CN1142276A - 光拾波装置 - Google Patents

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Abstract

一种使记录在能记录所希望的信息信号的重叠了多层信息信号层的多层光盘中的信息信号再生用的光拾波装置。该光拾波装置具有发射光束的光源；将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束后照射到多层光盘上的光学装置；接收从多层光盘反射的主光束的主光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第1及第2旁侧光束的第1及第2旁侧光束用的光接收部；以及输出与用主光束用的光接收部、第1及第2旁侧光束用的光接收部接收的光量对应的光量检测信号的装置。第1及第2旁侧光束用的光接收部离开主光束用的光接收部一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的反射光不干涉的位置，因此不受从多层光盘上的焦点不重合的信息信号层上反射的反射光的影响，能使应读取信息信号的信息信号层上记录的信息信号准确地再生。

Description

光拾波装置
技术领域：
本发明涉及对能记录所希望的信息信号的重叠了多层信息信号层的所谓多层光盘进行信息信号的记录及/或再生的记录及/或再生装置中用的光拾波装置。
背景技术：
以往，在将光盘用作记录媒体的记录及/或再生装置中用的光拾波装置具有将光束作为出射光源的半导体激光器、以及设置在该半导体激光器光盘之间且光轴彼此一致的准直透镜、衍射光栅、偏振光分光束镜及物镜。另外该光拾波装置还具有接收来自光盘的反射光的光电检波器、以及设在该光电检波器和偏振光分光镜之间且光轴彼此一致的聚光透镜。
而且，该光拾波装置还能将从半导体激光器射出的光束通过偏振光分光镜及物镜等聚焦照射在光盘的信号记录层上，同时能由光电检波器接收来自光盘的反射光。
可是，将上述这种光拾波装置作为信息信号的记录及/或再生装置用的，用作记录及/或再生装置的记录媒体的光盘一般由基板、信息信号层及保护层构成，上述基板用聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂等透明合成树脂材料形成，在该基板的主面上形成上述信息信号层，在该信息信号层上形成上述保护层，用于对该信息信号层进行机械性的和化学性的保护。
这种光盘采用包括热加压成形法、热注入成形法的制造工序制造。在该制造工序中由于所产生的成形时的热变形，使得光盘产生翘曲或弯曲。因此，产生光盘沿垂直于信息信号层的主面方向的位置偏移、同时产生信息信号层上的磁道的正圆度受到损害的现象。而且，由光拾波装置再生信息信号层上记录的信息信号时，虽然光盘能旋转操作，但这时会产生振摆或磁道偏斜。
因此，为了不受光盘的振摆或磁道偏斜的影响而能读取再生光盘的信号记录区上的信息信号，光拾波装置具有对应于光盘的振摆而聚焦调整物镜的聚焦控制功能、以及跟踪光盘的信号记录区的信号道而跟踪调整物镜的跟踪控制功能。
同时，光盘希望信息信号高记录密度化，设计出了将记录信息信号的信息信号层多层重叠构成的多层光盘。作为这种多层光盘是将2层信息信号层重叠起来构成的。
如图1所示，该2层光盘5由利用聚碳酸脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)等透明合成树脂材料形成的盘基板5C、在该盘基板5C的主面上形成的第1信息信号层5A、在该第1信息信号层5A上用透明树脂材料形成的隔离层5D、通过该隔离层5D在第1信息信号层5A上重叠形成的第2信息信号层5B、以及为了对该第2信息信号层5B进行机械的和化学的保护而在该第2信息信号层5B上被覆形成的保护层5E构成。
当由光拾波装置读出重叠在该2层光盘5的第1信息信号层5A上的第2信息信号层5B上记录的信息信号时，从半导体激光器射出的光束透过第1信息信号层5A照射在第2信息信号层5B上。
作为这里使用的光拾波装置是采用利用由3条光束得到的3光点法进行跟踪控制的装置。由利用该3光点法的光拾波装置读取再生多层光盘的各信息信号层上记录的信息信号时，产生下述问题。利用3光点法进行跟踪控制的光拾波装置中使用的光电拾波器如图2所示，在检测被分成3条光束中的位于中心位置的主光束的主光束用光电检波器33A的两侧，配置用于检测位于主光束两侧的旁侧光束的第1及第2旁侧光束用光电检波器33B、33C，将该主光束用光电检波器33A夹在中间。
用该光拾波装置读取再生2层光盘5的第1信息信号层5A上记录的信息信号时，照射在第1信息信号层5A上的主光束34A、第1旁侧光束34B及第2旁侧光束34C在照射第1信息信号层5A的过程中，透过该第1信息信号层5A，也分别照射在非信息信号读出对象的第2信息信号层5B上。
因此，该光拾波装置从2层光盘5的与焦点重合的第1信息信号层5A上反射的主光束34A在照射在光电检波器上的同时，从与焦点不重合的第2信息信号层5B上反射的聚焦非常模糊的主光束的反射光35A即主光束的杂散光分量也照射在光电检波器上。即，光拾波装置的主光束34A和扩展到该主光束34A的外周侧的主光束的杂散光35A呈同心圆状分别照射在主光束用光电检波器33A上。
因此，该光拾波装置照射在主光束用光电检波器33A上的主光束的杂散光35A的一部分分别重叠在各旁侧光束用检波器33B、33C上。由于主光束的杂散光35A的一部分重叠在各旁侧光束用检波器33B、33C上，所以在由各旁侧光束用检波器33B、33C产生的跟踪误差信号中发生直流(DC)变动，光拾波装置有可能不能准确地跟踪控制。
另外，该光拾波装置的3光点法的特性即相对于光盘的倾斜和物镜视野的偏斜其跟踪错误信号不改变DC的优点也就丧失了。另外，光拾波装置通过切换作为2层光盘5的信息信号的读取对象的与物镜的焦点重合的信息信号层，使得照射在主光束用检波器33A上的主光束的杂散光35A的形态也发生变化。
