專利名稱：衍射元件和光盤(pán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交替排列槽部和凸條部的衍射元件和具有該衍射元件的光盤(pán)裝置。
背景技術(shù)：
作為對(duì)光記錄盤(pán)進(jìn)行信息記錄或再現(xiàn)用的組成，已提出各種組成，但采用任一組成時(shí)，光盤(pán)裝置基本上都有激光源、光檢測(cè)器、構(gòu)成將激光源出射的激光引導(dǎo)到光記錄盤(pán)的前往光路、以及將光記錄盤(pán)反射的回程光引導(dǎo)到光檢測(cè)器的返回光路的光學(xué)系統(tǒng)。而且，在光盤(pán)裝置中，使用各種衍射元件。
例如，已公開(kāi)的技術(shù)在利用DPP(差動(dòng)推挽)等取得跟蹤誤差信號(hào)時(shí)，由衍射元件根據(jù)激光源出射的光產(chǎn)生0次光組成的主光束和衍射光組成的子光束，并將在小于光束截面積的區(qū)域內(nèi)形成槽部的衍射元件用作這種衍射元件，用衍射光和無(wú)衍射的光束，抵消跟蹤偏差(例如參考專利文獻(xiàn)1日本國(guó)專利公開(kāi)平10-162383號(hào)公報(bào))。
又提出一種衍射元件，該元件以充分縮小光盤(pán)上的光斑尺寸為目的，在中心區(qū)附近使槽寬接近光柵周期的一半的長(zhǎng)度，在外緣部附近遠(yuǎn)離光柵周期的一半的長(zhǎng)度(例如參考專利文獻(xiàn)2日本國(guó)專利公開(kāi)2004-295954號(hào)公報(bào))。
然而，在專利文獻(xiàn)1記載的衍射元件的情況下，主光束的相位在具有槽部的區(qū)域和不形成槽部的平坦部之間產(chǎn)生大的差異。因而存在不能防止產(chǎn)生相差的問(wèn)題。
在專利文獻(xiàn)2記載的衍射元件的情況下，由于改變光柵負(fù)載比，在負(fù)載比偏離50∶50的區(qū)域中，3次、5次、7次衍射光等高次的衍射效率變高，結(jié)果在記錄用的光盤(pán)裝置那樣想稍微提高激光利用效率時(shí)，存在效果相反的問(wèn)題。
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的課題在于，提供一種可將光斑形狀和衍射效率設(shè)定成希望的條件、從而能提高NA自由度和光學(xué)倍率自由度的衍射元件和使用該元件的記錄光盤(pán)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的衍射元件，交替排列多條槽部和凸條部，其中，從將所述槽部夾在中間的兩側(cè)凸條部的上表面到該槽部的底部的深度尺寸，因位置而變化。
應(yīng)用本發(fā)明的衍射元件，可用于對(duì)光記錄盤(pán)進(jìn)行信息的記錄、再現(xiàn)或該兩者用的光盤(pán)裝置。這種光盤(pán)裝置具有激光源、光檢測(cè)器、構(gòu)成將所述激光源出射的激光引導(dǎo)到光記錄盤(pán)的前往光路、以及將所述光記錄盤(pán)反射的回程光引導(dǎo)到光檢測(cè)器的返回光路的光學(xué)系統(tǒng)，并且所述光學(xué)系統(tǒng)將所述衍射元件作為3光束產(chǎn)生用元件，該3光束產(chǎn)生用元件在所述前往光路的中途位置、根據(jù)所述激光源出射的光形成0次光組成的主光束和衍射光組成的2個(gè)子光束。
應(yīng)用本發(fā)明的衍射元件，由于槽部的深度尺寸因位置而變化，能將光斑形狀和衍射效率設(shè)定成希望的條件，可提高開(kāi)度的自由度和光學(xué)倍率。例如，將應(yīng)用本發(fā)明的衍射元件作為3光束產(chǎn)生用元件用于光盤(pán)裝置時(shí)，根據(jù)激光源出射的激光形成0次光組成的主光束和衍射光組成的子光束，則衍射元件的槽部從將該槽部夾在中間的兩側(cè)凸條部的上表面到該槽部的底部的深度尺寸，因位置而變化，所以通過(guò)衍射元件時(shí)與通過(guò)前比較，0次光的峰狀變成峰腳提高部分受衍射的份額(例如中央?yún)^(qū)減小的份額)的形狀。因此，對(duì)入射到物鏡的0次光能取得與加大NA相同的效果，從而使主光束匯聚到光記錄盤(pán)的紋道上時(shí)，能使光斑直徑小。這樣，能將光斑形狀和衍射效率設(shè)定成希望的條件，因而能提高開(kāi)度的自由度和光學(xué)倍率的自由度。又由于對(duì)衍射元件的負(fù)載比可原樣保持50∶50，能抑制產(chǎn)生高次衍射光，并能對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)紋道上的子光束放大光斑直徑。因此，紋道與子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，可謀求制造光盤(pán)時(shí)提高作業(yè)效率。即使紋道間距不同的光記錄盤(pán)，也能適當(dāng)取得跟蹤誤差信號(hào)。
本發(fā)明中，可采用所述深度尺寸在所述槽部的長(zhǎng)度方向以階梯方式變化的組成，或所述深度尺寸在所述槽部的長(zhǎng)度方向連續(xù)變化的組成。
