CN103137148B - 光信息再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光信息再生装置，其能够容易地调整2束光的光路差，信号放大效果高，进行干涉型的光信息信号的检测。该光信息记录再生装置将从光源（101）出射的光束分割为作为信号光的第一光束（102）、不聚光到光信息记录介质上的作为参照光的第二光束（103），在信号光与参照光之间的相位关系相互不同的状态下使其光学地干涉并检测，其中，使上述第一或上述第二光束前后地散焦（113）、（114），根据它们的差信号，得到焦点误差信号。

Description

光信息再生装置

技术领域

本发明涉及一种向信息记录介质照射光而再生信息的信息再生装置。

背景技术

对于光盘，已经对使用青色半导体激光和NA0.85的高NA物镜的蓝光盘（BD）进行了产品化，作为光学系统的分辨率几乎达到了极限，可以认为今后面向进一步的大容量化，记录层的多层化是有竞争力的。近年来，市场正在出售具有2~3层的记录层的蓝光盘，并被用作记录器的影像保存介质、个人计算机的数据保存介质。

在这样的多层光盘中，来自各记录层的检测光量必须大致均等，因此伴随着记录层的个数的增加必须减小各个记录层的反射率。因此，存在来自各记录层的检测信号的S/N比降低的问题。

因此，开发出了检测信号的放大技术。作为该放大技术的一个例子，在日本特开2008-310942号中，说明了下述的技术。将来自光盘的微弱的反射光（信号光）与在照射到光盘前分支的没有照射到光盘的光（参照光）合波而通过干涉进行放大。这时，在通过无偏振光束分离器使合波光分支为2束而分别透过λ/2板或λ/4板后，进行偏振光束分离器的透射光和反射光的差动检测，从而检测出分支后的2束光的相位关系不同的4束干涉光。与由于光盘旋转时的面抖动而信号光的光路长度变化并且四束干涉光的输出变动的情况无关地，通过选择性地计算四个输出，能够得到再生信号的稳定的放大。

专利文件1：日本特开2008-310942号公报

但是，在上述专利文件1中，针对根据信号光与参照光的干涉光生成的高S/N比的再生信号、焦点误差信号，需要16个检测器，检测器的个数非常多，作为结果，由于放大器噪声、散粒噪声的影响而S/N比降低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于：提供一种光信息再生装置，其容易调整2束光的光路差，信号放大效果高，进行干涉型的光信息信号的检测。

在本发明中，为了解决上述问题，在光信息记录再生装置中，将从光源出射的光束分割为作为信号光的第一光束、不聚光到光信息记录介质上的作为参照光的第二光束，并使信号光和参照光在信号光和参照光之间的相位关系相互不同的状态下光学地干涉来进行检测，其中，使上述第一光束或上述第二光束前后地散焦，根据它们的差信号得到焦点误差信号。

更具体地说，为如下这样。

（1）一种光信息再生装置，其将从光源出射的光束分割为第一光束和第二光束，

将聚光照射到光信息记录介质并反射的第一光束作为信号光导向第一检测器和第二检测器，

将没有聚光到光信息记录介质的第二光束作为参照光导向上述第一检测器和第二检测器，

在信号光与参照光之间的相位关系相互不同的状态下使信号光和参照光分别在上述第一检测器和第二检测器上光学地干涉并检测，其中，

上述第二光束是相对于焦点已经对准在上述光信息记录介质的预定层上的上述第一光束在前后散焦后的光束，

通过上述第一检测器检测第一光束与在前侧散焦后的第二光束的干涉光，根据上述第一检测器的输出生成信号Sig1，

通过上述第二检测器检测第一光束与在后侧散焦后的第二光束的干涉光，根据上述第二检测器的输出生成信号Sig2，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的和，得到再生RF信号，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的差，得到焦点误差信号。

这样，在上述第一检测器中，在上述第一光束相对于上述光信息记录介质的预定层在前侧散焦预定的量时，上述信号Sig1的因干涉产生的放大效果最大。另外，在上述第二检测器中，在上述第一光束相对于上述光信息记录介质的预定层在后侧散焦预定的量时，上述信号Sig2的因干涉产生的放大效果最大。即，能够从各个检测器得到在相对于上述光信息记录介质的预定层在前后散焦预定的量时输出为最大的2个信号Sig1、Sig2。因此，通过取得该2个信号的和，能够得到散焦为0时输出为最大的再生RF信号。另外，通过取得该2个信号的差，能够得到散焦为0时输出为0并且输出的符号根据散焦的符号而不同的焦点误差信号，能够同时生成S/N比高的再生RF信号和焦点误差信号。

（2）作为（1）的其他手段，代替使上述第二光束成为相对于已经将焦点对准上述光信息记录介质的预定的层的上述第一光束在前后散焦的光束，

而使上述第一光束成为相对于已经将焦点对准上述第一检测器和第二检测器的上述第二光束在前后散焦的光束，

通过上述第一检测器检测第二光束与在前侧散焦后的第一光束的干涉光，根据上述第一检测器的输出，生成信号Sig1，

通过上述第二检测器检测第二光束与在后侧散焦后的第一光束的干涉光，根据上述第二检测器的输出，生成信号Sig2，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的和得到再生RF信号，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的差得到焦点误差信号。

由此，在上述第一检测器中，在上述第一光束相对于上述光信息记录介质的预定层在后侧散焦预定的量时，上述信号Sig1的因干涉产生的放大效果最大。另外，在上述第二检测器中，在上述第一光束相对于上述光信息记录介质的预定层在前侧散焦预定的量时，上述信号Sig2的因干涉产生的放大效果最大。即，能够从各个检测器得到在相对于上述光信息记录介质的预定的层在前后散焦预定的量时输出为最大的2个信号Sig1、Sig2。因此，通过取得这2个信号的和，能够得到散焦为0时输出为最大的再生RF信号。另外，通过取得这2个信号的差，能够得到散焦为0时输出为0并且输出的符号根据散焦的符号而不同的焦点误差信号，能够同时生成S/N比高的再生RF信号和焦点误差信号。

（3）作为（1）的其他手段，提供一种光信息再生装置，

该光信息再生装置将从光源出射的光束分割为第一光束和第二光束，

将聚光照射到光信息记录介质并反射的第一光束作为信号光导向第一检测器、第二检测器、第三检测器，

将不聚光到光信息记录介质的第二光束作为参照光导向上述第一检测器、第二检测器、第三检测器，

在信号光和参照光之间的相位关系相互不同的状态下，使信号光和参照光分别在上述第一、第二和第三检测器上光学地干涉并检测，其中，

上述第二光束为相对于已经将焦点对准上述光信息记录介质的预定的层的上述第一光束在前后散焦后的光束、没有散焦的光束，

通过上述第三检测器检测第一光束与没有散焦的第二光束的干涉光，根据上述第三检测器的输出Sig3得到再生RF信号，

进而，通过上述第一检测器检测第一光束与在前侧散焦后的第二光束的干涉光，根据上述第一检测器的输出生成信号Sig1，

通过上述第二检测器检测第一光束与在后侧散焦后的第二光束的干涉光，根据上述第二检测器的输出生成信号Sig2，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的差得到焦点误差信号。

通过这样分别进行再生信号和焦点误差信号的检测，再生信号能够在上述第一光束将焦点对准上述光信息记录介质的预定层时得到最有效的放大，同时，焦点误差信号能够根据对第二光束赋予的散焦量适当地设计可引入的焦点偏离范围。

（4）作为（3）的其他手段，代替使上述第二光束成为相对于将焦点对准上述光信息记录介质的预定层的上述第一光束在前后散焦后的光束、没有散焦的光束，

而使上述第一光束成为相对于已经将焦点对准上述第一、第二和第三检测器的上述第二光束在前后散焦后的光束、没有散焦的光束，

通过上述第三检测器检测第二光束与没有散焦的第一光束的干涉光，根据上述第一检测器的输出Sig3，得到再生RF信号，

进而，通过上述第一检测器检测第二光束与在前侧散焦后的第一光束的干涉光，根据上述第二检测器的输出，生成信号Sig1，

通过上述第二检测器检测第二光束与在后侧散焦后的第一光束的干涉光，根据上述第三检测器的输出，生成信号Sig2，

根据上述信号Sig1与上述信号Sig2的差得到焦点误差信号。

通过这样分别进行再生信号和焦点误差信号的检测，再生信号能够在上述第一光束将焦点对准上述光信息记录介质的预定层时得到最有效的放大，同时，焦点误差信号能够根据对第一光束赋予的散焦量适当地设计可引入的焦点偏离范围。

（5）作为（1）的其他手段，提供一种光信息再生装置，

该光信息再生装置将上述第一光束的信号光分割为第一信号光和第二信号光，

将上述第二光束的参照光分割为第一参照光和第二参照光，

通过上述第一检测器检测上述第一信号光与上述第一参照光的干涉光，

通过上述第二检测器检测上述第二信号光与上述第二参照光的干涉光，其中，

根据上述第一检测器的输出得到再生RF信号，

进而，在上述第二参照光的光路中设置使上述第二参照光在前后散焦的单元，上述散焦单元使上述第二参照光在时刻t或t+Δt时相对于已经将焦点对准上述光信息记录介质的预定层的上述第二信号光在前或后散焦，根据在时刻t时的上述第二检测器的输出Sig2（t）与时刻t+Δt时的上述第二检测器的输出Sig2（t+Δt）的差，得到焦点误差信号。

通过这样分别进行再生信号和焦点误差信号的检测，再生信号能够在上述第一光束将焦点对准上述光信息记录介质的预定层时得到最有效的放大，同时，焦点误差信号能够根据对第二光束赋予的散焦量适当地设计可引入的焦点偏离范围。

（6）作为（5）的其他手段，提供一种光信息再生装置，

该光信息再生装置将上述第一光束的信号光分割为第一信号光和第二信号光，

将上述第二光束的参照光分割为第一参照光和第二参照光，

通过上述第一检测器检测上述第一信号光与上述第一参照光的干涉光，

通过上述第二检测器检测上述第二信号光与上述第二参照光的干涉光，其中，

根据上述第一检测器的输出得到再生RF信号，

进而，在上述第二信号光的光路中设置使上述第二信号光在前后散焦的单元，上述散焦单元使上述第二信号光在时刻t或t+Δt时相对于已经将焦点对准上述第二检测器的上述第二参照光在前或后散焦，根据在时刻t时的上述第二检测器的输出Sig2（t）与时刻t+Δt时的上述第二检测器的输出Sig2（t+Δt）的差，得到焦点误差信号。

通过这样分别进行再生信号和焦点误差信号的检测，再生信号能够在上述第一光束已经将焦点对准上述光信息记录介质的预定层时得到最有效的放大，同时，焦点误差信号能够根据对第二光束赋予的散焦量适当地设计可引入的焦点偏离范围。

