CN101727930B - 光拾取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以小型化、可以生成稳定的推挽信号的光拾取装置。光拾取装置(10)包括:光源(12);物镜(13);衍射元件(17);受光元件(16);以及控制驱动部(14)。向衍射元件(17)入射光学记录介质(11)反射的光。向受光元件(16)入射经衍射元件(17)进行了衍射的光束,受光元件(16)中形成有多个受光区域(20)。受光区域(20)输出与入射光束的光通量对应的输出信号。控制驱动部(14)通过计算多个受光区域(20)输出的输出信号的差异,求出推挽信号,并基于推挽信号对物镜(13)进行控制驱动。
Description
技术领域
本发明涉及光拾取装置,所述光拾取装置装载于对光学记录介质进行信息记录、重放、删除、以及改写的至少某一种处理的信息处理装置,对光学记录介质出射光以及接收来自光学记录介质的反射光。
背景技术
光拾取装置是对例如压缩盘(Compact Disk,简称“CD”)、数字化通用盘(Digital Versatile Disk,简称“DVD”)、蓝光盘(Blu-ray Disk,简称“BD”)等光学记录介质进行光的出射及受光的装置,装载于信息处理装置。信息处理装置对光学记录介质进行信息记录、重放、删除、以及改写的至少某一种处理。半导体激光元件装载于光拾取装置,出射用于对光学记录介质进行信息处理的光。
对于基于信息处理装置的信息记录、重放、删除、以及改写的至少某一种处理所对应的CD、可记录型CD等被称为是CD类的光盘,使用发出发光波长在780nm附近的光的激光光源,进行信号处理。与此相对应的,对于DVD、可记录型DVD等被称为是DVD类的光盘,使用发出发光波长在650nm附近的光的激光光源,进行信号处理。对于BD,使用波长在405nm附近的激光光源,进行信号处理。
近年来,要求可对应于多个波长、可对多种光学记录介质进行处理的光拾取装置,与对单一种类的光学记录介质进行处理的情况相比,存在光拾取装置复杂化及大型化的问题。作为解决该问题的现有技术,已知有将用于聚焦误差检测及径向误差检测的光学系统共用的技术(例如,参照日本专利特开平11-73658号公报)。
图13A及图13B是现有技术的光拾取装置的受光元件及沿光轴方向Z观察衍射元件1的俯视图。图13A是受光元件的俯视图,图13B是沿光轴方向Z观察衍射元件的俯视图。衍射元件1使光记录介质反射的回光朝向受光元件,将其衍射成±1级衍射光。衍射元件1的外形为圆形,其中心点O配置于通过光拾取装置的光轴的位置。而且,衍射元件1被通过中心点O并沿切向延伸的第一分割线3、与第一分割线3正交的第二分割线4及第三分割线5分割成6个区域。对此,受光元件被分割成第一~第八区域R1~R8,其中的第二区域R2、第四区域R4、第六区域R6及第八区域R8还分别被分割成三个小区域a、b、c。
图13B中,纸面的左右方向为切向。图13B中,纸面的上下方向是与圆板状光学记录介质的半径方向对应的径向。径向与切向正交。该径向中,设朝纸面上方的方向为径向一方,与之相反的方向为径向另一方。与径向平行的第二及第三分割线4、5中,设位于跟踪方向一方的分割线为第二分割线4。
图13B所示的衍射元件1中,被分成六个区域的各区域中,位于最靠切向一方且径向一方侧的区域、和位于最靠切向另一方且径向一方侧的区域,与受光元件的八个区域中的第一区域R1及第五区域R5对应。入射到该区域的光束在受光元件的受光面上沿连接焦点的方向聚焦。
图13B所示的衍射元件1中,被分成六个区域的各区域中,位于最靠切向一方且径向另一方侧的区域、和位于最靠切向另一方且径向另一方侧的区域,与受光元件的八个区域中的第三区域R3及第七区域R7对应。入射到该区域的光束在受光元件的受光面上沿连接焦点的方向聚焦。
图13B所示的衍射元件1中,被分成六个区域的各区域中,位于切向中央且径向一方侧的区域,与受光元件的八个区域中的第二区域R2及第八区域R8对应。入射到该区域的光束在比受光元件的受光面更加远离衍射元件1的位置上,沿连接焦点的方向聚焦。
图13B所示的衍射元件1中,被分成六个区域的各区域中,位于切向中央且径向另一方侧的区域与受光元件的八个区域中的第四区域R4及第六区域R6对应。入射到该区域的光束在比受光元件的受光面更加靠近衍射元件1的位置上,沿连接焦点的方向聚焦。这里,所谓“对应”,是指在衍射元件1的各区域进行衍射的反射回光入射到受光元件的各区域。
当假设入射到光学记录介质的去光沿径向穿过光学记录介质的轨道时,在切向中央沿径向分开的两个区域中显示很大的明暗变化。该明暗大的区域在图13B中用双点划线包围来表示。对于衍射元件1中除该明暗大的区域以外的剩余区域,即使假设去光沿径向穿过轨道,明暗的变化也较小。由此,获得入射到明暗大的区域与明暗小的区域的光束的光通量差,从而可以生成推挽信号。通过根据生成的推挽信号来驱动跟踪伺服系统(未图示),可以沿径向调整入射到光学记录介质的去光。
在现有技术的光拾取装置中,用于控制跟踪伺服系统的径向误差,利用入射到受光元件各区域的光束的光通量,通过差动推挽(differential pushpull)法求出,具体来说,通过下式表达的运算来求出。
DPP={(R4all+R6all)-(R2all+R8all)}-k×{(R1+R5)-(R3+R7)}
=MPP-k×SPP ......(1)
式(1)中,DPP表示通过差动推挽法求出的推挽信号,R1~R8表示分别入射到受光元件的第一~第八区域的光束的光通量。虽然第一~第八区域中的第二、第四、第六及第八区域还分别被分割成三个小区域,但在式(1)中,R2all、R4all、R6all及R8all表示分别入射到第二、第四、第六及第八区域的光束的光通量,换言之,是入射到三个小区域的光束的光通量之和。其中,具体说来,入射到受光元件各区域的光束的光通量以通过受光元件进行转换并输出的电信号的信号强度来表示。
如式(1)所示,由于MPP=(R4all+R6all)-(R2all+R8all),MPP中包含入射到所述明暗大的区域的光束的光通量,因此,当入射到光学记录介质的去光穿过光学记录介质的轨道时,MPP将发生很大的变化,反映径向偏移、即径向误差的交流分量。
由于SPP=(R1+R5)-(R3+R7),SPP中未包含入射到所述明暗大的区域的光束的光通量,因此,即使入射到光学记录介质的去光穿过光学记录介质的轨道,但光通量相对于径向偏移量的变化量也比MPP的小。k是系数,通过将它与SPP相乘,使得对于物镜位置相对于轨道的偏移量的、式(1)中第二项变化的比例与MPP变化的比例为同等程度。利用这些MPP、SPP及k,可以生成推挽信号的直流分量,可以将径向误差的偏移量反映于推挽信号中。受光元件的第二、第四、第六及第八区域中分别被分割成三个的小区域在检测聚焦误差时使用。
式(1)所示各项中,(R4all+R6all)和(R1+R5)在理想的情况下,对于轨道的偏移,其增减的方向相同。换言之为同极性。同样的,(R2all+R8all)和(R3+R7)也为同极性。作为入射到受光元件各区域的光通量、换言之是从受光元件各区域输出的信号的信号强度的(R4all+R6all)和(R1+R5)在理想的情况下一同增减时,可以生成稳定的推挽信号DPP,作为用于修正径向误差的伺服信号。
但是,对于应该是同极性的(R4all+R6all)和(R1+R5),若例如因异物、光学记录介质的瑕疵等而不同步,信号变动彼此有偏差时,则存在DPP信号的振幅发生振荡、无法进行稳定的径向伺服控制的问题。还存在异物、瑕疵等引起的推挽信号DPP的偏移量大于径向误差引起的推挽信号DPP的变化量的情况。
图14是沿光轴方向Z观察现有技术的光拾取装置的衍射元件1的俯视图。图14表示了在光学记录介质的表面上附着的异物所产生的阴影2、及其通过位置。当光学记录介质上存在异物或瑕疵等时,在异物及瑕疵的部分,去光不能正常反射,使得反射回光的光通量降低。通过旋转光学记录介质,异物相对于光拾取装置,与轨道一起沿切向移动。图14中,示出了异物的形状为圆形、其直径小于衍射元件1的第二及第三分割线4、5之间的距离的情况。
当异物阴影2靠近反射回光要入射的衍射元件1时,其位于沿切向分割成三个区域中的最靠切向另一方。从而,受光元件的第一区域R1、第三区域R3、第五区域R5及第七区域R7中的受光量降低。当异物阴影2从通过衍射元件1的中心的位置沿径向偏移时,来自受光元件的第一区域R1及第五区域R5的信号强度之和、与来自第三区域R3及第七区域R7的信号强度之和之间产生差异。将现有技术的光拾取装置的这个状态称为“第一状态”。
接着,当异物阴影2位于衍射元件1上的第二及第三分割线4、5之间时,受光元件的第二区域R2、第四区域R4、第六区域R6及第八区域R8中的受光量降低。当异物阴影2从通过衍射元件1的中心的位置沿径向偏移时,来自受光元件的第二区域R2及第八区域R8的信号强度之和、与来自第四区域R4及第六区域R6的信号强度之和之间产生差异。将现有技术的光拾取装置的这个状态称为“第二状态”。再接着,当异物阴影2位于衍射元件1的最靠切向一方的区域时,受光元件的第一区域R1、第三区域R3、第五区域R5及第七区域R7中的受光量降低。当异物阴影2从通过衍射元件1的中心的位置沿径向偏移时,来自受光元件的第一区域R1及第五区域R5的信号强度之和、与来自第三区域R3及第七区域R7的信号强度之和之间产生差异。将现有技术的光拾取装置的这个状态称为“第三状态”。
由于第一~第三状态彼此在时间上存在偏差,因此,仅仅第一~第三状态在时间上的差异,也会导致式(1)中的(R4all+R6all)和(R1+R5)的增减在时间上产生差异。从而,即使是理想情况下的同极性,也存在无法完全同步的问题。
图15A~图15C是表示现有技术的光拾取装置的衍射元件1中异物阴影2通过径向偏移的位置时、用受光元件检测出的光通量的图。图15A~C分别是不同的异物阴影2投影到衍射元件1时的图,横轴表示异物阴影2在衍射元件1上的切向位置,纵轴表示受光元件的输出。图15A中,粗线表示(R2all+R8all),细线表示(R1+R5)。图15B中,粗线表示(R4all+R6all),细线表示(R3+R7)。
图15C表示式(1)中的MPP、k×SPP和DPP的值。异物沿切向移动时,当移动到偏离衍射元件1的切向中央的位置时,与理想情况下应为同极性的受光元件的输出不同步,如图15C所示,存在DPP发生较大变动的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种可以小型化、可以生成稳定的推挽信号的光拾取装置。
按照本发明,光拾取装置包括光源、物镜、衍射元件、受光元件和控制驱动部。物镜是将光源发出的光聚焦到光学记录介质的表面上的透镜,向衍射元件入射经光学记录介质反射的光。向受光元件入射经衍射元件进行了衍射的光束,受光元件中形成多个受光区域。受光区域输出与入射光束的光通量对应的输出信号。控制驱动部通过计算多个受光区域输出的输出信号的差异,求出推挽信号,基于推挽信号控制物镜。
衍射元件中形成有正区域和反区域。正区域使光束入射到多个受光区域中输出与推挽信号对应于同一符号的输出信号的受光区域。反区域使光束入射到多个受光区域中输出与推挽信号对应于相反符号的输出信号的受光区域。正区域和反区域在衍射元件上的某一个方向上多个交替地配置。
由此,正区域和反区域在衍射元件上的某一个方向上多个交替地配置,因此,与正区域和反区域不是多个交替配置的情况相比,可以提高异物阴影横跨相邻正区域和反区域的可能性。由此,关于异物阴影对推挽信号的影响,可以减小正区域对应的输出信号和反区域对应的输出信号所产生的时间上的偏差。因而,在推挽信号的计算中,可以相互抵消异物阴影对正区域的影响、和异物阴影对反区域的影响。从而,可以抑制投影到衍射元件的异物阴影伴随衍射元件的移动而引起的推挽信号的变动。另外,由于计算出推挽信号以修正径向误差,因此,可以将用于读取光学记录介质中记录的信号的受光元件,也共用于物镜的控制驱动,与不共用的情况相比,可以实现小型化。
按照本发明,衍射元件形成有明暗区域和单一区域。明暗区域是光学记录介质反射的光中来自光学记录介质表面上的轨道的衍射反射光入射的区域。单一区域是光学记录介质反射的光中来自光学记录介质的单纯反射光入射的区域,而不是衍射反射光入射的区域。受光区域中形成推挽受光区域和偏置受光区域。衍射元件中形成第一衍射区域和第二衍射区域。第一衍射区域使入射光向推挽受光区域衍射,第二衍射区域使入射光向偏置受光区域衍射。第一衍射区域和第二衍射区域在衍射元件上的某一个方向上多个交替地配置。
