具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的实施方式的细节。其中,在各图中,向表示相同作用的构成要素标注相同的符号。
(实施例1)
简单说明DPP方式。
图2是使用DPP方式的跟踪控制信号检测模块的光拾取器的主要光学系统的示意图。
从半导体激光器1发出的激光光束被衍射光栅2等光束分割元件分割成实际上执行信息信号的再现或记录的主光束50(0次光)与用于生成跟踪控制信号的2条副光束51和52(±1次衍射光)。之后,这些光束经单向透视玻璃3、准直透镜4,由物镜5分别独立聚光到光盘10内的规定记录层上。此时,按涉及光盘10的半径方向的照射位置间隔与该光盘10的记录轨道间隔的大致一半一致的配置,照射主光束50的聚光斑点(未图示)与副光束51和52的聚光斑点(未图示)。这些取光斑点的来自光盘10的反射光束再通过物镜5、准直透镜4、单向透视玻璃3,再经检测透镜7,入射到光检测器8。
其中,在物镜5中,装配有用于沿规定方向驱动其的致动器6,通过向该致动器6反馈后述的跟踪控制信号,执行物镜的位置控制,执行跟踪控制。
所述光检测器8如图3所示,沿图中的上下方向并列配置由主光束50的光盘反射光构成的聚光斑点60入射的受光区域80、与由副光束51和52的光盘反射光构成的光斑点61、62入射的受光区域81和82。其中,主光束50用的受光区域80如图所示,由以十字状的分割线分割成4份的受光面构成,另一方面,副光束用的受光区域81和82由分别沿图的上下方向被分割线83和84分割成2份的受光面构成。另外,从分割的各受光面,发生对应于该入射光强度的电流,在由电流-电压变换放大器201~208分别独立地进行电流-电压变换之后,由减法器210和211执行减法处理,输出将主光束50的推挽信号(下面为了简化,将该信号记作主PP信号)与副光束51和52的推挽信号相加后的信号(下面为了简化,将该信号记作子PP信号)。
此时输出的主PP信号与子PP信号由于光盘10上的各聚光斑点如上述配置,所以其信号相位彼此错开180度后输出。因此,通过由放大器212和213分别以适当的放大率K1和K2放大这两个PP信号后,由减法器214执行减法处理,从而可输出去除了主PP信号与子PP信号两者中包含的无用直流分量或相同相位的干扰分量的良好的跟踪控制信号。
这样,DPP方式具有如下优点,即可利用简单的光学系统构成,去除伴随例如物镜的跟踪位移等产生的跟踪控制信号的偏移等,稳定地检测高品质的跟踪控制信号,被广泛用作有效的跟踪控制信号检测模块。下面,将上述为了检测跟踪控制信号而构成的减法器210和211与放大器212和213与减法器214所构成的运算电路记作跟踪控制信号检测电路500。
其中,光拾取器中的物镜5的位置控制不仅限于上述跟踪控制,当然还同时执行沿光轴方向的位置控制、所谓的聚焦控制。作为用于该聚焦控制的聚焦控制信号的检测方式,例如通常使用像散方式等,与上述跟踪控制信号一样,可根据例如图3所示的光检测器8内的各受光面检测到的信号,经规定的运算电路生成。
这样,DPP方式是被广泛使用的方式。
但是,在执行多层化记录层的光盘再现或记录的光拾取器或光学信息记录再现装置中使用基于这种DPP方式的跟踪控制信号检测模块的情况下,重新产生下面的课题。
即,在将各光束聚光到多层化的光盘内的各记录层中、实际上构成信号的记录或再现对象的记录层(下面为了简化,将该记录层记作对象层)的情况下,产生该光量的一部分不在该对象层反射,而被对象层以外的对象层反射,变为无助于实际的信号检测的无用光束,沿着与原来的信号光束大致一样的光路入射到光检测器内的各受光面的问题。入射到该受光面的无用光束在受光面上与原来的信号光束产生干涉,结果,由于基于该干涉条纹的光量不平衡,从各受光面输出的信号中漏入无用的干扰分量。
以图4所示的具备2层记录层(层间隔为δ)100和101的光盘10为例,具体说明该现象。
例如图5A、5B是示意表示从图的下侧使主光束50与副光束51、52(未图示)聚光到与图4相同的具有2层记录层100和101的光盘10的图。
首先,图5A表示各光束聚光到面前侧(图的下侧)的记录层100上的情况,即记录层100为对象层的情况。在这种情况下,聚光到记录层100上的光斑点的光量的一部分透过记录层100,被位于其进深侧(图的上侧)的记录层101反射,构成无用光束53。
另外,图5B与所述图5A的情况相反,表示各光束聚光到进深侧(图的上侧)的记录层101上的情况,即记录层101为对象层的情况。在这种情况下,尽管光束一旦透过位于面前(图的下侧)的记录层100后聚光到记录层101上,但此时部分光量在记录层100反射,构成无用光束54。
这种无用光束53、54均沿着与原来的信号光束大致一样的光路到达光检测器,但此时却大大地扩散后照射到光检测器内的各受光面上。这部分光与照射到各受光区域上的原来的信号光束重叠,产生干涉。结果,在各受光区域上产生明暗的干涉条纹,因该干涉条纹产生的局部光量不平衡,会在从各受光面检测到的信号中漏入无用的干扰分量。
