CN102483936B - 光学头装置、光信息装置以及信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在利用蓝色光对具有三层以上记录层的光信息介质记录或再生信息时降低其他层光的干涉，并且在利用红色光从光信息介质再生信息时较高且良好地保持S/N比。光学头装置包括：射出蓝色光的第一激光光源(1)；射出红色光的第二激光光源(2)；使蓝色光在第一光盘(12)的记录层上聚光或使红色光在第二光盘(13)的记录层上聚光的物镜(11)；接收由第一光盘(12)的记录层反射的蓝色光或由第二光盘(13)的记录层反射的红色光并基于接收到的蓝色光或红色光的光量输出电信号的光检测器(9)、以及遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器(9)并使红色光透过的波长选择遮光区域(7x)。

Description

光学头装置、光信息装置以及信息处理装置
技术领域
本发明涉及对光盘等光信息介质记录、再生或删除信息的光学头装置、具备该光学头装置的光信息装置以及具备该光信息装置的信息处理装置。
背景技术
利用具有凹坑状图案的光盘作为高密度及大容量的存储介质的光存储技术的用途不断扩大到数字音频盘、视频盘、文档文件盘以及数据文件，并逐步得到实用。通过微小汇聚的光束，以较高的可靠性顺利地进行对光盘的信息记录或再生的功能大致可以分为形成衍射极限的微小光点的聚光功能、光学系统的焦点控制(聚焦伺服)功能、追踪控制功能、以及凹坑信号(pit signal、信息信号)检测功能。
近年来，随着光学系统设计技术的进步和作为光源的半导体激光器的短波长化，具有现有以上的高密度的存储容量的光盘的开发正在推进。作为高密度化的手段，增大将光束微小地汇聚到光盘上的聚光光学系统的光盘侧数值孔径(NA)。此时，出现的问题是因光轴的倾斜(tilt)导致的像差产生量增大。如果增大NA，则相对于倾斜产生的像差量增大。为了防止这种情况发生，可以使光盘的基板的厚度(基材厚度)变薄。
在可称为第一代光盘的紧凑式盘(CD)中，利用具有波长λ3的红外光(波长λ3为780nm至820nm)和NA为0.45的物镜，光盘的基材厚度为1.2mm。在第二代的DVD中，利用具有波长λ2的红色光(波长λ2为630nm至680nm，标准波长为650nm)和NA为0.6的物镜，光盘的基材厚度为0.6mm。进而，在第三代光盘中，利用具有波长λ1的蓝色光(波长λ1为390nm至415nm，标准波长为405nm)和NA为0.85的物镜，光盘的基材厚度为0.1mm。
此外，在本说明书中，基材厚度(或者基板厚度)是指从光盘(或光信息介质)的光束入射面到记录信息的记录层的厚度。
这样，高密度光盘的基板的厚度变薄。从经济性及装置的占有空间的观点来看，要求能够在基材厚度或记录密度不同的光盘上记录或再生信息的光信息装置。为此，需要具备能够将光束在基板厚度各不相同的光盘上聚光至衍射极限的聚光光学系统的光学头装置。
作为对CD、DVD及超高密度光盘(例如，BD(Blu-ray Disc))再生信息的装置的现有技术例，有非专利文献1所公开的例子。将非专利文献1作为第一现有技术例利用图28及图29进行简单地说明。
图28是表示第一现有技术例的光学头装置的概略结构的图。从具备蓝色光源的蓝色光光学系统301射出的平行光透过分束器(beam splitter)302及后述的位相板(phaseplate)303，其中，该蓝色光源射出具有405nm的波长λ1的蓝色光。透过位相板303的光由物镜304聚光，照射到基材厚度为0.1mm的第一光盘305(超高密度光盘)的信息记录层。由第一光盘305反射的光，经过与去程相反的路径并由蓝色光光学系统301所具备的检测器来检测。
从具备红色光源的红色光光学系统306射出的发散光由分束器302反射，透过位相板303，其中，该红色光源射出具有650nm的波长λ2的红色光。透过位相板303的光由物镜304聚光，照射到基材厚度为0.6mm的第二光盘307(DVD)的信息记录层。由第二光盘307反射的光，经过与去程相反的路径并由红色光光学系统306所具备的检测器来检测。
物镜304根据0.1mm的基材厚度而设计，对CD或DVD记录或再生信息时由于基材厚度的差异而产生球面像差。该球面像差通过从蓝色光光学系统301及红色光光学系统306射出的发散光的发散程度和位相板303来修正。由于发散光射入物镜304时会产生新的球面像差，因此，以该新的球面像差能够消除因基材厚度的差异而产生的球面像差。设定发散光的发散程度使球面像差达到最小。利用发散光的发散程度不能完全修正球面像差，高阶的球面像差(主要为5阶的球面像差)会残存。该5阶的球面像差通过位相板303来修正。
图29(A)是表示图28所示的位相板303的表面的图，图29(B)是表示图28所示的位相板303的侧面的图。若设波长λ1时的折射率为n1，则位相板303由高度h(h＝λ1/(n1-1))及高度3h的位相阶差303a构成。针对波长λ1的光，高度h的位相阶差303a产生1λ的位相差(λ为使用波长)，但对位相分布不会带来影响，对光盘305的记录再生不会造成障碍。另一方面，针对波长λ2的光，若设波长λ2时的位相板303的折射率为n2，则高度3h的位相阶差303a产生h/λ2×(n2-1)＝0.625λ的位相差。关于DVD，利用该位相差变换波阵面，来修正残存的5阶的球面像差。
作为其他的现有技术例，专利文献1公开了利用能够在超高密度光盘上聚光的物镜和能够在CD或DVD上聚光的物镜这两个物镜来再生信息的方法。将专利文献1作为第二现有技术例利用图30进行简单地说明。
图30是表示第二现有技术例的光学头装置的概略结构的图。透镜支撑部(lensholder)403具备在超高密度光盘的记录再生时使用的物镜401、在CD或DVD的再生时使用的物镜402、及驱动线圈404，该透镜支撑部403通过线缆405而悬架于固定部406。用磁体407和扼408构成磁路，通过使电流在驱动线圈404中流动从而产生电磁力，向聚焦方向及追踪方向驱动物镜401及402。在第二现有技术例中，根据记录或再生信息的光盘区分使用物镜401及402。
作为用于增加光盘的存储容量的又一个方法，增加记录层数。为了避免在记录层与记录层之间发生信息的漏入需要设置中间层。但是，从光盘表面到记录层的厚度从设想值发生了改变时的球面像差与数值孔径的大致4次方成正比。为此，当增大数值孔径时，不希望使中间层变厚。其结果，记录层间的信息的漏入(串扰(crosstalk))及来自各记录层的反射光的干涉成为课题。专利文献2公开了对该课题的应对方案之一。将专利文献2作为第三现有技术例利用图31进行简单地说明。
图31是表示第三现有技术例的光学头装置的概略结构的图，图32是表示第三现有技术例的光盘的概略结构的图，图33是表示第三现有技术例的检测全息(detection hologram)的概略结构的图。
光学头装置500包括射出蓝紫激光的光源501、分束器502、准直透镜503、物镜504、检测全息505、检测透镜506及接收激光的受光元件507。另外，光盘508包括三层信息记录层。光学头装置500对具有多层记录层的光盘508记录或再生信息。
利用图31，说明对光盘508记录或再生信息的光学头装置500的动作。从光源501射出的蓝紫激光透过分束器502，由准直透镜503转换为大致平行光，射入物镜504。射入物镜504的蓝紫激光通过保护基板在光盘508的任一信息记录层上汇聚为光点。
由光盘508的信息记录层反射的返程的蓝紫激光经过与去程相同的光路，透过物镜504及准直透镜503。然后，透过了准直透镜503的蓝紫激光被分束器502反射后，为了检测伺服信号而由检测全息505分割，由检测透镜506赋予指定的像散(astigmatism)，并被导入受光元件507。其结果，生成信息信号及伺服信号。
光盘508的聚焦误差信号(focus error signal)利用所谓的像散法(astigmatism method)等而生成，该像散法是利用受光元件507内的四分割受光图案来检测由检测透镜506赋予了像散的聚光点。另外，光盘508的追踪误差信号(tracking error signal)利用由检测全息505生成的0次衍射光和+1次衍射光生成。物镜504的数值孔径(NA)为0.85。物镜504被设计成能够在保护层的厚度约为0.1mm的设置于光盘508的任一信息记录层上形成衍射边界的聚光点。
如图32所示，光盘508包括保护层的厚度各不相同的第一至第三信息记录层511、512、513。因此，例如在第二信息记录层512形成聚光点，对第二信息记录层512记录或再生信息时，第一信息记录层511及第三信息记录层513也反射激光。这些激光与由第二信息记录层512反射的激光同样被导入受光元件507。这些由信息记录层512以外的第一及第三信息记录层511、513反射并射入受光元件507的激光就是所谓的杂散光。
检测全息505包括如图33所示的遮光区域505x。遮光区域505x是直径为D2的圆形状区域。遮光区域505x通过蒸镀例如铝等的金属膜而形成。遮光区域505x的透射率大致为零。
图34是示意性地表示利用第三现有技术例的光学头装置500对光盘508的第二信息记录层512记录或再生信息时来自第一信息记录层511的反射光的光路的图。由第一信息记录层511反射的激光，其中央部分的光被形成在检测全息505的遮光区域505x遮挡而透过检测透镜506被导入受光元件507。由第一信息记录层511反射的激光的包含激光的光轴的光(中心部分的光)被遮光区域505x遮挡，不会侵入到受光元件507上的受光部。
图35是示意性地表示利用第三现有技术例的光学头装置500对光盘508的第二信息记录层512记录或再生信息时来自第三信息记录层513的反射光的光路的图。由第三信息记录层513反射的激光的包含激光的光轴的光(中心部分的光)也被遮光区域505x遮挡，不会侵入到受光元件507上的受光部。
如上所述，由第一信息记录层511及第三信息记录层513反射的激光不会侵入到受光元件507上的受光部，所以不会与由作为信息的记录或再生对象的第二信息记录层512反射的激光重叠。因此，由干涉产生的被第二信息记录层512反射的激光的检测光量的变动得以抑制，从而能够实现伺服信号及信息信号的稳定化。
在第一现有技术例及第二现有技术例中，公开了具备射出红色光及蓝色光等不同波长的光的光源的结构、以及对DVD及超高密度光盘(例如，BD)等不同种类的光盘具有兼容性的结构。但是，并未公开在使超高密度光盘进一步多层化时，如何回避记录层间的信息的漏入(串扰)及来自各记录层的反射光的干涉。另外，在第三现有技术例中，虽然公开了在使超高密度光盘进一步多层化时，可回避记录层间的信息的漏入(串扰)及来自各记录层的反射光的干涉的手段，但并未公开对DVD及超高密度光盘(BD)等不同种类的光盘具有兼容性的结构。
在对多层超高密度光盘记录或再生信息的光学头装置中，也希望从已有的CD及DVD再生信息。但是，若简单地组合上述第一至第三现有技术例，并不能实现具有兼容性的光学头装置。在第一至第三现有技术例中，并未公开不增加部件件数又能确保性能，并且对CD、DVD及超高密度光盘记录或再生信息的结构。
专利文献1：日本专利公开公报特开平11-120587号
专利文献2：日本专利公开公报特开2008-198336号
非专利文献1：ISOM2001TECHNICAL DIGEST会议(session)We-C-05(草稿集30页)
发明内容