本發(fā)明中，也可采用所述多條槽部之間所述深度尺寸不同的組成。
本發(fā)明中，所述槽部的深度方向的中心位置最好處于在該槽部長(zhǎng)度方向上高度相同的位置。這樣進(jìn)行組成，能防止衍射元件引起的像散。
本發(fā)明中，可采用所述槽部的深度方向的中心位置在該槽部的長(zhǎng)度方向高度變化的組成。
本發(fā)明中，所述槽部的深度方向的中心位置最好處于各槽部之間高度相同的位置。這樣進(jìn)行組成，能防止衍射元件引起的像散。
本發(fā)明中，可采用所述槽部的深度方向的中心位置在各槽部之間不同的組成。
上述本發(fā)明中，最好所述交替排列多條的槽部和凸條部分別形成具有從所述凸條部的上表面到所述槽部的底部的深度尺寸大的中央?yún)^(qū)、以及所述深度尺寸小于所述中央?yún)^(qū)的兩端區(qū)，并將來(lái)自半導(dǎo)體激光器的激光的入射區(qū)設(shè)定成橫跨所述中央?yún)^(qū)和所述兩端區(qū)。這時(shí)，最好分別對(duì)所述交替排列多條的槽部和凸條部形成所述槽部的寬度尺寸相等，并且光柵的負(fù)載比為50∶50。
上述本發(fā)明中，可將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部形成低于所述兩端區(qū)的底部，并且將所述中央?yún)^(qū)的所述凸條部的上表面形成高于所述兩端區(qū)的所述凸條部的上表面，通過(guò)這樣形成所述中央?yún)^(qū)的深度尺寸大、同時(shí)所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于中央?yún)^(qū)小。
上述本發(fā)明中，可將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部在與所述兩端區(qū)的槽部的底部連續(xù)的中央形成凹陷的彎曲形狀，通過(guò)這樣形成所述中央?yún)^(qū)的深度尺寸大，同時(shí)所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于所述中央?yún)^(qū)小。
上述本發(fā)明中，可將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部在與所述槽部的長(zhǎng)度方向正交的方向形成比所述兩端區(qū)的槽部的底部低，通過(guò)這樣形成所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于所述中央?yún)^(qū)小。
本發(fā)明中，能用衍射元件將光斑形狀和衍射效率設(shè)定成希望的條件，可提高開(kāi)度的自由度和光學(xué)倍率。例如，將應(yīng)用本發(fā)明的衍射元件作為3光束產(chǎn)生用元件用于光盤(pán)裝置時(shí)，根據(jù)激光源出射的激光形成0次光組成的主光束和衍射光組成的子光束，則衍射元件的槽部從將該槽部夾在中間的兩側(cè)凸條部的上表面到該槽部的底部的深度尺寸因位置而變化，所以通過(guò)衍射元件時(shí)與通過(guò)前比較，0次光的峰狀變成峰腳提高部分受衍射的份額(例如中央?yún)^(qū)減小的份額)的形狀。因此，對(duì)入射到物鏡的0次光能取得與加大NA相同的效果，從而使主光束匯聚到光記錄盤(pán)的紋道上時(shí)，能使光斑直徑小。所以，能用低功率對(duì)光記錄盤(pán)進(jìn)行記錄，可謀求節(jié)省功率，而且便于對(duì)付發(fā)熱。又由于對(duì)衍射元件的負(fù)載比可原樣保持50∶50，能抑制產(chǎn)生高次衍射光，并能對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)紋道上的子光束放大光斑直徑。因此，紋道與子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，可謀求制造光盤(pán)時(shí)提高作業(yè)效率。即使紋道間距不同的光記錄盤(pán)，也能適當(dāng)取得跟蹤誤差信號(hào)。


圖1是模式地示出本發(fā)明實(shí)施方式1的光盤(pán)裝置關(guān)鍵部分的組成的說(shuō)明圖。
圖2(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式1中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
圖3是示出穿透本發(fā)明實(shí)施方式1中使用的衍射元件前后的0次光的光強(qiáng)度分布變化的說(shuō)明圖。
圖4(a)、(b)分別是示出應(yīng)用本發(fā)明的光盤(pán)裝置中在光記錄盤(pán)上形成光斑的狀況的說(shuō)明圖、以及示出已有光盤(pán)裝置中在光記錄盤(pán)上形成光斑的狀況的說(shuō)明圖。
圖5(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式2中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