因此，光拾波装置由于主光束的杂散光35A重叠在各旁侧光束用检波器33B、33C上的比例发生变化，所以存在在跟踪误差信号中产生DC偏移而不能进行准确地跟踪控制的问题。
另外，各旁侧光束的杂散光的强度比主光束的杂散光弱很多，不会对主光束用检波器产生不良影响，所以不存在问题。
发明的公开：
本发明的目的是提供一种能使记录在重叠了多层信号记录层的多层光盘上的信息信号正确地再生的光拾波装置。
本发明的另一目的是提供一种在进行记录在多层光盘上的信息信号的再生时，能进行高精度的跟踪控制、能正确地再生信息信号的光拾波装置。
为了达到上述目的，所提出的本发明的光拾波装置具有：将光束朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射的光源；将从该光源发射的光束三分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束后照射到多层光盘上的光学装置；接收从多层光盘反射的主光束的主光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用的光接收部；以及输出与主光束用的光接收部、第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部的各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置。而且，第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部分别离开主光束用的光接收部一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光不干涉的位置上。
这里用的光学装置备有将来自光源的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅。该衍射光栅将来自光源的光束以使来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光与第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部不干涉的规定间隔分成3条。另外，光学装置备有产生象散的光学元件。
在该光拾波装置中，能根据主光束用的光接收部的检测结果检测聚焦误差。
另外，还能根据第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部的检测结果检测跟踪误差。
另外，本发明的光拾波装置具有：朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射的光源；将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅，以及具有将由该衍射光栅分成的各光束焦点重合地照射在多层光盘上的信息信号层上的物镜的光学装置；接收从多层光盘反射的主光束的主光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用的光接收部；以及输出与主光束用的光接收部、第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部的各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置。而且，第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部分别离开主光束用的光接收部一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的反射光不干涉的位置。
另外，本发明的光拾波装置具有：朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射的光源；备有将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅；将由该衍射光栅分成的各光束焦点重合地照射在多层光盘上的信息信号层上的物镜，以及具有能使来自多层光盘的反射光入射的偏振光分光镜的光学装置；分别备有接收从多层光盘反射并由上述偏振光分光镜透射或反射的主光束的主光束用的光接收部、接收从多层光盘反射的并由偏振光分光镜透射或反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用的光接收部、和接收从多层光盘反射的并由偏振光分光镜透射或反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用的光接收部的第1及第2光电检波器；以及输出与第1及第2光电检波器分别备有的主光束用的光接收部、第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部的各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置。第1及第2光电检波器分别备有的第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部分别离开主光束用的光接收部一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光不干涉的位置。
这里，第1及第2光电检波器分别备有的主光束用的光接收部再分别被分成3个长方形的光接收部。
本发明的其它目的及采用本发明所能实现的优点通过以下参照附图说明的具体实施例，会进一步明了。
附图的简单说明：
图1是表示由本发明的光拾波装置进行信息信号再生的有2层信息信号层的光盘剖面图。
图2是说明现有的光拾波装置所具有的问题的光电检波器的俯视图。
图3是表示本发明的第1实施例的光拾波装置的侧视图。
