CN101399060B - 光学拾取装置、光学记录介质驱动装置和信号记录/再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学拾取装置、光学记录介质驱动装置和信号记录/再生方法，其中，光学拾取装置能够用激光照射具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质，该光学拾取装置包括：光源，发射激光；聚光元件，将从光源发射的激光聚集于光学记录介质上；相位差元件，具有被分成至少两个区域的区域，被光学记录介质反射的激光进入至少两个区域，并在被非目标层反射并分别进入所述至少两个区域的第一光和第二光之间产生相位差，以使第一光和第二光彼此削弱，该非目标层不是多个记录层中的信号的记录或再生的目标；以及光检测器，接收从相位差元件发射的激光。
Description
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年9月28日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-253423的主题，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种将信号记录在光学记录介质上或再生所记录的信号的光学拾取装置、配备有该光学拾取装置的光学记录介质驱动装置、以及信号记录/再生方法。
背景技术
在用作光学记录介质的光盘中，已存在一种在一侧上具有两个记录层的盘。在下文中，为方便将这种光盘称为双层盘。当使用这种双层盘时，从目标层(从该双层盘的两个记录层中进行记录或再生的目标)反射的光和从相邻层(其不是目标层)反射的光进入检测器用于进行光电转换。在这种情况下，由于从相邻层反射的光的功率(或光强度)远远低于从目标层反射的光的功率，所以在检测器中与每种反射光的干扰是可忽略的。同样在这种情况下，由于来自相邻层的主光束没有聚焦在检测器上，所以其束径在检测器附近增大(例如，参见日本专利申请公开第2005-203090号(段[0098]，图10A、图11A等)(下文中，称为专利文件1))。
另外，在用于跟踪控制的三光束方法中，来自激光光源5的激光被分为三种光束：作为零级衍射光的主光束以及作为正和负一级衍射光的子光束。通过不同于用于检测主光束的检测器的子检测器来检测子光束。使用这些主光束和两种子光束的推挽信号值通过预定计算公式得到作为DPP(差分推挽，Differential Push-Pull)信号的跟踪误差信号。通常，假设主光束的功率约为子光束的功率的10～20倍。
当将该三光束方法用于上述双层盘的记录或再生时，出现以下问题。具体地，来自目标层的子光束的功率相对近似于来自相邻层的主光束的功率，因此，干扰等变得很明显。这种干扰导致进入子检测器的光的功率变化。此外，由于通过跟踪控制使物镜沿跟踪方向移动，所以其干扰部分出现振荡，因此，出现跟踪误差信号的波动。
为了解决这个问题，上述的专利文件1公开了一种通过设置在光学元件(25)中的全息区(251)使来自相邻层的主光束部分衍射并且衍射光不进入检测器的技术。被全息区(251)衍射的主光束中的一部分进入检测器中的主光束的光斑(spot)的外部(见图11A)。因此，在来自相邻层的主光束的光斑中形成孔。设定全息区(251)的位置、形状等以使孔与主检测器和子检测器重叠。这防止来自目标层的主光束和子光束与来自相邻层的主光束发生干扰。
作为解决上述问题的另一项技术，公开了一种将光盘的记录层中的子光束的光斑面积设定得比主光束的光斑面积大的技术(例如，参见日本专利申请公开第2006-344380号(段[0036]，图2、图4)(在下文中，称为专利文件2)。生成三种光束的衍射光栅(61)的光栅图案具有预定的规律性，从而子光束(70b)、(70c)的光斑变得更大。当子光束(70b)、(70c)的光斑变得更大时，子光束的能量分散，并且抑制了子光束与来自相邻层的主光束之间的干扰。
发明内容
然而，在专利文件1中，必须形成至少具有与检测器的光接收表面相同面积的孔，因此，当考虑到通过伺服装置会使物镜在跟踪方向上振荡时，需要将孔的面积设定为大于检测器的光接收表面的面积。
此外，在专利文件1中，即使在从目标层反射的L11_零级光以及L11_正和负一级光中也能得到孔(其由于很小而不能在图11A中看见)。因此，降低了获得用于再生的RF信号的功率，并且很大地改变了MTF(调制传递函数)。这导致了信号记录或再生性能劣化的问题，因此在专利文件1中，设置了辅助光检测器(247)(参见图9)，并且将由该辅助光检测器检测到的检测信号和由主要光检测器(240)检测到的检测信号相加。
