光学拾取器和光盘装置的制作方法

专利名称：光学拾取器和光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学拾取器和一种光盘装置，并且希望应用于例 如一种其中激光二极管和光检测器接近布置的光学拾取器、和一种具 有其中激光二极管和分束器接近布置的光学拾取器的光盘装置。
背景技术：
在光学拾取器中，根据双层盘选择激光二极管的额定值，对于该 双层盘，与单层盘相比需要较大的照射光量。在光学拾取器中，对于单层盘，需要大大地减小激光二极管的输 出。已知的是， 一般地，当激光二极管以使其输出较小的方式被使用 时，噪声相对于出射光束的光量的比值增大。相应地，当通过简单地 减小激光二极管的输出使相对于光盘的照射光量较小时，在光束中的 噪声不希望地增大。相应地，如图1中所示，已经提出有一种其中可变滤光器2布置 在光学拾取器1中的构造，该可变滤光器2具有透射基本上100%的 光束的高透射部分、和阻挡部分光束的中性滤光器部分(例如，参考 日本专利申请公开公报No.2002-260272)。在光学拾取器1中，在相对于双层盘的再现和记录处理时，使光 束通过高透射部分，其中对双层盘要求较大的照射光量。在相对于单 层盘的再现和记录处理时，使光束通过中性滤光器部分，其中对单层盘要求较小的照射光量。相应地，在记录处理时保证较大的照射光量， 并且在再现处理时以高输出的方式使用激光二极管以抑制在光束中 的噪声。在光学拾取器1中，可变滤光器2布置在激光二极管11与分束 器17之间。相应地，在光学拾取器l中，在再现处理时，使光束40 通过可变滤光器2的中性滤光器部分以减小从激光二极管11照射的 光束40的光量，同时当光束40被光盘100反射时得到的反射光束50 的方向通过使用分束器17改变其方向而引向光检测器22。相应地， 不使反射光束50通过可变滤光器2，从而不减小反射光束50的光量。发明内容同时，在光学拾取器l中，由于尺寸减小，釆用一种其中可减小 尺寸的光学元件组装成集成光学回路、并且作为一个元件处理的构 造。如图2中所示，在集成光学回路4中，组装激光二极管11、光检 测器22、及相对于这些接近布置的光学元件。当把上述可变滤光器2布置在使用集成光学回路4的光学拾取器 1中时，可变滤光器2变为布置在集成光学回路4与物镜20之间，并 且可变滤光器2布置在光束40和反射光束50的共享光路上。当可变滤光器2布置在光束40和反射光束50的共享光路上时， 不仅光束40而且反射光束50变为通过可变滤光器2。就是说，在相 对于单层盘的再现和记录处理时，反射光束50也变为通过中性滤光 器部分，并且减小由光检测器22接收的反射光束50的接收光量，这 使再现特性劣化。相应地，考虑到，通过把提供有偏振依赖性的衍射光栅用作中性 滤光器部分，借助于使用在光束40和反射光束50的偏振方向之间的 差别可减小光束40，但反射光束50可直接透射。然而，当衍射光栅用作中性滤光器部分时，在需要光束40的光 强度较大时的记录处理时，由衍射光栅衍射的一级光束照射到光盘 IOO的记录层上。相应地，出现一级光束不利地影响光盘100的问题，如删除在记录层上记录的记录标记、或使记录层劣化。鉴于上述情况，因此希望提供即使中性滤光器部分布置在光束和 反射光束的共享光路上也呈现所希望的再现特性、并且不会不利地影 响光盘的光学拾取器和光盘装置。根据本发明的一个方面，提供一种光学拾取器，它包括光源， 它照射作为线性偏振光的光束；物镜，它会聚光束以使如此会聚的光 束通向光盘，并且接收由光盘反射的反射光束；分束器，它分离光束 和反射光束；四分之一波片，它把引自分束器的光束转换成圆偏振光， 并且把引向分束器的反射光束从圆偏振光转换到与光束垂直的偏振 方向；光检测单元，它接收分离的反射光束；中性滤光器部分，它布 置在光束和反射光束的共享光路上，并且通过使用在光束和反射光束 的偏振方向之间的差别，减小光束的光量以把光束引向物镜，并且在 反射光束的光量稍微变化的情况下把反射光束引向光检测单元；及滤 光器驱动单元，它把中性滤光器部分驱动到光束和反射光束的光路上 或者驱动到所述光路外，以控制从光源照射的光束的光量，从而照射 到光盘上的光束具有预定照射光量，中性滤光器部分减小在由衍射光 栅衍射之后通过衍射光栅的光束，并且分散衍射的土l级光束在光盘的 记录层上的照射位置。相应地，当中性滤光器部分被驱动到光路上时，由于相对于照射 到光盘上的光束可选择性地减小光量，所以中性滤光器部分可布置在 光束和反射光束的共享光路上，并且可使在光盘的记录层上的一级光 束的照射面积变大。因而，可减小对于单位面积的一级光束的光强度。