专利名称：衍射元件及光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将沟槽部及凸条部交替地排列的衍射元件、以及具有该衍射元件的光盘装置。
背景技术：
虽然对光盘进行信号检测用的构成提出各种各样的方案，但无论采用哪一种构成，光盘装置基本上都具有激光光源；光检测器；以及构成将激光光源射出的激光引导到光盘的射入光路及将在光盘上反射的返回光引导到光检测器的返回光路的光学系统。另外，光盘装置中还使用各种衍射元件。
例如，已揭示过一种利用衍射光和不衍射的光束，取消跟踪偏置的技术，该技术为了利用DPP(Differential Push-pull差动推挽)等得到跟踪出错信号，借助衍射元件从激光光源射出的光生成具有0次光的主光束、以及具有衍射光的副光束，利用在比光束的截面积小的区域内形成沟槽部的衍射元件作为这种衍射元件(例如参照专利文献1)。
专利文献1日本特開平10-162383号公报但是，在专利文献1所述的衍射元件的情况下，由于主光束的相位在具有沟槽部的区域和未形成沟槽部的平坦部分之间产生相当大的差异，所以存在的问题是无法防止像散现象发生。
基于上述问题，本发明的课题在于提供一种使用衍射光束、已经不衍射光束，能取消跟踪偏置，同时还能防止像散发生的衍射元件、以及使用该衍射元件的光盘装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明的衍射元件是一种沟槽部和凸条部在表面上交替地排列的衍射元件，其中，在所述表面上具有所述沟槽部和所述凸条部交替地排列的多个格栅区域、和将所述表面做成平坦的平坦区域，设射入所述衍射元件的入射光波长为λ，则所述平坦区域相对所述沟槽部深度方向的中心位置形成nλ(其中n为整数)的高度，同时相对于所述格栅区域形成在所述沟槽部长度方向的两侧。
应用本发明的衍射元件，能适用于光盘装置。这种光盘装置具有激光光源；光检测器；以及构成将所述激光光源射出的激光引导到光盘的射入光路及将在所述光盘上反射的返回光引导到光检测器的返回光路的光学系统，所述光学系统在所述激光光源和所述光盘的所述射入光路或所述返回光路之间，具有所述衍射元件，从所述激光光源射出的光束截面积比所述格栅区域大。
本发明中最好所述沟槽部深度方向的中心位置，在该沟槽部长度方向上位于同一高度位置。采用这样的构成，能防止衍射元件引发的像散。
本发明中，最好所述沟槽部深度方向的中心位置，位于沟槽部被此之间同一高度位置。采用这样的构成，能防止衍射元件引发的像散。因而，所述沟槽部深度方向的中心位置位于该沟槽部长度方向上同一高度位置，而且，最好所述沟槽部深度方向的中心位置位于沟槽部之间同一高度位置。这时，所述平坦区域能形成在与所述沟槽部的所述深度方向的所述中心位置同一高度位置。
本发明中，最好平行地形成作为所述格栅区域和形成在该格栅区域两侧的所述平坦区域之间边界的两个台阶部。采用这样的构成，通过将衍射元件配置成使与沟槽部长度方向正交的方向的格栅区域突出至光束截面积的外侧，从而在将衍射元件安装在光盘装置上时，能沿与沟槽部长度方向正交的方向进行粗调，提高安装工作效率。
本发明的衍射元件，对于在表面交替地排列沟槽部及凸条部的多个格栅区域，在其沟槽部长度方向的两侧具有表面为平坦的平坦区域，设射入衍射元件的入射光波长为λ，则平坦区域相对沟槽部深度方向的中心位置形成nλ(其中n为整数)的高度，例如，将应用本发明的衍射元件用于光盘装置的光学系统，通过将衍射元件配置成格栅区域在比光束的截面积小的区域内作为生成3束光的元件使用时，采用衍射光束、以及不衍射光束，能取消跟踪偏置，同时还能防止衍射元件发生像散。
图1为模式地表示本发明实施方式1涉及的光盘装置主要部分构成的说明图。
图2(a)、(b)、(c)分别为本发明实施方式1中所用的衍射元件俯视图、沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图、以及立体图。
图3为表示透过本发明实施方式1中所用衍射元件之前后，0次光光强度分布变化用的说明图。