图4是表示备有上述光拾波装置的光电检波器的俯视图。
图5(A)及(B)分别表示基于入射到光电检波器的主光束用检波器上的来自光盘的各信号记录层的主光束的杂散光的状态的俯视图。
图6是表示入射到光检波器的主光束用检波器及旁侧光束用检波器上的光束及杂散光的状态的俯视图。
图7是表示备有本发明的第2实施例的光拾波装置的光电检波器的俯视图。
图8是表示本发明的第3实施例的光拾波装置的侧视图。
图9是表示备有上述光拾波装置的光检波器的俯视图。
图10是说明根据照射在备有光盘用光拾波装置的主光束用检波器上的主光束计算杂散光的直径尺寸的模式图。
图11是表示备有本发明的第4实施例的光拾波装置的光电检波器的俯视图。
下面例举出适用于记录及/或再生装置的光拾波装置说明本发明，所说的记录及/或再生装置将作为多层光盘备有2层信号记录层的光盘作为记录媒体使用。
该光拾波装置利用3光点法进行跟踪误差检测，从而进行跟踪控制，并利用象散法检测聚焦误差，从而进行聚焦控制。
另外，如上述图1所示，适用用本发明的光拾波装置的记录及/或再生装置用的2层光盘5由利用聚碳酸脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)等透明合成树脂材料形成的盘基板5C、在该盘基板5C的主面上形成的第1信息信号层5A、在该第1信息信号层5A上用透明树脂材料形成的隔离层5D、通过该隔离层5D在第1信息信号层5A上重叠形成的第2信息信号层5B、以及在该第2信息信号层5B上被覆形成的保护层5E构成。
而且，当由本发明的光拾波装置读出重叠在该2层光盘5的第1信息信号层5A上的第2信息信号层5B上记录的信息信号时，从半导体激光器射出的光束透过第1信息信号层5A照射在第2信息信号层5B上。
本发明的第1实施例的光拾波装置1如图3所示，它备有作为射出光束的光源的半导体激光器6、在该半导体激光器6和2层光盘5之间使光轴彼此一致设置的准直透镜7、衍射光栅8、偏振光分光镜(PBS)9、1/4波片10及物镜11。另外，该光拾波装置1还备有接收来自光盘5的反射光的光电检波器14、在该光电检波器14和偏振光分光镜9之间使光轴彼此一致设置的聚焦透镜12和柱面透镜13。
如图4所示，光电检波器14具有接收被分成3条光束中的位于光束中心的主光束的主光束用的检波器26A、分别接收位于主光束两侧的2个旁侧光束的第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C。第1及第2旁侧光束用检波器26B、26C将主光束用检波器26A夹在中间，配置在位于该主光束用检波器26A的两侧。
构成光电检波器14的主光束用检波器26A以照射在受光面上的反射光中的主光束27A的光轴的中心即图4中的点P1为中心，其受光区被沿图4所示的互相正交的分割线L1及I1分割成第1至第4的41A至41D共4个分割检波器使用。
这里，第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C如图4、图5(A)及图5(B)所示，将它们离开主光束用检波器26A一段距离配置，该距离对应于使通过物镜11照射的光束从不聚焦的不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中的基于入射到主光束用检波器26A的主光束的杂散光不入射的距离。即，第1及第2旁侧光束用检波器26B及26C这样配置，即如图5(A)及图5(B)所示，使与纵向排列方向正交的各基准中心线Q1及Q2分别与主光束用检波器26A的分割线L1之间离开距离A1，该距离A1是使各光盘26A～26C接收不到从不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中基于主光束的杂散光28A的距离。
利用如上构成的光拾波装置1，说明从从2层光盘5的第1信息信号层读取再生信息信号时从半导体激光器6射出的光束的光路及入射到主光束用检波器26A上的主光束的杂散光28A的状态。
首先，从半导体激光器6射出的光束入射到准直透镜7上。该准直透镜7将入射的光束从发散光变成平行光后使其透过。透过准直透镜7的光束入射到衍射光栅8。
该衍射光栅8将入射的光束分成主光束27A、第1旁侧光束27B及第2旁侧光束27C，并使其透过。被衍射光栅8分割的各光束入射到偏振光分光镜9。该偏振光分光镜9使从半导体激光器6射出的朝向2层光盘5入射的各光束透过。另外，如后文所述，该偏振光分光镜9使从2层光盘5反射后入射的各光束反射。
而且，透过偏振光分光镜9的各光束入射到1/4波片10上。该1/4波片10将入射的各光束从线偏振光分别变成圆偏振光后使其透过。透过1/4波片10的各光束入射到物镜11。
该物镜11将入射的各光束分别聚光后照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上。这时照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束在与聚焦照射到第1信息信号层5A上的同时，还透过第1信息信号层5A后照射到第2信息信号层5B上。
照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束从该第1信息信号层5A上反射的同时，各光束还从第2信息信号层5B上反射。即，照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束变成从来自物镜11的焦点重合的第1信息信号层5A上的各反射光及来自物镜11的焦点不重合的第2信息信号层5B的各反射光的杂散光后反射。
而且各反射光及各反射光的杂散光分别入射到物镜11上。该物镜11使入射的各反射光及各反射光的杂散光分别透过，并分别入射到1/4波片10上。该1/4波片10将入射的各反射光及各反射光的杂散光分别从圆偏振光变成直线偏振光后使其透过。透过1/4波片10的各反射光及各反射光的杂散光入射到偏振光分光镜9上，由该偏振光分光镜9分别反射后透过。由偏振光分光镜9反射的各反射光及各反射光的杂散光入射到聚焦透镜12上，由该聚焦透镜12聚焦后透过。