本发明是为了解决上述的问题，其目的在于提供一种光学头装置、光信息装置及信息处理装置，该光学头装置在利用蓝色光对具有三层以上记录层的光信息介质记录或再生信息时能够降低其他层光的干涉，并且在利用红色光从光信息介质再生信息时能够较高且良好地保持S/N比。
本发明所提供的光学头装置包括：射出波长λ1的蓝色光的第一激光光源；射出波长λ2的红色光的第二激光光源；使从所述第一激光光源射出的所述蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光信息介质的记录层上聚光、或使从所述第二激光光源射出的所述红色光经过具有大于所述第一厚度t1的第二厚度t2的基材在第二光信息介质的记录层上聚光的聚光光学系统；接收由所述第一光信息介质的记录层反射的所述蓝色光或由所述第二光信息介质的记录层反射的所述红色光，基于接收到的所述蓝色光或所述红色光的光量输出电信号的光检测器；以及遮挡包含所述蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达所述光检测器并使所述红色光透过的波长选择遮光区域。
根据该结构，第一激光光源射出波长λ1的蓝色光，第二激光光源射出波长λ2的红色光。聚光光学系统使从第一激光光源射出的蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光信息介质的记录层上聚光，或使从第二激光光源射出的红色光经过具有比第一厚度t1大的第二厚度t2的基材在第二光信息介质的记录层上聚光。光检测器接收由第一光信息介质的记录层反射的蓝色光或由第二光信息介质的记录层反射的红色光，基于接收到的蓝色光或红色光的光量输出电信号。波长选择遮光区域遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器，并使红色光透过。
根据本发明，由于利用波长选择遮光区域遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器，并使红色光透过，所以在利用蓝色光对具有三层以上记录层的第一光信息介质记录或再生信息时能够降低其他层光的干涉，并且在利用红色光从第二光信息介质再生信息时能够较高且良好地保持S/N比。
通过以下详细的说明和附图，使本发明的目的、特征和优点更加明确。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的光学头装置的结构的概略剖面图。
图2的(A)是表示检测全息的结构的俯视图，(B)是表示检测全息的结构的侧视图。
图3是从第一光盘再生信息时光检测器附近的主要部概略说明图。
图4是示意性地表示透过具有波长选择遮光区域的检测全息并形成在光检测器上的光点的情况的图。
图5是表示波长选择遮光区域的透射率的波长特性的图。
图6是表示实施方式2中的检测全息的结构的图。
图7是表示本实施方式2的光学头装置的概略结构的图。
图8的(A)是表示抽出光盘和从物镜到光检测器的主要部件的光学系统的图，(B)是表示满足第一条件的范围的图。
图9的(A)是用于说明其他层光越过光检测器后再成像的情况的图，(B)是表示满足第二条件的范围的图。
图10的(A)是用于说明再成像点存在于遮光元件与光检测器之间的情况的图，(B)是表示满足第三条件的范围的图。
图11的(A)是用于说明与遮光元件相比再成像点存在于物镜侧的情况的图，(B)是表示满足第四条件的范围的图。
图12是表示满足第一条件至第四条件的全部条件的范围的图。
图13是表示满足第一条件至第四条件的全部条件的范围的图。
图14是示意性地表示光检测器的受光部的结构及由光盘反射并到达光检测器的激光的情况的图。
图15是表示检测全息的第一变形例的图。
图16是表示光学头装置的第一变形例的图。
图17是表示光检测器的变形例的图。
图18是表示射入第一变形例的检测全息的红色光及衍射光的情况的示意图。
图19是表示检测全息的第二变形例的图。
图20是表示光学头装置的第二变形例的图。
图21是表示光学头装置的第三变形例的图。
图22是表示光学头装置的第四变形例的图。
图23是表示作为实施方式3中的光信息装置的一例的光盘驱动器的整体结构的图。
图24是表示实施方式4中的计算机的整体结构的概略立体图。
图25是表示实施方式5中的光盘播放器的整体结构的概略立体图。
图26是表示实施方式6中的光盘刻录器的整体结构的概略立体图。
图27是表示实施方式7中的光盘服务器的整体结构的概略立体图。
图28是表示第一现有技术例的光学头装置的概略结构的图。
图29的(A)是表示图28所示的位相板的表面的图，(B)是表示图28所示的位相板的侧面的图。
图30是表示第二现有技术例的光学头装置的概略结构的图。
图31是表示第三现有技术例的光学头装置的概略结构的图。
图32是表示第三现有技术例的光盘的概略结构的图。
图33是表示第三现有技术例的检测全息的概略结构的图。
图34是示意性地表示利用第三现有技术例的光学头装置对光盘的第二信息记录层记录或再生信息时来自第一信息记录层的反射光的光路的图。
图35是示意性地表示利用第三现有技术例的光学头装置对光盘的第二信息记录层记录或再生信息时来自第三信息记录层的反射光的光路的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且，以下实施方式是将本发明具体化以后的一例，其性质并非为限定本发明的技术范围。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的光学头装置的结构的概略剖面图。在图1中，光学头装置包括第一激光光源1、第二激光光源2、第一分束器4、第二分束器6、检测全息(detection hologram)(衍射光学元件)7、上折镜8、光检测器9、准直透镜(第一凸透镜)10、物镜(聚光光学系统)11、检测透镜16、1/4波长板17及物镜致动器41。
第一激光光源1射出波长λ1(390nm至415nm：作为标准，多使用405nm，所以将390nm至415nm的波长总称为约405nm)的激光(蓝色光)。第二激光光源2射出波长λ2(630nm至680nm：由于作为标准，多使用660nm，所以将630nm至680nm的波长总称为约660nm)的激光(红色光)。上折镜8使光轴弯折。
物镜11使从第一激光光源1射出的蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光盘12的记录层上聚光，或使从第二激光光源2射出的红色光经过具有大于第一厚度t1的第二厚度t2的基材在第二光盘13的记录层上聚光。
物镜致动器41使物镜11沿光轴方向及光盘的径向移动。另外，物镜致动器41还使物镜11追随光盘的晃动及偏心。
第一光盘12是具有约0.1mm(以下将0.05mm至0.11mm的基材厚度称为约0.1mm)或者比0.1mm薄的基材厚度t1、并且利用波长λ1的光束记录或再生信息的第三代光盘。第二光盘13是具有约0.6mm(将0.54mm至0.65mm的基材厚度称为约0.6mm)的基材厚度t2、并且利用波长λ2的光束记录或再生信息的例如DVD等第二代光盘。在图1中，第一光盘12以及第二光盘13仅被图示从光的入射面到记录层为止的基材。实际上，为了增强机械强度而且使外形与CD相同为1.2mm，使基材与保护板(或保护件)粘合。使第二光盘13与厚度0.6mm的保护件粘合。使第一光盘12与厚度1.1mm的保护件粘合。在本发明的附图中，为了简单省略了保护件。
第一激光光源1及第二激光光源2最好为半导体激光器光源。由此，能够使光学头装置及使用光学头装置的光信息装置小型、轻量及低耗电化。
检测全息7衍射由第一光盘12或第二光盘13的记录层反射的蓝色光束或红色光束。波长选择遮光区域7x遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器9，并使红色光透过。此外，检测全息7的详细将在后面阐述。
检测透镜16使由第一光盘12的记录层反射的蓝色光束汇聚到光检测器9，并使由第二光盘13的记录层反射的红色光束汇聚到光检测器9。
光检测器9接收由第一光盘12的记录层反射的蓝色光束或由第二光盘13的记录层反射的红色光束，并基于接收到的蓝色光束或红色光束的光量输出电信号。
在对记录密度最高的第一光盘12记录或再生信息时，从第一激光光源1射出的波长λ1的蓝色光束610透过第一分束器4和第二分束器6，由准直透镜10变换为大致平行光。变换成大致平行光的蓝色光束610进一步由上折镜8弯折光轴，并通过1/4波长板17而被变换为圆偏振。1/4波长板17被设计成对波长λ1以及波长λ2这两者都起到1/4波长板的作用。通过物镜11使变换成圆偏振的蓝色光束610经过第一光盘12的厚度约为0.1mm的基材并聚光到信息记录层。
由信息记录层反射的蓝色光束610反过来经过原来的光路，并透过物镜11。透过了物镜11的蓝色光束610由1/4波长板17变换为与初始成直角方向的直线偏振，并由第二分束器6反射。由第二分束器6反射的蓝色光束610的一部分光被检测全息7衍射，并与未衍射的透过光一起由检测透镜16赋予指定的像散，射入光检测器9。通过对光检测器9的输出进行运算，得到用于焦点控制及追踪控制的伺服信号及信息信号。
接着，在对第二光盘13记录或再生信息时，从第二激光光源2射出的大致直线偏振的波长λ2的红色光束由第一分束器4反射，透过第二分束器6，并由准直透镜10变换为大致平行光。变换成大致平行光的红色光束进一步由上折镜8弯折光轴，并通过1/4波长板17而被变换为圆偏振。通过物镜11使变换成圆偏振的红色光束经过第二光盘13的厚度约为0.6mm的基材并聚光到信息记录层。
此外，也可以调换第一激光光源1和第二激光光源2的位置。在此情况下，第一分束器4调换透过的波长和反射的波长。通过使第一分束器4为反射蓝色光束的结构，从而具有能够避免接合第一分束器4的棱镜接合面的粘接剂由于蓝色光束的透过而劣化这一效果，能够扩大粘接剂的选择范围。
由信息记录层反射的红色光束反过来经过原来的光路，并透过物镜11。透过了物镜11的红色光束由1/4波长板17变换为与初始成直角方向的直线偏振，并由第二分束器6反射。被第二分束器6反射的红色光束由检测透镜16赋予像散并射入光检测器9。通过对光检测器9的输出进行运算，得到用于焦点控制及追踪控制的伺服信号及信息信号。
这样，为了从共同的光检测器9得到第一光盘12及第二光盘13的伺服信号，将第一激光光源1及第二激光光源2配置成使两者的发光点相对于物镜11的第一及第二光盘侧的焦点位置具有成像关系。由此，具有能够减少光检测器数及布线数这一效果。
第一光盘12及第二光盘13的聚焦误差信号可利用所谓的像散法来检测，该像散法是利用光检测器9内的4分割受光图案来检测由检测透镜16赋予了像散的聚光点。
另外，第一光盘12的追踪误差信号利用由光检测器9接收检测全息7所生成的衍射光并进行光电变换后的信号而生成。另外，若第一光盘12为再生专用盘，则追踪误差信号利用由光检测器9内的4分割受光图案来检测透过了检测全息7的0次衍射光的所谓的位相差检测法而生成。
第二光盘13的追踪误差信号也可以用与第一光盘12时相同的方法生成。另外，光学头装置还可以具备将从第二激光光源2射出的红色光束分离成作为0次光的主光束(mainbeam)和作为±1次衍射光的子光束(sub-beam)的衍射元件，利用三光束生成追踪误差信号。另外，第二光盘13的追踪误差信号也可以利用由光检测器9内的4分割受光图案来检测透过了检测全息7的0次衍射光的所谓的位相差检测法而生成。
