CN101419814A - 光拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光拾取装置，其用于减轻来自多层光盘中的相邻层的反射光成为杂散光，而对寻道控制信号和数据信号造成的不良影响。将包含来自其它层(512)的杂散光的来自多层光盘(501)的反射光，通过反射光会聚透镜(405)暂时进行会聚后由反射板(43)进行反射。在透镜和反射板之间，在与反射板相分离的状态下以包含光轴的形状配置光栅元件(45)，该光栅元件做成沟槽深度为λ/4不产生0次光，并且设定为使±1次以上的衍射光不返回反射光会聚透镜这样的间距。由此，来自目标层(511)的反射光一直透过到检测器(52)，但来自其它层(512)的反射光被遮断，因此检测到的控制信号或数据信号不会受到其它层的影响。

Description

光拾取装置

技术领域

本发明涉及一种光拾取装置，特别是涉及一种光拾取装置的读取光学系统。

背景技术

光盘1层的记录容量在很大程度上取决于所使用的半导体激光的波长和物镜的开口数(NA)。半导体激光的波长越短，或者NA越大，越可以增大记录密度，增加一层的容量。目前市场上流通的光盘驱动器主要是使用波长为650nm左右的红光和NA0.6的物镜的DVD(Digital Versatile Disc)驱动器，作为提高DVD记录密度的光盘驱动器，还生产出了以波长为405nm左右的蓝紫色的半导体激光作为光源，并且使用NA0.85的物镜的光驱动器。作为进一步增加目前已实现的记录密度的方式，考虑是缩短使用波长，但可以预见开发比该蓝紫色更短的紫外区域的半导体激光是比较困难的。此外，关于物镜的高NA化，由于在空气中的物镜的NA的界限为1，所以通过物镜的NA提高记录密度也是比较困难的。

在这样的状况下，作为增加一片光盘的容量的方式正在实施双层化。在非专利文献1中介绍了两层的相变化光盘的技术。在对双层光盘照射激光时，由于同时在相邻层进行照射，所以层间的交调失真成为问题。为了减少该问题，使层间隔加大。对激光进行会聚，作为目标的层(目标层)以外的层偏离激光的会聚位置，所以可以降低交调失真。

另一方面，当扩大层间隔时球面像差成为问题。记录层被埋入折射率与空气不同的聚碳酸酯中，根据距离盘表面的深度球面像差不同。设计物镜使该球面像差对于特定的层变小，当在其他的层上移动激光的焦点时，因为焦点位置距表面的距离不同，所以产生球面像差。通过在物镜前面放置通常由两个透镜构成的扩展透镜光学系统或液晶元件可以修正该像差。即，通过改变两个透镜的距离或液晶元件的相位可以修正像差。但是，当考虑在小型的光盘驱动装置内实现液晶元件的可补偿范围或者透镜的移动机构，难以修正大的球面像差。因此，通过限制多个层的整体厚度，在层数多的多层光盘中层间隔就变窄了。因此，在实际的光盘驱动装置中，层间交调失真仍然存在。

为了降低所述的交调失真，根据专利文献1，利用在通过透镜会聚来自多层光盘的反射光时，来自目标层的反射光和来自相邻层的反射光的会聚位置在光轴上不同的现象。通过在该光轴上配置微小的镜子，可以仅取出作为目标的反射光，可以降低交调失真。但是，因为是使来自光盘的反射光对于光轴在横方向上弯曲的方式，所以光拾取器不得不变大。此外，根据专利文献2，提出了使用临界角棱镜去除来自相邻层的反射光的方法。该方法利用来自目标层的反射光成为准直后的平行光，而来自相邻层的反射光成为发散光或收缩光的现象，通过临界角棱镜去除对于光轴为某个角度以上的光线。该方法使用两个临界角棱镜，所以光拾取器也不得不变大。

【专利文献1】特开2005-302084号公报

【专利文献2】特开2002-367211号公报

【非专利文献1】Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003)pp.956-960

发明内容

使用图3对光拾取装置的检测光学系统中的多层光盘的交调失真进行说明。在此，使用DPP(Different Push-Pull)法进行寻道误差信号的检测。在DPP方法中，使用衍射光栅将激光分割为一条主光线和两条副光线，通过三条光线照射光盘。在图3中仅表示了主光线80。为了简化，设501为双层的光盘，511以及512为信息记录层。来自物镜401的主光线的最小光束光斑位置如主光线80所示，位于信息记录层511上，读出来自信息记录层511的信息。在信息记录层511上形成了图4所示的用于寻道的导引槽，主光线作为光斑94对该槽进行照射，同时副光线以照射光斑95、96的状态在偏离半个轨距的位置进行照射。因为照射光的焦点对准了记录层511，其反射光在与入射光相同的光路上沿着相反的方向返回图3的物镜401。然后，通过检测透镜402，成为光束801射入到光检测器51中。在光检测透镜402中具有非点像差，将光检测器51设置在最小弥散圆的位置上。