然而，由于在这种情况下辅助光检测器(247)是必需的，所以光学拾取器的尺寸和成本增加。此外，随着光接收区的增大，信号带减小，因此，该技术不适合高速记录和高速传递。此外，零级光的孔必须位于光检测器(40)上的精确位置处。即，二维孔对准是必须的。因此，至少光学元件(25)和光检测器(40)必须高精确对准，因此不易于制造。
在专利文件2中，在光盘的记录层中的子光束的光斑面积的增大导致以下问题。例如，当用光束照射形成在光盘的记录层中的凹槽和未形成有凹槽的边界区时，推挽信号自身会产生波动。在这种情况下，在主光束推挽(MPP)信号的波动量和子光束推挽(SPP)信号的波动量之间出现了很大差异。结果，DPP信号(即，跟踪误差信号)出现了较大的波动。
考虑到上述情况，期望提供一种光学拾取装置、光盘驱动装置和信号记录/再生方法，能够防止来自目标层(具有多个记录层的光学记录介质的信号记录或再生的目标)的光受到来自光检测器上的非目标层的光的影响。
还期望提供一种防止光学拾取装置的尺寸和成本增加以及在其制造期间不需要高精度对准等的光学拾取装置等的技术。
根据本发明的实施例，提供了一种能够用激光照射具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质的光学拾取装置。该光学拾取装置包括光源、聚光元件、相位差元件和光检测器。光源发射激光。聚光元件将从光源发射的激光聚集于光学记录介质上。相位差元件具有被分成通过光学记录介质反射的激光进入的至少两个区域的区域，并在被非目标层反射并进入至少两个区域的第一光和第二光之间产生相位差以使第一光和第二光彼此削弱，该非目标层不是多个记录层中的信号的记录或再生的目标。光检测器接收从相位差元件发射的激光。
被作为多个记录层中记录或再生的目标的目标层反射的激光通过相位差元件进入光检测器并被转换为用于通过光检测器进行记录或再生的电信号。另一方面，即使第一光和第二光彼此削弱并且削弱后的光进入光检测器，也不会影响被目标层反射的激光。也就是说，在光检测器上，由目标层反射的激光不太可能受由非目标层反射的激光的影响。因此，例如，可以防止通过DPP方法得到的跟踪误差信号的波动。
在本发明的实施例中，除了防止跟踪误差信号的波动之外，可以防止通过彼此相邻的记录层反射的主光束相互影响。当一个记录介质具有三个以上的记录层并且记录层之间的距离之后变得更短时，不管主光束和子光束之间的差异，即，不管是否采用了三光束方法，来自不同记录层的激光应该都不易于相互干扰。在本发明的实施例中，可以解决这种问题。
此外，在本发明的实施例中，防止了上述专利文件1的光学拾取装置的尺寸和成本增加的问题，并且不需要在制造期间的高精度对准等。
仅需要将相位差元件配置成至少第一光和第二光的相应部分彼此削弱。在这种情况下，来自非目标层的激光的光束光斑没有聚焦于光检测器上并具有比光接收表面大的面积。
聚光元件是指物镜或安装在与物镜整体移动的传动器等中的光学系统等。
“第一光和第二光彼此削弱”还包括第一光和第二光彼此抵消的意思。
在本发明的实施例中，光学拾取装置还包括用于将从光源发射的激光分成主光束和子光束以生成跟踪误差信号的划分元件，并且相位差元件产生由非目标层反射的主光束的第一光和第二光之间的相位差。因此，可以减少由于来自多个记录层中的目标层的子光束和来自非目标层的主光束之间的光检测器上的干扰而导致的不良影响。因此，可以抑制跟踪误差信号的波动。
相位差元件在第一光和第二光之间产生π[rad]的相位差。因此，第一光和第二光基本上抵消，并且光检测器实际上可以仅检测来自目标层的激光。
例如，作为相位差元件，使用了偏振选择性元件。这里，术语“偏振”可以是圆偏振或线偏振。
在本发明的实施例中，光学拾取装置还包括置于激光的光路上的偏振光分束器和置于偏振光分束器和聚光元件之间的光路上的λ/4板。偏振光分束器和λ/4板构成了将激光从光源到光学记录介质的路径(下文中称为向外路径)和激光从光学记录介质到光检测器的路径(下文中称返回路径)分离开的光学系统。
在本发明的实施例中，相位差元件置于偏振光分束器和λ/4板之间的光路上，并根据激光的线性偏振光的状态产生相位差。由于激光的线性偏振光在向外路径和返回路径上的状态不同，即，线性偏振光在向外路径和返回路径上的方向不同，所以相位差元件可以产生相位差，例如，在返回路径上的激光中。
例如，相位差元件是具有包括至少两个区域中的第一区域的第一材料以及包括至少两个区域中的第二区域的第二材料的元件，第二材料不同于第一材料。即，相位差元件通过执行从第一区域发射的光变为正常光(或异常光)以及从第二区域发射的光变为异常光(或正常光)的双折射作用的元件来实现。
在本发明的实施例中，相位差元件可以是液晶元件。液晶元件通过使液晶驱动电压在第一区域和第二区域中不同而产生相位差。因此，当多个波长的激光被用作激光时，相位差元件可以支持多个波长的激光。在这种情况下，光源能够分别发射具有多个波长的激光束。
