CN101866664A - 光拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光拾取装置。通过除去多层串扰，使跟踪信号、聚焦信号稳定，并消除数据信号的品质恶化。在来自多层盘片(501)的反射光中，使用光束分割光学系统(107)将来自目标层(511)的反射光按照以中心线分成2部分扩散的方式分割为2部分并聚光。此时来自其他层的反射光不会到达来自目标层的反射光的聚光位置，能够使用检测器(52)仅检测来自目标层的反射光，所以不再有来自其他层的串扰。

Description

光拾取装置
技术领域
本发明涉及光拾取装置，特别涉及光拾取装置的读出光学系统。
背景技术
光盘的1层的记录容量在很大程度上依赖于所使用的半导体激光器的波长和物镜的数值孔径(NA)。半导体激光器的波长越短，或者NA越大，记录密度就能够越大，也就能够增加每1层的容量。当前市面上流通的光盘驱动器主要是使用波长650nm附近的红光和NA0.6的物镜的DVD(Digital Versatile Disc：数字多用途光盘)驱动器，但是作为比DVD的记录密度更高的光盘驱动器，也生产出了以光波长405nm附近的蓝紫色的半导体激光器作为光源、使用NA0.85的物镜的光盘驱动器。作为使当前达成的记录密度进一步增加的方式，可以考虑波长的短波长化，但是可预料到开发比该蓝紫色更短的紫外区域的半导体激光器是困难的。此外，关于物镜的高NA化，因为在空气中物镜的NA的极限为1，所以通过物镜的NA提高记录密度也是困难的。
这样的状况下，作为增加1张光盘的容量的方式，实施双层化。非专利文献1中介绍了双层的相变化光盘的技术。在将激光照射到双层光盘的情况下，因为同时照射相邻层，所以层间的串扰成为问题。为了减少该问题，使层间隔增大。这样，激光被聚光，作为目标的层(目标层)以外的层偏离激光的聚光面，所以能够降低串扰。
另一方面，在扩大层间隔时球面像差会成为问题。记录层埋在折射率与空气不同的聚碳酸酯中，球面像差因距离盘片表面的深度不同而不同。物镜被按照其球面像差对于特定的层变小的方式设计，当将激光的焦点移至其他层时，焦点位置与表面的距离发生变化，因此产生球面像差。该像差通常能够通过在物镜前放置由2片透镜构成的扩束透镜(Expander Lens)光学系统或者液晶元件来进行校正。即，能够通过改变2片透镜的距离或者液晶元件的相位来校正像差。但是，考虑到，若在小型的光盘驱动器装置内实现液晶元件的可补偿范围或透镜的移动机构，则难以校正较大的球面像差。
在为了进一步增加容量而进行多层化的情况下，因为球面像差的校正极限，多层整体的厚度受到限制，若层数多则层间隔变窄。因此，在实际的多层用的光盘驱动器装置中，残留有层间串扰。
为了降低上述串扰，根据非专利文献2，在用透镜将来自多层光盘的反射光聚光时，利用来自作为目标的层和相邻层的反射光的聚光位置在光轴上不同这一现象。以包含光轴的形式配置光栅，在来自目标层的反射光的聚光面上配置反射镜。来自相邻层的反射光会因为照射到光栅而被衰减。另一方面，来自目标层的反射光透过光栅与反射镜的间隙，所以能够不被衰减地返回检测系统。由此能够降低层间串扰。
此外，在非专利文献3中，使用1束光束获得跟踪信号，但需要防止双层的杂散光影响跟踪信号。通过采用在偏离光轴的位置检测配置在归路上的光栅的中心部分的光的结构，使杂散光不会入射到配置在光轴中心附近的跟踪信号检测用的4分割检测器中。
使用图4说明光拾取装置的检测光学系统中的因多层光盘引起的串扰。在此处，跟踪误差信号的检测使用PP(Push-Pull：推挽)法，聚焦误差信号的检测使用像散法。为了简化，令501为双层光盘，511和512为信息记录层。从物镜401向多层光盘出射的光线的最小聚束点(beam spot)位置如光线80所示在信息记录层511上，要读取来自信息记录层511的信息。光盘501旋转，在信息记录层511上形成有如图5所示的用于跟踪的引导槽。图5表示信息记录层的一部分，旋转轴位于左侧远方。光线作为光斑94照射该引导槽。若基于旋转轴进行光轴的垂直方向的定义，则箭头521的方向为径向方向，箭头522的方向为切线方向。照射光的焦点在记录层511上，所以其反射光反方向地沿着与入射光相同的光路返回到图4的物镜401。