透过聚焦透镜12的各反射光及各反射光的杂散光入射到柱面透镜13上。入射到该柱面透镜13上的各反射光及各反射光的杂散光被分别聚焦后分别照射到光电检波器14的各检波器上。这时，在透过柱面透镜13的各反射光及各反射光的杂散光中发生象散。
光电检波器14的主光束用检波器26A按照照射在第1受光区41A至第4受光区41D的主光束27A的各接收的光量，对物镜11进行聚焦控制。将主光束用检波器26A将由第1受光区41A至第4受光区41D输出的光量的检测输出分别设为E1、E2、E3、E4，将表示在2层光盘5的第1信息信号层5A的表面上的焦点偏移量的所谓聚焦误差信号设为FE，则该聚焦误差信号FE可由下式得到。
      FE＝(E1＋E3)－(E2＋E4)
根据这里得到的聚焦误差信号FE，进行物镜11的聚焦控制。
另外，第1旁侧光束27B及第2旁侧光束27C入射到光电检波器14的第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上。而且，当由第1及第2旁侧光束用检波器26B、26C检测的检测输出为E5及E6时，主光束相对于2层光盘5的第1信息信号层5A的记录磁道的偏移即跟踪误差信号TE可由下式得到。
         TE＝E5－E6
根据这里得到的跟踪误差信号TE，进行物镜11的跟踪控制。
可是，如图5(A)及图5(B)所示，从第1信息信号层5A反射的反射光中的主光束27A入射到主光束用检波器26A上，从第1信息信号层5A反射的反射光中的第1旁侧光束27B及第2旁侧光束27C分别入射到第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上。另外，从第2信息信号记录层5B反射的反射光中的基于主光束的杂散光28A入射到主光束用检波器26A上，如图5(A)及图5(B)所示，从第2信息信号记录层5B反射的反射光中的基于第1旁侧光束的杂散光28B及基于第2旁侧光束的杂散光28C分别入射到第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上。
如图5(A)及图5(B)所示，由于第1旁侧光束用检波器26A及第2旁侧光束用检波器26B离开主光束用检波器26A一段不受基于主光束的杂散光28A的影响的规定的间隔设置，所以入射到主光束用检波器26A上的基于主光束的杂散光28A不分别重叠在第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上。另外，虽然图中未示出，但基于第1旁侧光束的杂散光28B及基于第2旁侧光束的杂散光28C也不重叠在主光束用检波器26A上。
另外假定，这些从第2信息信号记录层5B反射的反射光中的基于第1旁侧光束的杂散光28B及基于第2旁侧光束的杂散光28C即使重叠在主光束用检波器26A上时，但由于其强度比基于主光束的杂散光28A弱很多，因此对主光束用检波器26A没有不良影响。
如图5(A)及图5(B)所示，本发明的光拾波装置1利用柱面透镜13的作用，在基于主光束的杂散光28A中发生象散，光点形状变成椭圆形状。另外，基于该主光束的杂散光28A取决于从2层光盘5的第1信息信号层5A反射，还是从第2信息信号层5B反射，椭圆形状的长轴和短轴交替地变化。
即，本实施例的光拾波装置1相当于作为信息信号的读取再生对象的信息信号层是2层光盘5上的相对于物镜11位于远侧的第2信息信号层5B的情况，如图5(A)所示，从第1信息信号层5A反射的反射光中基于主光束的杂散光28A呈长轴向右倾斜45度的椭圆形状。
反之，当作为信息信号的读取再生对象的信息信号层是2层光盘5上的相对于物镜11位于近侧的第2信息信号层5A的情况时，如图5(B)所示，从第2信息信号层5B反射的反射光中基于主光束的杂散光28B呈长轴向左倾斜40度的椭圆形状。
而且，本实施例的光拾波装置1在2层光盘5的直径方向发生倾斜或物镜11发生视野偏斜时，基于主光束的杂散光28A、或杂散光的强度分布沿图5至图6所示的箭头M的方向，在主光束用检波器26A上移动。可是，由于在主光束用检波器26A上移动的基于主光束的杂散光28A不重叠在第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上，所以跟踪误差信号不产生DC偏移。
如上所述，本实施例的光拾波装置1由于第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C分别设置在基于主光束的杂散光28A的外侧位置，所以基于主光束的杂散光28A不重叠在第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C上。因此，该光拾波装置1能防止跟踪误差信号产生DC偏移，所以能进行照射在2层光盘5上的光束的准确的跟踪控制。
另外，该光拾波装置1由于即使读取再生2层光盘5的信息信号的信息信号层发生变化，也能防止跟踪误差信号产生DC偏移，所以能进行照射在2层光盘5上的光束的准确的跟踪控制。
另外，该光拾波装置1由于利用象散法进行聚焦控制，所以能使装置总体小型化，同时能提高聚焦误差信号的检测灵敏度。
另外，上述实施例的光拾波装置1虽然使用了偏振光分光镜9，但也可用分光镜代替该偏振光分光镜9，同时还能将1/4波片10去掉。即，该光拾波装置1通过用分光镜代替偏振光分光镜9，就不需要1/4波片10了，所以能简化装置的总体结构，同时能降低制造成本。
上述第1实施例的2层光盘用光拾波装置1利用衍射光栅8，将从半导体激光器6发射的光束按规定的间隔分成主光束27A、第1旁侧光束27B及第2旁侧光束27C，对应于这些光束的间隔，将主光束用检波器26A、第1旁侧光束用检波器26B及第2旁侧光束用检波器26C如图4所示那样以一定间隔A1配置，而以下将说明本发明的第2实施例的光拾波装置2，它能简单地避免发生由于基于重叠在第1旁侧光束用检波器及第2旁侧光束用检波器上的主光束的杂散光而产生的不良影响。
