CN1684166A - 受光元件、光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接收照射到层叠多层的信息记录层并旋转的多层记录媒体的激光的反射光后变换成电信号的受光元件，以及涉及具备该受光元件的，对多层记录媒体记录信息或将记录信息再现的光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法。提供除去与多层记录媒体的反射光重叠的噪声分量，并可再现高品质的RF信号的受光元件、光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法。因此，在经由返回光学系统接收经由物镜照射到层叠多层信息记录层而旋转的多层记录媒体的激光的反射光后变换成电信号的受光元件中，设有具备圆形状的受光区域的第一受光部(27)和在第一受光部(27)的外围同心圆状邻接而配置的第二受光部(29)。

Description

受光元件、光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法

技术领域

本发明涉及接收照射到层叠多层的信息记录层并旋转的多层记录媒体的激光的反射光后变换成电信号的受光元件，以及涉及具备该受光元件的，对多层记录媒体记录信息或将记录信息再现的光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法。

背景技术

光记录再现装置中设有光学头，用以例如对沿着圆盘状的光记录媒体(光盘)的圆周方向形成且在光记录媒体的半径方向形成多个的轨道的预定区域记录信息，或再现该轨道的预定区域记录的信息。光学头大致分为仅用于对光记录媒体记录信息的记录专用型、仅用于再现信息的再现专用型和可用于记录再现的记录再现型。因而，安装这些光学头的装置分别为光记录装置、光再现装置、光记录再现装置，但以下的本发明专利申请中将统称为光记录再现装置。

在专利文献特开1999-16200号公报和专利文献特开2002-319177号公报中公开了用以再现具备多层记录信息的记录层的多层型光盘的光学头和光盘装置。该光学头和光盘装置中，将在多层型光盘反射的反射光(返回光)分支成2个以上的光路，然后将各返回光会聚到个别的受光部。第一光束的受光部接收整个光束，第二光束的受光部接收光束的中心部或外围部。第一和第二光束的受光部中分别光电变换的电信号在差动放大电路中差动运算而使再现信号(RF信号)再现。另外，还公开了将该第二光束用于聚焦误差信号的方法。用差动放大电路降低多层型光盘的层间串扰的方法与专利文献特许第2624255号中公开的用共焦点型光学头降低层间串扰的方法不同，具有因受光部以外的返回光学系统不合焦点而使光学系统的光程变短，并适合光学头和光盘装置的小型化的优点。

发明内容

但是，在专利文献特开1999-16200号公报中公开的方法中，为进行差动运算而分割的两光束中的一个光束，必须由配置在要再现的来自记录层(再现层)的反射光束会聚的位置的受光元件接收，而另一光束必须由配置在与再现层邻接的记录层的反射光束的内周部分会聚的位置的受光元件接收。因而，两者不能配置在同一光路上，因此存在需要额外的光学元件的问题。另一方面，在专利文献特开2002-319177号公报中公开的方法中，用两个受光元件将光束的内外周分割，并将其差信号作为RF信号输出，由于用两个接近的受光元件进行光束分割，适合光学头的小型化。但是，对于受光元件的尺寸和受光元件的分割形状并未作充分的研讨。另外，作为差动运算的对象的电信号仅限于在特定层(邻接层)的反射光，且对于有效降低记录层为3层以上的多层型光盘中的层间串扰的方法并未作研讨。

在3层以上的多层型光盘中，对RF信号再现产生最大影响的层间串扰并不仅限于与再现层邻接的层的反射光(回程光)。图9是说明多层型光盘中成为噪声信号的层间串扰的图。图9中，例如设记录层L4为用以再现记录信息的再现层，记录层L0和L3为已记录区域，记录层L2为未记录区域。一般，未记录区域上反射的回程光量大于已记录区域中的回程光量。

为再现记录层L4上记录的信息，将对多层型光盘的照射光聚焦于记录层L4时，在记录层L3反射的反射光在记录层L2附近成像。由于记录层L3是已记录区域、记录层L2是未记录区域，对记录层L4的再现信号的层间串扰的影响较少。另一方面，由于记录层L2的反射光在记录层L0附近成像，因记录层L0是已记录区域而对记录层L4的再现信号的层间串扰的影响变大。因而，对成为再现对象的记录层L4的RF信号产生较大影响，并且成为噪声源的层间串扰在与记录层L4分离的记录层L2上的反射光大于与记录层L4邻接的记录层L3上的反射光。这样，根据光路中的记录层是已记录还是未记录的层，作为噪声源最具决定性作用的层间串扰是由哪一记录层的反射光产生是不同的。这时，要除去的来自其它记录层的噪声分量，作为从聚焦位置仅以2倍于光学层间距离的量散焦的反射光分量而混入在回程光中。在专利文献特开2002-319177号公报中，并未考虑这一点。