在本发明的实施例中，相位差元件被置于偏振光分束器和光检测器之间的光路上。在本发明的实施例中，在向外路径上的激光未通过相位差元件，而在返回路径上的激光通过相位差元件，因此，便于设计相位差元件。例如，相位差元件是被配置成其在光路的光轴方向上的厚度在至少两个区域之间不同的板材料。
在本发明的实施例中，作为该区域，相位差元件具有被分为六个区域的区域，该六个区域由在垂直于激光的光轴方向的平面内的第一方向上的三个区域以及在垂直平面内与第一方向正交的第二方向上的三个区域构成。因此，例如，当第一方向为纵向而第二方向为横向时，来自非目标成的激光水平地且垂直地彼此削弱。也就是说，能够有效地基本上消除激光。
根据本发明的实施例，提供了一种驱动具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质的光学记录介质驱动装置。该光学记录介质驱动装置包括光学拾取器和记录/再生处理器。光学拾取器具有：光源，发射激光；聚光元件，将从光源发射的激光聚集于光学记录介质上；相位差元件，具有被分成通过光学记录介质反射的激光进入的至少两个区域的区域，并在被非目标层反射并分别进入至少两个区域的第一光和第二光之间产生相位差以使第一光和第二光彼此削弱，该非目标层不是多个记录层中的信号的记录或再生的目标；以及光检测器，接收从相位差元件发射的激光。记录/再生处理器通过使用光学拾取器来执行将信号记录在光学记录介质上以及再生记录在光学记录介质上的信号中的至少之一。
根据本发明实施例的信号记录/再生方法包括：发射激光；将所发射的激光聚集于具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质上；通过使由不是多个记录层中的信号的记录或再生的目标的非目标层反射的激光进入被分成相位差元件的至少两个区域的区域，来产生已分别进入该至少两个区域的第一光和第二光之间的相位差，以使第一光和第二光彼此削弱；接收从相位差元件发射的激光；以及基于接收到的激光执行将信号记录在光学记录介质上以及再生记录在光学记录介质上的信号中的至少一种操作。
如上所述，根据本发明的实施例，可以防止来自目标层(具有多个记录层的光学记录介质的信号的记录或再生的目标)的光在光检测器上受到来自非目标层的光的影响。
如附图所示，根据本发明的最优实施例的以下详细描述，本发明的这些和其他目标、特征和优点变得显而易见。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的光盘驱动装置的配置的框图；
图2是示出了根据本发明实施例的光学拾取器的光学系统的示图；
图3是示出了光检测器的配置的示意性视图；
图4A和图4B是相位差元件的示意性视图；
图5是示出了用于实现相位差元件的具体实例的表格；
图6A和图6B是用于说明在激光中产生相位差并削弱激光的功率的相位差元件的作用的示意性视图；
图7A和图7B是示出了激光聚焦于目标层或非目标层上的状态的示图；
图8A和图8B是用于说明已通过相位差元件的激光和该激光进入的PD的光接收区之间的关系的示图；
图9是示出了根据本发明的另一实施例的光学拾取器的光学系统的示图；
图10是沿平行于图9中的光轴的平面观察到的相位差元件的示意性示图；
图11是沿光轴方向观察到的根据又一实施例的具有被分成六个区域的区域的相位差元件的正视图；以及
图12是示出了图11中所示的相位差元件的另一个实施例的正视图。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
图1是示出了根据本发明实施例的光盘驱动装置的配置的框图。
光盘驱动装置100包括主轴电机8、光盘拾取器6、前置放大器9、三轴传动器7和伺服控制单元17。
主轴电机8旋转地驱动光学记录介质(在下文中称为光盘)2，例如，DVD±R/RW、CD-R/RW或BD(蓝光光盘(注册商标))。
光学拾取器6具有激光光源5、将从激光光源5发射的激光聚集于光盘2上的物镜3、检测从光盘2反射回来的光的光检测器(PD)4、三轴传动器7等。激光光源5的实例包括但不限于通常使用的激光二极管(LD)。以下将更详细地描述光学拾取器6的光学系统。
三轴传动器7使光学拾取器6的物镜3的部件沿跟踪方向、聚焦方向和倾斜方向移动。驱动物镜3的传动器并不限于三轴传动器7，并且可以是在跟踪方向和聚焦方向上的双轴传动器。
前置放大器9基于从光学拾取器6的PD4输出的各种信号来生成聚焦误差信号、跟踪误差信号、RF信号等。伺服控制单元17基于该聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号将各种伺服信号输出至三轴传动器7和主轴电机8。
