專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光拾取裝置，特別涉及光拾取裝置的讀出光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光盤的1層的記錄容量在很大程度上依賴于所使用的半導(dǎo)體激光器的波長和物 鏡的數(shù)值孔徑(NA)。半導(dǎo)體激光器的波長越短，或者NA越大，記錄密度就能夠越大，也就能 夠增加每1層的容量。當(dāng)前市面上流通的光盤驅(qū)動器主要是使用波長650nm附近的紅光和 NA0.6的物鏡的DVD(Digital Versatile Disc 數(shù)字多用途光盤)驅(qū)動器，但是作為比DVD 的記錄密度更高的光盤驅(qū)動器，也生產(chǎn)出了以光波長405nm附近的藍(lán)紫色的半導(dǎo)體激光器 作為光源、使用NA0. 85的物鏡的光盤驅(qū)動器。作為使當(dāng)前達(dá)成的記錄密度進(jìn)一步增加的方 式，可以考慮波長的短波長化，但是可預(yù)料到開發(fā)比該藍(lán)紫色更短的紫外區(qū)域的半導(dǎo)體激 光器是困難的。此外，關(guān)于物鏡的高NA化，因?yàn)樵诳諝庵形镧R的NA的極限為1，所以通過物 鏡的NA提高記錄密度也是困難的。這樣的狀況下，作為增加1張光盤的容量的方式，實(shí)施雙層化。非專利文獻(xiàn)1中介 紹了雙層的相變化光盤的技術(shù)。在將激光照射到雙層光盤的情況下，因?yàn)橥瑫r(shí)照射相鄰層， 所以層間的串?dāng)_成為問題。為了減少該問題，使層間隔增大。這樣，激光被聚光，作為目標(biāo) 的層(目標(biāo)層)以外的層偏離激光的聚光面，所以能夠降低串?dāng)_。另一方面，在擴(kuò)大層間隔時(shí)球面像差會成為問題。記錄層埋在折射率與空氣不同 的聚碳酸酯中，球面像差因距離盤片表面的深度不同而不同。物鏡被按照其球面像差對于 特定的層變小的方式設(shè)計(jì)，當(dāng)將激光的焦點(diǎn)移至其他層時(shí)，焦點(diǎn)位置與表面的距離發(fā)生變 化，因此產(chǎn)生球面像差。該像差通常能夠通過在物鏡前放置由2片透鏡構(gòu)成的擴(kuò)束透鏡 (Expander Lens)光學(xué)系統(tǒng)或者液晶元件來進(jìn)行校正。即，能夠通過改變2片透鏡的距離或 者液晶元件的相位來校正像差。但是，考慮到，若在小型的光盤驅(qū)動器裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)液晶元件 的可補(bǔ)償范圍或透鏡的移動機(jī)構(gòu)，則難以校正較大的球面像差。在為了進(jìn)一步增加容量而進(jìn)行多層化的情況下，因?yàn)榍蛎嫦癫畹男Ｕ龢O限，多層 整體的厚度受到限制，若層數(shù)多則層間隔變窄。因此，在實(shí)際的多層用的光盤驅(qū)動器裝置 中，殘留有層間串?dāng)_。為了降低上述串?dāng)_，根據(jù)非專利文獻(xiàn)2，在用透鏡將來自多層光盤的反射光聚光 時(shí)，利用來自作為目標(biāo)的層和相鄰層的反射光的聚光位置在光軸上不同這一現(xiàn)象。以包含 光軸的形式配置光柵，在來自目標(biāo)層的反射光的聚光面上配置反射鏡。來自相鄰層的反射 光會因?yàn)檎丈涞焦鈻哦凰p。另一方面，來自目標(biāo)層的反射光透過光柵與反射鏡的間隙， 所以能夠不被衰減地返回檢測系統(tǒng)。由此能夠降低層間串?dāng)_。此外，在非專利文獻(xiàn)3中，使用1束光束獲得跟蹤信號，但需要防止雙層的雜散光 影響跟蹤信號。通過采用在偏離光軸的位置檢測配置在歸路上的光柵的中心部分的光的結(jié) 構(gòu)，使雜散光不會入射到配置在光軸中心附近的跟蹤信號檢測用的4分割檢測器中。使用圖4說明光拾取裝置的檢測光學(xué)系統(tǒng)中的因多層光盤引起的串?dāng)_。在此處，跟蹤誤差信號的檢測使用PP(Push-Pull 推挽)法，聚焦誤差信號的檢測使用像散法。為了 簡化，令501為雙層光盤，511和512為信息記錄層。從物鏡401向多層光盤出射的光線的 最小聚束點(diǎn)(beam spot)位置如光線80所示在信息記錄層511上，要讀取來自信息記錄層 511的信息。光盤501旋轉(zhuǎn)，在信息記錄層511上形成有如圖5所示的用于跟蹤的引導(dǎo)槽。 圖5表示信息記錄層的一部分，旋轉(zhuǎn)軸位于左側(cè)遠(yuǎn)方。光線作為光斑94照射該引導(dǎo)槽。若 基于旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行光軸的垂直方向的定義，則箭頭521的方向?yàn)閺较蚍较?，箭頭522的方向?yàn)?切線方向。照射光的焦點(diǎn)在記錄層511上，所以其反射光反方向地沿著與入射光相同的光 路返回到圖4的物鏡401。當(dāng)測定透過物鏡之后的523的位置上的反射光的強(qiáng)度分布時(shí)，例如為圖6所示。該 情況下，僅考慮引導(dǎo)槽的影響，由于相對槽在垂直方向上產(chǎn)生的衍射光，出現(xiàn)所謂的球圖案 (ball pattern) 0即，941和942表示的明暗區(qū)域出現(xiàn)在徑向方向521上，明暗按照與引導(dǎo) 槽的位置關(guān)系而變化。接著，圖4的來自物鏡401的出射光透過有像散的檢測透鏡402，作 為光束801照射光檢測器51。光檢測器51設(shè)置在最小彌散圓的位置。光檢測器51上的來自盤片的反射光的入射狀態(tài)示于圖7。