实施方式的光集成单元中，上述实施方式1的光集成单元的半导体激光器11的安装方向不同。而且，本实施方式的光集成单元设置1/2波长片13。
即，上述实施方式1中，图2所示的半导体激光器11，其线偏振光(P偏振光)相对于图中所示光轴(z轴)方向具有x轴方向的偏振面。与此相反，本实施方式中，在封装件17内设置成出射相对于图中所示光轴(z轴)方向具有y轴方向的偏振面的线偏振光(S偏振光)的光束21。
本实施方式的半导体激光器11，其S偏振光光束21相对于图中所示光轴(z轴)方向具有y轴方向的偏振面，所以此光束21原样入射到上述实施方式1的偏振分束镜14时，在PBS面14a受到全反射，没有朝向光盘4的光束。
因此，本实施方式中，与上述实施方式1的组成不同，在半导体激光器11与偏振分束镜14之间的光路中配置1/2波长片13。通过配置1/2波长片13，将光束21的偏振面相对于图中所示的光轴(z轴)方向变换成x轴方向的线偏振光(P偏振光)，从而能使偏振分光镜14的偏振光的PBS面全透射。
因此，通过设置1/2波长片13，半导体激光器11即便是出射所述P偏振光的光束以外的光束(即S偏振光光束)的激光器也能用，不降低光利用效率。
而且，由此，具有半导体激光器11和强度分布校正元件(未图示)的部件布局自由度增加的效果。还具有对入射到物镜3的光束的RIM强度的设计自由度增加的效果。
实施方式3根据图9(a)和图9(b)说明本发明另一实施方式如下。本实施方式中，说明与上述实施方式1的不同点，因而为了说明方便，对具有与实施方式1中说明的构件相同的功能的构件标注相同的标号，省略其说明。
图9(a)和图9(b)示出本发明实施方式3的光集成单元的组成。图9(a)是相对于所示光轴(z轴)方向从y轴方向观看的侧视图；图9(b)是从图8(a)所示的光轴(z轴)方向(即从罩盖17c的窗部17d侧)观看封装件17的俯视图，用于示出封装件17内的半导体激光器11与受光元件12的配置关系。
本实施方式的光集成单元构成为在上述实施方式1的光集成单元的偏振分光镜14中添加反射面14c，同时还构成在封装件17内添加APC(物镜出射光的光量控制)用的受光元件(APC用受光元件)18。
即，上述实施方式1中，半导体激光器11的出射光20的光路仅透射偏振分束镜14的PBS面14a后，从光集成单元1出射并朝向物镜3，但本实施方式中，半导体激光器11的出射光20除透射偏振分束镜14的PBS面14a后从光集成单元1出射并朝向物镜3的光路外，还具有在PBS面14a上反射后被反射面14c反射并入射到APC用受光元件18的光路。来自物镜3的出射光量和对APC用受光元件18的入射光量与半导体激光器11的出射光量成正比地变化，因而能用APC用受光元件18检测出的光量准确控制来自物镜3的出射光量。
本实施方式中，为了确保对APC用受光元件18的入射光，具有在下列方面与实施方式1不同的组成。即，本实施方式中，(1)对PBS面14a的特性作若干修改，使部分P偏振光反射，或(2)使半导体激光器11的安装方向对光轴中心旋转，并且在半导体激光器11与偏振分束镜14之间添加1/2波长片(未图示)，将具有S偏振分量的光束入射到PBS面14a。
利用这种组成，能在光集成单元1内将APC用受光元件18前的部分合为一体。因此，具有能实现拾光器装置进一步小型化的效果。
实施方式4根据图10说明本发明另一实施方式如下。本实施方式中，说明与上述实施方式1的不同点，因而为了说明方便，对具有与实施方式1中说明的构件相同的功能的构件标注相同的标号，省略其说明。
图10示出本发明实施方式4的光集成单元1的组成。本实施方式的光集成单元，其半导体激光器11和受光元件12的组成不同。
即，上述实施方式1中，将半导体激光器11和受光元件12原样配置在封装件17内。与此相反，本实施方式将半导体激光器11和受光元件12分别收装在独立的封装件18、19中。也就是说，本实施方式的半导体激光器11和受光元件12如图10所示，将半导体激光器11和受光元件12分别收装到独立的封装件18、19，在收安装于封装件18、19的状态下进一步在与上述实施方式1相同的封装件17中加以集成化。