当测定透过物镜之后的523的位置上的反射光的强度分布时，例如为图6所示。该情况下，仅考虑引导槽的影响，由于相对槽在垂直方向上产生的衍射光，出现所谓的球图案(ball pattern)。即，941和942表示的明暗区域出现在径向方向521上，明暗按照与引导槽的位置关系而变化。接着，图4的来自物镜401的出射光透过有像散的检测透镜402，作为光束801照射光检测器51。光检测器51设置在最小弥散圆的位置。
光检测器51上的来自盘片的反射光的入射状态示于图7。反射光被配置在中央的田字状的四分割检测器541检测出来。来自目标层的反射光线作为光斑811照射检测器541。光斑811的球图案如图8所示。与图6不同，球图案在上下出现，切线方向和径向方向对调。这是因为，像散的方向相对切线方向倾斜45度。在这样的反射光的照射状态下，当令四分割检测器541的各检测器名为A、B、C、D且其信号名也相同时，跟踪误差信号TE表示为：
TE＝(A+B)-(C+D)，
此外在令聚焦误差信号为AF，数据信号为RF时，
AF＝A+C-(B+D)，
RF＝A+C+B+D。
能够以四分割检测器对使用像散法的光拾取器进行原理性的动作说明，但实际上为了跟踪需要使物镜在径向方向上移动，为了消除此时产生的跟踪误差信号的失衡，如非专利文献3所述将光束分割为四份以上进行检测。
将盘片设计为，在对多层光盘照射激光时，来自各层的反射光量大致相同。从而，接近物镜的层的透过率较大，以使激光也能够照射到远离物镜的层。在这样的条件下，若如图4所示将激光的焦点对焦到作为信息读出对象层的511上，则一部分激光作为光束82透过目标层511，在相邻层512上反射，例如成为以反射光83表示的杂散光。该反射光83返回物镜401，入射到检测透镜402，之后，在光检测器51的前方先聚光，如光束804所示一边扩散一边入射到光检测器51。光束804在光检测器面上如图7所示，成为扩散的光斑841，成为覆盖光检测器541的状态。因此，与同时存在于检测器上的光斑811发生干涉。该干涉受到伴随层间隔的不均匀性的光斑841的相位的变化的影响而变化。该干涉引起的总光量即RF信号强度的变动会引起RF信号的抖动的恶化，使数据读出时的误差率(error rate)恶化。此外，同时TE信号也受该干涉影响，在存在检测器的位置偏移或光盘的倾斜等的情况下变动特别大，光斑难以追踪旋转的盘片上的引导槽。在相邻层512位于读出对象层511的靠近物镜一侧的情况下，也会从相邻层产生反射光，干涉问题也同样发生。
为了降低来自上述相邻层的影响即层间串扰，非专利文献2中在光拾取光学系统的归路的光轴上使用了光栅元件。但是，因为使用了聚光透镜和反射镜，所以光路变得较大，不适于光拾取器的小型化。此外，非专利文献3的解决方法中残留了干涉对RF信号的影响。
非专利文献1：Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.42(2003)，pp.956-960
非专利文献2：ISOM/ODS’08，Technical Digest Post-deadline Papers，TD05-155(2008)
非专利文献3：Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.45，No.2B(2006)pp.1174-1177
发明内容
本发明的目的在于，在光拾取装置中，减少来自上述其他层的干涉对RF和TE、AF信号的影响。
为了解决上述课题，本发明中，使用将来自作为目标的记录层的反射光在归路上分割、使反射光仅在聚光面上与光轴相交的光学系统，和配置在该光学系统的杂散光不入射的区域中的检测器组。
本发明的光拾取装置，具有：激光光源；使来自激光光源的激光聚光到多层光信息存储介质的一个记录层上的照射光学系统；和检测从多层光信息存储介质的目标记录层反射的反射光的检测光学系统。
检测光学系统包括：通过使来自目标记录层的反射光分割移动来消除光轴附近的反射光的光束分割光学系统；使被分割的反射光会聚的反射光聚光透镜；设置在被反射光聚光透镜会聚的反射光中的来自作为目标的记录层的反射光的最小光斑位置上的检测器；和设置在反射光中、并将反射光分割为多个区域从而使各区域的反射光入射到希望的检测器中的衍射光栅，将检测器的灵敏度区域配置在来自其他层的杂散光不入射的区域。
其他的检测光学系统具备：使来自记录层的反射光聚光到检测器上的反射光聚光透镜；在检测器与反射光聚光透镜之间设置的、使来自记录层的反射光按照分割后的光束在反射光聚光透镜所形成的聚光面之前都不通过光轴的方式分割到光轴的两侧的光束分割光学系统；分割为衍射方向不同的多个区域的衍射光栅，将检测器的灵敏度区域配置在来自该记录层以外的其他层的记录层的反射光不照射的区域。