反射光被配置在中央 的田字狀的四分割檢測器541檢測出來。來自目標(biāo)層的反射光線作為光斑811照射檢測器 541。光斑811的球圖案如圖8所示。與圖6不同，球圖案在上下出現(xiàn)，切線方向和徑向方 向?qū)φ{(diào)。這是因?yàn)?，像散的方向相對切線方向傾斜45度。在這樣的反射光的照射狀態(tài)下， 當(dāng)令四分割檢測器541的各檢測器名為A、B、C、D且其信號名也相同時(shí)，跟蹤誤差信號TE表 示為TE = (A+B) - (C+D)，此外在令聚焦誤差信號為AF，數(shù)據(jù)信號為RF時(shí)，AF = A+C-(B+D)，RF = A+C+B+D。能夠以四分割檢測器對使用像散法的光拾取器進(jìn)行原理性的動作說明，但實(shí)際上 為了跟蹤需要使物鏡在徑向方向上移動，為了消除此時(shí)產(chǎn)生的跟蹤誤差信號的失衡，如非 專利文獻(xiàn)3所述將光束分割為四份以上進(jìn)行檢測。將盤片設(shè)計(jì)為，在對多層光盤照射激光時(shí)，來自各層的反射光量大致相同。從而， 接近物鏡的層的透過率較大，以使激光也能夠照射到遠(yuǎn)離物鏡的層。在這樣的條件下，若如 圖4所示將激光的焦點(diǎn)對焦到作為信息讀出對象層的511上，則一部分激光作為光束82透 過目標(biāo)層511，在相鄰層512上反射，例如成為以反射光83表示的雜散光。該反射光83返 回物鏡401，入射到檢測透鏡402，之后，在光檢測器51的前方先聚光，如光束804所示一邊 擴(kuò)散一邊入射到光檢測器51。光束804在光檢測器面上如圖7所示，成為擴(kuò)散的光斑841， 成為覆蓋光檢測器541的狀態(tài)。因此，與同時(shí)存在于檢測器上的光斑811發(fā)生干涉。該干涉 受到伴隨層間隔的不均勻性的光斑841的相位的變化的影響而變化。該干涉引起的總光量 即RF信號強(qiáng)度的變動會引起RF信號的抖動的惡化，使數(shù)據(jù)讀出時(shí)的誤差率(error rate) 惡化。此外，同時(shí)TE信號也受該干涉影響，在存在檢測器的位置偏移或光盤的傾斜等的情 況下變動特別大，光斑難以追蹤旋轉(zhuǎn)的盤片上的引導(dǎo)槽。在相鄰層512位于讀出對象層511 的靠近物鏡一側(cè)的情況下，也會從相鄰層產(chǎn)生反射光，干涉問題也同樣發(fā)生。為了降低來自上述相鄰層的影響即層間串?dāng)_，非專利文獻(xiàn)2中在光拾取光學(xué)系統(tǒng)的歸路的光軸上使用了光柵元件。但是，因?yàn)槭褂昧司酃馔哥R和反射鏡，所以光路變得較 大，不適于光拾取器的小型化。此外，非專利文獻(xiàn)3的解決方法中殘留了干涉對RF信號的影響。非專利文獻(xiàn)1 :Jpn. J. Appl. Phys. , Vol. 42 (2003)，pp. 956-960非專禾lj 文獻(xiàn) 2 :IS0M/0DS，08，Technical Digest Post-deadline Papers, TD05-155(2008)非專利文獻(xiàn)3 :Jpn. J. Appl. Phys.，Vol. 45，No. 2B (2006) pp. 1174-1177

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在光拾取裝置中，減少來自上述其他層的干涉對RF和TE、AF 信號的影響。為了解決上述課題，本發(fā)明中，使用將來自作為目標(biāo)的記錄層的反射光在歸路上 分割、使反射光僅在聚光面上與光軸相交的光學(xué)系統(tǒng)，和配置在該光學(xué)系統(tǒng)的雜散光不入 射的區(qū)域中的檢測器組。本發(fā)明的光拾取裝置，具有激光光源；使來自激光光源的激光聚光到多層光信 息存儲介質(zhì)的一個(gè)記錄層上的照射光學(xué)系統(tǒng)；和檢測從多層光信息存儲介質(zhì)的目標(biāo)記錄層 反射的反射光的檢測光學(xué)系統(tǒng)。檢測光學(xué)系統(tǒng)包括通過使來自目標(biāo)記錄層的反射光分割移動來消除光軸附近的 反射光的光束分割光學(xué)系統(tǒng)；使被分割的反射光會聚的反射光聚光透鏡；設(shè)置在被反射光 聚光透鏡會聚的反射光中的來自作為目標(biāo)的記錄層的反射光的最小光斑位置上的檢測器； 和設(shè)置在反射光中、并將反射光分割為多個(gè)區(qū)域從而使各區(qū)域的反射光入射到希望的檢測 器中的衍射光柵，將檢測器的靈敏度區(qū)域配置在來自其他層的雜散光不入射的區(qū)域。其他的檢測光學(xué)系統(tǒng)具備使來自記錄層的反射光聚光到檢測器上的反射光聚光 透鏡；在檢測器與反射光聚光透鏡之間設(shè)置的、使來自記錄層的反射光按照分割后的光束 在反射光聚光透鏡所形成的聚光面之前都不通過光軸的方式分割到光軸的兩側(cè)的光束分 割光學(xué)系統(tǒng)；分割為衍射方向不同的多個(gè)區(qū)域的衍射光柵，將檢測器的靈敏度區(qū)域配置在 來自該記錄層以外的其他層的記錄層的反射光不照射的區(qū)域。光束分割光學(xué)系統(tǒng)，將反射光在切線方向、即與多層光信息存儲介質(zhì)的圓周方向 對應(yīng)的方向上分割。衍射光柵被分割為衍射方向不同的8個(gè)區(qū)域，8個(gè)區(qū)域相對通過光軸的徑向方向 的直線和切線方向的直線對稱地配置，四個(gè)區(qū)域包含球圖案，剩余四個(gè)區(qū)域不包含球圖案。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)椴皇箒碜云渌麑拥姆瓷涔馊肷涞綑z測器，所以在跟蹤誤差信號 和聚焦誤差信號、RF信號中沒有來自其他層的反射光的影響，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的跟蹤和聚焦， 進(jìn)而因?yàn)镽F信號中也沒有雜散光的影響，所以讀出數(shù)據(jù)的可信賴性得到提高。