尤其是用于基于DPP方式的跟踪控制信号检测的子PP信号通常与主PP信号相比,信号强度小,所以基于上述无用光束与信号光束的干扰的光量不平衡影响大,会泄漏相对于实际的信号振幅较大的干扰分量。结果,利用DPP方式检测到的跟踪控制信号中产生大的波形失真或摆动等,信号品质恶化。
发明人对这种无用光束与信号光束的干扰对子PP信号产生的影响程度进行研究,发现在因所述干扰产生的各受光区域内的光量不平衡中,设置在子PP信号检测用受光区域(图3中的受光区域81和82)内的分割线(图3中的83和84)上及其附近产生的光量不平衡对子PP信号的品质产生最坏的影响。
另一方面,还知道主PP信号或子PP信号本身主要由聚光到各受光区域上的光斑点(即图3的60-62)各自在斑点外围部的光量变化生成,光盘的信息信号记录密度高,与之相伴,越是将记录轨道间隔设置得窄的盘,该倾向越大。
根据以上状况,就具备使用基于DPP方式的跟踪控制信号检测模块、并且在将记录层多层化为2层以上的光盘中记录信息信号或再现记录的信息信号的功能之光拾取器和搭载其的光学信息再现装置而言,可提供一种可良好地改善因从对象层以外的记录层产生的无用光束与原来的信号光束在光检测器的各受光区域上干涉而产生的跟踪控制信号的品质恶化、稳定地高精度检测跟踪控制信号的光拾取器及搭载其的光学信息再现装置。
图1是表示作为第一实施例的主要部分的光检测器的构成图。其中,在图1中,向与图3中已说明的光检测器相同的构成要素附加相同序号。
此外,本实施例中的光拾取器的光学系统构成不妨与如图2所示的光拾取器一样构成。与图2的不同之处在于光检测器8内的受光面图案。比较图1所示的本实施例的光检测器8的受光面图案与图3所示的光检测器8的受光面图案可知,在本实施例中,在副光束的聚光斑点61和62分别入射的受光区域81和82的中央部分割线(相当于图3现有例中的分割线83和84)上,设置将短边侧的宽度W设定成后述规定尺寸的遮光带或不敏感带73和74。其中,就遮光带而言,可如下实现,即通过在受光面上真空蒸镀铝等不通过光的媒体,光束不直接入射到被该遮光带覆盖的受光面。由此,在不对应于本实施例的光盘中也可简易地适用本实施例。另外,就不敏感带而言,可如下实现,即例如削除该部分的受光面,即便光束实际入射到该部分,也不产生与之对应的信号电流。
其中,作为上述遮光带,不限于上述铝等、相对全部波长频带、透过率基本为零的媒体,也可将例如仅对特定波段、透过率基本为零的具有波长选择性的媒体作为遮光带。
由此,可廉价生成对应于本实施例的光拾取器。通过在副光束用的受光区域81、82上设置这种遮光带或不敏感带,即便从上述多层盘中的再现或记录对象层以外的记录层产生的无用光束与从记录再现对象层得到的原来的信号光束产生干涉,也可由此有效降低漏入子PP信号的干扰分量。
另一方面,由于子PP信号本身如上所述主要由聚光到各受光区域上的各光斑点的外围部的光量变化而生成,所以基本上没有上述遮光带或不敏感带产生的影响。结果,即便是多层化记录层的光盘,也可高精度稳定地检测基于DPP方式的跟踪控制信号。
其中,就上述遮光带或不敏感带的短边侧宽度W而言,发明者研究发现,设定在入射到受光区域81和82的副光束的聚光斑点61和62直径的约20%~40%的范围内,就上述干扰分量而言最有效。具体而言,通常的光拾取器最普遍的地将入射到受光区域81和82的副光束的聚光斑点61和62的直径设定为约100微米左右,所以期望将上述遮光带或不敏感带的短边侧宽度W设定在约20微米~40微米左右的范围内。
(实施例2)
下面,用附图6来说明第二实施例。
图6表示第二实施例的主要部分。在该图中,向与图1和图3中所示的构成要素相同的构成要素标注相同序号。
本实施例代替设置图1所示的第一实施例的遮光带或不敏感带,在设置于副光束用受光区域81、82内的原来的分割线83、84的上下,重新设置与83、84大致平行的分割线85和86与87和88,由各3条分割线,将受光区域81分割为81a至81d等4个受光面,将受光区域82分割为82a至82d等4个受光面。此时,分割线85与86的间隔和分割线87与88的间隔W构成与图1所示的第一实施例中遮光带或不敏感带的短边侧宽度W相同大小的尺寸。
若根据从如此分割成4份的受光面中、例如受光面81a经电流-电压变换放大器201从信号线301输出的信号、与从受光面81d经电流-电压变换放大器202从信号线301输出的信号生成子PP信号,则该信号构成与图1所示的第一实施例的光检测器得到的子PP信号完全相同的信号。同样,从受光面82a经电流-电压变换放大器207从信号线305输出的信号、与从受光面82d经电流-电压变换放大器208从信号线308输出的信号生成的子PP信号也构成与第一实施例的光检测器得到的子PP信号完全相同的信号。
另一方面,若根据由加法器215或217加法处理从受光面81a或受光面82a经电流-电压变换放大器201或207检测到的信号、与从受光面81b或受光面82b经电流-电压变换放大器209或211检测到的信号并从信号线302或306输出的信号、与由加法器216或218加法处理从受光面81d或受光面82d经电流-电压变换放大器202或208检测到的信号、与从受光面81c或受光面82c经电流-电压变换放大器210或212检测到的信号并从信号线303或307输出的信号,生成子PP信号,则该信号构成与从图3所示的现有光检测器得到的子PP信号完全相同的信号。
