光拾取器装置、光盘装置和衍射光栅的制作方法

专利名称：光拾取器装置、光盘装置和衍射光栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及光拾取器装置、光盘装置和衍射光栅。
背景技术：
作为本技术领域的背景技术，例如存在日本特开平9-81942号专利 公报。在本专利公报中，作为课题，记载着"光学系统能够得到简单 地抑制由于物镜的平移和信息记录介质的倾斜发生的偏移，并且即便 信息记录介质的磁道间隔发生变化也能够最大地保持跟踪误差信号的 振幅的跟踪误差信号检测装置。"，作为解决方法记载着"将聚光点配 置在上述信息记录介质上，其中，上述聚光点由包含将约180度的相 位差给予大致半面的一条光束的2条光束形成，从一对2分割光检测 器的各个对来自该信息记录介质的光束进行差输出，得到跟踪误差信 号。"日本特开平9-819"号专利公报
光拾取器装置，因为一般将光点正确地照射在处于光盘内的规定 的记录磁道上，所以通过聚焦误差信号的检测使物镜沿聚焦方向变化 沿聚焦方向进行调整，此外通过检测跟踪误差信号使物镜向光盘状记 录介质的半径方向移位以进行跟踪调整。根据这些信号进行物镜的位 置控制。其中作为跟踪误差信号检测方法，推挽方式(7。:y、:/二:7。》 方式)是众所周知的，但是存在着由于物镜的跟踪方向位移容易生成 大的直流变动(以下称为DC偏移)那样的课题。因此，正在广泛地 使用能够减少该DC偏移的差动推挽方式(以下，称为己有的DPP方 式)。
已有的DPP方式是通过使光盘上的3个光点间隔对光盘半径方向， 与磁道间距的一半一致，能够抑制伴随着物镜的位移或光盘的倾斜等 发生的偏移的方式。可是，如上述那样的已有的DPP方式需要使光盘 上的3个光点间隔对光盘半径方向，与磁道间距的一半一致。因此，存在着涉及磁道间距不同的光盘时，不能够检测稳定的跟踪误差信号 那样的课题。
对于该课题，在专利文献1中，通过使衍射光栅的半面的周期构
造和另一个半面的周期构造的相位差约为180度，即便在将光盘上的3 个光点配置在相同磁道上的状态中也能够检测跟踪误差信号。在具有 该特性，磁道间距不同的光盘中也能够检测跟踪误差信号。但是，当 使用这种周期构造的衍射光栅时在记录型光盘中发生问题。在记录型 光盘的情形中，在光盘上存在着已记录的区域(以下，称为记录部) 和没有记录的区域(以下，称为未记录部)。当光点通过该记录部和未 记录部的边界时在跟踪误差信号中发生偏移(以下，称为记录未记录 边界偏移)。
在专利文献1的构成中，因为不能够抑制该记录未记录边界偏移， 所以要进行稳定的跟踪控制是困难的。因此，抑制该记录未记录边界 偏移成为课题。

发明内容
如上所述，在本发明中，其目的在于提供能够抑制在未记录区域 和记录区域的边界部发生的跟踪误差信号的偏移的光拾取器装置和光 学的记录再现装置。
作为一个例子，上述目的能够通过在权利要求书中记载的构成达到。
本发明的第一方面涉及一种光拾取器装置，其包括射出激光的 半导体激光器；使从上述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从上述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光 盘反射的光束的光检测器，该光拾取器装置中，上述衍射光栅具有区 域1和区域2这样2个区域，上述衍射光栅的区域1和区域2的沟槽 周期相同，沟槽周期构造的相位差约为180度，并且，对区域1和区 域2进行分割的分割线在相对沟槽方向大致垂直的方向上存在阶梯差。
本发明的第二方面还涉及一种光拾取器装置，其包括射出激光 的半导体激光器；使从上述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅; 将从上述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光盘反射的光束的光检测器，该光拾取器装置中，上述衍射光栅形成具
有区域l、区域2、区域3、区域4这样4个区域的衍射光栅构造，上 述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4的沟槽周期相同，上述 衍射光栅的区域2，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被区域1 和区域4夹着，并且，上述衍射光栅的区域3，沿相对沟槽方向大致垂 直的方向相接地被区域1和区域4夹着，上述衍射光栅，在相对沟槽 方向大致平行的方向区域2和区域3相接，上述衍射光栅的区域2和 区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
本发明的第三方面还一种光拾取器装置，其包括射出激光的半 导体激光器；使从上述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅；将 从上述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光盘 反射的光束的光检测器，该光拾取器装置中，上述衍射光栅形成具有 区域l、区域2、区域3、区域4、区域5这样5个区域的衍射光栅构 造，上述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4、区域5的沟槽 周期相同，上述衍射光栅的区域2沿相对沟槽方向大致垂直的方向相 接地被区域1和区域4夹着，并且，上述衍射光栅的区域3沿相对沟 槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着，并且上述衍射 光栅的区域5沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4 夹着，上述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致平行的方向相接地 被区域2和区域3夹着，上述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期 构造的相位差约为180度。