圖1是表示本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。圖2是表示本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。圖3是表示本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。
圖4是表示來自其他層的反射光的影響的圖。圖5是表示光線照射帶有槽的記錄面的狀態(tài)的圖。圖6是表示來自光盤的反射光的球圖案的圖。圖7是表示光檢測器的形狀、來自光盤的反射光的光斑的位置和來自其他層的反 射光的擴(kuò)散的圖。圖8是表示光檢測器上的球圖案的圖。圖9是表示使用2片雙棱鏡的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖10是表示使用2片分割衍射光柵的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖11是表示衍射光柵的截面的圖。圖12是表示衍射光柵的截面的圖。圖13是表示使用2片平行平板的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖14是表示分割的反射光的聚光狀態(tài)的圖。圖15是表示分割的反射光的聚光狀態(tài)的圖。圖16是表示聚光面上的光的分布的圖。圖17是表示僅檢測來自目標(biāo)層的反射光的檢測器的配置的圖。圖18是表示將衍射光柵插入到分割的光束中的狀態(tài)的圖。圖19是表示插入到分割的光束中的衍射光柵的圖。圖20是表示插入衍射光柵時(shí)的聚光面上的光的分布的圖。圖21是對圖20的光的分布配置檢測器的配置圖。圖22是表示使用只產(chǎn)生+1級衍射光的衍射光柵時(shí)的聚光面上的光的分布的圖。圖23是表示衍射光柵的槽的方向相對光束擴(kuò)散的方向傾斜的衍射光柵的圖。圖24是表示使用圖23的衍射光柵時(shí)的聚光面上的光的分布和檢測器的配置的 圖。圖25是表示被分割為2部分的衍射光柵的圖。圖26是表示使用圖25的衍射光柵時(shí)的聚光面上的光的分布的圖。圖27是在會聚光束中配置光束分割光學(xué)系統(tǒng)和衍射光柵的結(jié)構(gòu)圖。圖28是表示分割的衍射光柵的圖。圖29是表示分割的衍射光柵的圖。圖30是表示分割的衍射光柵的圖。圖31是表示分割的衍射光柵的圖。圖32是表示分割的衍射光柵的圖。圖33是表示檢測器的配置的圖。圖34是表示暗線上的靈敏度的變化的圖。圖35是表示檢測器的配置的圖。圖36是表示檢測器的配置的圖。圖37是表示檢測器的配置的圖。圖38是表示在光束分割光學(xué)系統(tǒng)和衍射光柵的出射面上配置遮光帶的光學(xué)系統(tǒng) 的圖。圖39是表示使用本發(fā)明的光拾取裝置的光盤驅(qū)動器裝置的一個(gè)例子的圖。
符號說明52 檢測器，53 信號處理電路，101 半導(dǎo)體激光器，104 偏振分束器，105 人/4 板，106 衍射光柵，107 光束分割光學(xué)系統(tǒng)，404 物鏡，405 反射光聚光透鏡，435 439 衍射光柵，501 多層盤片，524:聚光面，811 反射光斑，812:來自目標(biāo)層的分割反射光， 815 雜散光，841 來自相鄰層的反射光的光斑
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。首先說明用于分割歸路的反射光的光束分割光學(xué)系統(tǒng)。圖9是表示使用2個(gè)雙棱 鏡分割光束的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的例子的圖。平行光線入射到第一雙棱鏡408，以光軸的垂 線為分割線生成相對光軸相同角度的對稱的行進(jìn)方向的平行光線。第二雙棱鏡409將相對 光軸具有一定角度的平行光線的行進(jìn)方向變?yōu)橄鄬廨S平行。通過這樣使用2個(gè)雙棱鏡， 能夠?qū)⑼ǔ５墓馐儞Q為分割平行光線。圖10是表示用透過光柵41和42進(jìn)行平行分割的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的例子的圖。 光柵41和42各自由光柵的衍射光的方向不同的2個(gè)區(qū)域構(gòu)成，但2個(gè)區(qū)域的光柵具有與 分割線相同的槽方向和相同的槽間距，且為不會產(chǎn)生0級光的槽深度為l/(n-l)的鋸齒狀 的光柵。n是光柵的折射率，是在空氣中的折射率。在槽深度為l/(ri-l)的整數(shù)倍的情況下 也不會產(chǎn)生0級光。圖11表示光柵41的鋸齒的形狀，區(qū)域410和區(qū)域411中的鋸齒是相 互反轉(zhuǎn)的形狀，所以來自上方的入射光在相對光軸對稱的方向上衍射。圖12表示光柵42 的鋸齒的形狀。區(qū)域421中的鋸齒的形狀與區(qū)域410中的形狀相同，區(qū)域420中的鋸齒的 形狀與區(qū)域411中的形狀相同，所以透過光柵41后相對光軸成一定角度的2個(gè)光束在透過 光柵42后，成為隔開一定間隔的、相對光軸平行的光。