根据本发明的一个方面，还提供一种光盘装置，它包括光源， 它照射作为线性偏振光的光束；物镜，它会聚光束以使如此会聚的光 束通向光盘，并且接收由光盘反射的反射光束；分束器，它分离光束 和反射光束；四分之一波片，它把引自分束器的光束转换成圆偏振光， 并且把引向分束器的反射光束从圆偏振光转换到与光束垂直的偏振 方向；光检测单元，它接收分离的反射光束；中性滤光器部分，它布 置在光束和反射光束的共享光路上，并且通过使用在光束和反射光束的偏振方向之间的差别，减小光束的光量以把光束引向物镜，并且在反射光束的光量稍微变化的情况下把反射光束引向光检测单元；滤光 器驱动单元，它把中性滤光器部分驱动到光束和反射光束的光路上或 者驱动到所述光路外；及照射光量控制单元，它控制从光源照射的光 束的光量和滤光器驱动单元，从而使照射到光盘上的光束具有预定照 射光量，中性滤光器部分减小在由衍射光栅衍射之后通过衍射光栅的 光束，并且分散衍射的土l级光束在光盘的记录层上的照射位置。相应地，当中性滤光器部分被驱动到光路上时，由于相对于照射 到光盘上的光束可选择性地减小光量，所以中性滤光器部分可布置在 光束和反射光束的共享光路上，并且可使在光盘的记录层上的一级光 束的照射面积变大。因而，可减小对于单位面积的一级光束的光强度。根据本发明，当中性滤光器部分被驱动到光路上时，由于相对于 照射到光盘上的光束可选择性地减小光量，所以中性滤光器部分可布 置在光束和反射光束的共享光路上，并且可使在光盘的记录层上的一 级光束的照射面积变大。因而，可减小对于单位面积的一级光束的光 强度。以这种方式，即使中性滤光器部分布置在光束和反射光束的共 享光路上，也可呈现希望的再现特性，并且可以实现对光盘不施加不 良影响的光学拾取器和光盘装置。当结合附图阅读时，根据如下详细描述，本发明的性质、原理及 实用性将变得更显而易见，在附图中类似部分由类似附图标记或字符 指示。


在附图中图1示出表示传统光学拾取器的构造的示意图；图2示出解释由可变滤光器的布置造成的反射光束的减小的示意图；图3示出表示光盘装置的整个构造的示意图；图4示出表示在记录处理中可变滤光器的布置的示意图；图5A和图5B示出解释滤光片的效果的示意图；图6示出表示在再现处理中可变滤光器的布置的示意图；图7A和7B示出表示衍射光栅和衍射光束的构造的示意图；图8A和图8B示出解释传统带条衍射光栅的示意图；图9A和图9B示出解释通过光栅角度的变化划分衍射光栅的示意图；图IOA和图10B示出解释通过周期的变化划分衍射光栅的示意图；图IIA和图IIB示出解释衍射光栅的组合(1)的示意图； 图12A和图12B示出解释衍射光栅的组合(2)的示意图；及 图13A和图13B示出解释同心衍射光栅的示意图。
具体实施方式
现在，将通过参照附图更详细地描述本发明的实施例。 (1)光盘装置的整体构造在图3中，附图标记"3，，代表光盘装置，并且与在图1和图2中 的部分或元件相类似的部分或元件用相同附图标记指示。光盘装置3 与作为光盘100的单层盘100a和双层盘100b相对应，该单层盘100a 仅具有一个信号记录层，如压缩盘(CD)，该双层盘100b具有两个 信号记录层，如蓝光盘(BD，注册商标)。控制单元32包括中央处理单元(CPU)、其中存储各种程序的 只读存储器(ROM)、及作为用于CPU的工作存储器的随机存取存 储器(RAM)，并且控制光盘装置3的各单元。就是说，控制单元32通过伺服电路33转动主轴电机34，并且 驱动和转动在转台(未表示)上放置的光盘100。控制单元32通过伺 服电路33驱动进给电机35，并且在跟踪方向上运动光学拾取器1, 该跟踪方向是沿导向轴37的光盘100的半径方向。而且，控制单元 32控制光学拾取器1，以执行关于光盘100的再现和记录处理。如图4中所示，光学拾取器1的激光二极管11以与从控制单元32供给的驱动电流相对应的光量照射具有与光盘100的各系统相对应 的波长的激光束，并且使激光束作为光束40穿过半波片12进入衍射 光栅13。
衍射光栅13把光束40分离成用于相对于光盘100再现和记录处 理的主光束、和用来产生各种跟踪控制信号的次光束，并且使主光束 和次光束作为光束40进入分束器17。
分束器17直接地透射入射光束40的大部分，并且使光束40进 入可变滤光器2。可变滤光器2根据单层盘和双层盘调节光束40的光 量，其细节将在以后解释，并且使光束40进入准直透镜18。准直透 镜18把作为发散光束入射的光束40转换成平行光束，并且使如此转 换的平行光束进入四分之一波片19。
四分之一波片19把S偏振光的光束40转换成圆偏振光，并且使 圆偏振光进入物镜20。物镜20会聚光束40，并且使如此会聚的光束 40进入光盘100。
然后，物镜20接收当光束40被光盘100反射时得到的反射光束 50，并且使反射光束50进入四分之一波片19。四分之一波片19把圆 偏振光的反射光束50转换成线性偏振光的P偏振光，并且使P偏振 光穿过准直透镜18和可变滤光器2进入分束器17。
分束器17使用其偏振平面反射入射的反射光束50，并且把光束 的方向改变90。以使光束穿过校正象差的多透镜21进入光检测器22。 然后，光检测器22对反射光束50进行光电转换以产生检测信号，并 且把检测信号供给到信号处理单元38 (图3)。
信号处理单元38由检测信号产生再现RF信号和各种伺服控制 信号。控制单元32基于从信号处理单元38供给的伺服控制信号产生 驱动控制信号，并且在聚焦方向和跟踪方向上驱动物镜20，从而光束 40正确地照射到光盘100的希望轨道上。