本发明的第四方面涉及一种光盘装置，其搭载有如上上述的任 意一种光拾取器装置；驱动上述光拾取器装置内的上述半导体激光器 的激光器点亮电路；使用从上述光拾取器装置内的上述光检测器检测 出的信号生成聚焦误差信号和跟踪误差信号的伺服信号生成电路；和 再现记录在光盘中的信息信号的信息信号再现电路。
本发明的第五方面涉及一种使光束分支的衍射光栅，其中，上述 衍射光栅具有区域1和区域2这样2个区域，上述衍射光栅的区域1 和区域2的沟槽周期相同，沟槽周期构造的相位差约为180度，并且 分割区域1和区域2的分割线沿相对沟槽方向大致垂直的方向具有阶 梯差。本发明的第六方面涉及一种使光束分支的衍射光栅，其中，上述
衍射光栅形成具有区域l、区域2、区域3、区域4这样4个区域的衍 射光栅构造，上述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4的沟槽 周期相同，上述衍射光栅的区域2，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相 接地被区域1和区域4夹着，并且，上述衍射光栅的区域3，沿相对沟 槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着，上述衍射光栅， 在相对衍射光栅周期结构大致平行的方向上区域2和区域3相接，上 述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
本发明的第七方面涉及一种使光束分支的衍射光栅，其中，上述 衍射光栅形成具有区域l、区域2、区域3、区域4、区域5这样5个 区域的衍射光栅构造，上述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域 4、区域5的沟槽周期相同，上述衍射光栅的区域2沿相对沟槽方向大 致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着，并且，上述衍射光栅的 区域3沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着， 并且上述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，上述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致平 行的方向相接地被区域2和区域3夹着，上述衍射光栅的区域2和区 域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
本发明的第八方面涉及一种光拾取器装置，其包括射出激光的 半导体激光器；使从上述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从上述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光 盘反射的光束的光检测器，其中，上述衍射光栅具有沟槽周期相同， 沟槽周期构造的相位相互差180度的第1区域和第2区域，对上述第1 区域和上述第2区域进行区分的分割线是通过该衍射光栅的中心部分 连续地连接从该衍射光栅一侧的端面到另一侧的端面，或者，从该衍 射光栅一侧的端面到与该端面位置不同的端面位置的分割线。
本发明的第九方面涉及一种光拾取器装置，其包括射出激光的 半导体激光器；使从上述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从上述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光 盘反射的光束的光检测器，其中，当沿与沟槽方向正交的方向，将上 述衍射光栅区分成第1区域、第2区域和第3区域这样3个区域，将被上述第1区域和上述第3区域夹着的区域作为第2区域时，上述第1
区域构成为，相对于与上述沟槽方向正交并通过上述衍射光栅的大致 中心的假想的中心线，两侧的区域的沟槽的周期和沟槽周期构造的相
位相同，上述第2区域构成为，在上述中心线两侧，至少包含沟槽的 周期相同，且沟槽周期构造的相位相互差180度的2个区域，上述第3 区域构成为，相对于上述中心线，两侧的区域的沟槽的周期和沟槽周 期构造的相位相同。
根据本发明，能够提供一种能够检测出稳定的跟踪误差信号的光 拾取器装置和光学的信息记录再现装置。


图1是说明实施例1中的光拾取器装置和光盘的配置的图。 图2是说明实施例1中的已有的DPP方式的光学系统构成的图。 图3是说明实施例1中的本发明的光检测器的图。 图4是说明实施例1中的已有的列式DPP方式的衍射光栅的图。 图5是说明实施例1中的本发明的光学系统构成的图。 图6是说明实施例1中的已有的列式DPP方式的推挽信号的相位 关系的图。
图7是说明实施例1中的记录未记录边界偏移的图。 图8是说明实施例1中的己有的列式DPP方式的记录未记录边界 偏移的图。
图9是说明实施例1中发生记录未记录边界偏移的光束中的区域 的图。
图10是说明实施例1中的已有的列式DPP方式中的记录未记录边 界偏移的图。
图11是说明实施例1中的本发明的衍射光栅的图。
图12是说明实施例1中的本发明的推挽信号的相位关系的图。
图13是说明实施例1中的本发明的记录未记录边界偏移的图。
图14是说明实施例1中的本发明的记录未记录边界偏移的图。
图15是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。
图16是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。图17是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。 图18是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。 图19是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。