该实施例的光拾波装置2与上述第1实施例的光拾波装置1的主要装置分都相同，所以相同的部件标以相同的符号，其详细说明从略。
第2实施例的光拾波装置2如图7所示，光电检波器15由主光束用检波器36A、将主光束用检波器36A夹在中间而配置在该主光束用检波器36A的两侧的第1旁侧光束用检波器36B及第2旁侧光束用检波器36C构成。
构成该光电检波器15的主光束用检波器36A以照射在受光面上的从2层光盘5反射的反射光中的主光束27A的光轴的中心即图7中的点P2为中心，其受光区被沿图7所示的互相正交的分割线L2及I2分割成第1至第4的47A至47D共4个分割检波器使用。
而且，第1旁侧光束用检波器36B将其与从光束不聚焦的不读出信息信号的信号记录层反射的反射光中的入射到主光束用检波器36A上的基于主光束的光束点即杂散光28A相重叠的一侧、即主光束用检波器36A侧的一部分被切除，如图7中的虚线所示。另外，第2旁侧光束用检波器36C也将其与入射到主光束用检波器36A上的杂散光28A相重叠的一侧、即主光束用检波器36A侧的一部分被切除，如图7中的虚线所示。
即，第1及第2旁侧光束用检波器36B及36C，如图7所示，以与各盘36A～36C纵向排列方向正交的各基准中心线Q3及Q4为中心，将朝向主光束用检波器36A侧的一部分切除。
这样构成的光拾波装置2也能防止从光束不聚焦的不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中的基于主光束的杂散光28A产生的不良影响。
其次，下面说明将本发明应用于进行采用3光点法的跟踪控制及采用差动同心圆法(Differential Concerntric Circles metkod)的聚焦控制的光拾波装置3的第3实施例。
如图8所示，该光拾波装置3也与上述的各光拾波装置一样，它备有作为射出光束的光源的半导体激光器16、在该半导体激光器16和2层光盘5之间使光轴彼此一致设置的准直透镜17、衍射光栅18、分光镜(BS)19、1/4波片20及物镜21。另外，该光拾波装置3还备有接收来自2层光盘5的反射光的光电检波器24、在该光电检波器24和分光束镜(BS)19之间使光轴彼此一致设置的聚焦透镜22和偏振光分光镜(PBS)23。
如图8所示，光电检波器24具有第1光电检波器24A及第2光电检波器24B。如图9所示，该第1光电检波器24A及第2光电检波器24B分别由主光束用检波器30A、以及将主光束用检波器30A夹在中间而分别配置在主光束用检波器30A的两侧的第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C构成。
这里，如图9所示，主光束用检波器30A的受光区被分成互相平行的呈长方形的第1、第2及第3受光区44A、44B及44C共3个区使用。第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C的受光区不进行分割，作为只有1个受光区使用。而且，第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C分别设置在通过物镜11照射的光束从不聚焦的不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中的入射到主光束用检波器30A上的基于主光束的杂散光32A的直径大小以外的位置。
即，第1及第2旁侧光束用检波器30B及30C这样配置，如图9所示，使各盘30A～30C在与纵向排列方向正交的各基准中心线Q3及Q4和主光束用检波器30A的中心线L3之间的距离为接收不到从不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中的基于主光束的杂散光32A的距离A2。
而且，在不进行利用上述象散法的聚焦控制的情况下，照射在主光束用检波器30A上的从不读出信息信号的信号记录层上反射的反射光中的基于主光束的杂散光32A的直径尺寸b可由下式1求得。如图10所示，式1中
d：2层光盘5的各信息信号层间的距离(隔离层5D的厚度尺寸)
f1：物镜21的焦距
f2：聚焦透镜22的焦距
Δf：主光束的杂散光32A的焦点29A和聚焦透镜22的焦点平面29C之间的距离
X：主光束用检波器30A的受光面29B和聚焦透镜22的焦平面29C之间的距离
b：主光束用检波器30A的受光面29B上的主光束的杂散光32A的直径尺寸
NA：物镜21的开口率
另外，d值以物镜21的焦平面为基准面，Δf、X的值以聚焦透镜22的焦平面29C为基准面。并设沿反射光束的方向为(+)。
即，杂散光32A的直径尺寸b为
Figure A9519184400161
= 2 | x - 2 η 2 d f 2 + 2 η 2 d · f 1 · NA |                                                                       ----式1假设式1中η：反射光束检测系统的横向放大率，则Δf＝2η2d，η＝f2/f1。而且，杂散光的半径b/2为
另外，假设
d’：d的实际值
n：盘基板的折射率，则
d’＝｜nd｜ (d’＞0)
因此，第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C的各基准中心线Q3及Q4和主光束用检波器30A的中心线L3之间的距离A2的最小值如此求得，即当从2层光盘5的第1信息信号层5A读取再生信息信号时，由下式求得 | x - 2 η 2 d ' / n f 2 + 2 η 2 d ' / n · f 1 · NA | ----式3或者，当从2层光盘5的第2信息信号层读取再生信息信号时，由下式求得 | x + 2 η 2 d ' / n f 2 - 2 η 2 d ' / n · f 1 · NA | ----式4
