早鸽—汇聚行业精英
  • 联系客服
  • 帮助中心
  • 投诉举报
  • 关注微信
400-006-1351
您的问题早鸽都有答案
3000+专业顾问
搜索
咨询

光学拾取器和光盘装置制作方法

  • 专利名称
    光学拾取器和光盘装置制作方法
  • 发明者
  • 公开日
  • 申请日期
  • 优先权日
  • 申请人
  • 文档编号
  • 关键字
  • 技术领域
    本发明涉及光学拾取器和光盘装置,并适用于例如于具有多个记录层的光盘相对应的光盘装置
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    以下将参考附图详细揭示本发明的实施例根据以下顺序进行解释 1.第一实施例(使用区域划分二进制全息图的示例) 2.第二实施例(使用部分地形成为闪耀型的区域划分全息图的示例) 3.第三实施例(使用整体由均匀衍射光栅形成的二进制偏振全息图和区域划分闪耀偏振全息图的示例) 4.第四实施例(使用整体由均匀衍射光栅形成的闪耀偏振全息图和区域划分二进制偏振全息图的示例) 5.第五实施例(使用罗森(Rochon)棱镜和区域划分二进制偏振全息图的示例) 6.第六实施例(使用具有波长选择性的区域划分二进制偏振全息图的示例) 7.第七实施例(当杂散光层隙较小时杂散光照射在杂散光接收区域上的示例) 8.其他实施例 1.第一实施例 1-1.光盘装置的构造 如图1所示,光盘装置1包括作为中央部件的总管控制单元2光盘装置1适于能够将信息记录在光盘100上和从光盘100再现信息
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:光学拾取器和光盘装置的制作方法 过去,市场上广泛使用的光盘装置适于将光束照射在诸如CD(紧致盘)、DVD(数字万用盘)和蓝光盘(注册商标,此后成为BD)之类的光盘商,并读取该光束的反射光,以从而再现信息。 在光盘中,应该记录的信息被编码并调制,然后以凹坑等的形式记录在以螺旋或同心方式形成的轨道中。 光盘装置适于用物镜汇聚光束,并在从光盘再现信息时将光束聚焦在以螺旋或同心方式形成在光盘的记录层中的轨道。 在光盘装置中,例如,预定形状的光接收区域设置在光电检测器中,以接收反射光。光盘装置基于光接收结果来计算聚焦误差信号和寻轨误差信号,聚焦误差信号和寻轨误差信号表示光束应该照射到的轨道(此后称为目标轨道)与光束的焦点之间相对于聚焦方向和寻轨方向的偏移量。 此后,光盘装置基于聚焦误差信号使物镜在聚焦方向上移动,并基于寻轨误差信号使物镜在寻轨方向上移动,从而将光束聚焦在目标轨道上。 作为计算这种寻轨误差信号的方法,公知诸如推挽法和三光束法之类的各种方法。还提出了所谓单光束推挽法的方法(例如,见JP-A-2007-213754(图15))。

在光盘中,存在一种光盘,其具有两个记录层,并在记录层中分别以预定的反射率反射光束。
光盘装置适于例如以此方式具有多个记录层的光盘,控制光束聚焦在期望的记录层上,并检测光束的反射光。
但是,因为光盘的物理特性,无论记录层是否为期望记录层,光盘通常在各个记录层中以预定的反射率反射光束。
因此,在光盘装置中,在与期望记录层不同的其他记录层中反射的光束(所谓层间杂散光)可能照射在光电检测器的光接收区域上。在此情况下,容易发生由层间杂散光在寻轨误差信号中引起误差因而光盘装置不能正确执行寻轨控制的情况。
在光盘装置中,层间杂散光的照射状态根据哪个记录层被设定为期望记录层而不同。
因此,例如在JP-A-2007-213754所揭示的光盘装置中,考虑了光接收区域的布置模式,对于各个区域将反射光范例的分离模式等。因此,这样的光盘装置适于使得,无论哪个记录层被设定为期望记录层,都不照射层间杂散光,或者即使当照射层间杂散光时,也不会在寻轨误差信号中引起误差。
可构思的是,例如,为了提高记录容量,在光盘中设置四个或六个记录层。在此情况下,无论记录层是否为期望记录层,光盘也通常在各个记录层中以预定发射率反射光束。
在光盘装置中,无论哪个记录层被设定为期望记录层,通常从其他记录层发生层间杂散光。在光盘中,根据哪个记录层被设定为记录层,期望记录层与其他记录层之间的层间隙不同。层间杂散光的照射状态根据层间隙而不同。
因此,具有如上揭示构造的光盘装置不能防止在具有大量记录层(例如四或六个记录层)的光盘中发生的层间杂散光照射在光接收区域上。在此情况下,因为在寻轨误差信号中发生误差,则容易发生光盘装置不能适当地执行寻轨控制的情况。
因此,期望提出一种光学拾取器,能够在不受层间杂散光影响的情况下产生寻轨控制所需的光接收信号,并期望提出一种光盘装置,能够在不受层间杂散光影响的情况下执行寻轨控制。
根据本发明的实施例,提出了一种光学拾取器,包括光源,其发射光束;物镜,其将所述光束汇聚在设置于光盘中的多个记录层中的被设定为目标的目标记录层上;透镜移动单元,其使物镜在寻轨方向上移动,所述寻轨方向与以螺旋或同心方式形成在所述目标记录层中的轨道槽垂直;汇聚透镜,其使所述光束的被所述光盘反射的反射光束汇聚;全息元件,在使所述反射光束衍射并将所述反射光束分离为反射零阶光束和反射一阶光束时,所述全息元件利用与包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光的部分对应的第一区域使所述反射一阶光束的一部分在预定的第一方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第一光束,利用与包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的负一阶光的部分对应的第二区域使所述反射一阶光束的一部分在所述第一方向上衍射,将所述反射一阶光束的这一部分设定为第二光束,利用与不包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光并相当于所述光盘的内周侧的部分对应的第三区域使所述反射一阶光束的一部分在与所述第一方向不同的第二方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第三光束,并且利用与不包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光并相当于所述光盘的外周侧的部分对应的第四区域使所述反射一阶光束的一部分在所述第二方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第四光束;以及光电检测器,其利用设置在所述反射零阶光束的照射位置中的第一方向侧上的第一光接收区域和第二光接收区域,来分别接收所述第一光束和所述第二光束并产生光接收信号,利用设置在所述反射零阶光束的所述照射位置中的第二方向侧上的第三光接收区域和第四光接收区域,来分别接收所述第三光束和所述第四光束并产生光接收信号,并且利用杂散光接收区域来接收由所述光盘中除了所述目标记录层之外的其他记录层反射的所述光束的一部分的层间杂散光。所述光学拾取器使预定的信号处理单元基于分别由所述第一光接收区域、所述第二光接收区域、所述第三光接收区域和所述第四光接收区域产生的所述光接收信号以及由所述杂散光接收区域产生的杂散光接收信号,来产生寻轨误差信号,所述寻轨误差信号表示所述光束的焦点与所述轨道槽的中心线之间在所述寻轨方向上的偏移量。所述光学拾取器使预定的伺服控制单元基于所述寻轨误差信号来经由透镜移动单元使所述物镜在所述寻轨方向上移动。
