专利名称：光学头的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够进行光盘的再现和记录的光学头。
背景技术：
作为本技术领域的背景技术，有日本专利特开平4-119531 (专利文献I)。在该公报中记载了提供ー种防止伴随物镜移动的跟踪误差信号的偏移的发生，进行稳定的写入、再现的光拾取器装置，记载了由其检测出偏移量，能够获得修正了偏移后的跟踪误差信号的主旨。已有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开平4-11953
发明内容
发明要解决的课题在光盘中，BD(Blu-rayDisc)、DVD (Digital Versatile Disc)、CD (Compact Disc)等已规范化。在对这样的光盘进行记录或再现的光学头中，从光源出射光束，该光束被由物镜聚光到光盘上，由光检测器检测出被光盘反射的光束，从检测出的信号生成光盘的再现信号、对光盘上的光点与光盘内的引导槽(下面称为轨道)偏差进行控制的跟踪误差信号、对光盘上的光点的聚焦偏差进行控制的聚焦误差信号等。聚焦误差信号的生成已知有刀ロ(Knife Edge)方式、像散方式、光点尺寸(SpotSize)方式。跟踪误差信号的生成一般有在光盘上照射多个光束的DPP(DifferentialPush Pull :差分推挽)方式、三点方式、在光盘上照射ー个光束的DH)(Differential PhaseDetection :差分相位检测)方式、单光束DPP方式。单光束DPP方式是在光盘上照射ー个光束，将被光盘反射的光束分割为多束，能够进行与DPP方式相同的偏移消除的方式。由于只在光盘上照射ー个光束，所以与DPP方式相比，单光束DPP方式可以说是将从光源出射的光束照射到光盘的光束的光效率高的方式。而在专利文献I中记载了在跟踪误差信号的生成中使用了上述单光束DPP方式的光学头。然而在专利文献I中针对聚焦误差信号的生成没有任何具体的描述。本发明的目标在于提供一种能够以简单的结构实现高效率的单光束DPP方式和聚焦误差信号的生成的光学头的方法。 用于解决课题的方法为了达成上述目的，本发明的光学头，其特征在干，包括出射光束的光源；将所述光束聚光到光盘的物镜；光区域分割元件，其具有被分割的多个区域，对被所述光盘反射的所述光束的截面按该每个区域进行分割；接收由该光区域分割元件分割的所述光束的光检测器。发明效果、
通过本发明，能够实现光效率高、廉价的光学头。
图I表示实施例I中的光学头001的概略结构图。图2表示实施例I中的光区域分割元件012的概略结构图。图3表示实施例I中的光检测器013的概略结构图。图4表示说明实施例I中的焦点对准(in focus)位置的光检测器013上的光束的图。图5表示说明实施例I中的焦点失调(out focus)位置的光检测器013上的光束的图。图6表示实施例2中的光区域分割元件101的概要结构图。图7表示实施例2中的光检测器303的概要结构图。图8表示说明实施例2中的焦点对准位置的光检测器303上的光束的图。图9表示说明实施例2中的焦点失调位置的光检测器303上的光束的图。图10表示实施例3中的光区域分割元件191的概要结构图。图11表示说明利用实施例3中的光区域分割元件的光束的分割的图。图12表示实施例4中的光学头200的概要结构图。符号说明001......光学头002......光源004……光分束器005……前监测器006......准直透镜007......球面像差修正机构009......物镜010......致动器011......光盘012......光区域分割元件013......光检测器021......光分割区域A022......光分割区域B023……光分割区域C024......光分割区域D025……光分割区域E 026……光分割区域F027……光分割区域G101......光区域分割元件190......光区域分割元件200......光学头
201......光源202……光分束器203......修正透镜205......前监测器206......准直透镜207......球面像差修正机构209......兼容物镜212......光区域分割元件
213......光检测器220......光源303......光检测器
具体实施例方式下面基于图示的实施例详细地进行说明，但本发明并不限定于此。实施例I用附图对本发明中的实施例I进行说明。在此以具有ー个光源的光学头为例进行说明。例如相当于DVD或BD等任一种规格的光盘的能够记录或再现的光学头。图I是表不实施例I的光学头001的概要结构图的图。光束作为发散光从光源002向图中y方向出射。为了进行光盘的信息记录或信息再现，一般使用半导体激光器，光源002相当于以规定的波长出射的半导体激光器。从光源002出射的光束入射到光分束器004。光分束器004是使入射的光束的规定光量透过并反射其余的光量的、即将光束分为2束的光学元件。这样的功能例如由半棱镜、偏振棱镜等实现。入射到光分束器004的入射光束中透过的光束向准直透镜006前进，反射的光束向前监测器(front monitor)005前进。向准直透镜006前进的光束被转换成大致平行的光束。通常在光盘的信息面上有防止尘埃或指纹附着的保护层。在该保护层上存在厚度误差，因该厚度误差而产生球面像差，再现信号会劣化。