因此,在本实施例中,通过如上所述使用切换开关401和402选择地切换子PP信号生成的信号线,可由一个光检测器来兼用本发明的光检测器与现有的光检测器两者的功能。因此,光盘的种类按照例如多层化的盘或现有单层记录的盘来分开使用上述功能,从而可使光拾取器的通用性提高。
(实施例3)
下面,用图7和图8来说明第三实施例。在本实施例中,光拾取器的光学系统构成和光检测器8的构成不妨分别与图2和图3所示的构成一样。代之以用作光束分割元件的衍射光栅2具备与现有光栅不同的构造。图7是表示本实施例中使用的衍射光栅2的构造之示意平面图。在本实施例中,利用沿大致垂直于光栅沟方向(即衍射光栅2上相当于盘半径方向的方向)的方向(即衍射光栅2上相当于盘的切线方向的方向)延伸的2条分割线,将衍射光栅2分割成区域21、22和23等3个区域,其中,在夹持中央部区域22的两个区域21和23中刻入光栅沟,在中央部区域22中,光栅变为透明平板。
若从激光光源射出的光束入射到这种构造的衍射光栅2,则仅通过中央部区域22的光束部分衍射,衍射后从主光束分离出的副光束中仅中央部分变为大致成带状的状态的光束。因此,经光盘最终入射到光检测器8内的受光区域81和82的副光束的聚光斑点也如图8所示,应当刚好入射到分割线83、84上及其附近的光束部分形成带状,变为61a与61b和62a与62b等被分割成2份的聚光斑点,入射到各受光面。
因此,即便构成为光检测器8的受光区域不设置遮光带或不敏感带,也可得到与图1所示的第一实施例一样的效果。
通常,如本实施例所示将衍射光栅的构造形成图7的3分割构造,与在光检测器等较精密价格高的模块中设置遮光带或不敏感带相比,具有成本或作业性好等优点。
其中,就图7所示的3分割光栅的中央部区域22的宽度W’而言,期望设计成光检测器8的受光区域81和82上的聚光斑点61a与61b或62a与62b之间的间隔W与图1实施例中的遮光带或不敏感带W相同。
(实施例4)
下面,用图10来说明本发明的第四实施例。在本实施例中,与图1所示的本发明的第一实施例一样,在副光束用受光区域81和82的中央部分割线上,设置规定的遮光带或不敏感带73和74,通过再在各受光区域81、82中设置大致垂直于所述中央部分割线的分割线,与主光束用受光区域80一样,将各个受光区域分割成4份。这样,除主光束用受光区域80以外,副光束用受光区域81和82也4分割的目的是因为即便该副光束用受光区域81和82也与主光束用受光区域80一样,检测基于像散方式的聚焦控制信号。另外,为了从主光束用受光区域80和副光束用受光区域81和82分别检测基于像散方式的聚焦控制信号,如图10所示,使用聚焦控制信号检测电路501内设置的加法器228-235与减法器236和237构成的运算电路,基于像散方式的聚焦误差信号的检测由于已是公知技术,所以省略进一步的详细说明。
在聚焦控制信号检测电路501内,除上述加法器和减法器外,还配置以规定的放大率K3放大副光束用受光区域81和82检测出的聚焦控制信号的放大器238与将该放大的副光束的聚焦控制信号与主光束用受光区域80检测到的主光束聚焦控制信号相加处理的加法器239。这样,将把主光束聚焦控制信号与副光束聚焦控制信号相加处理后的信号设为新的聚焦控制信号的方法被称为差动像散方式(DAD方式),是用于去除基于像散方式的聚焦控制信号内漏入的干扰分量并检测良好的聚焦控制信号的有效方法,该方式本身已是公知的技术,所以省略详细说明。
在聚焦控制信号检测电路501内,设置切换开关403,用于切换输出将上述主光束的聚焦控制信号与副光束聚焦控制信号相加处理的信号与以前仅由主光束生成的聚焦控制信号之一,可对应于再现或记录对象的光盘种类等,输出或选择地切换某个聚焦控制信号。
在本实施例中,除上述聚焦控制信号检测电路501外,还配置与图1、图6等的实施例一样的跟踪控制信号检测电路500,但该跟踪控制信号检测电路的细节已于图1、图3、图6等中说明,所以这里省略详细说明。
(实施例5)
下面,用图11来说明本发明的第五实施例。在本实施例中,受光面与图6所示的本发明第二实施例基本一样构成,再通过对副光束用受光区域81和82设置大致垂直于该分割线83、85、86和84、87、88的分割线,将各个受光区域全部各分割成8个区域。这可构成为与图6所示的本发明第二实施例一样,利用跟踪控制信号检测电路500检测跟踪控制信号,同时,与图10所示的本发明第四实施例一样,利用聚焦控制信号501检测聚焦控制信号。跟踪控制信号检测方式和聚焦控制信号检测方式各自的详细内容与已在其它实施例中说明的内容重叠,所以这里省略详细说明,但利用本实施例的构成,聚焦控制信号与跟踪控制信号之一可选择地切换检测基于本发明的受光面构成的信号、或基于现有受光面构成的信号之一。
但是,作为使用本发明的光拾取器,不限于以上实施例中说明的光学系统构成或受光面构成,只要是采用DPP方式或相当于DPP方式的检测方式来作为跟踪控制信号检测方式的光拾取器或搭载该光拾取器的光学信息再现装置,则哪个光学系统构成或受光面构成均无妨。