图20是表示实施例1中的本发明的其它衍射光栅的图。 图21是说明实施例2中的本发明的光学系统构成的图。 图22是说明实施例2中的本发明的光检测器的图。 图23是说明实施例2中的已有的列式DPP方式中的跟踪误差信号 物镜位移特性的图。
图24是说明实施例2中的本发明的跟踪误差信号物镜位移特性的图。
图25是说明实施例5中的光学的再现装置的图。 图26是说明实施例6中的光学的记录再现装置的图。 符号说明
1:光拾取器装置，2:物镜，5:致动器，7:驱动机构，10:检 测器，10a 10f:受光面，11:衍射光栅，12:衍射光栅，13:衍射光 栅，20a 20f:检测光点，50:半导体激光器，51:准直透镜，52:光 束分裂器，53:检测透镜，55:直立镜，56: 1/4波长板，100:光盘， 150:半导体激光器，171:主轴马达，172:存取控制，173:致动器 驱动电路，174:伺服信号生成电路，175:信息信号再现电路，176: 控制电路，177:激光器点亮电路，178:信息记录电路，180:主轴马 达
具体实施例方式
下面，说明本发明的实施方式。 [实施例1]
图1是表示与本发明的第1实施例有关的光拾取器装置的一个例 子的概略构成图。
光拾取器装置1以能够如图1那样由驱动机构7沿光盘100的半 径方向驱动的方式进行构成。在光拾取器装置中在致动器5上搭载着 物镜2，从该物镜2将光照射在光盘100上。
这里首先简单地说明己有的DPP方式。图2是用已有的DPP方式
14的光学系统的一个例子。
从半导体激光器50射出波长约660nm的光束作为发散光。由衍射 光栅11将从半导体激光器50射出的光束分离成0次和±1次光的至少 3条光束。分离成3条后的光束，在光束分裂器52反射，由准直透镜 51变换成大致平行的光束。透过准直透镜51后的光束，在直立镜55 反射，透过l/4波长板56后，由搭载在致动器5上的物镜2会聚在光 盘100上。这时，在光盘上形成3个聚光点。以这3个的光点间隔对 光盘半径方向与磁道间距的一半一致的方式进行衍射光栅等的调整。
而且，由光盘100反射的光束，经过物镜2、 1/4波长板56、直立 镜55、准直透镜51、光束分裂器52、检测透镜53而入射到光检测器 10。
在该光检测器10中，例如图3所示的那样，配置着3个2分割或 4分割受光面10a、 10b、 10c，在光盘反射后的3条光束入射到各个受 光面，形成检测光点20a、 20b、 20c。而且，通过对从该各个受光面输 出的电信号进行以下运算，检测跟踪误差信号(TES)。
TES=MPP-kx (SPP1+SPP2)
这里，MPP信号、SPP1信号、SPP2信号表示在受光面10a、 10b、 10c检测出的推挽信号。因为关于推挽信号是众所周知的，所以省略对 它的说明。另外，公式中的k是与O次光和士l次光的光量比相当的系 数。
因为在该运算中推挽信号的AC成分为在MPP信号与SPP1信号、 SPP2信号其相位相反(SPP1信号和SPP2信号同相)，所以不会通过 上述运算消除信号成分。
与此相对，当生成物镜的位移和光盘的倾斜等时，与其相伴在各 推挽信号中发生规定的DC偏移成分，但是该偏移成分显然与光盘面 上的光点位置没有关系，而是与MPP、 SPP1、 SPP2中的某一个极性相 同地发生。所以当进行上述运算时，只选择地消除在各推挽信号中包 含的偏移成分，结果能够检测出只是完全除去或大幅度减少了偏移成 分的后良好的跟踪误差信号。
这样已有的DPP方式是即便物镜位移也能够检测出稳定的跟踪误 差信号的方式。可是，如上述的那样已有的DPP方式，需要使光盘上的3个光点 间隔相对光盘半径方向，与磁道间距的一半一致。因此，存在着涉及 磁道间距不同的光盘时，不能够检测出稳定的跟踪误差信号那样的课 题。
对于该课题，在专利文献1中，通过使用图4所示的衍射光栅12，
能够与磁道间距不同的光盘对应。
这里我们简单地说明专利文献1的跟踪误差信号检测方式(以下，
称为已有的列式DPP方式)。图5是用已有的列式DPP方式的光学系 统的一个例子。与己有的DPP方式不同之处是使用衍射光栅12。
从半导体激光器50射出波长约660nm的光束作为发散光。由衍射 光栅12将从半导体激光器50射出的光束分离成0次和±1次光的至少 3条光束。分离成3条的光束，在光束分裂器52反射，由准直透镜51 变换成大致平行的光束。透过准直透镜51后的光束，在直立镜55反 射，透过l/4波长板56后，由搭载在致动器5上的物镜2会聚在光盘 100上。这时，在光盘上形成3个聚光点。以该3个光点在光盘上的磁 道方向 一致的方式进行衍射光栅等的调整。
而且，由光盘100反射的光束，经过物镜2、 1/4波长板56、直立 镜55、准直透镜51、光束分裂器52、检测透镜53入射到光检测器10。
在该光检测器10上，例如如图3所示的那样，配置着3个2分割 或4分割受光面10a、 10b、 10c，在光盘100反射的3条光束入射到各 个受光面，形成检测光点20a、 20b、 20c。而且，通过对从该各个受光 面输出的电信号进行以下运算，检测跟踪误差信号(TES)。
TES=MPP-kx (SPP1+SPP2)
这里，MPP信号、SPP1信号、SPP2信号表示在受光面10a、 10b、 10c检测出的推挽信号。另外，公式中的k是与O次光和士l次光的光 量比相当的系数。
因为在该运算中推挽信号的AC成分，MPP信号与SPP1信号、SPP2 信号反相(SPP1信号和SPP2信号同相)，所以不会通过该运算消除信 号成分。
这里，说明尽管在光盘上使3个光点在磁道方向一致但是不受此 影响，推挽信号的AC成分，MPP信号与SPP1信号、SPP2信号是否反相(SPP1信号和SPP2信号同相)。(关于详细情况请参照专利文献1)。
图6是表示在衍射光栅衍射后的0次光的光束、+1次光的光束、
-1次光的光束中的相位差和在光盘衍射后的光束的相位的图。这里图
中的分割线1与衍射光栅的分割线L相当。此外，在该图中对衍射光 栅的0次光和+1次光、0次光和-1次光、+1次光和-1次光的相位关系 没有任何表示。另外，为了使说明简略化，在光盘衍射后的光束的相 位差中不掺入由光盘上的磁道引起的0次光和士l次光的相位差分。