因而，能可靠地密封半导体激光器11和受光元件12，所以具有能可靠地抑制特性劣化的效果。
又，由于封装件17不必密封，偏振分束镜14的大小可以不完全覆盖窗部17d，具有部件形状能小型化并能集成单元小型軽量化和低成本化的效果。
而且，由于半导体激光器11和受光元件12的处理方便，不容易发生处理差错造成的故障，同时还在半导体激光器11或受光元件12发生故障时容易修理。
又，由于半导体激光器11能相对于偏振分束镜14和受光元件12调整位置，具有能吸收组装误差并使返回光可靠地入射到受光元件12的效果。
实施方式5根据图11(a)、(b)说明本发明另一实施方式如下。本实施方式中，说明与上述实施方式1的不同点，因而为了说明方便，对具有与实施方式1中说明的构件相同的功能的构件标注相同的标号，省略其说明。
上述实施方式1的第2偏振全息元件32中，将入射的S偏振光衍射成0次衍射光(非衍射光)和+1次衍射光(衍射光)。与此相反，本实施方式中具有将入射到S偏振光衍射成0次衍射光(非衍射光)和±1次衍射光(衍射光)的第2偏振全息元件32。而且，与上述实施方式1的受光元件12构成接收0次衍射光(非衍射光)和+1次衍射光(衍射光)的感光部图案相反，本实施方式的受光元件12中，构成随着第2偏振全息元件32将入射的S偏振光衍射成0次衍射光(非衍射光)和±1次衍射光(衍射光)接收0次衍射光(非衍射光)、-1次衍射光(衍射光)和+1次衍射光(衍射光)的感光部图案。
图11(a)、(b)说明本实施方式的光集成单元具有的第2偏振全息元件32的划分图案与受光元件12的感光部图案的关系。图11(a)示出相对于图2的光盘4的保护层4b的厚度进行准直透镜2的光轴方向位置调整以便物镜3的汇聚光束不产生球面像差的状态下在记录层4c上汇聚为对焦状态时的受光元件12上的光束。
如图11(a)所示，所述受光元件12包含12a～12n这14个感光部。往路光学系统中由第1偏振全息元件31形成的3个光束21在光盘4上反射后，在返路光学系统中被第2偏振全息元件32分离成非衍射光(0次衍射光)22和衍射光(±1次衍射光)23。
受光元件12具有感光部，用于在非衍射光(0次衍射光)22和衍射光(±1次衍射光)23中接收检测出RF信号或伺服信号所需的光束。具体而言，形成第2偏振全息元件32的3个非衍射光(0次衍射光)40、6个+1次衍射光41和3个-1次衍射光42，共计12个光束。这里，使全息图案炫耀。即，将光栅的截面形状形成斜面状或阶梯状，使规定次数的衍射光的光强度加强。本实施方式中，区域32a和区域32b为光强度集中于+1次衍射光的截面形状，区域32c为光强度集中于-1次衍射光的截面形状。因此，抑制不需要的衍射光的光强度，提高用于信号检测的衍射光的光强度，从而能改善检测信号的信号质量。然而，由于使第2偏振全息元件32也产生非衍射光，不能完全去除不需要的衍射光。因此，将受光元件12的感光部12i～12n的形状设计成能充分确保x轴方向的间隔，使不需要的衍射光(未图示)不入射。
再者，图11(b)示出图2的物镜3从图11(a)的状态靠近光盘4时在受光元件12上的光束。由于物镜3靠近光盘4，光束的束径变大。然而，不发生来自感光部的光束溢出。
这样，通过使用+1次衍射光和-1次衍射光两者，具有能利用偏振衍射元件15的光轴中心的旋转调整，可靠地进行双刀刃法的FES信号的偏移调整的效果。
再者，本发明不限于上述各实施方式，在权利要求书所示的范围可作各种改变，适当组合不同的实施方式中分别揭示的技术手段所得的实施方式也包含在本发明技术范围内。
工业上的实用性本发明的光集成单元，通过尽量加大衍射元件上的光束直径，能减小时间经历变化或温度变化的影响，同时还通过使衍射元件至受光元件的光路长度长，减小衍射角度(加大光栅间距)，便于制造衍射元件，而且通过使用衍射元件的非衍射光检测出RF信号，能实现高速响应(使光盘高速旋转的高速再现)。