圖6(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式3中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
圖7(a)、(b)、(c)、(d)分別是本發(fā)明實(shí)施方式4中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、在與槽部長(zhǎng)度方向正交的方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1是光盤(pán)裝置，2是激光源，3是光檢測(cè)器，10是光記錄盤(pán)，20是光學(xué)系統(tǒng)，8是衍射元件，81是槽部，82是凸條部，810是槽部的底部，82是凸條部的上表面。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1(總體組成)圖1是模式地示出本發(fā)明實(shí)施方式1的光盤(pán)裝置關(guān)鍵部分的組成的說(shuō)明圖。
圖1中，本實(shí)施方式的光盤(pán)裝置1，具有發(fā)出例如波長(zhǎng)650nm的激光束的半導(dǎo)體激光器2和光檢測(cè)器3。光盤(pán)裝置1具有從半導(dǎo)體激光器1往光記錄盤(pán)10設(shè)置分束鏡41、準(zhǔn)直透鏡42、調(diào)試鏡43和物鏡44的光學(xué)系統(tǒng)40。由這些光學(xué)元件構(gòu)成將半導(dǎo)體激光器2出射的激光引導(dǎo)到光記錄盤(pán)10的前往光路。光學(xué)系統(tǒng)40還在分束鏡41與光檢測(cè)器3之間設(shè)置傳感器透鏡45，并由物鏡44、調(diào)試鏡43、準(zhǔn)直透鏡42、分束鏡41和傳感器透鏡45構(gòu)成將光記錄盤(pán)10反射的回程光引導(dǎo)到光檢測(cè)器3的返回光路。從光檢測(cè)器3看，在分束鏡41的背后，配置檢測(cè)出從半導(dǎo)體激光器2往光記錄盤(pán)10的激光中被分束鏡41反射的光的前監(jiān)視器5(監(jiān)視用光檢測(cè)器)。
光檢測(cè)器3用于檢測(cè)出光記錄盤(pán)10反射的回程光以在記錄信息時(shí)或進(jìn)行信息再現(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)，并將這些聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)反饋到物鏡驅(qū)動(dòng)裝置7。
光記錄盤(pán)10是例如DVD-RAM(數(shù)字多用途光盤(pán)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。DVD-RAM中，雖然未圖示，但將帶波動(dòng)的紋間面和槽交替形成同心圓狀，并將紋間面和槽都用作形成坑的紋道。這里，將從波動(dòng)獲得的信號(hào)用于導(dǎo)入時(shí)鐘。
本實(shí)施方式的光盤(pán)裝置1中，在半導(dǎo)體激光器2與分束鏡41之間具有根據(jù)半導(dǎo)體激光器2出射的激光出射-1次衍射光組成的子光束、0次光組成的主光束和+1次光組成的子光束用的光柵元件或全息元件組成的衍射元件8。因此，能由物鏡44使0次光組成的主光束匯聚到光記錄盤(pán)10的紋道上，并能通過(guò)用光檢測(cè)器3檢測(cè)出其回程光進(jìn)行信息的再現(xiàn)。還能由物鏡44使0次光組成的主光束匯聚到光記錄盤(pán)10的紋道上，進(jìn)行信息記錄。進(jìn)而，由物鏡44使-1次光組成的子光束和+1次光組成的子光束匯聚到在光記錄盤(pán)10的紋道切線方向?qū)⒅鞴馐墓獍邐A在中間的位置，并可通過(guò)用光檢測(cè)器3檢測(cè)出其回程光，利用DPP法等獲得跟蹤誤差信號(hào)。
(衍射元件8的組成)圖2(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式1中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
如圖2(a)、(b)、(c)所示，本實(shí)施方式的光盤(pán)裝置1中，衍射元件8的任一槽部81，其將槽部81夾在中間的兩側(cè)的凸條部82的上表面820至槽部81的底部810的深度尺寸d都因位置而變化。本實(shí)施方式中，深度尺寸d在任一槽部81中都在槽部81的長(zhǎng)度方向(用箭頭號(hào)L表示)以階梯方式變化。即，任一槽部81中，長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)86與其兩端區(qū)87、88相比，槽部81的底部810都低一級(jí)，而且凸條部82的上表面820高一級(jí)，從而此中央?yún)^(qū)86的深度尺寸d大。因此，中央?yún)^(qū)86中，±1次衍射效率高。反之，槽部81的長(zhǎng)度方向的兩端區(qū)87、88中，與中央?yún)^(qū)86相比，槽部81的底部810高一級(jí)，而且凸條部82的上表面820低一級(jí)，從而該兩端區(qū)87、88的深度尺寸d小。所以，兩端區(qū)87、88中，±1次衍射效率低。但是，槽部81的深度方向的中心位置(圖2(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于長(zhǎng)度方向上高度相同的位置，而且槽部81的深度方向的中心位置處于相鄰的槽部81之間高度相同的位置。這里，衍射元件8在任一區(qū)中，槽部81的寬度尺寸與凸條部82的開(kāi)度尺寸都相等，光柵負(fù)載比均為50∶50。