由此,可以降低异物阴影仅仅影响衍射元件上的第一衍射区域及第二衍射区域的某一方的可能性。从而,可以降低异物阴影仅仅影响受光元件的推挽受光区域及偏置受光区域的某一方的可能性。由此,从入射到衍射元件上的明暗区域的光的光通量中扣除入射到单一区域的光的光通量的影响之后,来计算推挽信号时,可以去除入射到明暗区域的单纯衍射光的影响,并且也可以抵消异物阴影造成的影响,与现有技术相比,可以提高推挽信号的精度。
按照本发明,正区域和反区域在衍射元件中沿切向多个交替地配置,所述切向与平行于衍射元件的方向中、光学记录介质表面上的轨道在通过物镜聚焦的光的入射位置上的切线方向对应。
由此,当光学记录介质表面上附着的异物阴影在衍射元件中沿切向移动时,至少一部分异物阴影交替多次地通过正区域和反区域。从而,对于异物阴影对推挽信号的影响,可以减小正区域对应的输出信号与反区域对应的输出信号所产生的时间上的偏差。因而,可以抑制投影到衍射元件的异物阴影伴随衍射元件的移动而引起的推挽信号的变动。由于还可以降低异物阴影集中投影到正区域和反区域的某一方的可能性,所以可以相互抵消投影到正区域和反区域的异物阴影造成的影响,可以抑制异物阴影伴随衍射元件的移动而引起的推挽信号的变动。
按照本发明,将第二衍射区域的形状确定为入射到第二衍射区域的光的光通量、与物镜偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。
由此,与入射到第二衍射区域的光的光通量、相对于物镜偏离轨道的偏移量成非线性关系的情况相比,可以简化计算推挽信号的计算公式。因而,可以降低计算推挽信号时的运算成本。由此,易于在短时间内且高精度地求出径向误差,还可以尽量缩短径向误差修正所需的时间。从而,可以高精度地对物镜进行控制驱动。
按照本发明,衍射元件包括形成正区域或反区域的任一方的至少一部分的区域,该区域的至少一部分以切向为长边方向,形成长形形状。
由此,可以提高衍射元件中异物阴影横跨径向相邻的正区域及反区域的可能性。当异物阴影横跨相邻的正区域和反区域时,可以使推挽信号中的异物阴影对正区域的影响和对反区域的影响同步。从而,可以抑制投影到衍射元件的异物阴影伴随衍射元件的移动而引起的推挽信号的变动。由此,可以相互抵消异物对正区域的影响和异物对反区域的影响。
按照本发明,正区域和反区域在衍射元件中,沿与衍射元件平行且与切向垂直的径向多个交替地配置。
由此,与正区域和反区域沿衍射元件中的切向多个交替配置的情况相比,易于使异物阴影位于正区域的时刻和位于反区域的时刻相同。当正区域和反区域沿切向交替配置时,其优点在于可以降低异物阴影集中投影到正区域和反区域的某一方的可能性,与此不同的是,当正区域和反区域沿径向交替配置时,可以使横跨相邻的正区域和反区域而投影的异物阴影对正区域和反区域的影响完全同步。由此,可以相互抵消异物对正区域的影响和异物对反区域的影响。
按照本发明,衍射区域中形成第一阵列群和第二阵列群。第一阵列群中,正区域及反区域沿切向多个交替地形成。第二阵列群中,正区域及反区域沿径向多个交替地形成。
由此,可以在衍射元件中正区域对应的输出信号波形和反区域对应的输出信号波形产生相位差的部分形成第一阵列群,在衍射元件中正区域对应的输出信号波形和反区域对应的输出信号波形相位相同的部分形成第二阵列群。从而,与在衍射元件中仅仅沿一个方向交替配置多个正区域和反区域的结构相比,对于异物阴影对推挽信号的影响,可以提高正区域对应的输出信号和反区域对应的输出信号的同步精度。由此,可以进一步稳定推挽信号。
按照本发明,受光元件中形成独立受光区域,独立受光区域的输出信号并不用于计算推挽信号。衍射元件包括独立衍射区域和第二衍射区域,独立衍射区域形成于衍射元件的径向中央。独立衍射区域使入射光向独立受光区域衍射。第二衍射区域形成于比独立衍射区域沿径向更靠外。
独立衍射区域中,入射到衍射元件径向中央的光的光通量的增减相对于推挽信号的增减是独立的。第二衍射区域比独立衍射区域沿径向更靠外,形成具有沿切向及径向延伸的边的长形形状。由此,可以从用于计算推挽信号的光通量中,除去入射到衍射元件的径向中央的、每单位面积入射光强较大部分的光通量。由此,易于将第二衍射区域的形状确定为第二衍射区域的光通量、与物镜偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。
按照本发明,向受光区域入射经衍射元件进行了衍射后的±1级衍射光中的至少某一方。
由此,与利用0级衍射光、而不利用±1级衍射光的情况相比,可以将衍射元件与受光元件之间的距离设定地较短。为了在受光元件中明确地区分多个受光区域,需要增大衍射元件与受光元件之间的距离,来使其彼此分开形成。若利用±1级衍射光,则可以将衍射元件和受光元件之间的距离设定得较短,并且可以使多个受光区域彼此分开形成。
按照本发明,受光元件中还形成聚焦误差检测区域,衍射元件中还形成聚焦误差用衍射区域。受光元件中形成的聚焦误差检测区域是用于检测聚焦误差的区域,衍射元件中形成的聚焦误差用衍射区域使入射光向聚焦误差检测区域衍射。
由此,对于聚焦误差的检测和径向误差的检测,可以共用衍射元件和受光元件。从而,与对聚焦误差的检测和径向误差的检测分开设置衍射元件及受光元件的某一方的情况相比,可以使光拾取装置小型化。
按照本发明,控制驱动部基于来自聚焦误差检测区域的输出信号,通过刀口法生成聚焦误差信号。
由此,与通过差动推挽法检测聚焦误差的情况相比,可以将用于检测聚焦误差的受光区域设定得较小。从而,可以使光拾取装置小型化。
按照本发明,控制驱动部基于来自聚焦误差检测区域的输出信号,通过光束口径法生成聚焦误差信号。
由此,与通过例如差动推挽法检测聚焦误差的情况相比,可以将用于检测聚焦误差的受光区域设定得较小。从而,可以使光拾取装置小型化。
按照本发明,将光源、衍射元件和受光元件形成为一体。
由此,在与其它零部件组装时,可以将光源、衍射元件和受光元件以彼此相对位置固定的状态进行安装。从而,可以容易进行安装。
附图说明
本发明的目的、特征及优点可通过下文的详细说明和附图更加明确。
图1A及图1B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式1的光拾取装置中的受光元件及衍射元件的俯视图。
图2是表示本发明实施方式1的光拾取装置的结构的侧视图。
图3是表示沿光轴方向Z观察本发明实施方式1的衍射元件、和投影到该衍射元件的异物阴影的俯视图。
图4A~图4C是表示本发明实施方式1中当异物阴影在衍射元件上移动时的、来自各受光区域的信号强度及推挽信号DPP的变化图。
图5A及图5B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式2的光拾取装置中的受光元件及衍射元件的俯视图。
图6A及图6B是表示使用本发明实施方式2中的受光元件、衍射元件及控制驱动部时的与推挽信号DPP相关的值的图。
图7A及图7B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式3的光拾取装置中的受光元件及衍射元件的俯视图。
图8A及图8B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式4的光拾取装置中的受光元件及衍射元件的俯视图。
图9A及图9B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式5的光拾取装置中的受光元件及衍射元件的俯视图。
图10是表示本发明实施方式5的光拾取装置的结构图。
图11是从侧面观察本发明实施方式5中的包括光源、衍射元件和受光元件的光源单元的剖视图。
图12是从侧面观察本发明其它实施方式中的包括光源、衍射元件和受光元件的光源单元的剖视图。
图13是沿光轴方向Z观察现有技术的光拾取装置的受光元件及衍射元件1的俯视图。
图14是沿光轴方向Z观察现有技术的光拾取装置的衍射元件的俯视图。
图15A~图15C是表示现有技术的光拾取装置的衍射元件中异物阴影通过径向偏移的位置时、用受光元件检测出的光通量的图。
具体实施方式
下面,参照附图,详细说明本发明的优选实施方式。
下面,边参照附图,边说明多个用于实施本发明的方式。在以下的说明中,对于各方式的与在之前的方式中已作说明的内容对应的部分,有时附加同一参考标号,省略重复说明。当仅说明结构的一部分时,对于结构的其它部分,则与之前已说明的方式相同。不仅限于各实施方式中具体说明的部分的组合,只要组合没有特别大的问题,也可以在实施方式之间进行部分组合。另外,各实施方式是用于将本发明有关的技术具体化而举例表示的,并不限定本发明的技术范围。本发明涉及的技术内容可以在权利要求范围所记载的技术范围内,作种种变更。
(实施方式1)
图1A及图1B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式1的光拾取装置10中的受光元件16及衍射元件17的俯视图。图2是表示本发明实施方式1的光拾取装置10的结构的侧视图。本实施方式的光拾取装置10是对例如CD、DVD、BD等光学记录介质11进行光的出射及受光的装置,装载于信息处理装置中。信息处理装置对光学记录介质11进行信息记录、重放、删除、以及改写的至少某一种处理。
光拾取装置10包括光源12、物镜13、衍射元件17、受光元件16、以及控制驱动部14。光源12例如由半导体激光元件实现,装载于光拾取装置10上,出射用于对光学记录介质11进行信息处理的光。物镜13是将光源12发出的光聚焦到光学记录介质11的表面上的透镜。有时将光学记录介质11的记录面上的、通过物镜13聚焦的光的入射的位置称为“聚焦位置”。
向衍射元件17入射由光学记录介质11反射的光。向受光元件16入射经衍射元件17进行了衍射的光束,受光元件16中形成多个受光区域20。受光区域20输出与入射光束的光通量对应的输出信号。光拾取装置10中,控制驱动部14在物镜13和受光元件16之间进行电连接。控制驱动部14通过计算多个受光区域20输出的输出信号的差异,求出推挽信号,并基于推挽信号,对物镜13进行控制驱动。由此,控制驱动部14对径向误差进行修正。
控制驱动部14包括对物镜13进行驱动的致动器,利用致动器进行物镜13的聚焦伺服控制及径向伺服控制。具体而言,致动器通过进行聚焦伺服控制,使透过物镜13后的去光聚焦到光学记录介质11的记录表面上。还通过对物镜13进行径向伺服控制,使透过物镜13后聚焦的去光跟踪预定轨道。
光源12发出的去光27经光学记录介质11反射后,作为反射回光28到达衍射元件17。衍射元件17形成大致平板状,并且是圆板状。从光学记录介质11到达衍射元件17的光的前进方向是大致垂直入射到衍射元件17。
衍射元件17中形成有正区域22和反区域24。正区域22使光束入射到多个受光区域20中输出与推挽信号对应于同一符号的输出信号的受光区域。反区域24使光束入射到多个受光区域20中输出与推挽信号对应于相反符号的输出信号的受光区域。正区域22和反区域24在衍射元件17上的某一个方向上多个交替地配置。具体而言,正区域22和反区域24在衍射元件17中与垂直于切向X的径向Y形成某一角度的某一个方向上多个交替地配置。尤其是在本实施方式中,正区域22和反区域24在衍射元件17的切向X上多个交替地配置。本实施方式中,将平行于衍射元件17的方向中、光学记录介质11的表面上的轨道在聚焦位置上的切线方向称为“切向”X,将平行于衍射元件17且垂直于切向X的方向称为“径向”Y。
向受光区域20入射经衍射元件17衍射后的±1级衍射光中的至少某一方。受光元件16中还形成聚焦误差检测区域21,衍射元件17中还形成聚焦误差用衍射区域。受光元件16中形成的聚焦误差检测区域21是用于检测聚焦误差的区域,衍射元件17中形成的聚焦误差用衍射区域使入射光向聚焦误差检测区域21衍射。控制驱动部14基于来自聚焦误差检测区域21的输出信号,通过刀口法生成聚焦误差信号。将光源12、衍射元件17和受光元件16形成为一体。
光拾取装置10还包括准直透镜26,准直透镜26是使光源12发出的光向光学记录介质11形成平行光而透过的透镜。从光源12出射的光透过准直透镜26后,通过物镜13聚焦到光学记录介质11的记录面上。光学记录介质11的记录面是光学记录介质11的表面中记录信息的表面。将从光源12出射后到达光学记录介质11的记录面为止的光称为“去光”27,将在光学记录介质11的记录面反射以后的光称为“反射回光”28。反射回光28到达受光元件16,转换成光以外的能量,例如转换成电信号、热等的能量。
在光学记录介质11的记录面反射后的反射回光28透过物镜13,然后在衍射元件17发生衍射,再入射到受光元件16。光拾取装置10例如也可以包括λ/4板、λ/2板等偏光元件,还可以具有分束器,可以采用去光27及回光的至少某一方透过这些光学零部件的结构。