光学头中为了修正球面像差一般使用在光轴方向上驱动准直透镜的方法。因此，准直透镜006优选装备有能够沿光轴(箭头008)的方向移动的球面像差修正结构007。此外，球面像差修正也能够通过同心圆状的液晶元件实现。因此可以不采取使准直透镜006可动的机构，而在准直透镜006附近配置液晶元件。—般而言，从光源出射的光束的光量与输入的电流成比例，但存在该光量个体偏移大、因周围温度而变化等问题。在进行光盘的再现特别是记录时，必须准确地控制照射到光盘的光束的光量。因此，光学头001是能够进行反馈控制的结构，通过利用前监测器005对被光分束器004反射并分束后的光束的光量进行检测,来使光盘上的光量为规定值。被准直透镜006转换成大致平行的光束，入射到物镜009，聚光照射到光盘011的信息面。物镜009装载于致动器010，至少能够在图中X和y方向上被驱动。图I中x表示与位于光盘Oll的信息面上的轨道正交的方向，y表不光盘的信息面的法线方向，Z相当于与位于信息面上的轨道平行的方向。即，X方向用在基于跟踪误差(Track Eiror)信号的控制和透镜位移(Lens Shift)时的驱动，y方向用在基于聚焦误差(Focus Error)信号的控制。被光盘011反射的光束经过物镜009、准直透镜006，被光分束器004反射，入射到光区域分割元件012。光区域分割元件012有多个区域，入射到光区域分割元件012的光束，其截面被分割为各区域。本实施例中，将以光量的大小划分光束的截面的相同区域记作分束，将按各区域划分截面记作分割。例如利用衍射光栅分为O级和土 I级光束、利用光分束器的透过和反射来划分相 当于分束。本实施例中的光区域分割元件012是按各区域分割的元件。由光区域分割元件012分割的光束，由光检测器013的多个受光面检测。被引导到光检测器013的多个光束，用于记录到光盘011的信息面的再现信号的生成、跟踪误差信号和聚焦误差信号等照射在光盘上的光点的位置控制信号的生成等。下面将从光源002前进到光盘009的光路记作去路，将从光盘011前进到光检测器013的光路记作归路。光区域分割元件例如可以配置在去路和归路共用的光路(光分束器与物镜之间)。在这种情况下，为了不分割归路的光束，可以利用偏振性等。然而优选像本实施例的光区域分割元件012那样配置在光分束器004与光检测器013之间。通过将光区域分割元件012配置在光分束器004与光检测器013之间，能够使用不具有偏振性等的无偏振的廉价部件。此外，由物镜009聚光在光盘011上的光束为最小的光盘011与物镜010在图中I方向的位置关系记作聚焦点位置。此外，根据与该聚焦点位置的关系，将物镜009与光盘011的距离靠近图中y方向的位置关系记作焦点对准位置，将物镜009与光盘011的距离远离图中y方向的位置关系记作焦点失调位置。图2表示光区域分割元件012的概要结构图。图为从光分束器004观察光区域分割元件012的图。光区域分割元件012由光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域H)26、光分割区域G027七个区域构成。入射到光区域分割兀件012的光束028用虚线圆表不。此外,在聚光于光盘的光束028的截面，通常形成在轨道上产生的推挽图样029、030。光分割区域G027是包含光束028中心的区域。通过该光分割区域G027的光束，其前进方向向规定方向弯曲，并被赋予像散。例如，能够通过令光分割区域G027的面为使光束只产生I级光的闪耀(blaze)型的光栅槽并使该衍射槽图样为全息面来实现。此外，例如不采用衍射槽，而使其为圆柱面并使该面倾斜也能够实现。该像散用于聚焦误差信号的生成。此外，在通常的像散方式中的光学头中，由于跟踪误差信号和聚焦误差信号从同一受光面检测出的信号生成，所以需要对像差赋予与光盘的切线方向成45度(图中y-z面)倾斜的方向。在本实施例中，由于跟踪误差信号和聚焦误差信号从不同受光面检测出的信号生成，所以赋予像差方向可以任意。本实施例中以对像差赋予与光盘的切线方向平行的方向为例进行说明。
光分割区域E025和光分割区域R)26是在与光盘的轨道正交的方向(图中y)上夹着光分割区域G207而配置的区域。光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024是在与光盘的轨道平行的方向(图中z)上夹着光分割区域G207而配置的区域。优选在光学头上调整光区域分割元件012，使得光分割区域A021与光分割区域D024的边界以及光分割区域B022与光分割区域C023的边界与光束028的中心一致。这是因为，由于在控制跟踪误差信号吋，如果物镜009移动，则光区域分割元件012上的光束028的移动方向相当于图中y，所以通过像这样配置边界，在物镜009的移动范围上能够相对于图中左右平衡。 此外，分别向光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26前进的光束，其前进方向向规定方向弯曲。例如，能够通过令各面为使光束只产生I级光的闪耀型的光栅槽并使该衍射槽图样为直线来实现。此外，例如不采用衍射槽，而使其为平面并使该面倾斜也能够实现。单光束DPP方式是如下方式将光束分割到光束的推挽图样的面积较大的区域和光束的推挽图样的面积较小的区域，将前者作为推挽信号，后者作为偏移信号，基于推挽信号和偏移信号的差分输出来获得无偏移的跟踪误差信号。