（7）上述第一、第二、第三、第四检测器分别由4个检测器（PD1、PD2、PD3、PD4；PD1A、PD2A、PD3A、PD4A；PD1B、PD2B、PD3B、PD4B）构成，

上述信号光与参照光之间的相位关系在上述第一、第二、第三检测器的4个检测器上相互间逐一相差大致90度，通过相位相差大致180度的成对的检测器（PD1和PD2、PD3和PD4、PD1A和PD2A、PD3A和PD4A、PD1B和PD2B、PD3B和PD4B）分别对信号光与参照光的干涉光进行差动检测，生成2组差动信号Sig11和Sig12、Sig21和Sig22、Sig31和Sig32。

由此，通过上述第一、第二、第三检测器的4个检测器，能够同时检测360度的相位关系中的逐一偏离大致90度的4个相位状态。再生信号与光的相位状态的360度的变化对应地变化为正弦波状，因此，通过对相位状态逐一错开90度的4个信号进行观测，能够通过运算重现任意相位状态下的信号状态。即，实现任意的相位状态下的稳定的再生、检测。

另外，上述说明了逐一错开大致90度的相位状态，但通过逐一错开大致120度，对错开了0度、120度、240度的相位状态的3个信号进行观测，也能够实现稳定的再生、检测。

（8）在上述（7）中，关于通过上述第一、第二、第三检测器的4个检测器得到的上述2组差动信号Sig11、Sig12和Sig21、Sig22和Sig31、Sig32，通过电流差动型的差动检测器分别对相位相差大致180度的成对干涉光进行检测。

由此，能够避免因参照光强度造成检测器的饱和，能够得到充分的放大效果，能够确保充分的S/N比。

（9）进而，进行将（7）或（8）的通过上述第一检测器的4个检测器得到的上述2组差动信号Sig11、Sig12的各自的平方相加而得到和信号Sig1的运算。

另外，进行将通过上述第二检测器的4个检测器得到的上述2组差动信号Sig21、Sig22的各自的平方相加而得到和信号Sig2的运算。

另外，进行将通过上述第三检测器的4个检测器得到的上述2组差动信号Sig31、Sig32的各自的平方相加而得到和信号Sig3的运算。

由此，在4个检测器中相位逐一错开90度，因此，如果Sig11或Sig21或Sig31相对于信号光与参照光之间的相位关系为正弦，则Sig12或Sig22或Sig32为余弦。因此，通过取得两者的平方和，能够始终得到恒定的最大输出信号。

（10）假设使上述第一或第二光束在前后散焦的单元基于曲线衍射光栅来进行。曲线衍射光栅是对被配置为同心圆状并且其间距越是在周边变得越细的、所谓菲涅尔波带板（Fresnelzoneplate）进行中心错开切割而得的光栅，作为菲涅尔波带板的效果，能够对衍射光产生透镜作用。该透镜作用在+1次衍射光和-1次衍射光，其方向相反，如果对+1次衍射光产生凸透镜作用，则对-1次衍射光产生凹透镜作用。相反，如果对+1次衍射光产生凹透镜作用，则对-1次衍射光产生凸透镜作用。

由此，能够控制性良好地从上述第一或第二光束形成前后相反焦点错开相同量的光束。

（11）理想的是对于对上述第一或第二光束赋予的前后的散焦波面像差，其符号不同，绝对值大致相等。这时，设从检测第一或第二光束与在前侧散焦后的第二或第一光束的干涉光的检测器得到的信号为Sig1，从检测第一或第二光束与在后侧散焦后的第二或第一光束的干涉光的检测器得到的信号为Sig2，通过Sig1+Sig2得到再生RF信号，通过Sig1-Sig2或Sig2-Sig1得到焦点误差信号。

由此，能够同时生成S/N比高的再生RF信号和焦点误差信号。

（12）关于对上述第一或第二光束赋予的前后的散焦波面像差，其绝对值也可以不同。这时，设从检测第一或第二光束与在前侧散焦后的第二或第一光束的干涉光的检测器得到的信号为Sig1，从检测第一或第二光束与在后侧散焦后的第二或第一光束的干涉光的检测器得到的信号为Sig2，进而将这些信号乘以系数，通过a₁Sig1+a₂Sig2得到再生RF信号，通过b₁Sig1-b₂Sig2得到焦点误差信号。在此，a₁、a₂、b₁、b₂是预定的系数。

由此，能够同时生成S/N比高的再生RF信号和焦点误差信号。

（13）在参照光的光路中设置对信号光与参照光之间的光学相位差（光路长度差）进行调整的单元。

由此，能够使信号光与参照光之间的相位差始终比光源的可干涉距离小。例如，在可干涉距离为100μm的情况下，控制为光路长度差始终为100μm以下，由此能够可靠地确保干涉性，能够得到通过干涉产生的稳定的光信号放大效果。

（14）另外，本发明的光信息记录再生装置具备：

光源；

第一光分支元件，其对从上述光源出射的光束进行分割；

聚光光学系统，其将从上述光源出射而由上述第一光学分支元件分割而得的光束的一束聚光到光信息记录介质；

可变焦点机构，其使在上述聚光光学系统中聚光的光的焦点位置可变；

第一检测器，其检测聚光在上述光信息记录介质上并反射的信号光；

干涉光学系统，其使聚光在上述光信息记录介质上并反射的信号光与从上述分割而得的光束的另一束得到的参照光光学地干涉；

分割光学系统，其将上述干涉光学系统中的干涉光分割为多束；

多个第二检测器，其在相位关系相互不同的状态下，分别检测在上述分割光学系统中分割而得的多束干涉光；

对从通过上述第一检测器检测出的信号光得到的焦点偏离信号、从通过多个上述第二检测器检测出的干涉光得到的焦点偏离信号进行切换的单元，其中

通过上述切换的单元进行切换来控制上述可变焦点机构。

实现了一种能够以与现有的光盘装置同等的大小制作，信号放大效果高，并且廉价的干涉型的光学信息检测方法、光拾取器和光盘装置。特别是对具有多个记录层的多层光盘，能够得到高S/N比的检测信号。具体地说，在现有技术（专利文件1）中，相对于针对根据信号光与参照光的干涉光生成的高S/N比的再生信号和焦点误差信号需要16个检测器的情况，在本发明中，2组或3组的N个（N为3以上）检测器就足够了，能够减少为6个（2组×N为3的情况）以上、12个（3组×N为4的情况）以下。

特别是针对具有多个记录层的多层光盘，能够检测S/N比高的光信息信号。

附图说明

图1是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的结构例子的图。

图2是表示本发明的光信息记录再生装置的结构例子的概要图。

图3是表示本发明的光拾取器的检测光学系统的结构例子的图。

图4是表示信号光和参照光的偏振光方向、检测光的偏振光方向的图。

图5是表示本发明的实施例的再生信号和焦点误差信号的仿真结果的图。

图6是表示在本发明的实施例中对参照光赋予的散焦波面像差量、再生信号振幅和焦点误差信号的引入范围的仿真结果的图。

图7是表示本发明的实施例的2层BD的再生信号和焦点误差信号的仿真结果的图。

图8是表示本发明的焦点控制的流程的图。

图9是表示本发明的参照光光路长度调整单元的流程的图。

图10是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图11是表示本发明的运算电路的一个实施例的图。

图12是表示本发明的光拾取器光学系统和信号运算方法的一个实施例的图。

图13是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图14是表示在本发明中使用的曲线衍射光栅的图。

图15是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图16是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图17是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图18是偏振光相位变换分离元件的说明图。

图19是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图20是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图21是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图22是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图23是偏振光相位变换分离元件的说明图。

图24是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图25是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图26是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图27是表示本发明的光拾取器的检测光学系统的其他结构例子的图。

图28是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图29是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图30是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图31是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。

图32是表示实现本发明的光信息检测方法的光拾取器的其他结构例子的图。符号说明

1：光信息记录再生装置；2：光拾取器；2a：致动器；3：光盘；11、12、14：检测光学系统；13：检测器；101：半导体激光器；102：第一光束（信号光）；102a：第一信号光；102b：第二信号光；102s：光点；103：第二光束（参照光）；103a：第一参照光；103b：第二参照光；102c：第三信号光；102d：信号光；103c：第三参照光；103d：参照光；111：准直透镜；112：物镜；112a：物镜致动器；113：第一透镜；114：第二透镜；115：光束扩展器；115a：透镜致动器；116：聚光透镜；117：柱面透镜；118：液晶元件；119a：第一透镜；119b：第二透镜；119c：致动器；120：聚光透镜；121：λ/2板；122：λ/4板；123：λ/2板；121a：旋转致动器；124：λ/2板；125：λ/4板；131、133、134、136、139：偏振光光束分离器；132、135：光束分离器；137、138：光束分离器；141：参照光反射单元；141a：参照光光路长度调整单元；142：反射单元；142a：致动器；201：旋转电动机；202：控制器；203：信号处理电路；204：伺服控制电路；205：读写控制电路；206：自动位置控制单元；207：激光器驱动器；301：透镜；302：光束分离器；303：λ/2板；304：λ/4板；305、306：偏振光光束分离器；307a、b、c、d、A、B、C、D、e、f、g、h：检测器；308a、b：差动电路；1101：IV放大器；1102：反馈电阻；1201：平方运算电路；1202：加法电路；1203：差动电路；1301：曲线衍射光栅；1302：直线衍射光栅；1303：偏振光光束分离器；1501：偏振光性衍射光栅；1700：偏振光相位变换分离元件；1701、1706：无偏振光衍射光栅；1702：角度选择性偏振光变换元件；1703：偏振光分离衍射光栅；1704：透镜；1705：检测器；1705o：受光部；2201、2202：光束扩展器；2203：无偏振光衍射光栅；2701、2702：无偏振光光束分离器；2703、2704、2705：起偏振镜；2706、2707、2708：检测器；2709、2710：相位板。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施例。

【实施例1】

在实施例1中，说明针对参照光进行不同符号的散焦的例子。

[光拾取器光学系统的结构]

图1表示实现本发明的光信号检测方法的光拾取器2的光学系统的概要图。本实施例的光拾取器光学系统由以下部分构成：干涉光学系统，用于将从半导体激光器出射的光导向光盘并使其反射，使该反射光（信号光）和参照光干涉而生成干涉光；检测光学系统，用于使生成的干涉光分离，对分离后的各个干涉光赋予相位差并通过多个检测器检测。

<信号光和参照光的生成>

从半导体激光器101出射的光通过准直透镜111而成为平行光，透过λ/2板121，入射到偏振光光束分离器131，分离为第一光束102和第二光束103。偏振光光束分离器具有以下功能，即使入射到分离面的p偏振光（以后称为水平偏振光）大致100%透过，并使s偏振光（以后称为垂直偏振光）大致100%反射。从半导体激光器101出射的光的偏振光状态为p偏振光，通过调整λ/2板121围绕光轴的旋转角度，能够任意地变更透过λ/2板121的光的偏振光方向，任意地调整在偏振光光束分离器131的透射光与反射光的强度比。