式3或式4两者中值大的一方便作为第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C的各基准中心线Q3及Q4和主光束用检波器30A的中心线L3之间的距离A2的最小值。
参照图8及图9，说明在如上构成的本发明的第3实施例的光拾波装置3中在从2层光盘5的第1信息信号层5A读取再生信息信号时，从半导体激光器16射出的光束的光路及照射在主光束用检波器30A上的主光束的杂散光32A的状态。
首先，从半导体激光器16射出的光束入射到准直透镜17上。该准直透镜17将入射的激光束从发散光变成平行光后使其透过。透过准直透镜17的光束入射到衍射光栅18。该衍射光栅18将入射的光束分成主光束31A、第1旁侧光束31B及第2旁侧光束31C，并使其透过。被衍射光栅18分成3条的各光束入射到分光镜19。该分光镜19使入射的各光束透过。
而且，透过分光镜19的各光束入射到物镜21上。物镜11将入射的各光束分别聚光后照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上。这时照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束在照射到该第1信息信号层5A上的同时，还透过第1信息信号层5A后照射到第2信息信号层5B上。
而且，照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束从该第1信息信号层5A上反射的同时，还从第2信息信号层5B上反射。即，照射到2层光盘5的第1信息信号层5A上的各光束变成从与物镜11的焦点重合的第1信息信号层5A上反射的各反射光及从不与物镜11的焦点重合的第2信息信号层5B上反射的各反射光的杂散光后反射。
而且，从第1信息信号层5A上反射的各反射光束及从第2信息信号层5B上反射的各反射光束分别入射到物镜21上。该物镜21使入射的来自各信息信号层5A及5B的各反射光束分别透过后，分别入射到分光镜19上。
分光镜19分别使入射的来自各信息信号层5A及5B的各反射光束反射、透过。透过分光镜19的各反射光束入射到聚焦透镜22上，由该聚焦透镜22聚焦后透过。
透过聚焦透镜22的来自各信息信号层5A及5B的各反射光束入射到偏振光分光镜23。该偏振光分光镜23通过使来自各信息信号层5A及5B的各反射光束在分割面S上透过及反射而分成2条光束后，分别照射在构成光电检波器24的第1光电检波器24A及第2光电检波器24B上。
分别在第1光电检波器24A及第2光电检波器24B构成的主光束用检波器30A根据入射到第1受光区44A至第3受光区44C的主光束31A的各接收的光量的检测输出，获得物镜21的聚焦误差信号，根据该聚焦误差信号进行物镜21的聚焦控制。
现在具体说明在本实施例的光拾波装置3中获得聚焦误差信号的状态。
该光拾波装置3中的聚焦误差信号能根据由第1光电检波器24A的主光束用检波器30A及第2光电检波器24B的主光束用检波器30B检测的检测输出而获得。
这里，假设由第1光电检波器24A的主光束用检波器30A的第1、第2及第3受光区44A、44B及44C接收的光量的检测输出分别为E11、E12、E13时，能由该主光束用检波器30A获得如式5所示的第1聚焦误差信号EF1。
EF1＝E11－(E12＋E13)……式5
其次，假设在第2光电检波器24B的主光束用检波器30B的第1、第2及第3受光区44A、44B及44C接收的光量的检测输出分别为e11、e12、e13时，能由该主光束用检波器30B获得如式6所示的第2聚焦误差信号EF2。
EF1＝e11－(e12＋e13)……式6
然后，如下式7所示，通过获得第1聚焦误差信号EF1和第2聚焦误差信号EF2之差，能获得该光拾波装置3的聚焦误差信号EF。
EF＝EF1－EF2……式7
此外，该光拾波装置3的跟踪误差信号由第1及第2光电检波器24A、24B分别备有的第1旁侧光束用检波器30B和第二旁侧用检波器30e的检测输出得到。这里，假设用第1及第2光电检波器24A、24B分别备有的各第1旁侧光束用检波器30B检出的检测信号为E14、E15，还假设用第1及第2光电检波器24A、24B分别备有的各第2旁侧光束用检波器31C检测的检测输出为E16、E17时，表示相对于执行读出信息信号的对2层光盘5的第1信息信号层5A的记录道进行扫描的光束记录道的道偏移量的跟踪误差信号TE可由下式8获得。
TE＝(E14＋E15)－(E16＋E17)……式8
然后，从光束在其上面聚焦的进行读出信息信号的第1信息信号层5A或第2信息信号层5B上反射的主光束31A、第1旁侧光束31B及第旁侧光束31C入射到主光束用检波器30A、第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C上，同时还分别照射从不读出信息信号的不聚焦的光束所照射的第2信息信号层5B或第1信息信号层5A上反射的基于主光束的散光32A、基于第1及第2旁侧光束的杂散光32B、32C。
照射在主光束用检波器30A上的从不读出信息信号的信息信号层5A或5B上反射的基于主光束的杂散光32A不重叠在第1及第2旁侧光束用检波器30B、30C上。另外，第1及第2旁侧光束的杂散光32B、杂散光32C不重叠在主光束用检波器30A上。
另外，假定这些基于第1及第2旁侧光束的杂散光32B、32C即使重叠在主光束用检波器30A上时，由于其强度比基于主光束的杂散光32A等的强度弱很多，所以不会对主光束用检波器30A产生不良影响。
如上所述，第3实施例的光拾波装置3由于第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C分别设置在基于主光束的杂散光32A的直径的外侧位置，所以基于主光束的杂散光32A不重叠在第1及第2旁侧光束用检波器30B、30C上。因此，即使在本实施例的光拾波装置3中也能防止跟踪误差信号产生DC偏移，所以能进行物镜11的准确的跟踪控制，能实现由光束进行的记录道的准确的跟踪。