在图5中表示光检测器的形状和来自光盘的反射光的射入状态。位于中央田字状地被四分割的检测器541检测主光线，主光线作为光斑811照射检测器541。副光线的反射光作为光斑812、813分别射入被二分割的检测器542、543。把来自四分割检测器541的信号设为A、B、C、D，把来自二分割检测器542的信号设为E、F，把来自二分割检测器543的信号设为G、H。此时，寻道误差信号TR表示为TR＝(A+B)-(C+D)-k[(E-F)+(G-H)]。在此，k为常数，根据主光线和副光线的强度比等决定。通常，将主光线设定为与副光线的强度相比大到10倍以上。此外，在将聚焦误差信号设为AF，将数据信号设为RF时，表示为AF＝A+C-(B+D)、RF＝A+C+B+D。TR以及AF信号用于控制激光的照射位置。

在对多层光盘照射激光时，设计成来自各层的反射光光量大体相等。因此，与物镜近的层的透过率变大，可以对距离物镜远的层照射激光。在这样的条件下，如图3所示当把激光的焦点对准信息读出对象层511上时，一部分激光作为光束82透过目标层511，并由相邻层512反射，成为作为杂散光的反射光束83。该发射光束83返回物镜401，并射入检测透镜402，之后在光检测器51之前暂时进行会聚，然后如光束804所示一边扩大一边射入光检测器51中。如图5所示，光束804在光检测器表面上成为扩大的光斑841，成为覆盖了光检测器541、542、543的状态。因此，光束811以及812、813产生干涉。该干涉受到层间隔的变动引起的光斑841的相位变化的影响，而发生变动。

作为光束811全部光量的RF信号强度的变动引起RF信号跳动的恶化，使数据读出时的误差率恶化。此外，光束812和813的干涉引起TR信号的变动。因为在设计上将使用衍射光栅分割产生的副光线的强度设定得较小，所以成为与来自相邻层的主光线的反射光的功率密度相同的程度，因此较强地显现出干涉的效果。该干涉也会受到光盘的倾斜或层间隔等影响，当层间隔不均一的光盘旋转时，光斑812或813的光量分布发生变化。结果，对TR信号的差动信号部分(E-F)+(G-H)产生影响，打破了寻道信号的平衡。由此，产生寻道偏离的不良情况。同样地，在相邻层512位于读出对象层511的物镜的附近时，从相邻层产生反射光，同样产生成为问题的干涉。

本发明的目的在于，降低对于在通过光拾取装置读取多层光盘时产生的数据信号和寻道信号的来自其他层的交调失真。

为了解决上述课题，使用减少来自其它层的反射的影响的方法。

本发明的光拾取装置具有：激光光源；将来自激光光源的激光会聚在多层光信息记录介质的一个记录层上的照射光会聚光学系统；以及对从多层光信息记录介质的记录层反射的反射光进行检测的检测光学系统。检测光学系统包含：反射光会聚透镜，其聚集来自记录层的反射光；反射面，其被设置在由反射光会聚透镜聚集的反射光中的来自作为目标记录层的反射光的最小光斑位置上；光栅元件，其设置在反射光会聚透镜和反射面之间，使来自目标层以外其他层的反射光衰减，或者使其不会返回到反射光会聚透镜；以及光检测器，其检测反射光，在所述光检测器上检测由发射面反射的反射光。

光栅，与至少一个来自其他层的反射光通过反射光会聚透镜的最小光斑位置重叠，以包含光轴的形状，对于光轴垂直或者倾斜地设置沟槽的方向。光栅元件起来自其他层的反射光不会返回到反射光会聚透镜的作用。

根据本发明，可以只提取出来自目标层的反射光，在通过光检测器进行检测时，可以减少来自相邻层的反射光的影响。由此，可以减少数据信号的跳动，读出数据的可靠性提高。此外，在使用三光束时，可以减少射入副光检测器中的相邻层的反射光的光量，可以减小干涉引起的寻道误差信号的变动。由此，在对光盘进行读写时，不会产生光斑偏离轨道的情况。