图9是搭载第一~第五实施例的光拾取器的光学信息记录再现装置示意图。900是光盘,910是激光点亮电路,920是光拾取器,930是主轴电机,940是主轴电机驱动电路,950是存取控制电路,960是致动器驱动电路,970是伺服信号生成电路,980是信息信号再现电路,990是信息信号记录电路,9000是控制电路。控制电路9000、伺服信号生成电路970、致动器驱动电路960对应于光拾取器920的输出,控制致动器。通过将来自本实施例中的光拾取器的输出用于致动器控制,可稳定且高精度地进行信息记录或信息再现。
通过使用上述各手段,在从多层化记录层的光盘再现信息信号或向记录层记录信息信号时,可良好地改善由从再现或记录的对象层以外的记录层产生的无用光束与原来信号光束的干扰所产生的跟踪控制信号的品质低下,稳定且高精度地检测跟踪控制信号。
(实施例6)
图12是表示本发明第六实施例的光拾取器装置一例的示意构成图。从激光光源1射出的激光光束入射到作为光束分割元件的衍射光栅2,被分割为基于0次衍射光的主光束、与由+1次和-1次衍射光构成的2条副光束。各光束的前进方向被偏振光分束器11变更,经可利用步进电机12的驱动补偿入射光束的球面像差的准直透镜4、具备使所述主光束和副光束的一部分衍射的衍射区域的光学元件13、向彼此直行的偏振光分量提供90度相位差的1/4波长板14,由物镜5独立聚光到光盘10内的规定记录层。各聚光斑点的来自光盘的反射光束再次透过物镜5后,经1/4波长板14、光学元件13、准直透镜4、偏振光分束器11、检测透镜7,入射到光检测器8。
期望将物镜5、1/4波长板14、光学元件13装配在用于沿规定方向驱动的致动器6内。向该致动器反馈后述的跟踪控制信号,执行物镜的位置控制,由此执行跟踪控制。另外,也可使用液晶元件等来作为所述球面像差补偿模块。所述光检测器8利用DPP方式检测跟踪控制信号。下面,简单说明DPP方式。
图13是表示光检测器的现有例的示意图,表示DPP检测方式的一例。在光检测器8内,配置光盘反射的主光束的聚光斑点60入射的受光区域80、与光盘反射的副光束的聚焦斑点61和62入射的受光区域81和82。其中,主光束受光区域80由被彼此大致垂直的2条分割线4分割的受光面构成,另一方面,副光束受光区域81和82由被大致垂直于相当于光盘径向的方向的分割线83和84分别2分割的受光面构成。另外,图13中用箭头示出光检测器上相当于光盘径向的方向(图的上下方向)。从这些分割的各受光面,分别对应于入射光强度,产生电流,在由电流-电压变换放大器201-208分别独立变换之后,由减法器25和28减法处理,输出将主光束60的推挽信号(下面为了简化,将该信号记作主PP信号。)与副光束61、62的推挽信号相加后的信号(下面为了简化,将该信号记作副PP信号。)。
主光束与副光束在光盘上隔开1/2轨道的间隔,并且,2条副光束间隔1轨道的间隔照射。因此,主PP信号与副PP信号的信号相位相互错开180度后输出。因此,通过由放大器212和213分别以适当的放大率K1和K2放大两个PP信号后由减法器214执行减法处理,去除主PP信号与副PP信号双方中包含的无用直流分量或相同相位的干扰分量,得到良好的跟踪控制信号。
这样,DPP方式可利用简单的光学系统构成,去除伴随物镜的跟踪位移等产生的跟踪控制信号的偏移等,稳定地检测高品质的跟踪控制信号。
光拾取器装置中的物镜位置控制不仅与跟踪位置控制、还与作为沿光轴方向的位置控制之聚焦位置控制同时执行。作为用于该聚焦位置控制的控制信号检测方式,通常广泛使用像散方式。与跟踪控制一样,也可通过对来自图13所示的光检测器的各受光面的检测信号执行规定的运算处理,检测聚焦控制信号。
这样,DPP方式由于其有用性,是被广泛使用的检测方式。但是,在将基于DPP方式的跟踪控制信号检测模块用于执行多层化记录层的光盘再现/记录的光拾取器装置或光学信息记录再现装置的情况下,产生以下新课题。
当对多层化的光盘执行再现/记录时,在各记录层中构成信号再现/记录对象的记录层(下面将该记录层记作对象层。)聚光各光束,检测其反射光。此时,一部分光量不在对象层中反射,而在对象层以外的记录层(下面将该记录层记作其它层。)反射。来自该其它层的光束沿着与来自对象层的信号光束大致一样的光路,入射到光检测器内的各受光面,成为妨碍信号光束的正确检测的无用光束。
该无用光束在受光面上与原来的信号光束产生干涉,产生干涉条纹。该干涉条纹的明暗干扰各受光面上的光量平衡,成为无用的层间串扰分量,影响来自各受光面的输出信号。
以图14A、14B所示的具备2层记录层(层间隔为δ)100和101的光盘10为例,具体说明该现象。
图14A、14B是表示入射到多层化光盘的光束的光路之示意图,示出从图的下侧使主光束50和副光束51、52(未图示)聚光到与单侧具有2层记录层100和101的光盘10的状态。
图14A表示各光束聚光到记录层100上的情况(对象层为记录层100的情况)。在这种情况下,聚光到对象层上的光束光量的一部分透过对象层,被位于其前的记录层101反射,构成无用光束53。