光束分割光学系统，将反射光在切线方向、即与多层光信息存储介质的圆周方向对应的方向上分割。
衍射光栅被分割为衍射方向不同的8个区域，8个区域相对通过光轴的径向方向的直线和切线方向的直线对称地配置，四个区域包含球图案，剩余四个区域不包含球图案。
根据本发明，因为不使来自其他层的反射光入射到检测器，所以在跟踪误差信号和聚焦误差信号、RF信号中没有来自其他层的反射光的影响，能够进行稳定的跟踪和聚焦，进而因为RF信号中也没有杂散光的影响，所以读出数据的可信赖性得到提高。
附图说明
图1是表示本发明的光拾取装置的光学系统的一个例子的图。
图2是表示本发明的光拾取装置的光学系统的一个例子的图。
图3是表示本发明的光拾取装置的光学系统的一个例子的图。
图4是表示来自其他层的反射光的影响的图。
图5是表示光线照射带有槽的记录面的状态的图。
图6是表示来自光盘的反射光的球图案的图。
图7是表示光检测器的形状、来自光盘的反射光的光斑的位置和来自其他层的反射光的扩散的图。
图8是表示光检测器上的球图案的图。
图9是表示使用2片双棱镜的光束分割光学系统的图。
图10是表示使用2片分割衍射光栅的光束分割光学系统的图。
图11是表示衍射光栅的截面的图。
图12是表示衍射光栅的截面的图。
图13是表示使用2片平行平板的光束分割光学系统的图。
图14是表示分割的反射光的聚光状态的图。
图15是表示分割的反射光的聚光状态的图。
图16是表示聚光面上的光的分布的图。
图17是表示仅检测来自目标层的反射光的检测器的配置的图。
图18是表示将衍射光栅插入到分割的光束中的状态的图。
图19是表示插入到分割的光束中的衍射光栅的图。
图20是表示插入衍射光栅时的聚光面上的光的分布的图。
图21是对图20的光的分布配置检测器的配置图。
图22是表示使用只产生+1级衍射光的衍射光栅时的聚光面上的光的分布的图。
图23是表示衍射光栅的槽的方向相对光束扩散的方向倾斜的衍射光栅的图。
图24是表示使用图23的衍射光栅时的聚光面上的光的分布和检测器的配置的图。
图25是表示被分割为2部分的衍射光栅的图。
图26是表示使用图25的衍射光栅时的聚光面上的光的分布的图。
图27是在会聚光束中配置光束分割光学系统和衍射光栅的结构图。
图28是表示分割的衍射光栅的图。
图29是表示分割的衍射光栅的图。
图30是表示分割的衍射光栅的图。
图31是表示分割的衍射光栅的图。
图32是表示分割的衍射光栅的图。
图33是表示检测器的配置的图。
图34是表示暗线上的灵敏度的变化的图。
图35是表示检测器的配置的图。
图36是表示检测器的配置的图。
图37是表示检测器的配置的图。
图38是表示在光束分割光学系统和衍射光栅的出射面上配置遮光带的光学系统的图。
图39是表示使用本发明的光拾取装置的光盘驱动器装置的一个例子的图。
符号说明
52：检测器，53：信号处理电路，101：半导体激光器，104：偏振分束器，105：λ/4板，106：衍射光栅，107：光束分割光学系统，404：物镜，405：反射光聚光透镜，435～439：衍射光栅，501：多层盘片，524：聚光面，811：反射光斑，812：来自目标层的分割反射光，815：杂散光，841：来自相邻层的反射光的光斑
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
首先说明用于分割归路的反射光的光束分割光学系统。图9是表示使用2个双棱镜分割光束的光束分割光学系统的例子的图。平行光线入射到第一双棱镜408，以光轴的垂线为分割线生成相对光轴相同角度的对称的行进方向的平行光线。第二双棱镜409将相对光轴具有一定角度的平行光线的行进方向变为相对光轴平行。通过这样使用2个双棱镜，能够将通常的光束变换为分割平行光线。
图10是表示用透过光栅41和42进行平行分割的光束分割光学系统的例子的图。光栅41和42各自由光栅的衍射光的方向不同的2个区域构成，但2个区域的光栅具有与分割线相同的槽方向和相同的槽间距，且为不会产生0级光的槽深度为1/(n-1)的锯齿状的光栅。n是光栅的折射率，是在空气中的折射率。在槽深度为1/(n-1)的整数倍的情况下也不会产生0级光。图11表示光栅41的锯齿的形状，区域410和区域411中的锯齿是相互反转的形状，所以来自上方的入射光在相对光轴对称的方向上衍射。图12表示光栅42的锯齿的形状。区域421中的锯齿的形状与区域410中的形状相同，区域420中的锯齿的形状与区域411中的形状相同，所以透过光栅41后相对光轴成一定角度的2个光束在透过光栅42后，成为隔开一定间隔的、相对光轴平行的光。