在图2所示的本实施方式的光拾取装置10中,透过物镜13的反射回光28透过准直透镜26后,入射到衍射元件17。光拾取装置10具有对物镜13进行驱动的聚焦伺服器及致动器(均未图示),利用这些零部件进行物镜13的位置调整,从而调整物镜13与光学记录介质11的相对位置。在图2所示的本实施方式的光拾取装置10中,至少在光轴上配置光源12、衍射元件17、准直透镜26、以及物镜13。衍射元件17配置成与光学记录介质11大致平行,沿光轴入射到衍射元件17的反射回光28偏离光轴,朝向受光元件16。
光轴与光学记录介质11及衍射元件17垂直,将光轴延伸的方向称为“光轴方向”Z。光学记录介质11的轨道中去光27照射位置上的轨道的切线方向为切向X。入射到衍射元件17的光束给衍射元件17带来与光学记录介质11的切向X对应的方向的变化。即,衍射元件17中,与光学记录介质11的切向X对应的方向固定,本实施方式中,光学记录介质11的记录面上的切向X、与衍射元件17中与光学记录介质11的记录面的切向X对应的方向一致。
与切向X和光轴方向Z垂直的方向为径向Y。径向Y在例如光学记录介质11为CD的情况下,相对于CD的旋转中心轴为半径方向。本实施方式中,光学记录介质11的记录面的半径方向与衍射元件17中光学记录介质11的记录面的径向Y一致。
图1A表示沿光轴方向Z观察受光元件16的俯视图,图1B表示从光轴方向Z的光学记录介质11一侧观察衍射元件17的俯视图。受光元件16中形成第一~第六受光区域20a、20b、20c、20d、20e、20f这六个受光区域20。各受光区域20由光电二极管等进行光电转换的元件实现,根据入射光的光通量将输出信号输出。具体而言,将每单位时间受到的光通量作为电压输出。各受光区域20输出的输出信号输入到控制驱动部14,作为用于聚焦误差修正及径向误差修正的信息来使用。根据实施方式,来自受光区域20的输出信号也可以通过光电倍增管等输入到控制驱动部14。
如图1B所示,实施方式1的衍射元件17沿光轴方向Z观察则形成为圆形,被多根分割线分割成多个衍射区域。分割线中的第一分割线s1通过衍射元件17的圆心O沿径向Y延伸,形成衍射元件17的圆的直径。第二分割线s2从中心点O沿切向一方X1延伸。从中心点O开始的切向另一方X2并未形成第二分割线s2。第二分割线s2在该切向一方X1的端侧,与形成衍射元件17的外形的圆相交。
如图1B所示,从光学记录介质11一侧沿光轴方向Z观察衍射元件17,在以第一分割线s1即径向Y为上下方向、以第二分割线即切向一方X1为右方时,将向上的方向作为“径向一方”Y1,将向下的方向作为“径向另一方”Y2。
第三分割线s3在切向一方X1离开中心点O的半径一半左右距离的点上与第二分割线s2正交,形成沿径向Y延伸的弦。第四分割线s4位于比第三分割线s3稍微靠向切向一方X1的位置,与第三分割线s3平行地形成。换言之,第四分割线s4是与第三分割线s3平行的弦,与第三分割线s3相比,从中心点O出发的方向相同,但形成得更靠外。
第五分割线s5比第四分割线s4更加靠向切向一方X1,形成为与第四分割线s4平行的弦。第三~第五分割线s3、s4、s5都在沿径向Y延伸的长边方向中央,与第二分割线s2垂直相交。第六分割线s6位于第一分割线s1和第三分割线s3之间,形成切取矩形区域的形状。即,第六分割线s6形成具有沿径向Y延伸的长边的长方形形状,该长方形在径向Y的两侧横跨第二分割线s2。第二分割线s2横穿第六分割线s6形成的长方形的径向Y中央,将该长方形分割成两个区域。该长方形配置于第一分割线s1和第三分割线s3之间的切向X大致中央的位置。
衍射元件17中比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M1与第一受光区域20a和第二受光区域20b对应。即,经衍射区域M1进行了衍射的反射回光28经过衍射,其前进方向朝向第一及第二受光区域20a、20b,入射到第一及第二受光区域20a、20b。
比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且位于第六分割线s6的外部的衍射区域M2c与第三受光区域20c对应。比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且位于第六分割线s6的外部的衍射区域M3d与第四受光区域20d对应。
比第三分割线s3更靠向切向一方X1、比第四分割线s4更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M4e与第五受光区域20e对应。比第三分割线s3更靠向切向一方X1、比第四分割线s4更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M5f与第六受光区域20f对应。
比第四分割线s4更靠向切向一方X1、比第五分割线s5更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M6c与第三受光区域20c对应。比第四分割线s4更靠向切向一方X1、比第五分割线s5更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M7d与第四受光区域20d对应。
位于比第五分割线s5更靠向切向一方X1、且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M8e与第五受光区域20e对应。位于比第五分割线s5更靠向切向一方X1、且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M9f与第六受光区域20f对应。
比第六分割线s6更靠内侧的衍射区域中、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M10e与第五受光区域20e对应。比第六分割线s6更靠内侧的衍射区域中、比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M11f与第六受光区域20f对应。
衍射元件17中形成明暗区域35和单一区域37。明暗区域35是光学记录介质11反射的光中、来自光学记录介质11的表面上的轨道的衍射反射光入射的区域。单一区域37是光学记录介质11反射的光中、来自光学记录介质11的单纯反射光入射的区域,而不是衍射反射光入射的区域。受光区域20中形成推挽受光区域和偏置受光区域。衍射元件17中形成第一衍射区域31和第二衍射区域34。第一衍射区域31使入射光向推挽受光区域衍射,第二衍射区域34使入射光向偏置受光区域衍射。第一衍射区域31和第二衍射区域34在衍射元件17上的某一个方向上多个交替地配置。
经光学记录介质11反射后的反射回光28作为具有比衍射元件17更小的圆形截面的光束,入射到衍射元件17。衍射元件17中被反射回光28的光束照射的区域,换言之,反射回光28的光束投影到衍射元件17的范围,将第六分割线s6形成的长方形衍射区域包括在内,将比第五分割线s5更靠向切向一方X1的衍射区域的一部分也包括在内。若将被反射回光28的光束照射的区域称为“照射区域”,则照射区域形成圆形,该圆的中心与衍射元件17的圆心O一致。照射区域的半径设定为大于在切向X上分开的第一分割线s1和第五分割线s5之间的距离。
当入射到光学记录介质11的去光27沿径向穿过轨道时,照射区域中最靠径向一方Y1及最靠径向另一方Y2的位置是呈现大的明暗变化的区域的位置。若将该区域称为“明暗区域”35,则明暗区域35形成为在径向Y上分开的两个区域,各明暗区域3 5形成为大致椭圆形。所谓明暗区域35,是指由于沿径向改变物镜13的位置而产生径向误差时、照射区域中每单位面积的光通量变化最大的部分。
入射到衍射元件17的反射回光28包括单纯反射光和衍射反射光。向衍射元件17上形成圆形照射区域的整个区域入射单纯反射光。与此不同的是,衍射反射光入射到作为在径向Y上分开的两个区域而形成的明暗区域35。若将照射区域中除了明暗区域35以外的区域称为“单一区域”,则衍射反射光并不入射到单一区域。从而,当透过物镜13后的去光穿过光学记录介质11的记录面上的轨道时,虽然明暗区域35中呈现大的明暗变化,但入射到单一区域的光的光通量的变化比明暗区域35中的变化要小。
图1B中,明暗区域35用双点划线包围的区域来表示。在照射区域中除明暗区域35以外的剩余区域中,即使假设去光27沿径向穿过轨道,但每单位面积的光通量即光强的变化也比明暗区域35中的变化要小。由此,通过取得入射到光强变化大的区域和光强变化小的区域的光束的光通量之差,可以生成推挽信号。通过根据生成的推挽信号对物镜13进行控制驱动,可以修正入射到光学记录介质11的去光27的径向偏移,即修正径向误差。
两个明暗区域35中位于径向一方Y1的明暗区域35,横跨越过第一分割线s1且比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的区域和比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且比第六分割线s6更外部的区域。从而,使两个明暗区域35中位于径向一方Y1的明暗区域35的大致一半与第一及第二受光区域20a、20b对应,剩下的大致另一半与第四受光区域20d对应。
两个明暗区域35中位于径向另一方Y2的明暗区域35,横跨越过第一分割线s1且比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的区域、和比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且比第六分割线s6更外部的区域。从而,使两个明暗区域35中位于径向另一方Y2的明暗区域35的大致一半与第一及第二受光区域20a、20b对应,剩下的大致另一半与第三受光区域20c对应。所谓“横跨”两个区域,是指光束或阴影越过两个区域间的边界、或包含其它区域而入射或投影到两个区域的双方。
本实施方式中,径向误差用差动推挽(differential push pull,简称“DPP”)法进行修正。若用DPP表示通过差动推挽法得到的输出信号的信号强度,用A表示来自第一受光区域20a的信号强度,用B表示来自第二受光区域20b的信号强度,用C表示来自第三受光区域20c的信号强度,用D表示来自第四受光区域20d的信号强度,用E表示来自第五受光区域20e的信号强度,用F表示来自第六受光区域20f的信号强度,则推挽信号DPP可用下式(2)表示。
DPP=(C-D)-k×(E-F)
=MPP-k×SPP ......(2)
式(2)中,各项均为标量,MPP表示(C-D),SPP表示(E-F)。由于第一及第二受光区域20a、20b用于修正聚焦误差,所以来自这些受光元件16的信号强度A及B未出现在计算推挽信号的式(2)中。本实施方式中,用于修正径向误差的推挽信号通过比第一分割线s1更靠向切向一方X1的衍射区域对应的输出信号求出。将其中包含反映明暗区域35的信号强度的C及D的项作为MPP,将包含未反映明暗区域35的信号强度的E及F的项作为SPP。
由于向输出MPP中包含的C及D的第三及第四受光区域20c、20d入射来自明暗区域35的光,所以向第三及第四受光区域20c、20d入射反射回光28中的衍射反射光。由于衍射反射光如实地反映在推挽信号中,因此,将输出C及D的第三及第四受光区域20c、20d称为“推挽受光区域”。与之不同的是,向输出E及F的第五及第六受光区域20e、20f入射来自单一区域的光,但并不入射来自明暗区域35的光。由于入射到第五及第六受光区域20e、20f的光的光通量与物镜13相对于轨道的偏移量即偏置量大致成比例,因此,将第五及第六受光区域20e、20f称为“偏置受光区域”。
由于来自第三及第四受光区域20c、20d的输出信号C及D反映经明暗区域35进行了衍射的光束的光通量,所以可以得到交流分量的推挽输出信号。对于来自第五及第六受光区域20e、20f的输出信号E及F,因控制驱动部14改变物镜13的位置,引起衍射元件17上的照射区域偏离衍射元件17的中心点O,而发生变化。该E及F的信号强度的变化与C及D的变化相对于径向误差大小的变化的比例相比,其变化比例较小。
