CN1221957C - 光拾取头及信息记录再现装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种使用2层盘时，即便使物镜跟踪轨道在TE信号中也不产生偏置的光拾取头。具有：光源(1)、生成多个衍射光的衍射装置(58)、将衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对光记录媒体41上反射的多个光束(70a、70b、70c)进行分支的光束分支装置(52)、输出对应于接收的光束的光量的信号的光检测装置(32)，光检测装置具有主光束光接收部和副光束光接收部，1次以上的衍射光在多个信息记录面内的1个会聚面41b处大致汇成焦点反射时的光量与0次的衍射光在多个信息记录面内的会聚面以外的非会聚面41c处不汇成焦点反射时的光量之间有相等或更大的关系。

Description

光拾取头及信息记录再现装置
技术领域
本发明涉及对光记录媒体进行信息记录再现或删除的装置中使用的光拾取头和信息记录再现装置。
背景技术
使用作为高密度大容量记录媒体的具有坑状图案的光记录媒体的光存储器技术的应用一直在扩大，到了数字音频盘、视频盘、文字文件盘、以及数据文件等。近年来，叫做DVD的高密度大容量光记录媒体实用化了，作为处理动画这种大量信息的信息媒体已经普及。该DVD光记录媒体使用发出650nm附近的波长的激光的所谓的红色半导体激光器来进行记录或再现。
使用图22来说明可记录再现的光盘的已有光拾取头。
作为光源的半导体激光器光源101射出波长λ2为650nm的线偏振的发散光束700。从半导体激光器光源101射出的发散光束700入射到衍射栅格510，分离为0和±1次衍射光共3个光束。0次衍射光是进行信息的记录/再现的主光束700a、±1次衍射光是副光束700b、700c，用于稳定检测出跟踪误差(下面叫做TE信号)信号的差分推挽法(下面叫做DPP法)。0次衍射光与一个1次衍射光的衍射效率比通常设定在12∶1～20∶1，这里设定为20∶1。这样，防止副光束700b、700c影响主光束700a，可避免在光记录媒体410上作不需要的记录。
衍射栅格510产生的主光束700a和副光束700b、700c的3个光束透过偏光束分离器520，由焦点距离为15mm的准直透镜530转换为平行光。该平行光透过1/4波片540变换为圆偏振光后，由焦点距离为3mm的物镜560变换为会聚光束。物镜560的开口受到孔550限制，数值孔径NA为0.6。
光记录媒体410具有透镜基板410a和信息记录面410b，透镜基板410a的厚度为0.6mm。来自物镜560的会聚光束透过透镜基板410a会聚到信息记录面410b上。
图23是表示光记录媒体上的轨道与光束的关系的图。如图23所示，光记录媒体410的信息记录面410b上形成作为多个连续槽的轨道。轨道Tm-1、轨道Tm、轨道Tm+1顺序排列，作为轨道Tm-1、轨道Tm之间以及轨道Tm、轨道Tm+1之间的距离的轨道间距P2为0.74微米。主光束700a位于轨道Tm上时，配置光束，使得副光束700b、700c分别位于轨道Tm-1、轨道Tm之间以及轨道Tm、轨道Tm+1之间。因此，与轨道Tm正交的方向上的主光束700a和副光束700b、700c的间隔L2为0.37微米。
信息记录面410b上会聚的主光束700a和副光束700b、700c被反射，透过物镜560、1/4波片540而变换为与回程成90度的不同的线偏振光后，透过准直透镜530成为会聚光。该会聚光由偏光束分离器520反射，透过圆柱透镜570入射到光检测器300中。主光束700a和副光束700b、700c上在透过圆柱透镜570时被附加像散。
光检测器300具有8个光接收部300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g、300h。光接收部300a、300b、300c、300d接收主光束700a、光接收部300e、300f接收副光束700b、光接收部300g、300h接收副光束700c。光接收部300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g、300h分别输出对应接收的光量的的电流信号。
由像散法产生的聚焦误差(下面叫做FE)信号、由相位差法产生的TE信号、由推挽法产生的TE信号和在光记录媒体上记录的信息(下面叫做RF)信号使用从接收主光束700a的光接收部300a、300b、300c、300d输出的各信号得到。DVD-RW等的连续槽盘的记录/再现时，兼用从接收副光束700b和副光束700c的光接收部300e、300f、300g、300h输出的信号，得到DPP法产生的TE信号。FE信号和TE信号按希望的电平进行放大和相位补偿后，提供给致动器910和920，以此为基础进行聚焦和跟踪控制。
DVD的删除专用ROM盘规范化2面设置信息面的2层盘。该2层盘通过用相位差法检测出TE信号可使用已有的光拾取头没有任何问题地读出信息。
在研究开发水平上，2面具有信息记录面的可记录的2层盘(下面叫做2层记录盘)的开发成果发表了很多。2层记录盘由于初始不写入信息，不能用相位差法检测出TE信号。因此，与单层的可记录的盘的情况一样，用DPP法检测出TE信号。
但是，将2层记录盘用于上述已有的光拾取头中用DPP法检测出TE信号的情况下，存在通过使物镜跟踪轨道，在TE信号中产生不能校正的偏置(offset)的问题。
这在2层内的一个信息记录面上记录再现信息时(下面将此时的信息记录面叫做会聚面)，会聚面上汇成焦点的光束的一部分被反射，一部分透过会聚面到达另一信息记录面(下面将此时的信息记录面叫做非会聚面)。该光束在非会聚面散焦，在非会聚面反射而朝向光检测器。该非会聚面反射的光束因像差、光束内的光量不均等在用DPP法检测出TE信号时不能被完全抵消。因此，通过使物镜跟踪轨道，未抵消的量变化，TE信号中产生不能校正的偏置。
由此，产生偏置、向光记录媒体记录信息时，产生在相邻的轨道上记录的信息被部分删除，不能忠实读出光记录媒体上记录的信息这种问题。
发明内容
本发明考虑上述情况作出，目的是提供一种光拾取头，在使用2层记录盘的情况下，即便使物镜跟踪轨道，在TE信号中也不产生偏置。另外，本发明的目的还在于提供使用这种光拾取头的信息记录再现装置。
本发明的光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述会聚装置会聚的1次以上的衍射光在上述多个信息记录面内的1个会聚面处大致汇成焦点反射时的光量与上述会聚装置会聚的0次的衍射光在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面处不汇成焦点反射时的光量之间有相等或更大的关系。由此，作为光记录媒体，即便使用2层盘，即使使物镜跟踪轨道，也实现在跟踪错误信号中不产生偏置的效果。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述引导槽上或上述引导槽之间记录信息，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，则具有关系10·ηs≥ηm。
本发明的又一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述会聚装置会聚的0次的衍射光在上述多个信息记录面内的非会聚面处不汇成焦点反射的光在上述光检测装置上形成的画像中配置全部的上述副光束光接收部。
本发明的再一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1≤4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm。
本发明的又一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置会聚的光束在大致汇成焦点的信息记录面内的会聚面的实际反射率为Rf0、在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面的实际反射率为Rdf0，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1≤4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm·Rf0/Rdf0。