<信号光的2分割检测>

通过偏振光光束分离器131反射的垂直偏振光的第一光束102在通过透过λ/4板122而变换为圆偏振光后，通过物镜112聚光，照射到具有1个或多个信息记录层的光盘3。被通过旋转电动机201旋转的光盘3反射后的第一光束102（以后称为信号光）通过物镜112再次恢复为平行光，通过λ/4板122而恢复为直线偏振光，但圆偏振光的旋转方向由于盘面的反射而反转，因此，直线偏振光的方向成为与原来的光垂直的水平偏振光。因此，透过了λ/4板122的水平偏振光的信号光102透过偏振光光束分离器131而朝向作为半透半反镜的光束分离器132。

入射到光束分离器132的信号光102被分割为第一信号光102a和第二信号光102b。被光束分离器132反射的第一信号光102a透过偏振光光束分离器133，朝向检测光学系统11。另外，透过了光束分离器132的第二信号光102b透过偏振光光束分离器134而朝向检测光学系统12。

<散焦参照光的2分割检测>

另一方面，透过了λ/2板121和偏振光光束分离器131的水平偏振光的第二光束103（以后称为参照光）在通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，被参照光反射单元141反射，而朝向作为半透半反镜的光束分离器135。

入射到光束分离器135的参照光103被分割为第一参照光103a和第二参照光103b。通过光束分离器135反射的第一参照光103a在透过第一透镜113而被赋予某预定的散焦波面像差W₂₀后，被偏振光光束分离器133反射，而朝向检测光学系统11。另外，透过了光束分离器135的第二参照光103b在透过第二透镜114，通过第一透镜113被赋予与对第一参照光103a赋予的相反符号的散焦波面像差-W₂₀后，被偏振光光束分离器134反射，而朝向检测光学系统12。

这时，第一信号光102a和第一参照光103a通过检测光学系统11，第二信号光102b和第二参照光103b通过检测光学系统12，在偏振光方向相互垂直的状态，即信号光为水平偏振光、参照光为垂直偏振光的状态下被合成。

<前后散焦量的预定>

理想的是通过第一透镜113对第一参照光103a赋予的散焦波面像差和通过第二透镜114对第二参照光103b赋予的散焦波面像差的绝对值大致相等。或者，对于被光盘反射而朝向检测光学系统11、12的信号光102，理想的是第一参照光103a和第二参照光103b以光束的标准化半径为r（光轴为r=0，周围光束r=1），分别被赋予+W₂₀r²、-W₂₀r²、的散焦波面像差，并相对于信号光102前后地散焦。例如，第一透镜113为焦距f₀的凸透镜，第二透镜114为焦距-f₀的凹透镜。

[光信息记录再生装置的整体结构]

图2表示了实现本发明的光信号检测方法的光信息记录再生装置的整体结构的一个例子。

<驱动器整体结构、控制机构>

光信息记录再生装置1被构成为具备光拾取器2和旋转电动机201，光盘3能够通过旋转电动机201旋转。

光拾取器2起到向光盘3照射光而记录和/或再生数字信息的作用。由光拾取器2检测出的再生光在被变换为电流电压（IV）后，输入到信号处理电路203。通过信号处理电路203生成再生信号、伺服信号，并发送到控制器202。控制器202根据伺服信号，控制伺服控制电路204、读写控制电路205、自动位置控制单元206。伺服控制电路204进行后述的光拾取器2的物镜、光束扩展器的位置控制等，读写控制电路205通过致动器2a进行光拾取器2的位置控制，自动位置控制单元206通过旋转电动机201进行光盘3的旋转控制。由此，能够使光点102s定位到光盘3的任意的位置。另外，控制器202根据再生还是记录，另外根据盘的种类，控制激光器驱动器207，使包含在光拾取器2中的半导体激光器按照适当的功率/波形发光。另外，如后所述，在记录时光拾取器2的信号光102需要多的光量，另一方面，在再生时，根据参照光的光量决定再生光的放大率，因此，在记录、再生时，都通过伺服控制电路204控制旋转致动器121a，适当地调整λ/2板121围绕光轴的旋转角度。

<信号光和参照光的生成>

从安装在光拾取器2上的波长405nm的蓝光半导体激光器101出射的光通过准直透镜111成为平行光，透过λ/2板121，通过偏振光光束分离器131分离为第一光束102和第二光束103。

被偏振光光束分离器131反射的垂直偏振光的第一光束102在透过偏振光性的光束分离器136并透过λ/4板122从而变换为圆偏振光后，透过用于对由于具有1个或多个信息记录层的光盘3的基板厚度的变化产生的球面像差进行校正的光束扩展器115，通过NA0.85的物镜112聚光并照射到光盘3。被光盘3反射的信号光透过物镜112、光束扩展器115、λ/4板122而成为水平偏振光。光束分离器136被设计为具有以下的性质，即，使垂直偏振光100%透过，反射一部分水平偏振光并透过一部分水平偏振光，其中一部分信号光被光束分离器136反射，剩余的信号光透过。

<信号光的检测>

被光束分离器136反射的一部分信号光102通过聚光透镜116聚光，通过柱面透镜117被赋予像散而导向检测器13。根据检测器13的输出信号，通过信号处理电路203，输出焦点误差信号（FES）、循迹误差信号（TES：trackingerrorsignal）的伺服信号、再生RF信号。基于该伺服信号、和/或根据后述的检测光学系统11、12的输出信号由信号处理电路203生成的焦点误差信号，控制器202经由伺服控制电路204，对改变光束扩展器115的光轴方向的位置的透镜致动器115a、改变物镜112的光轴方向或光盘半径方向的位置的物镜致动器112a进行控制，使光点102s定位于光盘3的任意位置。

<信号光、参照光的检测>

透过了光束分离器136的剩余的信号光102如上所述，透过偏振光光束分离器131，通过光束分离器132分离为第一信号光102a和第二信号光102b，在水平偏振光的状态下朝向检测光学系统11和检测光学系统12。另一方面，透过了λ/2板121和偏振光光束分离器131的水平偏振光的第二光束103（以后称为参照光）在如上所述那样通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，被参照光反射单元141反射，通过光束分离器135分离为第一参照光103a和第二参照光103b，在通过第一透镜113、第二透镜114分别被赋予预定的散焦后，在垂直偏振光的状态下朝向检测光学系统11和检测光学系统12。第一信号光102a和第二信号光103a通过检测光学系统11，第二信号光102b和第二参照光103b通过检测光学系统12，在偏振光方向相互平行的状态下被合成。另外，具体地说，如后述那样，根据检测光学系统11、12的输出信号，通过信号处理电路203输出焦点误差信号（FES）的伺服信号、再生RF信号。

以后，为了将根据检测器13的输出信号得到的只根据信号光102生成的再生信号和焦点误差信号与从后述的检测光学系统11、12得到的根据信号光102和参照光103的干涉光生成的再生信号和焦点误差信号相区别，而将从检测器13得到的信号分别记载为RF1、FES1，将从检测光学系统11、12得到的信号分别记载为RF2、FES2。

<参照光光路长度调整单元141的控制>

在此，控制器202根据伺服信号，通过伺服控制电路204对物镜致动器112a进行控制，同时对参照光光路长度调整单元141a进行控制，而与伴随着物镜112的移动产生的信号光的光路长度的变化一致地，通过参照光光路长度调整单元141a对参照光反射单元141的位置进行控制，使得参照光103与信号光102的光路长度的差始终为半导体激光器101的相干长度以下。由此，参照光和信号光始终保持大致完全相干的状态。或者，控制器202对参照光光路长度调整单元141a进行控制，使得如图9所示那样，监视后述的再生RF信号RF2的同时，使信号光102和参照光103的干涉度成为最大。由此，能够根据参照光稳定地对信号光进行放大。

<λ/2板121旋转的其他例子>

在本实施例中，通过λ/2板121的旋转对入射到偏振光光束分离器131的光束的偏振光方向进行控制，但例如也可以代替它，而使用通过施加电压而切换光的偏振光方向的液晶元件板，来控制光束的偏振光方向。

<第一光束和第二光束的其他例子>

在本实施例中，将偏振光光束分离器131的反射光（垂直偏振光）用作第一光束（信号光），将透射光（水平偏振光）用作第二光束（参照光），但也可以相反。在该情况下，在检测光学系统11、12中，信号光102和参照光103的偏振光方向也可以垂直。

<光束扩展器115的其他例子>

在本实施例中，表示了作为球面像差修正机构而使2个一组的扩展透镜的一部分移动的例子，但其例如也可以将准直透镜111安装在致动器上使其移动。另外，也可以使用电压驱动的液晶可变相位调制元件而对波面进行直接调制。

<光束分离器136的其他例子>

光束分离器136也可以具有以下的性质，即反射100%的垂直偏振光，反射水平偏振光的一部分而透过一部分。这时，λ/4板122、光束扩展器115、物镜112、光盘3被配置在通过光束分离器136产生的垂直偏振光的反射光路中。另外，聚光透镜116、柱面透镜117、检测器13被配置在被光盘3反射的信号光102的光束分离器136的透射光路中。

<伺服方式的其他例子>

在本实施例中，为了从被光盘3反射的信号光102取得焦点误差信号，而通过柱面透镜117对通过聚光镜头116成为聚光的信号光赋予像散，使用像散法通过检测器13取得焦点误差信号FES1，但例如也可以使用光点大小（spotsize）法、刀刃（knifeedge）法等。在该情况下，不需要柱面透镜117。另外，为了取得循迹误差信号，也可以使用在一般的光拾取器中使用的推挽法、DPD（DifferentialPhaseDetection）法等。另外，根据通过由多个受光部构成的检测器13检测并且进行了IV变换所得的各信号输出的和，能够得到光盘强度信号RF1。

[光拾取器检测光学系统的结构]

图3表示光拾取器2的检测光学系统11的光学系统结构的一个例子。对于检测光学系统12，由于结构和功能都相同，所以省略说明。

入射到检测光学系统11的水平偏振光的信号光102和垂直偏振光的参照光103的合成光通过透镜301聚光，通过作为半透半反镜的光束分离器302而分割为2束。

<合成光的检测>

透过了光束分离器302的合成光在通过λ/2板303使偏振光方向旋转了45度后，通过偏振光光束分离器305而分离为垂直的直线偏振光，并通过第一检测器307a（PD1）和第二检测器307b（PD2）检测。在本实施例中，检测器307a、307b被配置在通过镜头301产生的信号光102的焦点位置。图4表示了通过2个检测器PD1、PD2检测出的光的偏振光成分P、S、信号光的偏振光方向（Esig）、参照光的偏振光方向（Eref）的关系。在检测器PD1中检测P偏振光即Esig和Eref的P偏振光方向的投影成分，在检测器PD2中检测S偏振光即Esig和Eref的S偏振光方向的投影成分。在S偏振光方向的投影成分中，在该图的情况下，反转地表示Eref的符号。如果用公式表示通过检测光学系统11的检测器PD1、PD2检测的信号，则分别如下。