下面，利用图2(A)及图2(B)说明设置在检测全息7的波长选择遮光区域的作用和结构。图2(A)是表示检测全息的结构的俯视图，图2(B)是表示检测全息的结构的侧视图。
本实施方式的检测全息7具有如图2(A)所示的波长选择遮光区域7x。波长选择遮光区域7x例如为圆形状的区域。此外，波长选择遮光区域7x不限定于正圆，也可以是含有制造误差的大致圆形状。图2(A)所示的虚线是对第一光盘12记录或再生信息时的有效光束直径。波长选择遮光区域7x是明显小于以虚线所示的有效光束直径的区域。例如，如图2(B)所示，波长选择遮光区域7x通过在检测全息7的表面蒸镀电介膜而形成，对于波长λ1的蓝色光束的透射率大致为零。虽然希望波长选择遮光区域7x对于波长λ1的蓝色光束的透射率接近零，但即使波长选择遮光区域7x对于波长λ1的蓝色光束的透射率为几％(例如10％)左右，也能够得到与透射率为零时实质上同样的效果。在本说明书中，若透射率为10％以下，则记述为透射率为“约0％”。
图3是从第一光盘12再生信息时光检测器9附近的主要部概略说明图。此外，第一光盘12是具有多层记录层的多层盘。将为了再生信息而通过物镜11使蓝色光束610聚光的信息记录层称为主记录层，将主记录层以外的其他信息记录层称为其他层。在图3中，示出了从其他层反射并向光检测器9入射的其他层光(杂散光)20和从主记录层反射并向光检测器9入射的信号光(主记录层光)21。
在具有多层信息记录层的多层光盘中，若由各不相同的信息记录层反射的信号光21和其他层光20发生干涉，则产生信息再生信号量变动而成为噪声等问题。尤其是，若是具有三层以上的多层记录层的光盘，则其他层为多层，且从一层记录层反射而来的光量减少。因此，来自光盘表面的反射光也变得不能忽略，信号光21与其他层光20的干涉是重要的课题。
对此，若通过形成在检测全息7上的波长选择遮光区域7x遮挡激光的中央部分，则中央部分被遮挡的光束透过检测透镜16被导入光检测器9。图4是示意性地表示透过具有波长选择遮光区域7x的检测全息而形成于光检测器9上的光点的图。图4的左图示出了由来自其他层的反射光(其他层光20)形成的光点。其他层光20的中心包含光轴的光(中心部分的光)被波长选择遮光区域7x遮挡。如图4的右图的中心部放大图所示，其他层光20的要到达光检测器9上的受光部9a至9d的部分被遮挡。
另一方面，信号光21与其他层光20同样，包含激光的光轴的光(中心部分的光)被波长选择遮光区域7x遮挡，但只是除去中央部一部分，通过波长选择遮光区域7x的外周侧的光射入光检测器9上的受光部9a至9d。关于信号光21，仅限于中央的一部分的光量减少的影响，能够进行信号再生。
因此，如图4的右图所示，信号光21和其他层光20在光检测器9上的受光部9a至9d重叠的光量降低，能够避免有关干涉的问题。即，信号光21的检测光量不会变动，从而能够实现伺服信号及信息再生信号的稳定化。
另外，即使是与越过光检测器9后汇聚的其他层光20相反、汇聚程度比信号光21强并在到达光检测器9之前暂且汇聚的其他层光，在光检测器9上也比信号光21扩散得大。因此，到达光检测器9之前汇聚的其他层光的中心包含光轴的光(中心部分的光)与其他层光20同样被波长选择遮光区域7x遮挡，不会到达光检测器9上的受光部9a至9d。信号光21的检测光量依然不会变动，从而能够实现伺服信号及信息再生信号的稳定化。
上述是关于波长λ1的蓝色光束的效果，但对波长λ2的红色光束而言，认为在未对具有三层以上信息记录层的多层光盘记录或再生信息时，干涉的影响不深刻。在此情况下，即使是遮挡中央的一部分信号光也会使信噪比(S/N比)降低，这是不希望的。本发明的第一课题意识在于此。因此，在本实施方式1中，第一特征在于遮光区域不是像现有技术例那样仅仅用反射膜或吸收膜构成，而是以具有波长选择性的二色性膜(dichroic film)构成。在表5中示出其一例。
图5是表示波长选择遮光区域的透射率的波长特性的图。在图5中，横轴表示波长，纵轴表示波长选择遮光区域的透射率。将波长选择遮光区域7x对多层的第一光盘12再生或记录信息的蓝色光束(波长λ1约为405nm)的透射率设定得较低。并且，波长选择遮光区域7x对波长长于不处理具有三层以上信息记录层的多层光盘的红色光束(波长λ2为650nm以上)的长波长的光的透射率被设定得较高。最好使长波长(例如，650nm以上)的透射率为90％以上。
这样，通过使如蓝色光束的短波长的透射率较低且如红色光束的长波长的透射率较高的二色性膜来形成波长选择遮光区域7x，从而可解决关于利用蓝色光束对具有三层以上信息记录层的多层光盘再生或记录信息时的干涉的课题，同时得到在利用红色光束再生已有的光盘时能够较高且良好地保持S/N比、稳定地再生记录这一显著的效果。
另外，当利用红色光束再生的第一光盘13为2层光盘时，即使干涉问题比具有三层以上信息记录层的多层光盘轻微，来自其他层的反射光多少也会射入光检测器9。为此，若信号光的位相发生混乱，则有可能使信号质量劣化。例如，当用推挽法(push-pull method)检测追踪误差信号时，分割信号光的一部分并进行差动运算。若存在位相不同的部分，则与其他层光干涉。若该干涉部分随着追随追踪时的物镜移动而移动，则可能引起信号振幅变化等不必要的信号变化。对于波长λ1的蓝色光束，因为基本上被波长选择遮光区域7x遮挡，所以位相的混乱不会成为课题。
但是，发明者们意识到，由于波长λ2的红色光束能够透过波长选择遮光区域7x，所以需要注意位相。当如图2(B)那样局部形成二色性膜作为波长选择遮光区域7x时，透过波长选择遮光区域7x的红色光束在介电体等与空气不同的介质中行进。因此，透过波长选择遮光区域7x的红色光束与透过波长选择遮光区域7x以外的红色光束产生位相差。为了减轻该位相差的影响，可以使二色性膜的位相差接近2π的整数倍。透过波长选择遮光区域7x的红色光束与透过波长选择遮光区域7x以外的区域的红色光束之间的位相差由下式来表示。
P＝2πN+C(其中，N为整数)
在上式中，值C的绝对值最好为2π的1/10以下。换言之，值C的绝对值最好为0.2π以下。
另外，根据发明者们的膜设计研究结果，明确了以下情况：为了得到如图5所示的波长特性需要使二色性膜的位相差P为π以上。另一方面，即使位相差P为2πN，若波长偏离设计中心值，则位相差明显化，位相差的量与N成正比。因此，可知，N的绝对值为1是最佳的。若换一种说法，位相差P的绝对值对于红色光束为1.8π以上2.2π以下的范围。即位相差P最好满足1.8π≤|P|≤2.2π。
在本实施方式中，通过在检测全息7上形成具有二色性的特性的波长选择遮光区域7x，能够实现不增加部件点数就能解决课题这一显著的效果，二色性的特性及对红色光束的位相差的限制等是独立的特征，有助于解决课题。
(实施方式2)
作为第二特征，对解决关于对具有三层以上信息记录层的多层光盘再生或记录信息时的干涉的课题，同时在从两层或单层光盘再生信息时良好地保持S/N比的方法进行阐述。
图6是表示实施方式2中的检测全息的结构的图。在图6中，检测全息7具有波长选择遮光区域7x。波长选择遮光区域7x例如为直径D2的圆形状的区域。图6所示的虚线是对第一光盘12记录或再生信息时的有效光束直径。波长选择遮光区域7x的直径D2最好为有效光束直径的直径D1的约10％等比较小的直径，但过于小，其他层光的遮断效果也变得不充分，有可能无法充分解决关于干涉的课题。对此，在本实施方式2中，明确波长选择遮光区域7x的理想尺寸。
图7是表示本实施方式2的光学头装置的概略结构的图。图7所示的光学头装置100包括半导体激光器(激光光源)101、准直透镜102、分束器103、物镜(聚光光学系统)104、致动器105、检测透镜106、遮光元件107、柱面透镜(cylindrical lens)108及光检测器109。
从半导体激光器101射出的光束通过准直透镜102而成为大致平行，被分束器103反射，由物镜104聚光到第一光盘12的所期望的信息记录层上。物镜104通过致动器105沿光轴方向及光盘径向移动。致动器105使物镜104追随光盘的晃动及偏心。第一光盘12具有多层信息记录层。在本实施方式中，第一光盘12具有第一信息记录层121、第二信息记录层122及第三信息记录层123。此外，第一光盘12具有的多层信息记录层并不限定于三层，第一光盘12可以具有三层以上的信息记录层。
由第一光盘12的信息记录层反射及衍射的光束再次经过物镜104，透过分束器103，由检测透镜106聚光。聚光后的光束经过遮光元件107，由柱面透镜108赋予像散之后，由光检测器109接收。
遮光元件107的中央设有遮挡光束的波长选择遮光区域110。遮光元件107相当于实施方式1中的检测全息7，波长选择遮光区域110相当于实施方式1的波长选择遮光区域7x。虽未图示，但光检测器109分割为四个受光部，能够利用像散法检测聚焦误差信号。另外，光检测器109能够利用推挽法检测追踪误差信号。进而，光检测器109能够根据被四分割的各受光部的和信号检测光束的全部光量，能够根据该和信号的变化再生记录于第一光盘12的信息。
图8(A)是表示抽出光盘和从物镜到光检测器的主要部件的光学系统的图，图8(B)是表示满足第一条件的范围的图。
在图8(A)中，示出了第一光盘12、物镜104、检测透镜106、遮光元件107及光检测器109。
设物镜104的数值孔径为NAOL、检测透镜106的数值孔径为NADET。当检测系统赋予了像散时，焦点距离根据方向而不同，在此，对光学系统进行近似，以使光束在处于最小错乱圆位置的光检测器109上聚光，并利用其焦点距离定义NADET。设光检测器109与遮光元件107之间的距离为H、波长选择遮光区域110的直径为D2。
由于遮光元件107上的物镜104的有效光束直径的投影即遮光元件107上的光束的直径为2NADET·H，所以直径D2相对于遮光元件107上的光束的直径的比k以下式来表示。
k＝D2/(2NADET·H)
若波长选择遮光区域110的直径相对于光束的直径过大，则当然会导致光量降低，因此比k有能够允许的上限值，设比k的上限值为kmax。若计算直径D2与距离H之间的关系，则得到下述的第一条件。
D2/H≤kmax·2NADET    ……(第一条件)
如图8(B)所示，在以横轴为距离H以纵轴为直径D2的曲线图中，当D2＞0且H＞0时，通过原点的斜率kmax·2NADET的直线(D2＝kmax·2NADET·H)下侧的范围满足该第一条件。
另一方面，如图8(A)所示，若设信息记录层与信息记录层之间的中间层的厚度为d、中间层的折射率为n，当使来自物镜104的光束聚光到第一光盘12的某一信息记录层时，由与聚光的信息记录层相邻的信息记录层反射的光束(其他层光)聚光在与聚光的信息记录层相距2d/n的位置。可将其他层光的聚光点看作为其他层光的虚拟发光点。中间层的厚度d尤其应该考虑最小值。检测透镜106的横向放大率α以NA的比表示，因此由下式来表示。
α＝NAOL/NADET
图9(A)是用于说明其他层光越过光检测器后再成像时的图，图9(B)是表示满足第二条件的范围的图。
根据近轴光线的理论，来自聚光点附近的光轴上的点的光在再成像时，在相距纵向放大率(＝横向放大率的平方)的位置聚光。因此，在物镜侧经过了位于与焦点相距2d/n的位置的其他层光的虚拟发光点的光如图9(A)所示，在检测侧聚光到与光检测器109的受光面相距距离L1的位置。此时，由第一光盘12反射的其他层光的聚光点与光检测器9之间的距离L1以下式来表示。
L1＝α2·2d/n