因此，光区域分割元件012被分割为与推挽图样029、030重叠的面积较大的光分割区域E025、光分割区域R)26，以及与推挽图样029、030重叠的面积较小的光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024。此外，在单光束DPP方式中，为了防止跟踪误差信号在记录、未记录的边界上产生局部的偏移，光束的中央区域即光分割区域G027不用于跟踪误差信号的生成。S卩，该区域能够用于聚焦误差信号的生成。此外，在像散方式中，有时跟踪误差信号重叠在聚焦误差信号上成为干扰。通过像本实施例那样将与推挽图样029、030重叠的面积较小的光分割区域G027用作聚焦误差信号，能够获得能够减少推挽信号成为聚焦误差信号的干扰的情况的效果O图3表示光检测器013的概要结构图。图为从光分束器004观察光检测器013的图。光检测器013由受光面SW31、受光面S2032、受光面S3033、受光面S4034、受光面S5035、受光面S6036、受光面S7037、受光面S8038、受光面S9039、受光面S1(l040十个受光面构成。受光面S1OSl是接收被光分割区域A021分割的光束的受光面。受光面S1OSl产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换元件(未图示)，从端子P1CMl作为信号输出与光量相应的电压。受光面S2032是接收被光分割区域B022分割的光束的受光面。受光面S2032产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换元件(未图示)，从端子P2042作为信号输出与光量相应的电压。受光面S3033是接收被光分割区域C023分割的光束的受光面。受光面S3033产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换元件(未图示)，从端子P3043作为信号输出与光量相应的电压。受光面S4034是接收被光分割区域D024分割的光束的受光面。受光面S4034产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换元件(未图示)，从端子P4044作为信号输出与光量相应的电压。受光面S5035是接收被光分割区域E025分割的光束的受光面。受光面S5035产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换兀件(未图不)，从端子P5045作为信号输出与光量相应的电压。受光面S6036是接收被光分割区域H)26分割的光束的受光面。受光面S6036产生与光量相应的电流，经过电流/电压转换兀件(未图不)，从端子P6046作为信号输出与光量相应的电压。受光面S7037、受光面S8038、受光面S9039、受光面S1(l040是接收被光分割区域G207分割的光束的受光面。受光面S7037和受光面S9039分别产生与光量相应的电流，电流相加后经过电流/电压转换元件(未图示)，从端子P7047作为信号输出与光量相应的电压。受光面S8038和受光面S1(l040分别产生与光量相应的电流，电流相加后经过电流/电压转换兀件(未图不)，从端子P8048作为信号输出与光量相应的电压。接着对从光检测器013的信号生成光学头所需的信号的运算进行说明。聚焦误差信号(FE)能够根据(式I)生成，基于DH)方式的跟踪误差信号(TEl)能够根据(式2)生成，基于单光束DPP方式的跟踪误差信号(TE2)能够根据(式3)生成，用作再现信号的信号(RF)能够根据(式4)生成。FE = (P7-P8) (式 I)TEl = ( δ P1+ δ P3) - ( δ P2+ δ P4) (式 2)ΤΕ2 = [ (P5) - (P6) ] -k X (P^P4-P2-P3) (式 3)RF = (P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8) (式 4)在上式中，P1等相当于从端子P1CMl输出的信号。在DH)方式中对各输出进行相位检波后进行运算，(式2)的SP1等表示相位检波后的输出。(式3)的系数k是用于除去偏移的系数，主要由入射到光分割区域E025和光分割区域R)26的光束的光量，与入射到光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023和光分割区域D024的区域的光束的光量之比決定。此外，本实施例中，如图3所示采用将各信号的输出接线的结构，但当然地也可以采用不接线等结构，通过如上所述接线，能够控制输出端子数。接着利用图4、图5对光检测器013的受光面与被光区域分割元件012分割的光束的关系进行说明。图4是表示光检测器013的受光面与焦点对准位置时被光区域分割元件012分割的光束的关系的概要图。 图5是表示光检测器013的受光面与焦点失调位置时被光区域分割元件012分割的光束的关系的概要图。图4和图5都是从光分束器004观察光检测器013的图。图4和图5的受光面与图3的受光面相同,各受光面也赋予相同记号。此外，聚焦点位置时的光束用虚线圆表示，焦点对准位置或焦点失调位置时的光束用影线的图形表示。调整(在图I中X方向)组装使得聚焦点位置时被光区域分割元件012分割的光束聚焦于光检测器013。在本实施例中，由于假定被光区域分割元件012分割的光束成为聚焦点，所以用圆形表示在聚焦点位置时的光束。