此外，分束器17 (图4)通过使用其偏振平面以预定光量比值反 射光束40来分离光束40的一部分，并且使分离光束穿过自动功率控 制(APC )透镜15进入APC光检测器16。 APC光检测器16检测入射光束40的光量，产生与光量相对应的电流值的APC检测电流，并 把APC检测电流供给到控制单元32。控制单元32增大和减小供给到激光二极管11的驱动电流，并且 调节激光二极管11的输出，从而APC检测电流具有预定电流值以便 控制从激光二极管11照射的光束40的强度(下文，称作照射光强度)， 从而使该强度根据光盘的类型和光盘100的记录层数变为预定值。在这时，控制单元32调节激光二极管11的输出，从而在记录处 理时对于光盘100的照射光量变得比在再现处理时的照射光量大。由 于照射到双层盘100b的各信号记录层上的光束40的损失与单层盘 100a的损失相比较大，所以控制单元32驱动可变滤光器2，从而使 对于双层盘100b的照射光量变得大于对于单层盘100a的照射光量， 并且调节激光二极管11的输出。以这种方式，光盘装置3对于光盘100执行再现处理和记录处理。另一方面，在光学拾取器l中，具有在记录处理时使用的高透射 部分2B和在再现处理时使用的中性滤光器部分2C的可变滤光器2 布置在分束器17与物镜20之间。因而，如图4中所示，从激光二极管11照射的光束40在到光盘 100之前通过可变滤光器2,并且被光盘100反射的反射光束50再次 通过可变滤光器2。相应地，当使用传统的可变滤光器2 (图1)时，当在再现处理 时通过使光束通过中性滤光器部分2C而减小光束40的光量时，通过 中性滤光器部分2C的反射光束50的光量也被不希望地减小。相应地，在光学拾取器l中，中性滤光器部分2C只选择性地调 节光束40的光量。(2)可变滤光器(2-1)可变滤光器的构造接下来，将解释可变滤光器2的构造。在这个实施例中，借助于 使用光束40是P偏振光并且反射光束50是S偏振光的情况，中性滤 光器部分2C减小光束40的光量，但几乎不改变反射光束50的光量。可变滤光器2由滤光片2A和电磁致动器(未表示)构造。如图 5A和5B中所示，滤光片2A具有直接透射光束40的大部分的高透射 部分2B和阻挡一部分的光束40的中性滤光器部分2C。相应地，通 过根据从控制单元32供给的驱动电流驱动滤光片2A，可变滤光器2 使光束40通过高透射部分2B和中性滤光器部分2C中的任一个。高透射部分2B是透明平板，并且使入射光束的大部分穿过其而 与光束的偏振方向无关，及相应地几乎不减小作为S偏振光的光束40 (图5A )和作为P偏振光的反射光束50 (图5B )的光量。另一方面，中性滤光器部分2C提供有偏振特性，并且反射作为 S偏振光的光束的大约50%,并大约透射其剩余的50%，而透射作为 P偏振光的光束的大部分。就是说，中性滤光器部分2C把作为S偏 振光的光束40的光量减小50% (图5A ),而几乎不减小作为P偏振 光的反射光束50的光量(图5B)。以后将解释中性滤光器部分2C 的构造。相应地，在记录处理时，控制单元32驱动滤光片2A，从而光束 40和反射光束50通过高透射部分2B，如图4中所示。在这时，高透射部分2B透射从分束器17进入的光束40的大部 分，并且使光束进入准直透镜18。此外，高透射部分2B透射从准直 透镜18进入的反射光束50的大部分，并且使光束进入分束器17。相应地，在相对于双层盘100b的再现和记录处理时(与单层盘 100a相比对双层盘需要较大的照射光量)，当使光束通过可变滤光器 2时光学拾取器1几乎不减小光束40的光量，使得可以保证充分的照 射光量。另一方面，在相对于单层盘100a的再现和记录处理时，控制单 元32驱动滤光片2A，从而光束40和反射光束50通过中性滤光器部 分2C，如图6中所示。在这时，通过仅透射从分束器17进入的光束40的大约50%， 中性滤光器部分2C减小光束40的光量，并且使光束进入准直透镜 18。相应地，控制单元32把激光二极管11的照射光强度设置为其中 不布置可变滤光器2的情形的大约两倍，并且可使光束40的信噪 (S/N)比较大。此外，中性滤光器部分2C直接透射从准直透镜18进入的反射 光束50的大部分，并且使光束进入分束器17。相应地，中性滤光器 部分2C不减小在光检测器22中反射光束50的接收光量，这不会降 低作为根据接收光量产生的再现信号的再现RF信号和各种伺服控制 信号的质量。以这种方式，通过利用光束40和反射光束50的偏振方向之间的 差，中性滤光器部分2C使用衍射光栅GT反射光束40的一部分以减 小其光量，并且几乎不减小反射光束50的光量。因而，即使在相对 于单层盘100a的再现和记录处理时，激光二极管11也能以高输出的 方式使用，并且可以不减小在光检测器22中反射光束50的接收光量。 (2-2)中性滤光器部分的构造接下来，将解释中性滤光器部分2C的构造。中性滤光器部分2C是提供有偏振特性的光栅，并且如图7A中 所示，具有总体上的平板形状。