本发明的再一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束分支为2个的光束分支装置、对上述光束分支装置分支的第一光束附加像散的像散附加装置、再将上述光束分支装置分支的第二光束分割为2个光束的光束分割装置、接收来自上述像散装置的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的第一光检测装置、接收来自上述光束分割装置的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的第二光检测装置，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述光束分割装置在与上述引导槽的画像平行方向上分割上述第二光束。
构成为：上述衍射装置生成0次衍射光和1次以上的衍射光，上述第一光束由上述0次衍射光和上述1次以上的衍射光构成，上述第一光检测装置具有4个光接收部，上述0次衍射光和上述1次以上的衍射光重叠并在上述光接收部接收。
也可以是：上述第一光检测装置和上述第二光检测装置分别具有接收上述会聚的上述多个衍射光的光接收部，上述会聚装置会聚的0次衍射光在上述多个信息记录面内的非会聚面处不汇成焦点反射的光在上述第一光检测装置和上述第二光检测装置上形成的画像中配置上述第一光检测装置和上述第二光检测装置的全部的上述光接收部。
还可以是：上述第一光检测装置和上述第二光检测装置上光束大致在焦点处成像。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成0次衍射光和1次以上的衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述成0次衍射光和上述1次以上的衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述0次衍射光和上述1次以上的衍射光由上述光记录媒体反射的光束分别分支为2个的光束分割装置、接收上述光束分割装置分割的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有并排成1列配置的多个光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述光束分割装置以与上述引导槽大致平行的轴为分割轴来分割光束。
可构成为：接收上述光束分割装置分割的一个光束内的上述0次衍射光的光接收部夹持配置在接收上述光束分割装置分割的另一个光束内的上述0次衍射光的光接收部和接收上述光束分割装置分割的另一个光束内的上述1次以上的衍射光的光接收部处。
还可构成为：上述光束分割装置分割的任何一个光束内的上述0次衍射光和上述1次以上的衍射光在上述光检测装置上形成的画像之间的间隔比上述光束分割装置分割的2个上述0次衍射光在上述光检测装置上形成的画像之间的间隔宽。
可以是：上述光检测装置上光束大致在焦点处成像。
也可以是：上述光束分割装置是衍射元件。
还可以是：上述光束分割装置是棱镜。
又可以是：上述光接收部大小在爱里(エアリ一)盘的3倍以上10倍以下。
本发明的再一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、对上述光束分支装置分支的光束附加像散的像散附加装置、接收上述像散附加装置附加了像散的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述像散附加装置附加的像散差为Z0，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置会聚的光束在大致汇成焦点的信息记录面内的会聚面的实际反射率为Rf0、在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面的实际反射率为Rdf0，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光源射出的光束波长为λ、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0/2/Δz)1/2并且Δz在λ/2/NA2的3～10倍的范围内。
本发明的又一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束分割为具有不同焦点的2个光束的光束分割装置、接收上述光束分割装置分割的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，赋予上述光束分割装置分割的2个光束的2个焦点间隔为Z0，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置会聚的光束在大致汇成焦点的信息记录面内的会聚面的实际反射率为Rf0、在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面的实际反射率为Rdf0，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光源射出的光束波长为λ、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0/2/Δz)1/2并且Δz在λ/2/NA2的3～10倍的范围内。
本发明的再一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束分割为2个光束的光束分割装置、接收上述光束分割装置分割的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置、在从上述光记录媒体到上述光检测装置的光路中对光束附加像散的像散附加装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有折射率为n的基板和多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述像散附加装置附加的像散差为Z0，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置会聚的光束在大致汇成焦点的信息记录面内的会聚面的实际反射率为Rf0、在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面的实际反射率为Rdf0，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光源射出的光束波长为λ、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0·n3/Δt/(n2-1)/NA2)1/2并且Δt在λ/NA4的5～30倍的范围内。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束分割为2个光束的第一光束分割装置、接收上述第一光束分割装置分割的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置、在从上述光记录媒体到上述光检测装置的光路中将光束分割为具有不同焦点的2个光束的第二光束分割装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，上述光记录媒体具有折射率为n的基板和多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，对上述第二光束分割装置分割的2个光束赋予的2个焦点间隔为Z0，上述衍射装置生成的上述衍射光内的0次衍射光的衍射效率为ηm、1次以上的衍射光的衍射效率为ηs，上述会聚装置会聚的光束在大致汇成焦点的信息记录面内的会聚面的实际反射率为Rf0、在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面的实际反射率为Rdf0，上述会聚装置的上述光记录媒体侧的数值孔径为NA、从上述光记录媒体到上述光检测装置的回程的光学系统的横向放大率为α、上述光源射出的光束波长为λ、上述光记录媒体的2个信息记录面的光学间隔为d、上述副光束光接收部的1个面积为S1时，具有关系S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0·n3/Δt/(n2-1)/NA2)1/2并且Δt在λ/NA4的5～30倍的范围内。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，上述半导体激光源在配置成与上述信息记录面上形成的上述引导槽大致平行的基板上形成，从与射出激光束的位置不同的位置射出自然发射光。