此时，波长选择遮光区域110在光检测器109上形成的阴影的直径DPD由下式来表示。
DPD＝D2·L1/(L1+H)
为了避免其他层光的影响，直径DPD最好大于某一尺寸。若基于直径DPD的最小值DPDmin以不等式来表示理想的条件，则为DPD·(L1+H)/L1≥DPDmin·(L1+H)/L1，从而得到下述的第二条件。
D2≥DPDmin·(L1+H)/L1    ……(第二条件)
如图9(B)所示，在以横轴为H以纵轴为D2的曲线图中，截距DPDmin及斜率DPDmin/L1的直线(D2＝DPDmin·(L1+H)/L1)上侧的范围满足该第二条件。
接着，考虑在第一光盘12上，由比聚光点更靠里侧的信息记录层反射的其他层光。在此情况下，看起来其他层光的虚拟发光点从物镜看位于比聚光点远的一侧。从聚光点到虚拟发光点的距离与上述相同，为2d/n。看起来从该发光点发出的其他层光在光检测器109的前面聚光，但在与遮光元件107的关系上分为两种情况。即，再成像点存在于遮光元件107与光检测器109之间，以及再成像点存在于比遮光元件107靠近物镜104一侧。
首先，对再成像的点位于遮光元件107与光检测器109之间的情况进行说明。
图10(A)是用于说明再成像点存在于遮光元件107与光检测器109之间的情况的图，图(B)是表示满足第三条件的范围的图。如图10(A)所示，波长选择遮光区域110在光检测器109上形成的阴影的直径DPD由下式来表示。
DPD＝D2·L1/(H-L1)
若基于直径DPD的最小值DPDmin以不等式来表示理想的条件，则得到下述的第三条件。
D2≥DPDmin·(H-L1)/L1    ……(第三条件)
如图10(B)所示，在以横轴为H以纵轴为D2的曲线图中，截距-DPDmin及斜率DPDmin/L1的直线(D2＝DPDmin·(H-L1)/L1)上侧的范围满足该第三条件。
接着，对再成像的点位于比遮光元件107更远离光检测器109的位置的情况进行说明。
图11(A)是用于说明再成像点存在于比遮光元件107更靠近物镜104一侧的情况的图，图11(B)是表示满足第四条件的范围的图。如图11(A)所示，波长选择遮光区域110在光检测器109上形成的阴影的直径DPD由下式来表示。
DPD＝D2·L1/(L1-H)
若基于直径DPD的最小值DPDmin以不等式来表示理想的条件，则得到下述的第四条件。
D2≥DPDmin·(L1-H)/L1    ……(第四条件)
如图11(B)所示，在以横轴为H以纵轴为D2的曲线图中，截距DPDmin及斜率-DPDmin/L1的直线(D2＝DPDmin·(L1-H)/L1)上侧的范围满足该第四条件。
比较第二条件、第三条件及第四条件可知，若满足第二条件，则自动满足第三条件及第四条件。因此，波长选择遮光区域110的直径D2和从光检测器109到波长选择遮光区域110的距离H应该满足的条件是第一条件和第二条件。图12示出这些关系。图12是表示满足第一条件至第四条件的全部条件的范围的图。图12所示的斜线部分的直径D2和距离H的组合成为对信息记录层的再生影响较小且排除其他层光的干涉的影响的最佳的组合。
进而，举出具体的数值进行说明。若设物镜的数值孔径NAOL为0.85，设检测系统(检测透镜)的倍率M为14倍，则检测系统的数值孔径NADET为0.061。若设多层光盘的中间层最小的厚度d为10μm，设中间层的折射率n为1.6，则从光检测器的受光面到聚光点的距离为2.45mm。
若设来自记录或再生信息的信息记录层的反射光在光检测器上的点径Ddet为70μm，设波长选择遮光区域在光检测器上形成的阴影的直径DPD的最小值DPDmin为点径Ddet的1/2，则最小值DPDmin为0.035mm。
若设波长选择遮光区域的直径D2相对于遮光元件上的光束的直径的比k的最大值kmax为光束直径的30％，则第一条件为D2≤0.0366H，第二条件为D2≥0.035+0.0143H。当光检测器与遮光元件之间的距离H为1.57mm时，波长选择遮光区域的直径D2为0.057mm，存在满足第一条件及第二条件的解。当距离H为1.57mm以上时，波长选择遮光区域的直径D2的允许范围增大。当距离H为3mm时，允许波长选择遮光区域的直径D2为0.078mm至0.1098mm的范围。当距离H为5mm时，允许波长选择遮光区域的直径D2为0.107mm至0.183mm的范围。
当波长选择遮光区域的直径D2相对于遮光元件上的光束的直径的比k的最大值kmax为0.3时，波长选择遮光区域相对于光束的面积比为9％，光量降低限于1成以下，因此认为信号降低量被抑制在允许范围内。另外，当检测中利用像散法时，被赋予像散的波阵面成为鞍型。另一方面，由于其他层光是散焦的光束(defocused lightbeam)，因此波阵面大体上为球面的一部分。为此，鞍型的波阵面的中央部和其他层光的球面的波阵面因干涉而产生比较大的条纹图样，但在鞍型的波阵面的周边部干涉条纹变细，干涉对检测光量变化的影响减小。因此，避免其他层光干涉只要考虑光检测器上的光束的中央附近即可，若考虑鞍型波阵面的形状，则可以将波长选择遮光区域在光检测器上形成的阴影的直径DPD的最小值DPDmin设为光检测器上的点径Ddet的一半的大小。
如上所述，当设物镜的数值孔径为NAOL、检测透镜的数值孔径为NADET、光检测器与波长选择遮光区域之间的距离为H、波长选择遮光区域的直径D2相对于投影到波长选择遮光区域的蓝色光直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、比k的最大值为kmax、检测透镜的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度最小值为d、中间层的折射率为n、由第一光盘反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n，波长选择遮光区域在光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、所述直径DPD的最小值为DPDmin、由记录或再生信息的第一光盘的记录层反射的蓝色光在光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，波长选择遮光区域满足上述的第一条件和第二条件这两者。
另外，在具有三层以上信息记录层的光盘中，来自记录或再生信息的信息记录层以外的至少两层以上其他层的杂散光(其他层光)同时发生。此时，各其他层光彼此干涉，由于该干涉条纹为比较大的条纹图案，因此若产生干涉条纹的区域波及光检测器，则对检测光量变化的影响增大。尤其是若主记录层光(来自光束汇聚的信息记录层的反射光)与两层以上的其他层光重叠，则三个以上的光发生干涉，对检测光量变化的影响较大。为了避免这种情况，可以将来自各信息记录层的其他层光在光检测器上投影的、被波长选择遮光区域遮挡的部分的尺寸中第二小的部分的尺寸设为指定的尺寸以上。
若考虑夹着连续的两层中间层的三层信息记录层，则当连续两层中间层的厚度之和达到最小的距离时，在三层信息记录层的里侧的信息记录层聚焦时来自前侧的信息记录层的其他层光在光检测器上投影的波长选择遮光区域的尺寸为第二小。设两层中间层的厚度之和达到最小时从前侧的信息记录层到里侧的信息记录层的距离为df。来自前侧的信息记录层的其他层光与图9(A)同样在比光检测器远的一侧聚光。连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由前侧的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lf由下式来表示。
Lf＝α2·2df/n
因此，光检测器上的波长选择遮光区域的直径Df由下式来表示。
Df＝D2·Lf/(H+Lf)
因为直径Df最好比所期望的值DPDmin2大，所以波长选择遮光区域的直径D2最好满足下述的第五条件，
D2≥DPDmin2·(H+Lf)/Lf    ……(第五条件)。
由于使信息记录层与信息记录层之间的中间层的厚度d为最小，因此两层中间层的厚度之和达到最小时从前侧的信息记录层到里侧的信息记录层的距离df满足下式。
df≥2d
值DPDmin2最好大于光检测器上的主记录层光的点。因此，若设DPDmin2＝2·DPDmin＝Ddet，则满足第五条件的范围成为相对于第二条件的直线截距为2倍且斜率略小的直线即截距DPDmin2及斜率DPDmin2/Lf的直线(D2＝DPDmin2·(H+Lf)/Lf)上侧的区域。
接着，考虑由来自里侧的信息记录层的其他层光在光检测器上投影的波长选择遮光区域的尺寸为第二小的情况。在连续两层中间层的里侧的中间层厚度比前侧的中间层大的组合中、里侧的中间层达到最小时，由来自里侧的信息记录层的其他层光在光检测器上投影的波长选择遮光区域的尺寸为第二小。设从作为此时的主记录层的中央的信息记录层到里侧的信息记录层的距离为db。来自里侧的信息记录层的其他层光与图10(A)同样在光检测器的前侧聚光。从光检测器的受光面到聚光点的距离Lb由下式来表示。
Lb＝α2·2db/n
光检测器上的波长选择遮光区域的直径Db由下式表示。
Db＝D2·Lb/(H-Lb)
因为直径Db最好比所期望的值DPDmin3大，所以波长选择遮光区域的直径D2最好满足下述的第六条件。
D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb    ……(第六条件)
由于使信息记录层与信息记录层之间的中间层的厚度d为最小，因此从中央的信息记录层到里侧的信息记录层的距离db满足下式。
db≥d
值DPDmin3最好大于光检测器上的主记录层光的点。因此，若设DPDmin3＝2·DPDmin＝Ddet，则满足第六条件的范围为相对于第三条件的直线截距为2倍且斜率略小2倍的直线即截距-DPDmin3及斜率DPDmin3/Lb的直线(D2＝DPDmin3·(H-Lb)/Lb)上侧的区域。
图13以曲线示出这些关系。图13的斜线部表示满足第一条件至第六条件的全部条件的范围。图13所示的斜线部分的直径D2与距离H的组合成为在具有三层以上信息记录层的光盘中，对信息记录层的再生影响小且排除其他层光的干涉的影响的最佳组合。
在此，举出具体的数值进行说明。设与上述相同的条件，即，设物镜的数值孔径NAOL为0.85、检测系统(检测透镜)的倍率M为14倍。若设两层中间层的厚度之和达到最小时从前侧的信息记录层到里侧的信息记录层的距离df为23μm，则从光检测器的受光面到聚光点的距离Lf为5.635mm。若设值DPDmin2及值DPDmin3为70μm，则第五条件为D2≥0.07+0.0124H。另外，若设从中央的信息记录层到里侧的信息记录层的距离db为13μm，则从光检测器的受光面到聚光点的距离Lb为3.185mm，第六条件为D2≥-0.07+0.022H。当光检测器与遮光元件之间的距离H为2.90mm时，波长选择遮光区域的直径D2为0.106mm，满足第一条件至第六条件。当距离H为5mm时，允许波长选择遮光区域的直径D2为.132mm至0.183mm的范围。
在该例中，设来自记录或再生信息的信息记录层的反射光在光检测器上的点径Ddet为70μm，但并不限于此。有时点径Ddet为50μm等小于70μm，若这些情况都满足上述的条件，则能够期待同样的效果。当点径Ddet为50μm时，值DPDmin可以为25μm。