0073]圖13是表示使用平行平板的光束分割光學(xué)系統(tǒng)的例子的圖。分割平板元件44由 2片平行平板441、442構(gòu)成，各平行平板相對光軸傾斜相同角度，且位于相對光軸對稱的位 置。2個(gè)平行平板的接合部所成的脊線與光軸垂直相交，平行平板的接合部所成的脊線或谷 線為徑向方向。來自紙面上方的入射平行光在谷線的位置被分割為2部分，分別入射到不 同的平行平板。如果用透明玻璃或塑料作為平行平板，則因?yàn)檎凵渎蚀笥诳諝?，在入射面?光線朝向遠(yuǎn)離包含谷線和光軸的平面的方向，在出射面上成為與光軸平行的光束。以上表示了在平行光束中分割光線的方法，但也有如圖27所示在會聚光中進(jìn)行 分割的情況。在該情況下的光束分割光學(xué)系統(tǒng)中，例如通過采用在圖13的元件中使出射面 的傾斜度大于入射面的傾斜度的設(shè)計(jì)，能夠使分割后的來自目標(biāo)層的反射光束聚光到光軸 上的相同位置上。在作為其他分割方法的圖9和圖10中，通過使入射光側(cè)的元件和出射側(cè) 的元件傾斜光束的量不同，也能夠在會聚光中分割光束，使其能夠會聚。在設(shè)置于強(qiáng)會聚的 光中的情況下會產(chǎn)生像差，所以如果用反射光聚光透鏡等進(jìn)行像差校正，就能夠會聚為較 小的光斑。圖14和圖15表示將來自多層盤片的反射光分割為2部分并用反射光聚光透鏡聚 光的狀態(tài)。為了使說明易于理解，在各圖中將來自目標(biāo)層的反射光和來自其他層的反射光 分別描繪在不同的圖中，但實(shí)際上兩者是同時(shí)發(fā)生并相互重疊的。在各圖的左側(cè)，將分割后 的來自目標(biāo)層的反射光812用反射光聚光透鏡405聚光，在聚光面524上成為最小光斑。圖14的右圖，表示了將來自比目標(biāo)層更靠近物鏡的層的作為雜散光的反射光用反射光聚光透 鏡405聚光的狀態(tài)。入射到反射光聚光透鏡405的反射光813被分割。因?yàn)榉瓷鋵涌拷?鏡，所以聚光到比目標(biāo)層的聚光面524更遠(yuǎn)的位置525上。圖15的右圖表示反射層位于 比目標(biāo)層更遠(yuǎn)的位置的情況下的聚光狀態(tài)，分割后的反射光814聚光到比目標(biāo)層的聚光面 524更靠近反射光聚光透鏡405的位置526上。圖14或圖15中的聚光面524上的光的分布在圖16中表示。來自目標(biāo)層的反射 光在光軸中心聚光為較小的光斑82，但來自目標(biāo)層以外的反射光成為如815所示的光的分 布，不照射光軸中心附近而是分為2部分。從而，通過如圖17所示地將檢測器53設(shè)置在 雜散光分離開的區(qū)域中，能夠不受來自其他層的雜散光的影響地檢測出來自目標(biāo)層的反射光。如圖18所示，考慮在來自目標(biāo)層的反射光成為平行光的位置插入衍射光柵43的 情況。如圖19所示分割后的光入射到衍射光柵43，衍射光柵的槽的方向與將反射光分割 擴(kuò)散的方向(紙面上的橫向方向)相同。圖18的右圖表示在來自比目標(biāo)層更遠(yuǎn)的層的雜 散光中插入衍射光柵43的狀態(tài)。通過插入衍射光柵43，反射光的衍射光聚光到聚光位置 524。在衍射光柵43的光柵形狀為矩形的情況下，成為如圖20所示的光的分布。來自目標(biāo) 層的反射光的0級光成為光斑821，+1級光成為光斑822，-1級光成為光斑823。來自較遠(yuǎn) 的層的雜散光的0級衍射光成為816的分為2部分的分布，士 1級光成為上下的817和818 的分布。此處省略了 士2級以上的光。為了不檢測出雜散光，如果如圖21所示準(zhǔn)備用于檢 測822、821、823的各個(gè)光斑的在上下方向排列的檢測器531和532、533，就能夠避免雜散光 816、817、818的影響進(jìn)行檢測。圖22表示將衍射光柵43的槽鋸齒化(閃耀光柵化)的情況，在聚光面524上僅 出現(xiàn)來自目標(biāo)層的+1級光即光斑822和雜散光的光分布817。通過使用閃耀光柵化的衍射 光柵，聚光面524上僅在一處出現(xiàn)較強(qiáng)的光斑，且通過改變衍射光柵的槽的方向和間距，能 夠?qū)⒐獍呶恢迷O(shè)定在所希望的位置上。圖23表示衍射光柵431的槽的方向相對反射光擴(kuò)散的方向成45度傾斜的情況。 將聚光面524上的反射光的分布示于圖24。來自目標(biāo)層的0級光成為光斑824，士 1級光 成為傾斜方向的光斑825、826。在雜散光的光分布中，0級光為831，士 1級光在傾斜的方向 上如832和833地分布。若使衍射光柵的槽的方向相對反射光擴(kuò)散的方向較大地傾斜，則 雜散光靠近來自目標(biāo)層的反射光的光斑，所以容易進(jìn)入檢測器535和536，不優(yōu)選。衍射光 柵的槽的方向優(yōu)選與反射光擴(kuò)散的方向大致一致。本發(fā)明的光拾取器中能夠分割衍射光柵的有效區(qū)域來檢測跟蹤誤差信號和聚焦 誤差信號。此處表示簡單地分割為2部分的例子。將圖25所示的分割為2部分的衍射光 柵如圖18所示插入分割為2部分的反射光的歸路中。衍射光柵432、433被通過光軸中心 的直線與反射光擴(kuò)散的方向垂直地分割。2個(gè)衍射光柵432、433的槽的方向與反射光擴(kuò)散 的方向相同，衍射光柵432的槽的間距比衍射光柵433的更窄。此時(shí)，聚光面524上例如成 為如圖26所示的光的分布。在將衍射光柵閃耀光柵化、使衍射光僅為+1級光時(shí)，成為用黑 色圓和實(shí)線表示的光的分布。通過衍射光柵433的來自目標(biāo)層的反射光成為光斑827，其他 層的雜散光成為如834所示的分布。透過間距較窄的衍射光柵432的來自目標(biāo)層的反射光 成為光斑828，來自其他層的雜散光成為835所示的分布。圖26的空心圓和虛線，是衍射光柵產(chǎn)生0級和-1級光時(shí)的光的分布。