图13是表示使用平行平板的光束分割光学系统的例子的图。分割平板元件44由2片平行平板441、442构成，各平行平板相对光轴倾斜相同角度，且位于相对光轴对称的位置。2个平行平板的接合部所成的脊线与光轴垂直相交，平行平板的接合部所成的脊线或谷线为径向方向。来自纸面上方的入射平行光在谷线的位置被分割为2部分，分别入射到不同的平行平板。如果用透明玻璃或塑料作为平行平板，则因为折射率大于空气，在入射面上光线朝向远离包含谷线和光轴的平面的方向，在出射面上成为与光轴平行的光束。
以上表示了在平行光束中分割光线的方法，但也有如图27所示在会聚光中进行分割的情况。在该情况下的光束分割光学系统中，例如通过采用在图13的元件中使出射面的倾斜度大于入射面的倾斜度的设计，能够使分割后的来自目标层的反射光束聚光到光轴上的相同位置上。在作为其他分割方法的图9和图10中，通过使入射光侧的元件和出射侧的元件倾斜光束的量不同，也能够在会聚光中分割光束，使其能够会聚。在设置于强会聚的光中的情况下会产生像差，所以如果用反射光聚光透镜等进行像差校正，就能够会聚为较小的光斑。
图14和图15表示将来自多层盘片的反射光分割为2部分并用反射光聚光透镜聚光的状态。为了使说明易于理解，在各图中将来自目标层的反射光和来自其他层的反射光分别描绘在不同的图中，但实际上两者是同时发生并相互重叠的。在各图的左侧，将分割后的来自目标层的反射光812用反射光聚光透镜405聚光，在聚光面524上成为最小光斑。图14的右图，表示了将来自比目标层更靠近物镜的层的作为杂散光的反射光用反射光聚光透镜405聚光的状态。入射到反射光聚光透镜405的反射光813被分割。因为反射层靠近物镜，所以聚光到比目标层的聚光面524更远的位置525上。图15的右图表示反射层位于比目标层更远的位置的情况下的聚光状态，分割后的反射光814聚光到比目标层的聚光面524更靠近反射光聚光透镜405的位置526上。
图14或图15中的聚光面524上的光的分布在图16中表示。来自目标层的反射光在光轴中心聚光为较小的光斑82，但来自目标层以外的反射光成为如815所示的光的分布，不照射光轴中心附近而是分为2部分。从而，通过如图17所示地将检测器53设置在杂散光分离开的区域中，能够不受来自其他层的杂散光的影响地检测出来自目标层的反射光。
如图18所示，考虑在来自目标层的反射光成为平行光的位置插入衍射光栅43的情况。如图19所示分割后的光入射到衍射光栅43，衍射光栅的槽的方向与将反射光分割扩散的方向(纸面上的横向方向)相同。图18的右图表示在来自比目标层更远的层的杂散光中插入衍射光栅43的状态。通过插入衍射光栅43，反射光的衍射光聚光到聚光位置524。在衍射光栅43的光栅形状为矩形的情况下，成为如图20所示的光的分布。来自目标层的反射光的0级光成为光斑821，+1级光成为光斑822，-1级光成为光斑823。来自较远的层的杂散光的0级衍射光成为816的分为2部分的分布，±1级光成为上下的817和818的分布。此处省略了±2级以上的光。为了不检测出杂散光，如果如图21所示准备用于检测822、821、823的各个光斑的在上下方向排列的检测器531和532、533，就能够避免杂散光816、817、818的影响进行检测。
图22表示将衍射光栅43的槽锯齿化(闪耀光栅化)的情况，在聚光面524上仅出现来自目标层的+1级光即光斑822和杂散光的光分布817。通过使用闪耀光栅化的衍射光栅，聚光面524上仅在一处出现较强的光斑，且通过改变衍射光栅的槽的方向和间距，能够将光斑位置设定在所希望的位置上。
图23表示衍射光栅431的槽的方向相对反射光扩散的方向成45度倾斜的情况。将聚光面524上的反射光的分布示于图24。来自目标层的0级光成为光斑824，±1级光成为倾斜方向的光斑825、826。在杂散光的光分布中，0级光为831，±1级光在倾斜的方向上如832和833地分布。若使衍射光栅的槽的方向相对反射光扩散的方向较大地倾斜，则杂散光靠近来自目标层的反射光的光斑，所以容易进入检测器535和536，不优选。衍射光栅的槽的方向优选与反射光扩散的方向大致一致。