光盘驱动装置100还包括用于使光学拾取器6沿光盘2的径向移动的线程电机(未示出)。伺服控制单元17也将伺服信号输出至线程电机。
光盘驱动装置100包括系统控制器15、激光控制单元16、同步(SYNC)检测器&A/D转换器10、信号调制解调器&ECC(纠错码)单元11、缓冲存储器12、音频/视频处理单元13、D/A转换器14和接口18。记录/再生处理器至少由上述的前置放大器9、激光控制单元6、伺服控制单元17、同步检测器&A/D转换器10、信号调制解调器&ECC单元11、音频/视频处理单元13和系统控制器15构成。
系统控制器15通过输入和输出各种信号来共同控制整个光盘驱动装置100。
激光控制单元16从信号调制解调器&ECC单元11接收调制信号42并对激光光源5的激光功率进行调制以将信号写入光盘2，或者基于RF信号控制激光功率。
同步检测器&A/D转换器10基于以预定间隔记录在光盘2上的同步信号来生成时钟，并将模拟信号转换成数字信号。
信号调制解调器&ECC单元11执行信号调制和解调、ECC的添加和基于ECC的纠错处理。
缓冲存储器12在处理期间将数据暂时存储在信号调制解调器&ECC单元11中。
音频/视频处理单元13执行必需的视频处理和音频处理，并将模拟形式的视频和音频经由D/A转换器14输出。
接口18是与外部计算机、音频/视频源等(未示出)连接的接口。
光盘驱动装置并不限于具有上述的光盘驱动装置100的配置，并且可以具有另一种公知的配置。上述的光盘驱动装置100被描述为能够执行记录和再生的装置，但也可以是执行记录和再生中的任何一种的装置。
图2是示出了根据本发明实施例的光学拾取器6的光学系统的示图。
光学拾取器6包括激光光源5、衍射光栅(划分元件)22、偏振光分束器(PBS)23、相位差元件26、准直镜24、λ/4板25、物镜3、柱面镜29和PD4。
衍射光栅22将从激光光源5发射的激光分成零级主光束以及正和负一级子光束。
PBS23将从衍射光栅22输出的激光(主光束和子光束)转换为预定方向上的线性偏振光(例如，p偏振光)，并输出线性偏振光。λ/4板25具有将线性偏振光转换成圆偏振光以及将圆偏振光转换为线性偏振光的功能。在向外路径上的圆偏振光被光盘2反射并在返回路径上变为方向相反的圆偏振光(在反方向上旋转)。从而，将方向相反的圆偏振光输入至λ/4板25，而从λ/4板25输出沿与在向外路径上的p偏振光的方向正交的线性偏振光(s偏振光)。此外，在返回路径上，PBS23使s偏振光被其内部反射镜部件反射并进入柱面镜29。
例如，由于在图2中在由衍射光栅22划分的三条光束的光路之间的位移非常小，所以仅零级主光束被描述为代表激光。
相位差元件26使从PBS23输出的在向外路径上的激光基本上透射，并对在返回路径上的激光采取预定动作。稍后将详细描述相位差元件26。
准直镜24将从相位差元件26输出的散射光转换成平行光。
柱面镜29通过散光方法对从例如用于聚焦控制的PBS23输出的激光给出散光。给出散光的透镜并不限于柱面镜29，也可以使用其他透镜。
图3是示出了PD4的配置的示意性视图。
PD4具有主光探测器(MPD)41和两个子光探测器(SPD42a和SPD42b)。MPD41检测通过衍射光栅22划分的三条光束中的主光束。SPD42a和SPD42b检测两束子光束。通过信号计算单元35对与通过MPD41以及SPD42a和42b检测到的各光束的功率相对应的信号进行预定的计算处理。信号计算单元35是包括在光盘驱动装置100中的电路。用于再生的RF信号，主推挽(MPP)信号、子推挽(SPP)信号和DPP信号由信号计算单元35生成。
RF、MPP、SPP和DPP信号通常由以下表达式(1)～(4)表示。DPP信号或通过对DPP信号进行预定计算处理而获得的信号成为跟踪误差信号。可选地，在某些情况下，对MPP信号和SPP信号进行预定计算处理。因此，表达式(1)～(3)仅为基本表达式。
RF＝A+B+C+D...(1)
MPP＝(A+B)-(C+D)...(2)
SPP＝(E+G)-(F+H)...(3)
DPP＝MPP-kSPP...(4)
应注意，尽管在图3的信号计算单元35中未示出，但使用散光方法得到的聚焦误差(FE)信号通过以下表达式(5)给出。
FE＝(A+C)-(B+D)...(5)
图4A是沿激光的光轴方向观察到的相位差元件26的示意性视图。图4B是沿平行于光轴的平面观察到的相位差元件26的示意性视图。