由此可知，能夠使來自目標(biāo)層的反射光聚光在上下延伸的直線上的特定的位置， 且能夠?qū)碜云渌麑拥碾s散光從來自目標(biāo)層的反射光的聚光位置排除。衍射光柵能夠進(jìn)行 復(fù)雜地分割，但同樣能夠使來自目標(biāo)層的反射光會聚在直線上，且能夠?qū)碜云渌麑拥淖?為雜散光的反射光從中心的直線上排除。由此，通過分別檢測上下延伸的直線上的光斑，能 夠不受來自其他層的雜散光影響地使用光拾取器檢測出必要的信號。雜散光的分布表示了 來自比目標(biāo)層更遠(yuǎn)的層的反射光，但對于較近的層而言會成為左右反轉(zhuǎn)的分布。該情況下， 雜散光也不會分布在來自目標(biāo)層的反射光的聚光位置附近。以上說明中，假定衍射光柵和光束分割光學(xué)系統(tǒng)位于來自目標(biāo)層的反射光成為平 行光束的位置，但并不一定要位于平行光束中。如圖27所示的配置，光束分割光學(xué)系統(tǒng)121 和衍射光柵434也可以位于會聚光中。圖27中，僅表示了入射到反射光聚光透鏡405的來 自目標(biāo)層的反射光。來自反射光聚光透鏡405的會聚光，入射到被分割為多個(gè)區(qū)域的衍射 光柵434而產(chǎn)生衍射光，使用光束分割光學(xué)系統(tǒng)121分割該衍射光，在聚光面524上聚光為 光斑。用這樣的配置，也能夠如上所述將其他層的雜散光從來自目標(biāo)層的反射光的聚光位 置排除。接著，將實(shí)際使用的衍射光柵的分割形狀例，在圖28、圖29、圖30、圖31、圖32中 表示為435、436、437、438、439。用于獲得聚焦誤差信號的方法為刀刃法。在各圖中，表示 了來自目標(biāo)層的反射光的球圖案。橫向方向?yàn)榍芯€方向522。反射光的分割使擴(kuò)散的方向 為切線方向。所有的衍射光柵基本都以通過光軸中心的切線方向和徑向方向的分割線分割 為4部分，進(jìn)而各四分割的部分被相對四分割線對稱地分割為包含球圖案的區(qū)域和不包含 球圖案的區(qū)域。包含球圖案的區(qū)域?yàn)锳和B、C、D，不包含的區(qū)域?yàn)镋和F、G、H。圖32所示 的衍射光柵439，以圖28的衍射光柵為基礎(chǔ)，在中心部附加帶狀的遮光帶440，用于進(jìn)一步 提高來自其他層的雜散光的除去效果。光拾取器為了跟蹤而使物鏡在徑向方向上位移。此時(shí)，來自其他層的雜散光在檢 測器上也在徑向方向上位移。在上述圖28和圖29、圖30、圖31、圖32中，因?yàn)槭狗瓷涔庠?切線方向522上擴(kuò)散，所以即使雜散光在徑向方向521上位移，也不會接近來自目標(biāo)層的反 射光的光斑。從而，該反射光的分割方向，是不容易受物鏡的位移影響的方向。圖33表示檢測器的配置例。該情況下衍射光柵的槽形狀使用矩形，產(chǎn)生0級光、 士 1級光。黑點(diǎn)是來自目標(biāo)層的反射光的光斑，最右側(cè)表示各自對應(yīng)的衍射光的名稱。例 如，D (-1)、E (+1)分別表示來自衍射光柵的D或者E區(qū)域的-1級光或者+1級光，(0)表示0 級光。分割后的各部分的槽的間距按照各反射光入射到規(guī)定的檢測器的方式設(shè)計(jì)。從上開 始的8個(gè)是用于檢測聚焦誤差信號的檢測器，在各檢測器的中心的徑向方向上存在暗線，2 個(gè)檢測器夾著該暗線并列。圖34表示暗線區(qū)域中的2個(gè)檢測器的靈敏度變化。上圖中，表示了 2個(gè)檢測器 537,538和它們所夾的暗線539。下圖中，表示使微小的聚束點(diǎn)沿直線527在檢測器上移動 時(shí)的各檢測器的靈敏度。實(shí)線528表示檢測器537的靈敏度，在暗線區(qū)域539中向著檢測 器538逐漸減少，在檢測器538上靈敏度成為零。此外，檢測器538的靈敏度用點(diǎn)劃線529 表示。該情況下相反地在檢測器538上靈敏度較高，向著檢測器537減少，在檢測器537上 靈敏度成為零。通過使暗線539上具有這樣的靈敏度分布，能夠獲得平滑的聚焦誤差信號。
只要能夠?qū)⒐獍咴O(shè)置在靈敏度變得相等的暗線的中間位置，球圖案的強(qiáng)度變化對 于聚焦誤差信號的影響就會較小，但實(shí)際上因?yàn)闇囟茸兓驼{(diào)整不足，不一定位于中間位 置。關(guān)于各光斑的強(qiáng)度，來自衍射光柵的A和B的強(qiáng)度相同，C和D也為相同強(qiáng)度。但是， 因?yàn)榍驁D案的強(qiáng)度變化，所以A與D、B與C不一定為相同強(qiáng)度的光斑。這樣的條件下，當(dāng)光 斑整體偏離暗線中央時(shí)，在使用徑向方向上存在暗線的檢測器組的情況下，相同光強(qiáng)度的 相同靈敏度位置的相反符號的信號在其他檢測器中產(chǎn)生，其變化量抵消，所以跟蹤信號的 平衡不會破壞。但是，在使用切線方向上存在暗線的檢測器組時(shí)，即使各檢測器上的靈敏度 位置相同，信號處理的減法運(yùn)算的組合也不同，相同光強(qiáng)度的信號不能夠抵消。因此，跟蹤 信號的均衡容易破壞，不能夠進(jìn)行正確的跟蹤。從而，為了減少球圖案的強(qiáng)度變化對聚焦誤 差信號的影響，優(yōu)選使用在徑向方向上存在暗線的檢測器。對中心的0級光進(jìn)行檢測的檢測器輸出RF信號，下部8個(gè)檢測器用于生成跟蹤誤 差信號。衍射光柵的槽深度是決定0級光與士 1級光的分光比的因素，是考慮光源的強(qiáng)度 和電系統(tǒng)的噪聲等而進(jìn)行決定的設(shè)計(jì)事項(xiàng)。圖33的各檢測器上附加的箭頭表示的符號，表示該檢測器的輸出名。