公式1

公式2

在此，进行绝对值的平方运算是因为检测出的是光的能量。在此，为了简化，假设Esig和Eref是完全相干。

<另一个合成光的检测>

被光束分离器302反射的合成光通过λ/4板304变换为圆偏振光。这时，信号光102和参照光103的原来的偏振光方向相差90度，因此，被变换为相反的旋转方向的圆偏振光。这些圆偏振光通过偏振光光束分离器306分离为垂直的直线偏振光，并通过第三检测器307c（PD3）、第四检测器307d（PD4）检测。在本实施例中，检测器307c、307d被配置在通过透镜301产生的信号光102的焦点位置。也同样地通过图4表示通过2个检测器PD3、PD4检测的光的偏振光成分P、S、信号光的偏振光方向（Esig）和参照光的偏振光方向（Rref）的关系，但在Esig和Eref之间存在90度的相位差的情况与PD1和PD2的例子不同。如果用公式表示通过检测光学系统11的检测器PD3、PD4检测的信号，则分别如下。

公式3

公式4

公式中的exp（±iπ/4）表示通过λ/4板对Esig、Eref附加±45度（90度的差）的相位差。光束分离器302、通过偏振光光束分离器305、306分割的信号光102与参照光103的相位差如公式（1）~（4）所示，在检测光学系统11的4个检测器PD1、PD2、PD3、PD4上分别相互相差0°、180°、90°、270°。

<信号的差动检测>

这样，在由各个检测器检测的信号中，包含与光盘3上的信息无关的成分∣Eref∣²，因此，如果通过检测光学系统11的差动电路308a、308b分别取得PD1和PD2、PD3和PD4的输出的差动信号，则为如下。

公式5

公式6

能够得到信号光振幅强度和参照光振幅强度的积的形式的信号。它表示如果增大参照光的强度，则能够得到大的信号输出。即，表示能够放大信号光的强度。

这样通过检测光学系统11生成的差动信号Sig11和Sig12被输入到信号处理电路203。然后，如后述那样生成焦点误差信号（FES）的伺服信号、再生RF信号，并发送到控制器202。

<2组平方和信号生成>

在此，在公式（5）、公式（6）中，附带有sin、cos，它表示信号光与参照光之间的相位差。但是，参照光和信号光通过其他光路，物镜112与盘的旋转一致地通过聚焦伺服而上下地跟随，因此，信号光的光路长度不间断地变化。因此，公式（5）和公式（6）的相位项不确定，通过该方式得到的信号有很大变化。

因此，通过信号计算电路203进行由检测光学系统11生成的差动信号Sig11和Sig12的平方和的运算，得到信号Sig1。

公式7

Sig1＝(sig11)²+(Sig12)²＝|E_sig|²|E_ref|²(7)

通过这样进行运算，在信号光和参照光的相位变化的情况下，也能够稳定并确实地得到恒定的信号。通过如公式（7）那样进行平方加法的运算，输出Sig1能够得到与信号光强度∣Esig∣²成比例的信号，因此，再生RF信号能够得到与现有的CD、DVD、BD相同的信号波形。另外，可知其放大率是∣Eref∣²，通过增强参照光强度，能够提高放大率。另外，也可以在取得平方和后取得平方根来作为再生RF信号。如果进行计算而取得平方根，则成为与信号光强度的平方根成比例的输出，因此，再生RF信号成为与现有的光磁盘相同的信号波形。

在图1的检测光学系统12中，也与检测光学系统11相同，根据4个检测器PD1A、PD2A、PD3A、PD4A（307A、B、C、D）的各输出，通过差动电路如公式（5）那样生成2个差动信号Sig21、Sig22，进而如公式（7）那样进行平方和运算，从而得到Sig2。

公式8

Sig2＝(Sig21)²+(Sig22)²(8)

<生成2组信号Sig1、Sig2的其他例子>

用于得到本实施例所记载的效果的光拾取器2的检测光学系统11、12的检测器的个数、各检测器上的信号光与参照光的相位差并不限于上述那样，原理上也可以通过3个以上的检测器进行检测，使得各检测器上的信号光与参照光的相位差相互不同。例如，在图27中表示了以下情况下的检测方法，即在检测光学系统11中使用3个检测器，信号光与参照光的相位差在各检测器上分别为0度、120度、240度。对于检测光学系统12，由于结构和功能都相同，所以省略说明。

入射到检测光学系统11的水平偏振光的信号光102与垂直偏振光的参照光103的合成光通过透镜301聚光，通过无偏振光光束分离器2701、2702分离为3条光束，在分别通过了透过45度的偏振光的起偏振镜2703、2704、2705后，通过检测器2706、2707、2708被检测。该3条光束中的一条被插入有使信号光和参照光之间产生120度的相位差的相位板2709，另一条被插入有使信号光和参照光之间产生240度的相位差的相位板2710。另外，使用透过率和反射率的比为2比1的无偏振光光束分离器2701，并使用透过率和反射率相等的无偏振光光束分离器2702，使得各检测器上的光量相等。这时，入射到各检测器上的光的强度分别如下式那样表示。

公式9

根据这些光的检测信号，能够如下式那样得到不依存于信号光与参照光之间的相位差的放大信号Sig1。

公式10

$\mathrm{Sig}1={(I_{\mathrm{PD}1}-\frac{I_{\mathrm{PD}2}+I_{\mathrm{PD}3}}{2})}^2+3{\left(\frac{I_{\mathrm{PD}2}-I_{\mathrm{PD}3}}{2}\right)}^2={\left|E_{\mathrm{sig}}\right|}^2{\left|E_{\mathrm{ref}}\right|}^2---\left(10\right)$

<生成2组信号Sig1、Sig2的其他例子>

另外，作为用于得到本实施例所记载的效果的Sig1（或Sig2）的其他运算，也可以将公式（5）、（6）的差动信号Sig11、Sig2乘以系数并相加，从而得到信号输出。即，通过公式（11）得到Sig1。通过公式（12）的运算来求出系数α、β。Sig2也一样，因此省略说明。

公式11

Sig1＝α·Sig11+β·Sig12(11)

公式12

$\mathrm{\&alpha;}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}11}}{\sqrt{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}11}}^2+{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}12}}^2}}---\left(12\right)$

$\mathrm{\&beta;}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}12}}{\sqrt{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}11}}^2+{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}12}}^2}}$

在此，上线表示平均值。即，在数十纳秒到数百微秒的期间，对2个差动输出Sig11、Sig12进行平均化，使用该平均输出，通过公式（12）求出系数并设定到乘法器中，通过公式（11）的系数相加运算，得到最终的信号输出。公式（12）的分母被标准化为α²+β²=1，原理上（如果没有噪声），分母应该是恒定的，即使代替公式（12）而简单地将Sig11的平均值设为α，将Sig12的平均值作为β，也能够得到大致同样的效果。

<根据2组平方和信号Sig1、Sig2得到RF信号和FES的方法>

在此，入射到图1的检测光学系统11的第一参照光103a通过第一透镜113被赋予某预定的散焦波面像差W₂₀，相对于通过物镜112聚光的信号光102对焦到光盘3的信息记录层上时的第一信号光102a，在前侧散焦。通过检测光学系统11检测的再生光是第一信号光102a与第一参照光103a的干涉光，因此，在光盘3通过旋转电动机201旋转而造成盘面的抖动过程中，光盘3的上述信息记录层从信号光102的焦点位置向光轴方向偏离某量Δ，被光盘3反射的信号光102与第一参照光103a同样地在前侧以W₂₀散焦时，再生光被放大得最大，即干涉的效果最强。

另一方面，入射到图1的检测光学系统12的第二参照光103b通过第二透镜114被赋予某预定的散焦波面像差-W₂₀，相对于通过物镜112聚光的信号光102对焦到光盘3的信息记录层上时的第二信号光102b，在后侧散焦。通过检测光学系统12检测的再生光是第二信号光102b与第二参照光103b的干涉光，因此，在光盘3通过旋转电动机201旋转而造成盘面的抖动最大时，光盘3的上述信息记录层从信号光102的焦点位置向光轴方向偏离某量-Δ，被光盘3反射的信号光102与第二参照光103b同样地在后侧以W₂₀散焦时，再生光被放大得最大，即干涉的效果最强。

这样，在2个检测光学系统11、12中，与信号光102向上述信息记录层对焦时相比，能够使再生光被最大地放大的物镜112与光盘3的信息记录层的相对位置关系相同程度地前后偏离。因此，通过取得该2个信号的差分，即通过下式（13），来得到焦点误差信号。

公式13

FES2＝Sig1-Sig2(13)

另外，通过取得2个信号的和，即，通过公式14来得到根据参照光103放大后的信号光102的强度信号。

RF2＝Sig1+Sig2(14)

图12总结了通过光学系统和信号处理电路203进行的信号运算方法的框图，其中该光学系统包含用于根据信号光102和参照光103得到再生RF信号RF2和焦点误差信号FES2的检测光学系统11（检测器307a、b、c、d）、12（检测器307A、B、C、D）。图12的1201表示平方运算电路，1202表示加法电路，1203表示差动电路。

<根据2组平方和信号Sig1、Sig2得到RF信号和FES的实际例子>

图5是通过计算机仿真来确认本发明的再生RF信号和焦点误差信号的结果。在仿真中，根据标量衍射理论，通过傅立叶积分求出光检测器上的光强度分布。计算条件设想了波长λ=405nm，物镜数值孔径NA=0.85，检测系统聚光透镜NA0.085（回路倍率10倍），检测器大小为50μm方形，光盘为基板厚度0.1mm的单层BD。通过第一透镜113和第二透镜114赋予的散焦波面像差量W₂₀为0.1λ（57.7mλrms），图5（a）表示2组平方和信号Sig1（实线）、Sig2（点划线），（b）表示根据这些和信号得到的公式（14）所示的再生RF信号RF2（实线），（c）表示根据这些差信号得到的公式（13）所示的焦点误差信号FES2的结果。在（a）、（b）中，为了参考，也用虚线一起表示W₂₀=0λ的情况下的结果。如图5（a）所示，相对于输出最大的散焦为0的位置，能够生成前后错开了的2个信号Sig1、Sig2。另外，如图5（b）所示，通过取得这些和信号，能够得到散焦为0，即通过物镜112聚光的信号光102对焦到光盘3的信息记录层时成为最大的再生RF信号。另外，如图5（c）所示，通过取得这些差信号，能够得到相对于散焦而成为S形状的焦点误差信号。