中性滤光器部分2C具有在其一个表 面上布置的使用不呈现双折射特性的光学材料的凹-凸构造的衍射光 栅GT，并且具有填充有双折射材料的衍射光栅GT的下凹部分2Cb， 这使衍射光栅GT的表面变平。作为下凹部分2Cb的双折射材料，使用相对于作为P偏振光的 光束呈现的折射率与衍射光栅GT的光学材料的折射率不同的材料。 另一方面，使用相对于作为S偏振光的光束呈现的折射率与衍射光栅 GT的光学材料的折射率相等的材料。相应地，在相对于单层盘100a的再现和记录处理时使用的中性 滤光器部分2C对于作为P偏振光的光束40起光栅的作用，并且通过 衍射光束40的大约50%来直接透射光束40以把穿过物镜20 (图6) 照射到单层盘100a的希望轨道上的光束40(下文，称作透射光束40a ) 的光量减小约50%。中性滤光器部分2C对于作为S偏振光的反射光束50仅起平板的作用，并且直接透射反射光束50。在可重写(BD-RE)标准下，要求即使透射光束40a照射到单层 盘100a上一百万次，单层盘100a也可以再现数据(就是说，相对于 一百万次照射的再现耐用性)，该透射光束40a的作为整个主斑点 MS的光强度(下文，称作主斑点光强度)是0.40 mW，在单倍速的 再现处理时当光束40a照射在记录层上时得到该光强度。在BD-RE 标准下，规定在单倍速记录处理时把数据以6.0 mW或更低的主斑点 光强度记录到单层盘100a上。此外，在通过衍射光栅GT衍射的衍射光束的单层盘100a的记 录层上，作为其光量最大的土l级光束的一级光束DF是否不利地影响 所希望的轨道的外缘部分(下文，称作轨道外缘部分)，取决于当一 级光束DF照射在记录层上时得到的一级光斑点SS的单位面积的光 量。一般地，由于物镜20相对于透射光束40a被优化，所以各一级 光斑点SS的面积变得大于透射光束40a的主斑点MS的面积。下文， 一级光斑点SS的光强度当主斑点MS的面积设置为一个单位时，设 置到一级斑点光强度。相应地，在相对于单层盘100a的记录处理时，当主斑点MS的 面积基本上等于各一级光斑点的面积时，并且当衍射光栅GT可把一 级斑点光强度设置到0.40mW或更低，就是说，相对于透射光束40a 的最大主斑点光强度(6.0 mW)的6.7% (0.40/6.0x100 — 6.67%)或 更低时，即使在单倍速记录处理时以最大主斑点光强度(6.0 mW)记 录数据，也可认为，对于轨道外缘部分基本上不给出不利影响。类似地，对于单层盘100a，在双倍速再现处理时要求相对于其 斑点强度是最大0.44 mW的透射光束40a的一百万次照射的再现耐用 性，并且规定在双倍速记录处理时以最大7.0 mW的主斑点光强度记 录数据。因此，当衍射光栅GT可把一级斑点光强度设置到0.44 mW或 更低，就是说，相对于透射光束40a的最大主斑点光强度(7.0mW)的6.3% (0.44/7.0x100 — 6.29%)或更低时，即使在双倍速记录处理 时以最大主斑点光强度(7.0mW)记录数据，也可认为，对于轨道外 缘部分基本上不给出不利影响。相应地，在这个实施例中，选择中性滤光器部分2C的衍射光栅 GT的衍射图案轮廓，从而使一级斑点光强度变为主斑点光强度的 6.3%或更低。当如图7B中所示衍射光束40时，提供有在图8A中所示的带条 形式的衍射图案的传统带条衍射光栅GTp把光束40分离成作为零级 光束的透射光束40a、作为±1级光束的两个一级光束DF、及土2级或 更高的高级光束(未表示)。如图7A和图7B中所示，传统带条衍射光栅GTp在这样的方向 上衍射一级光束DF，从而使它们根据带条衍射光栅GTp的周期PT (图7A)关于相对于带条衍射光栅GTp的带条的垂直线以衍射角cp (图7B)对称。作为结果，如图8B中所示，在使用传统带条衍射光 栅GTp的光学拾取器1中，在单层盘100a上， 一级光束DF的两个 一级光斑点SS照射到对称的位置，使透射光束40a的主斑点MS夹 在其之间。当传统带条衍射光栅GTp (图8A)衍射光束40的大约50%时， 衍射光栅GT把光量的近似20%分离成二级或更高的高级光束。因而， 两个一级光束DF的总光量变为大约30%,并且用于一个一级光束 DF的光量变为整个入射光束40的大约15%。就是说，在使用传统带条衍射光栅GTp的光学拾取器1中，当 把透射光束40a照射到光盘100的希望轨道上时，如果光束40的主 斑点光强度是100%，则存在大约30%的第一斑点光强度的一级光束 照射到轨道外缘部分的可能性。相应地，为了把30%减小到6.3%，由于30%除以6.3%是4.76 (30%/6.3%—4.76)，所以当主斑点光强度可设置到传统带条衍射光 栅GTp的大约1/5时，衍射光栅GT可防止在单倍速和双倍速中的任 一种记录处理时一级光束DF对轨道外缘部分给出不利影响。将通过特定例子解释满足条件的衍射光栅GT的衍射图案轮廓。 (2-3)衍射光栅的衍射图案轮廓 (2-3-1)通过光栅角度变化划分衍射光栅如图9A和图9B中所示，中性滤光器部分2C的衍射光栅GTa 具有其衍射图案的光栅角e彼此不同的六个光栅区GA1至GA6，并且 分别使用各光栅区GA1至GA6衍射光束40以把一级光束DF的光通 量分离成总共12部分。