這樣組成的衍射元件8中，槽部81深的中央?yún)^(qū)86在與長(zhǎng)度方向正交的方向形成帶狀，半導(dǎo)體激光器2出射的激光以跨越槽部81深的中央?yún)^(qū)86和槽部81淺的兩端區(qū)87、88的方式入射到衍射元件8。這里，半導(dǎo)體激光器2出射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案為橢圓，其長(zhǎng)軸方向?qū)?yīng)于與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向，短軸方向?qū)?yīng)于槽部81的長(zhǎng)度方向。將半導(dǎo)體元件2出射的激光的圖2(a)用圓LL表示的區(qū)域用于匯聚到光記錄盤(pán)10。
(本實(shí)施方式的作用和效果)圖3是示出穿透本發(fā)明實(shí)施方式1中使用的衍射元件前后的0次光的光強(qiáng)度分布變化的說(shuō)明圖，圖3(a)示出衍射元件8的俯視圖，同時(shí)在圖3(b)、(c)示出此衍射元件8的入射光的光強(qiáng)度分布，使其對(duì)應(yīng)于圖3(a)所示的衍射元件8的方向，還在圖3(d)、(e)示出此衍射元件8的出射光的光強(qiáng)度分布，使其也對(duì)應(yīng)于圖3(a)所示的衍射元件8的方向。圖4(a)、(b)分別是示出應(yīng)用本發(fā)明的光盤(pán)裝置中在光記錄盤(pán)上形成光斑的狀況的說(shuō)明圖和示出已有光盤(pán)裝置中在光記錄盤(pán)上形成光斑的狀況的說(shuō)明圖。
如圖3(a)、(b)、(d)所示，本實(shí)施方式的光盤(pán)裝置1中，將激光束在與衍射元件8的槽部81正交的方向切割衍射元件時(shí)的光量分布在其穿透衍射元件前后無(wú)大變化；與此相反，如圖3(a)、(c)、(e)所示，將激光束在與衍射元件8的槽部81平行的方向切割衍射元件上的光量在其穿透衍射元件8前后變化大。即，衍射元件8中，槽部81的長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)86的±1次衍射效率高，而兩端區(qū)87、88的±1次衍射效率低，所以中央?yún)^(qū)86出射的0次光的光強(qiáng)度大量減小，而兩端區(qū)87、88出射的0次光的光強(qiáng)度僅稍微減小。因此，0次光的峰狀如圖3(e)的箭頭號(hào)B所示，變成峰腳部分提高中央?yún)^(qū)中光量大量減小的份額的形狀。所以，對(duì)入射到物鏡44的0次光能取得與加大NA相同的效果。
因此，使主光束匯聚到光記錄盤(pán)10時(shí)，如圖4(a)和圖4(b)分別示出應(yīng)用本發(fā)明的情況和已有例那樣，根據(jù)本方式，對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)10的主光束能使其光斑直徑小。所以，對(duì)半導(dǎo)體激光器2出射的激光而言，即使功率低，也能對(duì)光記錄盤(pán)進(jìn)行記錄，從而能謀求節(jié)省功率和降低成本，而且便于對(duì)付發(fā)熱。
又，本實(shí)施方式中，對(duì)衍射元件8的光柵負(fù)載比而言，可全為50∶50，所以能抑制產(chǎn)生高次衍射光。因此，使子光束匯聚到光記錄盤(pán)10時(shí)，本方式與已有例相比，對(duì)+1次子光斑和-1次子光斑都放大光斑直徑。所以，紋道和子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，能謀求制造光盤(pán)裝置1時(shí)提高作業(yè)效率。而且，紋道間距不同的光記錄盤(pán)10也能適當(dāng)獲得跟蹤誤差信號(hào)。
再者，本實(shí)施方式中，槽部81的深度方向的中心位置(圖2(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于長(zhǎng)度方向上高度相同的位置而且槽部81的深度方向的中心位置處于相鄰槽部之間高度相同的位置，因而具有不產(chǎn)生像散的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施方式2圖5(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式2中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。下面說(shuō)明的實(shí)施方式2、3、4的基本組成與實(shí)施方式1相同，因而相同的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖5(a)、(b)、(c)所示，本方式的光盤(pán)裝置1中，也與實(shí)施方式1相同，衍射元件8的任一槽部81，其將槽部82夾在中間的兩側(cè)的凸條部82的上表面820至槽部81的底部810的深度尺寸d都因位置而變化。