在该光学拾取器中,可以使包括反射光束中被轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光在内的、由推挽区域引起的层间杂散光移动离开第三光接收区域和第四光接收区域。可以使不包括正一阶光和负一阶光的、由透镜偏移区域引起的层间杂散光移动离开第一光接收区域和第二光接收区域。光学拾取器可以利用光电检测器的杂散光接收区域来接收在除了目标记录层之外的其他记录层中反射的光束的层间杂散光。
根据本发明的另一实施例,提供了一种光盘装置,包括光源,其发射光束;物镜,其将所述光束汇聚在设置于光盘中的多个记录层中的被设定为目标的目标记录层上;透镜移动单元,其使物镜在寻轨方向上移动,所述寻轨方向与以螺旋或同心方式形成在所述目标记录层中的轨道槽垂直;汇聚透镜,其使所述光束的被所述光盘反射的反射光束汇聚;全息元件,在使所述反射光束衍射并将所述反射光束分离为反射零阶光束和反射一阶光束时,所述全息元件利用与包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光的部分对应的第一区域使所述反射一阶光束的一部分在预定的第一方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第一光束,利用与包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的负一阶光的部分对应的第二区域使所述反射一阶光束的一部分在所述第一方向上衍射,将所述反射一阶光束的这一部分设定为第二光束,利用用与不包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光并相当于所述光盘的内周侧的部分对应的第三区域使所述反射一阶光束的一部分在与所述第一方向不同的第二方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第三光束,并且利用与不包括所述反射一阶光束中由所述轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光并相当于所述光盘的外周侧的部分对应的第四区域使所述反射一阶光束的一部分在所述第二方向上衍射,并将所述反射一阶光束的这一部分设定为第四光束;光电检测器,其利用设置在所述反射零阶光束的照射位置中的第一方向侧上的第一光接收区域和第二光接收区域,来分别接收所述第一光束和所述第二光束并产生光接收信号,利用设置在所述反射零阶光束的所述照射位置中的第二方向侧上的第三光接收区域和第四光接收区域,来分别接收所述第三光束和所述第四光束并产生光接收信号,并且利用杂散光接收区域来接收由所述光盘中除了所述目标记录层之外的其他记录层反射的所述光束的一部分的层间杂散光;信号处理单元,其基于分别由所述第一光接收区域、所述第二光接收区域、所述第三光接收区域和所述第四光接收区域产生的所述光接收信号以及由所述杂散光接收区域产生的杂散光接收信号,来产生寻轨误差信号,所述寻轨误差信号表示所述光束的焦点与所述轨道槽的中心线之间在所述寻轨方向上的偏移量;以及伺服控制单元,其基于所述寻轨误差信号来经由透镜移动单元使所述物镜在所述寻轨方向上移动。
在该光盘装置中,可以使包括反射光束中被轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光在内的、由推挽区域引起的层间杂散光移动离开第三光接收区域和第四光接收区域。可以使不包括正一阶光和负一阶光的、由透镜偏移区域引起的层间杂散光移动离开第一光接收区域和第二光接收区域。光盘装置可以利用光电检测器的杂散光接收区域来接收在除了目标记录层之外的其他记录层中反射的光束的层间杂散光,并产生能够用于对层间杂散光的影响进行校正的杂散光接收信号。因此,该光盘装置能够产生去除了层间杂散光的影响的寻轨误差信号。
根据实施例,可以使包括反射光束中被轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光在内的、由推挽区域引起的层间杂散光移动离开第三光接收区域和第四光接收区域。可以使不包括正一阶光和负一阶光的、由透镜偏移区域引起的层间杂散光移动离开第一光接收区域和第二光接收区域。可以由光电检测器的杂散光接收区域接收在除了目标记录层之外的其他记录层中反射的光束的层间杂散光。因此,根据实施例,可以实现如下所述的光学拾取器该光学拾取器可以产生能够去除层间杂散光的影响的杂散光接收信号。
根据实施例,可以使包括反射光束中被轨道槽衍射的正一阶光和负一阶光在内的、由推挽区域引起的层间杂散光移动离开第三光接收区域和第四光接收区域。可以使不包括正一阶光和负一阶光的、由透镜偏移区域引起的层间杂散光移动离开第一光接收区域和第二光接收区域。可以由光电检测器的杂散光接收区域接收在除了目标记录层之外的其他记录层中反射的光束的层间杂散光,并产生能够用于对层间杂散光的影响进行校正的杂散光接收信号。因此,能够产生去除了层间杂散光的影响的寻轨误差信号。因此,根据实施例,可以实现如下所述的光盘装置该光盘装置可以在不受层间杂散光的影响的情况下执行寻轨控制。



图1是根据本发明的第一实施例的光盘装置的构造的示意图; 图2是根据第一实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图3是用于解释由光盘的记录层进行对光束的反射的示意图; 图4A和4B是根据第一实施例的全息元件的构造的示意图; 图5是根据第一实施例的光电检测器的构造的示意图; 图6是根据第一实施例的光束的分离状态的示意性立体图; 图7A和7B是杂散光图案(1)的形成的示意图; 图8是杂散光图案(2)的形成的示意图; 图9A和9B是根据本发明的第二实施例的全息元件的构造的示意图; 图10是根据第二实施例的光束的分离状态的示意性立体图; 图11是根据第二实施例的光电检测器和杂散光图案的形成的示意图; 图12是根据本发明的第三实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图13是根据第三实施例的复合全息元件的构造的示意图; 图14A和14B是偏振全息图(1)的构造的示意图; 图15A和15B是偏振全息图(2)的构造的示意图; 图16是根据第三实施例的光束的分离状态的示意性立体图; 图17是根据第三实施例的光电检测器的构造的示意图; 图18是根据第三实施例的杂散光图案的形成的示意图; 图19是根据本发明的第四实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图20是根据第四实施例的复合全息元件的构造的示意图; 图21A和21B是偏振全息图(3)的构造的示意图; 