作为结果，在使用具有衍射光栅GTa的中性 滤光器部分2C的光学拾取器1中， 一级光束DF分散到在光盘100 的记录层上的不同照射位置，并且照射到其上作为十二个一级光斑点 SS土1至SS土6。由于光束40具有高斯分布，所以其中心部分的光量大于外缘部 分的光量。衍射光栅GTa调节各光栅区GA1至GA6的面积，从而使 通过各光栅区GA1至GA6的光束40的光量变得基本上彼此相等， 以使作为中心部分的光栅区GA2和GA5的面积比其它光栅区GA1、 GA3、 GA4、 GA6的面积小。在图9A中所示的衍射光栅GTa中画出 的圆圏代表光束40的光通量。作为结果，在使用具有衍射光栅GTa的中性滤光器部分2C的 光学拾取器i中，由于可使在各一级光斑点SS土1至SS土6中的一级斑 点光强度彼此相等，所以各一级斑点光强度可设置到传统带条衍射光 栅GTp的大约1/6,就是说，减小到主斑点光强度的大约5%。此外，衍射光栅GTa把相对于通过中心的中心划分线CS的光 栅的角度(下文，称作光栅角)9变化10。(在光栅区GA1中0=5°, 在光栅区GA2中0=15°，在光栅区GA3中0=25°，在光栅区GA4中 9=-5。，在光栅区GA5中0=-15°，在光栅区GA6中9=-25°)。作为结果，在使用具有衍射光栅GTa的中性滤光器部分2C的 光学拾取器l中，由六个光栅区GA1至GA6衍射的十二个一级光斑 点SS土1至SS±6关于设置到中心点的主斑点MS分别转动10°,并且 可照射到相互充分分离的位置。因而，可确实地防止一级光斑点SS 彼此重叠，从而不会部分地增大。以这种方式，在衍射光栅GTa中，衍射光栅GTa划分成六个光 栅区GA1至GA6，并且衍射图案变化成把一级光束DF的光通量分 离成总共12部分。使各光栅区GAl至GA6的光栅角e彼此不同，以 分散在单层盘100a的记录层上照射的一级光束DF的照射位置(就是 说， 一级光斑点SS的照射位置)。相应地，可增大一级光斑点SS的 总面积，并且可充分地减小一级斑点光强度。光栅区GA的划分数量不受限制，只要光栅区GA划分成五个或 更多个区即可。各光栅区GA不必划分，从而光束40的光量变为彼 此相等。例如，衍射光栅GTa可以相等地划分成六个，并且在其中 各一级光斑点的一级斑点光强度不超过主斑点光强度的6.3%的范围 内可自由地设置划分数量。此外，各光栅区GA1至GA6的衍射图案 的光栅角e不受限制，并且在其中充分分离和照射一级光斑点SS的范围内可自由地改变光栅角e。(2-3-2)通过周期变化划分衍射光栅在图10A中所示的衍射光栅GTb具有六个光栅区GB1至GB6， 类似于在图9A和图9B中所示的情形，调节这六个光栅区GB1至GB6 的面积，从而使通过其的光束40的光量变为大体彼此相等。在衍射光栅GTb中，在各光栅区GB1至GB6中的光栅角e彼此 相等的同时，通过使在图7B中所示的周期PT彼此不同，可使在各 光栅区GB1至GB6中衍射的一级光束DF的在图7A中所示的衍射角 cp彼此不同。作为结果，在使用具有衍射光栅GTb的中性滤光器部分2C的 光学拾取器1中，如图10B中所示，十二个一级光斑点土l至±6可照 射在包括主斑点MS的同一直线上的不同位置上。相应地，各一级斑 点光强度可设置到传统带条衍射光栅GTp的大约1/6，就是说，减小 到透射光束40a的大约5%。以这种方式，在衍射光栅GTb中，衍射光栅GTb被划分成其衍 射图案彼此不同的六个光栅区GB1至GB6,并且通过使各光栅区GB1 至GB6的周期PT间断地彼此不同并分离一级光束DF的光通量，照射在单层盘100a上的一级光束DF的照射位置(就是说， 一级光斑点 SS的照射位置)被大大地分散，并且可增大一级光斑点SS的总面积， 这可充分地减小一级斑点光强度。 (2-3-3)衍射图案的交叉在图11A中所示的衍射光栅GTc中，其光栅角0是O。和90°的两 个衍射图案GCa和GCb彼此交叉，并且通过使用两个光栅而衍射光 束40， 一级光束DF的光通量可分散到总共4部分。相应地，在使用具有衍射光栅GTc的中性滤光器部分2C的光学 拾取器1中，通过衍射图案GCa衍射的一级光束的两个一级光斑点 SS土0。和通过衍射图案GCb衍射的一级光束的两个一级光斑点 SS土90。可照射在单层盘100a的记录层上。类似地，如图12A中所示，在衍射光栅GTd中，其光栅角e是 0。、 30。、 60°、 90°、 120°及150。的六个衍射图案GDa至GDf彼此交 叉。相应地，在使用具有衍射光栅GTd的中性滤光器部分2C的光 学拾取器1中， 一级光束DF的光通量可分散成总共12部分，并且总 共十二个一级光斑点SS±0。、 30°、 60°、 90。、 120。及150。可照射在单 层盘100a上。各一级斑点光强度可设置为传统带条衍射光栅GTp的 大约1/6,就是说，减小到透射光束40a的大约5%。通过使六个衍射图案GDa至GDf的光栅角e彼此相等并且使衍 射图案彼此交叉，衍射光栅GTd可把十二个一级光斑点SS分离到最 大，这可确实地防止一级光斑点SS相互重叠。