如上所述，当设连续两层中间层的组合中连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时从离光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自离光入射面最远的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，波长选择遮光区域满足上述的第一条件、第二条件、第五条件及第六条件的全部条件。
当设置了满足本实施方式的条件的波长选择遮光区域时，即使来自接近的其他层的杂散光(其他层光)射入光检测器，通过波长选择遮光区域也能够截断干涉影响大的一部分其他层光，而且，波长选择遮光区域对本来的光束的影响也能够抑制在一定等级以下。即，通过抑制信号光量的降低，能够有效地抑制由干涉引起的信号变动。
在实施方式2中也能够将遮光元件兼作检测全息。
对上述的实施方式1和实施方式2中的可组合的检测全息及光检测器，利用图6、图14及图15说明其作用和结构。对第一光盘12记录或再生信息时的追踪误差信号利用由检测全息7衍射的+1次衍射光而生成。在图6中，示意性地示出了检测全息7的光束分割图案。图14是示意性地表示光检测器9的受光部的结构及由光盘反射并到达光检测器9的激光的图。
检测全息7具有七个透过区域7a至7g，将射入的激光分割为0次衍射光和±1次衍射光。若参照图14所示的0次衍射光x0及+1次衍射光xa至xg，则0次衍射光x0由透过区域7a至7g生成。另外，+1次衍射光xa由透过区域7a生成。同样，+1次衍射光xb由透过区域7b生成，+1次衍射光xc由透过区域7c生成，+1次衍射光xd由透过区域7d生成，+1次衍射光xe由透过区域7e生成，+1次衍射光xf由透过区域7f生成，+1次衍射光xg由透过区域7g生成。
光检测器9总共具有至少八个受光部9a至9h。受光部9a至9d被用于生成第一光盘12及第二光盘13的聚焦误差信号、以及生成用来再生记录在第一光盘12及第二光盘13的信息的信号。而且，受光部9a至9d也被用于生成位相差法的追踪误差信号。另一方面，受光部9e至9j(应为9h)被用于生成追踪误差信号。
通过将用于生成聚焦误差信号的受光部9a至9d和用于生成追踪误差信号的受光部9e至9j形成在同一半导体基板上，能够使光学头装置小型化，而且能够减少组装光学头装置时的工数。
受光部9a至9j分别输出与接收到的光量相应的电流信号I9a至I9j。聚焦误差信号FE通过FE＝(I9a+I9c)-(I9b+I9d)的运算而得到。另外，追踪误差信号TE通过TE＝(I9e-I9f)-k(I9h-I9g)的运算而得到。
0次衍射光x0由四个受光部9a至9d接收。同样，+1次衍射光xa由受光部9e接收，+1次衍射光xb由受光部9f接收，+1次衍射光xc和+1次衍射光xd由受光部9h接收，+1次衍射光xe和+1次衍射光xf由受光部9g接收。
0次衍射光x0及+1次衍射光xa至xg通过由光盘的信息记录层反射的激光射入检测全息7而生成。
此外，由图6所示的检测全息7的中央部的透过区域7g生成的+1次衍射光xg由于在与+1次衍射光xa至xf垂直的方向被衍射而不被任一受光部接收。由此，能够降低当在光盘上形成的槽的位置、宽度及深度有偏差时产生的追踪误差信号的变动、以及由于在轨道记录信息而产生的追踪误差信号的变动。另外，当光盘有多层信息记录层时，能够避免不必要的光(其他层光)射入用于检测追踪误差信号的受光部。
并且，在与+1次衍射光共轭的位置形成的-1次衍射光也不会射入受光部9e至9j。
图15是表示检测全息的第一变形例的图，图16是表示光学头装置的第一变形例的图，图17是表示光检测器的变形例的图，图18是表示射入第一变形例的检测全息的红色光及衍射光的示意图。
如图15所示，通过在透过区域7c至7f的外侧形成与波长选择遮光区域7x相同特性的波长选择遮光区域70x，也能够提高不让不必要的光到达光检测器的效果。更具体而言，波长选择遮光区域7x形成在衍射由第一光盘12或第二光盘13的记录层反射的蓝色光的检测全息7的中心部分。波长选择遮光区域70x形成在检测全息7的沿径向(radial direction)延伸的外缘部分。波长选择遮光区域70x沿检测全息7的径向形成。
此外，本实施方式中的波长选择遮光区域7x相当于第一波长选择遮光区域的一例，波长选择遮光区域70x相当于第二波长选择遮光区域的一例。
尤其是，如图16所示的光学系统，当利用红色光对第二光盘13记录或再生信息时，在利用三光束法检测追踪误差信号的情况下，波长选择遮光区域70x必须使红色光透过。
在图16中，光学头装置包括第一激光光源1、第二激光光源2、分束器42、分色镜(dichroic mirror)43、衍射元件44、检测全息7、上折镜8、光检测器9、准直透镜10、物镜11、检测透镜16及1/4波长板17。
第一激光光源1射出蓝色光，第二激光光源2射出红色光。在第二激光光源2与分色镜43之间配置衍射元件44。从第二激光光源2射出的红色光71在透过衍射元件44时，相对于光轴在大致相反方向上形成两束衍射光72、73。但是，图16未示出衍射光72、73。红色光71及衍射光72、73都通过物镜11汇聚到第二光盘13的信息记录层上。
在第二光盘13的信息记录层上，红色光71及衍射光72、73大致在轨道延伸方向(切线方向)排列。并且，如图17所示，由第二光盘13反射的衍射光72被设置在光检测器9上的受光部9i接收，衍射光73被设置在光检测器9上的受光部9j接收，对从受光部9i及受光部9j得到的信号进行运算而得到追踪误差信号。此外，红色光71也可以被设在光检测器9上的受光部9a、9b、9c、9d接收，对从受光部9a、9b、9c、9d得到的信号进行运算而得到追踪误差信号。并且，也可以采用将受光部9i、9j进一步细分从而得到多个信号的结构。
这样，当对第二光盘13记录或再生信息时，在利用三光束法检测追踪误差信号的情况下，如图18所示，在检测全息7上，衍射元件44产生的衍射光72及衍射光73在大致切线方向上偏离红色光71。若波长选择遮光区域70x遮挡红色光，则用于追踪误差信号的光的一部分会损失，产生追踪误差信号的强度降低或追踪误差信号的精度降低等不良影响。
另一方面，若波长选择遮光区域70x与波长选择遮光区域7x同样具有使红色光透过的特性，则当利用红色光对第二光盘13记录或再生信息时，能够利用三光束法得到稳定并且高质量的追踪误差信号。因此，较为理想的是，与光轴附近的波长选择遮光区域7x同样，波长选择遮光区域70x也遮挡蓝色光并使红色光透过。例如，波长选择遮光区域70x与波长选择遮光区域7x同样，最好由遮挡蓝色光并使红色光透过的二色性膜等形成。
图19是表示检测全息的第二变形例的图。在图15所示的第一变形例的检测全息中，波长选择遮光区域70x仅形成在检测全息7的与径向平行的外缘部分。而在图19所示的第二变形例的检测全息7中，波长选择遮光区域71x形成在检测全息7的外周部。波长选择遮光区域71x在检测全息7的外周部分与直径大于对第一光盘12记录或再生信息时的有效光束直径的大致椭圆形部分之间形成。波长选择遮光区域71x具有与波长选择遮光区域7x同样的特性，遮挡蓝色光并使红色光透过。
由于波长选择遮光区域71x与波长选择遮光区域7x同样具有使红色光透过的特性，所以在利用红色光对第二光盘13记录或再生信息时，能够利用三光束法得到稳定且高质量的追踪误差信号。
光学头装置如图20所示，还可以设置射出红外光的第三激光光源3。图20是表示光学头装置的第二变形例的图。在图20中，光学头装置包括第一激光光源1、第二激光光源2、第三激光光源3、第一分束器4、第二分束器6、第三分束器5、检测全息7、上折镜8、光检测器9、准直透镜10、物镜11、检测透镜16及1/4波长板17。此外，在第二变形例的光学头装置中，除了第三激光光源3及第三分束器5以外的结构与图1所示的实施方式1中的光学头装置的结构相同，所以省略详细的说明。
第三激光光源3射出大于波长λ1和波长λ2的波长λ3的红外光。此外，波长λ3例如为750nm至820nm的范围，作为标准为785nm。物镜11使从第三激光光源3射出的红外光经过具有大于第二厚度t2的第三厚度t3的基材在第三光盘14的记录层上聚光。
波长选择遮光区域7x遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器9，并使红色光透过，且使红外光透过。
根据这种结构，可以构成也能够再生CD等第一代的第三光盘14的光学头装置。由于第一代的第三光盘14不是多层，所以不存在其他层光的干涉问题，从提高信号的S/N比的观点来看，波长选择遮光区域7x使红外光透过较为理想。因此，波长选择遮光区域7x最好具有如图5所示的二色性的特性。
并且，至此为止，例示了利用一个物镜11的结构，但也可以是利用光轴不同的两个物镜的结构。图21是表示光学头装置的第三变形例的图。
在图21中，光学头装置包括第一激光光源1、第二激光光源2、第三激光光源3、第一分束器4、第二分束器6、第三分束器5、检测全息7、光检测器9、准直透镜10、检测透镜16、第一物镜39、第二物镜40、上折棱镜80、第一1/4波长板171及第二1/4波长板172。此外，在第三变形例的光学头装置中，除了第三激光光源3、第三分束器5、第一物镜39、第二物镜40、上折棱镜80、第一1/4波长板171及第二1/4波长板172以外的结构与图1所示的实施方式1中的光学头装置的结构相同，所以省略详细的说明。
例如，如图21所示，第一物镜39使从第一激光光源1射出的蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光盘12的记录层上聚光。第二物镜40使从第二激光光源2射出的红色光经过具有大于第一厚度t1的第二厚度t2的基材在第二光盘13的记录层上聚光，并使从第三激光光源3射出的红外光经过具有大于第二厚度t2的第三厚度t3的基材在第三光盘14的记录层上聚光。
上折棱镜80包括具有反射红色光及红外光并使蓝色光透过的特性的第一面81、以及具有反射透过了第一面的蓝色光的特性的第二面82。第一1/4波长板171对正交的两个方向的蓝色偏振光赋予1/4波长的位相差。第二1/4波长板172分别对正交的两个方向的红色偏振光及红外偏振光赋予1/4波长的位相差。
另外，也可以是如图22所示的具备两个物镜的光学头装置的结构。图22是表示光学头装置的第四变形例的图。在图22中，光学头装置包括第一激光光源1、检测全息7、光检测器9、准直透镜10、检测透镜16、第一物镜39、第二物镜40、第一偏振分色棱镜45、第二偏振分色棱镜46、衍射元件47、二波长激光光源48，分色镜83、反射镜84、第一1/4波长板171及第二1/4波长板172。
第一激光光源1与其他例子同样射出蓝色光。二波长激光光源48射出红色光和红外光。第一偏振分色棱镜45使红色光和红外光透过，反射蓝色光的一个方向的偏振光并使与该偏振光正交的方向的偏振光透过。第二偏振分色棱镜46使蓝色光透过，反射红色光及红外光的一个方向的偏振光并使与该偏振光正交的方向的偏振光透过。分色镜83反射红色光和红外光，并使蓝色光透过。反射镜84反射蓝色光。第一1/4波长板171对正交的两个方向的蓝色偏振光赋予1/4波长的位相差。第二1/4波长板172分别对正交的两个方向的红色偏振光及红外偏振光赋予1/4波长的位相差。衍射元件47衍射红色光及红外光的一部分。