图22是根据第四实施例的光束的分离状态的示意性立体图; 图23是根据第四实施例的光电检测器的构造的示意图; 图24是根据第四实施例的杂散光图案的形成的示意图; 图25是根据本发明的第五实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图26是用于解释根据本发明的第五实施例的光学元件的布置的示意图; 图27是根据本发明的第六实施例的光盘装置的构造的示意图; 图28是根据第六实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图29A和29B是根据第六实施例的全息元件的构造的示意图; 图30是根据第六实施例的光电检测器的构造的示意图; 图31是双频激光二极管的构造的示意性立体图; 图32是根据本发明的第七实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图33A和33B是根据第七实施例的全息元件的构造的示意图; 图34是根据第七实施例的光电检测器的构造的示意图; 图35是根据第七实施例的杂散光图案(1)的形成的示意图; 图36是根据透镜偏移的反射光束的照射位置的移动的示意图; 图37A和37B是当发生透镜偏移时的杂散光图案的形成的示意图; 图38A和38B是当发生透镜偏移时的杂散光层间隙和杂散光量之间关系的曲线图; 图39是根据另一实施例的柱面透镜(1)的构造的示意图; 图40是根据另一实施例的柱面透镜(2)的构造的示意图; 图41是根据另一实施例的光电检测器的构造的示意图; 图42是根据另一实施例的光学拾取器的构造的示意图; 图43是根据另一实施例的全息元件的构造的示意图; 图44是根据另一实施例的球面像差校正单元的构造的示意图; 图45是根据另一实施例的光电检测器(1)的示意图;并且 图46A和46B是根据另一实施例的光电检测器(2)的示意图。


在光盘100中,螺旋或同心的轨道槽形成在记录层Y中。信息沿着轨道槽记录。光盘100例如包括四个记录层Y0、Y1、Y2和Y3(此后统称为记录层Y)。
总管控制单元2包括未示出的CPU(中央处理单元)、其中存储各种程序等的ROM(只读存储器)、以及用作CPU用的工作存储器的RAM(随机存取存储器)。
当从光盘100再现信息时,总管控制单元2经由驱动控制单元3驱动以使主轴电动机5旋转,并使放置在转台5T上的光盘100以期望速度旋转。
总管控制单元2适于经由驱动控制单元3驱动螺杆电动机6,以从而使光学拾取器7沿着移动轴在寻轨方向(即,朝向光盘100的内周侧或外周侧的方向)上较大程度地移动。
诸如物镜8和双轴致动器9之类的多个部件安装到光学拾取器7。光学拾取器7适于基于由总管控制单元2进行的控制,将光束照射在光盘100上。
当光束照射在光盘100上时,总管控制单元2适于从记录层Y0至Y3中选择将从其读取信息的记录层Y(即,光束应该聚焦在其上的记录层Y)作为目标记录层YT。
光学拾取器7适于接收光束在光盘100上反射的反射光束,产生与光接收结果对应的光接收信号,并将光接收信号供应至信号处理单元4。
信号处理单元4使用所供应的光接收信号执行预定的演算处理,从而产生聚焦误差信号和寻轨误差信号,并将聚焦误差信号和寻轨误差信号供应至驱动控制单元3。
驱动控制单元3的伺服控制单元3A基于供应至驱动控制单元3的聚焦误差信号和寻轨误差信号,来常生用于驱动物镜8的驱动信号,并将驱动信号供应至光学拾取器7的双轴驱动器9。
光学拾取器7的双轴致动器9适于基于驱动信号执行对于8的聚焦控制和寻轨控制,并调节由物镜8汇聚的光束的焦点位置(后文详细解释)。
驱动控制单元3适于从总管控制单元2接收关于目标记录层YT的通知,并执行聚焦控制以将光束聚焦在目标记录层YT上。
信号处理单元4适于能够通过向光接收信号施加预定的演算处理、解调处理、解码处理等来使记录在光盘100上的信息再现。
当将信息记录在光盘100上时,总管控制单元2从外部设备等接收应该记录的信息,并将信息供应至信号处理单元4。信号处理单元4向该信息施加预定的编码处理。调制处理等,从而产生记录信号并将记录信号供应至光学拾取器7。
光学拾取器7将光束设定为用于记录的强度,并根据记录信号来调制光束,以从而形成与记录信号对应的记录标记。例如,当光盘100采用与BD-RE(蓝光盘可重写)相同的记录系统时,光学拾取器7局部地相位改变形成记录层的材料,以从而形成记录标记。
这样,光盘装置1适于能够在使光学拾取器7将光束照射在光盘100上并基于光束的反射光束执行聚焦控制和寻轨控制的情况下,执行信息再现处理和信息记录处理。
1-2.光学拾取器的构造 如图2所示,光学拾取器7适于将光束L1照射在光盘100上,并接收光束L1由光盘100反射的反射光束LR。
激光二极管11适于能够在光源控制单元21的控制下发射作为发散光的光束L1,光束L1包括具有约405nm波长的蓝紫色激光。调节激光二极管11的安装角等,使得光束L1改变为P偏振光。
在实践中,总管控制单元2控制光源控制单元21,以从而使激光二极管11发射光束L并使光束L入射在准直透镜12上。准直透镜12将光束L从发散光转换为平行光,并使光束L入射在偏振分束器13上。
偏振分束器13具有反射透射表面13S,其透射性根据光束的偏振方向而改变。偏振分束器13适于以约100%的比率透射P偏振光的光束,并以约100%的比率透射S偏振光的光束。
在实践中,偏振分束器13以约100%的比率使光束L1透射通过反射透射表面13S,并使光束L1入射在球面相差校正单元14上。
球面相差校正单元14例如由液晶元件制成,并适于改变光束L1的球面相差,并使光束L1入射在四分之一波长板15上。球面相差校正单元14还适于能够用伺服控制单元3A的球面相差控制单元3AS通过液晶元件调整球面相差的改变程度。
在实践中,球面相差校正单元14基于由总管控制单元2和球面相差控制单元3AS进行的控制,预先向光束L1施加具有与当光束L1被汇聚并到达光盘100的目标记录层YT时发生的球面像差的性质相反的球面像差。因此,球面相差校正单元14适于校正并获得在光束L1到达目标记录层YT时的球面像差。
四分之一波长板15适于能够在线偏振光和圆偏振光之间转换光束。例如,四分之一波长板15将由P偏振光形成的光束L1转换为圆偏振光,并使光束L1入射在物镜8上。
物镜8使光束L1汇聚。总管控制单元2经由聚焦控制单元3AF,利用聚焦致动器9F来调节物镜8在聚焦方向上的位置。因此,物镜8照射光束L1,以基本将光束L1的焦点设定在光盘100的目标记录层YT上。
光束L1在目标记录层YT上反射,以改变为反射光束LR,并入射在物镜8上。因为在反射期间圆偏振光的旋转方向倒转,所以反射光束LR改变为右旋圆偏振光。
例如,当记录层Y0是目标记录层时,如图3所示,光束L1在记录层Y0上反射,以从而改变为反射光束LR。
此后,反射光束LR被物镜8从发散光转换为平行光,被四分之一波长板15从右旋圆偏振光转换为S偏振光(线偏振光),并入射在球面相差校正单元14上。
球面相差校正单元14对反射光束LR被目标记录层YT反射之后直到通过物镜8所发生的球面像差进行校正,并使反射光束LR入射在偏振分束器13上。