本发明的光拾取器中能够分割衍射光栅的有效区域来检测跟踪误差信号和聚焦误差信号。此处表示简单地分割为2部分的例子。将图25所示的分割为2部分的衍射光栅如图18所示插入分割为2部分的反射光的归路中。衍射光栅432、433被通过光轴中心的直线与反射光扩散的方向垂直地分割。2个衍射光栅432、433的槽的方向与反射光扩散的方向相同，衍射光栅432的槽的间距比衍射光栅433的更窄。此时，聚光面524上例如成为如图26所示的光的分布。在将衍射光栅闪耀光栅化、使衍射光仅为+1级光时，成为用黑色圆和实线表示的光的分布。通过衍射光栅433的来自目标层的反射光成为光斑827，其他层的杂散光成为如834所示的分布。透过间距较窄的衍射光栅432的来自目标层的反射光成为光斑828，来自其他层的杂散光成为835所示的分布。图26的空心圆和虚线，是衍射光栅产生0级和-1级光时的光的分布。
由此可知，能够使来自目标层的反射光聚光在上下延伸的直线上的特定的位置，且能够将来自其他层的杂散光从来自目标层的反射光的聚光位置排除。衍射光栅能够进行复杂地分割，但同样能够使来自目标层的反射光会聚在直线上，且能够将来自其他层的作为杂散光的反射光从中心的直线上排除。由此，通过分别检测上下延伸的直线上的光斑，能够不受来自其他层的杂散光影响地使用光拾取器检测出必要的信号。杂散光的分布表示了来自比目标层更远的层的反射光，但对于较近的层而言会成为左右反转的分布。该情况下，杂散光也不会分布在来自目标层的反射光的聚光位置附近。
以上说明中，假定衍射光栅和光束分割光学系统位于来自目标层的反射光成为平行光束的位置，但并不一定要位于平行光束中。如图27所示的配置，光束分割光学系统121和衍射光栅434也可以位于会聚光中。图27中，仅表示了入射到反射光聚光透镜405的来自目标层的反射光。来自反射光聚光透镜405的会聚光，入射到被分割为多个区域的衍射光栅434而产生衍射光，使用光束分割光学系统121分割该衍射光，在聚光面524上聚光为光斑。用这样的配置，也能够如上所述将其他层的杂散光从来自目标层的反射光的聚光位置排除。
接着，将实际使用的衍射光栅的分割形状例，在图28、图29、图30、图31、图32中表示为435、436、437、438、439。用于获得聚焦误差信号的方法为刀刃法。在各图中，表示了来自目标层的反射光的球图案。横向方向为切线方向522。反射光的分割使扩散的方向为切线方向。所有的衍射光栅基本都以通过光轴中心的切线方向和径向方向的分割线分割为4部分，进而各四分割的部分被相对四分割线对称地分割为包含球图案的区域和不包含球图案的区域。包含球图案的区域为A和B、C、D，不包含的区域为E和F、G、H。图32所示的衍射光栅439，以图28的衍射光栅为基础，在中心部附加带状的遮光带440，用于进一步提高来自其他层的杂散光的除去效果。
光拾取器为了跟踪而使物镜在径向方向上位移。此时，来自其他层的杂散光在检测器上也在径向方向上位移。在上述图28和图29、图30、图31、图32中，因为使反射光在切线方向522上扩散，所以即使杂散光在径向方向521上位移，也不会接近来自目标层的反射光的光斑。从而，该反射光的分割方向，是不容易受物镜的位移影响的方向。
图33表示检测器的配置例。该情况下衍射光栅的槽形状使用矩形，产生0级光、±1级光。黑点是来自目标层的反射光的光斑，最右侧表示各自对应的衍射光的名称。例如，D(-1)、E(+1)分别表示来自衍射光栅的D或者E区域的-1级光或者+1级光，(0)表示0级光。分割后的各部分的槽的间距按照各反射光入射到规定的检测器的方式设计。从上开始的8个是用于检测聚焦误差信号的检测器，在各检测器的中心的径向方向上存在暗线，2个检测器夹着该暗线并列。
图34表示暗线区域中的2个检测器的灵敏度变化。上图中，表示了2个检测器537、538和它们所夹的暗线539。下图中，表示使微小的聚束点沿直线527在检测器上移动时的各检测器的灵敏度。实线528表示检测器537的灵敏度，在暗线区域539中向着检测器538逐渐减少，在检测器538上灵敏度成为零。此外，检测器538的灵敏度用点划线529表示。该情况下相反地在检测器538上灵敏度较高，向着检测器537减少，在检测器537上灵敏度成为零。通过使暗线539上具有这样的灵敏度分布，能够获得平滑的聚焦误差信号。