在式(2)所示的各项中,C和F与推挽信号DPP是对应于同一符号。换言之,C和F增大,则DPP的值也增大。将这样的C和F互相称为“同极性”。在式(2)所示的各项中,D和E与推挽信号DPP是对应于相反符号。换言之,D和E增大,则DPP的值减小。D和E互为同极性。同样地,输出C和F的第三受光区域30c和第六受光区域20f互为同极性,输出D和E的第四受光区域20d和第五受光区域20e互为同极性。
将式(2)所示的各项中与推挽信号DPP对应于同一符号的C及F所对应的衍射区域称为“正区域”22。与此相反,将式(2)所示的各项中与推挽信号DPP对应于相反符号的D及E所对应的衍射区域称为“反区域”24。
若将受光区域20中与推挽受光区域对应的衍射元件17上的衍射区域作为第一衍射区域31,将与偏置受光区域对应的衍射元件17上的衍射区域作为第二衍射区域34,则第三受光区域20c是推挽受光区域,与此对应的衍射元件17上的衍射区域M2c及衍射区域M6c是第一衍射区域31。第四受光区域20d是推挽受光区域,与此对应的衍射元件17上的衍射区域M3d及衍射区域M7d是第一衍射区域31。第五受光区域20e是偏置受光区域,与此对应的衍射元件17上的衍射区域M4e、衍射区域M8e及衍射区域M10e是第二衍射区域34。第六受光区域20f是偏置受光区域,与此对应的衍射元件17上的衍射区域M5f、衍射区域M9f及衍射区域M11f是第二衍射区域34。
衍射元件17上的衍射区域M2c及衍射区域M6c是第一衍射区域31,并且是正区域22。衍射元件17上的衍射区域M3d及衍射区域M7d是第一衍射区域31,并且是反区域24。衍射元件17上的衍射区域M4e、衍射区域M8e及衍射区域M10e是第二衍射区域34,并且是反区域24。衍射元件17上的衍射区域M5f、衍射区域M9f及衍射区域M11f是第二衍射区域34,并且是正区域22。
在衍射元件17中,从切向一方X1向另一方依次观察例如比第二分割线s2更靠向径向一方Y1且形成于第二分割线s2附近的衍射区域时,将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的衍射区域、和将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的衍射区域交替重复地出现。由于将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的衍射区域是正区域22,将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的衍射区域是反区域24,因此,在比第二分割线s2更靠向径向一方Y1,多个正区域22和多个反区域24沿切向X交替重复地配置。
另外,由于将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的衍射区域是第二衍射区域34,将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的衍射区域是第一衍射区域31,因此,在比第二分割线更靠向径向一方Y1,多个第一衍射区域31和多个第二衍射区域34沿切向X交替重复地配置。由于向第一衍射区域31入射经明暗区域35进行了衍射的光,因此,衍射反射光入射到与第一衍射区域31对应的推挽受光区域。由于未向第二衍射区域34入射经明暗区域35进行了衍射的光,因此,向与第二衍射区域34对应的偏置受光区域仅入射单纯反射光。
图3是表示沿光轴方向Z观察本发明实施方式1的衍射元件17、和投影到该衍射元件17上的异物阴影33的俯视图。图3示出异物阴影33从衍射元件17的切向一方X1向另一方移动的情况,示出异物阴影33为圆形、该圆的直径与第一分割线s1和第五分割线s5之间的距离大致相等的情况。
在衍射元件17中,从切向一方X1向另一方依次观察例如比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2且形成于第二分割线s2附近的衍射区域时,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的衍射区域、和将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的衍射区域交替重复地出现。由于将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的衍射区域是正区域22,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的衍射区域是反区域24,因此,在比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2,多个正区域22和多个反区域24沿切向X交替重复地配置。
关于衍射元件17中形成的多个衍射区域、和根据入射到各衍射区域的光的光通量而输出的输出信号的运算,通过上文所述的设定,即使将光学记录介质11的轨道上附着的异物阴影33投影到衍射元件17,也可以提高同时投影到正区域22和反区域24的可能性。即使假设异物阴影33伴随时间上的差异而入射到正区域22和反区域24,但由于正区域22和反区域24分别多个交替地配置,因此,在运算输出信号时,可以将时间上的差异平均化,使正区域22对应信号的增减、与反区域24对应信号的增减同步,并且相互抵消。
图4A~图4C是表示本发明实施方式1中当异物阴影33在衍射元件17上移动时、来自各受光区域20的信号强度及推挽信号DPP的变化图。图4A表示输出信号C及E,图4B表示输出信号D及F。图4A~图4C中,横轴表示异物的切向X的位置,将异物中心与衍射元件17的中心点O一致时的位置作为零。纵轴表示信号强度。输出信号C是正区域22对应的输出信号,输出信号E是反区域24对应的输出信号。
如图4A所示,虽然输出信号C及E随着异物的移动而变动,但输出信号C和E彼此很好地同步。由此,即使异物阴影33从衍射元件17的第二分割线s2向径向另一方Y2移动,输出信号C和E的变动也可以相互抵消,从而减小对推挽信号DPP的影响。图4C表示上述状态。图4C中,MPP的值和k×SPP的值随着异物阴影33的移动而变动,但作为运算结果输出的推挽信号DPP中,变动被抑制。
入射到与第一~第四受光区域20a、20b、20c、20d对应地形成的明暗区域35的光中,到达比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域的光并不入射到反区域24,而是入射到正区域22。入射到明暗区域35的光中,到达比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域的光并不入射到正区域22,而是入射到反区域24。从而,当产生径向误差,光通量在径向Y上集中到一边时,该光通量的集中到一边未被抵消,不影响径向误差的修正。
具体而言,若考虑在比第二分割线s2更靠向径向一方Y1上异物阴影33无影响、而在比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2上异物阴影33有影响的情况,则由于异物阴影33对输出信号C的影响也影响输出信号E,因此,在输出信号C对应的正区域22和输出信号E对应的反区域24中,异物阴影33的影响被抵消。通过使异物阴影33影响入射到推挽受光区域的第一衍射区域31,透过物镜13后的去光偏离轨道的偏移量仅影响输出信号C及输出信号D中的输出信号C;通过使异物阴影33影响入射到偏置受光区域的第二衍射区域34,透过物镜13后的去光偏离轨道的偏移量仅影响输出信号E及输出信号F中的输出信号E。异物对输出信号C的影响被输出信号F抵消。
假设在比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2,将既是第一衍射区域31又是正区域22且与输出信号C对应的区域、和既是第二衍射区域34又是正区域22且与输出信号F对应的区域沿切向多个交替地配置,则参照式(2)也可知,无法抵消异物阴影33造成的影响。
将按照式(2)计算出的推挽信号DPP的值输入到控制驱动部14,控制驱动部14基于推挽信号DPP对物镜13进行控制驱动。由此,沿径向Y调整物镜13,进行位移驱动,修正径向误差。
受光元件16中还形成用于检测聚焦误差的聚焦误差检测区域21,衍射元件17中还形成使入射光向所述聚焦误差检测区域21衍射的聚焦误差用衍射区域。聚焦误差检测区域21在实施方式1中是第一及第二受光区域20a、20b,聚焦误差用衍射区域是衍射元件17中使到达的光向第一及第二受光区域20a、20b衍射的区域,即比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M1。
聚焦误差用来自第一及第二受光区域20a、20b的信号A及B进行修正。第一及第二受光区域20a、20b在受光元件16中彼此相邻地配置。聚焦误差信号FES通过下式(3)计算出。
FES=A-B ......(3)
这是利用以衍射元件17中的第一分割线s1为边界的刀口,通过刀口法进行聚焦误差的修正。
重放信号RF通过下式(4)计算出。
RF=A+B+C+D+E+F ......(4)
由于可以高效且高精度地修正径向误差,所以也可以力求实现重放信号RF的稳定。
根据实施方式1,衍射元件17中形成正区域22和反区域24。正区域22使反射回光28入射到受光区域20中输出与推挽信号对应于同一符号的输出信号的受光区域20。反区域24使反射回光28入射到受光区域20中输出与推挽信号对应于相反符号的输出信号的受光区域20。正区域22和反区域24在衍射元件17上的某一个方向上多个交替地配置。正区域22和反区域24在衍射元件17中与垂直于切向X的径向Y形成某一角度的某一个方向上多个交替地配置。
由此,正区域22和反区域24在衍射元件17上的某一个方向上多个交替地配置,因此,与正区域22和反区域24不是多个交替地配置的情况相比,可以提高异物阴影33横跨相邻正区域22和反区域24的可能性。由此,对于异物阴影33对推挽信号的影响,可以减小正区域22对应的输出信号与反区域24对应的输出信号所产生的时间上的偏差。从而,可以在计算推挽信号时相互抵消异物阴影33对正区域22的影响和异物阴影33对反区域24的影响。由此,可以抑制投影到衍射元件17的异物阴影33伴随衍射元件17的移动而引起的推挽信号的变动。另外,由于计算推挽信号并对径向误差进行修正,所以对于物镜13的控制驱动也可以共用用于读取光学记录介质11中记录的信号的受光元件16,与不共用的情况相比,可以实现小型化。
根据实施方式1,衍射元件17中形成第一衍射区域31和第二衍射区域34。第一衍射区域31使入射光向推挽受光区域衍射,第二衍射区域34使入射光向偏置受光区域衍射。第一衍射区域31和第二衍射区域34在衍射元件17上的某一个方向上多个交替地配置。由此,可以降低异物阴影33仅仅影响衍射元件17上的第一衍射区域31及第二衍射区域34的某一方的可能性。从而,可以降低异物阴影33仅仅影响受光元件16的推挽受光区域及偏置受光区域的某一方的可能性。由此,可以从入射到衍射元件17上的明暗区域35的光的光通量中去除入射到单一区域的单纯衍射光的影响,并且也可以抵消异物阴影33产生的影响,与现有技术相比,可以提高推挽信号的精度。
根据实施方式1,正区域22和反区域24在衍射元件17的切向X上多个交替地配置。由此,当光学记录介质表面上附着的异物的阴影33在衍射元件17中沿切向X移动时,至少一部分异物阴影33交替多次地通过正区域22和反区域24。从而,对于异物阴影33对推挽信号的影响,可以减小正区域22对应的输出信号与反区域24对应的输出信号所产生的时间上的偏差。由此,可以抑制投影到衍射元件17的异物阴影33伴随衍射元件17的移动而引起的推挽信号的变动。另外,由于还可以降低异物阴影33集中投影到正区域22和反区域24的某一方的可能性,所以可以相互抵消投影到正区域22和反区域24的异物阴影33造成的影响,可以抑制异物阴影33伴随衍射元件17的移动而引起的推挽信号的变动。
根据实施方式1,向受光区域20入射经衍射元件17衍射后的±1级衍射光中的至少某一方。由此,与利用0级衍射光、而不利用±1级衍射光的情况相比,可以将衍射元件17与受光元件16之间的距离设定得较短。为了在受光元件16中明确地区分多个受光区域20,需要增大衍射元件17与受光元件16之间的距离,来使其彼此分开形成。若利用±1级衍射光,则可以将衍射元件17和受光元件16之间的距离设定得较短,并且可以使多个受光区域20彼此分开形成。
根据实施方式1,受光元件16中还形成聚焦误差检测区域21,衍射元件17中还形成聚焦误差用衍射区域。受光元件16中形成的聚焦误差检测区域21是用于检测聚焦误差的区域,衍射元件17中形成的聚焦误差用衍射区域使入射光向聚焦误差检测区域21衍射。