较为理想的结构是：通过利用未图示的致动器，让准直透镜10如图22中的箭头所示在光轴方向上移动，根据第一至第三光盘12至14的基材厚度来修正球面像差。另外，当在检测全息7上设置波长选择遮光区域70x或71x时，与前面所述的变形例同样，最好使波长选择遮光区域70x或71x除了具有使红色光透过的结构，还具有也使红外光透过的结构。使准直透镜10在光轴方向上移动的结构也能够应用于本发明的全部实施方式。
即使是如上述的光学头装置搭载两个物镜的结构，也能够与实施方式1及实施方式2组合，能够得到与实施方式1及实施方式2相同的效果。
(实施方式3)
图23示出了使用本发明的光学头装置的光信息装置。图23是表示作为实施方式3的光信息装置的一例的光盘驱动器的整体结构的图。
光盘驱动器200包括光学头装置201、马达(旋转系统)205、移动器(traverse)(移送系统)206及控制电路(控制部)207。光盘202由转盘203和夹具204夹持固定，通过马达(旋转系统)205而旋转。
实施方式1或实施方式2所记载的光学头装置201搭载在移动器(移送系统)206上。移动器206使光学头装置201在光盘202的半径方向上移动。由此，能够使由光学头装置201照射的光从光盘202的内周移动到外周。
控制电路207基于从光学头装置201接收到的信号，进行聚焦控制、追踪控制、移动控制及马达205的旋转控制等。另外，控制电路207根据再生信号再生信息、或向光学头装置201发送记录信号。
光盘202载置于转盘203，通过马达205而旋转。光学头装置201通过移动器206粗略地移动到光盘202的所期望的信息存在的轨道的位置。
光学头装置201根据与光盘202之间的位置关系，将聚焦误差信号及追踪误差信号发送至控制电路207。控制电路207根据聚焦误差信号及追踪误差信号，向光学头装置201发送用于使物镜微动的信号。根据该信号，光学头装置201对光盘202进行聚焦控制和追踪控制，进行信息的读出(再生)、写入(记录)或删除。
本实施方式3的光信息装置使用实施方式1及2中记载的光学头装置作为光学头装置，因此具有能够通过单一光学头装置来应对记录密度不同的多个光盘这一效果。
(实施方式4)
图24示出了具备实施方式3记述的光盘驱动器(光信息装置)200的计算机。图24是表示实施方式4的计算机的整体结构的概略立体图。
在图24中，计算机210包括实施方式3的光盘驱动器200、用于输入信息的键盘、鼠标或触摸屏等输入装置211、基于从输入装置211输入的信息及从光盘驱动器200读出的信息等进行运算的中央运算装置(CPU)等运算装置212、以及显示由运算装置212计算出的结果等信息的阴极射线管或液晶显示装置或者打印信息的打印机等输出装置213。
另外，在本实施方式4中，计算机210相当于信息处理装置的一例，运算装置212相当于信息处理部的一例。
具备上述实施方式3的光盘驱动器200的计算机210能够稳定地对不同种类的光盘记录或者再生信息，能够使用于广泛的用途。
(实施方式5)
图25示出了具备实施方式3记述的光盘驱动器(光信息装置)200的光盘播放器的实施方式。图25是表示实施方式5的光盘播放器的整体结构的概略立体图。
在图25中，光盘播放器230包括实施方式3的光盘驱动器200、以及将从光盘驱动器200得到的信息信号转换为图像信号的解码器232。
另外，光盘播放器230也可以通过增加GPS等位置传感器及中央运算装置(CPU)而用作为汽车导航系统。而且，光盘播放器230也可以具备液晶监视器等显示装置231。
而且，在本实施方式5中，光盘播放器230相当于信息处理装置的一例，解码器232相当于信息处理部的一例。
由于光盘播放器230具备实施方式3的光盘驱动器200，因此能够稳定地对不同种类的光盘记录或者再生信息，能够应用于广泛的用途。
(实施方式6)
图26示出了具备实施方式3记述的光盘驱动器(光信息装置)200的光盘刻录器。图26是表示实施方式6的光盘刻录器的整体结构的概略立体图。
在图26中，光盘刻录器220包括实施方式3的光盘驱动器200、以及将图像信息转换为用于通过光盘驱动器200记录到光盘中的信息信号的编码器221。较为理想的是，通过具备将从光盘驱动器200得到的信息信号转换为图像信息的解码器，也能够再生所记录的图像。另外，光盘刻录器220也可以包括显示信息的阴极射线管或液晶显示装置、或者打印信息的打印机等输出装置222。
此外，在本实施方式6中，光盘刻录器220相当于信息处理装置的一例，编码器221相当于信息处理部的一例。
由于光盘刻录器220具备实施方式3的光盘驱动器200，因此能够稳定地对不同种类的光盘记录或者再生信息，能够应用于广泛的用途。
(实施方式7)
图27示出了具备实施方式3记述的光盘驱动器(光信息装置)200的光盘服务器。图27是表示实施方式7的光盘服务器的整体结构的概略立体图。
在图27中，光盘服务器240包括实施方式3的光盘驱动器200、用于输入信息的键盘、鼠标或触摸屏等输入装置241、显示信息的阴极射线管或液晶显示装置等显示装置242、以及与外部进行由光盘驱动器200记录或再生的信息的输入输出的输入输出部243。输入输出部243与例如因特网等网络244连接。
具备上述实施方式3的光盘驱动器200的光盘服务器240能够稳定地对不同种类的光盘记录或者再生信息，能够使用于广泛的用途。光盘驱动器200有效利用其大容量性，根据来自网络244的请求，发送记录在光盘中的信息(例如图像、声音、影像、HTML文件及文本文件等)。而且，光盘驱动器200将从网络发送来的信息记录到其请求的部位。而且，由于也可以再生记录在DVD或CD等现有介质中的信息，所以也可以发送这些信息。
输入输出部243通过有线或无线将要记录的信息输入光盘驱动器200或将由光盘驱动器200读出的信息输出至外部。光盘服务器240经由网络244与多个设备例如计算机、电话或电视调谐器等交换信息，能够作为多个设备共有的信息服务器而被利用。由于光盘服务器240具备实施方式3的光盘驱动器200，因此能够稳定地对不同种类的光盘记录或者再生信息，能够使用于广泛的用途。
并且，光盘服务器240通过具备多个光盘驱动器200能够记录较多的信息。
此外，在本实施方式7中，光盘服务器240相当于信息处理装置的一例，输入输出部243相当于信息处理部的一例。
此外，在上述的实施方式4至7中，图24至图27示出了输出装置213、222及显示装置231、242，但各装置当然也可以是具备输出端子而不具备输出装置213、222及显示装置231、242，输出装置213、222及显示装置231、242另行销售的商品形式。另外，图25以及图26中未图示输入装置，但光盘播放器230以及光盘刻录器220也可以是具备键盘、触摸屏、鼠标及遥控器装置等输入装置的商品形式。相反，在上述的实施方式4至7中，也可以是输入装置另行销售，各装置具有输入端子的形式。
此外，在上述具体的实施方式中主要包括具有以下结构的发明。
本发明所提供的光学头装置包括：射出波长λ1的蓝色光的第一激光光源；射出波长λ2的红色光的第二激光光源；使从所述第一激光光源射出的所述蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光信息介质的记录层上聚光、或使从所述第二激光光源射出的所述红色光经过具有大于所述第一厚度t1的第二厚度t2的基材在第二光信息介质的记录层上聚光的聚光光学系统；接收由所述第一光信息介质的记录层反射的所述蓝色光或由所述第二光信息介质的记录层反射的所述红色光，并基于接收到的所述蓝色光或所述红色光的光量输出电信号的光检测器；以及遮挡包含所述蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达所述光检测器并使所述红色光透过的波长选择遮光区域。
根据该结构，第一激光光源射出波长λ1的蓝色光，第二激光光源射出波长λ2的红色光。聚光光学系统使从第一激光光源射出的蓝色光经过具有第一厚度t1的基材在第一光信息介质的记录层上聚光，或使从第二激光光源射出的红色光经过具有比第一厚度t1大的第二厚度t2的基材在第二光信息介质的记录层上聚光。光检测器接收由第一光信息介质的记录层反射的蓝色光或由第二光信息介质的记录层反射的红色光，并基于接收到的蓝色光或红色光的光量输出电信号。波长选择遮光区域遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器，并使红色光透过。
因此，由于利用波长选择遮光区域遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器，并使红色光透过，所以在利用蓝色光对具有三层以上记录层的第一光信息介质记录或再生信息时能够降低其他层光的干涉，并且在利用红色光从第二光信息介质再生信息时能够较高且良好地保持S/N比。
另外，较为理想的是，上述的光学头装置还包括：使由所述第一光信息介质的记录层反射的所述蓝色光汇聚到所述光检测器的检测透镜，所述波长选择遮光区域为直径D2的圆形状的区域，所述第一光信息介质具有多层记录层，当设所述聚光光学系统的数值孔径为NAOL、所述检测透镜的数值孔径为NADET、所述光检测器与所述波长选择遮光区域之间的距离为H、所述直径D2相对于投影在所述波长选择遮光区域的所述蓝色光的直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、所述比k的最大值为kmax、所述检测透镜的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度的最小值为d、所述中间层的折射率为n、由所述第一光信息介质反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n、所述波长选择遮光区域在所述光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、所述直径DPD的最小值为DPDmin、由记录或再生信息的所述第一光信息介质的记录层反射的所述蓝色光在所述光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，所述波长选择遮光区域满足下述的第一条件和第二条件这两个条件。
D2/H≤kmax·2NADET    ……(第一条件)
D2≥DPDmin·(L1+H)/L1    ……(第二条件)
根据该结构，检测透镜使由第一光信息介质的记录层反射的蓝色光汇聚到光检测器。波长选择遮光区域为直径D2的圆形状的区域。第一光信息介质具有多层记录层。并且，当设聚光光学系统的数值孔径为NAOL、检测透镜的数值孔径为NADET、光检测器与波长选择遮光区域之间的距离为H、直径D2相对于投影在波长选择遮光区域的蓝色光直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、比k的最大值为kmax、检测透镜的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度的最小值为d、中间层的折射率为n、由第一光信息介质反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n、波长选择遮光区域在光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、直径DPD的最小值为DPDmin、由记录或再生信息的第一光信息介质的记录层反射的蓝色光在光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，波长选择遮光区域满足上述的第一条件和第二条件这两个条件。