图4(a)、(b)分别为表示在应用本发明的光盘装置中，光盘上形成光点的样子用的说明图；以及在现有的光盘装置中，光盘上形成光点的样子用的说明图。
图5(a)、(b)分别为其它实施方式1的衍射元件的俯视图；以及沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图。
图6(a)、(b)分别为其它实施方式2的衍射元件的俯视图；以及沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图。
标号说明1光盘装置2激光光源3光检测器10光盘20光学系统8衍射元件81沟槽部82凸条部810沟槽部的底部82凸条部的上表面86格栅区域87、88平坦区域具体实施方式
(总体构成)图1为模式地表示本发明实施方式1相关的光盘装置主要部分构成的说明图。
图1中，本实施方式的光盘装置1，具有例如发出波长650nm的激光光束的半导体激光器2；以及光检测器3。另外，光盘装置1还具有从半导体激光器2开始朝着光盘10的光束分光器41、准直透镜42、上升反射镜43、以及物镜44的光学系统40，利用这些光学元件构成将半导体激光器2射出的激光引导到光盘10的射入光路。另外，光学系统40在光束分光器41和光检测器3之间具有传感器透镜45，利用物镜44、上升反射镜43、准直透镜42、光束分光器41、及传感器透镜45，构成将光盘10反射的返回光引导到光检测器3的返回光路。还有，从光检测器3处看，在光束分光器41的背后设置从半导体激光器2向光盘10的激光中检测在光束分光器41处反射的光的前置监视器5(监视用光检测器)。
光检测器3用于在检测出光盘10反射的返回光记录信息时，或信息再生时，生成聚焦出错信号及跟踪出错信号，并将这些聚焦出错信号及跟踪出错信号再反馈给物镜驱动装置7。
光盘10为诸如DVD-RAM(Digital Versatile Disk Random Access MemoryDVD随机存取盘)等，DVD-RAM虽然其图示被省略，但是带有摆动的纹间表面和沟槽交替地形成同心圆，纹间表面及沟槽中任一个都可用作形成位的光轨。这里，从摆动得到的信号用于引入时钟(信号)。
本实施方式的光盘装置1，在半导体激光器2和光束分光器41之间具有从半半导体激光器2射出的激光中，生成具有-1次衍射光的副光束、具有0次衍射光的主光束，以及具有+1次衍射光的副光束用的由光栅或全息元件组成的衍射元件8。由此，利用物镜44使具有0次光的主光束聚光于光盘10的光轨上，通过用光检测器3检测出其返回光能再生信息。另外利用物镜44使具有0次光的主光束聚光于光盘10的光轨上，又能记录信息。再有，利用物镜44使具有-1次衍射光的副光束、及具有+1次衍射光的副光束在光盘10的光轨切线方向聚光于主光束两边的位置，通过用光检测器3检测其返回光，从而利用DPP法等能获得跟踪出错信号。
(衍射元件8的构成)图2(a)、(b)、(c)分别为本发明实施方式1中所用的衍射元件俯视图、沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图、以及立体图。
如图2(a)、(b)、(c)所示，在本实施方式的光盘装置1所用的衍射元件8上，中央形成多个沟槽部及凸条部交替地排列的格栅区域86，该格栅区域86的两侧形成表面做成平坦的平坦区域87、88。
本实施方式中，沟槽部81都从夹住沟槽部81的两侧的凸条部82的上表面820开始到沟槽部81的底部810的深度尺寸d在沟槽部81的长度方向(用箭头L表示)上做成同一深度。另外，沟槽部81的深度在沟槽部81彼此之间做成同一深度。故而，沟槽部81深度方向的中心位置(图2(b)中用点划线C表示)为在沟槽部81长度方向上位于同一高度位置，在沟槽部81彼此之间位于同一高度位置。本实施方式中，平坦区域87、88做成和沟槽部81深度方向的中心位置同一高度。
这里，衍射元件8无论在哪个区域沟槽部81宽度尺寸都等于凸条部82宽度尺寸，格栅的占空比全部为50∶50。另外，本实施方式中，作为格栅区域86和形成在格栅区域两侧的平坦区域87、88之间的边界的两个台阶部如图2(a)所示，做成平行。