在焦点对准位置时的光束，与光区域分割元件012的各区域成相同形状。因此，在图4中以与光区域分割元件012的区域相同的形状表示被光区域分割元件012分割的光束。在焦点失调位置时的光束，与光区域分割元件012的各区域和光检测器013的各聚焦点成点対称的形状。因此，在图5中以与图4的聚焦点位置成点対称的形状表示被光区域分割兀件012分割的光束。设定成使得被光分割区域A021分割的光束051在聚焦点位置时照射受光面
S1OSlo在焦点对准位置时，被光分割区域A021分割的光束061如图4所示向受光面S1OSl左上方移动。此时光束061成与光分割区域A021相同的形状。在焦点失调位置时，被光分割区域A021分割的光束071如图5所示向受光面S1OSl 右下方移动。此时光束061与光束071的形状相对于光束051的中心成点对称。如上所述被光分割区域A021分割的光束相对于受光面S1OSl在左上右下方向移动，而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域A021分割的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域B022分割的光束052在聚焦点位置时照射受光面S2032。在焦点对准位置吋，被光分割区域B022分割的光束062如图4所示向受光面S2032左下方移动。此时光束062成与光分割区域B022相同的形状。在焦点失调位置吋，被光分割区域B022分割的光束072如图5所示向受光面S2032右上方移动。此时光束062与光束072的形状相对于光束052的中心成点对称。如上所述被光分割区域B022分割的光束相对于受光面S2032在左下右上方向移动，而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域B022分割的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域C023分割的光束053在聚焦点位置时照射受光面S3033。在焦点对准位置吋，被光分割区域C023分割的光束063如图4所示向受光面S3033右下方移动。此时光束063成与光分割区域C023相同的形状。在焦点失调位置吋，被光分割区域C023分割的光束073如图5所示向受光面S3033左下方移动。此时光束063与光束073的形状相对于光束053的中心成点对称。如上所述被光分割区域C023分割的光束相对于受光面S3033在右下左上方向移动，而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域C023分割的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域D024分割的光束054在聚焦点位置时照射受光面S4034。在焦点对准位置时，被光分割区域D024分割的光束064如图4所示向受光面S4034左下方移动。此时光束064成与光分割区域D024相同的形状。在焦点失调位置时，被光分割区域D024分割的光束074如图5所示向受光面S4034右上方移动。此时光束064与光束074的形状相对于光束054的中心成点对称。如上所述被光分割区域D024分割的光束相对于受光面S4034在左下右上方向移动，而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域D024分割的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域E025分割的光束055在聚焦点位置时照射受光面S5035。在焦点对准位置吋，被光分割区域E025分割的光束065如图4所示向受光面S5035左方向移动。此时光束065成与光分割区域E025相同的形状。在焦点失调位置吋，被光分割区域E025分割的光束075如图5所示向受光面S5035右方向移动。此时光束065与光束075的形状相对于光束055的中心成点对称。如上所述被光分割区域E025分割的光束相对于受光面S5035在左右方向移动,而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域E025分割 的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域R)26分割的光束056在聚焦点位置时照射受光面S6036。在焦点对准位置时，被光分割区域H)26分割的光束066如图4所示向受光面S6036右方向移动。此时光束066成与光分割区域H)26相同的形状。在焦点失调位置吋，被光分割区域H)26分割的光束076如图5所示向受光面S6036左方向移动。此时光束066与光束076的形状相对于光束056的中心成点对称。如上所述被光分割区域F026分割的光束相对于受光面S6036在左右方向移动,而在该移动方向上没有生成跟踪误差信号的其它受光面。即可以说被光分割区域H)26分割的光束即使离焦也不会入射到生成其它跟踪误差信号的受光面。设定成使得被光分割区域G027分割的光束057在聚焦点位置时照射受光面S7037、S8038、S9039、S10040 的中央。与其它区域不同，由于被光分割区域G027分割的光束057被赋予像散，所以在光检测器013上的光束057的形状变大。在焦点对准位置时，由于被赋予与光盘的切线平行的方向的像散，所以被光分割区域G027分割的光束067沿图中上下方向成细长形状。此时，受光面S7037和S9039的光