图6表示对散焦波面像差量W₂₀与再生RF信号的放大率（在W₂₀=0时标准化）和焦点误差信号的引入范围的关系的仿真结果。由此，能够根据散焦波面像差量W₂₀控制焦点误差信号的引入范围。另一方面，如果散焦波面像差量W₂₀大，则再生信号的放大率低下，焦点误差信号的0点附近的线性变差，因此，在本实施例中，理想的是通过第一镜头113和第二镜头114赋予的散焦波面像差量W₂₀为0.4λ以下。

在图7中，用实线表示将本发明应用于层间隔为5μm的2层盘时的（a）再生RF信号RF2和（b）焦点误差信号FES2的仿真结果。为了进行比较，一起用虚线表示了根据光检测器13的输出得到的再生RF信号RF1和焦点误差信号FES1的仿真结果。RF1和FES1的计算条件为波长λ=405nm，物镜数值孔径NA=0.85，有效光束直径为3mm，检测系统聚光透镜数值孔径为NA2=0.085（回路倍率10倍），通过柱面透镜117赋予的像散在检测系统中为1mm，检测器为50μm角的4分割光检测器，光盘的基板厚度从紧跟前起为0.095mm、0.1mm。2层盘的层间隔为5μm与现有的2层BD相比非常窄，因此，对于从检测器13得到的再生信号RF1，几乎无法分离来自各层的反射光，焦点误差信号FES1在记录层0μm的位置也不过零。另一方面，对于从检测光学系统11、12得到的再生信号RF2，来自各层的反射光完全分离，焦点误差信号FES2也能够得到分离的2个S形信号。因此，通过检测出与参照光的干涉光，与只检测出信号光的强度信号相比，能够得到对于光盘3的面抖动造成的信号光的散焦选择性非常高的信号，其结果是能够得到对多层光盘的层间交调失真（interlayercrosstalk）非常强的再生RF信号和焦点误差信号。

<根据前后散焦量和Sig1、Sig2得到RF信号和FES的其他例子>

用于得到本实施例所记载的效果的通过第一镜头113赋予第一参照光103a的散焦波面像差W₁和通过第二镜头114赋予第二参照光103b的散焦波面像差W₂并不限于如上那样不同符号而绝对值大致相同，原理上W₁和W₂的绝对值也可以不同。这时，作为公式（13）、（14）所示的RF信号和焦点误差信号的其他计算，也可以将公式（7）、（8）的平方和信号Sig1、Sig2乘以系数并分别进行加法或减法，由此得到信号输出。即，通过公式（15）、（16）得到RF2、FES2。

公式15

RF2＝a₁·Sig1+a₂·Sig2(15)

$a_1^2+{a_2}^2=1$

公式16

FES2＝b₁·Sig1-b₂·Sig2

(16)

b₁ ²+b₂ ²＝1

系数a₁和a₂必须设定为在通过物镜112聚光的信号光102对焦到光盘3的信息记录层时，RF2大致成为最大。因此，例如通过公式（17）的运算，求出系数a₁和a₂。

公式17

$a_1=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}2}}{\sqrt{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}1}}^2+{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}2}}^2}}$

$\left(17\right)$

$a_2=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}1}}{\sqrt{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}1}}^2+{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{Sig}2}}^2}}$

在此，上线表示平均值。即，在数十纳秒到数百微秒的期间，对2个信号Sig1、Sig2进行平均化，使用该平均输出，通过公式（17）求出系数并设定到乘法器中，通过公式（15）的系数相加运算，得到最终的信号输出。公式（15）的系数a₁和a₂被标准化为a₁ ²+a₂ ²=1。或者，如图6所示，在W20＜0.2λ的范围内，RF信号振幅与散焦波面像差W₂₀处于大致线性的关系，因此，也可以如公式（18）所示那样根据各波面像差的绝对值来决定系数a1、a2。

公式18

a_1，2＝1-cW_1，2(18)

例如，如图6所示，在λ=405nm、物镜数值孔径NA=0.85的光学系统中，为c=9.16。

系数b₁和b₂必须设定为使得在通过物镜112聚光的信号光102对焦到光盘3的信息记录层时，FES2=0，即b₁Sig1和b₂Sig2相等。因此，例如也可以在光信息记录再生装置1的初始调整时，使用针对单层的光盘3通过检测器13生成的焦点误差信号FES1，进行焦点控制，求出系数b₁和b₂使得FES₂=0。公式（16）的系数b₁、b₂被标准化为b₁ ²+b₂ ²=1。

<焦点误差信号的切换>

在本实施例中，能够根据只检测信号光102的检测器13、检测信号光102与参照光103的合成光的检测光学系统11、12的输出，分别生成焦点误差信号FES1、FES2。FES2与FES1相比，如图7所示那样，层间交调失真的影响小，但来自从物镜112的焦点位置离开的层的S形的焦点误差信号变小，有可能不适合于对多层光盘的层数进行计数，或者切换记录层（层间跳转）。因此，如图8所示，例如在对层数少的光盘进行再生时、将光盘3设置在光信息记录再生装置1中而对次数进行计数等进行光信息记录再生装置1的初始调整时、切换多层光盘的记录层（层间跳转）时等、不只需要记录层还需要记录层以外的S形的焦点误差信号时，也可以使用FES1作为焦点误差信号，通过图1所示的光信息记录再生装置1的控制器202来切换焦点误差信号，使得尽量不受到层间交调失真的影响，而在进行多层光盘的记录再生时使用FES2作为焦点误差信号。通过从控制器202经由伺服控制电路204对物镜致动器112a进行反馈控制，使得成为FES1=1或FES2=0。

<检测光学系统11、12的其他例子>

另外，在图3所示的本实施例的光拾取器2的检测光学系统中，将透镜301配置在光束分离器203之前，使合成光聚光到4个检测器307a~d，但也可以代替透镜301，而将各个透镜配置在光束分离器302与偏振光光束分离器305、306之间、或者偏振光光束分离器305与检测器307a、b和偏振光分离器306与检测器307c、d之间。

<半导体激光器101的其他例子>

半导体激光器101例如也可以使用DFB激光器等相干长度为数cm~数m那样非常长的激光器。在该情况下，相干长度比盘的面抖动造成的信号光的光路长度变化（~数100μm）充分长，因此，不需要参照光光路长度调整单元141，光信息记录再生装置1的结构简单。

实施例2

在实施例中，如图1所示，对第一参照光103a和第二参照光103b，通过第一透镜113和第二透镜114赋予符号不同的散焦，但作为本发明的其他实施方式，如图10所示，也可以对第一信号光102a和第二信号光102b赋予符号不同的散焦。对于图10的光拾取器2中的、被附加了已经说明了的图1所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

透过了λ/2板121并透过了偏振光光束分离器131的参照光103如上述那样通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，通过参照光反射单元141反射，通过光束分离器135分离为第一参照光103a和第二参照光103b，在垂直偏振光的状态下朝向检测光学系统11和检测光学系统12。另一方面，被光盘3反射而透过了偏振光光束分离器131的信号光102通过光束分离器132分离为第一信号光102a和第二信号光102b，通过第一透镜113、第二透镜114分别被赋予预定的散焦后，在水平偏振光的状态下朝向检测光学系统11和检测光学系统12。第一信号光102a和第一参照光103a通过检测光学系统11，第二信号光102b和第二参照光103b通过检测光学系统12，在偏振光方向相互平行的状态下被合成。检测光学系统11、12的光学系统结构与图3所示的相同，但在本实施例中，检测器307a、b、c、d被配置在通过透镜301产生的参照光103的焦点位置。由此，能够得到与实施例1相同的发明效果。

实施例3

在实施例1或2中，使用第一透镜113和第二透镜114作为使上述第一或第二光束在前后散焦的单元，但也可以使用曲线衍射光栅。曲线衍射光栅是对被配置为同心圆状并且其间距越是在周边越细的、所谓菲涅尔波带板进行中心错开切割而得的光栅，作为菲涅尔波带板的效果，能够对衍射光产生透镜作用。该透镜作用对于+1次衍射光和-1次衍射光，其方向相反，如果对+1次衍射光产生凸透镜作用，则对-1次衍射光产生凹透镜作用。相反，如果对+1次衍射光产生凹透镜作用，则对-1次衍射光产生凸透镜作用。由此，能够控制性良好地从上述第一或第二光束前后相反地形成焦点错开相同量的光束。

在图13中表示实现本实施例的光信号检测方法的光拾取器2的光学系统的概要图。另外，关于图13的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。被光盘3反射的信号光102透过物镜112、λ/4板122，在水平偏振光的状态下透过偏振光光束分离器131，入射到直线衍射光栅1302。入射到直线衍射光栅1302的信号光102被分割为第一信号光102a和第二信号光102b，透过偏振光光束分离器1303，分别朝向检测光学系统11、12。另一方面，透过了λ/2板121和偏振光光束分离器131的参照光103通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，通过参照光反射单元141反射，入射到曲线衍射光栅1301。入射到曲线衍射光栅1301的参照光103如上所述，分割为+1次衍射光的第一参照光103a和-1次衍射光的第二参照光103b，被偏振光光束分离器1303反射，分别朝向检测光学系统11、12。第一参照光103a在通过曲线衍射光栅1301偏向的同时，被赋予某预定的散焦量。另一方面，第二参照光103b在通过曲线衍射光栅1301从光轴向与第一参照光103a相反的方向偏向的同时，被赋予符号与第一参照光103a不同的散焦量。检测光学系统11、12的光学系统结构与图3所示的一样，但在本实施例中，检测器307a、b、c、d被配置在通过透镜301形成的信号光102的焦点位置。由此，朝向检测光学系统11、12的信号光102、参照光103与图1和实施例1所说明的状态相同。

在图14中，表示曲线衍射光栅1301的一个例子。其中，为了简化，显示为间距比实际的宽，并且曲线的曲率比实际大。如果设半导体激光器101的波长为λ=405nm，物镜112的数值孔径为NA=0.85，光束直径为Φ=3mm，检测光学系统11、12的透镜301的焦点距离为f2=17.647mm（回路倍率10倍），检测光学系统11、12的4个检测器PD1~4的相对于光轴的偏离为Δ=0.1mm，则根据将衍射光栅的衍射角设为θ的关系，通过曲线衍射光栅1301和直线衍射光栅1302赋予参照光103和信号光102的倾斜波面像差W₁₁为W₁₁=20.99λ。如果设通过曲线衍射光栅1301赋予参照光103的散焦波面像差为W₂₀=0.1λ，则曲线衍射光栅1301实际上几乎成为直线衍射光栅。另外，图14所示的例子是W₂₀=1λ、W₁₁=5λ时的曲线衍射光栅1301的图案。