从图6可见，在衍射光栅12衍射后的0次光，对衍射光栅分割线 L相位差成为0度。即0次光对分割线L没有相位差(光束对分割线1 为白色和白色)。与此相对，±1次光对衍射光栅分割线L发生约180 度的相位差(光束对分割线l为白色和斜线)。
这里我们简单地说明推挽信号检测。推挽信号是被光盘上的磁道 衍射后的0次光和±1次光的干涉信号。因为按照磁道上的光点位置在 0次光和±1次光中发生规定的相位差，所以发生与磁道位置相应的明 暗，通过用2分割检测器检测它们得到推挽信号。
下面，我们说明已有的列式DPP方式的情形。在衍射光栅12衍射 后的0次光，在光盘上的磁道衍射，检测出与光点位置相当的推挽信 号。这样得到与已有的DPP方式的MPP信号相同的信号。
同样，即便关于在衍射光栅12衍射后的士1次光，也被光盘上的磁 道衍射。但是，因为如图6所示的那样对分割线1具有约180度的相位 差，所以在光盘衍射后的光分别在光盘上的磁道中的相位差外也发生 约180度的相位差。因此，作为干涉信号的推挽信号得到相对光点位 置反转后的干涉信号(反相的信号)。当简单地说明时因为推挽信号的 AC成分是干涉信号所以MPP信号与SPP1信号、SPP2信号反相(SPP1 信号和SPP2信号同相)。与此相对，因为由物镜的位移或光盘的倾斜 等生成的DC偏移成分不是干涉信号，所以MPP信号、SPP1信号、SPP2 信号同相。因此，通过进行上述运算能够检测出稳定的跟踪误差信号。 作为已有的列式DPP方式的优点，因为即便在光盘上的同一磁道上配 置3个光点也能够检测出跟踪误差信号，所以能够与磁道间距不同的 光盘对应。
这里，重要的是，己有的列式DPP方式是利用推挽信号AC成分
17为干涉信号这一情况。
但是，该已有的列式DPP方式也存在称为记录未记录边界偏移的 大课题。下面，对此进行说明。
图7是表示记录未记录边界的MPP信号模拟结果的图。这里，模
拟中的计算条件如下所示。
光盘DVD画RW 波长660nm 物镜NA: 0.61 磁道间距0.74|um 物镜焦距3mm
光点扫描位置Opm以上；记录部 光点扫描位置-0.74pm以下；未记录部
从该图可知，首先，记录部的跟踪误差信号振幅，对未记录部的 跟踪误差信号振幅发生变化。这是与记录有关的跟踪误差信号振幅的 变化。除此以外，如图中箭头所示，可知在通过记录未记录边界的瞬 间发生偏移。通常，因为跟踪控制在跟踪误差信号的零交叉(if口夕 口7)点进行伺服控制，所以当发生这种偏移时，不仅会单纯地将光 盘上的磁道位置离轨(f卜，、7夕)，而且会发生也不能够进行跟踪控 制自身那样的问题。因此，为了进行稳定的跟踪控制必须抑制该记录 未记录边界偏移。
图8 (a)、 (b)是分别表示已有的DPP方式和己有的列式DPP方 式中的跟踪误差信号的记录未记录边界特性的模拟计算结果的图。此 外，关于数据，记载着使物镜位移，到实质上使用的-0.3mm +0.3mm 的跟踪误差信号。
当观看该图时，我们看到与已有的DPP方式抑制记录未记录边界 的偏移相对，已有的列式DPP方式不能够抑制记录未记录边界的偏移。 进一步在已有的列式DPP方式的情形中，当物镜位移时记录未记录边 界的偏移增大。如图中的箭头所示，出现当记录未记录偏移增大时不 能够进行伺服控制的问题。
这样，已有的列式DPP方式，抑制记录未记录边界上的偏移成为 课题。下面，我们简单地说明其原因。图9是表示记录未记录边界上的光盘的反射光透过物镜时的光束
的图。这里，区域ni是发生推挽信号的区域，区域n是发生记录未记 录边界的偏移的区域。该记录未记录偏移与推挽信号同样，是干涉信 号。此外，关于记录未记录边界偏移的详细情况，因为已经在非专利
文献1 (电子通信学会CPM2005-149)中说明了所以这里省略对它的 说明。
这里，我们说明已有的列式DPP方式时的记录未记录偏移。图10 是只示意性地表示己有的列式DPP方式中发生记录未记录边界偏移的 干涉区域的图。为了使说明简略化，记载实际上只在发生记录未记录 边界偏移的干涉区域中不发生的情况。进一步，为了使说明简略化， 不掺入在光盘的记录未记录边界上发生的0次光和±1次光的相位差 分。
首先，关于图IO (a)中所示的MPP信号，因为与已有的DPP方 式同样所以检测出与图7相同的记录未记录边界信号。与此相对，关 于图10 (b)， (c)中所示的SPP1信号、SPP2信号，因为相位差为180 度，所以作为干涉信号的记录未记录边界偏移对MPP信号反转。因此， MPP信号的记录未记录边界偏移和SPP1信号、SPP2信号的记录未记 录边界偏移反转。
因此，当从上述运算检测出跟踪误差信号时，不能够抑制记录未 记录边界偏移。
这样，在已有的列式DPP方式中，尽管关于未记录光盘能够检测 出稳定的跟踪误差信号，但是关于实际上使用的存在记录未记录边界 的光盘不能够检测出稳定的跟踪误差信号。这成为已有的列式DPP方 式的课题。
因此，在本实施例中，提出了新的列式DPP方式。关于新的列式 DPP方式的光学系统与已有的列式DPP方式相同。与已有的列式DPP 方式不同之处是使用了图11所示的衍射光栅13。将本实施例的衍射光 栅13分割成2个区域。而且，分割成2个区域的分割线相对沟槽周期 构造在大致垂直的方向中存在阶梯差(段差)，该阶梯差之间的分割线 形成阶梯形状。使由该分割线分出的半面和另一个半面的沟槽周期构 造的相位差约为180度。因此，关于与衍射光栅的上下相当的区域，形成对于中心线M没有相位差的构造。并且，衍射光栅的沟槽周期是 相同的。
在图11所示的衍射光栅13中，以与沟槽平行的方式形成从衍射
光栅13的纸面右侧的端面向中心线M延伸的第1分割线131和从纸面 左侧的端面到中心线M延伸的第2分割线132，但是也可以以从这些 端面相对沟槽倾斜规定角度的方式形成。另外，在图ll所示的衍射光 栅13中，连结第1分割线131和第2分割线132，并且，通过衍射光 栅13的大致中心的第3分割线133由与沟槽平行的第1直线、通过衍 射光栅13的大致中心与沟槽正交的第2直线、和与沟槽平行的第3直 线构成，但是不限定于此，第1直线和第3直线也可以不与沟槽正交， 也可以相对沟槽具有规定的角度，也可以不是直线而是曲线。