由此,对于聚焦误差的检测和径向误差的检测,可以共用衍射元件17及受光元件16。从而,与对聚焦误差的检测和径向误差的检测、分开设置衍射元件17及受光元件16的某一方的情况相比,可以使光拾取装置10小型化。
根据实施方式1,控制驱动部14基于来自聚焦误差检测区域21的输出信号,通过刀口法生成聚焦误差信号。从而,与通过差动推挽法检测出聚焦误差的情况相比,可以将用于检测聚焦误差的受光区域20设定得较小。因而,可以将光拾取装置10小型化。
根据实施方式1,将光源12、衍射元件17和受光元件16形成为一体。由此,在与其它零部件组装时,可以将光源12、衍射元件17和受光元件16以彼此相对位置固定的状态进行安装。从而,可以容易进行安装。
(实施方式2)
图5A及图5B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式2的光拾取装置10中的受光元件16及衍射元件17的俯视图。实施方式2的光拾取装置10与实施方式1的光拾取装置10类似,下面,以实施方式2与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图5A是沿光轴方向Z观察受光元件16的俯视图,图5B是从光学记录介质11一侧沿光轴方向Z观察衍射元件17的俯视图。实施方式2中,受光元件16如图5A所示,形成第一~第七受光区域20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g这七个受光区域20。衍射元件17如图5B所示,沿光轴方向Z观察形成为圆形,被多根分割线分割成多个衍射区域。分割线中的第一分割线s1通过衍射元件17的圆心O沿径向Y延伸,形成衍射元件17的圆的直径。
入射到衍射元件17的反射回光28在衍射元件17上形成横跨多个衍射区域的圆形照射区域。照射区域中,衍射元件17的圆心O附近的光强最强,亮度最亮。第二及第三分割线s2、s3避开照射区域中亮度最亮的衍射元件17的圆心O附近而配置。第二分割线s2从第一分割线s1上比中心点O稍微靠向径向一方Y1的点开始,沿切向一方X1延伸形成。
第三分割线s3从第一分割线s1上比中心点O稍微靠向径向另一方Y2的点开始,沿切向一方X1延伸形成。第二及第三分割线s2、s3未在比第一分割线s1更靠向切向另一方X2形成。第二及第三分割线s2、s3在其切向一方X1的端侧,与形成衍射元件17外形的圆相交。
第四分割线s4从沿切向X将第二分割线s2大致二等分的点开始,沿径向一方Y1延伸形成。第五分割线s5从比第二分割线s2和第四分割线s4的交点、稍微靠向切向一方X1一侧的点开始,沿径向一方Y1延伸形成。第六分割线s6从比第五分割线s5和第二分割线s2的交点稍微靠向切向一方X1一侧的点开始,沿径向一方Y1延伸形成。第四~第六分割线s4、s5、s6相互平行地形成,在径向另一方Y2与第二分割线s2相交,在径向一方Y1与形成衍射元件17的外形的圆相交。
第七分割线s7从沿切向X将第三分割线s3大致二等分的点开始,沿径向另一方Y2延伸形成。第八分割线s8从比第三分割线s3和第七分割线s7的交点、稍微靠向切向一方X1一侧的点开始,沿径向另一方Y2延伸形成。第九分割线s9从比第八分割线s8和第三分割线s3的交点稍微靠向切向一方X1一侧的点开始,沿径向另一方Y2延伸形成。第七~第九分割线s7、s8、s9相互平行地形成,在径向一方Y1与第三分割线s3相交,在径向另一方Y2与形成衍射元件17的外形的圆相交。
第十分割线s10形成U字形,与第二分割线s2的一部分一起包围矩形形状的衍射区域。该矩形形状的区域比第二分割线s2更靠向径向一方Y1,与第二分割线s2相接配置,位于第一分割线s1和第四分割线s4之间的切向X大致中央的位置。该矩形形状区域位于比两个明暗区域35中在径向一方Y1的明暗区域35更靠向径向另一方Y2的位置。
第十一分割线s11形成U字形,与第三分割线s3的一部分一起包围矩形形状的衍射区域。该矩形形状的区域比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2,与第三分割线s3相接配置,位于第一分割线s1和第七分割线s7之间的切向X大致中央的位置。该矩形形状区域位于比两个明暗区域35中在径向另一方Y2的明暗区域35更靠向径向一方Y1的位置。
从光学记录介质11到达衍射元件17的反射回光28中,经位于比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M12衍射的光束,入射到第一及第二受光区域20a、20b。此状态表现为该衍射区域与第一及第二受光区域20a、20b对应。从第一及第二受光区域20a、20b分别将输出信号A及B输出。
比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第四分割线s4更靠向切向另一方X2、且位于第十分割线s10的外部的衍射区域M13d与第四受光区域20d对应。比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第四分割线s4更靠向切向一方X1、且比第五分割线s5更靠向切向另一方X2的衍射区域M14f与第六受光区域20f对应。
比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第五分割线s5更靠向切向一方X1、且比第六分割线s6更靠向切向另一方X2的衍射区域M15d与第四受光区域20d对应。比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、且比第六分割线s6更靠向切向一方X1的衍射区域M16f与第六受光区域20f对应。第二分割线s2的一部分和第十分割线s10所包围的矩形形状衍射区域M17f与第六受光区域20f对应。
比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2、比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第七分割线s7更靠向切向另一方X2、且位于第十一分割线s11的外部的衍射区域M18c与第三受光区域20c对应。比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2、比第七分割线s7更靠向切向一方X1、且比第八分割线s8更靠向切向另一方X2的衍射区域M19e与第五受光区域20e对应。
比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2、比第八分割线s8更靠向切向一方X1、且比第九分割线s9更靠向切向另一方X2的衍射区域M20c与第三受光区域20c对应。比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2、且比第九分割线s9更靠向切向一方X1的衍射区域M21e与第五受光区域20e对应。第三分割线s3的一部分和第十一分割线s11所包围的矩形形状衍射区域M22e与第五受光区域20e对应。
比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、且比第三分割线s3更靠向径向一方Y1的衍射区域36与第七受光区域20g对应。若设从第一受光区域20a输出的信号为A,从第二受光区域20b输出的信号为B,从第三受光区域20c输出的信号为C,从第四受光区域20d输出的信号为D,从第五受光区域20e输出的信号为E,从第六受光区域20f输出的信号为F,从第七受光区域20g输出的信号为G,则实施方式2中的推挽信号DPP可通过与实施方式1相同的式(2)计算出来。
由此,将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的衍射区域为正区域22,将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的衍射区域为反区域24,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的衍射区域为反区域24,将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的衍射区域为正区域22。
由此,若从切向一方X1向切向另一方X2依次观察比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、且第二分割线s2附近的衍射区域时,将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的正区域22、和将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的反区域24交替重复地配置。
若从切向一方X1向切向另一方X2依次观察比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2、且第三分割线s3附近的衍射区域时,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的反区域24、和将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的正区域22交替重复地配置。
实施方式2中,衍射元件17包括第二衍射区域34,第二衍射区域34以径向Y为长边方向,形成长形形状。径向Y是衍射元件17上与切向X垂直的方向。第二衍射元件34的形状确定为使入射到第二衍射区域34的光的光通量、与物镜13在与径向Y对应的方向上偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。
受光元件16中形成独立受光区域,独立受光区域的输出信号并不用于计算推挽信号。衍射元件17还包括独立衍射区域36和第二衍射区域34,独立衍射区域36形成于衍射元件17的径向Y中央。独立衍射区域36使入射光向独立受光区域衍射。第二衍射区域34形成于比独立衍射区域36更靠径向Y的外侧。第二衍射区域34形成为在径向Y上较长的长形形状。在切向X上彼此分开的多个第二衍射区域34的径向Y的长度互不相同。
参照图5B所示,第二衍射区域34由下述区域实现:第二分割线s2的一部分和第十分割线s10所包围的矩形形状的衍射区域M17f;第三分割线s3的一部分和第十一分割线s11所包围的矩形形状的衍射区域M22e;形成于比第四分割线s4更靠向切向一方X1且比第五分割线s5更靠向切向另一方X2的衍射区域M14f;形成于比第七分割线s7更靠向切向一方X1且比第八分割线s8更靠向切向另一方X2的衍射区域M19e;比第二分割线s2更靠向径向一方Y1且比第六分割线s6更靠向切向一方X1的衍射区域M16f;以及比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2且比第九分割线s9更靠向切向一方X1的衍射区域M21e。
独立衍射区域36是位于比第一分割线s 1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、且比第三分割线s3更靠向径向一方Y1的衍射区域。与该独立衍射区域36对应的第七受光区域20g输出的输出信号G,并不用于修正径向误差用的推挽信号计算。因而,独立衍射区域36输出的输出信号G与推挽信号DPP是独立的。将该第七受光区域20g作为独立受光区域。受光元件16上也可以不形成独立受光区域,经独立衍射区域36衍射的光入射到不用于计算推挽信号的受光元件16以外的部分,或者,独立衍射区域36也可以不输出信号。
所述多个第二衍射区域34在本实施方式中由正区域22及反区域24的两者的一部分实现。将多个第二衍射区域34的形状及径向Y的长度预先确定。若将多个第二衍射区域34输出的输出信号相加,则与物镜13偏离轨道的径向Y的偏移量成比例关系。这也与衍射元件17上形成的照射区域的直径对应地预先确定。
由于独立衍射区域36包含照射区域中反射回光28的光强最大的区域,因此,确定第二衍射区域34,作为不同于独立衍射区域36的衍射区域,从而可以将第二衍射区域34限定在光强较小的区域内,可以形成物镜13偏离轨道的偏移量与多个第二衍射区域34的输出信号总和成比例的结构。