另外，本实施例的光拾波装置3即使在进行2层光盘5上的第1及第2信息信号层5A及5B两者中的任意一层上记录的信息信号的读出再生时，也能防止跟踪误差信号产生DC偏移，因此能进行物镜11的准确的跟踪控制，能实现由光束进行的记录道的准确的跟踪。
另外，本实施例的光拾波装置3由于采用差动同心圆法作为聚焦误差的检测方式，所以备有偏振光分光镜23。因此，该光拾波装置3将多层光磁盘作为多层盘使用时，偏振光分光镜23也能用作多层光磁盘的信息信号的分析器，所以偏振光分光镜23能在检测聚焦误差信号和检测多层光磁盘的信息信号两方面兼用。因此，该光拾波装置3能使装置总体简化，容易实现装置本身的小型化。
上述第3实施例的光拾波装置3利用衍射光栅18，将从半导体激光器6射出的光束分成主光束31A、第1旁侧光束31B及第2旁侧光束31C三条光束，对应于这些光束31A、31B及31C的分割间隔，以一定的间隔A2分别配置主光束用检波器30A、第1旁侧光束用检波器30B及第2旁侧光束用检波器30C，但以下作为第4实施例，说明能简单且容易地使第1旁侧光束用检波器及第2旁侧光束用检波器不会受到所重叠的基于主光束的杂散光产生的不良影响的光拾波装置4。
该第4实施例的光拾波装置与上述的第3实施例的光拾波装置3的结构大致相同，所以相同的装置分标以相同的符号，详细说明从略。
如图11所示，构成该光拾波装置的光电检波器37配置有主光束用检波器38A、将主光束用检波器38A夹在中间而分别设置在该主光束用检波器38A的两侧的第1旁侧光束用检波器38B及第2旁侧光束用检波器38C。
如图11所示，主光束用检波器38A的受光区被分成互相平行的呈长方形的第1、第2及第3受光区50A、50B及50C共3个区使用。第1及第旁侧光束用检波器38B及38C的受光区不进行分割而直接使用。
而且，第1旁侧光束用检波器38B其重叠了基于照射在主光束用检波器38A上的主光束的杂散光32A的位于主光束用检波器38A一侧的受光区的一部分被切除。同样，第2旁侧光束用检波器38C其重叠了被照射在主光束用检波器38A上的主光束的杂散光32A的位于主光束用检波器38A一侧的受光区的一部分也被切除。
备有如上构成的光电检波器37的第4实施例的光拾波装置，由于第1及第2旁侧光束用检波器38B及38C的各受光区的位于主光束用检波器38A一侧的部分被切除，使得基于主光束的杂散光32A不能重叠，所以能防止基于主光束的杂散光32A产生的不良影响。
另外，上述实施例的光拾波装置是采用象散法或差动同心圆法检测聚焦误差信号的，但也可以采用其它的傅科法、临界角法、刀口法等检测聚焦误差信号。
工业上应用的可能性：
如上所述，本发明的光拾波装置具有朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射光束的光源；将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束后照射到多层光盘上的光学装置；接收从多层光盘反射的主光束的主光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用的光接收部；接收从多层光盘反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用的光接收部；以及输出与主光束用的光接收部、第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置。而且，第1旁侧光束用的光接收部及第2旁侧光束用的光接收部分别离开主光束用的光接收部一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光不干涉的位置，因此不受从多层光盘上的焦点不重合的信息信号层上反射的反射光的影响，能使应读取信息信号的信息信号层上记录的信息信号准确地再生。

Claims (17)

1.一种多层光盘用的光拾波装置，具有朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射的光源；将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束后照射到多层光盘上的光学装置；接收从多层光盘反射的主光束的主光束用光接收装置；接收从多层光盘反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用光接收装置；接收从多层光盘反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用光接收装置；以及输出与上述主光束用光接收装置、第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置，其特征在于：上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置分别离开主光束用的光接收装置一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光不干涉的位置。
2.根据权利要求1所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：上述光学装置备有将来自光源的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅，上述衍射光栅将来自光源的光束以使来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光与第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置不干涉的规定间隔分成3条。