以这种方式，在衍射光栅GTd中，通过使其光栅角e彼此不同的六个衍射图案GDa至GDf彼此交叉、并分离一级光束DF的光通量， 可分散在单层盘100a上照射的一级光束DF的照射位置(就是说，一 级光斑点SS的照射位置)，这可以充分地降低一级斑点光强度。另一方面，衍射光栅GTd通过组合五个光栅或七个或更多个衍 射图案GD可充分地降低各一级斑点光强度。如果不使各衍射图案 GD相等地彼此交叉，则当在各衍射图案GD中的光栅角e相互改变10。或更大时，各一级光斑点ss不彼此重叠，这可产生相同的效果。 (2-3-4)同心衍射图案 在图13A中所示的衍射光栅GTe具有相同周期PT的同心衍射图案。在衍射光栅GTe中，可认为使光栅角e以非步进方式并连续地彼 此不同，并且通过以非步进方式转动一级光斑点SS并连续地使用一 个衍射角cp，可分散一级光束DF的光通量，从而使横截面变为环形 的形式。作为结果，如图13B中所示，在使用具有衍射光栅GTe的中性 滤光器部分2C的光学拾取器1中，一级光斑点SS的面积可以通过扩 展环形形式的一级光斑点SS的外形指数地增大，这可以急剧地降低 一级斑点光强度。以这种方式，在同心衍射图案的衍射光栅GTe中，通过以非步 进方式转动并分散一级光束DF的光通量，照射在单层盘100a上的一 级光束DF的照射位置(就是说， 一级光斑点SS的照射位置)可被 大大地分散，并且可增大一级光斑点SS的面积，这可以充分地降低 一级斑点光强度。在衍射光栅GTe中，当衍射图案由具有五个或更多个角的多边 形而不是连续的圆构造时，可得到类似的效果。 (3 )操作和效果在上述构造中，通过利用光束40和反射光束50的偏振方向之间 的差别，在光学拾取器l中的可变滤光器2的中性滤光器部分2C减 小光束40的光量和把光束40引向物镜20，并且在反射光束50的光 量稍微变化的情况下把反射光束50引向作为光检测单元的光检测器 22。而且，中性滤光器部分2C使用衍射光栅GT衍射光束40。相应 地，当减小作为由衍射光栅GT透射的光束40的透射光束40a时， 使在光盘100的记录层上作为衍射的土l级光束的一级光束DF的照射 位置分散。相应地，由于衍射光栅GT可增大在记录层上一级光束DF的一级光斑点SS的面积，所以可减小当在记录层上透射光束40a的主斑 点MS的面积设置到标准值时在记录层上作为一级光斑点SS的光强 度的一级斑点光强度。而且，可防止对于光盘100的记录层的不利影 响，如通过一级光斑点SS删除在轨道外缘部分上的记录标记或使记 录层劣化。为了相对于作为主斑点MS的整个斑点的光强度的主斑点光强 度把一级斑点光强度设置到6.3%或更低，分散在光盘100的记录层 上一级光束DF的照射位置。相应地，在假定其中一级斑点光强度成为最大的情形的情况下， 当主斑点光强度在记录处理时最高，光盘100的再现耐用性是最低水 平，并且一级光束DF的斑点尺寸变窄到与透射光束40a的斑点尺寸 相类似的斑点尺寸时，可使一级斑点光强度小于在再现处理时假定的 主斑点光强度的最大值。相应地，可确实地防止由一级光斑点SS对 于光盘100的记录层的不利影响。此外，通过使在衍射光栅gt中衍射图案的光栅角e彼此不同，衍射光栅GT可根据光栅角e使一级光束DF的光通量的方向彼此不 同，并且可转动在光盘100的记录层上一级光束DF的照射位置，这 可分散在记录层上一级光束DF的照射位置。通过使在衍射光栅gt中衍射图案的光栅角e连续地彼此不同， 与使光栅角e间断地彼此不同并分离光通量的情形相比，得到一种其 中以非步进方式使多得多的光栅角e彼此不同的状态，并且不形成在 光通量之间的间隙，从而可大大地扩展其横截面面积。因而，可大大地分散在光盘100的记录层上一级光束DF的照射位置。由于衍射光栅GT具有其衍射图案彼此不同的多个光栅区GA，所以衍射光栅GT可把各光栅区GA的衍射图案设置成彼此独立，并且可增大在设计各衍射图案时的自由度，这可大大地分散在光盘100的记录层上一级光束DF的照射位置。通过使在衍射光栅GT中衍射图案的周期PT间断地彼此不同，衍射光栅GT可在没有限制的情况下改进在设计衍射图案时的自由度。因此，与使周期PT连续地彼此不同并从记录层移动一级光束DF 的焦距的方法相比，通过使周期PT彼此大大地不同可使一级光束DF 的光通量的横截面面积显著较大，这可大大地分散在光盘100的记录 层上一级光束DF的照射位置。由于中性滤光器部分2C提供有其中衍射图案的下凹部分填充有 双折射材料从而使衍射光栅GT的表面变平的构造，所以与对于中性 滤光器部分2C使用电极以提供偏振依赖性的情形相比，可增加在设 计衍射图案时的自由度，这使得可以把衍射光栅GT划分成多个光栅 区GA,并且形成同心衍射图案。在上述构造下，在光学拾取器1中的可变滤光器2的中性滤光器 部分2C通过使用衍射光栅GT而衍射光束40来减小透射光束40a， 并且分散在光盘100的记录层上由衍射图案衍射的作为土l级光束的 一级光束DF的照射位置。在这时，光盘100的记录层的平表面被广 泛地用作一级光束DF的照射位置，并且通过使用衍射光栅GT的周 期PT和光栅角e的性质使一级光束DF的衍射角cp和衍射方向彼此不 同。