图12、图13分别是表示发生推挽信号的干涉区域的图和发生记录 未记录边界偏移的千涉区域的图。这里，为了使说明简略化，记载了 只在实际上发生记录未记录边界偏移的干涉区域中不发生的情况。进 一步，为了使说明简略化，不掺入在光盘的记录未记录边界上发生的O 次光和±1次光的相位差分。
从图12可知，关于检测出子推挽信号的干涉区域(区域III)因为 光盘衍射光的0次光和光盘衍射光的士l次光的相位差成为180度，所 以MPP信号和SPP1信号、SPP2信号反相(SPP1信号和SPP2信号同 相)。因此，与已有的列式DPP方式同样，即便将3个光点配置在同一 磁道上也能够得到稳定的跟踪误差信号。
关于图13所示的发生记录未记录边界偏移的干涉区域，与已有的 列式DPP方式同样尽管发生相位差为180度的区域，但是在与推挽信 号的干涉区域没有关系的区域(光束的上下区域)中相位差也为0度。 另外，由于衍射光栅的构成成为阶梯形状，发生相位差为0度的区域。 因此，不仅能够抑制SPP信号的记录未记录边界上的偏移，而且也能 够抑制MPP信号的记录未记录边界上的偏移。
在己有的列式DPP方式的情形中，记录未记录边界上的偏移对 MPP信号，在相反方向上发生了偏移，但是因为当用本发明的衍射光 栅时记录未记录边界偏移在与MPP信号相同的方向上发生偏移，所以 能够抑制DPP信号的记录未记录边界偏移。根据本发明能够抑制在已有的列式DPP方式中成为问题的记录未 记录边界的偏移，即便是记录型光盘也能够检测出稳定的跟踪误差信 号。
图14是表示本发明的记录未记录边界特性的模拟计算结果的图。 这里，模拟中的计算条件如下所示。
光盘DVD-RW 波长660nm 物镜NA: 0,61 磁道间距0.74jam 物镜焦距3mm
光点扫描位置0pm以上；记录部 光点扫描位置-0.74pm以下；未记录部 衍射光栅宽度dl:有效光束直径比60% 衍射光栅宽度d2:有效光束直径比40%
此外，关于数据，记载着使物镜位移，到实质上使用的-0.3mm +0.3111111的跟踪误差信号。通过比较图14和图8 (b)，可知与已有的列 式DPP方式相对，抑制了记录未记录边界偏移。
如上所述，其为列式DPP方式并且衍射光栅的上下区域的构造相 对于中心线M，形成不附加相位差的构造，可以抑制记录未记录边界 上的偏移。另外，通过使附加相位差的区域为阶梯形状能够抑制记录 未记录边界的偏移。
以上，我们说明了作为衍射光栅使用图11所示的构造的衍射光栅 13为例在记录未记录边界上发生的偏移的抑制效果，但是作为衍射光 栅即便是图15 图20所示的衍射光栅构造也可以抑制在记录未记录 边界上发生的偏移，这是不言自明的事。具体地说，在图15，图16 所示的衍射光栅中，当使衍射光栅在与纸面上下方向、即沟槽方向正 交的方向上分成3个区域时，因为夹着中央部分，上侧和下侧区域的 沟槽的构造是相对中心线M不附加相位差的构造，所以对己有的列式 DPP方式，能够抑制记录未记录偏移。
这里，图15和图16所示的衍射光栅是一个例子，当将它在与纸 面上下方向、即沟槽方向正交的方向上分成3个区域时，如果以在中央部分的区域中，在中心线M两侧的位置上，至少包含沟槽周期相同，沟槽周期构造的相位相互相差约180度的两个的区域的方式而构成，则区域的分割方法也可以是任意方法。另外，夹着中央部分的上下区
域，如果对中心线M不附加相位差，则上侧区域和下侧区域的相位差
既可以相同也可以不同。另外，上侧区域和下侧区域的相位差既可以与中央部分的沟槽周期的相位差相同也可以不同。即，上侧区域和下侧区域的相位差，对中央部分的沟槽周期的相位差，例如也可以相差
45度、90度。
另外，衍射光栅的被上下区域夹着的中央部分的分割线的形状可以是任意形状，也可以是如图15 (a) -1，图16所示的使大写字母H横倒的形状或如图15 (a) -3所示的字母(3那样的形状。
另外，关于图17 图20所示的衍射光栅，通过使衍射光栅的上下区域的构造为相对中心线M不附加相位差的构造也可以抑制在记录未记录边界上的偏移。另外，通过使附加相位差的区域的分割线为阶梯形状(图17，图18)、倾斜形状(图19)、使阶梯形状为在相对衍射光栅周期构造大致垂直的方向并列的形状(图20)，能够抑制记录未记录边界的偏移。衍射光栅的被上下区域夹着的中央部分的分割线的形状可以是任意的形状，也可以是如图17 (c) -l所示的多级形状、(c) -2所示的字母S形状、或者字母Z形状。
在本实施例中关于DVD进行了说明，但是即便是CD或BD等的其它方式也没有问题。进一步，即便将本方式应用于CD/DVD互换光拾取器装置或CD/DVD/BD互换光拾取器装置等也能够得到同样的效果，这是不言而喻的。
图21是与本发明的第2实施例有关的光学系统的一个例子。从半导体激光器150(以下称为2波长激光器)，射出波长约660nm的光束和波长约780nm的光束作为发散光。由衍射光栅13将从2波长激光器150射出的光束分离成0次和士1次光的至少3条光束。分离成3条的光束，在光束分裂器52反射，由准直透镜51变换成大致平行的光束。透过准直透镜51的光束，在直立镜55反射，透过1/4波长板56后，由搭载在致动器5上的物镜2会聚在光盘100上。这时，在光
22盘上形成3个聚光点。以该3个光点与磁道方向一致的方式进行衍射光栅等的调整。
而且，由光盘100反射的光束，经过物镜2、 1/4波长板56、直立镜55、准直透镜51、光束分裂器52、检测透镜53入射到光检测器10。
在该光检测器10上，例如如图22所示的那样，配置着3个DVD用的2分割或4分割受光面10a、 10b、 10c和3个CD用的2分割或4分割受光面10d、 10e、 10f，在光盘反射后的3条光束入射到各个受光面，形成检测光点。在DVD情形中检测光点形成20a、 20b、 20c，在CD情形中检测光点形成20d、 20e、 20f。而且，通过对从该各个受光面输出的电信号进行以下运算，检测出跟踪误差信号(TES)。
TES=MPP-kx (SPP1+SPP2)
这里，MPP信号，SPP1信号、SPP2信号表示在受光面10a、 10b、10c或10d、 10e、 10f检测出的推挽信号。另外，k是与0次光和士l次光的光量比相当的系数。