聚焦誤差信 號AF由下式表示AF = (AA1-AA2) + (AE1-AE2) + (AH1-AH2) + (AD1-AD2)-{(AB1-AB2) + (AF1-AF2) + (AG 1-AG2) + (AC1-AC2)}，跟蹤誤差信號TE由下式表示TE = {(TA+TB) - (TC+TD)} _k {(TE+TF) - (TG+TH)}。RF信號為RF = R。圖35所示的檢測器的配置例中，減少了用于檢測聚焦誤差信號的檢測器的個(gè)數(shù)。 此外，通過調(diào)節(jié)衍射光柵的槽深度，使0級光不產(chǎn)生。S卩，圖28和圖29、圖30、圖31中的衍 射光柵E、F、G、H的槽形狀為矩形狀，僅產(chǎn)生士 1級光，另一方面，衍射光柵A、B、C、D被閃耀 光柵化，僅產(chǎn)生+1級光。因?yàn)闆]有圖33所示的RF用的中心的0級光，所以RF信號根據(jù)跟 蹤誤差信號生成。該情況下的聚焦誤差信號AF為AF = (AE1-AE2) + (AH1—AH2)-{(AF1—AF2) + (AG1—AG2)}，RF信號為RF = TA+TB+TC+TD+TE+TF+TG+TH。跟蹤誤差信號與圖33的情況相同。圖36中，進(jìn)一步減少了圖33所示的聚焦誤差信號用的檢測器的個(gè)數(shù)。因此將檢 測器的上下方向的長度延長，同時(shí)進(jìn)行四個(gè)光斑的檢測。為了實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，將因散焦產(chǎn)生的 信號的極性相同的光斑用相同的檢測器一齊檢測。該情況下，聚焦誤差信號AF為AF = B1-B2-(A1-A2)。跟蹤誤差信號和RF信號與圖33的情況相同。圖37的檢測器的配置，是將圖35的配置變?yōu)?列的配置。只要來自其他層的雜 散光被較大地向左右排除，則即使為2列排列，雜散光的影響也較少。通過調(diào)整衍射光柵的 槽的向切線方向的傾斜和間距，能夠?qū)崿F(xiàn)來自目標(biāo)層的反射光的光斑位置的控制。信號的 生成與圖35相同。因?yàn)槟軌蚴箼z測器聚集在中心，所以不需要使衍射光柵的間距較細(xì)。由此，衍射光柵的制造變得容易，能夠使用誤差較少的衍射光柵。從衍射光柵產(chǎn)生的衍射光有時(shí)產(chǎn)生比上述的士 1級光更高級數(shù)的光，會入射到其 他檢測器而造成不良影響。特別是在將光斑排列為一列的情況下，靠近光軸的光斑的3級 光可能會入射到位于遠(yuǎn)離光軸的位置的檢測器。該情況下能夠進(jìn)行使位于遠(yuǎn)處的受影響的 檢測器的信號為相位相同的信號等、實(shí)現(xiàn)減少影響的光斑的配置。在圖37的2列配置中， 衍射光柵的傾斜各不相同，所以有高級數(shù)衍射光較少進(jìn)入其他檢測器的優(yōu)點(diǎn)。圖38中，表示用于進(jìn)一步除去來自其他層的雜散光的方法。來自目標(biāo)層的反射光 入射到將光束分割光學(xué)系統(tǒng)107與衍射光柵106組合而成的光學(xué)系統(tǒng)，被反射光聚光透鏡 405聚光。圖32表示了對衍射光柵的中心部遮光的方法，但圖38中，在光束分割光學(xué)系統(tǒng) 107的出射面上，在來自目標(biāo)層的反射光在切線方向上擴(kuò)散、光量消失的區(qū)域中設(shè)置帶狀的 遮光板443。遮光帶444與圖32的衍射光柵的遮光區(qū)域440起到相同的作用。通過在光束 分割光學(xué)系統(tǒng)和衍射光柵兩者的出射位置設(shè)置遮光帶，能夠在檢測器前除去來自其他層的 雜散光，能夠提高對檢測器除去雜散光效率。接著，用實(shí)施例說明本發(fā)明。[實(shí)施例1]圖1是用于說明本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。從半導(dǎo)體激光 器101出射的激光，在被準(zhǔn)直透鏡403和三角棱鏡102準(zhǔn)直為圓形光束后，透過偏振分束器 104。接著被X/4板105變換為圓偏振光，被物鏡404會聚到通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的多層盤 片501上。此處圖示了雙層盤片，但并不限定于雙層，也能夠?qū)?層以上的多層盤片實(shí)施。 讀出對象層(目標(biāo)層)為511，從511上的激光的最小光斑的位置產(chǎn)生反射光。從相鄰層 512也產(chǎn)生反射光83，成為引起串?dāng)_的雜散光。來自多層盤片的反射光包含雜散光在內(nèi)返回物鏡404，被X/4板105變換為相對 原來的偏振方向正交的方向的直線偏振光。因此被偏振分束器104反射，前往光束分割光 學(xué)系統(tǒng)107，被分割為2個(gè)光束。光束分割光學(xué)系統(tǒng)是圖9或者圖10、圖13所示的光學(xué)系 統(tǒng)。之后，通過衍射光柵106，使用設(shè)置在來自目標(biāo)層的反射光的聚光面上的檢測器52檢 測出分割的光斑。衍射光柵106能夠使用圖28或者圖29、圖30、圖31、圖32所示的光柵。 檢測器52使用如圖33或者圖35、圖36、圖37所示的與各衍射光柵對應(yīng)的配置即可。檢測 器的檢測區(qū)域，配置在來自相鄰層512的反射光不入射的位置。來自光檢測器52的信號被 信號處理電路53處理，形成控制光斑位置的AF信號和TE信號、作為數(shù)據(jù)信號的RF信號。在讀取沒有槽的ROM盤片的情況下，能夠使用DPD法(Differential Phase Detection 差分相位檢測)作為跟蹤的方法。該方法是比較不受來自其他層的雜散光影響 的方法。