附图说明

图1表示本发明的光拾取装置的光学系统的一例。

图2表示本发明的光拾取装置的光学系统的一例。

图3表示来自相邻层的反射光的影响。

图4表示1条主光线和2条副光线照射带有沟槽的记录面的状态。

图5表示光检测器的形状和来自光盘的反射光的光斑的位置以及范围。

图6说明设置在两个透镜的光轴上的光栅元件引起的衍射。

图7表示基于光栅基本式的入射和衍射的关系。

图8表示在光栅元件处于透明物体中时的入射和衍射。

图9针对透镜NA的大小，表示用于使通过光栅的±1次以上的衍射光不会射入到透镜中的最大的间距。

图10表示来自其他层的反射光在反射光会聚透镜焦点位置的前方进行会聚时的、由光栅元件引起的衍射。

图11表示来自其他层的反射光在反射光会聚透镜焦点位置的后方进行会聚时的、由光栅元件引起的衍射。

图12说明与目标层相比距离物镜远的其他层的反射光对设置在反射光会聚透镜和反射板之间的光轴上的矩形的光栅元件进行照射的状况。

图13说明与目标层相比距离物镜近的其他层的反射光对设置在反射光会聚透镜和反射板之间的光轴上的矩形的光栅元件进行照射的状况。

图14说明与目标层相比距离物镜远的其他层的反射光对设置在反射光会聚透镜和反射板之间的光轴上的三角波形状的光栅元件进行照射的状况。

图15说明与目标层相比距离物镜近的其他层的反射光对设置在反射光会聚透镜和反射板之间的光轴上的三角波形状的光栅元件进行照射的状况。

图16表示使用3光束时的光栅元件的设置方向。

图17表示3光束的来自目标层的反射光的光量分布与光栅元件的位置关系。

图18是由反射板上的透明物体支撑的光栅元件的概要图。

图19表示使用在反射板上支撑的平板状的光栅元件和反射光会聚透镜取出3光束的来自目标层的反射光，并且去除来自相邻层的反射光的方式。

图20表示不使用反射板，使用两个光栅元件和两个会聚透镜，来去除来自其它层的反射光的透过光方式。

图21表示信号处理电路的概要。

图22表示本发明的光拾取装置的光学系统的一例。

图23表示三角波光栅的断面的概要。

图24表示向三角波光栅的入射角度和0次光为最小的最浅深度的关系。

符号说明

43 反射板；41 光栅元件；44 矩形光栅元件；46 三角波形光栅元件；47 透明物体；52 检测器；53 信号处理电路；71 入射光；72 衍射光；101 半导体激光；103 衍射光栅；104 偏振分光器；105 λ/4板；106 λ/4板；404 物镜；405 反射光会聚透镜；406 加入非点像差的会聚透镜；50 1多层光盘；541 4分割检测器；542 2分割检测器；543 2分割检测器；81 来自目标层的反射光；811 主光线光斑；812 副光线光斑；813 副光线光斑；841 来自相邻层的主光线的光斑

具体实施方式

使用图6对光栅元件的作用进行说明。在光栅元件中，凸凹向一个方向按照一定的周期进行排列。在图6中，在反射光会聚透镜405的光轴上设置有间距d的光学光栅41，并且光栅的沟槽相对于纸面为垂直方向。此外，对于光栅表面的垂线75与纸面平行。通过反射光会聚透镜405射入该光栅的入射光71与光轴形成的角度为γ，同时对于光栅的沟槽的方向垂直地射入。把对于垂线75的入射角度设为α(＝90-γ)。设此处的光栅41为反射型，某次数的反射衍射光72以反射角β射出。在此，使用透过方式来说明检测怎样的衍射光，但还可以在会聚透镜的焦点距离的位置设置反射镜，通过同一会聚透镜405进行检测。为了检测衍射光，透镜408具有与会聚透镜405相同的聚焦距离和开口的大小，并设置在共焦点的位置。对于光栅的入射角度和衍射角度的正负的定义，为入射光从垂线75之上射入时为正，射出衍射光位于垂线72以下时，设该衍射角度为正。此时，光栅的基本公式由以下表示。

d(sinα-sinβ)＝mλ         (1)

其中，m为衍射次数，λ为成为对象的光的波长。

例如把式(1)设为d＝4λ进行图示时，成为图7。横轴以及纵轴分别为sinα、sinβ。在此，表示了从-2次到+2次的入射光和反射衍射光的关系。在此，当把反射光会聚透镜405的NA设为sinθ时，从cosθ到1之间的sinα能够成为向光栅的入射光。同样，能够射入透镜408的开口的衍射光的sinβ也为从cosθ到1的范围。图7是设cosθ＝0.7来进行图示，在横轴上粗实线和细实线之间的sinα为入射光的范围。因为衍射光也使用相同的透镜，所以sinβ为0.7到1的范围的衍射光可以射入透镜408。因为-2次光的sinβ超过1，所以不会产生其衍射光。此外，因为+2次光的sinβ小于0.7，所以在透镜408的开口以外。-1次光的sinα＝0.7附近的衍射光透过透镜408，+1次光的sinα＝1的光能够透过。在此没有图示的高次的衍射光由更外侧的直线表示，所以不会射入透镜408。因此，0次以外的衍射光不射入透镜408的条件，只要考察±1次光不射入的条件便足够。当减小光栅的间距时，±1次光离开0次光的线。