偏振分束器13在反射透射表面13S上反射由S偏振光形成的反射光束LR,并使反射光束LR入射在汇聚透镜16上。汇聚透镜16将反射光束LR转换为汇聚光,并使反射光束LR入射在全息元件17上。
全息元件17用衍射元件的特性使反射光束LR衍射,并将反射光束LR分离为至少零阶光和一阶光,使由零阶光形成的反射光束LR0基本笔直行进,使由一阶光形成的反射光束LR1在与零阶光不同的方向上行进,并使反射光束入射在柱面透镜18上。
如图4A所示,在全息元件17中,反射光束LR通过的部分被划分为多个区域17A至17E。如图4B所示,为各个区域设定反射光束LR的衍射方向。
区域17A将反射光束LR1中包括由光盘100的轨道衍射的一阶光(即,正一阶光或负一阶光)并与光盘100的内周侧部分相当的一部分设定为反射光束LR1A。区域17A将反射光束LR1A在基本沿着轨道的行进方向的方向(为方便起见,此后将该方向称为竖直方向)上衍射。
区域17B将反射光束LR1中包括由光盘100的轨道衍射的一阶光(即,正一阶光或负一阶光)并与光盘100的外周侧部分相当的一部分设定为反射光束LR1B。区域17B以比反射光束LR1A略微更大程度的方式将反射光束LR1B基本在竖直方向上衍射。
区域17C1和17C2(此后统称为区域17C)将反射光束LR1中除了反射光束LR1的中心部分之外的区域中的、几乎不包括由光盘100的轨道衍射的一阶光并与光盘100的内周侧部分相当的一部分设定为反射光束LR1C。区域17C将反射光束LR1C在与轨道的行进方向基本垂直的方向(为方便起见,此后将该方向称为水平方向)上衍射。
区域17D1和17D2(此后统称为区域17D)将反射光束LR1中除了反射光束LR1的中心部分之外的区域中的、几乎不包括由光盘100的轨道衍射的一阶光并与光盘100的外周侧部分相当的一部分设定为反射光束LR1D。区域17D将反射光束LR1D以比反射光束LR1C略微更大程度的方式将反射光束LR1D基本在水平方向上衍射。
区域17E将反射光束LR1的中心部分设定为反射光束LR1E。区域17E大体在竖直和水平方向的中间将反射光束LR1E在倾斜方向(即,图中的左下方向)上衍射。
这样,全息元件17适于将反射光束LR1中由包括推挽分量(即,当光束L1的焦点F1相对于期望轨道向内周侧或外周侧偏移时其光量发生波动的分量)的一阶光形成的部分设定为反射光束LR1A和LR1B,并使反射光束LR1A和LR1B在竖直方向上衍射。
全息元件17适于将反射光束LR1中几乎不包括推挽分量并存在于轨道的行进方向上的前部和后部中的部分设定为反射光束LR1C和LR1D,并使反射光束LR1C和LR1D在水平方向上衍射。
在全息元件17中,所谓二进制全息图形成在区域17A至17E中。因此,实际上,通过衍射作用产生正一阶光和负一阶光。但是,光学拾取器7适于仅将正一阶光和负一阶光中的一者用作一阶衍射光,而不使用另一者。
如上所述,全息元件17适于在为各个区域设定的方向上将反射光束LR1衍射,从而将反射光束LR1划分为多个反射光束LR1A至LR1E。
柱面透镜18向由零阶光形成的反射光束LR0施加像散,并将反射光束LR0照射在光电检测器19上。
柱面透镜18还由于其光学特性而向由一阶光形成的反射光束LR1A、LR1B、LR1C、LR1D和LR1E施加像散。但是,通过形成在全息元件17中的衍射光栅预先向反射光束LR1A至LR1E施加用于补偿像散的像差。因此,反射光束LR1A至LR1E不适于在反射光束LR1A至LR1E从柱面透镜18出射时的时间点具有像差。
在光电检测器19中,如图5所示,形成多个光接收单元D1至D4。此外,在各个光接收单元D1至D4中形成多个光接收区域。
光接收单元D1适于用光接收区域D1A、D1B、D1C和D1D接收由零阶光形成的反射光束LR0,通过将光接收单元D1在竖直和水平方向每者上均分为两个,即绕与反射光束LR0的光轴对应的基准点P将光接收单元D1划分为网格形状的四个。全部光接收区域D1A至D1D形成为基本规则方形并形成为基本相同尺寸。
光接收区域D1A、D1B、D1C和D1D适于分别产生与其光接收量对应的光接收信号S1A、S1B、S1C和S1D,并将光接收信号S1A、S1B、S1C和S1D发送至前置放大器22(图2)。
用于检测杂散光(后文详细解释)的杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S绕光接收区域D1A、D1B、D1C和D1D设置。杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S适于分别产生与其光接收量对应的光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S,并将光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S发送至前置放大器22(图2)。
在光接收单元D2中,光接收区域D2A和D2B设置于在竖直方向上与基准点P分离的位置,并且在竖直方向上并排(即,沿着从基准点P在竖直方向上延伸的假想直线VL1)布置。光接收区域D2A和D2B形成为基本规则方形并形成为基本相同尺寸。
光接收区域D2A和D2B适于分别接收反射光束LR1A和LR1B,分别产生与其光接收量对应的光接收信号S2A和S2B,并将光接收信号S2A和S2B发送至前置放大器22(图2)。
此外,在光接收单元D2中,用于检测杂散光的杂散光接收区域D2P和D2Q沿着竖直方向布置,以分别与光接收区域D2A和D2B相邻。杂散光接收区域D2P和D2Q适于分别产生与其光接收量对应的光接收信号S2P和S2Q,并将光接收信号S2P和S2Q发送至前置放大器22(图2)。
在光接收单元D3中,光接收区域D3C和D3D设置于在竖直方向上与基准点P分离的位置,并且在水平方向上并排(即,沿着从基准点P在水平方向上延伸的假想直线VL2)布置。光接收区域D3C和D3D两者形成为基本相同尺寸的基本规则方形。
光接收区域D3C和D3D分别接收反射光束LR1C和LR1D,分别产生与其光接收量对应的光接收信号S3C和S3D,并将光接收信号S3C和S3D发送至前置放大器22(图2)。
此外,在光接收单元D3中,用于检测杂散光的杂散光接收区域D3R和D3S沿着水平方向布置,以分别与光接收区域D3C和D3D相邻。杂散光接收区域D3R和D3S适于分别产生与其光接收量对应的光接收信号S3R和S3S,并将光接收信号S3R和S3S发送至前置放大器22(图2)。
光接收单元D4适于用光接收区域D4A、D4B、D4C和D4D来接收反射光束LR1E,光接收区域D4A、D4B、D4C和D4D设置于在倾斜方向(即,基本在竖直方向和水平方向的中间的方向)上与基准点P分离的位置,并通过将光接收单元D4划分为网格形状获得。光接收单元D4中的光接收区域的划分方向被设定为相对于光接收单元D1中的划分方向成约45度。全部光接收区域D4A至D4D形成为基本相同尺寸的基本规则方形。