公式19

$\mathrm{\&Delta;}=f_2\mathrm{\&theta;}=f_2\frac{W_{11}\mathrm{\&lambda;}}{\mathrm{\&phi;}/2}---\left(19\right)$

这样根据本实施例的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

实施例4

在实施例4中，如图13所示，通过曲线衍射光栅1301对第一参照光103a和第二参照光103b赋予符号不同的散焦，但作为本发明的其他实施方式，也可以对第一信号光102a和第二信号光102b赋予符号不同的散焦。在本实施例中，也可以如图28所示，在偏振光光束分离器131和偏振光光束分离器1303之间的信号光光路中配置曲线衍射光栅1301，在偏振光光束分离器131和偏振光光束分离器1303之间的参照光光路中配置直线衍射光栅1302。由此，能够得到与实施例3相同的发明效果。

实施例5

在实施例3或实施例4中，作为将信号光和参照光分割为2束的单元，使用了各个衍射光栅、即曲线衍射光栅1301和直线衍射光栅1302，但也可以如图15所示那样，使用偏振光性衍射光栅1501。偏振光性衍射光栅1501如实施例3所示那样，作为曲线衍射光栅对水平偏振光的信号光102起作用，作为直线衍射光栅对垂直偏振光的参照光103起作用。或者，如实施例4所示那样，作为直线衍射光栅对水平偏振光的信号光102起作用，作为曲线衍射光栅对垂直偏振光的参照光103起作用。由此，与实施例3或4相比，能够减少光拾取器内的衍射光栅的个数，能够得到与实施例3或4相同的发明效果。

实施例6

在实施例3或实施例4中，检测光学系统11和检测光学系统12使用不同的光学系统，但也可以使用共用的光学部件。在图16中，表示实现本实施例的光信号检测方法的光拾取器2的光学系统的概要图。另外，关于图16的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1、图13所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

信号光102通过直线衍射光栅1302分割为第一信号光102a、第二信号光102b，透过偏振光光束分离器1303，通过透镜301聚光。另一方面，参照光103通过曲线衍射光栅1301分割为第一参照光103a和第二参照光103b，被偏振光光束分离器1303反射，通过透镜301聚光。

第一信号光102a和第二参照光103a的合成光的一部分透过作为半透半反镜的光束分离器302，通过λ/2板303使偏振光方向旋转，通过偏振光光束分离器305分离，通过检测器307a、307b检测。合成光的另一部分被光束分离器302反射，通过λ/4板304使偏振光方向旋转，通过偏振光光束分离器306分离，通过检测器307c、307d检测。如果通过检测器307a和307b、307c和307d进行差动检测，则能够得到公式（5）和公式（6）所示的差动信号Sig11和Sig12。进而，通过取得其平方和，能够得到公式（7）所示的平方和信号Sig1。

同样，第二信号光102b和第二参照光103b的合成光的一部分透过作为半透半反镜的光束分离器302，通过λ/2板303使偏振光方向旋转，通过偏振光光束分离器305分离，通过检测器307A、307B检测。合成光的另一部分被光束分离器302反射，通过λ/4板304使偏振光方向旋转，通过偏振光光束分离器306分离，通过检测器307C、307D检测。如果通过检测器307A和307B、307C和307D进行差动检测，则进而通过取得其平方和，能够得到公式（8）所示的平方和信号Sig2。

这样根据本实施例的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

实施例7

在上述的实施例中，表示了通过简单的差动电路实现检测器输出间的差动运算的例子，但实际上一般是在检测器中分别附带电流电压（IV）变换放大器，使用来自与IV放大器一体的检测器（OEIC）的电输出信号。但是，IV变换电路自身为噪声的产生源。这是内置于放大器中的反馈电阻的热噪声造成的，热噪声由电阻值唯一地决定。因此，如本发明那样增加检测器的个数会造成放大器噪声的增大。因此，作为抑制放大器噪声的增大的差动检测方法，有使用图11所记载的电路结构的方法。该方法是将检测器PD1、PD2串联，将IV放大器1101连接在PD1与PD2的连接点上，能够针对2个检测器通过一个放大器得到差动信号，因此，原理上能够降低3dB的噪声。另外，因为在放大器的输入级就已经结束了差动运算，所以DC成分被消除放大器不会饱和，能够进行高增益的IV变换。即，可以增大反馈电阻1102。热噪声与反馈电阻1102的平方根成比例，输出与反馈电阻1102成比例，因此，输出/噪声比与反馈电阻1102的平方根成比例地增大。即，能够得到高S/N。

实施例8

图17表示光信息记录再生装置1中的光拾取器2的光学系统结构的另一个例子。在图1、图10、图13、图15所示的光拾取器2的检测光学系统（图3）中，通过不同的检测器检测公式（1）、（2）、（3）、（4）所示的信号，但也可以通过集成为一个的检测器1705来接收它，通过信号运算电路203进行信号计算。被光盘3反射的信号光102和被参照光反射单元141反射的参照光103通过曲线衍射光栅1301、直线衍射光栅1302被分割，入射到偏振光光束分离器1303，第一信号光102a和第一参照光103a、第二信号光102b和第二参照光103b分别被合成。各合成光在通过无偏振光衍射光栅1706恢复为与光轴平行后，入射到偏振光相位变换分离元件1700，被分割为因2束光的干涉产生的相位差不同的4束光，通过透镜1704而聚光，通过设置在检测器1705上的4个PD（307a、b、c、d和307A、B、C、D全部8个）分别对各合成光进行检测。

图18是说明偏振光相位变换分离元件1700的构造和功能的图。偏振光相位变换分离元件1700由无偏振光衍射光栅1701、角度选择性偏振光变换元件1702、偏振光分离衍射光栅1703构成。在图17中，在一体化的状态下图示了它们，但在此，为了说明的方便，而分离地进行表示。作为功能，一体化和分离都一样。偏振光相位变换分离元件1700对2束合成光的功能相同，因此，使用第一信号光102a和第一参照光103a的合成光来说明偏振光相位变换分离元件1700的功能。

如果第一信号光102a和第一参照光103a入射到无偏振光衍射光栅1701，则与偏振光方向无关地，2束光分别都分离为2束不同行进方向的光。这可以通过使无偏振光衍射光栅1701闪烁（ブレ一ズ）容易地实现。一个是直进的0次光，另一个是以预定的衍射角衍射的1次衍射光。接着，这些光入射到角度选择性偏振光变换元件1702。在此，在直进的0次光中不产生任何的相位差，但对于倾斜入射的1次衍射光，在信号光和参照光之间产生90度的相位差。因此，也可以是光学轴1702a具有与角度选择性偏振光变换元件1702的入射面垂直的一轴各向异性，无偏振光衍射光栅1701的衍射光的衍射方向与第一信号光102a的偏振光方向或第一参照光103a的偏振光方向一致。这时，根据角度选择性偏振光变换元件1702的厚度、折射率各向异性量（垂直方向折射率与面内折射率的差）、1次衍射光的入射角，能够唯一地决定1次衍射光的信号光成分、参照光成分之间的相位差。

进而，使角度选择性偏振光变换元件1702的出射光入射到偏振光分离衍射光栅1703。偏振光分离衍射光栅例如可以使用日本专利第3832243号所记载的元件。这可以通过由液晶、铌酸锂、水晶等各向异性材料形成闪烁光栅，容易地实现。即，由于是折射率根据偏振光方向而不同的材质，所以也可以配置为在某偏振光方向和与之垂直的偏振光方向上通过光栅施加的相位分布逆转。由此，能够使得成为一次衍射光和-1次衍射光垂直的偏振光方向。或者，也可以用将沃拉斯顿棱镜（Wollastonprism）那样的各向异性光学结晶粘在一起而作成的元件来代替。在本实施方式中分离的偏振光的方向是相对于信号光和参照光为45度的方向、与之垂直的方向。如上那样分离的4束光的、信号光成分和参照光成分的干涉的相位差如图中所示，能够成为0°、90°、180°、270°。

另外，能够设计为在曲线衍射光栅1301、直线衍射光栅1302、无偏振光衍射光栅1706、1701、偏振光分离衍射光栅1703的任意一个中都产生不衍射的0次光。因此，也可以在检测器1705的中心即光轴附近设置受光部1705o。也可以向受光部照射信号光和/或参照光，使用由受光部1705o检测出的输出，进行偏振光相位变换分离元件1700、检测器1705的位置、倾斜调整。

这样根据本实施例的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

【专利文件2】日本专利第3832243号

实施例9

在上述实施例中，在第一的4个检测器和第二的4个检测器中，在信号光和参照光的相位关系为逐一相差大致90度的状态下，检测被光盘3反射的信号光102与被参照光反射单元141反射的参照光103的合成光，但在本实施例中，通过第一的4个检测器、第二的4个检测器、第三的4个检测器检测出信号光与参照光的合成光。

<3组检测光学系统结构（1组RF用、2组FES用）>

图19是表示本实施例的光拾取器2的光学系统的一个例子的图。另外，关于图19的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

被光盘3反射的信号光102透过物镜112、λ/4板122成为水平偏振光，透过偏振光光束分离器131，通过光束分离器137被分割。被光束分离器137反射的第三信号光102c透过偏振光光束分离器139而朝向检测光学系统14。另一方面，透过了光束分离器137的信号光102d通过作为半透半反镜的光束分离器132而分离为第一信号光102a和第二信号光102b，并朝向检测光学系统11和检测光学系统12。

另外，透过了λ/2板121和偏振光光束分离器131的水平偏振光的参照光103通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，通过参照光反射单元141反射，通过光束分离器138分割。被光束分离器138反射的第三参照光103c被偏振光光束分离器139反射，而朝向检测光学系统14。另一方面，透过了光束分离器138的参照光103d通过作为半透半反镜的光束分离器135，分离为第一参照光103a和第二参照光103b，在通过第一透镜113、第二透镜114分别被赋予预定的散焦后，朝向检测光学系统11和检测光学系统12。

<取得3组平方和信号Sig1、2、3的方法、RF、FES运算>

第一信号光102a和第一参照光103a通过检测光学系统11，第二信号光102b和第二参照光103b通过检测光学系统12，第三信号光102c和第三参照光103c通过检测光学系统14，在偏振光方向相互平行的状态下被合成。例如通过图3所示的结构，分别实现检测光学系统11、12、14。另外，假设根据检测光学系统11、12的输出分别生成平方和信号Sig1、Sig2，如公式（13）所示那样，根据它们的差信号得到焦点误差信号FES2。另一方面，假设在检测光学系统14中，也根据4个检测器PD1B、PD2B、PD3B、PD4B的各输出，通过差动电路如公式（5）那样生成2个差动信号Sig31、Sig32，进而如公式（7）那样通过平方和运算，得到Sig3。另外，假设将Sig3作为再生RF信号RF2。

公式20

Sig3＝(Sig31)²+(Sig32)²(20)