量增加。在焦点失调位置时，被光分割区域R)26分割的光束076沿图中左右方向成细长形状。此时，受光面S8038和S1(l040的光量増加。基于上述的像散的原理，能够利用(式I)检测出聚焦误差信号。近年来在BD或DVD等光盘中，通过信息面为多层的多层化，可保存的信息容量增大。在这样多层化的光盘中再现规定的信息层时，由于从其它信息层反射的光束变成干扰，所以从向光盘照射多个光束的DPP方式或3点方式无法获得稳定的跟踪误差信号。因此，近年来常使用在光检测器中能够完全地将从规定的信息层反射的光束与从其它信息层反射的光束分离的单光束DPP方式。从其它信息层反射的光束在光检测器中相当于在焦点对准位置或焦点失调位置形成的光束。如图4、图5中所说明的那样，在焦点对准位置或焦点失调位置形成的光束，不入射到生成跟踪误差信号的受光面SW31、受光面S2032、受光面S3033、受光面S4034、受光面S5035、受光面S6036。因此，在本实施例的光学头001中也能够从多层化的光盘生成稳定的跟踪误差信号此外，在实施例I中对图3所示的受光面的配置进行了说明，但只要是生成单光束DPP方式的跟踪误差信号的受光面上，从其它信息面反射的光束不成为干扰的受光面的配置即可。例如，在图3中可以将S2032移动到受光面S4034的左侧水平方向，将S3033移动到受光面S1OSl的右侧水平方向。实施例2用附图对本发明的实施例2进行说明。在此对实施例I的光学头001的光区域分割元件012和光检测器013的变形例进行说明。实施例2的光学头中，有两点不同采用在区域的样式与光区域分割元件012不同；以及采用受光面的样式与光检测器013不同的光检测器303。下面对光区域分割元件101和光检测器303进行说明。图6表示光区域分割元件101的概要结构图。图为从光分束器004观察光区域分割元件101的图。如图所示，光区域分割元件101与光区域分割元件012在将光分割区域G027分割为光分割区域H127、光分割区域1128两个区域的点上不同。其它区域与光区域分割元件012相同，省略说明。光分割区域H127、光分割区域1128是在与轨道平行的方向(图中z方向)上分割光分割区域G027所得，优选在光学头(图中z方向)上调整光区域分割元件101，使得光分割区域H127与光分割区域1128的边界与光束的中心一致。这是为了相对于光区域分割元件101在图中z方向上的偏差，使得聚焦误差信号平衡。通过光分割区域H127的光束，其前进方向向规定方向弯曲，并被赋予相当于焦点对准方向的离焦像差。通过光分割区域1128的光束，其前进方向向规定方向弯曲，并被赋予与光分割区域H127相反的、相当于焦点失调方向的离焦像差。这些离焦像差例如能够通过令光分割区域G027的面为使通过其的光束只产生I级光的闪耀型的光栅槽并使该衍射槽图样为全息面来实现。此外，例如不采用衍射槽，而使其为球面形状并使该面倾斜也能够实现。这些离焦像差用于聚焦误差信号的生成。此外，在本实施例中说明了将光分割区域G027在与轨道平行的方向上分割为2份的例子，但也可以例如田字形分割成4份来生成聚焦误差信号。通过分割成4份，能够获得減少聚焦误差信号相对于上述光区域分割元件101在图中z方向上的偏差的平衡偏差的效果。如上所述如果分割数较少则光区域分割元件容易制造。图7表示光检测器303的概要结构图。图为从光分束器004观察光检测器303的图。光检测器303在将光检测器013的受光面S7037、受光面S8038、受光面S9039、受光面S10040变更为受光面Snlll、受光面S12112、受光面S13113、受光面S14IH的点上不同。其它受光面由干与光检测器013相同故省略说明。受光面S11Ill和受光面S12112是接收被光分割区域H127分割的光束的受光面，受光面S13113和受光面S14IH是接收被光分割区域1128分割的光束的受光面。受光面S11Ill和受光面S13113分别产生与光量相应的电流，电流相加后经过电流/电压转换兀件(未图不)，从端子P7047作为信号输出与光量相应的电压。受光面S12112和受光面S14IH分别产生与光量相应的电流，电流相加后经过电流/电压转换元件(未图/Jn )，从端子P8048作为信号输出与光量相应的电压。从光检测器303获得的信号能够通过上述(式I)至(式4)生成光学头所需的信号。此外，本实施例中如图7所示采用将各信号的输出接线的结构，但当然地也可以采用不接线等结构，通过如上所述接线，能够抑制输出端子数。接着利用图8、图9对光检测器303的受光面与被光区域分割元件101分割的光束的关系进行说明。图8是表示光检测器303的受光面与焦点对准位置时被光区域分割元件101的区域分割的光束的关系的概要图。图9是表示光检测器303的受光面与焦点失调位置时被光区域分割元件101的区域分割的光束的关系的概要图。图8和图9都是从光分束器004观察光检测器303的图。图8和图9的受光面与图7的受光面相同，各受光面也赋予相同记号。此外，聚焦点位置时的光束以虚线圆表示，焦点对准位置或焦点失调位置时的光束以加影线的图形表示。如上所述，在实施例2中假定被光区域分割元件101分割的光束在光检测器303形成聚焦点。