本发明的目的在于提供除去与多层记录媒体的反射光重叠的噪声分量，并可再现高品质的RF信号的受光元件、光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法。

上述目的这样实现：在经由返回光学系统接收经由物镜照射到层叠多层信息记录层并旋转的多层记录媒体的激光的反射光后变换成电信号的受光元件中，设有具备圆形状的受光区域的第一受光部和与所述第一受光部的外围邻接而配置的第二受光部。

在上述本发明的受光元件中，所述第一受光部输出的电信号的频带包含所述第二受光部输出的电信号的频带。

在上述本发明的受光元件中，设所述激光的波长λ、所述多层记录媒体的记录层的层间距离d、所述记录层间的光透射层的折射率n、所述物镜的数值孔径NA、所述返回光学系统的横放大率β、所述第一受光部的受光区域的面积为S₁时，满足

π(0.5λ/(NA/β))²≤S₁≤π(0.24d·β·NA/n)²的关系式。

在上述本发明的受光元件中，所述第二受光部的受光区域在所述第一受光部的外围形成同心圆状。

在上述本发明的受光元件中，设所述第一受光部的受光区域的面积和从所述第一受光部的受光区域开始计算到所述第二受光部的第m(m≥2)受光区域的面积的总和为S_m时，满足

S_m≥π(1.1(m-1)d·β·NA/n)²的关系式。

在上述本发明的受光元件中设有对所述电信号和所述噪声信号进行差动运算的差动放大电路，它具备输入所述第一受光部输出的电信号的非反相输入端子和输入所述第二受光部输出的噪声信号的反相输入端子。

在上述本发明的受光元件中，所述噪声信号是由在所述多层记录媒体的要再现的记录层上的反射光和所述多层记录媒体的所述要再现的记录层以外的记录层上的反射光之间产生的层间串扰而引起的。

在上述本发明的受光元件中，所述电信号包括含有所述要再现的记录层上记录的信息的RF信号和所述噪声信号。

在上述本发明的受光元件中，所述差动放大电路具备噪声信号选择电路，以选择从所述第一受光部开始向外周侧计算到第m(m≥2)个所述第二受光部的受光区域输出的噪声信号。

在上述本发明的受光元件中，所述差动放大电路具备使所述电信号输入到所述非反相输入端子或所述反相输入端子中任一端子的切换开关、对所述电信号和所述噪声信号选择电路选择的所述噪声信号进行运算的运算电路部和输出所述运算电路部运算后的信号的输出端子。

在上述本发明的受光元件中，所述差动放大电路具备输入逻辑电路的输出信号的输入端子，所述开关根据所述逻辑电路的逻辑输入进行开闭控制。

另外，上述目的由设有上述本发明的受光元件的光学头实现。

在上述本发明的光学头中，将所述受光元件用作激光功率监视器用受光元件。

另外，上述目的由设有上述本发明的光学头的光记录再现装置实现。

另外，上述目的用这样的光记录再现方法实现，该方法中，对层叠多层信息记录层并旋转的多层记录媒体照射激光，用具备圆形状受光区域的第一受光部接收在所述多层记录媒体要再现的记录层中反射的所述激光的反射光后变换成电信号，用与所述第一受光部的外围邻接而配置的第二受光部接收在所述要再现的记录层以外的记录层反射的所述激光的反射光后变换成噪声信号，对所述电信号和所述噪声信号进行差动运算后抽出RF信号。

在上述本发明的光记录再现方法中，所述噪声信号是由所述要再现的记录层上的反射光和所述要再现的记录层以外的记录层上的反射光之间产生的层间串扰而引起的。

在上述本发明的光记录再现方法中，所述电信号具备含有所述要再现的记录层上记录的信息的RF信号和所述噪声信号。

在上述本发明的光记录再现方法中，对所述要再现的记录层以外的多层记录层的每一层抽出所述噪声信号，选择抽出的所述多个噪声信号中的任一信号，并对所述电信号进行差动运算后抽出RF信号。

依据本发明，能够实现除去与多层记录媒体的反射光重叠的噪声分量，可再现高品质的RF信号的受光元件、光学头和光记录再现装置。

附图说明

图1是本发明一实施例的光学头1的概略结构的示图。

图2是本发明一实施例的受光元件25的受光部的概略结构的示图。

图3是通过本发明一实施例的光学头1的返回光学系统由第一受光部27的受光面接收的成像光的强度分布与光能分布的示图。

图4是通过本发明一实施例的光学头1的返回光学系统由第一和第二受光部27、29的受光面接收的非成像(散焦)光的强度分布与光能分布的示图。

图5是从本发明一实施例的受光元件25输出的电信号中抽出包含多层型光盘15上记录的信息的RF信号的差动放大电路31的示图。

图6是本发明一实施例的光记录再现装置50的概略结构的示图。

图7是本发明一实施例的受光元件25的变形例，是受光部的概略结构的示图。

图8是本发明一实施例的光学头1的变形例，是差动放大电路31的示图。

图9是说明传统的多层光盘中成为噪声信号的原因的层间串扰的图。

(符号说明)