只要能够将光斑设置在灵敏度变得相等的暗线的中间位置，球图案的强度变化对于聚焦误差信号的影响就会较小，但实际上因为温度变化和调整不足，不一定位于中间位置。关于各光斑的强度，来自衍射光栅的A和B的强度相同，C和D也为相同强度。但是，因为球图案的强度变化，所以A与D、B与C不一定为相同强度的光斑。这样的条件下，当光斑整体偏离暗线中央时，在使用径向方向上存在暗线的检测器组的情况下，相同光强度的相同灵敏度位置的相反符号的信号在其他检测器中产生，其变化量抵消，所以跟踪信号的平衡不会破坏。但是，在使用切线方向上存在暗线的检测器组时，即使各检测器上的灵敏度位置相同，信号处理的减法运算的组合也不同，相同光强度的信号不能够抵消。因此，跟踪信号的均衡容易破坏，不能够进行正确的跟踪。从而，为了减少球图案的强度变化对聚焦误差信号的影响，优选使用在径向方向上存在暗线的检测器。
对中心的0级光进行检测的检测器输出RF信号，下部8个检测器用于生成跟踪误差信号。衍射光栅的槽深度是决定0级光与±1级光的分光比的因素，是考虑光源的强度和电系统的噪声等而进行决定的设计事项。
图33的各检测器上附加的箭头表示的符号，表示该检测器的输出名。聚焦误差信号AF由下式表示：
AF＝(AA1-AA2)+(AE1-AE2)+(AH1-AH2)+(AD1-AD2)-{(AB1-AB2)+(AF1-AF2)+(AG1-AG2)+(AC1-AC2)}，
跟踪误差信号TE由下式表示：
TE＝{(TA+TB)-(TC+TD)}-k{(TE+TF)-(TG+TH)}。
RF信号为：
RF＝R。
图35所示的检测器的配置例中，减少了用于检测聚焦误差信号的检测器的个数。此外，通过调节衍射光栅的槽深度，使0级光不产生。即，图28和图29、图30、图31中的衍射光栅E、F、G、H的槽形状为矩形状，仅产生±1级光，另一方面，衍射光栅A、B、C、D被闪耀光栅化，仅产生+1级光。因为没有图33所示的RF用的中心的0级光，所以RF信号根据跟踪误差信号生成。该情况下的聚焦误差信号AF为：
AF＝(AE1-AE2)+(AH1-AH2)-{(AF1-AF2)+(AG1-AG2)}，
RF信号为：
RF＝TA+TB+TC+TD+TE+TF+TG+TH。
跟踪误差信号与图33的情况相同。
图36中，进一步减少了图33所示的聚焦误差信号用的检测器的个数。因此将检测器的上下方向的长度延长，同时进行四个光斑的检测。为了实现该结构，将因散焦产生的信号的极性相同的光斑用相同的检测器一齐检测。该情况下，聚焦误差信号AF为：
AF＝B1-B2-(A1-A2)。
跟踪误差信号和RF信号与图33的情况相同。
图37的检测器的配置，是将图35的配置变为2列的配置。只要来自其他层的杂散光被较大地向左右排除，则即使为2列排列，杂散光的影响也较少。通过调整衍射光栅的槽的向切线方向的倾斜和间距，能够实现来自目标层的反射光的光斑位置的控制。信号的生成与图35相同。因为能够使检测器聚集在中心，所以不需要使衍射光栅的间距较细。由此，衍射光栅的制造变得容易，能够使用误差较少的衍射光栅。
从衍射光栅产生的衍射光有时产生比上述的±1级光更高级数的光，会入射到其他检测器而造成不良影响。特别是在将光斑排列为一列的情况下，靠近光轴的光斑的3级光可能会入射到位于远离光轴的位置的检测器。该情况下能够进行使位于远处的受影响的检测器的信号为相位相同的信号等、实现减少影响的光斑的配置。在图37的2列配置中，衍射光栅的倾斜各不相同，所以有高级数衍射光较少进入其他检测器的优点。
图38中，表示用于进一步除去来自其他层的杂散光的方法。来自目标层的反射光入射到将光束分割光学系统107与衍射光栅106组合而成的光学系统，被反射光聚光透镜405聚光。图32表示了对衍射光栅的中心部遮光的方法，但图38中，在光束分割光学系统107的出射面上，在来自目标层的反射光在切线方向上扩散、光量消失的区域中设置带状的遮光板443。遮光带444与图32的衍射光栅的遮光区域440起到相同的作用。通过在光束分割光学系统和衍射光栅两者的出射位置设置遮光带，能够在检测器前除去来自其他层的杂散光，能够提高对检测器除去杂散光效率。
接着，用实施例说明本发明。
[实施例1]
图1是用于说明本发明的光拾取装置的光学系统的一个例子的图。从半导体激光器101出射的激光，在被准直透镜403和三角棱镜102准直为圆形光束后，透过偏振分束器104。接着被λ/4板105变换为圆偏振光，被物镜404会聚到通过旋转机构旋转的多层盘片501上。此处图示了双层盘片，但并不限定于双层，也能够对3层以上的多层盘片实施。读出对象层(目标层)为511，从511上的激光的最小光斑的位置产生反射光。从相邻层512也产生反射光83，成为引起串扰的杂散光。