全部光接收区域D4A、D4B、D4C和D4D适于产生与其光接收量对应的光接收信号S4A、S4B、S4C和S4D,并将光接收信号S4A、S4B、S4C和S4D发送至前置放大器22(图2)。
在光学拾取器7中反射光束LR1被全息元件17衍射,化分为多个光束,并照射在光电检测器19上的情况能够如图6示意性地以实立体镜的方式表示。
这样,光电检测器19适于用光接收单元D1至D4的光接收区域来分别接收反射光束LR0和LR1A至LR1E,分别产生与其光接收量对应的光接收信号,并将光接收信号供应至前置放大器22。
光学拾取器7适于根据汇聚透镜16和全息元件17的设计等使得反射光束LR1A、LR1B、LR1C、LR1D和LR1E聚焦在光电检测器19上。因此,分别形成在光电检测器19的光接收单元D2、D3和D4中的光点基本汇聚成点状。
1-3.杂散光的照射和光接收区域的布置 光盘100适于通常在记录层Y1至Y3中以预定反射率反射光束,并透射其余光束,并在记录层Y0上将透射通过记录层Y1的光束反射。
因此,如图3所示,例如,即使由光盘装置1选择记录层Y0作为目标记录层YT,光束也通常被其他记录层Y1至Y3反射。作为光束L1的被其他记录层Y1至Y3反射的部分的光束称为层间杂散光束LN。
层间杂散光束LN通过与反射光束LR相同的光路被全息元件17衍射,并然后最终照射在光电检测器19上。
但是,在层间杂散光束LN从物镜8作为光束L1出射之后到达光电检测器19之前的光路长度与反射光束LR的光路长度不同。
在光学拾取器7中,各种光学部件的布置、光学特性等被设定为使得光电检测器19是与反射光束LR相关的目标记录层YT的共焦点。因此,层间杂散光束LN被以与反射光束LR相同的划分模式划分,并以失焦状态(所谓偏焦状态)照射在光电检测器19上。
此外,光盘100包括多个(在此情况下为三个)其他记录层Y1至Y3。在层间杂散光束LN中,光电检测器19上的偏焦状态随着其他记录层Y1至Y3中的哪个反射光束而不同。
如图7A所示,例如,由另一记录层Y3(即,最远离作为目标记录层YT的记录层Y0的记录层Y)反射的层间杂散光束LN(此后称为层间杂散光束LN3)形成了在光电检测器19上较大范围散布的杂散光图案W3。
对于杂散光图案W3,零阶光的杂散光图案W30由全息元件17形成,一阶光中杂散光图案W3A和W3B由区域17A和17B形成,并且杂散光图案W3C1、W3C2、W3D1和W3D2分别由区域17C1、17C2、17D1和17D2形成。
如图7A所示,与具有最大照射范围的杂散光图案W3相关,光电检测器19的光接收单元D2和D3被布置为使得杂散光图案W30、杂散光图案W3C1、W3C2、W3D1和W3D2不会覆盖在光接收单元D2和D3上。
另一方面,由另一记录层Y1(即在作为目标记录层YT的记录层Y0附近的记录层Y)反射的层间杂散光束LN(此后称为层间杂散光束LN1)形成了在光电检测器19上收缩为相对较小范围的杂散光图案W1。
杂散光图案W1对应于杂散光图案W3。对于杂散光图案W1,零阶光的杂散光图案W10由全息元件17形成,一阶光中杂散光图案W1A和W1B由区域17A和17B形成,并且杂散光图案W1C1、W1C2、W1D1和W1D2分别由区域17C1、17C2、17D1和17D2形成。
如图7B所示,在具有最小照射范围的杂散光图案W1的情况下,光电检测器19的光接收单元D2被布置为使得由全息元件17的区域17A和17B形成的杂散光图案W1A和W1B不覆盖在光接收单元D2上。
如图7B所示,杂散光图案W1A和W1B之间的间隙u2相对较小。当另一记录层Y相比目标记录层YT存在于更靠内侧时,杂散光图案W1A和W1B移动到相对于假想直线VL1(图5)倒转的位置。因此,在光电检测器19中,光接收区域D2A和D2B在竖直方向上布置,而不是在水平方向上布置,并且水平方向上的宽度被设定为小于间隙u2。
在杂散光图案W1的情况下,光电检测器19的光接收单元D3布置为使得由全息元件17的区域17C1、17C2、17D1和17D2形成的杂散光图案W3C1、W3C2、W3D1和W3D2不覆盖在光接收单元D3上。
如图7B所示,杂散光图案W1C1和W1C2之间的间隙u3相对较小。因此,在光电检测器19中,光接收区域D3C和D3D在水平方向布置,而不是在竖直方向上布置,并且竖直方向上的宽度被设定为小于间隙u3。
如图8所示,在例如目标记录层YT和记录层Y3之间的层间间隙是45μm的情况下形成在光电检测器19上的杂散光图案W、以及在例如目标记录层YT和记录层Y1之间的层间间隙是10μm的情况下形成在光电检测器19上的杂散光图案W处于重叠状态。
在图8中,在从光盘100的照射表面100A侧观察时另一记录层Y相比目标记录层YT存在于更靠前侧的情况下形成的杂散光图案W由实线表示。当另一记录层相比目标记录层YT存在于更靠内侧的情况下形成的杂散光图案W由虚线表示。
这样,光电检测器19的光接收区域布置为使得即使当由距目标记录层目标记录层YT不同距离的其他记录层反射的各种层间杂散光束LN形成了各种尺寸的杂散光图案W时,杂散光图案也不会覆盖在光接收单元D2和D3上。
在光学拾取器7中,当调节光电检测器19的安装位置时,使用光接收单元D4中的检测结果。
具体而言,在光学拾取器7的组装处理等中,在用于调节的光盘100已经插入其中之后,光学拾取器7基于总管控制单元2的控制将光束L1照射在光盘100上。
根据光束L1的照射,由零阶光形成的反射光束LR0在反射光束LR0具有像散的状态下照射在光电检测器19的光接收单元光接收单元D1上。
在此组装处理中,光电检测器19相对于沿着反射光束LR0的光轴的方向的安装位置及其在与光轴垂直的平面上的安装位置被精细地调节,使得后文解释的聚焦误差信号聚焦错误信号SFE1具有值“0”。
因此,光电检测器19相对于沿着反射光束LR0的光轴的方向的安装位置被优化。其相对于竖直方向和水平方向的安装位置也被优化。
光电检测器19关于基准点P的安装角被调节,使得光接收信号S4A和S4D的和值以及光接收信号S4B和S4C的和值处于基本相同的信号水平。因此,光电检测器19关于基准点P相对于旋转方向的安装角也被优化。
此外,全息元件17相对于沿着反射光束LR0的光轴的方向的位置被调节,使得光接收信号S4A和S4B的和值以及光接收信号S4C和S4D的和值处于基本相同的信号水平。因此,全息元件17相对于沿着反射光束LR0的光轴的方向的安装位置也被优化。
这样,在光电检测器19中,光接收单元D2的光接收区域光接收区域D2A和D2B以及光接收单元D3的光接收区域光接收区域D3A和D3B布置为使得这些光接收区域能够避开来自记录层Y的层间杂散光束LN。
1-4.聚焦控制和寻轨控制 光盘装置1的前置放大器22(图2)将光接收信号S1A、S1B、S1C和S1D,S2A和S2B,S3C和S3D,以及S4A、S4B、S4C和S4D放大,并将这些光接收信号供应至信号处理单元4。
前置放大器22还将杂散光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S,S2P和S2Q,以及S3R和S3S放大,并将这些杂散光接收信号供应至信号处理单元4。