相位差元件26包括通常相对于光轴双向地或垂直地对称的两个区域L和M(第一区域和第二区域)。例如，相位差元件26使p偏振光基本上透射，并且相对于s偏振光，产生通过区域L的光(第一光)和通过区域M的光(第二光)之间的相位差。因此，相对于作为s偏振光的在返回路径上的激光，相位差元件26产生通过区域L和M的各自的光之间的相位差。也就是说，相位差元件26具有偏振选择性以根据线性偏振光的状态产生相位差。当PBS23被配置为输出例如在向外路径上的p偏振光时，仅需要将相位差元件26配置为产生作为s偏振光的返回路径上的激光的相位差。
接下来，将详细地描述该相位差元件26的原理和配置实例。
相位差元件26的实例包括具有双折射性的元件。双折射元件是将入射光转换为具有不同振动平面的两种线性偏振光(正常光和异常光)的元件，并且在正常光和异常光之间出现相位差。双折射元件的相位差(取决于光的波长)δ[rad]的定义方程式由以下表达式(6)或(7)表示。
δ(λ)＝2π(ne-n0)h/λ...(6)
δ(λ)＝2π(n-1)h/λ...(7)
δ：相位差
ne：介质相对于异常光的折射率
n0：介质相对于正常光的折射率
n：介质的折射率
h：元件在光轴方向上的厚度
λ：光的波长
另外，在表达式(7)中，假定是具有光通过其的介质和空气(或真空)的两个区域的双折射元件。
基于上述的双折射元件的原理，配置了图4A和图4B中所示的相位差元件26。通常，如图4B所示，相位差元件26具有形成在区域L和M的表面上的盖玻片(cover glass)27。
例如，为了使在向外路径上区域L和M之间的相位差等于2π的整数倍(2πα(α：整数))，仅需要将满足以下表达式(8)或(9)的材料用作相位差元件26。
nLp＝nMp...(8)
|nLp-nMp|＝α(λ/h)...(9)
α:整数
nLp:在向外路径上区域L中的光(例如，p偏振光)的折射率nMp：在向外路径上区域M中的光(例如，p偏振光)的折射率通过设δ＝2πα来从上述表达式(6)计算表达式(9)。
此外，为了使在返回路径上区域L和M之间的相位差等于π的奇数倍(πβ(β:奇数))，仅需要将满足通过假设在上述表达式(6)中δ＝πβ而获得的以下表达式(10)的材料用作相位差元件26。
|nLs-nMs|＝βλ/(2h)...(10)
β：奇数
nLs：在返回路径上区域L中的光(例如，s偏振光)的折射率
nMs:在返回路径上区域M中的光(例如，s偏振光)的折射率
如上所述，仅需要将满足表达式(9)和(10)的材料或满足表达式(8)和(10)的材料用作相位差元件26。
图5是示出了用于实现相位差元件26的具体实例的表格。相位差元件26的实例并不限于图5所示的实例。作为分别构成区域L和M的材料，可以使用除晶体和石英之外的双折射材料或除不具有双折射性的白色玻璃片之外的材料。双折射材料的其它实例包括铌酸锂、方解石(CaCO3)、CdS、MgF2等。
如上所述，并不总是仅将双折射材料用作相位差元件26。相位差元件26由双折射材料的组合或双折射材料和不具有双折射性的材料的组合构成，以在向外路径上和返回路径上产生不同的作用。
图6A和图6B是用于阐明在激光上产生相位差并削弱激光的功率的相位差元件26的作用的示意性视图。
例如，如图6A所示，如果激光束34的约一半被物体36遮挡，则激光按几何光学沿光路B1传播。然而，实际上，由于衍射现象，如光路B2所示，激光34传播而落在物体36后面。
如图6B所示，在已通过相位差元件26的区域L和M的激光(在本实施例中，在返回路径上的s偏振光)中，在区域L和M之间出现了π[rad]的相位差。根据与图6A中所描述的原理相同的原理，已通过区域L的激光34落在区域M后面，以及已通过区域M的激光34落在区域L后面。在这两束激光34的重叠区域C中，如上所述，出现了π的相位差，因此这两束激光34彼此削弱(这意味着他们彼此抵消。在下文中，与以上相同)。因此，通过将PD4置于激光34的重叠区C进入的区域中，PD4不会接收激光34。
图7A示出了当光盘2的记录或再生的目标层是接近于物镜3的层L1时激光被聚集于层L1上的状态。图7B示出了当记录或再生的目标层为离物镜3较远的层L0时激光聚集于层L0上的状态。
在图7A的情况下，由于目标层是层L1，所以聚焦于层L1上的激光透过层L1，散射，并进入层L0。该激光被层L0反射并在通过物镜3沿返回路径传播的过程中暂时地聚焦。也就是说，被层L0反射的激光聚焦于PD4的前侧上。
另一方面，在图7B的情况下，由于目标层是层L0，所以激光聚焦于层L0上，而在此之前，部分激光被非目标层L1反射。被层L1反射的激光通过物镜3沿返回路径传播。即，被层L1反射的激光聚焦于PD4的后侧上。
在图7A和图7B中的任一种情况下，来自非目标层的激光(其光束光斑较大)进入PD4，并且激光没有聚焦于PD4上。
如上所述，来自非目标层的激光的主光束的功率相对接近于正和负一级子光束的功率，因此，这些光束之间的干扰成为一个问题。
然而，在该实施例中，当从λ/4板25发射的s偏振光的激光已沿返回路径通过相位差元件26时，如上所述，一部分激光被削弱或抵消。