关于不射入透镜408的条件，在关注-1次光的线时，求出在sinα＝0.7的值超过1那样的间距即可。因为在图7中x轴以及y轴上的下限值为cosθ，所以得到sinβ＝cosθ+λ/d>1的条件。由此，当变形为决定间距最大值的式子时，成为如下的式子。

(式子1)

$\frac{d}{\mathrm{\&lambda;}}<\frac{1}{1-\sqrt{1-{\sin }^2\mathrm{\&theta;}}}=\frac{1}{1-\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}---\left(2\right)$

然后，在图8中表示光栅存在于折射率为n的透明物体中的情况。设从透镜405的入射面和向透镜408的射出面与光轴垂直。因为入射光的入射角为γ，所以存在sinγ＝n·sin(π/2-α)的关系。当使用该条件时，(2)式如下表示。

(式子2)

$\frac{d}{\mathrm{\&lambda;}}<\frac{1}{1-\sqrt{1-{(\sin \mathrm{\&theta;}/n)}^2}}=\frac{1}{1-\sqrt{1-{(\mathrm{NA}/n)}^2}}---\left(3\right)$

在图9中以透镜的NA为横轴，假设空气中和n＝1.5的透明物体，图示了±1次光不会到达透镜的光栅的最大间距。其中，以透明物体中的波长为基准表示了间距。根据该图如果透镜的NA已决定，则如果使用间距小于图9所示的最大间距的光栅，则±1次光不射入透镜408。

假设了图6所示的入射光在透镜405和透镜408的中间距离75的位置与光轴相交，而如图10以及图11所示，来自其他层的反射光在会聚透镜附近的位置751，或透镜408附近的位置752与光轴相交。在这些场合，可以考虑从散焦位置看到各个透镜405和408时的有效NA。

在图10中，设会聚透镜405的有效NA为sinθ₁，设透镜408的有效NA为sinη₁。此时，具有sinθ₁>sinθ>sinη₁的关系。当把该有效NA用于图7时，横轴中的入射光的范围为sinθ₁至1，衍射光的允许范围为sinη₁至1。由此，如果光栅间距的范围满足以下的式子，则±1次光以上的衍射光不射入透镜408。

(式子3)

$\frac{d}{\mathrm{\&lambda;}}<\frac{1}{1-\sqrt{1-{\sin }^2{\mathrm{\&theta;}}_1}}---\left(4\right)$

如图11所示，来自其他层的反射光在与反射光会聚透镜405的焦点位置相比远的位置752会聚时，反射光会聚透镜405的有效NA sinθ₂小于sinθ，透镜408的有效NA sinη₂大于sinθ。此时，衍射光不射入透镜408的间距的条件只要为+1次光的在sinα＝1的衍射光不射入透镜408的条件即可。即，成为

(式子3)

$\frac{d}{\mathrm{\&lambda;}}<\frac{1}{1-\sqrt{1-{\sin }^2{\mathrm{\&eta;}}_2}}---\left(5\right)$

如果从反射光会聚透镜405的焦点位置75到焦点位置751的距离与到焦点位置752的距离相等，则sinθ₁＝sinη₂，所以公式(4)和(5)相等。如果各个距离不同，则采用较小的间距即可。一般如果在公式(4)或(5)中使用来自多层中的其它层的反射光的会聚位置最远的有效NA，则可以使±1次光以上的光不到达透镜408。在光栅存在于透明物体中时，如果将公式(4)(5)中的sinθ₁或sinη₂分别置换为sinθ₁/n或sinη₂/n，则同样可以求出最大间距。

虽然表示了通过使光栅的间距变窄，可以使±1次光以上的衍射光不射入透镜408，但图7所示的0次光仍然射入透镜408。为了应对这样情况，调整光栅的深度，由此不产生0次光。例如，在使用沟槽宽度为间距一半的矩形的光栅时，通过使沟槽的深度为λ/4，可以减小垂直入射光的0次反射光强度。在本发明中，因为是对光栅倾斜地射入，所以必须进行深度的调整。此外，在三角波光栅中，通过使沟槽的深度为λ/2以上，可以衰减倾斜入射光的0次反射光。