可以是：上述光源的上述基板由蓝宝石构成。
还可以是：上述光源的基板由氮化钾构成。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、接收上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，主光束光接收部和副光束光接收部之间设置伪光接收部，防止主光束光接收部和副光束光接收部之间的串扰(crosstalk)。
本发明的又一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、接收上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的2个主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的4个副光束光接收部，上述主光束光接收部输出的信号为T1、T2，上述副光束光接收部输出的信号为T3、T4、T5、T6时，通过(T1-T2)/(T1+T2)-k[{(T3-T4)+(T5-T6)}/(T1+T2)](k为常数)运算检测出跟踪误差信号。
本发明的另一光拾取头包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、将上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的光束进行分支的光束分支装置、接收上述光束分支装置分支的光束来输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，上述光检测装置具有2个光接收部，上述光记录媒体具有第一信息记录面和第二信息记录面，上述第一信息记录面上形成引导槽，上述会聚装置会聚的衍射光在上述第一信息记录面处汇成焦点、在上述第二信息记录面处不汇成焦点的情况下，上述第一信息记录面反射的光束由上述光检测装置接收，从上述2个光接收部输出的信号为Tf1、Tf2，上述第二信息记录面反射的光束由上述光检测装置接收，从上述2个光接收部输出的信号为Ts1、Ts2，通过(Tf1+Ts1-Tf2-Ts2)/(Tf1+Ts1+Tf2+Ts2)运算检测出跟踪误差信号，具有关系Tf1+Tf2≥5·(Ts1+Ts2)。
可构成为：从上述光记录媒体到上述光检测装置的光路中具有会聚上述光检测装置接收的光束的会聚装置，上述会聚装置具有凹透镜和凸透镜。
还可构成为：从上述光记录媒体到上述第一光检测装置的光路中具有会聚上述第一光检测装置接收的光束的第一会聚装置，从上述光记录媒体到上述第二光检测装置的光路中具有会聚上述第二光检测装置接收的光束的第二会聚装置，上述第一会聚装置和上述第二会聚装置分别具有凹透镜和凸透镜。
本发明的信息记录再现装置，具有：上述光拾取头、改变信息记录媒体和上述光拾取头的相对位置的驱动部、接收从上述光拾取头输出的信号进行运算来得到希望的信息的电信号处理部。
附图简要说明
图1是表示本发明的实施例1的光拾取头的构成的图；
图2是表示本发明的光拾取头的光记录媒体上的轨道与光束的关系的图；
图3是表示本发明的实施例1的光拾取头的光检测器和光束的关系的图；
图4是表示本发明的实施例1的光拾取头的横向放大率与光量比的关系的图；
图5是表示本发明的实施例2的光拾取头的光源的构成的斜视图；
图6是表示构成本发明的实施例2的光拾取头的光检测器和光束的关系的图，图6(a)是物镜从中立位置偏开时的图，图6(b)是物镜位于中立位置时的图，图6(c)是物镜向与图6(a)相反的方向偏开时的图；
图7是表示本发明的实施例3的光拾取头的构成的图；
图8是表示构成本发明的实施例3的光拾取头的光检测器和光束的关系的图，图8(a)是入射光路弯曲90度的光束的光检测器的图，图8(b)是入射直行光束的光检测器的图；
图9是表示构成本发明的实施例3的光拾取头的棱镜的构成的斜视图；
图10是表示本发明的实施例4的光拾取头的构成的图；
图11是表示构成本发明的实施例4的光拾取头的衍射栅格的构成的图；
图12是表示构成本发明的实施例4的光拾取头的光检测器和光束的关系的图；
图13是表示构成本发明的实施例5的光拾取头的棱镜的构成的图；
图14是表示构成本发明的实施例6的光拾取头的衍射栅格的构成的图；
图15是表示构成本发明的实施例6的光拾取头的光检测器和光束的关系的图；
图16是表示构成本发明的实施例7的光拾取头的衍射栅格的构成的图；
图17是表示构成本发明的实施例7的光拾取头的光检测器和光束的关系的图；
图18是表示本发明的实施例8的光拾取头的构成的图；
图19是表示构成本发明的实施例8的光拾取头的全息元件的构成的图；
图20是表示构成本发明的实施例8的光拾取头的光检测器和光束的关系以及电路结构的图；
图21是表示本发明的实施例9的信息记录再现装置的构成的图；
图22是表示已有的光拾取头的构成的图；
图23是表示已有的光拾取头的光记录媒体上的轨道与光束的关系的图。
发明的具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施例。各图中相同符号表示相同构成或起同样作用、进行同样动作的部件。
(实施例1)
图1是表示本发明的实施例1的光拾取头的构成的图。
作为光源的半导体激光器光源1射出波长λ1为405nm的线偏振的发散光束70。从半导体激光器光源1射出的发散光束70由焦点距离f1为15mm的准直透镜53转换为平行光，接着入射到衍射栅格58，分离为0次衍射光和±1次衍射光共3个光束。0次衍射光是进行信息的记录/再现的主光束70a、±1次衍射光是副光束70b、70c，副光束70b、70c用于稳定检测出TE信号的DPP法。0次衍射光与一个1次衍射光的衍射效率比通常设定在12∶1～20∶1，这里设定为20∶1。这样，防止副光束70b、70c影响主光束70a，可避免作不需要的记录。
衍射栅格58产生的主光束70a和副光束70b、70c的3个光束透过偏光束分离器52，透过1/4波片54，变换为圆偏振光后，由焦点距离f2为2.1mm的物镜56变换为会聚光束，会聚在光记录媒体41上。
物镜56的开口受到孔55限制，数值孔径NA为0.85。光记录媒体41具有透镜基板41a和作为2个信息记录面的第一记录层41b和第二记录层41c，第一记录层41b和第二记录层41c的间隔α1为20微米，透镜基板41a的厚度为0.1mm，位于透镜基板41a和第一记录层41b之间以及第一记录层41b和第二记录层41c之间的中间层的折射率n都为1.6。会聚到光记录媒体41上的会聚光束具体说，透过透镜基板41a、会聚在第一记录层41b上。
图2表示光记录媒体41上的第一记录层41b的轨道与光束的关系。第一记录层41b和第二记录层41c分别具有连续的槽构成的轨道，信息记录在槽上。轨道周期地设定多个，作为各个轨道Tn-1、轨道Tn之间以及轨道Tn、轨道Tn+1之间的距离的轨道间距P1为0.32微米。主光束70a位于轨道Tn上时，配置光束，使得副光束70b、70c分别位于轨道Tn-1、轨道Tn之间以及轨道Tn、轨道Tn+1之间。因此，与轨道Tn正交的方向上的主光束70a和副光束70b、70c的间隔L为0.16微米。
第一记录层41b上反射的主光束70a和副光束70b、70c透过物镜56、1/4波片54而变换为与回程成90度的不同的线偏振光后，由偏光束分离器52反射。偏光束分离器52反射的主光束70a和副光束70b、70c经焦点距离f3为30mm的检测透镜59和圆柱透镜57入射到光检测器31中。主光束70a和副光束70b、70c上在透过圆柱透镜57时被附加像散。