由于被光区域分割元件101的与光区域分割元件012相同区域分割的光束及接收该光束的光检测器303的受光面与光检测器013相同，所以省略说明。设定成使被光分割区域1128分割的光束151在聚焦点位置时照射到受光面S11111和受光面S12112的中央。由于被光分割区域1128分割的光束151被赋予相当于焦点失调方向的离焦像差，所以在光检测器303上成相当于规定量的焦点失调位置的形状。在焦点对准位置时，被光分割区域1128分割的光束161由于被赋予相当于焦点失调方向的离焦像差，所以与被赋予的离焦抵消，成相当于聚焦点位置的形状。此时，受光面S12112的信号光量増加。在焦点失调位置时，被光分割区域1128分割的光束171由于被赋予相当于焦点失调方向的离焦像差，所以与被赋予的离焦重叠，成较大的形状。此时，受光面S11Ill的信号光量増加。设定成使被光分割区域H127分割的光束152在聚焦点位置时照射到受光面S13113和受光面S14IH的中央。由于被光分割区域H127分割的光束152被赋予相当于焦点对准方向的离焦像差，所以在光检测器303上成相当于规定量的焦点对准位置的形状，即成与光分割区域H127相同的形状。在焦点对准位置时，被光分割区域H127分割的光束162由于被赋予相当于焦点对准方向的离焦像差，所以与被赋予的离焦重叠，成较大的形状。此时，受光面S14IH的信号光量増加。在焦点失调位置时，被光分割区域H127分割的光束172由于被赋予相当于焦点对准方向的离焦像差，所以与被赋予的离焦抵消，成相当于聚焦点位置的形状。此时，受光面S13113的信号光量増加。基于上述所谓光点尺寸(spot size)方式的原理，能够由(式I)检测出聚焦误差信号。此外，跟踪误差信号的生成由于与实施例I的光学头相同，在实施例2中也可以说能够从多层化的光盘生成稳定的跟踪误差信号。、
此外，在实施例2中，以光检测器303的受光面S11Ill和受光面S12112配置在受光面S13113和受光面S14IH的左侧水平位置上的结构为例进行说明，当然也可以左右颠倒来配置等，只需能够基于上述光束的离焦特性生成聚焦误差信号即可。实施例3用附图对本发明中的实施例3进行说明。在此对光区域分割元件的实施例进行说明。作为实施例之一，对实现实施例I的光区域分割元件012的样式的光区域分割元件190进行说明。
图10表示光区域分割元件190的概要结构图。如图所示，光区域分割元件190由光分割区域A191、光分割区域B192、光分割区域C193、光分割区域D194、光分割区域E195、光分割区域F196、光分割区域G197七个区域构成。分别为相当于上述区域分割元件012的分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域H)26、光分割区域G027的区域。分割区域A191、光分割区域B192、光分割区域C193、光分割区域D194、光分割区域E195、光分割区域F196分别为平坦的面。并且使其面的法线方向各异。法线方向只要将角度设定成向光检测器的受光面前进即可。此时由于各边界上产生台阶差，所以通过该台阶差的光束变成干扰的不需要的光束。因此，可以调整设定台阶差的倾斜等使得该不需要的光束不向光检测器的受光面前迸。光分割区域G197是母线在与y方向平行的方向上的圆柱面。通过这样调整区域的形状，能够赋予在光分割区域G027中说明过的像散。此外，通过使该光分割区域G197的面的法线方向向规定的方向倾斜，能够使光束向任意方向前进。对光区域分割元件191中将I个面分割为多个区域的结构进行了说明，但当然也可以采用将光分割区域G197配置在背面的2个面的结构。图11是说明由光分割区域190的区域分割光的原理的图。光区域分割元件400具有光分割区域401、402两个区域，分别与光束的光轴410的正交方向成规定角度傾斜。如果光束405从箭头415的方向入射到光区域分割元件400，则入射到光分割区域401的光束405遵循斯涅尔折射定律，光束的前进方向被弯曲而向箭头416的方向前进，形成光束406。此时，光束406成半圆形。此外，入射到光分割区域402的光束405遵循斯涅尔折射定律，光束的前进方向被弯曲而向箭头417的方向前进，形成光束407。可知此时的光束407是光束406相对于光束405的残余。即，可以说光束405被2个区域分割为2个光束。并且，光区域分割元件190的各区域的角度由于如上所述遵循斯涅尔折射定律，所以能够通过光线追踪等简单地设计出。如上所述，光区域分割元件190能够将光束的区域分割为多个。此外，通过使区域的形状为圆柱面，也能够赋予像散。进而，通过使形状为球面，也能够赋予离焦像差。此外，假定了光分割区域A191、光分割区域B192、光分割区域C193、光分割区域D194、光分割区域E195、光分割区域F196等为平坦的面，当然也可以为任意的形状。例如，如果在光分割区域A191、光分割区域B192、光分割区域C193、光分割区域D194、光分割区域E195、光分割区域F196中赋予离焦像差，则能够减少或増大光学头001的光检测器013与光区域分割元件012的距离，能够增加光学头的结构设计和电布线设计的自由度。