1光学头、3激光二极管、5偏振光分束镜、71/4波长片、9准直透镜、11功率监视器用光电二极管、13物镜、15多层型光盘、17传感透镜、21圆柱形透镜、25受光元件、26绝缘区域、27第一受光部、28布线区域、29第二受光部、29a、29b、29c受光区域、31差动放大电路、33、33a、33b、33c、34、35、36电阻、37运算放大器、38输出端子、39噪声信号选择电路、41a、41b、41c开关、50光记录再现装置、52主轴马达、54控制器、55激光驱动电路、56透镜驱动电路、57聚焦伺服随动电路、58跟踪伺服随动电路、59激光控制电路

具体实施方式

参照图1至图6，就本发明一实施例的受光元件、光学头和光记录再现装置以及光记录再现方法进行说明。首先，参照图1和图2说明本实施例的光学头的概略结构。光学头1具备激光二极管3作为发射激光的激光发光元件。激光二极管3根据来自控制器(未图示)的控制电压按记录/再现可发射不同光强度的激光。

在激光二极管3的光射出侧的预定位置上，配置偏振光分束镜5。从激光二极管3看时在偏振光分束镜5的光透射侧按顺序排列配置1/4波长片7、准直透镜9和物镜13。准直透镜9用以将来自激光二极管3的发散光束变换成平行光束并导入物镜13，且将来自物镜13的平行光束变换成会聚光束并导入受光元件25。物镜13用以将来自准直透镜9的平行光束会聚到具有多个记录层的多层型光盘(多层记录媒体)15的预定记录层并形成读取光斑，同时将来自多层型光盘15的反射光变换成平行光束并导入准直透镜9。

从1/4波长片7看时在偏振光分束镜5的光反射侧，按以下顺序配置了传感透镜17、圆柱形透镜21和受光元件25。另外，从激光二极管3看时在偏振光分束镜5的光反射侧，配置了用以测量激光二极管3射出的激光光强度的功率监视器用光电二极管11。

传感透镜17作为反射光聚焦位置调节部起到对多层型光盘15反射的光束的聚焦位置进行光学调整的作用。另外，传感透镜17用以将反射光按预定的光学倍率放大并经由圆柱形透镜21在受光元件25上成像。受光元件25中光电变换的电信号输入差动放大电路31(参照图5)，在差动放大电路31中从该电信号可再现RF信号。

图2示出受光元件25的受光部的结构。如图2所示，受光元件25中设有：具备圆形状受光区域的第一受光部27和以第一受光部27的圆形受光区域的中心为中心在第一受光部27的外围形成同心圆状的第二受光部29。

第一受光部27配置成使按物镜13、准直透镜9、1/4波长片7、分束镜5、传感透镜17、圆柱形透镜21的顺序的返回光学系统的光轴与圆形状受光区域的中心大致一致。另外，第一受光部27配置成使受光面位于来自多层型光盘15的多个记录层中要信息再现的预定记录层(以下称为再现层)的反射光(再现信号光)的成像位置，并最优化受光区域的面积S₁，以能得到所需充分的强度的再现信号光。还有，第一受光部27还接收该信号光外的在其它记录层反射的微小光量的反射光(噪声信号光)。第二受光部29还可以接收在再现层以外的记录层反射的噪声信号光。

在第一受光部27和第二受光部29的受光区域之间，设有确保绝缘的绝缘区域26。另外，在第二受光部29的受光区域，形成从中心向径向延伸的布线区域28。布线区域28是为形成将第一受光部27和差动放大电路31(参照图5)连接的布线而设置。

接着，参照图1和图2说明光学头1的动作。激光二极管3发射的发散的激光入射偏振光分束镜5。在偏振光分束镜5中，位于预定的偏振光方位的线偏振光分量透射后入射1/4波长片7。另一方面，与该偏振光方位正交的线偏振光分量反射后入射功率监视器用光电二极管11，其激光强度被测量。