图3是表示光检测器31和主光束70a和副光束70b、70c的关系的图。光检测器31具有8个光接收部31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、31h，各光接收部31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、31h分别输出对应接收的光量的的电流信号I31a、I31b、I31c、I31d、I31e、I31f、I31g、I31h。
光接收部31a、31b、31c、31d接收主光束70a、光接收部31e、31f接收副光束70b、光接收部31g、31h接收副光束70c。各光接收部31a、31b、31c、31d的大小分别为60微米×60微米。各光接收部31e、31f、31g、31h的大小分别为其横向宽度W1为120微米、纵向宽度W2位60微米。因此接收主光束70a、副光束70b、70c的光接收部的大小总和都为120微米×120微米。
主光束70a、副光束70b、70c的每一个光束是光记录媒体的第一记录层41b反射的光束，由圆柱透镜57附加像散，但光检测器13上的最小弥散圆的大小是直径为60微米。因此，形成组合检测透镜59和圆柱透镜57的合成焦线的焦点距离为30mm和29.05mm。焦点距离存在2种是由于对光束附加像散。
对光记录媒体41的第一记录层41b(会聚面)记录再现信息时，第一记录层41b上汇成焦点的光束的一部分被反射，一部分透过第一记录层41b以散焦光束形式到达第二记录层41c(非会聚面)，由第二记录层41c反射。图3所示的光束71a、71b、71c是主光束70a、副光束70b、70c的一部分分别由第二记录层41c(非会聚面)反射的光束，在光检测器31上被严重散焦。各光束71a、71b、71c在光检测器31上的半径r大概按r2·d·NA·α给出。d是光记录媒体的光学反射面的间隔d＝d1/n、α是从光记录媒体到光检测器的光学系统的横向放大率，α按α＝f3/f2给出。实施例1中，d1＝20微米、n＝1.60、NA＝0.85、f2＝2.1mm、f3＝30mm，因此r300微米。
光束71a是光检测器31上的半径约为300微米、光检测器31的光接收部31e、31f、31g、31h配置在其中央。通过这样配置，跟踪轨道时物镜56移动，光检测器31上的非会聚面反射的光束也移动，光接收部31e、31f、31g、31h接收的光束71a的光量几乎不变，其结果是TE信号中不产生偏置。
FE信号是使用从光检测器3 1输出的信号I31a、I31b、I31c、I31d通过像散法，即用(I31a+I31c)-(I31b+I31d)运算得到的。TE信号是通过DPP法，即用{(I31a+I31c)-(I31b+I31d)}-K·{(I31e+I31g)-(I31f+I31h)}运算得到的。这里K是由衍射栅格58的0次衍射光和±1次衍射光内的某一个的衍射效率比决定的系数。
FE信号和TE信号放大到希望电平并进行相位补偿后，提供给用于移动物镜56的致动器91、92进行聚焦和跟踪控制。
图4是表示在实施例1的光学条件下，通过改变检测检测透镜59的焦点距离f3而变化光学系统的横向放大率时的入射到光接收部31e和光接收部31f的副光束70b的光量I70b和主光束70a中在第二记录层(非会聚面)41c处反射的光束71a的光量I71a(后面叫做迷失光量)的关系。该关系对于入射副光束70c的光接收部32g和光接收部32h的光量I70c和迷失光量I71a也同样。
α增大时，迷失光量I71a减少，α减少时，迷失光量I71a增大。迷失光量I71a值大时，由于成为TE信号的偏置变动的原因，希望增大横向放大率α并减小迷失光量I71a。实际上，若迷失光量I71a在副光束70b的光量I70b以下，则跟踪轨道时、光记录媒体中产生倾斜时TE信号几乎不产生偏置。如图4所示，α为10倍时，由于迷失光量I71a和副光束70b的光量I70b相等，最好将横向放大率α设置在10倍。
理想地，DPP法通过进行差动运算抵消了迷失光量，应不产生偏置，但实际上由于像差、光束内的光量不均等有时迷失光量不能完全抵消。考虑实际的像差和光量不均时，若迷失光量I71a在副光束70b的光量I70b以下，则剩余偏置量增大，入射到光接收部的光量的百分之几，该偏置引起的偏离轨道量可以忽视。
若迷失光量I71a和副光束光量I70b相等时，接收副光束70b的光接收部31e和31f的面积S1近似等于4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm，为使迷失光量I71a在副光束70b的光量I70b以下，接收1个副光束70b(或70c)的光接收部31e、31f(或光接收部31g、31h)的总面积S1在4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm以下即可。这里ηm是衍射栅格58分离的主光束70a的衍射效率、ηs是衍射栅格58分离的副光束70b的衍射效率。因此，使用实施例1的光拾取头的信息记录再现装置即便在将可记录的2层盘用于媒体时也不删除相邻轨道上记录的信息，可忠实读出光记录媒体上记录的信息。
作为光束70a、70b、70c会聚的面的第一记录层41b的实际反射率R0和光束70a、70b、70c散焦反射的第二记录层41c的实际反射率Rdf0不同时，若光接收部32e、32f的总面积S1在4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm·R0/Rdf0以下，则得到相同效果。这里，第一记录层41b的反射率为R41b、透射率为T41b、第二记录层41c的反射率为R41c、透射率为T41c时，第一记录层41b的实际反射率R0为R41b、第二记录层41c的实际反射率R4f0为T41b·T41b·R41c。
通过组合凸透镜和凹透镜构成检测透镜59，光学上等价的焦点距离按原来长度，可缩短物理距离。因此，即便加长焦点距离f3，光拾取头也不增大，因此可实现偏置少的光拾取头。
说明了第一记录层41b是会聚面、第二记录层41c是非会聚面的情况，但在第二记录层41c上记录再现信息时，仅仅是第一记录层41b是非会聚面、第二记录层41c是会聚面，可得到同样效果。
光记录媒体41是仅在槽上或槽间记录信息的类型，但记录或删除信息时，主光束位于轨道上，而2个副光束任何一个都不在轨道上，而位于轨道之间，因此轨道上记录的信息难以删除。因此，此时衍射效率比为10∶1也不会有任何问题。接收光束70b和70c之一的光接收部的面积S1在4·π·(d·NA·α)2·ηs/ηm以下时，一旦副光束70b或70c的光量增大，可减小光学系统的横向放大率α。物镜56的焦点距离f2一定，则由于可减小横向放大率α，可减小检测透镜59的焦点距离f3，光拾取头的大小变小，可提供小型信息记录再现装置。光学系统的横向放大率α相同时，副光束70b或70c的光量增大的部分由于迷失光量的影响小，可得到更稳定的进行跟踪控制的光拾取头。
为将聚焦检测法从像散法改变为光斑大小检测法、提高光利用效率，使用对光束进行整形的棱镜，本发明的光拾取头在不脱离主旨的范围内可进行各种变形，光源波长、物镜的NA不作限制，可适用于各种光学条件。
(实施例2)
本发明的实施例2的光拾取头具有与实施例1的光拾取头不同的构成和配置的半导体激光光源。此外的结构与实施例1的光拾取头同样。
实施例2使用发出波长450nm以下的光束的半导体激光器作为光源。这种情况下，构成光源的基板和光记录媒体上的轨道配置成光学平行。
构成氮化钾、硒化锌等发出450nm以下的波长的激光束的激光器使用的材料晶格缺陷多或者由于自补偿效果在活性层内的电流和光的遮蔽作用弱，容易从发光点以外的场所发出自然发射光，该自然发射光可能成为跟踪轨道引起的偏置变动的原因。
图5是表示实施例2的半导体激光器光源的构成的斜视图。从半导体激光器光源2的发光点10发射出激光束。但是，如图5所示，除激光束外，作为放大的自然发射光的光束75也从氮化钾构成的活性层11发出。该光束75汇聚在光记录媒体41的信息记录面上并反射后，入射到光检测器31中。虽未示出，但配置半导体激光器光源2来使得基板12相对光记录媒体的轨道光学平行。