但是，本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式1相同，任一槽部81中，深度尺寸在槽部81的長(zhǎng)度方向(用箭頭號(hào)L表示)都連續(xù)變化。即，任一槽部81中，底部810都形成在長(zhǎng)度方向中央凹陷的彎曲形狀，而任一凸條部82中，上表面820都形成在長(zhǎng)度方向中央鼓出的彎曲形狀。因此，任一槽部81中，長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)86與其兩端區(qū)87、88相比，槽部81的底部810低，而且凸條部82的上表面820高，此中央?yún)^(qū)86的深度尺寸d大。所以，中央?yún)^(qū)86中，±1次衍射效率高。反之，槽部81的長(zhǎng)度方向的兩端區(qū)87、88中，與中央?yún)^(qū)86相比，槽部81的底部810高，而且凸條部82的上表面820低，從而該兩端區(qū)87、88的深度尺寸d小。所以，兩端區(qū)87、88中，±1次衍射效率低。但是，槽部81的深度方向的中心位置(圖5(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于長(zhǎng)度方向上高度相同的位置，而且槽部81的深度方向的中心位置處于相鄰的槽部81之間高度相同的位置。這里，衍射元件8在任一區(qū)中，槽部81的寬度尺寸與凸條部82的開(kāi)度尺寸都相等，光柵負(fù)載比均為50∶50。
這樣組成的衍射元件8中，槽部81深的中央?yún)^(qū)86與槽部81淺的兩端區(qū)87、88沒(méi)有明確的界線，但中央?yún)^(qū)86在與長(zhǎng)度方向正交的方向形成連續(xù)的帶狀，半導(dǎo)體激光器2出射的激光以跨越槽部81深的中央?yún)^(qū)86和槽部81淺的兩端區(qū)87、88的方式入射到衍射元件8。這里，半導(dǎo)體激光器2出射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案為橢圓，其長(zhǎng)軸方向?qū)?yīng)于與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向，短軸方向?qū)?yīng)于槽部81的長(zhǎng)度方向。將半導(dǎo)體元件2出射的激光的圖5(a)中用圓LL表示的區(qū)域用于匯聚到光記錄盤(pán)10。
這樣組成的光盤(pán)裝置1中，也如實(shí)施方式1中參照?qǐng)D3說(shuō)明的那樣，衍射元件8中，槽部81的長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)86的±1次衍射效率高，而兩端區(qū)87、88的±1次衍射效率低，所以中央?yún)^(qū)86出射的0次光的光強(qiáng)度大量減小，而兩端區(qū)87、88出射的0次光的光強(qiáng)度僅稍微減小。因此，0次光的峰狀變成峰腳部分提高中央?yún)^(qū)中光量大量減小的份額的形狀，從而對(duì)入射到物鏡44的0次光能取得與加大NA相同的效果。所以，使主光束匯聚到光記錄盤(pán)10時(shí)，如實(shí)施方式1中參照?qǐng)D4(a)說(shuō)明的那樣，對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)10的主光束能使其光斑直徑小。所以，對(duì)半導(dǎo)體激光器2出射的激光而言，即使功率低，也能對(duì)光記錄盤(pán)進(jìn)行記錄，從而能謀求節(jié)省功率和降低成本，而且便于對(duì)付發(fā)熱。
又，本實(shí)施方式中，對(duì)衍射元件8的光柵負(fù)載比而言，可全為50∶50，所以能抑制產(chǎn)生高次衍射光。因此，使子光束匯聚到光記錄盤(pán)10時(shí)，本方式與已有例相比，對(duì)+1次子光斑和-1次子光斑都放大光斑直徑。所以，紋道和子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，能謀求制造光盤(pán)裝置1時(shí)提高作業(yè)效率。而且，紋道間距不同的光記錄盤(pán)10也能適當(dāng)獲得跟蹤誤差信號(hào)。