或者，假设根据公式21，得到根据参照光103放大后的信号光102的再生RF信号。

公式21

RF2＝Sig1+Sig2+Sig3(21)

根据本实施例，能够根据不同的检测光学系统的输出，独立地生成再生RF信号和焦点误差信号，因此，能够得到根据参照光高效地放大后的再生RF信号，同时能够与再生信号的放大率独立地设计焦点误差信号的引入范围。

<第三和第一、第二信号（参照）光分割用的光束分离器137（138）的其他例子>

基于光束分离器137的第三信号光102c与剩余的信号光102d的分光比是任意的，但为了得到更多的再生RF信号振幅，理想的是使第三信号光102c的光量比信号光102d的光量多。另外，基于光束分离器138的第三参照光103c与剩余的参照光103d的分光比也是任意的。

<3组检测光学系统的其他结构（曲线衍射光栅）>

图20是表示本实施例的光拾取器2的光学系统的其他例子的图。另外，关于图20的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1、图13所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

在图20所示的光拾取器中，为了生成第三信号光102c和第一、第二信号光102a、b，而使用曲线衍射光栅1301。另外，为了生成第三参照光103c、第一、第二参照光103a、b，使用直线衍射光栅1302。具体地说，设曲线衍射光栅1301的0次衍射光为第三信号光102c，±1次衍射光为第一、第二信号光102a、b，直线衍射光栅1302的0次衍射光为第三参照光103c，±1次衍射光为第一、第二参照光103a、b。对曲线衍射光栅1301的±1次衍射光如上所述那样施加凸透镜作用和凹透镜作用。

曲线衍射光栅、直线衍射光栅都能够通过光栅的槽深度自由地控制0次光和±1次光的衍射效率。如果设衍射光栅的折射率为n，槽深度为d[λ]，槽宽度的占空比为τ，则分别通过下式给出0次光和±1次光的衍射效率。

公式22

η₀＝1-4τ(1-τ)sin²((n-1)dπ)(22)

公式23

${\mathrm{\&eta;}}_{\&PlusMinus;1}={\left(\frac{2}{\mathrm{\&pi;}}\right)}^2{\sin }^2\left((n-1)\mathrm{d\&pi;}\right){\sin }^2\left(\mathrm{\&tau;\&pi;}\right)---\left(23\right)$

例如，如果设n=1.5，τ=0.5，d=0.3λ，则η₀=79.4%，η_±1=8.4%。

第一、第二信号光102a、b和第一、第二参照光103a、b通过偏振光光束分离器1303被合波，分别朝向检测光学系统11、12，如上所述，用于生成焦点误差信号FES2。第三信号光102c和第三参照光103c通过偏振光光束分离器1303被合波，朝向检测光学系统14，如上所述，用于生成再生RF信号。

通过这样的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

<3组检测光学系统的其他结构（光学部件共用化）>

图21是表示本实施例的光拾取器2的光学系统的其他例子的图。另外，关于图21的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1、图16、图20所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

在图21所示的光拾取器中，与图20同样，为了生成第三信号光102c和第一、第二信号光102a、b，而使用曲线衍射光栅1301。另外，为了生成第三参照光103c和第一、第二参照光103a、b，而使用直线衍射光栅1302。在图20中，检测光学系统11、12、14使用了不同的光学系统，但与图16同样，也可以使用共用的光学部件。通过检测器307e、f、g、h检测第三信号光102c与第三参照光103c的合成光，通过检测器307a、b、c、d检测第一信号光102a与第一参照光103a的合成光，通过检测器307A、B、C、D检测第二信号光102b与第二参照光103b的合成光。

通过这样的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

<3组检测光学系统的其他结构（光学系统集成化）>

图22是表示本实施例的光拾取器2的光学系统的其他例子的图。另外，关于图22的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1、图17所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

在图22所示的光拾取器2中，与图20同样，为了生成第三信号光102c和第一、第二信号光102a、b，而使用曲线衍射光栅1301。另外，为了生成第三参照光103c和第一、第二参照光103a、b，而使用直线衍射光栅1302。另外，通过集成为一个的检测器1705来接收公式（1）、（2）、（3）、（4）所示的信号，通过信号运算电路203进行信号运算。

被光盘3反射的信号光102、被参照光反射单元141反射的参照光103分别通过曲线衍射光栅1301、直线衍射光栅1302被分割，入射到偏振光光束分离器1303，第一信号光102a与第一参照光103a、以及第二信号光102b与第二参照光103b、以及第三信号光102c与第三参照光103c分别被合成，入射到无偏振光衍射光栅1706。在此，由于各合成光在无偏振光衍射光栅2203上不重叠，所以光束直径预先通过光束扩展器2201、2202被小直径化。另外，假设无偏振光衍射光栅2203只在第一信号光102a与第一参照光103a的合成光、以及第二信号光102b与第二参照光103b的合成光透过的区域中形成光栅图案，在第三信号光102c与第三参照光103c的合成光透过的光轴附近的区域不形成光栅图案。由此，第一信号光102a与第一参照光103a的合成光、以及第二信号光102b与第二参照光103b的合成光通过无偏振光衍射光栅2203而恢复为与光轴平行。另外，第三信号光102c与第三参照光103c的合成光保持与光轴平行地透过无偏振光衍射光栅2203。各合成光入射到偏振光相位变换分离元件1700，被分割为因2束光的干涉造成的相位差不同的4束光，通过透镜1704聚光，分别通过设置在检测器1705上的4个PD（307a、b、c、d、以及307A、B、C、D、以及307e、f、g、h的全部12个）检测各合成光。

图23是说明偏振光相位变换分离元件1700的构造和功能的图。与图18所示的偏振光相位变换分离元件1700的构造、功能相同，但在本结构中，对第三信号光102c与第三参照光103c的合成光也进行偏振光相位分离。如上那样对3束合成光的各束分离而得的4束光的、信号光成分与参照光成分的干涉的相位差可以如图中所示那样，为0°、90°、180°、270°。

根据这样的结构，能够简化检测信号光与参照光的干涉光的光学系统，能够实现小型的光拾取器。

实施例10

在实施例9中，对第一参照光103a和第二参照光103b赋予符号不同的散焦，但作为本发明的其他实施方式，也可以对第一信号光102a、第二信号光102b赋予符号不同的散焦。例如，在图19所示的光拾取器2中，相对于通过第一透镜113使第一参照光103a在前面散焦并通过第二透镜114使第二参照光103b在后面散焦，例如也可以如图29所示，通过第一透镜113使第一信号光102a在前面散焦并通过第二透镜114使第二信号光102b在后面散焦。或者，在图20、图21、图22所示的光拾取器2中，相对于通过图14所示的曲线衍射光栅1301使参照光103在前后散焦而不通过直线衍射光栅1302对信号光102赋予散焦，例如也可以将曲线衍射光栅1301配置在信号光102的光路中，将直线衍射光栅1302配置在参照光103的光路中，通过曲线衍射光栅1301使信号光102在前后散焦，不通过直线衍射光栅1302对参照光103赋予散焦。由此，能够得到与实施例9相同的发明效果。

实施例11

在本实施例中，通过第一的4个检测器和第二的4个检测器检测信号光和参照光，从第一的4个检测器生成再生RF信号RF2，从第二的4个检测器生成焦点误差信号FES2。

<2组检测光学系统结构（1组RF用、1组FES用）>

图24是表示本实施例的光拾取器2的光学系统的一个例子的图。另外，关于图24的光拾取器2的结构和功能，对于附加了已经说明的图1、图19所示的相同符号的结构、具有相同功能的部分，省略说明。

被光盘3反射的信号光102透过物镜112、λ/4板122成为水平偏振光，透过偏振光光束分离器131，通过光束分离器137分离为第一信号光102a和第二信号光102b，分别朝向检测光学系统14和检测光学系统12。

另外，透过了λ/2板121和偏振光光束分离器131的水平偏振光的参照光103通过λ/2板123变换为垂直偏振光后，通过参照光反射单元141反射，通过光束分离器138分离为第一参照光103a和第二参照光103b。被光束分离器138反射的第一参照光103a被偏振光光束分离器133反射，朝向检测光学系统14。透过了光束分离器138的第二参照光103b透过液晶元件118被偏振光光束分离器134反射，朝向检测光学系统12。

<取得2组平方和信号Sig2、3的方法、RF、FES运算>

第一信号光102a和第一参照光103a通过检测光学系统14，第二信号光102b和第二参照光103b通过检测光学系统12，在偏振光方向相互平行的状态下被合成。例如通过图3所示的结构，分别实现检测光学系统12、14。另外，假设根据检测光学系统14的输出如公式（20）那样生成平方和信号Sig3，并将其作为再生RF信号RF2。另外，假设根据检测光学系统12的输出如公式（8）那样生成平方和信号Sig2，并如下这样生成焦点误差信号FES2。

透过了光束分离器138的第二参照光103b入射到液晶元件118。液晶元件118具有以下功能：与所施加电压对应地对入射的光束赋予某预定的散焦波面像差。因此，控制器202对经由伺服控制电路204对液晶元件118施加的电压进行控制。例如，对液晶元件118施加矩形波、正弦波、或锯齿波的电压。由此，对液晶元件118施加的电压在时刻t为+V，或在时刻t+Δt为-V，对入射光束赋予的散焦波面像差为+W₂₀或-W₂₀。与该调制同步地，控制器202根据检测光学系统12的输出，生成平方和信号Sig2（t）、Sig2（t+Δt），成为以下公式，而得到焦点误差信号。

公式24

FES2＝Sig2(t+Δt)-Sig2(t)(24)

根据本实施例，能够根据不同的检测光学系统的输出独立地生成再生RF信号和焦点误差信号，因此，能够得到根据参照光有效地放大了的再生RF信号，同时能够与再生信号的放大率独立地设计焦点误差信号的引入范围。

<2组检测光学系统的其他结构（液晶→透镜的插拔）>

在图24所示的光拾取器中，为了赋予前后的散焦波面像差±W₂₀而使用了液晶元件，但例如也可以如图25所示那样通过透镜的插拔来实现。

透过了光束分离器138的第二参照光103b透过第一透镜119a、第二透镜119b，被偏振光光束分离器134反射，朝向检测光学系统12。控制器202与通过致动器119c插拔第二透镜119b的情况同步地，根据基于公式（24）所示的检测光学系统12的输出而生成的平方和信号Sig2的时间差动信号，生成焦点误差信号FES2。另外，第一透镜119a具有正的放大率（power）φ，在插入了第二透镜119b时，第一透镜119a和第二透镜119b的合成放大率为-φ（透镜间隔为0时，第二透镜119b的放大率也可以为-2φ）。