在这样构成的衍射元件8中，格栅区域86沿和长度方向正交的方向做成条纹状，半导体激光器2射出的激光如跨过格栅区域86和平坦区域87、88地射入衍射元件8。这里，从半导体激光器2射出的激光的远场图为椭圆，其长轴方向与和沟槽部81的长度方向正交的方向对应，而短轴方向与沟槽部81的长度方向对应。另外，从半导体激光器2射出的激光用于将图2(a)中用圆LL表示的区域聚光于光盘101。
(本实施方式的主要效果)图3为表示透过本发明的实施方式1中所用衍射元件之前后0次光光强度分布变化用的说明图。衍射元件8的俯视图示于图3(a)，同时与图3(a)示出的衍射元件8的方向对应将射入该衍射元件8的入射光光强度分布示于图3(b)、(c)，同时，还与图3(a)示出的衍射元件8的方向对应将从该衍射元件8的射出的出射光光强度分布示于图3(d)、(e)。图4(a)、(b)分别为表示在应用本发明的光盘装置中，光盘上形成光点的样子用的说明图；以及在现有的光盘装置中，光盘上形成光点的样子用的说明图。
如图3(a)、(b)、(d)所示，在本实施方式的光盘装置1上，沿激光光束和衍射元件8的沟槽部81正交的方向切开衍射元件时的光量分布与在透过衍射元件8前后无多大的变化，与此相反，如图3(a)、(c)、(e)所示，沿和衍射元件8的沟槽部81平行的方向切开衍射元件时激光光束的光量分布与在透过衍射元件8前有较大的变化。也就是，在衍射元件8上，沟槽部81长度方向上的格栅区域86由于±1次衍射效率高，相反地，在平坦区域87、88±1次衍射效率为零，所以从格栅区域86射出的0次光光强度较大下降，而与此相反，从平坦区域87、88射出的0次光光强度一点都不降低。因此，0次光的波峰形状在格栅区域光量下降较大的部分，如在图3(c)中用箭头B所示，形成波峰脚下平缓部分底朝上的形状。因而对于射入物镜44的0次光能和获得加大NA同样的效果。
因此，当主光束聚光于光盘10上时，如图4(a)示出应用本发明时的情形、及图4(b)示出的现有例子那样，采用本实施方式，能使聚光于光盘10上的主光束的光点直径减小。所以，对于从半导体激光器2射出的激光即使能量较低仍能对光盘10进行记录，所以能力求做到节约能量、降低成本，便容易采取防止发热的措施。
另外，本实施方式中，由于对于衍射元件8的格栅的占空比可均为50∶50，因此能制止高次衍射光的发生。因而，当副光束聚光于光盘10上时，本实施方式和现有的例子相比，+1次的副光点和-1次的副光点中无论哪一个光点直径都能扩大。所以光轨和副光束之间位置精度公差可以放宽，在生产光盘装置1时，能提高工作效率。而且即使是光轨间距不同的光盘10，依旧能获得适当的跟踪出错信号。
再有，如本实施方式那样，通过将衍射元件8配置成使格栅区域86及平坦区域87、88在比光束的截面积小的区域内，从而，即使作为3束光束生成元件使用时，由于平坦区域87、88形成和沟槽部81深度方向的中心位置同一高度，所以能防止衍射元件发生像散，同时力求将衍射元件8做得更薄。
(其它实施方式)图5(a)、(b)分别为其它实施方式1的衍射元件的俯视图；以及沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图。另外，图6(a)、(b)分别为其它实施方式2的衍射元件的俯视图；以及沿沟槽部长度方向切开衍射元件时的截面图。还有，以下说明的实施方式1、2由于基本构成和实施方式1相同，所以在通用部分上标注同一标号，进行说明。
如图5(a)、(b)及图6(a)、(b)所示，在其它实施方式1、2的光盘装置1上，也与前述的实施方式相同，在衍射元件8的中央形成多个沟槽部及凸条部交替地排列的格栅区域86，该格栅区域86的两侧形成表面做成平坦的平坦区域87、88。
其它的实施方式1、2的沟槽部81，都做成从夹住该沟槽部81的两侧的凸条部82的上表面820开始到沟槽部81的底部810的深度尺寸d在沟槽部81的长度方向(用箭头L表示)同一深度。另外，沟槽部81的深度在沟槽部81彼此之间做成同一深度。所以沟槽部81深度方向的中心位置(图5(b)中用点划线C表示)位于沟槽部81长度方向同一高度位置，在沟槽部81彼此之间位于同一高度位置。还有，其它实施方式1、2的平坦区域87、88也和上述方式一样，做成和沟槽部81深度方向的中心位置同一高度。