再者，本實(shí)施方式中，槽部81的深度方向的中心位置(圖5(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于長(zhǎng)度方向上高度相同的位置而且槽部81的深度方向的中心位置處于相鄰槽部之間高度相同的位置，因而具有不產(chǎn)生像散的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施方式3圖6(a)、(b)、(c)分別是本發(fā)明實(shí)施方式3中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
如圖6(a)、(b)、(c)所示，本方式的光盤(pán)裝置1中，也與實(shí)施方式1相同，衍射元件8的任一槽部81，其將槽部82夾在中間的兩側(cè)的凸條部82的上表面820至槽部81的底部810的深度尺寸d都因位置而變化。即，任一槽部81中，底部810都形成在長(zhǎng)度方向的中央凹陷的彎曲形狀，而任一凸條部82中，上表面820為平面。因此，任一槽部81中，長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)86與其兩端區(qū)87、88相比，槽部81的底部810低，此中央?yún)^(qū)86的深度尺寸大。所以，中央?yún)^(qū)86中，±1次衍射效率高。反之，槽部81的長(zhǎng)度方向的兩端區(qū)87、88中，與中央?yún)^(qū)86相比，槽部81的底部810高，而且凸條部82的上表面820低，從而該兩端區(qū)87、88的深度尺寸d小。所以，兩端區(qū)87、88中，±1次衍射效率低。衍射元件8與實(shí)施方式1、2相同，在任一區(qū)中，槽部81的寬度尺寸與凸條部82的寬度尺寸都相等，光柵負(fù)載比均為50∶50。
但是，本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式1、2不同，槽部81的深度方向的中心位置(圖6(b)中用點(diǎn)劃線C表示)在長(zhǎng)度方向上變化。本方式中，槽部81的深度方向的中心位置在中央?yún)^(qū)86凹陷。
這樣組成的衍射元件8中，槽部81深的中央?yún)^(qū)86與槽部81淺的兩端區(qū)87、88沒(méi)有明確的界線，但中央?yún)^(qū)86在與長(zhǎng)度方向正交的方向形成連續(xù)的帶狀，半導(dǎo)體激光器2出射的激光以跨越槽部81深的中央?yún)^(qū)86和槽部81淺的兩端區(qū)87、88的方式入射到衍射元件8。這里，半導(dǎo)體激光器2出射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案為橢圓，其長(zhǎng)軸方向?qū)?yīng)于與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向，短軸方向?qū)?yīng)于槽部81的長(zhǎng)度方向。將半導(dǎo)體元件2出射的激光的圖6(a)中用圓LL表示的區(qū)域用于匯聚到光記錄盤(pán)10。
這樣組成的光盤(pán)裝置1中，0次光的峰狀也變成峰腳部分提高中央?yún)^(qū)中光量大量減小的份額的形狀，因而對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)10的主光束能使其光斑直徑小。所以，對(duì)半導(dǎo)體激光器2出射的激光而言，取得功率低也能對(duì)光記錄盤(pán)10進(jìn)行記錄等效果。又，對(duì)衍射元件8的光柵負(fù)載比而言，可全為50∶50，所以能抑制產(chǎn)生高次衍射光，并且對(duì)+1次子光斑和-1次子光斑都放大光斑直徑。因此，紋道和子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，能謀求制造光盤(pán)裝置1時(shí)提高作業(yè)效率。
再者，本方式中，槽部81的深度方向的中心位置(圖6(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于相鄰的槽部81之間高度相同的位置，但在槽部81的長(zhǎng)度方向上變化，這種模式適應(yīng)光盤(pán)裝置1中用的其它光學(xué)系統(tǒng)引起的像散。因此，根據(jù)本方式，能吸收用于光盤(pán)裝置1的光學(xué)系統(tǒng)引起的像散。
實(shí)施方式4圖7(a)、(b)、(c)、(d)分別是本發(fā)明實(shí)施方式4中使用的衍射元件的俯視圖、沿槽部長(zhǎng)度方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、在與槽部的長(zhǎng)度方向正交的方向剖切衍射元件時(shí)的剖視圖、以及立體圖。
如圖7(a)、(b)、(d)所示，本方式的光盤(pán)裝置1中，衍射元件8的槽部81的底部810和凸條部82的上表面820均為平面，并且槽部81的長(zhǎng)度方向(用箭頭號(hào)L表示)上將槽部81夾在中間的兩側(cè)的凸條部82的上表面820至槽部810的深度尺寸d不論位置，總固定。