該情況下，根據(jù)檢測器的信號生成以下信號Tl = (TA+TE) + (TC+TG)禾口T2 = (TB+TF) + (TD+TH)。然后，檢測出兩個(gè)信號的相位差，將其作為跟蹤誤差信號TE。RF信號和AF信號與 有槽的盤片的情況相同。[實(shí)施例2]圖2是表示本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的其他例子的圖。與實(shí)施例1比較，本實(shí)施例中，不設(shè)置三角棱鏡，偏振分束器104設(shè)置在比準(zhǔn)直透鏡407更靠近半導(dǎo)體激光器 101側(cè)的位置。從而，從半導(dǎo)體激光器101出射的激光以發(fā)散光的狀態(tài)透過偏振分束器104， 之后被準(zhǔn)直透鏡407準(zhǔn)直。實(shí)施例1中，因?yàn)槠穹质?04設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡403與物鏡 404之間，所以需要反射光聚光透鏡405，但在實(shí)施例2中如圖2所示，從多層盤片501的讀 出對象層511反射的光束在通過準(zhǔn)直透鏡407時(shí)成為會聚光，所以不需要聚光透鏡。由此， 具有能夠減少部件個(gè)數(shù)的效果。光束分割光學(xué)系統(tǒng)107和衍射光柵106設(shè)置在會聚光中。作為光束分割光學(xué)系統(tǒng)， 能夠使用在圖13所示的元件中對出射面的傾斜度進(jìn)行了調(diào)整的光束分割光學(xué)系統(tǒng)。此外， 能夠使用圖28 圖32所示的衍射光柵。本實(shí)施例在具有能夠減少部件個(gè)數(shù)的效果的同時(shí)，能夠在會聚光中設(shè)置光束分割 光學(xué)系統(tǒng)和衍射光柵，所以對于小型化是有用的。[實(shí)施例3]圖3中表示本發(fā)明的光拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的其他例子。與實(shí)施例2的不同之處 是，衍射光柵106設(shè)置在偏振分束器104與準(zhǔn)直透鏡407之間。該情況下，往返的光透過衍 射光柵106。從而，衍射光柵106具有偏振依賴性，在前往多層盤片501時(shí)的偏振方向的光 入射時(shí)，不對透過光施加衍射效果，對于從多層盤片501返回、通過X/4板105、偏振方向 相對原來的偏振方向正交的光，產(chǎn)生衍射作用。該方法對于拾取器的小型化有效。在檢測 器的大小相同時(shí)，比起圖2的配置更能夠增大衍射光柵106與檢測器52的距離，因此能夠 使用間距比圖2中使用的衍射光柵的間距更大的衍射光柵。在為了小型化而縮短準(zhǔn)直透鏡 407的焦距時(shí)，會產(chǎn)生減小衍射光柵的間距的必要，但衍射光柵的間距是用光刻制作的所以 存在減小的極限。圖2的配置中為間距的極限，但本結(jié)構(gòu)的光拾取器中可能會有不超過間 距的極限的情況，所以用本配置能夠進(jìn)一步小型化。[實(shí)施例4]圖39表示使用能夠除去來自多層的影響的光拾取器的光盤驅(qū)動器裝置的實(shí)施 例。電路711 714用于將數(shù)據(jù)記錄在多層光盤501上。糾錯(cuò)用編碼電路711在數(shù)據(jù)中附 加糾錯(cuò)碼。記錄編碼電路712使用1-7PP方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。記錄補(bǔ)償電路713產(chǎn)生適 合標(biāo)記長度的用于寫入的脈沖?；诋a(chǎn)生的脈沖列，通過半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路714，驅(qū)動 光拾取器60內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，對從物鏡出射的激光80進(jìn)行調(diào)制。由電動機(jī)502旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動的光盤501上形成有相變化膜，在被激光加熱、急速冷卻時(shí)成為非晶狀態(tài)，逐漸冷卻時(shí)成 為結(jié)晶狀態(tài)。這2個(gè)狀態(tài)反射率不同，能夠形成標(biāo)記。在寫入狀態(tài)下，不進(jìn)行使激光的相 干性降低的高頻疊加，所以來自相鄰層的反射光和來自目標(biāo)層的反射光成為容易干涉的狀 態(tài)。因此，在不進(jìn)行用于降低跟蹤誤差信號的變動的對策的情況下，會產(chǎn)生跟蹤偏離、消除 相鄰軌道的數(shù)據(jù)這樣的故障。在本實(shí)施例中，光拾取器60采用實(shí)施例1 3中說明的任意 一個(gè)光拾取器，對于多層盤片也不會產(chǎn)生跟蹤的故障。電路721 726是用于讀出數(shù)據(jù)的電路。均衡器721改善最短標(biāo)記長度附近的 信噪比。該信號被輸入到PLL電路722，提取出時(shí)鐘信號。此外，均衡器處理后的數(shù)據(jù)信號 在提取出的時(shí)鐘信號的定時(shí)被A-D變換器723數(shù)字化。PRML(Pertial Response Maximum Likelyhood 局部響應(yīng)最大似然)信號處理電路724進(jìn)行維特比(Viterbi)解碼。記錄解 碼電路725基于1-7PP方法的調(diào)制規(guī)則進(jìn)行解碼，在糾錯(cuò)電路726中恢復(fù)數(shù)據(jù)。