<2组检测光学系统的其他结构（液晶→透镜收敛、反射镜的前后驱动）>

另外，例如也可以如图26所示使参照光聚光到反射镜，通过该反射镜的前后驱动来实现本实施例的赋予前后的散焦波面像差±W₂₀的单元。

透过了光束分离器138的第二参照光103b通过λ/2板124成为水平偏振光，透过偏振光光束分离器134。进而，通过λ/4板125成为圆偏振光后，通过透镜120而聚光到反射单元142。被反射单元142反射的第二参照光103b通过透镜120再次成为平行光后，通过λ/4板125成为垂直偏振光，被偏振光光束分离器134反射，朝向检测光学系统12。控制器202与通过致动器142a使反射单元142在第二参照光103b的通过透镜120产生的焦点附近向光轴方向驱动的情况同步，根据基于公式（24）所示的光学系统12的输出而生成的平方和信号Sig2的时间差动信号，生成焦点误差信号FES2。在此，致动器142a向光轴方向驱动反射单元142，使得对第二参照光103b赋予的散焦波面像差成为+W₂₀或-W₂₀。

<第三和第一、第二信号（参照）光分割用的光束分离器137（138）的其他例子>

在本实施例中，基于光束分离器137的第一信号光102a与第二信号光102b的分光比是任意的，但为了得到更多的再生RF信号振幅，理想的是使第一信号光102a的光量比第二信号光102b的光量多。另外，基于光束分离器138的第一参照光103a与第二参照光103b的分光比也是任意的。

实施例12

在实施例11中，对第二参照光103b赋予前后的散焦，但作为本发明的其他实施方式，也可以对第二信号光102b赋予前后的散焦。例如在图24所示的光拾取器2中，相对于通过液晶元件118使第二参照光103b前后地散焦，也可以如图30所示那样，通过液晶元件118使第二信号光102b前后的散焦。另外，在图25所示的光拾取器2中，使第二参照光103b透过第一透镜119a、第二透镜119b，通过致动器119c插拔第二透镜119b，由此使第二参照光103b前后地散焦，与此相对，也可以如图31所示那样，使第二信号光102b透过第一透镜119a、第二透镜119b，通过致动器插拔119c第二透镜119b，从而使第二信号光102b前后地散焦。另外，在图26所示的光拾取器2中，通过透镜120使第二参照光103b聚光到反射单元142，通过致动器142a在透镜120的焦点附近使该反射单元142向光轴方向驱动，由此使第二参照光103b前后地散焦，与此相对，也可以如图32所示那样，通过透镜120使第二信号光102b聚光到反射单元142，通过致动器142a在透镜120的焦点附近使该反射单元142向光轴方向驱动，由此使第二信号光102b前后地散焦。在图32所示的光拾取器2中，透过了光束分离器138的第二参照光103b通过λ/2板从垂直偏振光变换为水平偏振光后，透过偏振光光束分离器134，朝向检测光学系统12。透过了光束分离器137的水平偏振光的第二信号光102b透过偏振光光束分离器134。进而，通过λ/4板125成为圆偏振光后，通过透镜120聚光到反射单元142。被反射单元142反射的第二信号光102b通过透镜120再次成为平行光后，通过λ/4板125成为垂直偏振光，被偏振光光束分离器134反射，朝向检测光学系统12。控制器202与通过致动器142a使反射单元142在第二信号光102b的通过透镜120产生的焦点附近向光轴方向驱动的情况同步地，根据基于公式（24）所示的光学系统12的输出而生成的平方和信号Sig2的时间差动信号，生成焦点误差信号FES2。在此，致动器142a向光轴方向驱动反射单元142，使得对第二信号光102b赋予的散焦波面像差成为+W₂₀或-W₂₀。

由此，能够得到与实施例11相同的发明效果。

Claims (15)

1.一种信息再生装置，其特征在于，具有：

光源；

分割单元，其将从上述光源出射的光束分割为作为信号光的第一光束和不聚光到光信息记录介质上的作为参照光的第二光束；

检测器，其检测干涉光，上述干涉光是上述信号光与上述参照光干涉后的干涉光；

使上述信号光和上述参照光在上述检测器上在上述信号光与上述参照光之间的相位关系相互不同的状态下光学地干涉的单元；

使上述第一光束或上述第二光束相对于焦点已对准上述光信息记录介质的预定层的另一光束在前后散焦的单元；

根据上述在前后散焦后的干涉光的差信号求出聚焦误差信号的单元。

2.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器和第二检测器，

在上述第一检测器中，检测上述第一光束与在前侧散焦后的上述第二光束的干涉光，

在上述第二检测器中，检测上述第一光束与在后侧散焦后的上述第二光束的干涉光，

上述信息再生装置具有：根据通过上述第一检测器检测出的信号与通过上述第二检测器检测出的信号的和信号求出RF信号的单元。

3.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器和第二检测器，

在上述第一检测器中，检测上述第二光束与在前侧散焦后的上述第一光束的干涉光，

在上述第二检测器中，检测上述第二光束与在后侧散焦后的上述第一光束的干涉光，

上述信息再生装置具有：根据通过上述第一检测器检测出的信号与通过上述第二检测器检测出的信号的和信号求出RF信号的单元。

4.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器、第二检测器和第三检测器，

上述第二光束，是相对于焦点已对准上述光信息记录介质的预定层的上述第一光束在前后散焦的光束和未散焦的光束，

上述信息再生装置具有通过上述第三检测器检测上述第一光束与未散焦的上述第二光束的干涉光，得到RF信号的单元，

通过上述第一检测器检测上述第一光束与上述在前侧被散焦的第二光束的干涉光，

通过上述第二检测器检测上述第一光束与上述在后侧被散焦的第二光束的干涉光，

根据通过上述第一检测器检测出的信号与通过上述第二检测器检测出的信号的差信号，求出聚焦误差信号。

5.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器、第二检测器和第三检测器，

上述第一光束，是相对于焦点已对准上述第一检测器、第二检测器以及第三检测器的上述第二光束在前后散焦的光束和未散焦的光束，

上述信息再生装置具有通过上述第三检测器检测上述第二光束与未散焦的上述第一光束的干涉光，得到RF信号的单元，

通过上述第一检测器检测上述第二光束与上述在前侧被散焦的第一光束的干涉光，

通过上述第二检测器检测上述第二光束与上述在后侧被散焦的第一光束的干涉光，

根据通过上述第一检测器检测出的信号与通过上述第二检测器检测出的信号的差信号，求出聚焦误差信号。

6.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器和第二检测器，

上述第一光束的信号光被分割为第一信号光和第二信号光，

上述第二光束的参照光被分割为第一参照光和第二参照光，

通过上述第一检测器检测上述第一信号光与上述第一参照光的干涉光，得到RF信号，

通过上述第二检测器检测上述第二信号光与上述第二参照光的干涉光，

上述散焦的单元被设置在上述第二参照光的光路中，上述散焦单元使上述第二参照光在时刻t和时刻t+Δt相对于焦点已对准上述光信息记录介质的预定层的上述第二信号光在前后散焦，根据时刻t的上述第二检测器的输出Sig2(t)与时刻t+Δt的上述第二检测器的输出Sig2(t+Δt)的差，得到上述聚焦误差信号。

7.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器和第二检测器，

上述第一光束的信号光被分割为第一信号光和第二信号光，

上述第二光束的参照光被分割为第一参照光和第二参照光，

通过上述第一检测器检测上述第一信号光与上述第一参照光的干涉光，得到RF信号，

通过上述第二检测器检测上述第二信号光与上述第二参照光的干涉光，

上述散焦的单元被设置在上述第二信号光的光路中，上述散焦单元使上述第二信号光在时刻t和时刻t+Δt相对于焦点已对准上述第二检测器的上述第二参照光在前后散焦，根据时刻t的上述第二检测器的输出Sig2(t)与时刻t+Δt的上述第二检测器的输出Sig2(t+Δt)的差，得到上述聚焦误差信号。

8.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器具有第一检测器和第二检测器，

上述第一检测器具有4个检测器，

上述第一光束的信号光与上述第二光束的参照光之间的相位关系在上述第一检测器中的上述4个检测器上相互间各相差大致90度，

在上述第一检测器中，通过相位相差大致180度的成对检测器，分别对上述干涉光进行差动检测，得到Sig11、Sig12，

上述第二检测器具有4个检测器，

上述第一光束的信号光与上述第二光束的参照光之间的相位关系在上述第二检测器中的上述4个检测器上相互间各相差大致90度，

在上述第二检测器中，通过相位相差大致180度的成对检测器，分别对上述干涉光进行差动检测，得到Sig21、Sig22，

根据上述Sig11、Sig12、Sig21、Sig22，求出上述聚焦误差信号。

9.根据权利要求8所述的信息再生装置，其特征在于：

上述检测器还具有第三检测器，

上述第三检测器具有4个检测器，

上述第一光束的信号光与上述第二光束的参照光之间的相位关系在上述第三检测器中的上述4个检测器上相互间各相差大致90度，

在上述第三检测器中，通过相位相差大致180度的成对检测器，分别对上述干涉光进行差动检测，得到Sig31、Sig32，

根据上述Sig31、Sig32，求出RF信号。

10.根据权利要求8所述的信息再生装置，其特征在于：

通过电流差动型的差动检测器进行上述各个差动检测。

11.根据权利要求8所述的信息再生装置，其特征在于：

将上述Sig11、Sig12各自的平方相加得到和信号Sig1，

将上述Sig21、Sig22各自的平方相加得到和信号Sig2，

根据上述Sig1与上述Sig2的差信号，得到上述聚焦误差信号。

12.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

上述散焦的单元是曲线衍射光栅。

13.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

通过上述散焦的单元对上述第一光束或第二光束赋予的前后的散焦波面像差的符号不同而绝对值大致相等。

14.根据权利要求1所述的信息再生装置，其特征在于：

调整上述信号光与上述参照光之间的光学相位差的单元被设置在上述参照光的光路中。

15.一种光信息再生装置，其特征在于，包括：

光源；

第一光学分支元件，其对从上述光源出射的光束进行分割；

聚光光学系统，其将从上述光源出射并通过上述第一光学分支元件分割而得的光束的一束聚光到光信息记录介质；

可变焦点机构，其可变更在上述聚光光学系统中被聚光的光的焦点位置；

第一检测器，其检测聚光在上述光信息记录介质上并反射的信号光；

干涉光学系统，其使聚光在上述光信息记录介质上并反射的信号光与从上述分割而得的光束的另一束得到的参照光光学地干涉；

分割光学系统，其将上述干涉光学系统中的干涉光分割为多束；

多个第二检测器，其在相位关系相互不同的状态下，分别检测在上述分割光学系统中分割而得的多束干涉光；以及

对从通过上述第一检测器检测出的信号光得到的焦点偏离信号和从通过上述多个第二检测器检测出的干涉光得到的焦点偏离信号进行切换的单元，

其中，通过上述切换的单元进行切换来控制上述可变焦点机构。