其中，本實(shí)施方式在與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向上，相鄰的凸?fàn)畈?2的上表面820處于高度相同的位置，但如圖7(a)、(c)、(d)所示，槽部81的底部810，其與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向的中央?yún)^(qū)83比兩端區(qū)84、85低。因此，衍射元件8的任一槽部81的將槽部81夾在中間的兩側(cè)的凸條部82的上表面820至槽部81的底部810的深度尺寸d因位置而變化。所以，槽部深的中央?yún)^(qū)83中，±1次衍射效率高，槽部81淺的兩端區(qū)84、85則±1次衍射效率低。而且，與實(shí)施方式1、2、3相同，衍射元件8的任一區(qū)中槽部81的寬度尺寸與凸條部82的寬度尺寸相等，光柵負(fù)載比均為50∶50。
本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式3不同，槽部81在深度方向的中心位置(圖7(b)中用點(diǎn)劃線C表示)固定，但與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向上中央?yún)^(qū)83比兩端區(qū)84、85凹陷。
這樣組成的衍射元件8中，槽部81深的中央?yún)^(qū)83與槽部81淺的兩端區(qū)84、85沒(méi)有明確的界線，但中央?yún)^(qū)83在與長(zhǎng)度方向正交的方向形成連續(xù)的帶狀，半導(dǎo)體激光器2出射的激光以跨越槽部81深的中央?yún)^(qū)83和槽部81淺的兩端區(qū)84、85的方式入射到衍射元件8。這里，半導(dǎo)體激光器2出射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案為橢圓，其長(zhǎng)軸方向?qū)?yīng)于與槽部81的長(zhǎng)度方向正交的方向，短軸方向?qū)?yīng)于槽部81的長(zhǎng)度方向。將半導(dǎo)體元件2出射的激光的圖7(a)中用圓LL表示的區(qū)域用于匯聚到光記錄盤(pán)10。
這樣組成的光盤(pán)裝置1中，由于中央?yún)^(qū)83出射的0次光的光強(qiáng)度大量減小，而兩端區(qū)84、85出射的0次光的光強(qiáng)度僅稍微減小，0次光的峰狀變成峰腳部分提高中央?yún)^(qū)中光量大量減小的份額的形狀。因此，對(duì)匯聚到光記錄盤(pán)10的主光束能使其光斑直徑小，所以對(duì)半導(dǎo)體激光器2出射的激光而言，取得功率低也能對(duì)光記錄盤(pán)10進(jìn)行記錄等效果。又，對(duì)衍射元件8的光柵負(fù)載比而言，可全為50∶50，所以能抑制產(chǎn)生高次衍射光，并且對(duì)+1次子光斑和-1次子光斑都放大光斑直徑。因此，紋道和子光束的位置精度公差擴(kuò)寬，能謀求制造光盤(pán)裝置1時(shí)提高作業(yè)效率。
再者，本實(shí)施方式中，槽部81的深度方向的中心位置(圖7(b)中用點(diǎn)劃線C表示)處于相鄰的槽部81之間高度相同的位置，但在槽部81的長(zhǎng)度方向上變化，這種模式適應(yīng)光盤(pán)裝置1中用的其它光學(xué)系統(tǒng)引起的像散。因此，根據(jù)本方式，能吸收用于光盤(pán)裝置1的光學(xué)系統(tǒng)引起的像散。
此外，不考慮光盤(pán)裝置1中用的其它光學(xué)系統(tǒng)引起的像散時(shí)，也可構(gòu)成將槽部81在深度方向的中心位置設(shè)定成在長(zhǎng)度方向上高度相同的位置，而且處于槽部81之間也高度相同的位置。
權(quán)利要求
1.一種衍射元件，交替排列多條槽部和凸條部，其特征在于，從將所述槽部夾在中間的兩側(cè)凸條部的上表面到該槽部的底部的深度尺寸，因位置而變化。
2.如權(quán)利要求1中所述的衍射元件，其特征在于，所述深度尺寸在所述槽部的長(zhǎng)度方向，以階梯方式變化。
3.如權(quán)利要求1中所述的衍射元件，其特征在于，所述深度尺寸在所述槽部的長(zhǎng)度方向，連續(xù)變化。
4.如權(quán)利要求1中所述的衍射元件，其特征在于，所述深度尺寸在所述多條槽部之間不同。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的衍射元件，其特征在于，所述槽部的深度方向的中心位置，處于在該槽部的長(zhǎng)度方向高度相同的位置。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的衍射元件，其特征在于，所述槽部的深度方向的中心位置，在該槽部的長(zhǎng)度方向變化。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的衍射元件，其特征在于，所述槽部的深度方向的中心位置，處于各槽部之間高度相同的位置。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的衍射元件，其特征在于，所述槽部的深度方向的中心位置，在各槽部之間不同。