因此，本发明能适合用于实现对光盘等光记录媒体记录或再现时使用的拾光器的小型化用的光集成单元及具有该单元的拾光器装置。
权利要求
1.一种光集成单元，包含出射光束的光源；具有使所述光束透射并使由光信息记录媒体反射的该光束的返回光反射的功能面，而且将该返回光往与所述光源不同的方向引导的设置在所述光束的光轴上的导光单元；以及接收所述导光单元引导的所述返回光的受光元件，其特征在于，将对所述光束和返回光进行衍射的衍射单元设置在所述光束的光轴上的、透射所述功能面的该光束入射的位置。
2.如权利要求1中所述的光集成单元，其特征在于，所述衍射单元是使具有规定的偏振面的偏振光衍射，并使具有垂直于该偏振面的偏振面的偏振光原样透射的偏振衍射元件。
3.如权利要求1或2中所述的光集成单元，其特征在于，所述衍射单元是设置第1全息区和第2全息区，而且该区分别使具有规定的偏振面的偏振光衍射，并使具有垂直于该偏振面的偏振面的偏振光原样透射的偏振衍射元件；将所述第1全息区和第2全息区配置在所述光束的光轴上，使得各自设置的所述规定的偏振面相互垂直。
4.如权利要求3中所述的光集成单元，其特征在于，所述第1全息区将所述返回光划分成非衍射光和衍射光。
5.如权利要求3中所述的光集成单元，其特征在于，所述第2全息区将所述光束划分成3束。
6.如权利要求1中所述的光集成单元，其特征在于，所述功能面是偏振光分束面。
7.如权利要求1中所述的光集成单元，其特征在于，所述导光单元具有对所述功能面反射的所述返回光进行反射的反射面。
8.如权利要求4中所述的光集成单元，其特征在于，所述受光元件具有接收所述衍射光的感光部和接收所述非衍射光的感光部。
9.如权利要求8中所述的光集成单元，其特征在于，将所述非衍射光用于检测高速信号。
10.如权利要求9中所述的光集成单元，其特征在于，所述高速信号是RF信号和DPD法的TES信号。
11.如权利要求8中所述的光集成单元，其特征在于，将所述衍射光用于检测伺服信号。
12.如权利要求1至11中任一项所述的光集成单元，其特征在于，所述光源是收装在密封的封装件中的半导体激光器。
13.如权利要求12中所述的光集成单元，其特征在于，所述光源可相对于所述受光元件和所述导光单元调整位置。
14.如权利要求1至13中任一项所述的光集成单元，其特征在于，在所述衍射单元的配置所述导光单元侧的相反侧具有1/4波长片。
15.如权利要求1至14中任一项所述的光集成单元，其特征在于，还在入射到所述功能面前的所述光束的光轴上具有1/2波长片。
16.一种拾光器装置，其特征在于，装载的光集成单元包含出射光束的光源；具有使所述光束透射并使由光信息记录媒体反射的该光束的返回光反射的功能面，而且将该返回光往与所述光源不同的方向引导的设置在所述光束的光轴上的导光单元；接收所述导光单元引导的所述返回光的受光元件；以及对所述光束和返回光进行衍射的衍射单元，将所述衍射单元设置在所述光束的光轴上的、透射所述功能面的该光束入射的位置。
全文摘要
本发明揭示一种光集成单元及具有该单元的拾光器装置。该光集成单元具有半导体激光器(11)；偏振分束镜(14)；受光元件(12)；以及对光束(20)和返回光进行衍射的偏振衍射元件(15)，设置该配置衍射元件(15)，使得透射偏振分光镜面(14a)的光束(20)入射到所述偏振衍射元件(15)，而且使所述受光元件(12)接收被所述偏振衍射元件(15)衍射，并由所述偏振光分束面(14a)改变光路的返回光，从而使衍射元件上的光束直径大，并使衍射元件至受光元件的光路长度长。
文档编号G11B7/09GK101036189SQ200580028470
公开日2007年9月12日 申请日期2005年6月17日 优先权日2004年8月25日
发明者绪方伸夫 申请人:夏普株式会社