实施例4用附图对本发明中的实施例4进行说明。在此以具有2个光源的光学头为例进行说明。即相当于能够对以波长I和波长2规范化的光盘进行记录或再现的兼容光学头。例如，相当于能够对DVD和BD规格的光盘进行记录或再现的DVD、BD兼容光学头。图12是表不实施例4的光学头200的概要结构图。波长I的光束I作为发散光从光源201出射，波长2的光束2作为发散光从光源220出射。首先对光束I进行说明。从光源201出射的光束I入射到光分束器202。光分束器202是使入射的光束I和光束2分束为透过和反射的光束的光学元件。透过光分束器202的光束I向修正透镜203前进，其发散角度被转换。该修正透镜203为了对波长I的规 格和波长2的规格的光盘改变所需光学倍率而配置。此外，如果光学倍率较大则光盘上聚光的光点直径较小。例如，由于BD与DVD的光学倍率相差较大，所以通过配置修正透镜，能够对波长I和波长2改变光学倍率。即修正透镜203是能够改变光束I和光束2的发散角度的光学元件，即所谓透镜。被修正透镜203转换发散角度后的光束I入射到光分束器204。光分束器204是使光束I和2分束为透过和反射的光束的光学元件。入射到光分束器204的光束I中被反射的光束向准直透镜206前进，透过的光束向前监测器205前进。向准直透镜206前进的光束I被转换成大致平行的光束。在光学头200中为了修正球面像差，准直透镜206优选装备能够沿光轴(箭头208)的方向移动的球面像差修正机构 207。此外，通过利用前监测器205对透过光分束器204的光束I的光量进行检测，能够进行反馈控制以使光盘上的光量为规定值。被准直透镜206转换成大致平行的光束1，入射到兼容物镜209，聚光照射到波长I规格的光盘I (未图示)的信息面。此外，兼容物镜209假定是对2种波长为各自规定的NA的物镜，这样的兼容物镜较为普遍，省略细节。物镜209装载于致动器210，至少能够在与位于光盘I的信息面上的轨道正交的方向，和光盘的信息面的法线方向上驱动，用在基于跟踪误差信号的控制和透镜位移时的驱动以及基于聚焦误差信号的控制。被光盘I反射的光束经过兼容物镜209、准直透镜206、光分束器204、修正透镜203，被光分束器202反射，入射到光区域分割元件212中。入射到光区域分割元件212的光束I被分割到其上的各区域。光区域分割元件212可以由实施例I至3中说明过的光区域分割元件中的任ー个构成。由光区域分割元件212分割的光束1，由光检测器213的多个受光面检测。被引导到光检测器213的多个光束1，用于记录在光盘I的信息面上的再现信号的生成，以及跟踪误差信号和聚焦误差信号等照射在光盘上的光点的位置控制信号的生成
坐寸ο接着对光束2进行说明。从光源220出射的光束2入射到光分束器204。入射到光分束器204的光束2中透过的光束向准直透镜206前进，被反射的光束向前监测器205前进。向准直透镜206前进的光束2被转换成大致平行的光束。此外光束2也能够通过球面像差修正机构207修正光盘上的球面像差。此外，通过利用前监测器205对被光分束器204反射的光束2的光量进行检测，能够进行反馈控制以使光盘上的光量为规定值。被准直透镜206转换成大致平行的光束2，入射到兼容物镜209，聚光照射到波长2规格的光盘2 (未图不)的信息面。被光盘2反射的光束经过兼容物镜209、准直透镜206、光分束器204、修正透镜203，被光分束器202反射，入射到光区域分割元件212。入射到光区域分割元件212的光束2被分割到其上的各区域。光区域分割元件212可以由实施例I至3中说明过的光区域分割元件中的任ー个构成。由光区域分割元件212分割的光束2，由光检测器213的多个受光面检测。被引导到光检测器213的多个光束2，用于记录在光盘2的信息面上的再现信号的生成，以及跟踪误差信号和聚焦误差信号等照射在光盘上的光点的位置控制信号的生成等。光区域分割元件212优选为不使用衍射的光区域分割元件190等结构。如果使用衍射，则由于波长I和波长2的衍射角度变化较大，所以需要波长I和波长2两者的受光面。例如，在针对波长I设计光检测器013的样式的情况下，波长2需要按照波长比例縮小或扩大的样式。即，对每种波长需要不同的受光面，光检测器变得复杂。与之相对地，如果使用如光区域分割元件190的结构，则可获得能够与光检测器的样式共用的效果。即，通过使用光区域分割元件190，能够使用光检测器013。此外，在像光分割区域元件190这样基于斯涅尔折射定律分割光的情况下，没有像衍射光栅那样衍射中的不必要的级数的光束。因此，可以说如果使用光分割区域元件190则在归路的光效率较高的点上有利。进ー步地，与使用DPP的方式相比，由于仅有I个光束照射到光盘上，所以可以说在去路的光效率较高的点上有利。即在本实施例中说明的光学头中，去路和归路上都能够实现较高的光效率。此外，光学头001和光学头200中没有使用反射镜，但当然也可以在物镜与准直透镜之间配置直立用的反射镜，也可以在光源与分束器之间配置安装用的反射镜等。如上所述，本实施例的光学头中配置了 出射光束的光源；将该光束聚光到光盘的物镜；具有被分割的多个区域、对被上述光盘反射的上述光束的截面按上述每个区域分割的光区域分割元件；和接收被光区域分割元件分割的光束的光检测器。此外，光区域分割元件在上述多个区域中至少ー个区域中具有赋予像散或离焦像差的像差赋予功能的像差赋予区域。在赋予像散的情况下，光分割区域G027或光分割区域G197等相当于像差赋予区域。此外在赋予离焦像差的情况下，光分割区域H127、光分割区域1128相当于像差赋予区域。此外，在本实施例的光学头中，上述光检测器至少根据被光区域分割元件的像差赋予区域分割的光束输出聚焦误差信号，该聚焦误差信号监测聚光在光盘上的光点的聚焦点的偏差。