当使用已有的2波长激光器时，如专利文献2 (日本特开2002-350625号专利公报)所示的那样需要搭载特殊的衍射光栅。这在己有的DPP方式中用1个衍射光栅不能够使CD和DVD光盘上的3个光点间隔在光盘半径方向，与磁道间距的一半一致。因此，存在着对CD和DVD的全部记录型光盘，不能够检测出稳定的跟踪误差信号那样的课题。
为此，至今通过配置这种波长选择性的衍射光栅可以使CD、 DVD互换。但是，因为为了CD、 DVD互换必须搭载这种特殊的衍射光栅，所以存在着相对于通常的衍射光栅其导致成本上升这样的课题。
另外，当例如用以对光盘上的磁道能够使3条光束与磁道方向一致的方式进行配置的专利文献l的已有的列式DPP方式时，存在着下面那样的课题。
2波长激光器，因为DVD和CD的发光点不一致，所以当图4所示的DVD光学系统与衍射光栅的分割线L 一致时，CD光学系统从分割线L离开。从分割线L离开的CD光学系统，因为对分割线L大量透过衍射光栅的单侧区域，所以存在着不能够进行稳定的跟踪误差控制的课题。图23是表示在用2波长激光器的情形中作为用已有的列式DPP方式时的CD-R中的跟踪误差信号的MPP信号、kxSPP信号(SPP信号为SPP1信号和SPP2信号之和)、DPP信号的物镜位移特性的图。在图23 (a)中用MPP信号的峰值对物镜偏移特性进行规格化，在图23 (b)中用DPP信号的峰值进行规格化。这里，模拟中的计算条件如下所示。
光盘CD-R
波长780nm
物镜NA: 0.47
磁道间距1.6jam
物镜焦距3mm
物镜上强度分布偏离-7.3pm
物镜上衍射光栅分割线偏离0.5mm
从该图可见，形成作为CD的跟踪误差信号的DPP信号的振幅峰值的物镜位置从中心位置偏离。从伺服信号检测的观点出发，希望处于中心位置。
该偏离是因为形成SPP信号振幅的峰值的物镜位置从中心位置偏离很大，CD光学系统从衍射光栅12的分割线L (中心线)的偏离有所影响。这样，在物镜位移方向上跟踪误差振幅很大不同，不能进行稳定的跟踪控制。
根据以上2种情况，在用已有的2波长激光器的光拾取器装置中不存在成本和性能同时成立的构成。
因此在本实施方式中，通过用图11所示的衍射光栅能够实现DVD、 CD的互换。将本发明的衍射光栅13分割成2个区域。而且，分割成2个区域的分割线在对沟槽周期构造大致垂直的方向上存在阶梯差，该阶梯差之间的分割线成为阶梯形状。使由该分割线分出的半面和另一个半面的沟槽周期构造的相位差约为180度。因此，关于与衍射光栅的上下相当的区域形成相对于中心线M没有相位差的构造。另外，关于衍射光栅的沟槽周期是相同的。
图24是表示作为用本发明的衍射光栅时的CD-R、 DVD-RW、DVD-RAM的跟踪误差信号的MPP信号、SPP信号、DPP信号的物镜位移特性的图。假定CD-R
波长780nm物镜NA: 0.47磁道间距1.6|im物镜焦距3mm物镜上强度分布偏离-7.3pm物镜上衍射光栅分割线偏离0.5mm
光盘DVD-RW波长660nm物镜NA: 0.61磁道间距0.74|am物镜焦距3mm
物镜上强度分布偏离Opm(DVD中心)物镜上衍射光栅分割线偏离0mm (DVD中心)
光盘DVD-RAMII波长660nm物镜NA: 0.61磁道间距1.23pm物镜焦距3mm
物镜上强度分布偏离0pm (DVD中心)物镜上衍射光栅分割线偏离0mm (DVD中心)
衍射光栅宽度dl: DVD有效光束直径比60。/。衍射光栅宽度d2: DVD有效光束直径比40。/。
在图24 (a)中用MPP信号的峰值对物镜偏移特性进行规格化，在图24 (b)中用DPP信号的峰值进行规格化。
当观看该图时可知，与发生DVD-RW的SPP信号振幅相对，几乎不发生DVD-RAWII的SPP信号振幅。这是由于DVD-RW和DVD-RAWII的磁道间距不同引起的。当对于物镜的NA，磁道间距大时图9所示的区域III增大。这里，与在DVD-RW (关于DVD-R也进行同样的考虑)的情形中只在衍射光栅的相位存在180度不同的区域中存在区域ni相对，在DVD-RAWII的情形中，因为在没有相位差的区域中也存在区域III，所以在它们各个中不消去。另外，通过衍射光栅的构成成为阶梯状，发生大的相位差为0度的区域。因此，几乎不发生SPP信号的AC成分。即便关于CD-R，这种情况也是同样的。
在已有的列式DPP方式中，成为CD-R的SPP信号振幅的峰值的物镜位置从中心位置偏离很大。与此相对，在本发明中通过减少CD的SPP信号振幅抑制了它的影响。
这里，对于DVD-RAMII、 CD-R的SPP信号的AC成分变小的情况，在伺服信号检测上没有问题。另外，在实施例1中说明了即便在这种情形中也可以抑制在DVD-RW中成为课题的记录未记录边界偏移。
通过这样地搭载本发明的衍射光栅13，可以不增加成本地进行CD、 DVD的互换。
在本实施例中，用图11的衍射光栅进行了说明，但是即便是图17 图20所示的衍射光栅构造也能够得到同样的效果，这是不言而喻的。
另外，在本实施例中我们说明了CD/DVD互换光拾取器装置，但是即便将本方式应用于CD/DVD/BD互换光拾取器装置等也能够得到同样的效果，这是不言而喻的。
在实施例3中，我们说明搭载了光拾取器装置1的光学的再现装置。图25是光学的再现装置的概略构成。光拾取器装置l，设置着能够沿光盘100的半径方向进行驱动的机构，与来自存取控制电路172的存取控制信号相应地进行位置控制。
从激光器点亮电路177将规定的激光器驱动电流供给光拾取器装置1内的半导体激光器，从半导体激光器与再现相应地以规定的光量射出激光。此外，也能够将激光器点亮电路177装入到光拾取器装置1内。将从光拾取器装置1内的光检测器输出的信号发送到伺服信号生
成电路174和信息信号再现电路175。在伺服信号生成电路174中根据 来自上述光检测器的信号生成聚焦误差信号、跟踪误差信号和倾斜控 制信号等的伺服信号。根据这些信号经过致动器驱动电路173驱动光 拾取器装置l内的致动器，进行物镜的位置控制。
在上述信息信号再现电路175中，根据来自上述光检测器的信号 再现记录在光盘100中的信息信号。
将在上述伺服信号生成电路174和信息信号再现电路175中得到 的信号的一部分发送到控制电路176。在该控制电路176上连接着主轴 马达驱动电路171、存取控制电路172、伺服信号生成电路174、激光 器点亮电路177等，进行使光盘100旋转的主轴马达180的旋转控制、 存取方向和存取位置的控制、物镜的伺服控制、光拾取器装置1内的 半导体激光器发光光量的控制等。