入射1/4波长片7的线偏振光透过1/4波长片7后成为圆偏振光。该圆偏振光在准直透镜9中变换成平行光，透过准直透镜9后由物镜13会聚到多层型光盘15的多个记录层要再现信息的再现层并反射。这时，再现层以外的记录层上也反射光。在多层型光盘15的多个记录层反射的圆偏振光在物镜13中变成平行光后透过准直透镜9入射到1/4波长片7。通过透射1/4波长片7，圆偏振光从最初的线偏振光成为其偏振光方位旋转90°的线偏振光后入射偏振光分束镜5。该线偏振光在偏振光分束镜5反射后入射传感透镜17。

透过传感透镜17的光经由圆柱形透镜21会聚到受光元件25上。受光元件25的第一受光部27不仅接收来自再现层的信号光，还接收微量的发生层间串扰的在其它记录层反射的反射光，第二受光部25接收包括在再现层以外的记录层反射的噪声信号在内的反射光。

这里，参照图3和图4就受光元件25的第一和第二受光部27、29的形状和面积的最优化进行说明。图3中示出通过光学头1的返回光学系统并由第一受光部27的受光面接收的成像光的强度分布和光能分布。图3的横轴表示离第一受光部27的受光区域的中心的半径r方向的距离(μm)，纵轴上将半径r方向的各位置上的成像光的强度I(r)和从中心到各半径位置的光强度的积分值(光能P(r))标准化后分别显示。图3中，成像光的强度I(r)由连接符号◆的曲线表示，光能P(r)由连接符号■的曲线表示。本例中，设激光波长入为405nm，返回侧的受光部分(依赖准直透镜9和传感透镜17的功率)的数值孔径NA为0.1。

聚焦位置上的光斑强度分布是在透镜的整个开口面区域对入射透镜的光强度分布进行傅里叶积分来获得，已知其分布的广度(＝光斑直径)具有与激光波长λ和返回侧的受光部分的数值孔径NA’之比成比例的关系(参考文献：“光存储器-光磁存储器-综合技术汇集”樱井良文、龙冈静夫主编，サィェンスフオ一ラム(seience-forum)pp91～1983年)。就是说，如上所述，将激光波长设为λ，返回侧受光部分的数值孔径设为NA’时，受光元件上的光束光斑的半径R可由以下公式表示。

R＝kλ/NA’           ...式(1)

其中，k是根据在何处定光束收敛部来确定的常数。依据所述参考文献可知：若将中心强度的e^-2倍的半径定为光束收敛部，则光束光斑的半径为0.41λ/NA’，式(1)中的k成为0.41，该系数与光源的波长λ和透镜的数值孔径NA无关，总是为0.41。

但是，如图3所示，在中心强度的e^-2(0.135)倍的半径r(1.66μm)上的光能P(r)达不到反射光光斑的90％。因而，考虑到足够的容限而要接近90％以上的反射光时，在图3所示的例中，需要中心强度的0.05倍的光强度的半径位置即半径r2μm以上的受光区域。为求得满足该条件的系数k，在式(1)设R＝2μm，并代入作为图3的前提条件确定的λ＝0.405μm、NA’＝0.1时，k＝0.5。就是说，为了有效地接收反射光光斑的光束，最好将圆形的受光区域的半径R设定在R＝0.5(λ/NA’)以上。如上所述，该系数与激光波长λ和数值孔径NA’值无关，恒成立。

图4中示出通过光学头1的返回光学系统由第一和第二受光部27、29的受光面接收的非成像(散焦)光的强度分布和光能分布。图3的横轴表示从第一受光部27的受光区域的中心沿半径r方向的距离(μm)，纵轴上将半径r方向的各位置上的成像光的强度I(r)和从中心到各半径位置的光强度的积分值(光能P(r))标准化而分别表示。

在图4所示的例中示出假设多层型光盘15内的多层记录层的层间距离d为10μm，并以图3所示的相同位置和条件接收再现层的焦点到仅20μm距离上散焦的反射光的情况。其中，返回侧的横放大率β设为8.5，返回侧的数值孔径NA’设为0.1，形成层间部的光透射层的折射率设为1.58。

设多个记录层中与再现层邻接的层之间的层间距离为d，记录层间的光透射层的折射率为n，返回侧的横放大率为β，返回侧的受光部分的数值孔径为NA’时，来自邻接层的反射光以非聚焦(散焦)的状态入射返回侧的受光元件上，其散焦量成为2d·β²·NA’/n。这是由于散焦时的像点在光轴方向的移动量相当于在物点侧的散焦量乘以纵放大率β²(参考文献：“光学入门”岸川利郎OPTRONICS公司pp26～31，1990年)。

另外，入射受光元件的光束半径与散焦量成比例，因此将该常数设成k’时，受光元件上的光束光斑的半径R可由以下的公式表示。

R＝k’·d·β²·NA’/n              ...式(2)