图6是表示实施例2光检测器31和主光束70a、副光束70b、70c和光束75的关系的图，图6(b)中物镜56位于中立位置、图6(a)和图6(c)中物镜56不在中立位置、图6(a)和图6(c)中物镜56的移动方向是相反的。
作为光记录媒体41的信息记录面反射的自然发射光的光束75也入射到光检测器31中，但构成光源的基板12和光记录媒体41上的轨道光学平行配置，因此光束75如图6所示向着平行方向扩大而入射到各光接收部31a、31b、31c、31d、31e、31f、3lg、31h。通过跟踪轨道移动物镜56的位置的情况下，对应于此，主光束70a、副光束70b、70c对光检测器31的位置变动，光束75入射到光检测器31的光接收部31a、31b、31c、31d、31e、31f、3lg、31h的光量几乎不改变。因此，可进行没有偏置变动的稳定的跟踪动作。
实施例2中，使用主光束70a、副光束70b、70c的3个光束表示出检测出TE信号的光拾取头的构成，但例如使用1个光束通过推挽法检测出TE信号的装置采用同样结构，也得到同样效果。光记录媒体仅有1个信息记录面的情况下也得到同样效果。
这里，构成半导体激光器光源2的基板12上使用蓝宝石、在活性层中使用氮化钾，但基板12中使用氮化钾、使用活性层中添加铟的氮化钾的情况下，以容易产生自然发射光的氮化钾为材料的半导体激光器、以硒化锌等2族和6族的化合物半导体为材料的半导体激光器光源2也可使用，也得到同样效果。
构成半导体激光器光源2的基板12与光记录媒体的轨道光学平行地设置，则得到以上所述的同样效果，不对光拾取头的光学构成作限制。
(实施例3)
本发明的实施例3的光拾取头的构成使用图7来说明。
从半导体激光器光源1发射的波长405nm的光束70经准直透镜52、衍射栅格58、复合光束整形棱镜4、向上镜面5用物镜56会聚在光记录媒体41上。光记录媒体41上汇聚对应记录/再现的主光束70a和副光束70b和副光束70c。光记录媒体41反射的主光束70a和副光束70b和副光束70c由复合光束整形棱镜4改变光路，经检测透镜59入射到光束分离器16中。
光束分离器16将入射的主光束70a和副光束70b和副光束70c分离为2个。光束分离器16分离的光束中一个把光路弯曲大致90度，与原来的光拾取头一样经圆柱透镜17附加像散入射到光检测器32中。光束分离器16分离的光束中的另一个直接行进过光束分离器16，用具有推挽信号生成用的闪光(blaze)化的2个区域的全息元件18在光记录媒体41的轨道方向上按平行方向分割光束，入射到光检测器33中。
作为将推挽信号生成用的光束分割为2个的元件，替代全息元件18可使用图9所示结构的顶(roof)棱镜22，即便这种构成也可得到DPP信号。
图8是表示实施例3的光检测器和光束的关系的图。图8(a)表示入射光路弯曲90度的光束的光检测器32和光束的关系。FE信号检测用的光检测器32具有4个光接收部32a，32b，32c，32d，对应入射到它们的光量输出输出信号F1，F2，F3，F4。以这些输出信号F1，F2，F3，F4为基础，通过像散法得到FE信号。具体说，按式1进行运算得到FE信号。
FE信号＝(F1+F3)-(F2+F4)                   (1)
图8(b)表示入射直行的光束的光检测器33和光束的关系。TE信号检测用的光检测器33具有6个光接收部33a，33b，33c，33d，33e，33f。光接收部33a，33b成组接收主光束70a的主光束用光接收部34a、光接收部33c，33d成组接收副光束70b的副光束用光接收部34b、光接收部33e，33f成组接收副光束70c的副光束用光接收部34c。
主光束用光接收部34a和副光束用光接收部34b之间设置伪光接收部34g、主光束用光接收部34a和副光束用光接收部34c之间设置伪光接收部34h。
一般地，光检测器的各光接收部之间泄漏产生的电流，各光接收部之间产生串扰。尤其使用DPP法的跟踪方式中，从光量大的主光束用的光接收部向光量小的副光束用的光接收部的串扰不能忽视。由于设置伪光接收部34g、34h，来自主光束用光接收部34a的泄漏电流流入伪光接收部34g、34h，不混入副光束用光接收部34b、34c。未示出伪光接收部34g、34h，由于连接在适当电位，从主光束用光接收部34a混入伪光接收部34g、34h的电流不会再次流回副光束用光接收部34b、34c。因此，主光束用光接收部34a和副光束用光接收部34b、34c之间的串扰降低，主光束70a和副光束70b或70c在光检测器33中光学地电学地保持高绝缘。
光接收部33a，33b，33c，33d，33e，33f对应入射到它们的光量输出输出信号T1，T2，T3，T4，T5，T6。以这些输出信号为基础，通过DPP法得到TE信号。具体说，按式2进行运算得到TE信号(k为常数)。
TE信号＝(T1-T2)-k{(T3-T4)+(T5-T6)}             (2)
其中，TE信号根据光记录媒体的反射率等的变化而变化信号振幅。因此，实际应用中，即便光记录媒体的反射率产生变化，为保持跟踪控制的增益一定，一般设置将TE信号用全光量信号进行分割的自动增益控制(下面叫做AGC)电路。即，从主光束70a得到的推挽信号用接收主光束70a的光接收部33a和光接收部33b输出的信号T1和T2的和信号除，副光束70b和70c得到的推挽信号用接收副光束的光接收部33c，33d，33e，33f输出的信号T3，T4，T5，T6的和信号除，得到TE信号。具体说，用式3所示的运算得到TE信号。
TE信号＝(T1-T2)/(T1+T2)-k[{(T3-T4)+(T5-T6)}/(T3+T4+T5+T6)]
                                                    (式3)
但是，2层记录盘记录再现中，接收副光束70b和70c的光接收部33c，33d，33e，34f输出的信号T3，T4，T5，T6的和信号中对记录再现中的层(会聚面)反射的副光束70b和70c的光量，作为非会聚面反射的主光束70a的一部分的迷失光量由于多至不能忽视的程度，偏离本来的AGC动作，引起不稳定动作，结果对DPP产生的TE信号的AGC动作产生不良影响。为防止这一点，使用2层记录盘的情况下，通过从主光束得到的推挽信号、从副光束得到的推挽信号一起用接收主光束的光接收部输出的信号的和信号进行AGC可避免AGC动作的不稳定。具体说，用式4表示的运算可得到TE信号。
TE信号＝(T1-T2)/(T1+T2)-k[{(T3-T4)+(T5-T6)}/(T1+T2)]
                                                    (式4)
如上所述，除通过DPP法检测出TE信号外，使用仅用主光束70a的光量产生的输出信号的简单推挽法可检测出TE信号。这种情况下，与DPP法进行检测同样，用信号T1，T2的和信号进行除法运算。由此，即便光记录媒体的信息记录面的反射率有变化，也能将伺服增益保持一定。具体说，用式5表示的运算可得到TE信号。
TE信号＝(T1-T2)/(T1+T2)                 (式5)
这里，通过会聚面反射的光束入射到光接收部33a，33b输出的信号为Tf1，Tf2，通过非会聚面反射的光束入射到光接收部33a，33b输出的信号为Ts1，Ts2时，式5为：
TE信号＝(Tf1+Ts1-Tf2-Ts2)/(Tf1+Ts1+Tf2+Ts2)
从该运算可知，非会聚面反射的光束大多入射到光接收部33a，33b，跟踪控制的增益变小。因此，Tf1+Tf2≥5(Ts1+Ts2)，则跟踪控制的增益变化在2成以下，实际中不会有问题，可进行不稳定的跟踪控制。
主光束70a的光量比副光束70b和70c的光量多，因此简单的推挽法与DPP法相比，迷失光量影响小，可减小光学系统的横向放大率α。另外，通过使用简单的推挽法，可减小光拾取头。
使用从光接收部33a，33b输出的信号T1和T2在光记录媒体41上记录的信息信号RF可通过下面的运算得到。
RF＝T1+T2
使用上述的FE信号检测用的光检测器332的各光接收部32a，32b，32c，32d输出的信号F1，F2，F3，F4通过式6的运算可通过所谓相位差法得到TE信号。
TE信号＝(F1+F3)<相位比较>(F2+F4)           (式6)