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，能夠除去來自其它層的雜散光，提高跟蹤和聚焦的精度，所以能夠提 高對盤片的寫入精度。進(jìn)而RF信號的噪聲也得以減少，所以能夠?qū)⒆x出的數(shù)據(jù)信號的品質(zhì) 保持為錯(cuò)誤較少的狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種光拾取裝置，具有激光光源、使來自所述激光光源的激光聚光到多層光信息存儲介質(zhì)的一個(gè)記錄層上的照射光學(xué)系統(tǒng)、和對從所述多層光信息存儲介質(zhì)的所述記錄層反射的反射光進(jìn)行檢測的檢測光學(xué)系統(tǒng)，該光拾取裝置的特征在于所述檢測光學(xué)系統(tǒng)包括光束分割光學(xué)系統(tǒng)，其按照分割后的光束直到聚光面為止都不通過光軸的方式，將來自所述記錄層的反射光平行分割到光軸的兩側(cè)；衍射光柵，其被分為衍射方向不同的多個(gè)區(qū)域；反射光聚光透鏡，其會聚被所述光束分割光學(xué)系統(tǒng)所分割的反射光；和檢測器，其設(shè)置在被所述反射光聚光透鏡會聚的來自所述記錄層的反射光的聚光面上，所述檢測器的靈敏度區(qū)域，設(shè)置在不被來自所述記錄層以外的其他記錄層的反射光照射的區(qū)域。
2.一種光拾取裝置，具有激光光源、使來自所述激光光源的激光聚光到多層光信息存 儲介質(zhì)的一個(gè)記錄層上的照射光學(xué)系統(tǒng)、和對從所述多層光信息存儲介質(zhì)的所述記錄層反 射的反射光進(jìn)行檢測的檢測光學(xué)系統(tǒng)，該光拾取裝置的特征在于所述檢測光學(xué)系統(tǒng)包括反射光聚光透鏡，其使來自所述記錄層的反射光聚光到檢測器上；光束分割光學(xué)系統(tǒng)，其設(shè)置在所述檢測器與所述反射光聚光透鏡之間，將來自所述記 錄層的反射光按照分割后的光束直到基于所述反射光聚光透鏡的聚光面為止都不通過光 軸的方式分割到光軸的兩側(cè)；和衍射光柵，其被分為衍射方向不同的多個(gè)區(qū)域，所述檢測器的靈敏度區(qū)域，設(shè)置在不被來自所述記錄層以外的其他記錄層的反射光照 射的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述光束分割光學(xué)系統(tǒng)在切線方向上分割所述反射光。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于被所述衍射光柵衍射的來自所述記錄層的反射光的O級光和士 1級光，以光軸為中心 在徑向方向上排列為一列，所述檢測器的靈敏度區(qū)域設(shè)置在與各衍射光對應(yīng)的位置上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于被所述衍射光柵衍射的來自所述記錄層的O級光大致為零，1級光在半徑方向上排列 為一列，所述檢測器的靈敏度區(qū)域設(shè)置在與各衍射光對應(yīng)的位置上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于被所述衍射光柵衍射的來自所述記錄層的O級光大致為零，1級光在半徑方向上排列 為多列，所述檢測器的靈敏度區(qū)域設(shè)置在與各衍射光對應(yīng)的位置上。
7.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述衍射光柵被分割為衍射方向不同的8個(gè)區(qū)域，所述8個(gè)區(qū)域相對通過光軸的徑向 方向的直線和切線方向的直線對稱地配置，四個(gè)區(qū)域包含球圖案，剩余四個(gè)區(qū)域不包含球 圖案。
8.如權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其特征在于所述檢測器的檢測聚焦誤差信號的靈敏度區(qū)域夾著暗線在切線方向上排列。
9.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于 所述光束分割光學(xué)系統(tǒng)由透明部件構(gòu)成，具有入射面，其由以通過光軸且與光軸垂直的直線為第一脊線并相對光軸成相同角度的第 一雙平面構(gòu)成；和出射面，其由以通過光軸且與光軸垂直的直線為第二脊線并相對光軸成相同角度的第 二雙平面構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述衍射光柵是偏振依賴性衍射光柵，配置在所述照射光學(xué)系統(tǒng)和所述檢測光學(xué)系統(tǒng) 共用的光路中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光拾取裝置。通過除去多層串?dāng)_，使跟蹤信號、聚焦信號穩(wěn)定，并消除數(shù)據(jù)信號的品質(zhì)惡化。在來自多層盤片(501)的反射光中，使用光束分割光學(xué)系統(tǒng)(107)將來自目標(biāo)層(511)的反射光按照以中心線分成2部分?jǐn)U散的方式分割為2部分并聚光。此時(shí)來自其他層的反射光不會到達(dá)來自目標(biāo)層的反射光的聚光位置，能夠使用檢測器(52)僅檢測來自目標(biāo)層的反射光，所以不再有來自其他層的串?dāng)_。
文檔編號G11B7/13GK101866664SQ201010165890
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者木村茂治 申請人:日立視聽媒介電子股份有限公司