第二衍射区域34分成配置于比衍射元件17的中心点更靠向径向一方Y1侧的多个第二衍射区域34、和配置于比衍射元件17的中心点更靠向径向另一方Y2侧的多个第二衍射区域34。径向一方Y1侧及径向另一方Y2侧的各多个第二衍射区域34在切向X上分开,形成以径向Y为长边方向的形状。若对径向一方Y1侧及径向另一方Y2侧的各第二衍射区域34的径向Y的长度进行比较,则各不相同。
将径向一方Y1侧的多个第二衍射区域34在径向另一方Y2的端侧设定于径向Y的同一位置,将径向另一方Y2侧的多个第二衍射区域34在径向一方Y1的端侧设定于径向Y的同一位置。由此,对于第二衍射区域34的面积的径向Y的分布,在比第二分割线s2更靠向径向一方Y1,随着向径向一方Y1的方向逐渐减少,在比第三分割线s3更靠向径向另一方Y2,随着向径向另一方Y2的方向逐渐减少。通过采用这种结构,可以使各第二衍射区域34输出的输出信号之和如图6A所示,与物镜13的径向误差量成比例。
图6A及图6B是表示使用本发明实施方式2中的受光元件16、衍射元件17及控制驱动部14时的与推挽信号DPP相关的值的图。如图6A所示,MPP相对于物镜13的径向误差量的变化比例大于SPP相对于物镜13的径向误差量的变化比例。通过如上文所述的那样设定第二衍射区域34,可以如图6A所示,使SPP也与物镜13的径向误差量成比例。从而,可以将MPP与常数k倍的SPP相减得到两者之差,来高精度地求出DPP。
图6B是表示异物阴影33沿切向X在实施方式2的衍射元件17上移动时的MPP、k×SPP、以及DPP的大小相对于异物阴影33的移动量的图。由图6B可知,MPP和k×SPP彼此的同步性很好。
根据实施方式2,第二衍射区域34的形状确定为使入射到第二衍射区域34的光的光通量、与物镜13在与径向Y对应的方向上偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。从而,与入射到第二衍射区域34的光的光通量和物镜13偏离轨道的偏移量成非线性关系的情况相比,可以简化计算推挽信号的计算公式。因此,可以降低计算推挽信号时的运算成本。从而,易于在短时间内且高精度地求出径向误差,还可以尽量缩短修正径向误差所需的时间。由此,可以对随时间经过最佳位置将发生变化的物镜13的位置进行高精度的控制驱动。
根据实施方式2,独立衍射区域36使入射到衍射元件17的径向Y中央的光的光通量的增减相对于推挽信号的增减是独立的。第二衍射区域34比独立衍射区域36更靠径向Y的外侧,形成具有沿切向X及径向Y延伸的边的长形形状。各第二衍射区域34的形状及径向Y的尺寸被预先确定。由此,可以从用于计算推挽信号的光通量中,去除入射到衍射元件17的径向Y中央的、单位面积光强较大部分的光通量。从而,易于将第二衍射区域34的形状确定为使第二衍射区域34中的光通量、与物镜13偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。
(实施方式3)
图7A及图7B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式3的光拾取装置10中的受光元件16及衍射元件17的俯视图。实施方式3的光拾取装置10与实施方式1的光拾取装置10类似,下面,以实施方式3与实施方式1的不同点为中心进行说明。
实施方式3中,衍射元件17包含形成正区域22或反区域24的任一方的至少一部分的区域39,该区域39的至少一部分以切向X为长边方向,形成长形形状。将该区域39称为“切向预定区域”39。正区域22和反区域24在衍射元件17的径向Y上多个交替地配置。衍射区域中还形成第一阵列群和第二阵列群。第一阵列群中,正区域22及反区域24在切向X上多个交替地形成。第二阵列群中,正区域22及反区域24在径向Y上多个交替地形成。
实施方式3中的受光元件16如图7A所示,与实施方式1的受光元件相同。衍射元件17如图7B所示,沿光轴方向Z观察形成圆形,被多根分割线分割成多个衍射区域。分割线中的第一分割线s1通过衍射元件17的圆心并沿径向Y延伸,形成衍射元件17的圆的直径。第二分割线s2从中心点O开始沿切向一方X1延伸。第二分割线s2未在比中心点O更靠向切向另一方X2形成。第二分割线s2在其切向一方X1的端侧,与形成衍射元件17的外形的圆相交。
第三分割线s3在切向一方X1离开中心点O的半径一半左右距离的点上与第二分割线s2正交,形成沿径向Y延伸的弦。第四分割线s4位于比第三分割线s3稍微靠向切向一方X1的位置,与第三分割线s3平行地形成。换言之,第四分割线s4是与第三分割线s3平行的弦,与第三分割线s3相比,从中心点O出发的方向相同,但形成得更靠外。
第五分割线s5比第四分割线s4更加靠向切向一方X1,形成作为与第四分割线s4平行的弦。第三~第五分割线s3、s4、s5都在沿径向Y延伸的其长边方向中央,与第二分割线s2垂直相交。第六分割线s6配置于比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第一分割线s1更靠向切向一方X1、且比第三分割线s3更靠向切向另一方X2,形成切取沿切向X延伸的矩形区域的形状。第七分割线s7配置于比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第一分割线s1更靠向切向一方X1、且比第三分割线s3更靠向切向另一方X2,形成切取沿切向X延伸的矩形区域的形状。
衍射元件17中的比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M23与第一受光区域20a和第二受光区域20b对应。比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且位于第七分割线s7的外部的衍射区域M24c与第三受光区域20c对应。比第一分割线s1更靠向切向一方X1、比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、且位于第六分割线s6的外部的衍射区域M25d与第四受光区域20d对应。
比第三分割线s3更靠向切向一方X1、比第四分割线s4更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M26e与第五受光区域20e对应。比第三分割线s3更靠向切向一方X1、比第四分割线s4更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M27f与第六受光区域20f对应。
比第四分割线s4更靠向切向一方X1、比第五分割线s5更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M28c与第三受光区域20c对应。比第四分割线s4更靠向切向一方X1、比第五分割线s5更靠向切向另一方X2、且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M29d与第四受光区域20d对应。
位于比第五分割线s5更靠向切向一方X1且比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的衍射区域M30e与第五受光区域20e对应。位于比第五分割线s5更靠向切向一方X1且比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的衍射区域M31f与第六受光区域20f对应。第六分割线s6所包围的矩形区域M32f与第六受光区域20f对应。第七分割线s7所包围的矩形区域M33e与第五受光区域20e对应。本实施方式中,区域M32f和区域M33e是切向预定区域39,同时也是第二衍射区域34。
实施方式3中的多个衍射区域包括形成为第一阵列群的衍射区域M26e、M27f、M28c、M29d、M30e、M31f的阵列群、和形成为第二阵列群的衍射区域M24c、M25d、M32f、M33e的阵列群。第一阵列群和第二阵列群被第三分割线s3在切向X上分割,第一阵列群形成于比第三分割线s3更靠向切向一方X1,第二阵列群形成于比第三分割线s3更靠向切向另一方X2。比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M23不属于第一及第二阵列群中的任一个阵列群。
若用A表示来自第一受光区域20a的信号强度,用B表示来自第二受光区域20b的信号强度,用C表示来自第三受光区域20c的信号强度,用D表示来自第四受光区域20d的信号强度,用E表示来自第五受光区域20e的信号强度,用F表示来自第六受光区域20f的信号强度,则推挽信号DPP可用与实施方式1相同的式(2)表示。将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的衍射区域为正区域22,将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的衍射区域为反区域24,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的衍射区域为反区域24,将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的衍射区域为正区域22。
由此,在比第三分割线s3更靠向切向一方X1中,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二分割线s2更靠向径向一方Y1的多个衍射区域时,将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的正区域22、和将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的反区域24在切向X上重复出现。在比第三分割线s3更靠向切向一方X1中,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2的多个衍射区域时,将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的反区域24、和将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的正区域22在切向X上重复出现。第一阵列群中,也可以比图7B所示的正区域22及反区域24更多的正区域22及反区域24在切向X上交替重复地配置。
在比第三分割线s3更靠向切向另一方X2中,从径向一方Y1向径向另一方Y2观察第一分割线s1和第三分割线s3之间的切向X大致中央时,配置有将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的反区域24、将输出信号F输出的第六受光区域20f对应的正区域22、以及将输出信号D输出的第四受光区域20d对应的反区域24,而在径向另一方Y2,配置有将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的正区域22、将输出信号E输出的第五受光区域20e对应的反区域24、以及将输出信号C输出的第三受光区域20c对应的正区域22。由此,在比第三分割线s3更靠向切向另一方X2,作为第二阵列群,正区域22及反区域24在径向Y上多个交替重复地配置。
根据实施方式3,第六分割线s6所包围的在切向X上较长的矩形衍射区域M32f、与第七分割线s7所包围的在切向X上较长的矩形衍射区域M33e,形成为切向预定区域39。切向预定区域39以切向X为长边方向,形成长形形状。由此,可以提高衍射元件17中异物阴影33横跨径向Y相邻的正区域22和反区域24的可能性。当异物阴影33横跨相邻的正区域22和反区域24时,异物阴影33对推挽信号的影响可以使来自正区域22的信号和来自反区域24的信号同步。从而,可以抑制投影到衍射元件17的异物阴影33伴随衍射元件17的移动而引起的推挽信号的变动。
根据实施方式3,正区域22和反区域24在衍射元件17的径向Y上多个交替地配置。由此,与正区域22和反区域24在衍射元件17的切向X上多个交替配置的情况相比,易于使异物阴影33位于正区域22的时刻和位于反区域24的时刻相同。当正区域22和反区域24在切向X上交替配置时,其优点在于可以降低异物阴影33集中投影到正区域22和反区域24的某一方的可能性,与此不同的是,当正区域22和反区域24在径向Y上交替配置时,可以使横跨相邻正区域22和反区域24而投影的异物阴影33对正区域22和反区域24的影响完全同步。从而,可以相互抵消异物对正区域22的影响和异物对反区域24的影响。