图8A和图8B是用于阐明已通过相位差元件26的激光与该激光进入的PD4的光接收区之间的关系的示图。图8A是沿光轴方向观察到的PD4的示图。图8B是沿平行于光轴的平面观察到的示图。
在已通过相位差元件26的激光中，从光盘2的目标层反射的光束31是即使当通过相位差元件26时也会聚合的光，从而可以忽略相位差元件26的影响。在光束31中，主光束31a聚焦于MPD41上，因此，检测到其光。此外，在光束31中，子光束31b和31c分别聚焦于SPD42a和SPD42b上，因此，检测到激光。
另一方面，在已通过相位差元件26的激光中，从光盘2的非目标层反射的主光束32的重叠区C被抵消，因此，主光束32没有进入MPD41、SPD42a和SPD42b。即，如图8A和8B所示，主光束32的光束光斑成为其中心部分被切除的大光束光斑，并且主光束32被分成光束32a和32b。在主光束32的光束32a和32b之间没有光的区域(被削弱的光进入的区域)被称为区域C’。
因此，来自目标层的子光束31b和31c以及来自非目标层的主光束32不会相互干扰。因此，可以防止由DPP方法引起的跟踪误差信号的波动。
此外，在该实施例中，如图8B所示，区域C中的光从相位差元件26发射并散射。因此，区域C’比在上述专利文件1中的光束光斑中的孔的尺寸大。从而，例如，即使当物镜3通过跟踪伺服等而振荡以及这些光束31和32移动时，也不存在来自目标层的子光束31b和31c与来自非目标层的主光束32a或32b发生干扰的可能性。
在该实施例中，除了防止跟踪错误信号的波动之外，可以防止被彼此相邻的记录层反射的主光束相互影响。当一个光盘2具有三个以上的记录层并且记录层之间的距离在将来变得更短时，来自不同记录层的激光应该更加易于相互干扰，而不管主光束和子光束之间的差异，即，不管是否采用了三光束方法。在该实施例中，也可以解决该问题。
在该实施例中，防止了光学拾取器6的尺寸和成本的增加，并排除了在制造期间对高精度对准等的要求。
相位差元件26并不限于参考图4和图5描述的元件，例如，可以是液晶元件。可以根据驱动电压的电压分布改变液晶元素中所排列的液晶分子的倾斜度。因此，当相位差元件26是液晶元件时，可以根据驱动电压使具有不同折射率的光局部透射。例如，在这种情况下，仅需要驱动该电压以使液晶元件产生通过图4所示的区域L和M的各激光之间的相位差。
即使当液晶元件如上所述被用作相位差元件26时激光光源5是发射多个波长的激光束的光源，但是液晶元件还可以支持多个波长的激光束。即，仅需要液晶元件调整用于多个波长的激光束中的每一个的驱动电压。例如，多个波长的激光束包括约400nm的蓝色激光、约650nm～780nm的红色激光和其他波长的激光束。
图9是示出了根据本发明的另一个实施例的光学拾取器的光学系统的示图。该光学拾取器37的光学系统与图2中所示光学拾取器的光学系统的不同之处在于相位差元件的位置。
相位差元件46被置于PBS23和柱面镜29之间的光路上。相位差元件46和PD4之间的光路越长越好。这是因为，可从图8B看出，随着相位差元件46越接近PD4，区域C’的面积变得越小。然而，在区域C’的面积是期望的面积的情况下，可以将相位差元件46置于柱面镜29和PD4之间。
通过如刚才所述将相位差元件46置于PBS和PD4之间，在向外路径上的激光不通过相位差元件46，而在返回路径上的激光通过相位差元件46，因此，不同于以上实施例，不必考虑偏振状态下的差异。因此，便于设计相位差元件46，从而导致成本降低。在这种情况下，通常以以下方式构成相位差元件46。
图10是沿平行于光轴的平面观察到的相位差元件46的示意性视图。仅需要提供在光轴方向上具有不同厚度的板分别置于区域L和M中的板材料作为相位差元件46。仅需要将分别置于区域L和M中的板46a和46b的厚度设定成在通过区域L和M的激光之间出现π[rad]的相位差的这种厚度。
板46a和46b可以由相同材料或不同材料制成。材料可以是但不限于双折射材料，并且可以是玻璃、树脂和透射激光的其他材料。因此，与使用双折射材料的情况相比，可以降低成本。
可选地，区域L和M中的任一个均可以是气体层(或真空层)。因此，可以形成更薄的相位差元件，例如，即使PBS23和柱面镜29之间的光路较短，但仍可以放置这个相位差元件。
图11是示出了沿光轴方向观察到的根据又一实施例的相位差元件的前视图。
该相位差元件56具有区域L1～L3以及区域M1～M3，即，分成六个区域的区域。例如，区域L1～L3由相同的第一材料制成，而区域M1～M3由不同于第一材料的相同的第二材料制成。通常，将图5中的实例1或2所示的用于区域L的材料用作用于区域L1～L3的材料，以及将图5中的实例1或2所示的用于区域M的材料用作用于区域M1～M3的材料。但材料并不限于这些材料。