在实施例4中，说明搭载了光拾取器装置1的光学的记录再现装 置。图26是光学的记录再现装置的概略构成。在该装置中与上述图19 中说明了的光学的信息记录再现装置不同之处是在控制电路176和激 光器点亮电路177之间设置信息信号记录电路178，根据来自信息信号 记录电路178的记录控制信号进行激光器点亮电路177的点亮控制， 附加将所要信息写入到光盘100的功能。
以上，说明了基于本发明的光拾取器和备有该光拾取器的光学的 记录再现装置的实施方式，但是本发明不限定于上述实施方式，在不 脱离本发明要旨的范围中能够进行种种改良和变形。
2权利要求
1.一种光拾取器装置，其包括射出激光的半导体激光器；使从所述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅；将从所述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和接受从光盘反射的光束的光检测器，该光拾取器装置的特征在于所述衍射光栅具有区域1和区域2这样2个区域，所述衍射光栅的区域1和区域2的沟槽周期相同，沟槽周期构造的相位差约为180度，并且对区域1和区域2进行分割的分割线在相对沟槽方向大致垂直的方向上存在阶梯差。
2. 根据权利要求l所述的光拾取器装置，其特征在于 在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是阶梯形状的分割线。
3. 根据权利要求l所述的光拾取器装置，其特征在于-在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是倾斜形状的分割线。
4. 根据权利要求l所述的光拾取器装置，其特征在于-在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是使阶梯形状在相对沟槽方向大致垂直的方向并列的形状的分割线。
5. 根据权利要求l所述的光拾取器装置，其特征在于 在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是相对沟槽方向大致垂直的方向的直线的分割线。
6. —种光拾取器装置，其包括 射出激光的半导体激光器；使从所述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从所述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和 接受从光盘反射的光束的光检测器，该光拾取器装置的特征在于: 所述衍射光栅形成具有区域l、区域2、区域3、区域4这样4个区域的衍射光栅构造，所述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4的沟槽周期相同， 所述衍射光栅的区域2，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域3，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被区域1和区域4夹着，所述衍射光栅，在相对沟槽方向大致平行的方向区域2和区域3相接，所述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
7. —种光拾取器装置，该光拾取器装置包括 射出激光的半导体激光器；使从所述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从所述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和 接受从光盘反射的光束的光检测器，该光拾取器装置的特征在于 所述衍射光栅形成具有区域1、区域2、区域3、区域4、区域5这样5个区域的衍射光栅构造，所述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4、区域5的沟槽周期相同，所述衍射光栅的区域2沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域3沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，所述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致平行的方向相接地被区域2和区域3夹着，所述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
8. 根据权利要求1到权利要求7中任何一项所述的光拾取器装置， 其特征在于所述半导体激光器至少射出波长XI和波长"的激光。
9. 一种光盘装置，其特征在于，搭载有根据权利要求1到权利要求8中任何一项所述的光拾取器装置；驱动所述光拾取器装置内的所述半导体激光器的激光器点亮电路；使用从所述光拾取器装置内的所述光检测器检测出的信号生成聚 焦误差信号和跟踪误差信号的伺服信号生成电路；和 再现记录在光盘中的信息信号的信息信号再现电路。
10. —种使光束分支的衍射光栅，其特征在于 所述衍射光栅具有区域1和区域2这样2个区域， 所述衍射光栅的区域1和区域2的沟槽周期相同， 沟槽周期构造的相位差约为180度，并且分割区域1和区域2的分割线沿相对沟槽方向大致垂直的方向具 有阶梯差。
11. 根据权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于-在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是阶梯形状的分割线。
12. 根据权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于.-在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是倾斜形状的分割线。