因此，通过决定波长选择遮光区域的直径以便满足第一条件(D2/H≤kmax·2NADET)和第二条件(D2≥DPDmin·(L1+H)/L1))这两个条件，即使其他层光射入光检测器，也能够遮断干涉影响较大的一部分其他层光，而且也能够抑制波长选择遮光区域对本来的光束的影响。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述第一光信息介质具有三层以上的记录层，当设在连续两层中间层的组合中连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时从离光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时来自离光入射面最近的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自离光入射面最远的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，所述波长选择遮光区域满足所述第一条件、所述第二条件、下述的第三条件及下述的第四条件的全部条件。
D2≥DPDmin2·(Lf+H)/Lf    ……(第三条件)
D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb    ……(第四条件)
根据该结构，第一光信息介质具有三层以上的记录层。当设连续两层中间层的组合中连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时从离光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时来自离光入射面最近的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自光入射面最远的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，波长选择遮光区域满足上述的第一条件、第二条件、第三条件及第四条件的全部条件。
因此，通过决定波长选择遮光区域的直径以便满足第一条件(D2/H≤kmax·2NADET)、第二条件(D2≥DPDmin·(L1+H)/L1)、第三条件((D2≥DPDmin2·(Lf+H)/Lf)及第四条件(D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb)的全部条件，当第一光信息介质具有三层以上的记录层时，即使其他层光射入光检测器，也能够遮断干涉影响较大的一部分其他层光，而且也能够抑制波长选择遮光区域对本来的光束的影响。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述kmax为0.3，所述DPDmin为25μm。
根据该结构，当kmax为0.3时，波长选择遮光区域相对于光束的面积比为9％，光量降低限在1成以下，因此信号降低量被抑制在允许范围内。另外，当DPDmin为25μm时，光检测器上的点的直径Ddet为50μm，能够使光学头装置小型化。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，透过所述波长选择遮光区域的所述红色光与透过所述波长选择遮光区域以外的区域的所述红色光之间的位相差P由下式来表示，在下式中，值C的绝对值为2π的1/10以下，
P＝2πN+C(其中，N为整数)。
根据该结构，通过使透过波长选择遮光区域的红色光与透过波长选择遮光区域以外的区域的红色光之间的位相差接近2π的整数倍，能够减轻该位相差的影响。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述位相差P满足1.8π≤|P|≤2.2π。根据该结构，通过使位相差P满足1.8π≤|P|≤2.2π，能够进一步减轻该位相差的影响。
另外，较为理想的是，上述的光学头装置还包括：衍射由所述第一光信息介质或所述第二光信息介质的记录层反射的所述蓝色光或所述红色光的衍射光学元件，所述波长选择遮光区域形成在所述衍射光学元件的中心部分。
根据该结构，由于波长选择遮光区域形成在衍射由第一光信息介质或第二光信息介质的记录层反射的蓝色光或红色光的衍射光学元件的中心部分，因此能够使光学头装置小型化。
另外，较为理想的是，上述的光学头装置还包括：衍射由所述第一光信息介质或所述第二光信息介质的记录层反射的所述蓝色光或所述红色光的衍射光学元件，所述波长选择遮光区域具有：形成在所述衍射光学元件的中心部分的第一波长选择遮光区域；以及形成在所述衍射光学元件的与径向平行的外缘部分的第二波长选择遮光区域。
根据该结构，通过形成在衍射光学元件的与径向平行的外缘部分的第二波长选择遮光区域，能够避免不必要的光到达光检测器。
另外，较为理想的是，上述的光学头装置还包括：射出波长λ3的红外光的第三激光光源，所述聚光光学系统使从所述第三激光光源射出的所述红外光经过具有大于所述第二厚度t2的第三厚度t3的基材在第三光信息介质的记录层上聚光，所述波长选择遮光区域使所述红外光透过。
根据该结构，第三激光光源射出波长λ3的红外光，聚光光学系统使从第三激光光源射出的红外光经过具有大于第二厚度t2的第三厚度t3的基材在第三光信息介质的记录层上聚光。波长选择遮光区域使红外光透过。
因此，由于通过波长选择遮光区域使红外光透过，所以当利用红外光从第三光信息介质再生信息时能够较高且良好地保持S/N比。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述第一激光光源及所述第二激光光源被配置成使两者的发光点相对于所述聚光光学系统的所述第一及第二光信息介质侧的焦点位置具有成像关系。
根据该结构，由于第一激光光源及第二激光光源被配置成使两者的发光点相对于聚光光学系统的第一及第二光信息介质侧的焦点位置具有成像关系，因此能够减少光检测器的数目及布线数。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述聚光光学系统具备光轴不同的两个物镜。
根据该结构，由于聚光光学系统具备光轴不同的两个物镜，所以能够通过一个物镜使蓝色光在第一光信息介质上聚光，通过另一个物镜使红色光在第二光信息介质上聚光。
本发明所提供的光学头装置包括：射出波长λ1的蓝色光的激光光源；使从所述激光光源射出的所述蓝色光经过基材在光信息介质的记录层上聚光的聚光光学系统；使由所述光信息介质的记录层反射的所述蓝色光汇聚的检测透镜；接收由所述检测透镜汇聚的所述蓝色光，并基于接收到的所述蓝色光的光量输出电信号的光检测器；以及遮挡包含所述蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达所述光检测器的波长选择遮光区域，所述波长选择遮光区域为直径D2的圆形状的区域，所述光信息介质具有多层记录层，当设所述聚光光学系统的数值孔径为NAOL、所述检测透镜的数值孔径为NADET、所述光检测器与所述波长选择遮光区域之间的距离为H、所述直径D2相对于投影在所述波长选择遮光区域的所述蓝色光的直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、所述比k的最大值为kmax、所述检测透镜的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度的最小值为d、所述中间层的折射率为n、由所述第一光信息介质反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n、所述波长选择遮光区域在所述光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、所述直径DPD的最小值为DPDmin、由记录或再生信息的所述第一光信息介质的记录层反射的所述蓝色光在所述光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，所述波长选择遮光区域满足下述的第一条件和第二条件这两个条件。
D2/H≤kmax·2NADET    ……(第一条件)
D2≥DPDmin·(L1+H)/L1    ……(第二条件)
根据该结构，激光光源射出波长λ1的蓝色光，聚光光学系统使从激光光源射出的蓝色光经过基材在光信息介质的记录层上聚光。检测透镜使由光信息介质的记录层反射的蓝色光汇聚，光检测器接收由检测透镜汇聚的蓝色光，并基于接收到的蓝色光的光量输出电信号。波长选择遮光区域遮挡包含蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达光检测器。另外，波长选择遮光区域为直径D2的圆形状的区域。光信息介质具有多层记录层。并且，当设聚光光学系统的数值孔径为NAOL、检测透镜的数值孔径为NADET、光检测器与波长选择遮光区域之间的距离为H、直径D2相对于投影在波长选择遮光区域的蓝色光直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、比k的最大值为kmax、D2/H≤kmax·2NADET为第一条件、检测透镜的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度的最小值为d、中间层的折射率为n、由第一光信息介质反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n、波长选择遮光区域在光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、直径DPD的最小值为DPDmin、D2≥DPDmin·(L1+H)/L1为第二条件、由记录或再生信息的第一光信息介质的记录层反射的蓝色光在光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，波长选择遮光区域满足第一条件和第二条件这个条件。
因此，通过决定波长选择遮光区域的直径以便满足第一条件(D2/H≤kmax·2NADET)和第二条件(D2≥DPDmin·(L1+H)/L1))这两个条件，即使其他层光射入光检测器，也能够遮断干涉影响较大的一部分其他层光，而且也能够抑制波长选择遮光区域对本来的光束的影响。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述第一光信息介质具有三层以上的记录层，当设连续两层中间层的组合中，连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时从离光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时来自离光入射面最近的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自离光入射面最远的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，所述波长选择遮光区域满足所述第一条件、所述第二条件、下述的第三条件及下述的第四条件的全部条件。
D2≥DPDmin2·(Lf+H)/Lf    ……(第三条件)
D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb    ……(第四条件)