来自多层盘片的反射光包含杂散光在内返回物镜404，被λ/4板105变换为相对原来的偏振方向正交的方向的直线偏振光。因此被偏振分束器104反射，前往光束分割光学系统107，被分割为2个光束。光束分割光学系统是图9或者图10、图13所示的光学系统。之后，通过衍射光栅106，使用设置在来自目标层的反射光的聚光面上的检测器52检测出分割的光斑。衍射光栅106能够使用图28或者图29、图30、图31、图32所示的光栅。检测器52使用如图33或者图35、图36、图37所示的与各衍射光栅对应的配置即可。检测器的检测区域，配置在来自相邻层512的反射光不入射的位置。来自光检测器52的信号被信号处理电路53处理，形成控制光斑位置的AF信号和TE信号、作为数据信号的RF信号。
在读取没有槽的ROM盘片的情况下，能够使用DPD法(Differential Phase Detection：差分相位检测)作为跟踪的方法。该方法是比较不受来自其他层的杂散光影响的方法。该情况下，根据检测器的信号生成以下信号：
T1＝(TA+TE)+(TC+TG)
和
T2＝(TB+TF)+(TD+TH)。
然后，检测出两个信号的相位差，将其作为跟踪误差信号TE。RF信号和AF信号与有槽的盘片的情况相同。
[实施例2]
图2是表示本发明的光拾取装置的光学系统的其他例子的图。与实施例1比较，本实施例中，不设置三角棱镜，偏振分束器104设置在比准直透镜407更靠近半导体激光器101侧的位置。从而，从半导体激光器101出射的激光以发散光的状态透过偏振分束器104，之后被准直透镜407准直。实施例1中，因为偏振分束器104设置在准直透镜403与物镜404之间，所以需要反射光聚光透镜405，但在实施例2中如图2所示，从多层盘片501的读出对象层511反射的光束在通过准直透镜407时成为会聚光，所以不需要聚光透镜。由此，具有能够减少部件个数的效果。
光束分割光学系统107和衍射光栅106设置在会聚光中。作为光束分割光学系统，能够使用在图13所示的元件中对出射面的倾斜度进行了调整的光束分割光学系统。此外，能够使用图28～图32所示的衍射光栅。
本实施例在具有能够减少部件个数的效果的同时，能够在会聚光中设置光束分割光学系统和衍射光栅，所以对于小型化是有用的。
[实施例3]
图3中表示本发明的光拾取装置的光学系统的其他例子。与实施例2的不同之处是，衍射光栅106设置在偏振分束器104与准直透镜407之间。该情况下，往返的光透过衍射光栅106。从而，衍射光栅106具有偏振依赖性，在前往多层盘片501时的偏振方向的光入射时，不对透过光施加衍射效果，对于从多层盘片501返回、通过λ/4板105、偏振方向相对原来的偏振方向正交的光，产生衍射作用。该方法对于拾取器的小型化有效。在检测器的大小相同时，比起图2的配置更能够增大衍射光栅106与检测器52的距离，因此能够使用间距比图2中使用的衍射光栅的间距更大的衍射光栅。在为了小型化而缩短准直透镜407的焦距时，会产生减小衍射光栅的间距的必要，但衍射光栅的间距是用光刻制作的所以存在减小的极限。图2的配置中为间距的极限，但本结构的光拾取器中可能会有不超过间距的极限的情况，所以用本配置能够进一步小型化。
[实施例4]
图39表示使用能够除去来自多层的影响的光拾取器的光盘驱动器装置的实施例。电路711～714用于将数据记录在多层光盘501上。纠错用编码电路711在数据中附加纠错码。记录编码电路712使用1-7PP方法对数据进行调制。记录补偿电路713产生适合标记长度的用于写入的脉冲。基于产生的脉冲列，通过半导体激光器驱动电路714，驱动光拾取器60内的半导体激光器，对从物镜出射的激光80进行调制。由电动机502旋转驱动的光盘501上形成有相变化膜，在被激光加热、急速冷却时成为非晶状态，逐渐冷却时成为结晶状态。这2个状态反射率不同，能够形成标记。在写入状态下，不进行使激光的相干性降低的高频叠加，所以来自相邻层的反射光和来自目标层的反射光成为容易干涉的状态。因此，在不进行用于降低跟踪误差信号的变动的对策的情况下，会产生跟踪偏离、消除相邻轨道的数据这样的故障。在本实施例中，光拾取器60采用实施例1～3中说明的任意一个光拾取器，对于多层盘片也不会产生跟踪的故障。