这时远离透镜的聚焦位置的部分的光强度分布成为讨论的对象，因此与式(1)的情况不同，光源的波长对光强度分布并不产生作用，光束光斑的半径R如式(2)所示，可由像点侧的散焦量(媒体侧的散焦量d/n上乘以纵放大率β²)和像点侧的数值孔径NA’的积以几何光学的方式算出。

这里，为了使混入第一受光部27的噪声光成为散焦光的光能P的总和的5％以下(混入量不急剧上升的范围)，如图4所示，设第一受光部27为圆形时，需要使光强度I(r)相对中心强度0.96以上的区域、用半径R表示时约11μm以下。于是，在式(2)中R＝11μm，并代入以图4的前提条件确定的各参数时，k’＝0.24。就是说，为了有效地避免邻接层的层间串扰而最好将第一受光部27的半径设定在(0.24d·β²·NA’/n)以下。系数k通过几何光学的研究，与伴随散焦量的各参数值无关，作为常数恒成立。

这里，将返回侧的受光部分的数值孔径NA’用物镜13的数值孔径NA和光学系统的横放大率β表示时NA’＝NA/β。根据该结果，设最内周部的受光区域所具有的第一受光部27的面积为S₁时，其最佳范围可由式(3)表示。

π(0.5λ/(NA/β))²≤S₁≤π(0.24d·β·NA/n)²    ...(3)

其中π是圆周率。

另外，最好具有除去成像光中多余的层间串扰的功能，并且第一受光部27的受光区域的形状为圆形。

另一方面，以第一受光部27的圆形受光区域的中心为中心，与第一受光部27的外围邻接而配置的第二受光部29积极地接收在再现层以外的记录层反射的反射光，对该分量和再现层的信号进行差动运算，旨在提高RF信号分量和噪声信号分量之比即S/N比。因而，第二受光部29的受光区域具备可有效率地接收再现层以外的记录层反射的反射光的大小。

但是，作为层间串扰必须除去的噪声信号分量不仅包括来自与再现层邻接的记录层的层间串扰，还必须将与该记录层邻接的记录层，以及与该记录层邻接的记录层反射的反射光之间的层间串扰信号造成的噪声信号分量作为对象。因此，在采用与上述相同的参数时，将再现层设为第1记录层，与再现层邻接的记录层设为第2记录层的场合，来自第m记录层的反射光会以非聚焦(散焦)的状态入射受光元件25，其散焦量成为2(m-1)·d·β²·NA’/n。另外，入射受光元件25的光束半径与散焦量成比例，因此将包含所述系数2在内的该常数设为k”时，受光元件25上的光束光斑的半径R可由公式(4)表示。

R＝k”·(m-1)·d·β²·NA’/n    ...(4)

由图4可知，若使检测第m记录层的反射光的光能强度I(r)＝0.5(＝50％)以上，则假设第二受光部29的第m受光区域为圆形状时半径需要大致50μm以上。因此，在式(4)中代入半径R＝50μm和以图4的前提条件确定的各参数时，k＝1.1。即，为了有效地检测在第m记录层的反射光中包含的噪声信号，最好将第一受光部27的受光区域作为第1(m＝1)层，设定第二受光部29的第m(m≥2)层的受光区域的半径R为(1.1(m-1)·d·β²·NA’/n)以上。

返回侧的受光部分的数值孔径NA’可表示为NA’＝NA/β，因此在设从第一受光部27到第m层的受光区域的面积的总和为S_m时，S_m的最佳范围可用公式(5)表示。

S_m≥π(1.1(m-1)·d·β·NA/n)²     ...(5)

还有，基于与最内周部的第一受光部27同样的理由，外周部的第m层的受光区域的形状最好为圆形，但是因检测第一受光部27以外的受光部是为检测噪声信号分量而使用，受光区域的形状并不像第一受光部27的形状那样严格受限制，可为正方形或其它形状。这种情况下，也不会影响受光元件25的功能。因而，第二受光部29的形状可根据受光元件25或光学头1的设计上的限制而适当地确定。

如图3和图4所说明的那样，λ＝0.405μm、NA＝0.85、β＝8.5、d＝10μm、n＝1.58时，与式(1)的范围相当的第一受光部27的受光区域的半径R成为2～11μm。因而，第一受光部27的受光区域的面积S₁成为12.6～380(μm²)。另一方面，第二受光部29的受光区域的半径R在m＝2时，成为50.3μm，第一和第二受光部27、29的受光区域的面积总和S_m在7948(μm²)以上。