信号处理单元4用聚焦信号计算电路4F执行由以下方程1表示的演算操作,从而通过像散法来计算聚焦误差信号SFE1,并将聚焦误差信号SFE1供应至伺服控制单元3A的聚焦控制单元3AF。
方程1 SFE1=(S1A+S1C)-(S1B+S1D)-k{(S1P+S1R)-(S1Q+S1S)} 聚焦误差信号SFE1表示光束L1的焦点F1和光盘100中的目标记录层YT之间的偏移量。
在方程1中,系数“k”表示预定系数。项k{(S1P+S1R)-(S1Q+S1S)}被设置为当由于杂散光而在光接收信号中发生不均匀性时对不均匀性进行校正。
信号处理单元4适于使用诸如DPD(微分相位检测)法之类的相位差法或单光束推挽法来产生寻轨误差信号。
具体而言,信号处理单元4根据光盘100的类型,在光盘是其中预先在记录层Y中形成坑列的BD-ROM(只读存储器)的情况下使用相位差法。信号处理单元4在光盘100是可记录BD-R(可记录)和BD-RE(可重写)的情况下使用单光束推挽法。
当使用单光束推挽法时,信号处理单元4用寻轨误差信号计算电路4T来执行由以下方程2表示演算操作,从而计算寻轨误差信号STE1。此外,信号处理单元4将寻轨误差信号STE1供应至伺服控制单元3A的寻轨控制单元3AT。
方程2 STE1=(S2A-S2B)-α(S3C-S3D)-j{(S2P-S2Q)-α(S3R-S3S)} 寻轨误差信号STE1表示光束L1的焦点F1和光盘100中的目标记录层YT中的期望轨道之间的偏移量。
在方程2中,系数“α”和“j”表示预定系数。项(S2A-S2B)等于通过将透镜偏移量(即,物镜8在寻轨方向上的位移)和推挽分量(即,光束L1的焦点F1和期望轨道之间的相对位移)相加得到的值。此外,项α(S3C-S3D)等于透镜偏移分量的值。
具体而言,在方程2的前半部分中,通过从与透镜偏移分量相加的推挽分量的值仅减去透镜偏移分量,来计算推挽分量。
此外,对于聚焦误差信号SFE1的情况,方程2的后半部分中的项j{(S2P-S2Q)-α(S3R-S3S)}被设置为当由于杂散光而在光接收信号中发生不均匀性时对不均匀性进行校正。
另一方面,当使用相位差法时,信号处理单元4基于光接收信号S1A、S1B、S1C和S1D执行由以下方程3表示的演算处理,从而产生寻轨误差信号STE1,并将寻轨误差信号STE1供应至伺服控制单元3A的寻轨控制单元3AT。
方程3 STE1=φ(S1A+S1C)-φ(S1B+S1D) 在方程3中,算子φ表示信号相位。方程整体计算相位差。
伺服控制单元3A的聚焦控制单元3AF(图2)基于聚焦误差信号SFE1产生聚焦驱动信号SFD1,并将聚焦驱动信号SFD1供应至聚焦致动器9F。聚焦致动器9F基于聚焦驱动信号SFD1在聚焦方向上驱动物镜8(此后称为聚焦控制)。
光盘装置1重复地执行聚焦控制(即,执行反馈控制),从而使光束L1的焦点F1和目标记录层YT之间在聚焦方向上的偏移量收敛至任意目标值。
伺服控制单元3A的寻轨控制单元3AT(图2)基于寻轨误差信号STE1产生寻轨驱动信号STD1,并将寻轨驱动信号STD1供应至寻轨致动器9T。寻轨致动器9T基于寻轨驱动信号STD1在寻轨方向上驱动物镜8(此后称为寻轨控制)。
光盘装置1也重复地执行寻轨控制(即,执行反馈控制),从而使光束L1的焦点F1和目标记录层YT之间在寻轨方向上的偏移量收敛至任意目标值。
以此方式,光盘装置1适于执行聚焦控制和寻轨控制,从而将光束L1的焦点设定在目标记录层YT中的期望轨道上。
光盘装置1适于在信号处理单元4的再现信号计算电路4R中根据以下方程4将光接收信号S1A至S1D相加,从而计算再现RF信号SRF。
方程4 SRF=S1A+S1B+S1C+S1D 再现RF信号SRF等于由零阶光形成的全部反射光束LR0的光量,饼表示光盘100上记录的信号。再现信号计算电路4R适于此后对再现RF信号SRF施加预定的解调处理、解码处理等,从而再现光盘100上记录的信息。
1-5.光盘类型的识别 如图7A和7B所示,光电检测器19中形成的杂散光图案W的照射范围根据记录层Y(层间杂散光束LN在其上反射)和目标记录层YT之间的间隙而不同。
具体而言,在光电检测器19中,当记录层Y和目标记录层YT之间的间隙较大时,杂散光图案W的照射范围增大。相反,当该间隙较小时,杂散光图案W的照射范围减小。
换言之,紧接着光盘100插入之后,当形成在光盘100中的记录层Y的数量未知时,可以基于杂散光图案W的形成范围来一定程度地识别光盘100中记录层Y的数量。
具体而言,在光电检测器19中,如图7A和7B所示,杂散光图案W10和W30两者都照射为覆盖在光接收单元D1的杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S上。
另一方面,在光电检测器19中,当光盘100仅具有一个记录层Y时,因为原理上不会产生层间杂散光束LN,所以没有杂散光图案覆盖在光接收单元D1的杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S上。
因此,信号处理单元4的介质识别信号计算电路4M识别由光接收单元D1的杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S产生的光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S是否等于或大于预定阈值。
当光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S等于或大于阈值时,介质识别信号计算电路4M识别为在杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S中形成杂散光图案W,因而光盘100包括两个以上记录层Y。
另一方面,当光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S小于阈值时,介质识别信号计算电路4M识别为在杂散光接收区域D1P、D1Q、D1R和D1S中未形成杂散光图案W,因而光盘100仅包括一个记录层Y。
以此方式,光盘装置1的信号处理单元4适于基于光接收信号S1P、S1Q、S1R和S1S来识别是否存在杂散光图案,并根据识别的结果来识别光盘100是包括一个记录层Y还是包括两个以上记录层Y。
1-6.操作和效果 在如上解释的构造中,光盘装置1的光学拾取器7将光束L1照射在光盘100上,并用全息元件17将反射光束LR分离。
全息元件17使由零阶光形成的反射光束LR0基本笔直地行进,并在各个区域17A至17E(图4A)中使由一阶光形成的反射光束LR1衍射。
全息元件17使反射光束LR1A和LR1B在竖直方向上衍射,使反射光束LR1C和LR1D在水平方向上衍射,并使反射光束LR1E在倾斜方向上衍射。
根据反射光束的衍射,光电检测器19用光接收单元D1的光接收区域D1A至D1E接收反射光束LR0,并产生光接收信号S1A至S1D。光电检测器19用光接收单元D2的光接收区域D2A和D2B来分别接收反射光束LR1A和LR1B,并产生光接收信号S2A和S2B。此外,光电检测器19用光接收单元D3的光接收区域D3C和D3D来分别接收反射光束LR1C和LR1D,并产生光接收信号S3C和S3D。