在图23中表示三角波光栅的断面。46为光栅部分，被埋入透明物体47中。48表示光栅的间距，49表示深度。图24表示了向三角波光栅的入射角和0次光为大体接近零的最小时的最浅的沟槽深度。以在物体中的波长为单位来表示深度。对光栅部分假设为铝，对透镜部分假设折射率为1.5来进行计算。在垂直射入光栅角度为0度时，通过0.5λ的深度0次光变小。入射角度越大，使0次光为最小的最浅的深度越大。在三角波光栅中，比某个入射角度的最浅深度深的光栅同样可以减小0次光，如果使用足够深的三角波光栅，则可以在较宽范围的入射角的情况下减小0次反射光。其他形状的光栅也可以通过调整深度来减小0次光的强度。

如上所述，通过在光轴上设置光栅，可以使0次光以及±1次光以上的光不射入透镜。此外，在假设反射光栅时，可以形成表面和背面为相同间距的光栅，所以光栅的表面和背面具有相同的作用。因此，在上述说明中使用的面的背面一侧也具有效果，所以可以使将要从反射光会聚透镜405射入的全部反射光不射入透镜408。

另一方面，例如在图10中，来自目标层的反射光在反射光会聚透镜405的焦点距离的位置会聚。当在该位置具有光栅时，来自目标层的反射光无法到达透镜408，所以该部分去除光栅后不会产生影响。由此，来自目标层的反射光可以到达透镜408，但照射光栅的来自其他层的反射光由于光栅的作用无法到达透镜408。

以下，使用附图对用于实施本发明的光拾取装置的实施方式进行说明。

通过物镜接收来自多层光盘的反射光，并且如图12所示通过反射光会聚透镜405对其进行会聚。设来自目标层的反射光为81，来自距离物镜远的相邻层的反射光为84。在设来自目标层的反射光81的最小光斑位置为810时，来自远的相邻层的反射光84在距离反射光会聚透镜405近的位置840形成最小光斑。在来自目标层的反射光81的最小光斑位置没有光栅元件44，而是设置了反射板43，所以反射光81不会受到光栅元件44的影响地返回反射光会聚透镜405，并朝向检测器。另一方面，在来自远的相邻侧的反射光84的会聚位置840放置了光栅元件44，使反射光84不返回反射光会聚透镜405。光栅元件44为沟槽宽度为间距一半的矩形的反射光栅，沟槽的深度为λ/4。设埋入了光栅的透明物体的折射率为1.5，此时可以使用的最大的光栅间距约为450λ，也可以使用更窄间距的光栅。此时，设来自相邻层和来自目标层的反射光的会聚位置大体相同，来计算间距。

图13表示相邻层与目标层相比距离物镜更近时的反射光的状态。在设层间隔与距离物镜远的情况大体相同时，来自该相邻层的反射光通过反射光会聚透镜405和反射板43，在折返的位置850成为最小光斑。因为图13的850和图12的840为大体相同的位置，所以反射光85受到同一光栅元件44较大的影响，不会返回到反射光会聚透镜405。来自目标层的反射光81与图12相同，不会受到光栅元件44的较大影响，返回反射光会聚透镜405。

图14以及图15将光栅元件的形状设为三角波形状。图14表示从物镜看其它层比目标层远的情况，图15表示近的情况。当设光栅为三角波形状时，对于光栅的入射角度即使变大，也同样具有可以减小0次光的效率的效果。

作为图12至图15中的光栅元件，如果通过吸收激光的铬、镍等薄膜材料形成光栅的凸凹表面，则可以进一步衰减作为杂散光要返回反射光会聚透镜405的来自相邻层的反射光的强度。由此，可以使来自相邻层的反射光841在图5所示的检测器上消失，故此，对主光线811、副光线812、813的干涉会消失。

在图12至图15中表示的光栅元件为平板状，以包含光轴的形状进行设置。该平板的厚度十分薄，不包含来自目标层的反射光81的最小光斑位置，所以来自目标层的反射光不会照射到光栅元件。因此，来自目标层的反射光几乎不会受到设置在光轴上的光栅元件的影响，此外不会出现由光栅元件导致的中心光量的衰减，所以几乎没有来自目标层的反射光的光量变化引起的数据信号的品质恶化。