电路721～726是用于读出数据的电路。均衡器721改善最短标记长度附近的信噪比。该信号被输入到PLL电路722，提取出时钟信号。此外，均衡器处理后的数据信号在提取出的时钟信号的定时被A-D变换器723数字化。PRML(Pertial Response Maximum Likelyhood：局部响应最大似然)信号处理电路724进行维特比(Viterbi)解码。记录解码电路725基于1-7PP方法的调制规则进行解码，在纠错电路726中恢复数据。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够除去来自其它层的杂散光，提高跟踪和聚焦的精度，所以能够提高对盘片的写入精度。进而RF信号的噪声也得以减少，所以能够将读出的数据信号的品质保持为错误较少的状态。

Claims (10)

1.一种光拾取装置，具有激光光源、使来自所述激光光源的激光聚光到多层光信息存储介质的一个记录层上的照射光学系统、和对从所述多层光信息存储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，该光拾取装置的特征在于：
所述检测光学系统包括：
光束分割光学系统，其按照分割后的光束直到聚光面为止都不通过光轴的方式，将来自所述记录层的反射光平行分割到光轴的两侧；
衍射光栅，其被分为衍射方向不同的多个区域；
反射光聚光透镜，其会聚被所述光束分割光学系统所分割的反射光；和
检测器，其设置在被所述反射光聚光透镜会聚的来自所述记录层的反射光的聚光面上，
所述检测器的灵敏度区域，设置在不被来自所述记录层以外的其他记录层的反射光照射的区域。
2.一种光拾取装置，具有激光光源、使来自所述激光光源的激光聚光到多层光信息存储介质的一个记录层上的照射光学系统、和对从所述多层光信息存储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，该光拾取装置的特征在于：
所述检测光学系统包括：
反射光聚光透镜，其使来自所述记录层的反射光聚光到检测器上；
光束分割光学系统，其设置在所述检测器与所述反射光聚光透镜之间，将来自所述记录层的反射光按照分割后的光束直到基于所述反射光聚光透镜的聚光面为止都不通过光轴的方式分割到光轴的两侧；和
衍射光栅，其被分为衍射方向不同的多个区域，
所述检测器的灵敏度区域，设置在不被来自所述记录层以外的其他记录层的反射光照射的区域。
3.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
所述光束分割光学系统在切线方向上分割所述反射光。
4.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
被所述衍射光栅衍射的来自所述记录层的反射光的0级光和±1级光，以光轴为中心在径向方向上排列为一列，所述检测器的灵敏度区域设置在与各衍射光对应的位置上。
5.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
被所述衍射光栅衍射的来自所述记录层的0级光大致为零，1级光在半径方向上排列为一列，所述检测器的灵敏度区域设置在与各衍射光对应的位置上。
6.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
被所述衍射光栅衍射的来自所述记录层的0级光大致为零，1级光在半径方向上排列为多列，所述检测器的灵敏度区域设置在与各衍射光对应的位置上。
7.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
所述衍射光栅被分割为衍射方向不同的8个区域，所述8个区域相对通过光轴的径向方向的直线和切线方向的直线对称地配置，四个区域包含球图案，剩余四个区域不包含球图案。
8.如权利要求7所述的光拾取装置，其特征在于：
所述检测器的检测聚焦误差信号的灵敏度区域夹着暗线在切线方向上排列。
9.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
所述光束分割光学系统由透明部件构成，具有：
入射面，其由以通过光轴且与光轴垂直的直线为第一脊线并相对光轴成相同角度的第一双平面构成；和
出射面，其由以通过光轴且与光轴垂直的直线为第二脊线并相对光轴成相同角度的第二双平面构成。
10.如权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于：
所述衍射光栅是偏振依赖性衍射光栅，配置在所述照射光学系统和所述检测光学系统共用的光路中。
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