相应地，可以实现即使中性滤光器部分2C布置在光束40和反射 光束50的共享光路上也呈现希望的再现特性和不会不利地影响光盘 的希望的再现特性的光学拾取器和光盘装置。 (其它实施例)在上述实施例中，使用对于中性滤光器部分2C利用双折射材料 并且提供偏振依赖性的衍射元件，但本发明不限于此。可以使用一种 使用光子晶体和电极并且提供偏振依赖性的衍射光栅。在这种情况 下，可得到与上述实施例相类似的效果。在上述实施例中，使用衍射光栅GTa、 GTb、 GTd、及GTe，但本发明不限于此。通过随机地形成衍射图案的周期pt和光栅角e(未示出)， 一级光束DF可大大地分散在光盘100的记录层上以基 本上被散射。在上述实施例中，集成光学回路4用在光学拾取器1中，但本发 明不限于此。由于空间等等的各种限制，通过把本发明应用于其中可变滤光器2不能布置在激光二极管11与分束器17之间的光学拾取器 1,可得到与在上述实施例中的效果相类似的效果。在上述实施例中，光盘装置3与作为光盘100的单层盘100a和 双层盘100b相对应，但本发明不限于此。光盘装置3可以与它们中 的任一个相对应。在这种情况下，通过在再现处理和记录处理时切换 高透射部分2B和中性滤光器部分2C,可得到与在上述实施例中的效 果相类似的效果。在上述实施例中，光学拾取器1根据单层盘100a和双层盘100b 切换高透射部分2B和中性滤光器部分2C，几乎不减小相对于对其要 求巨大照射光量的双层盘100b在再现和记录处理时光束40的光量， 并减小相对于单层盘100a在再现和记录处理时光束40的光量，但本 发明不限于此。可以采用一种其中根据再现和记录处理、或根据光盘 100的类型切换高透射部分2B和中性滤光器部分2C的构造，并且当 要求巨大照射光量时在处理时几乎不减小光束40的光量，而当要求 较小照射光量时在处理时减小光束40的光量。在上述实施例中，为了分离照射到光盘100上的光束40和来自 光盘100的反射光束50,使用具有光学薄膜的棱镜型分束器17,但 本发明不限于此。可以把具有偏振依赖性的衍射光栅用作分束器17。 在这种情况下，分束器17由于偏振状态透射光束40而不衍射光束40， 并且衍射反射光束50以使光束50进入光检测器22。在上述实施例中，由于使用集成光学回路4，所以接近地布置激 光二极管11和光检测器22，但本发明不限于此。本发明可应用于其 中分离光束40和反射光束50的空间太窄的情形。例如，其中偏振依 赖衍射元件用于分束器17、并且只有反射光束50衍射成引向光检测 器22的情形与此相对应。在这种情况下，在中性滤光器部分2C布置 在激光二极管11与分束器17之间的同时，在光束40和反射光束50 完全分离之前可布置中性滤光器部分2C,就是说将其布置在光束40 和反射光束50的共享光路上，并可得到与在上述实施例中的效果相 类似的效果。此外，在上述实施例中，作为光盘装置的光盘装置3由作为光源 的激光二极管11、作为物镜的物镜20、作为分束器的分束器17、作 为光检测单元的光检测器22、作为中性滤光器部分的中性滤光器部分 2C、作为滤光器驱动单元的电磁致动器、及作为照射光量控制单元的 控制单元32构造，但本发明不限于此。根据本发明实施例的光盘装 置可由其它各种构造的光源、物镜、分束器、光检测单元、中性滤光 器部分、滤光器驱动单元、及照射光量控制单元构造。根据本发明实施例的光学拾取器可应用于例如在电子装置上安 装的各种系统的光盘驱动装置。本领域的技术人员应该理解，依据设计要求和其它因素可做出各 种修改、组合、子组合及变更，只要它们在附属权利要求书或其等效 物的范围内即可。
权利要求
1.一种光学拾取器，包括光源，它照射作为线性偏振光的光束；物镜，它会聚光束以使如此会聚的光束通向光盘，并且接收由光盘反射的反射光束；分束器，它分离光束和反射光束；四分之一波片，它把引自分束器的光束转换成圆偏振光，并且把引向分束器的反射光束从圆偏振光转换到与光束垂直的偏振方向；光检测单元，它接收分离的反射光束；中性滤光器部分，它布置在光束和反射光束的共享光路上，并且通过使用在光束和反射光束的偏振方向之间的差别，减小光束的光量以把光束引向物镜，并且在反射光束的光量稍微变化的情况下把反射光束引向光检测单元；及滤光器驱动单元，它把中性滤光器部分驱动到光束和反射光束的光路上或者驱动到所述光路外，以控制从光源照射的光束的光量，从而使照射到光盘上的光束具有预定照射光量，中性滤光器部分减小在由衍射光栅衍射之后通过衍射光栅的光束，并且分散衍射的±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
2. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 衍射光栅分散土l级光束在光盘的记录层上的照射位置，从而相对于当透射光束照射到光盘的记录层上时得到的主斑点的光强度，当 一级光束照射到记录层上时相对于主斑点的面积得到的一级光斑点 的光强度变到6.3%或更低。
3. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 衍射光栅通过使在衍射光栅中的衍射图案的光栅角彼此不同，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
4. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中衍射光栅通过使在衍射光栅中的衍射图案的光栅角连续地彼此不同，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
5. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 衍射光栅通过具有其衍射图案彼此不同的多个光栅区，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
6. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 衍射光栅通过使在衍射光栅中的衍射图案的周期间断地彼此不同，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
7. 根据权利要求5所述的光学拾取器，其中 对于各光栅区，衍射光栅使光栅角彼此不同。
8. 根据权利要求5所述的光学拾取器，其中 对于各光栅区，衍射光栅使衍射图案的周期彼此不同。
9. 根据权利要求5所述的光学拾取器，其中 光栅区使其面积被调节，从而使通过光束的光量在光栅区中变得基本上彼此相等。
10. 根据权利要求5所述的光学拾取器，其中 光栅角彼此相差10。或更大。
11. 根据权利要求l所述的光学拾取器，其中 衍射光栅通过使光栅角不同的多个衍射图案彼此交叉，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
12. 根据权利要求11所述的光学拾取器，其中 衍射图案彼此交叉，从而使光栅角变得彼此相等。
13. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 当衍射图案是同心的时，衍射光栅分散土l级光束在光盘的记录层上的照射位置。
14. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 衍射光栅通过随机地使衍射图案的周期和光栅角彼此不同，分散±1级光束在光盘的记录层上的照射位置。
15. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中衍射光栅提供有其中衍射图案的下凹部分填充有双折射材料，从而使衍射光栅的表面成为平面的构造。
16. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 滤光器驱动单元在对于所需的照射光量相对较小的光盘的处理时，把中性滤光器 部分驱动到光束和反射光束的光路上，并且在对于所需的照射光量相对较大的光盘的处理时，把中性滤光器 部分驱动到光束和反射光束的光路外。
17. 根据权利要求1所述的光学拾取器，其中 在与记录处理时相比用于光盘的照射光量较小的再现处理时，滤光器驱动单元把中性滤光器部分驱动在光束和反射光束的光路上。
18. —种光盘装置，包括光源，它照射作为线性偏振光的光束；物镜，它会聚光束以使如此会聚的光束通向光盘，并且接收由光盘反射的反射光束；分束器，它分离光束和反射光束；四分之一波片，它把引自分束器的光束转换成圓偏振光，并且把 引向分束器的反射光束从圆偏振光转换到与光束垂直的偏振方向；光检测单元，它接收分离的反射光束；中性滤光器部分，它布置在光束和反射光束的共享光路上，并且 通过使用在光束和反射光束的偏振方向之间的差别，减小光束的光量 以把光束引向物镜，并且在反射光束的光量稍微变化的情况下把反射 光束引向光检测单元；滤光器驱动单元，它把中性滤光器部分驱动到光束和反射光束的 光路上或者驱动到所述光路外；及照射光量控制单元，它控制从光源照射的光束的光量和滤光器驱 动单元，从而使照射到光盘上的光束具有预定照射光量，中性滤光器部分减小在由衍射光栅衍射之后通过衍射光栅的光 束，并且分散衍射的士l级光束在光盘的记录层上的照射位置。
全文摘要
本发明涉及光学拾取器和光盘装置。在本发明中，通过利用在光束和反射光束的偏振方向之间的差别，在光学拾取器中的可变滤光器的中性滤光器部分减小光束的光量和把光束引向物镜，并且在反射光束的光量稍微变化的情况下把反射光束引向作为光检测单元的光检测器。当使用衍射光栅减小作为通过衍射光束透射的光束的透射光束时，分散作为衍射的±1级光束的一级光束在光盘的记录层上的照射位置。
文档编号G11B7/135GK101271702SQ200810083090
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月22日
发明者寺冈善之, 阿部嗣弘 申请人:索尼株式会社