根据实施方式3,衍射区域中形成第一阵列群和第二阵列群。第一阵列群中,正区域22和反区域24在切向X上多个交替地形成。第二阵列群中,正区域22和反区域24在径向Y上多个交替地形成。由此,也可以在衍射元件17中与正区域22对应的输出信号的波形和与反区域24对应的输出信号的波形产生相位差的部分,形成第一阵列群,在衍射元件17中与正区域22对应的输出信号的波形和与反区域24对应的输出信号的波形相位相同的部分,形成第二阵列群。从而,与仅在衍射元件17的一个方向上多个交替地配置正区域22和反区域24的结构相比,对于异物阴影33对推挽信号的影响,可以提高与正区域22对应的输出信号和与反区域24对应的输出信号的同步精度。由此,可以进一步稳定推挽信号DPP。
(实施方式4)
图8A及图8B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式4的光拾取装置10中的受光元件16及衍射元件17的俯视图。实施方式4的光拾取装置10与实施方式1的光拾取装置10类似,下面,以实施方式4与实施方式1的不同点为中心进行说明。
实施方式4中,衍射元件17中形成的第一~第六分割线s1、s2、s3、s4、s5、s6与实施方式1中的第一~第六分割线s1、s2、s3、s4、s5、s6相同。实施方式4中,在比第一分割线s1更靠向切向另一方X2,还形成四根分割线,即第七~第十分割线s7、s8、s9、s10。将沿光轴方向Z观察衍射元件17时通过中心点O并沿切向X延伸的直线称为“预定直线”38,将比第一分割线s1更靠向切向另一方X2中,将预定直线38与衍射元件17的外形的圆相交的交点称为“第一交点”42,在预定直线38上,在中心点O与第一交点42之间的大致中央附近,配置第七分割线s7和第八分割线s8的交点。将该交点称为“第二交点”44。第七分割线s7配置于第二交点44到第一交点42为止的位置。
第八分割线s8通过第二交点44并沿径向Y延伸形成。在比第八分割线s8稍微靠向切向另一方X2,第九分割线s9沿径向Y延伸配置。在比第九分割线s9稍微靠向切向另一方X2,第十分割线s10沿径向Y延伸配置。第八~第十分割线s8、s9、s10都在它们的径向Y的两端,与形成衍射元件17的外形的圆相交。沿光轴方向Z观察衍射元件17,则第三~第五分割线s3、s4、s5和第八~第十分割线s8、s9、s10以通过中心点O且与切向X垂直的平面为对称面而对称形成。
比第七分割线s7更靠向径向一方Y1、比第八分割线s8更靠向切向另一方X2、且比第九分割线s9更靠向切向一方X1的衍射区域M34f与第六受光区域20f对应。比第七分割线s7更靠向径向一方Y1、比第九分割线s9更靠向切向另一方X2、且比第十分割线s10更靠向切向一方X1的衍射区域M35d与第四受光区域20d对应。比第七分割线s7更靠向径向一方Y1、且比第十分割线s10更靠向切向另一方X2的衍射区域M36f与第六受光区域20f对应。
比第七分割线s7更靠向径向另一方Y2、比第八分割线s8更靠向切向另一方X2、且比第九分割线s9更靠向切向一方X1的衍射区域M37e与第五受光区域20e对应。比第七分割线s7更靠向径向另一方Y2、比第九分割线s9更靠向切向另一方X2、且比第十分割线s10更靠向切向一方X1的衍射区域M38c与第三受光区域20c对应。比第七分割线s7更靠向径向另一方Y2、且比第十分割线s10更靠向切向另一方X2的衍射区域M39e与第五受光区域20e对应。
比第八分割线s8更靠向切向一方X1且比第一分割线s1更靠向切向另一方X2的衍射区域M40与第一及第二受光区域20a、20b对应。在比第七分割线s7更靠向径向一方Y1、比第八分割线s8更靠向切向另一方X2的衍射区域中,与第六受光区域20f对应的正区域22、和与第四受光区域20d对应的反区域24在切向X上重复交替地配置。这些在切向X上重复出现的正区域22和反区域24的个数也可以设定得更多。
在比第七分割线s7更靠向径向另一方Y2、比第八分割线s8更靠向切向另一方X2的衍射区域中,与第五受光区域20e对应的反区域24、和与第三受光区域20c对应的正区域22在切向X上重复交替地配置。这些在切向X上重复出现的正区域22和反区域24的个数也可以设定得更多。
由此,与实施方式1相比,可以增大入射到第五及第六受光区域20e、20f的光的光通量。从而,可以减小计算推挽信号DPP的式(2)中的k值。由此,当光学记录介质11中存在异物、瑕疵等时,与实施方式1相比,可以进一步减轻异物、瑕疵等的阴影对推挽信号DPP的影响。
(实施方式5)
图9A及图9B是沿光轴方向Z观察本发明实施方式5的光拾取装置10中的受光元件16及衍射元件17的俯视图。实施方式5的光拾取装置10与实施方式1的光拾取装置10类似,下面,以实施方式5与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图9A是受光元件16的俯视图,图9B是从光学记录介质11一侧沿光轴方向Z观察衍射元件17的俯视图。实施方式5中,受光元件16中形成八个受光区域20,即第一~第八受光区域20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H。其中,第二、第四、第六及第八受光区域20B、20D、20F、20H分别被进一步分割成三个小区域,可以相互独立地输出与各自接收的光的光通量对应的输出信号。
实施方式5中,衍射元件17中形成的第二~第六分割线s2、s3、s4、s5、s6与实施方式1中的第二~第六分割线s2、s3、s4、s5、s6相同。实施方式5中,未形成与实施方式1中的第一分割线s1类似的分割线。若将通过衍射元件17的中心点O、且与切向X垂直的平面称为“假想平面”46,则实施方式5中,在比假想平面46更靠向径向另一方X2,与比假想平面46更靠向径向一方X1相同,形成多根分割线。沿光轴方向Z观察衍射元件17时,衍射元件17中形成的多根分割线以假想平面46为对称面而对称形成。
设与第二分割线s2对称的分割线为第十二分割线s12,与第三分割线s3对称的分割线为第十三分割线s13,与第四分割线s4对称的分割线为第十四分割线s14,与第五分割线s5对称的分割线为第十五分割线s15,与第六分割线s6对称的分割线为第十六分割线s16。第二分割线s2与第十二分割线s12位于同一直线上。
比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向一方Y1、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、比第十三分割线s13更靠向切向一方X1、且比第六及第十六分割线s6、s16更靠外的衍射区域M50与第四及第六受光区域20D、20F对应。比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第三分割线s3更靠向切向一方X1、且比第四分割线s4更靠向切向另一方X2的衍射区域M51与第一及第五受光区域20A、20E对应。
比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、比第四分割线s4更靠向切向一方X1、且比第五分割线s5更靠向切向另一方X2的衍射区域M52与第四及第六受光区域20D、20F对应。比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、且比第五分割线s5更靠向切向一方X1的衍射区域M53与第一及第五受光区域20A、20E对应。比第二分割线s2更靠向径向一方Y1、且位于第六分割线s6的内部的衍射区域M54与第一及第五受光区域20A、20E对应。比第十二分割线s12更靠向径向一方Y1、且位于第十六分割线s16的内部的衍射区域M55与第一及第五受光区域20A、20E对应。
比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向另一方Y2、比第三分割线s3更靠向切向另一方X2、比第十三分割线s13更靠向切向一方X1、且比第六及第十六分割线s6、s16更靠外的衍射区域M56与第二及第八受光区域20B、20H对应。比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第三分割线s3更靠向切向一方X1、且比第四分割线s4更靠向切向另一方X2的衍射区域M57与第三及第七受光区域20C、20G对应。比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、比第四分割线s4更靠向切向一方X1、且比第五分割线s5更靠向切向另一方X2的衍射区域M58与第二及第八受光区域20B、20H对应。
比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、且比第五分割线s5更靠向切向一方X1的衍射区域M59与第三及第七受光区域20C、20G对应。比第二分割线s2更靠向径向另一方Y2、且位于第六分割线s6的内部的衍射区域M60与第三及第七受光区域20C、20G对应。比第十二分割线s12更靠向径向另一方Y2、且位于第十六分割线s16的内部的衍射区域M61与第三及第七受光区域20C、20G对应。
比所述假想平面46更靠向切向另一方X2中形成的区域、与比所述假想平面更靠向切向一方X1中形成的区域,是以假想平面46为对称面而对称设定。比第十二分割线s12更靠向径向一方Y1、比第十三分割线s13更靠向切向另一方X2、且比第十四分割线s14更靠向切向一方X1的衍射区域M62与第一及第五受光区域20A、20E对应。
比第十二分割线s12更靠向径向一方Y1、比第十四分割线s14更靠向切向另一方X2、且比第十五分割线s15更靠向切向一方X1的衍射区域M63与第四及第六受光区域20D、20F对应。比第十二分割线s12更靠向径向一方Y1、且比第十五分割线s15更靠向切向另一方X2的衍射区域M64与第一及第五受光区域20A、20E对应。
比第十二分割线s12更靠向径向另一方Y2、比第十三分割线s13更靠向切向另一方X2、且比第十四分割线s14更靠向切向一方X1的衍射区域M65与第三及第七受光区域20C、20G对应。比第十二分割线s12更靠向径向另一方Y2、比第十四分割线s14更靠向切向另一方X2、且比第十五分割线s15更靠向切向一方X1的衍射区域M66与第二及第八受光区域20B、20H对应。比第十二分割线s12更靠向径向另一方Y2、且比第十五分割线s15更靠向切向另一方X2的衍射区域M67与第三及第七受光区域20C、20G对应。
到达第四及第六受光区域20D、20F的光束向受光元件16聚焦,将应该聚焦到一点的点与衍射元件17之间的距离设定为比衍射元件17与受光元件16之间的距离要长。到达第二及第八受光区域20B、20H的光束向受光元件16聚焦,将应该聚焦到一点的点与衍射元件17之间的距离设定为比衍射元件17与受光元件16之间的距离要短。到达第一、第三、第五及第七受光区域20A、20C、20E、20G的光束向受光元件16聚焦,将应该聚焦到一点的点与衍射元件17之间的距离设定为等于衍射元件17与受光元件16之间的距离。
设光入射到第一受光区域20A而输出的输出信号为R1。设光入射到第二受光区域20B而输出的输出信号为R2。对于第三~第八受光区域20C、20D、20E、20F、20G、20H也一样,设通过光入射而输出的输出信号分别为R3~R8。
由此可知,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向一方Y1且位于第二及第十二分割线s2、s12附近的衍射区域时,两种衍射区域多个交替地重复配置。两种衍射区域中的一种是将输出信号R1输出的第一受光区域20A及将输出信号R5输出的第五受光区域20E对应的衍射区域,两种衍射区域中的另一种是将输出信号R4输出的第四受光区域20D及将输出信号R6输出的第六受光区域20F对应的衍射区域。
同样可知,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向另一方Y2且位于第二及第十二分割线s2、s12附近的衍射区域时,两种衍射区域多个交替地重复配置。两种衍射区域中的一种是将输出信号R3输出的第三受光区域20C及将输出信号R7输出的第七受光区域20G对应的衍射区域,两种衍射区域中的另一种是将输出信号R2输出的第二受光区域20B及将输出信号R8输出的第八受光区域20H对应的衍射区域。
实施方式5中,用于修正径向误差的推挽信号DPP可利用下式(5)计算出来。
DPP={(R4all+R6all)-(R2all+R8all)}-k×{{R1+R5}-(R3+R7)}