信号处理单元4基于由前置放大器22放大的光接收信号,用聚焦误差信号计算电路4F根据方程1来计算聚焦误差信号SFE1。信号处理单元4用寻轨误差信号电路4T根据方程2来计算寻轨误差信号STE1,并将聚焦误差信号SFE1和寻轨误差信号STE1供应至伺服控制单元3A. 伺服控制单元3A基于聚焦误差信号SFE1用聚焦控制单元3AF产生聚焦驱动信号SFD1,并将聚焦驱动信号SFD1供应至聚焦致动器9F,从而执行聚焦控制。
伺服控制单元3A基于寻轨误差信号STE1用寻轨控制单元3AT产生寻轨驱动信号STD1,并将寻轨驱动信号STD1供应至寻轨致动器9T,从而执行寻轨控制。
因此,光盘装置1能够用光电检测器19的光接收单元D2和D3来接收反射光束LR1A、LR1B、LR1C和LR1D,并能够基于通过利用作为光接收结果的光接收信号S2A、S2B、S3C和S3D产生的寻轨误差信号STE1来执行寻轨控制。
通常,在单光束推挽法中,为了提高再现RF信号SRF的信号水平,根据全息元件17的衍射作用,将由零阶光形成的反射光束LR0的光强设定为高于由一阶光形成的反射光束LR1的光强。
根据光强的升高,在光电检测器19中,由一阶光形成的反射光束LR1A、LR1B、LR1C1、LR1C2、LR1D1和LR1D2的照射强度变为相对较低,并且光接收信号S1A的S/N(信号/噪声)比等也变为相对较低。
因此,在光盘装置1中,当杂散光图案W覆盖在光电检测器19中用于接收一阶光的光接收区域D2A、D2B、D3C和D3D上时,容易使寻轨误差信号STE1的精度显著降低。
另一方面,全息元件17使包含大量推挽分量的反射光束LR1A和LR1B以及包含大量透镜偏移分量的反射光束LR1C和LR1D在彼此不同的方向上衍射。因此,光电检测器19能够防止由区域17A和17B形成的杂散光图案照射在光接收单元D3上,并防止由区域17C和17D形成的杂散光图案照射在光接收单元D2上。
因此,在光电检测器19中,光接收单元D2仅必须被设计为避开由零阶光以及区域17A和17B引起的杂散光图案W。光接收单元D3仅必须被设计为避开由零阶光以及区域17C和17D引起的杂散光图案W。因此,可以使设计难度降低。
此外,在光电检测器19中,光接收单元D2在从基准点P观察的竖直方向上布置。光接收区域D2A和D2B在竖直方向上并排布置,使得光接收区域D2A和D2B在水平方向上被设定在间隙u2(图7B)内。
因此,如图7A和7B所示,在光电检测器19中,通过用全息元件17的区域17A和17B使层间杂散光束LN衍射形成的杂散光图案W未覆盖在光接收区域D2A和D2B上。杂散光图案W是杂散光图案W3A和W3B(图7A)和杂散光图案W1A和W1B(图7B)。
具体而言,在光电检测器19中,即使由于全息元件17中的栅距的误差和光束L1的波长偏移之类的因素导致衍射角偏离设计值,杂散光图案W也不会覆盖在光接收区域D2A和D2B上。
具体而言,在光盘装置10中,通常,在光接收信号S2A和S2B中不会存在层间杂散光束LN的影响。
在光电检测器19中,光接收单元D3在从基准点P观察的水平方向上布置。光接收区域D3C和D3D在水平方向上并排布置,使得光接收区域D3C和D3D在竖直方向上被设定在间隙u3(图7B)内。
因此,在光电检测器19中,如图7A和7B所示,通过用全息元件17的区域17C1、17C2、17D1和17D2使层间杂散光束LN衍射形成的杂散光图案W不覆盖在光接收区域D3C和D3D上。杂散光图案W是杂散光图案W3C1、W3C2、W3D1和W3D2(图7A)和杂散光图案W1C1、W1C2、W1D1和W1D2(图7B)。
具体而言,在光电检测器19中,即使由于全息元件17中的栅距的误差和光束L1的波长偏移之类的因素导致衍射角偏离设计值,杂散光图案W也不会覆盖在光接收区域D3C和D3D上。
具体而言,在光盘装置10中,通常,在光接收信号S3C和S3D中也不会存在层间杂散光束LN的影响。
因此,可以认为在通过利用光接收信号S2A、S2B、S3C和S3D计算得到的寻轨误差信号STE1中几乎不存在层间杂散光束LN的影响。
以此方式,在光电检测器19中,光接收区域D2A、D2B、D3C和D3D被布置为使得由光盘100中距目标记录层YT具有不同层间隙的多个记录层Y引起的杂散光图案W能够被有效地避开。因此,在光盘装置1中,寻轨误差信号STE1的精度难以劣化。
此外,用于杂散光检测的杂散光检测区域D2P和D2Q设置在光电检测器19的光接收单元D2中。用于杂散光检测的杂散光接收区域D3R和D3S设置在光接收单元D3中。
根据设置杂散光接收区域的情况,在信号处理单元4的寻轨误差信号计算电路4T中,在方程2的后半部分中设置项α{(S2P-S2Q)-j(S3R-S3S)}。
因此,在信号处理单元4中,即使当由于某些因素导致杂散光图案W覆盖在光接收区域D2A和D2B或者D3C和D3D上因而在光接收信号S2A、S2B、S3C或S3D中包含层间杂散光束LN的影响时,可以有效地去除该影响。
此外,根据汇聚透镜16和全息元件17的设计,光学拾取器7将照射在光电检测器19的光接收区域D2、D3和D4上的反射光束LR1A等汇聚为点状光束点。因此,光学拾取器7能够缩减光电检测器19中光接收区域的面积并在发生物镜8的偏移时缩减光点的移动量。
光学拾取器7将杂散光图案汇聚为经可能小。因此,可以减小杂散光W的照射范围。
根据上述构造,光盘装置1的光学拾取器7用全息元件17使反射光束LR衍射,使由零阶光形成的反射光束LR0基本笔直地行进,并用光电检测器19的光接收单元D1检测反射光束LR0,以产生光接收信号S1A至S1D。光学拾取器7将一阶光中具有纵向长形的反射光束LR1A和LR1B在竖直方向上衍射,用光接收单元D2的光接收区域光接收区域D2A和D2B来分别接收反射光束LR1A和LR1B,并产生光接收信号S2A和S2B。此外,7将具有横向长形的反射光束LR1C和LR1D在水平方向上衍射。光学拾取器7用光接收单元D3的光接收区域D3C和D3D来分别接收反射光束LR1C和LR1D,并产生光接收信号S3C和S3D。因此,光盘装置1可以产生其中将分别由来自多个记录层Y的层间杂散光束LN形成的杂散光图案W的影响去除的寻轨误差信号STE1,并能够精确地执行寻轨控制。
2.第二实施例 根据本发明的第二实施例的光盘装置30与根据第一实施例的光盘装置1的不同之处在于,光盘装置30包括信号处理单元34、光学拾取器37、全息元件47、以及光电检测器49来代替信号处理单元4、光学拾取器7、全息元件17、以及光电检测器19。
信号处理单元34执行预定的演算处理,从而产生聚焦误差信号和寻轨误差信号,并将聚焦误差信号和寻轨误差信号供应至信号处理单元4。但是,演算处理的一部分细节与信号处理单元4不同(后文详细解释)。
如与图4A和4B对应的图9A和9B所示,光学拾取器37的全息元件47与光学拾取器7的全息元件17的不同之处在于形成在区域47A和47B中的衍射元件的类型。