接着，参照图5就抽出包括再现层上记录的信息在内的RF信号的方法进行说明。图5中示出设于受光元件25的、从第一和第二受光部27、29输出的电信号中抽出包括多层型光盘15上记录的信息在内的RF信号的差动放大电路31。差动放大电路31中设有运算放大器37和用以确定运算放大器37的输入保护或放大率的电阻33、34、35、36。电阻34的一端与第一受光部27的输出端子(未图示)连接，电阻34的另一端与运算放大器27的非反相输入端子(+)连接。电阻33的一端与第二受光部29的输出端子(未图示)连接，电阻33的另一端与运算放大器37的反相输入端子(-)连接。电阻35的一端与运算放大器37的输出端子38连接，电阻35的另一端与运算放大器37的反相输入端子(-)连接。电阻36的一端与运算放大器37的非反相输入端子(+)连接，电阻36的另一端与地端子(基准电位)连接。电阻33、34、35、36的电阻值为相同值。还有，各电阻的电阻值可分别是预定值，以将运算放大器37的放大率设定为预定值。

接着，参照图5就使用差动放大电路31的光记录再现方法进行说明。受光元件25的第一受光部27将受光区域的形状和面积设定为可接收对多层型光盘15照射激光后的再现层的反射光。但是，如图4所示，第一受光部27的受光区域(半径R＝2～11μm)中还包含一些在再现层以外的记录层上的反射光(回程光)造成的噪声分量的光。例如，图4中，第一受光部27的接收光中包含的噪声分量的光相当于第二受光部29接收的光能P(r)的约0.5％。因而，对第一受光部27的接收光进行光电变换后的电信号中，包含RF信号和再现层的反射光与再现层以外的记录层的回程光之间产生的层间串扰等造成的噪声信号。因此，第一受光部27输出的电信号的频带中会包括噪声信号的频率(低频)和RF信号的频率(高频)。

另一方面，第二受光部29的受光区域的形状和面积被确定为可接收再现层以外的记录层的反射光，因此对第二受光部29的接收光进行光电变换后的电信号中，只含有再现层的反射光与再现层以外的记录层的回程光产生层间串扰的噪声信号。因此，第二受光部29输出的信号频率成为噪声信号的频率。因而，第一受光部27输出的电信号的频带会包含第二受光部29输出的噪声信号的频带。包含第一受光部27中光电变换的RF信号和噪声信号的电信号通过电阻34输入运算放大器37的非反相输入端子(+)。另一方面，第二受光部29中光电变换后的噪声信号通过电阻33输入运算放大器37的反相输入端子(-)。运算放大器37对电信号和噪声信号进行差动运算并只抽出RF信号，从输出端子38输出该RF信号。

如以上说明，本实施例的光学头1中设有具备圆形状的第一受光部27和在第一受光部27外围邻接配置的第二受光部29的受光元件25。受光元件25在返回光学系统的聚焦点附近，使第一受光部27的中心与焦点部一致地配置。从而，第一受光部27可以接收包含多层型光盘15的再现层反射的RF信号和由层间串扰造成的噪声信号的反射光，第二受光部29可以接收包含再现层以外的信息记录层反射的噪声信号的反射光。因而，在差动放大电路31中对第一受光部27的接收光进行光电变换后的电信号和第二受光部29的接收光进行光电变换后的噪声信号进行差动运算，从而能够再现高质量的RF信号。另外，第一和第二受光部27、29的受光区域的面积根据光学头1的光学系统或多层型光盘15的层间距离等，能够以最佳的大小形成，因此，能够将光学头1和受光元件25小型化。

图6中示出安装本实施例的光学头1的光记录再现装置50的概略结构。如图6所示，光记录再现装置50中设有：用以旋转多层型光盘15的主轴马达52、对多层型光盘15照射激光束的同时接收其反射光的光学头1、控制主轴马达52和光学头1的动作的控制器54、对光学头1供给激光驱动信号的激光驱动电路55以及对光学头1供给透镜驱动信号的透镜驱动电路56。

控制器54中包含聚焦伺服随动电路57、跟踪伺服随动电路58及激光控制电路59。聚焦伺服随动电路57工作时，会成为在旋转的多层型光盘15的信息记录面上聚焦的状态，若跟踪伺服随动电路58工作，则会成为激光束的光斑对多层型光盘15的偏芯的信号轨道自动跟踪的状态。聚焦伺服随动电路57和跟踪伺服随动电路58分别具有自动调整聚焦增益的自动增益控制功能和自动调整跟踪增益的自动增益控制功能。另外，激光控制电路59是生成激光驱动电路55供给的激光驱动信号的电路，基于多层型光盘15记录的记录条件设定信息，生成适当的激光驱动信号。