在光拾取装置中，不仅是1光束系统的光学系统，如图4所示使用3光束的情况也较多。通过图16以及图17，对使用3光束时的光栅元件的设置方法进行说明。在图16中表示了由多层光盘中的目标层反射的3光束通过反射光会聚透镜405进行会聚的状态。在最小光斑位置设置了反射板43，821为主光线的会聚位置，822以及823为副光线的会聚位置。在反射光会聚透镜和反射板之间设置的平板状的光栅元件45与纸面平行地设置，并且包含反射光会聚透镜405的光轴。此外，在假想延长光栅元件45的平面的平面内，包含各个会聚位置821、822、823。设与光栅元件45和反射光会聚透镜405的光轴垂直的面为87，此时在图17中表示在面87上的光量分布。主光线的分布为831，中心与光轴一致，而副光线的主光线倾斜，其分布的中心错位。需要光栅元件45不会对来自目标层的主光线和副光线产生影响，为此在包含光轴和副光线的主光线的平面内设置光栅元件45。在该方向设置的光栅元件45因为不与副光线交差，所以不产生影响。此外，如果使光栅元件45的面积增大到足够大，使其包含副光线的来自相邻层的反射光的最小光斑位置，则还可以去除副光线的由相邻层产生的杂散光。

在图18中表示通过透明物体支撑的光栅元件的状态。在两个透明物体47之间以粘接状态支撑平板状的光栅元件45。作为光栅元件45的材料，可以使用反射激光的材料或吸收激光的材料，例如可以使用铬或镍的金属薄膜。透明物体47可以是透过使用的激光的玻璃或塑料材料。使用具有与透明物体相同的折射率的粘接剂对两个透明物体47之间进行处理，并且使粘接部分不反射激光。具体地说，在一方的透明物体(透明基板)47的表面形成光栅，在该光栅的形成区域形铬或镍的沉积膜，此外，在以粘接的状态配置另一个透明物体(透明基板)47，并且在两者之间填埋具有与透明物体47相同折射率的粘接剂。设形成光栅的区域为透明物体(透明基板)47表面中的、沿光轴方向向上离开反射板43的区域。将透明物体47设置在反射板43上，通过反射板43反射来自光盘的反射光。在图18中，反射板43与透明物体47相接触，但也可以在两者之间存在间隙。

两个透明物体47的上下表面是与光轴垂直的平面。理想的是在两个透明物体47的上表面，即在光入射一侧的表面设置防反射膜。而且，可以使两个透明物体47的下表面，即反射板43一侧的表面为反射面。此时，可以省略反射板43。

图19表示使用了图18的由透明物体47支撑的光栅元件45和反射光会聚透镜409的状态。在图中，仅图示了来自目标层的三个光束的反射光。来自目标层的反射光在光栅元件45和反射板43的间隙由反射板43进行反射，不受影响地返回反射光会聚透镜409。在使用NA大的反射光会聚透镜409时，由于与周围折射率不同的平面状的透明物体47，在来自目标层的反射光中具有球面像差。因此，对反射光会聚透镜409进行考虑透明物体使球面像差为最小的设计。由此，可以使来自目标层的反射光在由反射板43进行反射并且从反射光会聚透镜409射出时，成为没有像差的平面波。

以上，对使用反射板和光栅元件的方式进行了说明，但原理上还可以通过透过型去除来自其它层的反射光。如图20所示，通过反射光会聚透镜411对来自多层光盘的反射光进行会聚，设其焦点位置为824。将平面状的光栅元件451和452做成包含光轴地配置，将光栅元件451设置在焦点位置之前的反射光会聚透镜411附近的位置，将光栅元件452设置在超过焦点位置824设置在透镜412的附近。来自目标层的反射光通过焦点位置，可以不受光栅元件451、452影响地透过光栅元件451、452。另一方面，来自距离物镜较远位置的相邻层的反射光，在光栅元件451上具有最小光斑位置，所以到达会聚透镜412的光量减少，来自距离物镜较近位置的相邻层的反射光也由于光栅元件452而减少。结果，来自其他层的反射光不会到达配置在聚光透镜412后方的检测光学系统，所以可以得到没有其来自其它层的层间交调失真的数据信号或控制信号。

在使用反射板和光栅元件时，通过使光栅元件尽可能地接近反射板可以高效地去除来自其它层的反射光。但是，如果过于接近，则不仅会减少来自目标层的反射光，还会对AF信号造成影响。当反射板和光栅元件的距离过于狭窄时，AF信号的检测范围变得比设计时的范围窄，可能会影响使焦点聚焦在记录层上。为了避免上述问题，在将物镜和反射光会聚透镜所决定的倍率设为m，将聚焦误差信号的检测范围设为c时，反射板和光栅元件的距离必须大于c×m²。此外，在为不使用反射板的透过型时，光栅元件之间的距离必须大于2c×m²。

在通过反射板和光栅元件的组合使来自其它层的反射光衰减的方式中，以使用1个光栅元件为前提，但在1光束的光学系统时，可以使用多个光栅元件，可以高效地去除来自其它层的反射光。在图12或图13中，对于纸面垂直地设置了平面状的光栅元件44，例如可以进一步添加使相同形状的光栅元件围绕光轴旋转90度的光栅元件，来提高去除来自其它层的反射光的效率。