式6的<相位比较>计算信号F1和信号F3的和信号A1的相位和信号F2和F4的和信号A2的相位差，得到该相位差的极性(信号A1比信号A2提前或滞后)和对应相位差的绝对值的信号。
这样，实施例3的光拾取头可以是这种结构：在形成连续槽的记录再现用光记录媒体的情况下通过DPP法得到TE信号进行跟踪控制，在形成坑列的再现专用光记录媒体的情况下，通过相位差法得到TE信号进行跟踪控制。
光记录媒体41是0.32微米的窄轨道间距的媒体，光记录媒体41上存在数10微米的偏心，跟踪增益几乎不降低，因此光记录媒体41的信息记录面上的主光束70a和副光束70b或70c的光的距离设定在4微米。从而，在FE信号检测用的光检测器32上的主光束70a和副光束70b、70c重叠的状态下入射到光接收部32a，32b，32c，32d。这样，副光束70b、70c相对主光束70a的光量多，通过相位差法得到的TE信号的振幅降低。例如，副光束70b、70c相对主光束70a的光量比为9∶1时，TE信号的振幅约降低1成，这种程度下不会出现问题。
为不删除光记录媒体上记录的信号，副光束70b、70c相对主光束70a的光量通常设定得小于1/9，因此在实施例3的光拾取头结构中，通过相位差法可毫无问题地得到TE信号。
当然，通过DPP法检测出TE信号的光检测器34上主光束70a和副光束70b、70c会聚成像差小的非常小的直径的光斑，因此容易分离主光束70a和副光束70b或70c。
(实施例4)
使用附图来说明本发明的实施例4的光拾取头装置。
图10是表示本发明的实施例4的光拾取头的构成的图。与实施例1的光拾取头的不同点在于是经偏光束分离器52反射光束后经过的光学系统，具体说，具有光束分离器60、全息元件61、衍射栅格62，替代光检测器32、33而备有光检测器35、36。
偏光束分离器52反射的主光束70a和副光束70b、70c用焦点距离f3为30mm的检测透镜59成为会聚光束，经光束分离器60透过10％的入射光量，剩余90％反射而将入射光一分为二。
透过光束分离器60的光束入射到全息元件61，生成±1次衍射光72b，72c，±1次衍射光72b，72c由光检测器35接收。在全息元件61中作为图案记录用光斑大小检测法检测出FE信号的轴外的区域板(zoneplate)(ゾ一ンプレ一ト)。
另一方面，光束分离器60反射的光束入射到衍射栅格62而生成2个+1次衍射光，由光检测器36接收。图11是表示实施例4的衍射栅格62的构成图。衍射栅格62中形成2种简单晶格的图案62a和62b，各自为锯齿状，抑制-1次衍射光。锯齿状图案通过倾斜离子束蚀刻形成、通过组合多个掩膜的蚀刻形成等，可形成一般的闪光图案。
图案62a和62b的边界线62c具有与主光束70a和副光束70b、70c的光记录媒体41上的轨道的画像平行的关系。图案62a和62b为相同间距，锯齿形装不同。由图案62a生成衍射光73a，73b，73c、由图案62b生成衍射光74a，74b，74c。衍射光73a，74a从主光束70a生成、衍射光73b，74b从副光束70b生成、衍射光73c，74c从副光束70c生成。衍射光71d，71e从非会聚面反射的主光束70a生成。
图12表示光检测器36和衍射光73a，73b，73c，74a，74b，74c的光束的关系的图。光检测器36具有6个光接收部36a，36b，36c，36d，36e，36f，分别接收衍射光73a，73b，73c，74a，74b，74c。衍射栅格62生成的衍射光73a，73b，73c，74a，74b，74c配置为在形成光检测器36的各光接收部的面上汇成焦点。光检测器36上相邻的各光束之间的间隔d3(例如73a、73b或73a、74a之间等的间隔)分别为80微米。
一般地，会聚的高斯(ガウシアン)光束的爱里(エアリ一)盘直径w按w＝1.22×光源波长/透镜数值孔径给出。实施例4中，用衍射栅格62对主光束70a和副光束70b、70c进行2分割，在光检测器36上未分割的方向的直径(纵向的直径)为13微米、分割的方向的直径(横向直径)为26微米。
接收从副光束70b、70c生成的衍射光73b，74b，73c，74c的光接收部36b，36c，36e，36f中混入主光束70a生成的衍射光73a，74a引起的串扰在光记录媒体41倾斜产生散焦时变动，有时跟踪不稳定。分割为2个的光束混入另一光接收部时，TE信号的振幅降低。任何情况下，各光束间隔都在エアリ一盘的直径的3倍以上，使得影响轻微到可忽视，可进行稳定的跟踪控制。
光记录媒体41是具有2个信息记录面的2层记录盘时，实施例4的光拾取头中，非会聚面反射的光束71d，71e的光检测器36上的直径d5比光检测器36上的光接收部36a，36b，36c的横向宽度d4大，则跟踪轨道和光记录媒体中产生倾斜时TE信号中几乎不产生偏置。由此，使用实施例4的光拾取头，可实现可靠性高的信息记录再现装置。副光束70b、70c在非会聚面反射的衍射光省略了。
与实施例2同样，构成光源的基板和光记录媒体上的轨道光学平行地配置，作为自然发射光的光束75的影响可去除，实现TE信号中没有偏置变动的光拾取头。
(实施例5)
使用附图说明本发明的实施例5的光拾取头。
图13是实施例5的棱镜的构成图。实施例5的光拾取头替代实施例4的光拾取头中用作束分割元件的衍射栅格62而使用棱镜63。
使用棱镜63分割光束，像使用衍射栅格62时一样，不产生不需要的衍射光。由此，可提高光利用效率，检测出的信号的信噪比增大，更忠实地再现光记录媒体上记录的信息。
(实施例6)
使用附图说明本发明的实施例6的光拾取头。实施例6的光拾取头与实施例4的光拾取头结构相同，不同点是替代衍射栅格62具有衍射栅格64、替代光检测器36备有光检测器37。
图14是实施例6的衍射栅格64的构成图。图15是表示光检测器37和光束的关系的图。
衍射栅格64具有2种锯齿状图案区域64a和64b。图案64a和64b的边界线64c与主光束70a和副光束70b、70c的光记录媒体41上的轨道的画像具有平行的关系。实施例4的衍射栅格62与实施例6的衍射栅格64的不同点是晶格方向和周期。由图案64a生成衍射光75a，75b，75c、由图案64b生成衍射光76a，76b，76c。衍射光75a，76a从主光束70a生成、衍射光75b，76b从副光束70b生成、衍射光75c，76c从副光束70c生成。
如图15所示，光检测器37具有顺序排列的光接收部37b，37a，37c，37d，37e，37f，分别接收衍射光75b，75a，75c，76b，76a，76c。各光接收部37a，37b，37c，37d，37e，37f的大小与实施例4的光检测器36的光接收部36a，36b，36c，36d，36e，36f相同。衍射栅格64生成的衍射光75b，75a，75c，76b，76a，76c配置为在形成光检测器37上汇成焦点。
光束76d和76e是非会聚面反射的主光束70a入射到衍射栅格64生成的衍射光。这里，为容易理解，省略了副光束70b、70c在非会聚面反射的衍射光。跟踪轨道时移动物镜可移动光检测器37上的光束76d和76e的像。但是，光检测器37是并排各光接收部37a，37b，37c，37d，37e，37f的结构，因此光接收部中也同样入射光束76d和76e，从而进行检测TE信号的运算时相互抵消，TE信号也不产生偏置。这样，跟踪轨道时、光记录媒体中产生倾斜时TE信号几乎不产生偏置。由此，可实现可靠性高的信息记录再现装置。
(实施例7)
使用附图说明本发明的实施例7的光拾取头。实施例7的光拾取头与实施例6的光拾取头结构相同，不同点是替代衍射栅格64具有衍射栅格65、替代光检测器37备有光检测器38。
图16是实施例7的衍射栅格65的构成图。图17是表示光检测器38和光束的关系的图。
衍射栅格65与实施例6的衍射栅格64一样具有2种锯齿状图案区域65a和65b。图案65a和65b的边界线65c与主光束70a和副光束70b、70c的光记录媒体41上的轨道的画像具有平行的关系。衍射栅格65与衍射栅格64的不同点是晶格周期，衍射栅格65比衍射栅格64的锯齿形状粗大。
由图案65a生成衍射光77a，77b，77c、由图案65b生成衍射光78a，78b，78c。衍射光77a，78a从主光束70a生成、衍射光77b，78b从副光束70b生成、衍射光77c，78c从副光束70c生成。