聚焦伺服随动电路57、跟踪伺服随动电路58及激光控制电路59，并不需要都安装到控制器54内，可为个别的部件。另外，这些电路并不一定是物理上的电路，可为控制器54内执行的软件。

接着，参照图7和图8就上述实施例的变形例进行说明。图7中示出本变形例的受光元件25的受光部的结构。如图7所示，受光元件25中设有第一受光部27和其受区域分为3个的第二受光部29。第二受光部29具有以第一受光部27的中心为中心的受光区域29a、29b、29c。受光区域29a以同心圆状形成在第一受部27的受光区域的外围，受光区域29b以同心圆状形成在受光区域29a的外围，外围呈正方形状的受光区域29c形成在受光区域29b的外围。在第一受光部27和第二受光部29的受光区域之间设有用以确保绝缘的绝缘区域26。另外，受光区域29a、29b、29c中，形成有从中心向半径方向延伸的布线区域28。布线区域28是为形成连接第一和第二受光部27、29和差动放大电路31的布线而设置。

第一和第二受光部27、29的受光区域的面积可用上述实施例中说明的公式(1)和公式(5)进行调整。式(5)中参数m在受光区域29a、29b、29c中分别m＝2、3、4。因而，利用上述实施例的各参数值，式(5)中受光区域29a的半径R成为50.3μm以上。同样地，受光区域29b的半径R成为100.6μm以上，受光区域29c的一边长度成为301.8(150.9×2)μm。因而，受光元件25的总面积S_m成为71536(μm²)以上。

接着，参照图8就抽出包含再现层中记录的信息的RF信号的方法进行说明。图8中示出本变形例的差动放大电路31的电路结构。如图8所示，差动放大电路31中设有噪声信号选择电路39、运算放大器37和用以确定运算放大器37的输入保护或放大率的电阻33a～33c、34、35、36。差动放大电路31可用噪声信号选择电路39选择基于受光区域29a、29b、29c接收的接收光的噪声信号，输入运算放大器37。

噪声信号选择电路39中有开关41a、41b、41c。开关41a、41b、41c的一端分别与受光区域29a、29b、29c的输出端子(未图示)连接，开关41a、41b、41c的另一端分别与电阻33a、33b、33c的一端连接。电阻33a、33b、33c的另一端与运算放大器37的反相输入端子(-)连接。电阻34的另一端与运算放大器37的非反相输入端子(+)连接。电阻35的一端与运算放大器37的输出端子38连接，电阻35的另一端与运算放大器37的反相输入端子(-)连接。电阻36的另一端与地端子连接。电阻33a～33c、34、35、36的电阻值为相同值。还有，各电阻的电阻值可分别为预定值，以将运算放大器37的放大率设定为预定值。

在再现RF信号时必须除去的噪声信号并不限于再现层反射的反射光和与该再现层邻接的记录层反射的反射光之间产生的层间串扰造成的噪声信号。本变形例中，第二受光部29有3个受光区域29a、29b、29c，以能接收在多层型光盘15的各记录层反射的反射光。另外，受光区域29a、29b、29c与开关41a、41b、41c连接，以选择受光区域29a、29b、29c输出的噪声信号并输入到运算放大器37中。从而，能够充分地除去第一受光部27接收的接收光中包含的噪声信号，并可再现高质量的RF信号。输入到运算放大器37的噪声信号并不限于受光区域29a、29b、29c中的任一信号，可为将开关41a、41b、41c的1个或2个或全部接通的状态。

依据这种变形例，由于能够选择使再现信号的S/N比劣化的噪声信号并除去，因此能够再现更高质量的RF信号。

接着，就上述实施例的其它变形例进行说明。上述变形例的差动放大电路31对第一受光部27输出的电信号和受光区域29a、29b、29c输出的用噪声信号选择电路39选择的噪声信号进行差动运算，以能再现RF信号。与之相较，本变形例的特征在于差动放大电路31中设有：开关(未图示)，在电阻36的一端与运算放大器37的非反相输入端子(+)连接的状态下，连接成使电阻34的另一端能够切换到运算放大器37的非反相输入端子(+)或反相输入端子(-)的任一端子上；输入端子(未图示)，被输入来自控制电路(逻辑电路)(未图示)的输出信号。该开关通过来自控制电路的逻辑输入信号来进行开闭控制。

当电阻34的另一端连接到运算放大器37的非反相输入端子(+)时，差动放大电路31作为与上述变形例同样的差动放大电路工作，而电阻34的另一端连接到运算放大器37的反相输入端子(-)时，作为加法电路(运算电路部)工作。使差动放大电路31作为加法电路工作时，对第一受光部27输出的电信号和受光区域29a、29b、29c输出的用噪声信号选择电路39选择的噪声信号适当地进行加法运算，可从输出端子38输出该叠加的信号(电压)。因而，具备第一受光部27和分割为受光区域29a、29b、29c的第二受光部29的受光元件25，通过连接本变形例的差动放大电路31，能够作为激光功率的监视器用的受光元件使用。从而，可用一种受光元件兼作RF信号抽出用的受光元件25和前置监视器用的功率监视器用光电二极管11，因此能够降低光学头1的制造成本。