9.如權(quán)利要求1中所述的衍射元件，其特征在于，所述交替排列多條的槽部和凸條部，分別形成具有從所述凸條部的上表面到所述槽部的底部的深度尺寸大的中央?yún)^(qū)、以及所述深度尺寸小于所述中央?yún)^(qū)的兩端區(qū)，并將來(lái)自半導(dǎo)體激光器的激光的入射區(qū)設(shè)定成橫跨所述中央?yún)^(qū)和所述兩端區(qū)。
10.如權(quán)利要求9中所述的衍射元件，其特征在于，分別對(duì)所述交替排列多條的槽部和凸條部，形成所述槽部的寬度尺寸相等、并且光柵的負(fù)載比為50∶50。
11.如權(quán)利要求10中所述的衍射元件，其特征在于，將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部形成低于所述兩端區(qū)的底部、并且將所述中央?yún)^(qū)的所述凸條部的上表面形成高于所述兩端區(qū)的所述凸條部的上表面，通過(guò)這樣形成所述中央?yún)^(qū)的深度尺寸大、同時(shí)所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于中央?yún)^(qū)小。
12.如權(quán)利要求10中所述的衍射元件，其特征在于，將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部在與所述兩端區(qū)的槽部的底部連續(xù)的中央形成凹陷的彎曲形狀，通過(guò)這樣形成所述中央?yún)^(qū)的深度尺寸大、同時(shí)所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于所述中央?yún)^(qū)小。
13.如權(quán)利要求10中所述的衍射元件，其特征在于，將所述中央?yún)^(qū)的槽部的底部在與所述槽部的長(zhǎng)度方向正交的方向形成比所述兩端區(qū)的槽部的底部低，通過(guò)這樣形成所述兩端區(qū)的深度尺寸相對(duì)于所述中央?yún)^(qū)小。
14.一種光盤(pán)裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的衍射元件，并且具有激光源、光檢測(cè)器、構(gòu)成將所述激光源出射的激光引導(dǎo)到光記錄盤(pán)的前往光路、以及將所述光記錄盤(pán)反射的回程光引導(dǎo)到光檢測(cè)器的返回光路的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)將所述衍射元件作為3光束產(chǎn)生用元件，該3光束產(chǎn)生用元件在所述前往光路的中途位置、根據(jù)所述激光源出射的光形成0次光組成的主光束和衍射光組成的2個(gè)子光束。
15.如權(quán)利要求14中所述的光盤(pán)裝置，其特征在于，所述交替排列多條的槽部和凸條部，分別形成具有從所述凸條部到所述槽部的底部的深度尺寸大的中央?yún)^(qū)、以及所述深度尺寸小于所述中央?yún)^(qū)的兩端區(qū)，并使所述激光源出射的激光入射成橫跨所述中央?yún)^(qū)和所述兩端區(qū)。
16.如權(quán)利要求15中所述的光盤(pán)裝置，其特征在于，分別對(duì)所述交替排列多條的槽部和凸條部形成所述槽部的寬度尺寸與所述凸條部的寬度尺寸相等，并且光柵的負(fù)載比為50∶50。
17.如權(quán)利要求16中所述的光盤(pán)裝置，其特征在于，所述激光源出射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案為橢圓，并將所述激光入射到所述衍射元件，使得其長(zhǎng)軸方向?qū)?yīng)于與所述衍射元件的所述槽部的長(zhǎng)度方向正交的方向、并且其短軸對(duì)應(yīng)于所述槽部的長(zhǎng)度方向。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種可將主光束的光斑形狀和衍射效率設(shè)定成希望的條件從而能提高開(kāi)度的自由度和光學(xué)倍率的自由度的衍射元件和光盤(pán)裝置。在這種光盤(pán)裝置(1)中，產(chǎn)生3光束用的衍射元件(8)在槽部(81)的長(zhǎng)度方向的中央?yún)^(qū)(86)內(nèi)，±1次衍射效率高，在兩端區(qū)(87、88)則±1次衍射效率低。因此，相對(duì)于中央?yún)^(qū)(86)出射的0次光的光強(qiáng)度大量減小，兩端區(qū)(87、88)出射的0次光的光強(qiáng)度僅稍微減小，因而0次光的峰狀形成使峰腳部分提高的形狀，能取得與加大NA相同的效果。所以，使主光束匯聚到光記錄盤(pán)(10)時(shí)，能對(duì)主光束減小其光斑直徑。又，由于不產(chǎn)生無(wú)用的高次衍射光，所以能加大子光斑。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1838272SQ20061006819
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者酒井博 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)三協(xié)株式會(huì)社