另外,图14B与所述图14A的情况相反,表示以记录层101为对象层的情况。在这种情况下,光束一旦透过位于面前的记录层100后,则聚光到记录层101上。但是,此时部分光量在记录层100反射,构成无用光束54。
这种无用光束53、54均沿着与原来的信号光束大致一样的光路到达光检测器。但是,由于无用光束53、54与原来的信号光束50的焦点位置不同,在光检测器面上的无用光束与原来的信号光束的斑点尺寸大不相同。这样,在各受光面上,无用光束的一部分与信号光束重叠,产生干涉。基于此的干涉条纹的明暗干扰由各光检测器检测的光量的平衡,作为无用的层间串扰,对输出信号产生影响。
尤其是用于基于DPP方式的跟踪控制信号检测的子PP信号与主PP信号相比,通常信号强度小。因此,上述层间串扰影响大。结果,在由DPP方式检测出的跟踪控制信号中产生大的波形变形或摆动,信号品质恶化。
因此,使用专利文献1中具备使所述主光束和副光束的一部分衍射的衍射区域的光学元件13,抑制该层间串扰。该光学元件13的衍射区域例如为衍射光栅或偏振光衍射光栅。若将衍射区域设为偏振光衍射光栅,则该光学元件仅衍射作用光盘反射后的光束,不影响光盘上的斑点形状。图15示出光学元件13的衍射区域17的一例。衍射区域17也可对应于光检测器的形状变形。图16A是表示搭载光学元件13的图12记载的光拾取器装置将记录层100设为对象层时、光检测器面上的光强度分布的示意图。图16B是表示搭载光学元件13的图12记载的光拾取器装置将记录层101设为对象层时、光检测器面上的光强度分布的示意图。利用所述光学元件13的衍射区域,在无用光束53中,产生不具有光量的暗部290。由此,抑制无用光束入射到检测器。因此,抑制无用光束与信号光束在光检测器上干涉,可降低跟踪控制信号的恶化。另外,将被光学元件13的衍射区域衍射的无用光束的衍射光斑点291照射到光检测器外。通过将1/4波长板14、光学元件13装配在致动器6内,抑制光检测器上的无用光束暗部290伴随着物镜移位而移动。因此,物镜移位时也可降低无用光束53入射到光检测器8,可抑制层间串扰的增加。同样,主光束和副光束也因光学元件13而分别不具有光量,形成暗部287、288、289,其衍射光斑点292、293、294被照射到光检测器区域外。上述衍射区域17的分光比也可执行各种各样的设定。因此,暗部287、288、289、290的光量也可进行各种各样的调整。另外,重新设置光检测器18,检测由上述光学元件13产生的主光束衍射斑点292的光量,加到从主光束受光面80得到的RF-SUM信号上。由此,可得到更好的抖动值等。
在几何光学的研究中,发现通过具备所述光学元件13,无用光束不会入射到光检测器中。但是,依然产生基于层间串扰的跟踪控制信号的波形失真或摆动,难以高精度稳定地检测跟踪控制信号。
因此,发明者对无用光束与信号光束的干涉对子PP产生的影响程度进行了波动光学上的研究,发现因所述干涉产生的光量不平衡中、图13中分别设置在副光束用受光面61和62内的分割线83和84上与其附近产生的光量的不平衡对子PP信号品质的影响最坏。
因此,图17示出作为第六实施例的主要部分的光检测器的构成。本实施例中的光拾取器装置的光学系统构成例如也可以是与图12所示的光拾取器装置一样的构成。
图17所示的本实施例中的光检测器8的受光面图案的特征在于,在副光束用受光面81和82的中央分割线83和84上及其附近,具有将相当于光盘径向的方向的边的宽度W设定成后述尺寸的带状遮光带或不敏感带73和74。
这里,主光束受光面80如图17所示,被分割成各分割区域80a、80b、80c、80d,将从所述各分割区域分别得到的光量信号设为A、B、C、D。另外,副光束受光面80如图17所示,被分割成各分割区域31a、31b、32a、32b,将从所述各分割区域分别得到的光量信号设为I、J、K、L。下面示出本实施例中的聚焦控制信号、跟踪控制信号的一例。
通过式1
FES:(A+C)-(B+D)
的运算,得到基于像散法的聚焦控制信号。其中,作为聚焦控制信号的检测方式,不限于上述像散方式,也可使用刀口(knife edge)法等其它方式。
通过式2
PF-SUM:A+B+C+D
的运算,得到RF信号。
通过相位比较器268相位比较式3
TES(DPP):[(A+B)-(C+D)]-k2[(I-J)+(K-L)],
比较式4
TES(DPD):(A+C),(B+D)
的两个信号,
可分别生成基于DPP方式的跟踪控制信号、基于DPD方式的跟踪控制信号。
通过用铝等光透过率基本为零的媒体覆盖受光面上,遮光光束入射到受光面上,可实现所述遮光带。另外,作为遮光媒体,不限于铝等在光的全部波段下透过率基本为零的物质,也可使用相对于规定的波段透过率基本为零的具有波长选择性的物质。另外,例如通过削除规定部分的受光面,由于即便光束入射也不产生信号电流,所以可实现所述不敏感带。
就所述遮光带或不敏感带的短边侧宽度W而言,就去除层间串扰方面而言,最好是设定为入射到受光区域31a、31b和32a、32b的副光束聚光斑点61和62直径的约20%-40%的范围内。在通常的光拾取器装置中,由于通常将受光面上的副光束聚光斑点的直径设计成100微米左右,所以期望将宽度W设定在约20微米-40微米左右的范围内。其中,所述遮光带、不敏感带未必是带状。