Claims (18)

1.一种受光元件，在经由返回光学系统接收经由物镜照射到层叠多层信息记录层并旋转的多层记录媒体的激光的反射光后变换成电信号，其中设有：

具备圆形状的受光区域的第一受光部和与所述第一受光部的外围邻接而配置的第二受光部。

2.如权利要求1所述的受光元件，其特征在于：所述第一受光部输出的电信号的频带包含所述第二受光部输出的电信号的频带。

3.如权利要求1或权利要求2所述的受光元件，其特征在于：设所述激光的波长λ、所述多层记录媒体的记录层的层间距离d、所述记录层间的光透射层的折射率n、所述物镜的数值孔径NA、所述返回光学系统的横放大率β、所述第一受光部的受光区域的面积为S₁时，满足

π(0.5λ/(NA/β))²≤S₁≤π(0.24d·β·NA/n)²的关系式。

4.如权利要求3所述的受光元件，其特征在于：所述第二受光部的受光区域在所述第一受光部的外围形成同心圆状。

5.如权利要求4所述的受光元件，其特征在于：设所述第一受光部的受光区域的面积和从所述第一受光部的受光区域开始计算到所述第二受光部的第m受光区域的面积的总和为S_m时，满足

S_m≥π(1.1(m-1)d·β·NA/n)²的关系式，其中m大于或等于2。

6.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的受光元件，其特征在于：设有对所述电信号和所述噪声信号进行差动运算的差动放大电路，它具备输入所述第一受光部输出的电信号的非反相输入端子和输入所述第二受光部输出的噪声信号的反相输入端子。

7.如权利要求6所述的受光元件，其特征在于：所述噪声信号是由在所述多层记录媒体的要再现的记录层上的反射光和所述多层记录媒体的所述要再现的记录层以外的记录层上的反射光之间产生的层间串扰而引起的。

8.如权利要求6或权利要求7所述的受光元件，其特征在于：所述电信号包括含有所述要再现的记录层上记录的信息的RF信号和所述噪声信号。

9.如权利要求6至权利要求8中任一项所述的受光元件，其特征在于：所述差动放大电路具备噪声信号选择电路，以选择从所述第一受光部开始向外周侧计算到第m个所述第二受光部的受光区域输出的噪声信号，其中，m大于或等于2。

10.如权利要求9所述的受光元件，其特征在于：所述差动放大电路具备使所述电信号输入到所述非反相输入端子或所述反相输入端子中任一端子的切换开关、对所述电信号和所述噪声信号选择电路选择的所述噪声信号进行运算的运算电路部和输出所述运算电路部运算后的信号的输出端子。

11.如权利要求10所述的受光元件，其特征在于：所述差动放大电路具备输入逻辑电路的输出信号的输入端子，所述开关根据所述逻辑电路的逻辑输入进行开闭控制。

12.一种设有权利要求1至权利要求11中任一项所述的受光元件的光学头。

13.如权利要求12所述的光学头，其特征在于：将所述受光元件用作激光功率监视器用受光元件。

14.一种设有权利要求12或权利要求13所述的光学头的光记录再现装置。

15.一种光记录再现方法，其中，

对层叠多层信息记录层并旋转的多层记录媒体照射激光，

用具备圆形状受光区域的第一受光部接收在所述多层记录媒体要再现的记录层中反射的所述激光的反射光后变换成电信号，

用与所述第一受光部的外围邻接而配置的第二受光部在所述要再现的记录层以外的记录层反射的所述激光的反射光接收后变换成噪声信号，

对所述电信号和所述噪声信号进行差动运算后抽出RF信号。

16.如权利要求15所述的光记录再现方法，其特征在于：所述噪声信号是由所述要再现的记录层上的反射光和所述要再现的记录层以外的记录层上的反射光之间产生的层间串扰而引起的。

17.如权利要求15或权利要求16所述的光记录再现方法，其特征在于：所述电信号具备含有所述要再现的记录层上记录的信息的RF信号和所述噪声信号。

18.如权利要求15至权利要求17中任一项所述的光记录再现方法，其特征在于：对所述要再现的记录层以外的多层记录层的每一层抽出所述噪声信号，选择抽出的所述多个噪声信号中的任一信号，并对所述电信号进行差动运算后抽出RF信号。

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