再有，格栅区域86无论哪个区域，沟槽部81的宽度尺寸和凸条部82的宽度尺寸都相等，格栅的占空比全为50∶50。但其它实施方式1的衍射元件8作为格栅区域86和平坦区域87、88间边界的两个台阶部如图5(a)所示形成椭圆形，而其它的实施方式2的衍射元件8作为格栅区域86和平坦区域87、88间边界的两个台阶部如图6(a)所示形成圆形。
此外，上述方式及其它实施方式1、2中平坦区域87、88做成与沟槽部81深度方向的中心位置同一高度。也就是平坦区域87、88形成与相对沟槽部81深度方向的中心位置高度(nλ)的n＝0相当的高度，但平坦区域87、88也可形成与沟槽部81深度方向的中心位置不同的高度。即，平坦区域87、88对于沟槽部81深度方向的中心位置除了入射光波长(λ)为0外，还可做成降低整数倍，也可以相反地增高。
权利要求
1.一种衍射元件，是表面沟槽部和凸条部交替地排列的衍射元件，其特征在于，在所述表面上具有多个所述沟槽部和所述凸条部交替地排列的格栅区域和将所述表面做成平坦的平坦区域，设射入所述衍射元件的入射光波长为λ，则所述平坦区域相对所述沟槽部深度方向的中心位置形成nλ的高度，其中n为整数，同时相对于所述格栅区域形成在所述沟槽部长度方向的两侧。
2.如权利要求1所述的衍射元件，其特征在于，所述沟槽部深度方向的中心位置，在该沟槽部长度方向上位于同一高度位置。
3.如权利要求1所述的衍射元件，其特征在于，所述沟槽部深度方向的中心位置，在该沟槽部彼此之间位于同一高度位置。
4.如权利要求1所述的衍射元件，其特征在于，所述沟槽部深度方向的中心位置，在该沟槽部长度方向上位于同一高度位置，同时还在沟槽部彼此之间位于同一高度位置，所述平坦区域做成与所述沟槽部的所述深度方向的所述中心位置同一高度位置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的衍射元件，其特征在于，平行地形成作为所述格栅区域和形成该格栅区域两侧的所述平坦区域之间边界的两个台阶部。
6.一种光盘装置，具有光学系统，该光学系统包括激光光源；光检测器；以及将从所述激光光源射出的激光引导到光盘的射入光路及将在所述光盘上反射的返回光引导到光检测器的返回光路，其特征在于、所述光学系统在所述激光光源和所述光盘的所述射入光路或所述返回光路之间，具有衍射元件，所述衍射元件是表面沟槽部和凸条部交替地排列的衍射元件，在所述表面上具有多个所述沟槽部和所述凸条部交替地排列的格栅区域和将所述表面做成平坦的平坦区域，设射入所述衍射元件的入射光波长为λ，则所述平坦区域相对所述沟槽部深度方向的中心位置形成nλ的高度，其中n为整数，同时相对于所述格栅区域形成在所述沟槽部长度方向的两侧，从所述激光光源射出的光束截面积比所述格栅区域大。
7.如权利要求6所述的光盘装置，其特征在于，所述光学系统具有所述衍射元件，作为在所述射入光路的途中位置从所述激光光源射出的激光形成由0次光构成主光束、以及由衍射光构成的两个副光束的3束光束生成用元件。
全文摘要
本发明提供一种使用衍射光束、以及不衍射光束，能取消跟踪偏置，同时还能防止像散发生的衍射元件；以及使用该衍射元件的光盘装置。衍射元件(8)具有相对在表面上多个沟槽部(81)和凸条部(82)交替地排列的格栅区域(86)，沿该沟槽部(81)长度方向两侧表面为平坦的平坦区域(87、88)，该平坦区域(87、88)做成和沟槽部(81)深度方向的中心位置同一高度。因此，通过配置衍射元件使沟槽部(81)位于比光束的截面积小的区域内，即使在作为(3)束光束生成元件使用时，由于平坦区域(87、88)做成和沟槽部(81)深度方向的中心位置同一高度，所以能防止衍射元件(8)发生像散。
文档编号G11B7/135GK1870152SQ200610084119
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年5月25日
发明者酒井博 申请人:日本电产三协株式会社