3.根据权利要求1所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：根据上述主光束用光接收装置的检测结果检测聚焦误差。
4.根据权利要求3所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：上述光学装置备有产生象散的光学元件。
5.根据权利要求1所述的光拾波装置，其特征在于：根据上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的检测结果检测跟踪误差。
6.根据权利要求1所述的光拾波装置，其特征在于：上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的靠近上述主光束用光接收装置一侧的部分被切掉。
7.一种多层光盘用的光拾波装置具有：朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射光束的光源；备有将从该光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅，以及将由该衍射光栅分成的各光束焦点重合地照射在多层光盘上的信息信号层上的物镜的光学装置；接收从上述多层光盘反射的主光束的主光束用光接收装置；接收从上述多层光盘反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用光接收装置；接收从多层光盘反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用光接收装置；以及输出与主光束用光接收装置、第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置，其特征在于上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置分别离开主光束用光接收装置一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的反射光不干涉的位置。
8.根据权利要求7所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于上述衍射光栅将来自光源的光束以使来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的主光束的反射光与第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置不干涉的规定间隔分成3条。
9.根据权利要求7所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：根据上述主光束用光接收装置的检测结果检测聚焦误差。
10.根据权利要求7所述的光拾波装置，其特征在于：根据上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的检测结果检测跟踪误差。
11.根据权利要求9所述的光拾波装置，其特征在于：上述光学装置备有产生象散的光学元件。
12.根据权利要求7所述的光拾波装置，其特征在于：上述第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的靠近上述主光束用光接收装置一侧的部分被切掉。
13.一种多层光盘用的光拾波装置，其特征在于备有：朝向重叠多层能记录所希望的信息信号的信息信号层构成的多层光盘发射光束的光源；配置有将从上述光源发射的光束分成主光束、第1旁侧光束及第2旁侧光束共3条光束的衍射光栅，将由该衍射光栅分成的各光束焦点重合地照射在多层光盘上的信息信号层上的物镜，以及能使来自多层光盘的反射光入射的偏振光分光镜的光学装置；分别备有接收从上述多层光盘反射并由上述偏振光分光镜透射或反射的主光束的主光束用光接收装置、接收从多层光盘反射的并由偏振光分光镜透射或反射的第1旁侧光束的第1旁侧光束用光接收装置、以及接收从多层光盘反射的并由偏振光分光镜透射或反射的第2旁侧光束的第2旁侧光束用光接收装置的第1及第2光电检波器；以及输出与分别配置有第1及第2光电检波器的主光束用光接收装置、第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的各接收光的光量对应的光量检侧信号的装置，其特征在于分别备有上述第1及第2光电检波器的第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置分别离开主光束用光接收装置一规定间隔、配置在与来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的反射光不干涉的位置。
14.根据权利要求13所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：上述衍射光栅将来自光源的光束以使来自多层光盘上的焦点不重合的信息信号层的反射光与第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置不干涉的规定间隔分成3条。
15.根据权利要求13所述的多层光盘用的光拾波装置，其特征在于：根据上述第1及第2光电检波器中分别备有的主光束用的光接收装置的检测结果检测聚焦误差。
16.根据权利要求7所述的光拾波装置，其特征在于：根据上述第1及第2光电检波器中分别备有的第1旁侧光束用光接收装置及第2旁侧光束用光接收装置的检测结果检测跟踪误差。
17.根据权利要求15所述的光拾波装置，其特征在于：上述第1及第2光电检波器中分别备有的主光束用光接收装置再分别分割成3个长方形的光接收部。
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