如图17所示，光检测器38具有顺序排列的光接收部38b，38e，38a，38d，38c，38f，分别接收衍射光77b，78b，77a，78a，77c，78c。由于使用衍射栅格64，衍射光77a配置在衍射光78a，78b之间、衍射光78a配置在衍射光77a，78c之间。各光接收部38a，38b，38c，38d，38e，38f的大小与实施例6的光检测器的光接收部37a，37b，37c，37d，37e，37f相同。衍射栅格65生成的衍射光77a，77b，77c，78a，78b，78c配置为在形成光检测器37上汇成焦点。
光束78d和78e是非会聚面反射的主光束70a入射到衍射栅格65生成的衍射光。这里，为容易理解，省略了副光束70b、70c在非会聚面反射的衍射光。光记录媒体41是2层记录盘时，通过设定2个信息记录面的间隔和物镜的数值孔径在非会聚面反射的光束中附加大的球面像差。例如，2个信息记录面的间隔为40微米、物镜的数值孔径为0.85时，非会聚面反射的光束78d、78e在光检测器38上形成大大失真的光斑，该失真在跟踪轨道移动物镜位置时增大，但由于是上述结构，TE信号中剩余的偏置大幅度降低。
实施例7中，例如像光接收部38c和38f一样，配置为输出进行差动运算的信号的光接收部之间彼此相邻，因此即便非会聚面反射的光束78d和78e经光检测器38变为失真形状，相邻的光接收部也基本均等地接收光。因此，跟踪轨道时和光记录媒体上产生倾斜时TE信号也不产生偏置，使用实施例7的光拾取头，可实现可靠性高的信息记录再现装置。
可以是将主光束70a和副光束70b、70c的间隔设定得宽、光接收部38a，38e之间以及光接收部38d，38c之间设置间隔的构成。这样，与光检测器38上从主光束70a生成的衍射光77a和衍射光78a的间隔相比，从主光束70a生成的衍射光77a和从副光束70b生成的衍射光78b的间隔或者从主光束70a生成的衍射光78a和从副光束70c生成的衍射光77c的间隔扩大。因此，会聚面上的主光束与副光束的间隔变宽，使得对光记录媒体41的偏心等，容易产生跟踪误差信号的振幅降低，相反由于会聚在会聚面上的光束中产生散焦时、组装光拾取头时的公差和使用的部件的剩余公差，从会聚面反射到到达光检测器38的光路中对光束附加大像差时，可减小主光束混入接收主光束的光接收部中的串扰。从而，得到置更小的跟踪误差信号。由于组装光拾取头时的公差大，可提供廉价的光拾取头。
上述实施例3～7的光束被分割为2个的衍射栅格、棱镜由树脂成型廉价制造。光记录媒体不限于盘状，可以是卡状，根据需要可为各种形状。另外，对具有3面以上的信息记录层的光记录媒体也可毫无问题地使用本发明的光拾取头。
(实施例8)
使用附图说明本发明的实施例8的光拾取头。
图18是表示本发明的实施例8的光拾取头的结构的图。实施例8的光拾取头通过全息元件将光记录媒体41的反射光分割为内周光束和外周光束2个，从全息元件的1次衍射光得到球面像差误差(下面叫做SAE)信号，从全息元件的0次衍射光得到RF信号。
从半导体激光器光源1射出的光束由准直透镜53改变为平行光，由衍射栅格58生成0次和±1次衍射光的3个光束。光束透过作为凸透镜和凹透镜构成的球面像差校正装置的组合透镜104进行波面变换，由物镜56会聚在光记录媒体41上。光记录媒体41上会聚的3个光束由光记录媒体41反射衍射，再次通过物镜56、组合透镜104和1/4波片54入射到光束分离器52并反射。
光束分离器52反射的3个光束透过作为分支装置的全息元件108分支为±1次衍射光和0次衍射光。透过全息元件108后的0次衍射光和1个1次衍射光的衍射效率比为20∶1，因此RF信号的信噪比S/N好。作为通过全息元件108的0次衍射光的3个光束由检测透镜59会聚，由圆柱透镜57向轨道提供45度方向的像散并由光检测器39接收。从光检测器39输出的信号输入到RF信号·FE信号·TE信号生成电路210。
RF信号·FE信号·TE信号生成电路210生成并输出的RF信号用于再现光记录媒体41上记录的信息，FE信号和TE信号输入控制·驱动电路204。控制·驱动电路204以输入的FE信号和TE信号为基础驱动物镜56的致动器91，92。
另一方面，全息元件108生成的主光束70a的+1次光和-1次光由检测透镜59会聚并由圆柱透镜57对轨道提供45度方向的像散，在光检测器39接收。
通过这些光从光检测器39输出的信号输入到SAE信号生成电路202，以该信号为基础，SAE信号生成电路202输出SAE信号。SAE信号由控制·驱动电路203放大进行相位补偿后，提供给致动器93，致动器93改变作为球面像差校正装置的组合透镜104的凹透镜和凸透镜的2个透镜之间的距离来进行控制，使得光记录媒体41上会聚的光束的球面像差最小。全息元件108和SAE信号生成电路202构成球面像差检测装置。
图19是表示全息元件108的构成的图。半径R1的圆的外侧区域109和半径R1的圆的内侧区域110中制作晶格间隔不同的衍射栅格。由光记录媒体41反射衍射并通过物镜56的光束向全息元件108的投影图与半径R的圆形(图19的虚线圆)相当。R1/Rb为0.75时，光束中外侧区域109中的面积和内侧区域110的面积大致相等，因此信号强度也大致相等。此时，因光记录媒体41的厚度误差等使作为SAE信号对球面像差的变化的程度的检测灵敏度最高。因此，R1/Rb最好在0.75左右。
图20是表示实施例8的光检测器39和光束的关系以及RF信号·FE信号·TE信号生成电路、SAE信号生成电路等的详细构成的例子。光检测器39包括光接收部153a，153b，153c，153d构成的主光束用光接收部153、光接收部152a，152b，152c，152d构成的副光束用光接收部152、光接收部151a，151b，151c，151d，151e，151f，155a，155b，155c，155d，155e，155f构成的SAE信号光接收部151的大致分割的3个光接收部。主光束70a中透过全息元件108的0次光是光束121、副光束70b，70c中透过全息元件108的0次光是124a和124b，主光束70a中全息元件108的区域109衍射的+1次光的光束为122a、-1次光的光束为122b、区域110衍射的+1次光的光束为123a、-1次光的光束为123b。
光接收部153a，153b，153c，153d接收光束121，输出对应于其光量的电流信号。电流电压变换电路241将电流信号转换为电压信号并输出。加法器228将配置在田字形状的主光束用光接收部153的对角的光接收部153a和光接收部153c输出的信号相加。加法器229将配置在田字形状的主光束用光接收部153的另外一个对角的光接收部153b和光接收部153d输出的信号相加。
差动电路230输出加法器228输出的信号和加法器229输出的信号的差信号，即FE信号。相位差TE生成电路231接收加法器228和加法器229的输出信号，比较这些信号的相位并输出相位差TE信号。加法器232将配置在田字形状的主光束用光接收部153的一侧的光接收部153a和光接收部153b输出的信号相加。加法器233将配置在田字形状的主光束用光接收部153的另一个侧的光接收部153c和光接收部153d输出的信号相加。差动电路234输出加法器232输出的信号和加法器233输出的信号的差信号，即通过推挽法产生的TE信号(PP-TE)。加法器235输出加法器232和加法器233的信号的信号和，即用于再现光记录媒体上记录的信息的RF信号。
光接收部152a和光接收部152b和光接收部154a和光接收部154b接收光束124a，124b并输出对该光量的电流信号。电流电压变换电路240接收电流信号并输出电压信号。差动电路236输出光接收部152a和光接收部154a的和信号与光接收部152b和光接收部154b的和信号的差信号，即输出副光束70b，70c的Te信号(SUB-TE)。
差动电路237接收差动电路234和差动电路236的输出信号并输出其差信号。这是通过DPP法得到的TE信号(TEDPP)。这样，使用加法器228，229，232，233，235、差动电路230，234，236，237和相位差TE生成电路231构成RF信号·FE信号·TE信号生成电路201。