另外，在与相位差元件56的光轴方向垂直的正面和背面上可以形成抗反射膜、覆盖膜等。在相位差元件56中可以包括λ/4板或/和另一个偏振相位板(未示出)。也可以将该抗反射膜、λ/4板或另一个相位板设置在上述相位差元件26中。
将区域L1和M2(或区域L2和M3)的宽度设定为b，并且将区域M1和L3的宽度设定为a(<b)。将宽度a和b设定为不同的值以使这些宽度(即，面积(各个区域L1、M1和L2的面积)的设定使激光34在区域L1、M1和L2中有效地彼此削弱。这对于区域M2、L3和M3是一样的。因此，可以根据材料、区域L1～L3以及M1～M3的形状、或者这些区域的位移来适当地改变这些宽度a和b。
通过区域L1～L3的激光34和通过区域M1～M3的激光34之间相位差基本上为180°，并且这些激光34基本上彼此抵消。然而，该相位差并不限于180°。
在上述的相位差元件56中，当将纵向中心轴C1(在垂直于光轴方向的平面内沿第一方向的轴)作为对称轴来进行观察时，通过区域L1、M1和L2的来自非目标层的激光34彼此削弱。在下文中，来自非目标层的激光34将被称为散射光。此外，当将纵向中心轴C1作为对称轴来进行观察时，通过区域M2、L3和M3的散射光彼此削弱。
此外，在该相位差元件56中，当将横向中心轴C2(沿垂直于第一方向的第二方向的轴)作为对称轴来进行观察时，通过区域L1和M2的散射光彼此削弱，并且通过区域M1和L3的散射光彼此削弱。此外，通过区域L2和M3的散射光彼此削弱。
如刚才所述，由于散射光的干扰部分不仅在水平方向上增加而且在垂直方向上也增加，所以相位差元件56可以有效地消除散射光。
如上所述，相位差元件56具有被分成六个区域的区域，但可以将该区域分为4个，或者8个以上的偶数。可选地，相位差元件56可以具有被分成3个、或5个以上的奇数的区域。例如，在该区域被分成4个的情况下，在图11中的相位差元件56中，除去了区域M1和L3。
以上给出了描述，其中，以所划分区域的形状为矩形作为实例，但也可以是具有五个以上的角和侧面的多边形，并且部分具有曲线的区域也是适合的。
即使当相位差元件被置于PBS23和PD4之间时，相位差元件也具有分成三个以上区域的区域。例如，当相位差元件具有分成区域L1～L3以及区域M1～M3的六个区域的区域时，仅需要将具有第一厚度的材料用于区域L1～L3，以及将具有不同于第一厚度的第二厚度的材料用于区域M1～M3。
图12是示出了图11所示的相位差元件的另一个实施例的正视图。
该相位差元件66不同于图11所示的相位差元件56之处在于当沿光轴方向观察时相位差元件66具有以不同于直角的角度形成的角。例如，角66c的角度δ1为85±0.5°，以及邻近于角66c的角66d的角度δ2为95±0.5°。角度δ1和δ2不限于这些角度并可以被适当改变。
这些角66c和66d的形成使工人能够相对于相位差元件66的激光容易区分前侧和后侧。也就是说，工人能够区分相位差元件66的正面和背面，并将相位差元件66置入光学系统中以使其任一表面均面向期望的方向。
可选地，即使当角66c或66d具有直角(或者不必具有直角)时，可以将区分该元件的正面和背面的区分标记设置在相位差元件66中。
在图12中，具有分成六个区域的区域的相位差元件66被用作实例。图4所示的具有分成两个区域的区域、或者具有分成三个或四个区域的区域的相位差元件的角具有不是直角的角度，并且可以将区分标记设置在这种相位差元件中。
应理解，本发明并不限于以上实施例，并且可以构思其他各种实施例。
偏振选择性相位差元件可以置于λ/4板25和物镜3之间的光路上，或者置于准直镜24和λ/4板25之间。在这种情况下，沿向外和返回路径的圆偏振光的方向是不同的，因此，使用了用于区域L和M的材料的结合，以使沿向外路径的圆偏振光通过并在沿返回路径的圆偏振光中产生预定相位差。当相位差元件被置于上述位置时，相位差元件当然可以是液晶元件。
在以上各个实施例中，通过相位差元件26或46产生的激光的相位差被设定为π[rad]。然而，相位差不一定为π，而必须将其设定为使已通过区域L和M的两束激光彼此削弱的相位差。
除了以上提到的DVD、CD和BD之外，光盘2的实例包括HD(高清晰度)-DVD、使用近场光的盘等。
Claims (15)
1.一种光学拾取装置，能够用激光照射具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质，所述光学拾取装置包括：
光源，被配置为发射所述激光；
聚光元件，被配置为将从所述光源发射的所述激光聚集在所述光学记录介质上；