此外，在光学头中，光检测器从被多个区域中的与像差赋予区域不同的区域所分割的光束生成跟踪误差信号，该跟踪误差信号监测聚光在光盘上的光点与光盘的引导槽的跟踪偏差。光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26相当干与像差赋予区域不同的区域。 此外，至少ー并使用生成跟踪误差信号的光束和生成上述聚焦误差信号的光束来生成再现信号并输出。即相当于如(式4)所示，利用被光区域分割元件的像差赋予区域所分割的光束，和被与像差赋予区域不同的区域所分割的光束生成再现信号并输出。此外，光区域分割元件的像差赋予区域例如配置成周围被与像差赋予区域不同的区域包围。S卩，例如在光区域分割元件012中，相当于作为像差赋予区域的光分割区域G027被作为与像差赋予区域不同的区域的光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26包围。此外，在光区域分割元件101中，相当于作为像差赋予区域的光分割区域H127和光分割区域1128被作为与像差赋予区域不同的区域的光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26包围。上述像差赋予区域例如配置成作为包含光区域分割元件的大致中央的区域。gp， 光分割区域G027以及作为像差赋予区域的光分割区域H127和光分割区域1128，相当于包含光区域分割元件的大致中央的区域。光区域分割元件的像差赋予区域例如配置成周围被上述多个区域中不赋予像差的区域包围。即，光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26或者光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域R)26相当于不赋予像差的区域。此外，从光检测器观察光区域分割元件时，由于光区域分割元件至少将从光盘反射的光束的截面分割为七个区域，所以至少设置七个区域。即，相当于光区域分割元件012通过光分割区域A021、光分割区域B022、光分割区域C023、光分割区域D024、光分割区域E025、光分割区域H)26、光分割区域G027七个区域来分割光束028。然后光检测器接收被上述七个光分割区域分割成的七个光束。光区域分割元件的像差赋予区域被分割成所赋予的像散或离焦像差的像差量相互不同的2个以上的区域。即相当于，通过光分割区域H127的光束被赋予相当于焦点对准的方向的离焦像差，通过光分割区域1128的光束被赋予与光分割区域H127相反的、相当于焦点失调的方向的离焦像差。此外，光区域分割元件的多个区域分别具有衍射光栅槽，像差赋予区域是为了赋予规定的像差而使该衍射光栅槽弯曲后的全息面。此外，多个区域各自的法线矢量各异，上述像差赋予区域为曲面形状。
权利要求
1.一种光学头，其特征在于，包括 出射光束的光源； 将所述光束聚光到光盘的物镜； 光区域分割元件，其具有被分割的多个区域，对被所述光盘反射的所述光束的截面按该每个区域进行分割； 接收由该光区域分割元件分割的所述光束的光检测器。
2.如权利要求I所述的光学头，其特征在于 所述光区域分割元件，在所述多个区域中的至少一个区域具有赋予像散或离焦像差的像差赋予功能。
3.如权利要求2所述的光学头，其特征在于 所述光检测器从由具有所述像差赋予功能的像差赋予区域分割的光束输出聚焦误差信号，该聚焦误差信号监测聚光于所述光盘的光点的聚焦点的偏差。
4.如权利要求3所述的光学头，其特征在于 所述光检测器从由所述多个区域中的与像差赋予区域不同的区域分割的光束生成跟踪误差信号，该跟踪误差信号监测聚光于所述光盘的光点与所述光盘的引导槽的跟踪偏差， 至少一并使用生成该跟踪误差信号的光束和生成所述聚焦误差信号的光束来生成、输出再现信号。
5.如权利要求4所述的光学头，其特征在于 所述像差赋予区域的周围被所述多个区域中的不赋予像差的区域包围。
6.如权利要求4所述的光学头，其特征在于 所述像差赋予区域是包含所述光区域分割元件的大致中央的区域。
7.如权利要求5或6所述的光学头,其特征在于 所述光检测器接收由所述光区域分割元件至少分割为7个区域的光束。
8.如权利要求7所述的光学头，其特征在于 所述像差赋予区域被分割为所赋予的像散或离焦像差的像差量相互不同的2个以上的区域。
9.如权利要求7所述的光学头，其特征在于 所述光区域分割元件的多个区域分别具有衍射光栅槽，所述像差赋予区域是为了赋予规定的像差而使该衍射光栅槽弯曲后的全息面。
10.如权利要求7所述的光学头，其特征在于 在所述光区域分割元件中，所述多个区域各自的法线矢量不同，所述像差赋予区域是曲面形状。
全文摘要
对于能够对光盘进行再现或者记录的光学头，提供光效率高、廉价的光学头。其包括出射光束的光源；将光束聚光到光盘的物镜；具有被分割的多个区域、对被上述光盘反射的上述光束的截面按该每个区域分割的光区域分割元件；接收被该光区域分割元件分割的光束的光检测器，其中光区域分割元件在多个区域中的至少一个区域中具有赋予像散或离焦像差的像差赋予功能。
文档编号G11B7/09GK102651223SQ20121003573
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月16日 优先权日2011年2月28日
发明者冈本吉雄, 大石耕太郎, 小笠原浩, 川村友人 申请人:日立视听媒体股份有限公司