也可如下构成,来代替所述遮光带或不敏感带。在图13所示的光检测器8的副光束用受光面上的中央分割线83和84的上下,分别重新设置大致平行于该中央分割线的分割线95、96和分割线97、98,将副光束用受光面81、82分别分割成4个受光区域。将该重新分割的副光束用受光面81的受光区域依次设为受光面81a、81b、81c、81d。同样,将分割的副光束用受光面82的分割区域依次设为受光面82a、82b、82c、82d。重新设置的分割线95、96和分割线97、98的间隔M分别为与第一实施例中的遮光带或不敏感带的宽度W大致相等的值。此时,对从各受光面分别经电流-电压变换放大器输出的信号内、将受光面81a和81d的信号相加处理得到的信号、与将受光面82a和82d的信号相加处理得到的信号进行减法处理,生成的子PP信号为与从图17的光检测器得到的子PP信号相等的信号。
另一方面,分别生成将受光面81a与81b的信号相加的信号、将81d与81c的信号相加的信号、将82a与82b的信号相加的信号、将82d与82c的信号相加的信号,根据这些信号,利用与上述一样的运算处理所得到的子PP信号为与从图13所示的现有光检测器得到的子PP信号相等的信号。因此,通过利用规定的切换模块选择在子PP信号的生成中仅使用受光面81a、81d、82a、82d的输出信号、或使用在受光面81a、81d、82a、82d的输出信号中分别加上受光面81b、81c、82b、82c的输出信号的信号,可兼具现有光检测器与本发明的光检测器的功能。由此,可对应于记录/再现的光盘的记录层数来选择所述功能,光拾取器装置的通用性提高。
图18是表示本实施例与专利文献2的实施例中的至子PP信号的层间串扰漏入量的模拟结果曲线。横轴表示受光面的错位,纵轴表示子PP信号振幅与层间串扰分量的比。对两者进行比较,光感光器错位时的层间串扰量在整个区域中大幅度降低,效果最大之处抑制到一半左右。这种相对于光检测器的错位的大幅度降低效果在制造差异与随时间变化方面优点大。
若设置在光学元件13中的衍射区域17相对光束有效直径的比例变大,则光检测器上的无用光束暗部区域290也变宽,进一步降低层间串扰。但是,同样,主光束和副光束中的暗部区域287、288、289也变宽,引起抖动值或PP信号的恶化。为了避免这种情况发生,在本实施例中构成为通过设置遮光带或不敏感带73及74,可大大降低层间串扰。由此,暗部区域287、288、289相当于光盘径向的方向的边的宽度S与遮光带或不敏感带W相同或小一些,可得到充分的层间串扰的降低效果。因此,可抑制暗部区域287、288、289引起的抖动值的恶化。另外,由于主PP或子PP信号主要由光斑点外周部的光量变化生成,所以存在于光束中央部的暗部区域287、288、289基本上不影响PP信号自身。
同样,由于主PP或子PP信号主要分别由光斑点外周部的光量变化生成,所以设置在光检测器中央部的上述遮光带或不敏感带基本上不影响子PP信号自身。
即,在本实施例中,其特征在于,光拾取器装置具备光学元件与光检测器,该光学元件具备使由光盘反射的所述主光束与副光束的一部分衍射的衍射区域;所述光检测器具备所述主光束入射的主光束用受光面;和副光束用受光面,所述副光束入射,并且被大致垂直于相当于所述光盘径向的方向的至少1条分割线2分割;以及在该副光束用受光面分割线上及其附近具备具有规定宽度且截断光的带状遮光带或削除该部分受光面的不敏感带,通过使用该光学元件与光拾取器装置,即便是多层化记录层的光盘,也可高精度稳定地检测基于DPP方式的跟踪控制信号。
(实施例7)
下面,用附图19A、19B来说明第七实施例。在本实施例中,提供一种光拾取器装置,可在维持第六实施例的层间串扰抑制效果的同时,可在物镜移位时良好地检测DPP信号。本实施例的光拾取器装置的光学系统构成可以是与图12所示的光拾取器装置一样的构成。与图12的不同之处在于光检测器8内的受光面图案。图19A、19B表示的是第七实施例主要部的光检测器8。在本实施例中,在主光束用受光面的中央分割线90的上下,重新设置大致平行于该中央分割线的分割线91和92,将主光束用受光面8分割成8个受光区域。另外,图19A示出执行后述的运算处理、生成DPP方式的跟踪控制信号的运算电路。图19B示出执行后述的运算处理、生成聚焦错误信号和DPD方式的跟踪控制信号的运算电路。
用图17和图20来说明物镜移位时的DPP信号的恶化原因。
图20是表示物镜移位时、光检测器上的信号光束的光强度分布的示意图。主光束及副光束斑点伴随物镜向光盘的径向移位,向光检测器面上相当于光盘半径方向的方向(图的上下方向)移动。在构成图17的斑点位置的物镜移位量的情况下(物镜的移位量小的情况下),光学元件13产生的主光束暗部287位于构成主PP信号检测区域边界的分割线上。另一方面,副光束受光面由于子PP检测区域与主PP检测区域形状不同,所以副光束暗部288、289不在构成子PP信号检测区域边界的分割线上。因此,该附近的偏移发生量相对于物镜移位量的敏感度对主PP信号低,对子PP信号高。