光接收部151a，151b，151c，151d，151e，151f接收光束122a，123a并输出对应接收的光量的电流信号。光接收部155a，155b，155c，155d，155e，155f接收光束122b，123b并输出对应接收的光量的电流信号。电流电压变换电路242接收这些电流信号并输出电压信号。加法器221将从光接收部151b，151d，151f和光接收部155a，155c，155e输出的信号相加。加法器222将从光接收部151a，151c，151e和光接收部155b，155d，155f输出的信号相加。差动电路223输出加法器221输出的信号和加法器222输出的信号的差信号。这是SAE信号。用2个加法器221和222以及差动电路223构成SAE信号生成电路202。
另一方面，加法器222将从光接收部151a，151b，151c和光接收部155d，155e，155f输出的信号相加。加法器225将从光接收部151d，151e，151f和光接收部155a，155b，155c输出的信号相加。差动电路226输出加法器224输出的信号和加法器225输出的信号的差信号。该信号是配合光束122a，122b、光束123a，123b和光接收部151a，151b，151c，151d，151e，151f、光接收部155a，155b，155c，155d，155e，155f的旋转偏差的旋转误差(下面叫做ROT)信号。ROT信号用于在光头调整时调整生成球面像差用光束的全息元件108和光检测器39的旋转方向的角度。该值调整为零，则全息元件108设置在相对光检测器39正确的位置上。
通过DPP法检测出TE信号和SAE信号时，如图20所示，光检测器39上作为DPP法用的副光束70b，70c的光束124a，124b和SAE信号检测用的光束122a，122b，123a，123b配置为相对作为主光束70a的光束121成大致正交的方向。由此，DPP法用的光束124a，124b和SAE信号检测用的光束122a，122b，123a，123b的干涉为最小。这里，表示出将作为副光束70b，70c的光束124a，124b用于DPP的例子，但即便是用于3光束法的跟踪用的副光束70b，70c，也可用该配置得到将干涉降低到最小的效果。
另外，通过内侧的区域110和外侧的区域109的光并行检测出，可将检测出内侧区域110的光的光接收部的外侧的2个和检测出外侧区域109的光的光接收部的内侧的2个共用。这样，可减少光接收部，光接收部简化，实现小型化。从而，使光拾取头小型化。
主光束的0次光在非会聚面的反射光的宽度大致为圆形，其半径Rs在盘的2个层的光学间隔为d、会聚光学系统的信息记录媒体侧的数值孔径为NA、从会聚光学系统到检测器的回程的横向放大率为α时，用Rs＝2·d·NA·α表示。
非会聚面反射的光根据场所具有光量不均，由于透镜移动、盘倾斜等由光检测器39改变该光的位置时，SAE信号中附加误差。该不均为全体光量的百分之几，因此非会聚面的反射光和用于本来检测出的会聚面的光的光量大致相同，则对SAE信号产生的影响也为百分之几。从而，对于用于得到SAE信号的光检测器39的光接收部的面积S2，下式成立S2＝2PDx·Pdy、S2≤π·Rs·Rs·ηss/ηms。即，S2≤4·π·(d·NA·α)2·ηss/ηms。这里，PDx，Pdy是光接收部151a，151b，151c，151d，151e，151f构成的光接收部的X方向和Y方向的长度，ηss是SAE检测用的光的光量、ηms是主光束70a的0次光的光量。
该关系式成立的光学系统中即便是来自非会聚面的反射光，SAE信号的误差小，会聚面的信息可正确读出，可进行记录。横向放大率α大，迷失光量可减少，与检测出TE信号时相同。
另一方面，通过检测透镜和圆柱透镜的组合会聚的光束的像散差(前侧焦线和后侧焦线的距离)为Z0、基板或中间层的折射率为n时，FE信号对光距离媒体41的变位的检测范围Δz为Z0/2/α2。对SAE信号的基板或中间层的厚度误差的检测范围Δt为Z0·n3/α2/(n2-1)/NA2。横向放大率α增大时，Δz、Δt都减小，因此横向放大率α过大时，FE信号或SAE信号的检测范围变窄，聚焦伺服和球面像差校正伺服不稳定。从而将希望的检测范围设为Δz、Δt时，横向放大率α在DPP法的TE信号和SAE信号相同，使用检测透镜和圆柱透镜来检测的情况下，满足下式：
S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0·n3/Δt/(n2-1)/NA2)1/2
在DPP法的TE信号和FE信号相同，使用检测透镜和圆柱透镜来检测的情况下，α满足下式：
S1·ηm·Rdf0/(4·π·d2·NA2·ηs·Rf0)≤α≤(Z0/2/Δz)1/2
则控制聚焦、跟踪和球面像差的伺服动作稳定进行。
这里，光源的波长为λ时，Δz为Z0/2/NA2的3～10倍，Δt为λ/NA4的5～30倍。
实施例8的光拾取头的SAE信号的检测方式不受任何制约，例如可使用特愿平2001-294622号中记载的那种方式等多种方式。
这里，说明了对光束附加像散的构成，但可采用光斑大小检测法等其他FE信号检测方式。光斑大小检测法的情况下，2个光束的焦点的间隔与像散的像散差等价，2个光束的焦点的间隔设置为Z0即可。
具有3层以上的记录层的光距离媒体中也可同样适用。
光记录媒体具有3层以上的记录层时，主光束70a由各个非会聚面(记录层数-1)反射，入射到接收副光束70b，70c的光接收部的光量总和相对副光束的光量具有上述的关系即可。
(实施例9)
使用附图来说明本发明的实施例9的信息记录再现装置。图21是表示实施例9的信息记录再现装置光拾取头的构成的图。信息记录再现装置包括光拾取头80、光记录媒体驱动部81、光拾取头驱动装置部82、电路部83和电源部84。光拾取头80中可使用实施例1～是实例说明的光拾取头之一。
光记录媒体驱动部81旋转记录媒体41。与光拾取头80和记录媒体41的为智关系对应的信号送到电路部83。电路部83放大或运算与该位置关系对应的信号，以此为基础，微驱动光拾取头80或光拾取头80内的物镜(未示出)。
光拾取头80读出记录媒体41上记录的信息，将该信号送到电路部83。根据电路部83送来的信号对记录媒体41上记录的信息进行解调。致动器91、92驱动光拾取头80内的物镜。根据上述信号和光拾取头驱动装置部82或致动器91、92对记录媒体41进行聚焦伺服和跟踪伺服，进行信息读出或写入或删除。从电源或外部电源等的电源部84向电路部83、光拾取头驱动装置部82、光记录媒体驱动部81和致动器91、92提供电源。与电源或外部电源的连接端子可分别设置在各驱动电路中。
发明效果
根据本发明的光拾取头，具有记录和再现2层以上的多层盘时，即便使物镜跟踪轨道，TE信号中也不产生偏置的效果。
根据本发明的信息记录再现装置，具有实现记录和再现2层以上的多层盘时，即便使物镜跟踪轨道，TE信号中也不产生偏置的信息记录再现装置的效果。

Claims (3)

1.一种光拾取头，包括射出光束的光源、从上述光源射出的光束生成多个衍射光的衍射装置、将来自上述衍射装置的上述多个衍射光会聚在光记录媒体上的会聚装置、对上述光记录媒体上会聚的上述多个衍射光由上述光记录媒体反射的多个光束进行分支的光束分支装置、和接收上述光束分支装置分支的光束并输出对应于上述接收的光束的光量的信号的光检测装置，其特征在于：
上述光检测装置具有接收上述会聚的上述多个衍射光内的0次衍射光的主光束光接收部和接收1次以上的衍射光的副光束光接收部，
上述光记录媒体具有多个信息记录面，至少1个上述信息记录面上形成引导槽，
上述会聚装置会聚的1次以上的衍射光在上述多个信息记录面内的1个会聚面处大致汇成焦点反射时的光量与上述会聚装置会聚的0次的衍射光在上述多个信息记录面内的上述会聚面以外的非会聚面处不汇成焦点反射时的光量之间有相等或更大的关系。
2.根据权利要求1的光拾取头，其特征在于从上述光记录媒体到上述光检测装置的光路中具有会聚上述光检测装置接收的光束的会聚装置，上述会聚装置具有凹透镜和凸透镜。
3.一种信息记录再现装置，其特征在于具有：权利要求1或权利要求2的光拾取头、改变光记录媒体和上述光拾取头的相对位置的驱动部、以及取得从上述光拾取头输出的记录于上述光记录媒体上的信息、或接收与上述光拾取头和上述光记录媒体的位置关系对应的信号进行运算来得到上述位置关系的信息的电信号处理部。
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