相位差元件，具有被分成至少两个子区域的区域，被所述光学记录介质反射的所述激光进入所述至少两个子区域，并且所述相位差元件被配置为在被所述光学记录介质反射的所述激光中、被非目标层反射并分别进入所述至少两个子区域的第一光和第二光之间产生相位差，以使所述第一光和所述第二光彼此削弱，所述非目标层不是所述多个记录层中所述信号的记录和再生之一的目标；以及
光检测器，被配置为接收从所述相位差元件发射的所述激光。
2.根据权利要求1所述的光学拾取装置，还包括：
划分元件，被配置为将从所述光源发射的所述激光分成主光束和子光束以生成跟踪误差信号，
其中，所述相位差元件在被所述非目标层反射的所述主光束的所述第一光和所述第二光之间产生相位差。
3.根据权利要求2所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件在所述第一光和所述第二光之间产生π[rad]的相位差。
4.根据权利要求1所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件是偏振选择性元件。
5.根据权利要求1所述的光学拾取装置，还包括：
偏振光分束器，置于所述激光的光路上、所述光源与所述相位差元件之间；以及
λ/4板，置于所述偏振光分束器和所述聚光元件之间的光路上。
6.根据权利要求5所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件被置于所述偏振光分束器和所述λ/4板之间的光路上，并根据所述激光的线性偏振光的状态来产生所述相位差。
7.根据权利要求6所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件是具有以下材料的元件：
第一材料，包括所述至少两个子区域中的第一子区域，以及
第二材料，包括所述至少两个子区域中的第二子区域，所述第二材料不同于所述第一材料。
8.根据权利要求7所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件是偏振选择性元件。
9.根据权利要求6所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件是液晶元件。
10.根据权利要求9所述的光学拾取装置，
其中，所述光源能够发射分别具有多个波长的多个激光束。
11.根据权利要求5所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件被置于所述偏振光分束器和所述光检测器之间的光路上。
12.根据权利要求11所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件是经配置以使其在所述光路的光轴方向上的厚度在所述至少两个子区域之间不同的板材料。
13.根据权利要求1所述的光学拾取装置，
其中，所述相位差元件具有被分成六个子区域的所述区域，所述六个子区域由第一材料制成的第一子区域和第二材料制成的第二子区域彼此交替地配置为2行×3列而构成，其中所述第二材料不同于所述第一材料。
14.一种光学记录介质驱动装置，被配置为驱动具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质，所述光学记录介质驱动装置包括：
光学拾取器，包括：
光源，被配置为发射激光，
聚光元件，被配置为将从所述光源发射的所述激光聚集在所述光学记录介质上，
相位差元件，具有被分成至少两个子区域的区域，被所述光学记录介质反射的所述激光进入所述至少两个子区域，并且所述相位差元件被配置为在被所述光学记录介质反射的所述激光中、被由非目标层反射并分别进入所述至少两个子区域的第一光和第二光之间产生相位差，以使第一光和第二光彼此削弱，所述非目标层不是所述多个记录层中所述信号的记录和再生之一的目标；以及
光检测器，接收从所述相位差元件发射的所述激光；以及
记录/再生处理器，被配置为通过使用所述光学拾取器，执行所述信号在所述光学记录介质上的记录以及被记录在所述光学记录介质上的所述信号的再生中的至少之一。
15.一种信号记录/再生方法，包括：
发射激光；
将所发射的激光聚集在具有在其上记录有信号的多个记录层的光学记录介质上；
通过使被所述光学记录介质反射的所述激光中、被非目标层反射的激光进入相位差元件中被分成至少两个子区域的区域，在已分别进入所述至少两个子区域的第一光和第二光之间产生相位差，以使所述第一光和所述第二光彼此削弱，所述非目标层不是所述多个记录层中所述信号的记录和再生之一的目标；
接收从所述相位差元件发射的所述激光；以及
基于所接收的激光，执行将所述信号在所述光学记录介质上的记录以及被记录在所述光学记录介质上的所述信号的再生中的至少之一。
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