=MPP-k×SPP ......(5)
虽然第一~第八区域中的第二、第四、第六及第八区域还分别被分割成三个小区域,但在式(5)中,R2all、R4all、R6all及R8all表示分别入射到第二、第四、第六及第八区域的光束的光通量,换言之,是入射到三个小区域的光束的光通量之和。入射到受光元件16的各区域的光束的光通量以受光元件输出信号的信号强度来表示。
由式(5)可知,随着(R4all+R6all)和(R3+R7)的增大,DPP的值也增大,因此,与推挽信号DPP对应于同一符号。由此,衍射元件17中与第四及第六受光区域20D、20F对应的衍射区域、以及与第三及第七受光区域20C、20G对应的衍射区域为正区域22。由式(5)可知,随着(R2all+R8all)和(R1+R5)的增大,DPP的值减小,因此,与推挽信号DPP对应于相反符号。由此,衍射元件17中与第二及第八受光区域20B、20H对应的衍射区域、以及与第一及第五受光区域20A、20E对应的衍射区域为反区域24。
再次可知,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向一方Y1且位于第二及第十二分割线s2、s12附近的衍射区域时,将输出信号R1输出的第一受光区域20A及将输出信号R5输出的第五受光区域20E对应的反区域24、和将输出信号R4输出的第四受光区域20D及将输出信号输出R6的第六受光区域20F对应的正区域22多个交替地重复配置。同样可知,从切向一方X1向切向另一方X2观察比第二及第十二分割线s2、s12更靠向径向另一方Y2且位于第二及第十二分割线s2、s12附近的衍射区域时,将输出信号R3输出的第三受光区域20C及将输出信号R7输出的第七受光区域20G对应的正区域22、和将输出信号R2输出的第二受光区域20B及将输出信号R8输出的第八受光区域20H对应的反区域24多个交替地重复配置。
实施方式5中,聚焦误差信号FES利用第二、第四、第六及第八受光区域20B、20D、20F、20H,通过下式(6)求出。第二、第四、第六及第八受光区域20B、20D、20F、20H分别被分割成三个小区域,设各个小区域输出的信号表示为20Ba、20Bb、20Bc、20Da、20Db、20Dc、20Fa、20Fb、20Fc、20Ha、20Hb、20Hc,各小区域a、b、c中,设b位于切向中央。
FES=(20Db+20Hb+20Ba+20Bc+20Fa+20Fc)
-(20Bb+20Fb+20Da+20Dc+20Ha+20Hc) (6)
这是将衍射元件17的第二及第十二分割线s2、s12作为边界,对在径向一方Y1一侧的衍射区域进行衍射并入射到受光区域20的光束在各受光区域20中的光斑直径、与在径向另一方Y2一侧的衍射区域进行衍射并入射到受光区域20的光束在各受光区域20中的光斑直径进行比较,从而进行聚焦伺服的驱动控制。
而且,通过对所有受光元件16的输出信号求和,与实施方式1相同,对RF信号进行重放。由于正区域22和反区域24在衍射元件17的切向X上多个交替地配置,所以当光记录介质的轨道上存在异物、伤痕等时,至少一部分异物阴影33会交替多次地通过正区域22和反区域24。由此,对于异物阴影33对推挽信号的影响,可以减小正区域22对应的输出信号和反区域24对应的输出信号所产生的时间上的偏差。从而,可以抑制投影到衍射元件17的异物阴影33伴随衍射元件17的移动而导致推挽信号中包含的噪声。另外,由于可以降低异物阴影33集中投影到正区域22和反区域24的某一方的可能性,因此,可以相互抵消投影到正区域22和反区域24的异物阴影33造成的影响,可以抑制异物阴影33伴随衍射元件17的移动而引起的推挽信号的变动。
图10是表示本发明实施方式5的光拾取装置10的结构图。图11是从侧面观察本发明实施方式5中的包括光源12、衍射元件17和受光元件16的光源单元的剖视图。本实施方式中,将光源12、衍射元件17和受光元件16形成为一体。光源12是半导体激光元件。光源12和受光元件16安装于由金属和树脂的至少某一方形成的框架48中。框架48设有盖子,该盖子以光轴为中心形成有孔。在框架48的盖子的孔中,配置形成有衍射光栅图样的树脂或玻璃制的衍射元件17。受光元件16的中心配置于衍射元件17的光轴上,其光轴配置为与衍射元件17的光轴一致。
这样,通过将衍射元件17、光源12及受光元件16的一体化结构引入光拾取装置10的组装调整,在与其它零部件进行组装时,可以将光源12、衍射元件17和受光元件16以彼此相对位置固定的状态进行安装。从而,可以容易地制造光拾取装置10。
(变形例)
图12是从侧面观察本发明其它实施方式中的包括光源12、衍射元件17和受光元件16的光源单元的剖视图。本实施方式中,不同于例如实施方式5的光拾取装置10,受光元件偏离以光源12为中心的光轴而配置。在框架48中设置形成孔的盖子、对其配置衍射元件17等,这与图11所示的光源单元相同即可。
实施方式1~5是采用正区域22和反区域24以直线为界彼此相邻的结构,但在其它实施方式中,正区域22和反区域24也能够以形成为曲线的边界为界彼此相邻配置。另外,当正区域22和反区域24在一个方向、或多个方向上交替重复配置时,正区域22和反区域24的数量也可以多于实施方式1~5中的数量。
而且,实施方式1~5中,衍射元件17中形成的多个衍射区域以通过衍射元件17的中心且沿切向X延伸的直线为界,形成对称的形状。但在其它实施方式中,衍射元件17中形成的多个衍射区域也可以不是线对称、面对称或点对称等的形状。
其它实施方式中,也可以采用以下结构:即,控制驱动部14基于聚焦误差检测区域21输出的输出信号,通过光束口径法生成聚焦误差信号。由此,与通过例如差动推挽法检测聚焦误差的情况相比,可以将用于检测聚焦误差的受光区域20设定得较小。从而,可以将光拾取装置10小型化。
衍射元件17中,在一个方向或多个预定方向上出现重复。若将正区域22和反区域24在预定方向的尺寸称为“宽度尺寸”,则宽度尺寸超过所述范围越多,异物阴影33投影到衍射元件17时同极性区域的同步精度就降得越低。
另外,在例如预定方向与径向Y一致等的情况下,有时也会降低异物横跨正区域22和反区域24的两者的可能性。所述宽度尺寸小于所述范围,则所述宽度尺寸越小,衍射元件17的制造就越困难。另外,利用衍射元件17进行聚焦时,有时聚焦精度也会降低。
本发明中,利用衍射元件17中形成的多根分割线,形成交替配置的正区域22和反区域24。衍射元件17中形成的多根分割线及由其形成的多个衍射区域并不限于实施方式1~5所示的形状。例如,作为与实施方式3类似的其它实施方式,由第六及第七分割线s6、s7各自形成的矩形形状也可以确定为在切向X上形成得较长、并到达第一及第三分割线s1、s3的至少某一方的形状。
为了利用差动推挽法对物镜13进行控制及驱动,从而修正径向误差,需要在受光元件16中形成可相互独立地输出信号的多个受光区域20。使光入射到多个受光区域20时,通过在衍射元件17中形成多个衍射区域,可以提高受光元件16中的受光区域20的设计自由度,从而,也可以利用±1级衍射光。由此,可以实现光拾取装置10的小型化。
但是,受光元件16中受光区域20的个数越多,或与此对应的衍射元件17中的衍射区域的个数越多,则异物阴影33有影响的区域和无影响的区域就出现得越多。即,异物阴影33在衍射元件17上的位置差异通过在互不相同的衍射区域发生的光的衍射,反映于多个不同的受光区域20。因此,当异物阴影33随着时间而改变位置时,在多个受光区域20检测出的检测信号也会随时间发生变化。
这样,作为推挽信号DPP计算出的信号产生变动的现象,就会伴随采用差动推挽法的光拾取装置10的小型化而产生,也会伴随受光元件16中受光区域20的设计自由度的提高而产生。利用所述多个实施方式防止推挽信号DPP的变动,有助于光拾取装置10的小型化。
本发明在不脱离其精神和主要特征的情况下,能够以其它多种方式实施。因此,所述实施方式的一切内容都仅仅是举例表示,本发明的范围由权利要求的范围表示,不受说明书内容的任何限制。而且,属于权利要求范围内的变形或变更也包括在本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种光拾取装置,其特征在于,包括:
光源;
物镜,该物镜将所述光源发出的光聚焦到光学记录介质的表面上;
衍射元件,向该衍射元件入射所述光学记录介质反射的光;
受光元件,向该受光元件入射经所述衍射元件进行了衍射的光束,所述受光元件形成有输出与入射光束的光通量对应的输出信号的多个受光区域;以及
控制驱动部,该控制驱动部通过计算所述多个受光区域输出的输出信号的差异,求出推挽信号,并基于所述推挽信号对所述物镜进行控制驱动,
所述衍射元件中形成有:
明暗区域,向该明暗区域入射所述光学记录介质反射的光中来自所述光学记录介质表面上的轨道的衍射反射光;
单一区域,向该单一区域入射所述光学记录介质反射的光中来自所述光学记录介质的单纯反射光,而不入射所述衍射反射光;
正区域,该正区域使所述光束入射到所述多个受光区域中输出与所述推挽信号对应于同一符号的输出信号的受光区域;以及
反区域,该反区域使所述光束入射到所述多个受光区域中输出与所述推挽信号对应于相反符号的输出信号的受光区域,
所述正区域和所述反区域沿切向多个交替地配置,所述切向与平行于所述衍射元件的方向中、所述光学记录介质表面上的轨道在通过所述物镜聚焦的光的入射位置上的切线方向对应。
2.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
所述受光区域中形成有:
推挽受光区域,向该推挽受光区域入射经所述明暗区域进行了衍射的光;以及
偏置受光区域,向该偏置受光区域入射经所述单一区域进行了衍射的光,而不入射经所述明暗区域进行了衍射的光,
所述衍射元件中形成有多个第一衍射区域和多个第二衍射区域,该第一衍射区域中的明暗区域使入射光向所述推挽受光区域衍射,至少一个第一衍射区域包含所述明暗区域的至少一部分,该第二衍射区域仅包含所述单一区域,使入射光向所述偏置受光区域衍射,
所述第一衍射区域和所述第二衍射区域在所述切向上交替地配置。
3.如权利要求2所述的光拾取装置,其特征在于,
所述第二衍射区域的形状确定为入射到第二衍射区域的光的光通量与物镜偏离轨道的偏移量成比例关系的形状。
4.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
所述衍射元件包括形成所述正区域或所述反区域的任一方的至少一部分的区域,该区域以切向为长边方向,形成矩形形状。
5.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
所述正区域和所述反区域在所述衍射元件中,沿与所述衍射元件平行且与所述切向垂直的径向多个交替地配置。
6.如权利要求5所述的光拾取装置,其特征在于,
所述衍射元件中形成有:
第一阵列群,在该第一阵列群中,所述正区域及所述反区域沿所述切向多个交替地形成;以及
第二阵列群,在该第二阵列群中,所述正区域及所述反区域沿所述径向多个交替地形成。
7.如权利要求3所述的光拾取装置,其特征在于,
所述受光元件中形成有独立受光区域,该独立受光区域的输出信号并不用于计算推挽信号,
所述衍射元件还包括:
独立衍射区域,该独立衍射区域形成于所述衍射元件的径向中央,使入射光向独立受光区域衍射,
其中所述第二衍射区域形成于比独立衍射区域沿径向更靠外。
8.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
向所述受光区域入射经所述衍射元件进行了衍射后的±1级衍射光中的至少某一方。
9.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
所述受光元件中还形成有聚焦误差检测区域,该聚焦误差检测区域用于检测聚焦误差,
所述衍射元件中还形成有聚焦误差用衍射区域,该聚焦误差用衍射区域使入射光向所述聚焦误差检测区域衍射。
10.如权利要求9所述的光拾取装置,其特征在于,
所述控制驱动部基于来自所述聚焦误差检测区域的输出信号,通过刀口法生成聚焦误差信号。
11.如权利要求9所述的光拾取装置,其特征在于,
所述控制驱动部基于来自所述聚焦误差检测区域的输出信号,通过光束口径法生成聚焦误差信号。
12.如权利要求1所述的光拾取装置,其特征在于,
将所述光源、所述衍射元件和所述受光元件形成为一体。
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