然后，通过实施例对本发明进行更加详细地说明。

(实施例1)

图1表示本发明实施例1的光拾取装置的光学系统。通过准直透镜403和三角棱镜102将从半导体激光器101射出的激光变换为圆形的准直后的光束。准直后的光束通过衍射光栅103被分割成3条光束，成为1条主光线和2条副光线。主光线的行进方向是与入射光束相同的方向，副光线成为在光轴两侧倾斜的射出光。通常，将主光线和副光线的光量差设定为10倍以上。3条光束透过偏振分光器104，由λ/4板105变换为圆偏振光，并且通过物镜104聚集在通过旋转机构进行旋转的多层光盘501上。在此，作为多层光盘501图示了2层光盘，但本实施例并不限于2层，还可以适用于3层以上的多层光盘。读出对象层(目标层)为511，激光的最小光斑的位置位于511上。还从相邻层产生反射光83，成为引起交调失真的杂散光。

来自多层光盘的反射光还包含杂散光，返回物镜404并通过λ/4板105变换为与原来的偏振光方向垂直的方向的直线偏振光。因此，由偏振分光器104反射，朝向λ/4板106变换为圆偏振光。之后，通过反射光会聚透镜405进行会聚，并且由反射板43进行反射，该反射板43被设置在来自作为目标层的记录层511的反射光的最小光斑位置。在反射光会聚透镜405和反射板43之间以包含光轴的形状设置了平板状的光栅元件45。该光栅元件45为矩形，使射入光栅的来自其它层的反射光不返回反射光会聚透镜。光栅沟槽的方向对于光轴未必需要完全垂直，即使稍微偏离也不会对效果产生较大的损害。通过反射板43的来自目标层的反射光返回到反射光会聚透镜405，通过λ/4板106成为与入射时的偏振光方向垂直的偏振光方向的直线偏振光，并且透过偏振分光器104。406为具有非点像差的会聚透镜，光检测器52被放置在最小弥散圆的位置上。光检测器52具有灵敏度部分的形状如图5所示。通过信号处理电路53对来自光检测器52的信号进行处理，形成控制光斑的位置的AF信号以及TR信号、作为数据信号的RF信号。

图21表示用于信号处理的电路。光检测器541以及542、543与图5所示的相同。4分检测器541检测主光线，2分检测器542、543各自检测副光线。从551到555为差动放大器，从561到566为加法电路。580为k倍的放大器，k是考虑主光线和副光线的强度比决定的值。来自各检测器的信号在通过前置放大器进行放大后，通过这些电路进行处理，成为控制信号或数据信号。将作为4分检测器的输出的A以及B、C、D全部相加后的信号572成为数据信号。574成为通过非点像差法形成的AF信号。573为主光线的推挽(Push-Pull)信号，571为副光线的副推挽信号。信号571通过放大器580被放大k倍，与主光线的推挽信号573一同通过差动放大器555进行处理，成为TR信号575。

根据本实施例，可以减小伴随层间隔的变动，寻道误差信号变动的现象。来自相邻层的主光线的反射光与用于寻道的来自目标层的副光线的反射光发生干涉，其相位差由于层间隔而发生变化，所以副推挽信号变动，但根据本发明可以减小来自相邻层的反射光的影响，所以寻道误差信号的变动变小。由此，可以进行高精度的激光照射位置的控制，读出以及写入时可以正确地决定激光照射位置，所以信号的品质提高。此外，数据信号自身中混入来自相邻层的反射光的情况变少，所以可以得到误差少的数据信号。

在本实施例中使用了偏振光光学系统，但在半导体激光器的最大输出具有足够的裕量时，还可以使用将偏振分光器104置换为通常的分光器，并且去除了λ/4板105、106的光学系统。

此外，在本实施例中使用了矩形的光栅45，当然，可以代之设置图23所示的三角波光栅，也可以得到相同的效果。

(实施例2)

图2表示本发明实施例2的光拾取装置的光学系统。在本实施例中，在与准直透镜407相比靠近半导体激光器101一侧设置了衍射光栅103和偏振分光器104。因此，从半导体激光器104射出的激光以发散光的状态透过偏振分光器104，之后通过准直透镜104进行准直，并射入λ/4板105。在实施例1中，将衍射光栅103和偏振分光器104设置在准直透镜403和物镜404之间，所以需要设置会聚透镜405，但在实施例2中如图2所示，由多层光盘501的读出对象层511反射的光束当通过了准直透镜407时成为收缩光，所以无需设置会聚透镜。由此，具有可以削减部件数量的效果。

(实施例3)