根据该结构，第一光信息介质具有三层以上的记录层。并且，当设连续两层中间层的组合中、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时从离光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时由离光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、连续两层中间层的厚度之和为最小的组合时来自离光入射面最近的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度更大的组合中、离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自离光入射面最远的记录层的其他层光在光检测器上形成的波长选择遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，波长选择遮光区域满足上述的第一条件、第二条件、第三条件及第四条件的全部条件。
因此，通过决定波长选择遮光区域的直径以便满足第一条件(D2/H≤kmax·2NADET)、第二条件(D2≥DPDmin·(L1+H)/L1)、第三条件((D2≥DPDmin2·(Lf+H)/Lf)及第四条件(D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb)的全部条件，当第一光信息介质具有三层以上的记录层时，即使其他层光射入光检测器，也能够遮断干涉影响较大的一部分其他层光，而且也能够抑制波长选择遮光区域对本来的光束的影响。
另外，在上述的光学头装置中，较为理想的是，所述kmax为0.3，所述最小值DPDmin为25μm。
根据该结构，当kmax为0.3时，波长选择遮光区域相对于光束的面积比为9％，光量降低限在1成以下，因此信号降低量被抑制在允许范围内。另外，当DPDmin为25μm时，光检测器上的点的直径Ddet为50μm，能够使光学头装置小型化。
本发明所提供的光信息装置包括：上述的任一技术方案记载的光学头装置；使光信息介质旋转的马达；以及控制所述光学头装置和所述马达的控制部。根据该结构，能够将上述光学头装置应用于光学信息装置。
本发明所提供的信息处理装置包括：上述的光学信息装置；以及对在所述光学信息装置记录的信息及/或从所述光学信息装置再生的信息进行处理的信息处理部。根据该结构，能够将具备上述光学头装置的光信息装置应用于信息处理装置。
此外，在用于实施发明的方式的项目中描述的具体实施方式或实施例只是为了明确本发明的技术内容，不应仅限定于这样的具体例而狭义解释，在本发明的精神和技术方案的范围内，能够进行各种变更并实施。
产业上的可利用性
本发明所涉及的光学头装置、光信息装置及信息处理装置在利用蓝色光对具有三层以上记录层的光信息介质记录或再生信息时能够降低其他层光的干涉，并且在利用红色光从光信息介质再生信息时能够较高且良好地保持S/N比，对于对光盘等光信息介质记录、再生或删除信息的的光学头装置、具备该光学头装置的光信息装置、以及具备该光信息装置的信息处理装置是有用的。

Claims (18)

1.一种光学头装置，其特征在于包括：
第一激光光源，射出波长λ1的光；
第二激光光源，射出比所述波长λ1长的波长λ2的光；
聚光光学系统，使从所述第一激光光源射出的所述波长λ1的光经过具有第一厚度t1的基材在第一光信息介质的记录层上聚光，或使从所述第二激光光源射出的所述波长λ2的光经过具有大于所述第一厚度t1的第二厚度t2的基材在第二光信息介质的记录层上聚光；
光检测器，接收由所述第一光信息介质的记录层反射的所述波长λ1的光和由所述第二光信息介质的记录层反射的所述波长λ2的光，基于接收到的所述波长λ1的光或所述波长λ2的光的光量输出电信号；
分支元件，设置在由所述第一光信息介质的记录层反射的所述波长λ1的光和由所述第二光信息介质的记录层反射的所述波长λ2的光经过的返程的光路上，将所述波长λ1的光及所述波长λ2的光导入所述光检测器侧；
光学元件，配置在所述分支元件与所述光检测器之间；以及
波长选择遮光区域，遮挡所述波长λ1的光的光束的中央部分不让该部分的光到达所述光检测器，并使所述波长λ2的光透过，其中，
所述波长选择遮光区域，配置在所述分支元件与所述光检测器之间、且至少与所述波长λ1的光及所述波长λ2的光的光束的中央部分相交的位置，并形成在所述光学元件上，且是圆形状的区域。
2.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述波长λ1的光为蓝色光。
3.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述波长λ2的光为红外光。
4.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述光学元件为检测全息。
5.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述波长λ2的光为红色光。
6.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述波长选择遮光区域为平板状的电介膜。
7.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述波长选择遮光区域，被配置在至少与所述波长λ1的光及所述波长λ2的光的光轴相交的位置，用于遮挡包含所述波长λ1的光的光轴的指定区域不让该区域的光到达所述光检测器，并使所述波长λ2的光透过。
8.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于，所述波长选择遮光区域具备：
形成在所述光学元件的中心部分的第一波长选择遮光区域；和
形成在所述光学元件的与径向平行的外缘部分的第二波长选择遮光区域。
9.根据权利要求1所述的光学头装置，其特征在于：所述聚光光学系统具备光轴不同的两个物镜。
10.一种光学头装置，包括：
激光光源，射出波长λ1的蓝色光；
聚光光学系统，使从所述激光光源射出的所述蓝色光经过基材在具有多层记录层的光信息介质的记录层上聚光；
光检测器，接收由所述光信息介质的记录层反射的所述蓝色光，并基于接收到的所述蓝色光的光量输出电信号；
分支元件，设置在由所述光信息介质的记录层反射的所述蓝色光经过的返程的光路上，将所述蓝色光导入所述光检测器侧；
光学元件，配置在所述分支元件与所述光检测器之间；以及
遮光区域，遮挡所述蓝色光的光束的中央部分不让该部分的光到达所述光检测器，
所述遮光区域，配置在所述分支元件与所述光检测器之间、且至少与所述蓝色光的光束的中央部分相交的位置，并形成在所述光学元件上，其特征在于，
所述遮光区域为直径D2圆形状的区域，
当设所述聚光光学系统的数值孔径为NAOL、被导向所述光检测器的光的数值孔径为NADET、所述光检测器与所述遮光区域之间的距离为H、所述直径D2相对于投影在所述遮光区域的所述蓝色光的直径的比k为k＝D2/(2NADET·H)、所述比k的最大值为kmax、所述聚光光学系统的物镜的光检测器侧的横向放大率α为α＝NAOL/NADET、彼此相邻的记录层之间的中间层的厚度的最小值为d、所述中间层的折射率为n、由所述光信息介质反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离L1为L1＝α2·2d/n、所述遮光区域在所述光检测器上形成的阴影的直径DPD为DPD＝D2·L1/(L1+H)、所述直径DPD的最小值为DPDmin、由记录或再生信息的所述光信息介质的记录层反射的所述蓝色光在所述光检测器上的点的直径为Ddet、所述DPDmin为Ddet/2时，
所述遮光区域满足下述的第一条件和第二条件这两个条件，
D2/H≤kmax·2NADET  ……(第一条件)
D2≥DPDmin·(L1+H)/L1  ……(第二条件)。
11.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于还包括：使由所述分支元件分支的所述蓝色光汇聚到所述光检测器的检测透镜，其中，
所述NADET为所述检测透镜的数值孔径，
所述α为所述检测透镜的横向放大率。
12.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于：所述光学元件为检测全息。
13.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于：所述遮光区域为平板状的电介膜。
14.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于：所述遮光区域，被配置在至少与所述蓝色光的光轴相交的位置，用于遮挡包含所述蓝色光的光轴的指定区域不让该区域的光到达所述光检测器。
15.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于：
所述光信息介质具有三层以上的记录层，
当设从离在连续两层中间层的组合中连续两层中间层的厚度之和为最小的组合的光入射面最近的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为df、由离连续两层中间层的厚度之和为最小的组合的光入射面最近的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lf为Lf＝α2·2df/n、来自离连续两层中间层的厚度之和为最小的组合的光入射面最近的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin2＝Ddet、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时从中央的记录层到离光入射面最远的记录层的距离为db、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时由离光入射面最远的记录层反射的其他层光的聚光点与所述光检测器之间的距离Lb为Lb＝α2·2db/n、连续两层中间层的与离光入射面近的一侧相比离光入射面远的一侧的中间层的厚度较大的组合中离光入射面远的一侧的中间层的厚度为最小的组合时来自离光入射面最远的记录层的其他层光在所述光检测器上形成的所述遮光区域的阴影的直径的最小值为DPDmin3＝Ddet时，
所述遮光区域满足所述第一条件、所述第二条件、下述的第三条件及下述的第四条件的全部条件，
D2≥DPDmin2·(Lf+H)/Lf  ……(第三条件)
D2≥DPDmin3·(H-Lb)/Lb  ……(第四条件)。
16.根据权利要求10所述的光学头装置，其特征在于：所述kmax为0.3，所述最小值DPDmin为25μm。
17.一种光信息装置，其特征在于包括：
如权利要求1至16中任一项所述的光学头装置；
使光信息介质旋转的马达；以及
控制所述光学头装置和所述马达的控制部。
18.一种信息处理装置，其特征在于包括：
如权利要求17所述的光信息装置；以及
对记录在所述光信息装置中的信息及/或由所述光信息装置再生的信息进行处理的信息处理部。
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