下面,如图20所示,考虑物镜移位量大时、主光束斑点60和副光束斑点61、62在光检测器8上的位置关系的情况。多数情况下物镜移位量大,则检测器面上的斑点移动量也大。此时,在主PP检测区域边界上不存在主光束暗部,相反,在子PP检测区域边界存在副光束暗部。因此,该附近的偏移发生量相对于物镜移位量的敏感度对主PP信号高,对子PP信号低。
因此,在物镜移位整个区域中,主PP与子PP的视野特性不同,在基于DPP方式的跟踪控制信号中产生大的偏移。这种跟踪控制信号的偏移产生脱轨,难以稳定地高精度地进行跟踪控制。
在本实施例中,通过将主光束受光面分割成8份,可改善物镜移位时的跟踪控制信号的明显恶化。从这些分割后的各受光面,分别对应于入射光强度,产生电流,在由电流-电压变换放大器201-208与270-273分别独立变换之后,执行后述的运算处理,输出聚焦控制信号、跟踪控制信号。这里,如图19A、19B所示,将主光束受光面80分割成各分割区域80a、80b、80c、80d、80e、80f、80g、80h,将从所述各分割区域得到的光量信号设为A、B、C、D、E、F、G、H。另外,将副光束受光面80分割成各分割区域31a、31b、32a、32b,将从所述各分割区域得到的光量信号设为I、J、K、L。下面,示出聚焦控制信号、跟踪控制信号的一例。基于像散法的聚焦控制信号利用式5
FES:[(A+E)+(C+G)]-[(B+F)+(D+H)]
的运算得到。但是,在本实施例中,聚焦控制信号的检测方式不限于上述像散法,也可使用刀口法等其它方式。
RF信号利用式6
RF-SUM:A+B+C+D+E+F+G+H
的运算得到。
通过相位比较器268相位比较式7
TES(DPP):[(A+E)+(B+F)-(C+G)-(D+H)]-k2[(I-J)+(K-L)],
比较式8
TES(DPD):[(A+E)+(C+G)],[(B+F)+(D+H)]
的两个信号,
可分别生成基于DPP方式的跟踪控制信号、基于DPD方式的跟踪控制信号。
图21示出基于DPP方式的跟踪控制时、相对于物镜移位的第一与第二实施例中产生的脱轨量的估计。在第一实施例中,伴随着物镜移位,产生大的脱轨。另一方面,在第二实施例中,相对于物镜移位,脱轨量始终很少,可检测良好的跟踪控制信号。此时,对于物镜视野特性改善而言,最有效的是重新设置的分割线91与92的间隔T为与第一实施例中的遮光带或不敏感带的宽度W大致相等的值。
即,在本实施例中,使用由大致平行于相当于所述光盘径向的方向的1条分割线、与大致垂直于所述径向的3条分割线(第一、第二、第三分割线)8分割的所述主光束用受光面,可与第六实施例大致相等地抑制层间串扰,检测聚焦误差信号,并且,可抑制物镜移位时、基于DPP方式的跟踪控制信号的偏移,可高精度稳定地检测跟踪控制信号。
(实施例8)
下面,用图22来说明第八实施例。图22是作为第八实施例的主要部分的光检测器的示意图。本实施例中的光拾取器的光学系统构成也可与图12所示的光拾取器装置一样。与图12的不同之处在于图22所示的光检测器8的受光面图案。
所述主光束用受光面被大致垂直于相当于光盘径向的规定方向的2条分割线91和92分割成3份,该3个区域的中央区域80k以外的受光面被大致平行于相当于所述光盘径向的方向的1条分割线93、94分别2分割,共计5分割。
在本实施例中,通过5分割主光束受光面,可改善物镜移位时跟踪控制信号的明显恶化。从这些分割后的各受光面,分别对应于入射光强度,输出信号,利用后述的运算处理,输出聚焦控制信号、跟踪控制信号。这里,如图22所示,主光束受光面80被分割成各分割区域80a、80b、80c、80d、80k,将由所述各分割区域分别得到的光量信号设为A、B、C、D、M。另外,副光束受光面80被分割成各分割区域31a、31b、32a、32b,将由所述各分割区域分别得到的光量信号设为I、J、K、L。下面,示出聚焦控制信号、跟踪控制信号的一例。基于像散法的聚焦控制信号利用式9
FES:(A+C)-(B+D)
的运算得到。但是,在本实施例中,作为聚焦控制信号的检测方式,不限于上述像散方式,也可使用刀口法等其它方式。
RF信号利用式10
RF-SUM:A+B+C+D+M
的运算得到。
基于DPP方式的跟踪控制信号为
TES(DPP):[(A+B)-(C+D)]-k2[(I-J)+(K-L)]
本实施例得到与第七实施例相同的层间串扰的抑制效果与物镜视野特性改善效果。并且,由于主光束受光面的分割数比第七实施例少,所以具有放大器的数量减少、构成低噪声的光检测器的优点。对于物镜视野特性改善而言,最有效的是上述主光束受光面分割线91与92的间隔T设定为与上述遮光带或不敏感带的短边侧宽度W大致相等。
即,在本实施例中,所述主光束用受光面被大致垂直于相当于所述光盘径向的方向的2条分割线(第一、第三分割线)3分割,该3个区域的中央区域以外的受光面被大致平行于相当于所述光盘径向的方向的各1条分割线分别2分割,通过使用共计5分割的所述主光束用受光面,得到与第二实施例相同的层间串扰抑制效果与物镜视野特性改善效果,并且,可构成噪声比第二实施例的光检测器低的光检测器。
(实施例9)