13. 根据权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是使 阶梯形状在相对沟槽方向大致垂直的方向并列的形状的分割线。
14. 根据权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于在所述衍射光栅的区域1和区域2的分割线的阶梯差之间，是相对沟槽方向大致垂直的方向的直线的分割线。
15. —种使光束分支的衍射光栅，其特征在于所述衍射光栅形成具有区域l、区域2、区域3、区域4这样4个 区域的衍射光栅构造，所述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4的沟槽周期相同，所述衍射光栅的区域2，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域3，沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，所述衍射光栅，在相对衍射光栅周期结构大致平行的方向上区域2 和区域3相接，所述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
16. —种使光束分支的衍射光栅，其特征在于 所述衍射光栅形成具有区域1、区域2、区域3、区域4、区域5这样5个区域的衍射光栅构造，所述衍射光栅的区域l、区域2、区域3、区域4、区域5的沟槽 周期相同，所述衍射光栅的区域2沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域3沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，并且所述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致垂直的方向相接地被 区域1和区域4夹着，所述衍射光栅的区域5沿相对沟槽方向大致平行的方向相接地被 区域2和区域3夹着，所述衍射光栅的区域2和区域3的沟槽周期构造的相位差约为180度。
17. —种光拾取器装置，其特征在于，包括 射出激光的半导体激光器；使从所述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从所述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和 接受从光盘反射的光束的光检测器，其中，所述衍射光栅具有沟槽周期相同，沟槽周期构造的相位相互差180 度的第1区域和第2区域，对所述第1区域和所述第2区域进行区分的分割线是通过该衍射 光栅的中心部分连续地连接从该衍射光栅一侧的端面到另一侧的端 面，或者，从该衍射光栅一侧的端面到与该端面位置不同的端面位置 的分割线。
18. 根据权利要求17所述的光拾取器装置，其特征在于 对所述第1区域和所述第2区域进行区分的分割线， 当将通过所述衍射光栅的中心且与所述沟槽正交的假想的直线作为中心线时，由第1分割线、第2分割线和第3分割线构成，其中， 第1分割线，从该衍射光栅一侧的端面向所述中心线延伸， 第2分割线，从与所述一侧的端面对置的另一侧的端面向所述中心线延伸，第3分割线，通过所述中心，连接所述第1分割线和所述第2分 割线，与所述沟槽正交的方向中的在所述第1分割线的所述一侧的端面 中的位置与在所述第2分割线的所述另一侧的端面中的位置不同。
19. 根据权利要求18所述的光拾取器装置，其特征在于 所述第1分割线和所述第2分割线与所述沟槽平行；所述第3分割线是以通过所述衍射光栅的大致中心并与所述沟槽 正交或按规定角度交叉的方式形成的。
20. 根据权利要求18所述的光拾取器装置，其特征在于所述第1分割线和所述第2分割线与所述沟槽平行， 所述第3分割线，至少由与所述第1分割线连接并与所述沟槽平 行的第1直线、与所述第1直线连接通过所述衍射光栅的中心并与所 述沟槽正交的第2直线和与该第2直线连接且与所述沟槽平行的第3 直线构成。
21. —种光拾取器装置，其特征在于，包括 射出激光的半导体激光器；使从所述半导体激光器射出的光束分支的衍射光栅； 将从所述半导体激光器射出的光束照射在光盘上的物镜；和 接受从光盘反射的光束的光检测器，其中，当沿与沟槽方向正交的方向，将所述衍射光栅区分成第1区域、 第2区域和第3区域这样3个区域，将被所述第1区域和所述第3区 域夹着的区域作为第2区域时，所述第1区域构成为，相对于与所述沟槽方向正交并通过所述衍 射光栅的大致中心的假想的中心线，两侧的区域的沟槽的周期和沟槽 周期构造的相位相同，所述第2区域构成为，在所述中心线两侧，至少包含沟槽的周期 相同，且沟槽周期构造的相位相互差180度的2个区域，所述第3区域构成为，相对于所述中心线，两侧的区域的沟槽的 周期和沟槽周期构造的相位相同。
22. 根据权利要求21所述的光拾取器装置，其特征在于 所述第1区域的沟槽周期构造的相位与所述第3区域的沟槽周期构造的相位不同。
23. 根据权利要求22所述的光拾取器装置，其特征在于-所述第1区域具有相位与包含在所述第2区域中的、所述2个区 域的一个区域相同的沟槽周期构造，所述第3区域具有相位与包含在所述第2区域中的、所述2个区 域的另一个区域相同的沟槽周期构造。
24.根据权利要求22所述的光拾取器装置，其特征在于-所述第1区域和所述第3区域具有相位与包含在所述第2区域中 的所述2个区域不同的沟槽周期构造。
全文摘要
本发明涉及光拾取器装置、光盘装置和衍射光栅。根据本发明，提供能够抑制在未记录区域和记录区域的边界部发生的跟踪误差信号的偏移的光拾取器装置和光学的记录再现装置。将3条光束用衍射光栅分割成2个区域。而且，分割成2个区域的分割线相对沟槽周期构造在大致垂直的方向中存在阶梯差，该阶梯差之间的分割线形成阶梯形状。使由该分割线分割出的半面和另一个半面的沟槽周期构造的相位差约为180度。
文档编号G11B7/135GK101640047SQ200910009199
公开日2010年2月3日 申请日期2009年2月23日 优先权日2008年7月28日
发明者山崎和良 申请人:日立视听媒介电子股份有限公司