图22表示可以减少副推挽信号(SPP)的变动的光盘驱动装置的实施例。电路711～714用于在多层光盘501上记录数据。在纠错用编码电路711中，对数据附加纠错码。记录编码电路712以1-7PP方式对数据进行调制。记录补偿电路713产生与标记长相适合的用于写入的脉冲。根据产生的脉冲串，由半导体激光器驱动电路714对光拾取器60内的半导体激光器进行驱动，对从物镜射出的激光80进行调制。在由电动机502旋转驱动的光盘501上形成了相变化膜，当通过激光加热然后急剧冷却时成为非结晶状态，当缓缓冷却时成为结晶状态。这两个状态的反射率不同，可以形成标记。在写入状态时，因为不进行使激光的相干降低的高频重叠，所以成为来自相邻层的反射光和来自目标层的反射光易发生干涉的状态。因此，在不进行用于降低SPP变动的对策时，产生寻道偏离，或者消除相邻轨道的数据的不良情况。在本实施例中，在光拾取器60中采用了实施例1～3所示的光拾取器中的某一种，在多层光盘中也不会产生寻道的不良情况。

电路721～726是用于读出数据的电路。均衡器721改善最短标记长附近的信噪比。该信号被输入到PLL电路722中，并提取时钟。此外，由均衡器进行了处理的数据信号按照提取出的时钟的定时，通过A-D转换器723进行数字化。在PRML(Pertial Response Maximum Likelyhood)信号处理电路724中，进行维特比解码。在记录解码电路725中，根据1-7PP方式的调制规则进行解码，并且通过纠错电路726对数据进行复原。

根据本发明，可以降低在光拾取装置中对多层光盘进行读取时产生的来自相邻层的反射光的影响。在对多层光盘进行读出或写入时，需要针对光盘根据误差信号正确地进行激光的寻道位置的控制。当存在来自相邻层的反射光时，由于干涉效果产生的误差信号的变动，寻道位置发生错乱，就无法高精度地读出数据信号，或者无法高精度地决定写入位置。在本发明中，可以避免这些不良情况。并且，可以降低数据信号自身中混入的来自相邻层的反射光引起的交调失真，所以可以提高数据信号的品质。

Claims (11)

1.一种光拾取装置，其特征在于，

具有：激光光源；将来自所述激光光源的激光会聚在多层光信息记录介质的一个记录层上的照射光会聚光学系统；以及对从所述多层光信息记录介质的所述记录层反射的反射光进行检测的检测光学系统，

所述检测光学系统包含：反射光会聚透镜，其聚集来自所述记录层的反射光；反射面，其被设置在由所述反射光会聚透镜聚集的所述反射光中的来自该记录层的反射光的最小光斑位置上；光栅元件，其在所述反射光会聚透镜和所述反射面之间包含光轴地设置，使来自目标层以外相邻层的反射光的光量衰减，或者改变该反射光的方向；以及光检测器，其检测所述反射光，

在所述光检测器上检测由所述发射面反射的反射光。

2.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件与至少一个来自所述相邻层的反射光通过所述反射光会聚透镜的最小光斑位置重叠，并且对于光轴垂直或者倾斜地设置光栅沟槽的方向。

3.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件的光栅在光轴方向上离开所述反射面地设置。

4.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件具有使0次光的光量减少的光栅沟槽深度。

5.根据权利要求4所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件的光栅是三角波形状，沟槽深度为0.5λ以上。

6.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件具有使±1次光的光不返回所述反射光会聚透镜的光栅间距。

7.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述照射光会聚光学系统具有将来自所述激光光源的激光分割为主光线和两条副光线的功能，配置所述光栅元件使其与至少一个来自所述相邻层的反射光通过所述反射光会聚透镜的最小光斑位置重叠，并且包含所述反射光会聚透镜的光轴和所述两条副光线的主光线。

8.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

所述光栅元件具有：第一透明基板，其在表面具有由反射所述激光的材料或吸收所述激光的材料覆盖的光栅；第二透明基板，其具有与所述第一透明基板相同的折射率，并且配置在形成所述第一透明基板的所述光栅的一侧；以及具有与所述第一以及第二透明基板相同的折射率的、填充在所述第一和第二透明基板之间的材料。

9.根据权利要求8所述的光拾取装置，其特征在于，

与光轴交叉的所述光栅元件的表面是对于光轴垂直的平面。

10.根据权利要求9所述的光拾取装置，其特征在于，

在所述光栅元件的与所述光轴垂直的面中，在光射入一侧的面上形成有防反射膜。

11.根据权利要求10所述的光拾取装置，其特征在于，

在所述光栅元件的与所述光轴垂直的面中，远离所述反射光会聚透镜的面为所述反射面。

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