下面,用图23来说明第九实施例。图23是表示作为第九实施例的主要部分的光检测器的示意图。本实施例中的光拾取器装置的光学系统构成也可与图12所示的光拾取器装置一样。与图12的不同之处在于图23所示的光检测器8的受光面图案。所述主光束用受光面被大致垂直于相当于光盘径向的规定方向的2条分割线91和92、与大致平行于相当于所述光盘径向的方向的1条分割线6分割。
在本实施例中,通过6分割主光束受光面,可改善物镜移位时跟踪控制信号的明显恶化。从这些分割后的各受光面,分别对应于入射光强度,输出信号,利用后述的运算处理,输出聚焦控制信号、跟踪控制信号。这里,如图23所示,主光束受光面80被分割成各分割区域80a、80b、80c、80d、80i、80j,将由所述各分割区域分别得到的光量信号设为A、B、C、D、N、O。另外,副光束受光面80被分割成各分割区域31a、31b、32a、32b,将由所述各分割区域分别得到的光量信号设为I、J、K、L。下面,示出聚焦控制信号、跟踪控制信号的一例。基于像散法的聚焦控制信号利用式12
FES:(A+C)-(B+D)
的运算得到。但是,在本实施例中,作为聚焦控制信号的检测方式,不限于上述像散方式,也可使用刀口法等其它方式。
RF信号利用式13
RF-SUM:A+B+C+D+N+O
的运算得到。
基于DPP方式的跟踪控制信号利用式14
TES(DPP):[(A+B)-(C+D)]-k2[(I-J)+(K-L)]
的运算得到。
基于DPD方式的跟踪控制信号按下式的运算式所示,将来自电流-电压变换放大器275和276的输出信号N和O相加。这里,相对于光感光器向相当于光盘径向的方向的错位,选择地执行式15
TES(DPD):(A+C+N),(B+D+O)
或式16
TES(DPD):(A+C+O),(B+D+N)
之一的运算,通过由相位比较器268比较各个信号的相位,可生成噪声比第七实施例低、且精度比第八实施例好的基于DPD方式的跟踪控制信号。
本实施例得到与第八实施例相同的层间串扰的抑制与物镜视野特性的改善效果,并且,可比第八实施例精度高地检测DPD信号。对于物镜视野特性改善而言,最有效的是上述主光束受光面分割线91与92的间隔T设定为与上述遮光带或不敏感带的短边侧宽度W大致相等。
即,在本实施例中,使用所述主光束用受光面被大致垂直于相当于所述光盘径向的方向的2条分割线(第一、第三分割线)、大致平行于相当于所述光盘径向方向的1条分割线6分割的所述主光束用受光面,得到与第八实施例相同的层间串扰抑制与物镜视野特性改善效果及噪声等级,得到检测精度提高的DPD信号。
(实施例5)
下面,用图24来说明第十实施例。本实施例中的光拾取器装置的光学系统构成也可与图12所示的光拾取器装置一样构成。另外,在本实施例中,有无搭载所述光学元件13均可。
图24是表示作为本实施例主要部分的衍射光栅2的形状的示意图。该衍射光栅是被大致垂直于相当于所述光盘径向方向的、至少2条分割线分割成3个区域,仅在该3个区域中去除中央部区域22后的两个区域21和23中,按规定周期配置沿大致垂直于所述2条分割线的方向延伸的光栅沟所构成的衍射光栅。另外,中央区域22可以是透明平板。
图25表示本实施例中使用的光检测器8与该光检测器上的各光束斑点。若激光光束入射到本实施例的衍射光栅,则由于仅中央区域部起衍射作用,所以发生副光束的中央部构成带状基于不具有光量的区域。
根据发明者的研究,可知与适用不具有分割区域的一般衍射光栅相比,上述3分割衍射光栅得到大的抑制效果。
另外,在本实施例中,在致动器6内未搭载所述光学元件13或1/4波长板14。因此,致动器变轻,得到良好的伺服特性。由于不使用光学元件13,所以主光束斑点中不存在暗部287,故得到比实施例1好的抖动值。
即,在本实施例中,通过使用按规定周期在光束分割元件中配置大致平行于相当于所述光盘径向方向的光栅沟的衍射光栅、或按规定周期、仅在被大致垂直于相当于所述光盘径向方向的至少2条分割线3分割、该3个区域中去除了中央部区域的左右两个区域中配置沿大致垂直于所述2条分割线的方向延伸的光栅沟所构成的衍射光栅,致动器变轻,得到良好的伺服特性,主光束斑点中没有基于光学元件13的暗部,得到良好的抖动值。
(实施例11)
图26是搭载第六-第十实施例的光拾取器装置的光盘装置示意图。900’是光盘,910’是激光点亮电路,920’是光拾取器装置,930’是主轴电机,940’是主轴电机驱动电路,950’是存取控制电路,960’是致动器驱动电路,970’是伺服信号生成电路,980’是信息信号再现电路,990’是信息信号记录电路,9000’是控制电路。控制电路9000’、伺服信号生成电路970’、致动器驱动电路960’对应于来自光拾取器920’的输出,控制致动器。通过将来自本发明的光拾取器装置的输出用于致动器控制中,可稳定且高精度地记录信息或再现信息。
另外,作为使用本发明的光拾取器装置,不限于图13所示的光学系统或实施例中说明的光学系统构成或受光面构成。
通过使用上述各模块,可在从多层化记录层的光盘再现信息信号或向记录层记录信息信号时,良好地改善由再现或记录的对象层以外的记录层产生的无用光束与原来的信号光束的干涉所产生的跟踪控制信号的品质下降,可稳定且高精度地检测跟踪控制信号。