具体而言,区域47A和47B由闪耀全息图形成,并适于位于区域47A和47B上的反射光束LR的基本全部都作为一阶光衍射,并形成作为反射光束LR1A和LR1B的部分。
区域47C1、47C2、47D1和47D2被设计为使得与第一实施例相比,由一阶光形成的反射光束LR1C1、LR1C2、LR1D1和LR1D2的衍射角较小。反射光束LR1A至LR1D的照射状态如图10示意性地示出。
如与图7A对应的图11所示,光电检测器49与光电检测器19的不同之处在于光接收单元D3设置在光接收单元D1附近的位置。
在实践中,例如,层间杂散光束LN3照射在光电检测器49上,形成与如图7A所示的杂散光图案W3对应的杂散光图案W5。
当杂散光图案W5与杂散光图案W3(图7A)相比时,由零阶光形成的杂散光图案W50具有通过从与杂散光图案W50对应的杂散光图案W30删除与全息元件47的区域47A和47B相当的部分而形成的形状。这是因为在区域47A和47B中几乎不产生零阶光。
与杂散光图案W30相比,杂散光图案W50具有在水平方向上更少延伸的形状。因此,在光电检测器49中,虽然光接收单元D3在光接收单元D1附近,但是防止杂散光图案W50位于光接收单元D3上。
另一方面,信号处理单元34通过使用预定系数“γ”根据代替方程4的方程5来计算再现RF信号SRF。
方程5 SRF=S1A+S1B+S1C+S1D+γ(S2A+S2B) 在第二实施例中,反射光束LR的所谓推挽分量的基本大部分都作为由一阶光形成的反射光束LR1A和LR1B照射在光接收单元D2的光接收区域D2A和D2B上。
因此,与方程4相比,在方程5中,添加了项γ(S2A+S2B)。
其他方面,光盘装置30被配置为与根据第一实施例的光盘装置1基本相同。
在上述构造中,根据第二实施例的光盘装置30的光学拾取器37将光束L1照射在光盘100上,并用全息元件47将由光盘100反射的反射光束LR分离。
全息元件47使由零阶光形成的反射光束LR0在除了区域47A和47B(图9A)以外的部分中基本笔直地行进,并在各个区域47A至47E中使由一阶光形成的反射光束LR1衍射。
全息元件47使反射光束LR1A和LR1B在竖直方向上衍射,使反射光束LR1C和LR1D在水平方向上衍射,并使反射光束LR1E在倾斜方向上衍射。
根据反射光束的衍射,光电检测器49接收反射光束LR0,并用光接收单元D1的光接收区域光接收区域D1A至D1D产生光接收信号S1A至S1D。光电检测器49用光接收单元D2的光接收区域D2A和D2B来分别接收反射光束LR1A和LR1B,并产生光接收信号S2A和S2B。此外,光电检测器49用光接收单元D3的光接收区域D3C和D3D来分别接收反射光束LR1C和LR1D,并产生光接收信号S3C和S3D。
信号处理单元34用聚焦误差信号计算电路4F根据方程1来计算聚焦误差信号SFE1。信号处理单元34用寻轨误差信号计算电路4T根据方程2来计算寻轨误差信号STE1,并将聚焦误差信号SFE1和寻轨误差信号STE1供应至伺服控制单元3A。
如第一实施例中那样,伺服控制单元3A执行聚焦控制和寻轨控制。
因此,光盘装置30能够用光电检测器49的光接收单元D2和D3来接收反射光束LR1A、LR1B、LR1C和LR1D,并能够基于通过利用作为光接收结果的光接收信号S2A、S2B、S3C和S3D产生的寻轨误差信号STE1来执行寻轨控制。
在光电检测器49中,虽然光接收单元D3布置在光接收单元D1附近,但是与全息元件47的区域47A和47B相当的、由零阶光引起的杂散光图案W50的部分被删除。因此,杂散光图案W50不会覆盖在光接收单元D3上。
具体而言,与第一实施例中的全息元件17的区域17C1、17C2、17D1和17D2相比,全息元件47的区域47C1、47C2、47D1和47D2能够将一阶光的衍射角设定得较小。
通常,在全息元件中,当衍射角被设定为较大时,光栅的栅距需要设定得较精细。这容易对设计或制造带来限制。另一方面,在根据第二实施例的全息元件47中,对于区域47C1、47C2、47D1和47D2能够将光栅的栅距设定得较粗糙。因此,可以减少对设计或制造的限制。
此外,光盘装置30能够用光接收单元D1的光接收区域D1A至D1D来接收几乎不包括推挽分量的反射光束LR0。光盘装置30能够基于通过利用作为光接收结果的光接收信号S1A至S1D产生的聚焦误差信号SFE1,在抑制了由推挽分量引起的扰动(所谓寻轨误差年向聚焦误差信号的泄漏)的情况下,执行稳定的聚焦控制。其他方面,光盘装置30可以实现与第一实施例中相同的操作和效果。
根据上述构造,光盘装置30的光学拾取器37用全息元件47使反射光束LR衍射,使除了与区域47A和47B相当的部分之外的、由零阶光形成的反射光束LR0基本笔直地行进,并产生由光电检测器49的光接收单元D1检测到的光接收信号S1A至S1D。光学拾取器37将一阶光的反射光束LR1A和LR1B在竖直方向上衍射,用光接收单元D2的光接收区域D2A和D2B接收反射光束LR1A和LR1B,并产生光接收信号S2A和S2B。此外,光学拾取器37将一阶光的反射光束LR1C和LR1D在水平方向上衍射,用光接收单元D3的光接收区域D3C和D3D来接收反射光束LR1C和LR1D,并产生光接收信号S3C和S3D。因此,如在第一实施例中,光盘装置30可以产生其中将分别由来自多个记录层Y的层间杂散光束LN形成的杂散光图案W的影响去除的寻轨误差信号STE1,并能够精确地执行寻轨控制。
3.第三实施例 3-1.光盘装置的构造 根据本发明的第三实施例的光盘装置50(图1)与根据第一实施例的光盘装置1的不同之处在于,设置伺服控制单元53A、信号处理单元54、以及光学拾取器57来代替伺服控制单元3A、信号处理单元4、以及光学拾取器7。
如图12所示,伺服控制单元53A与根据第一实施例的伺服控制单元3A(图2)的不同之处在于,设置球面像差控制单元53AS代替球面像差控制单元3AS。其他方面,伺服控制单元53A与伺服控制单元3A相同。
信号处理单元54包括与信号处理单元4的演算电路对应的演算电路。但是,信号处理单元54中的演算处理与信号处理单元4中的演算处理不同(后文详细解释)。
3-2.光学拾取器的构造 光学拾取器57与光学拾取器7(图2)的不同之处在于,设置球面相差校正单元64、复合全息元件67、以及光电检测器69来代替球面相差校正单元14、全息元件17、以及光电检测器19。
球面相差校正单元64通过由凸透镜形成并位于固定位置的固定透镜64F和由凹透镜形成并可以在沿着光束L1的光轴的方向上移动的可动透镜64M而被配置为所谓伽利略式光束扩展器。可动透镜64M适于基于来自伺服控制单元53A的球面像差控制单元53AS的控制而移动。
在实践中,球面相差校正单元64用可动透镜64M使光束L1扩散一次,然后用固定透镜64F使光束L汇聚。
因此,与第一实施例中的球面相差校正单元14相似,球面相差校正单元64适于预先向光束L施加具有与当光束L被汇聚并到达光盘100的目标记录层YT时发生的球面像差相反性质的球面像差。
设置复合全息元件67来代替光学拾取器7中的全息元件17(图2),并且从偏振分束器13观察,复合全息元件67布置在汇聚透镜16的前方。
如图13的示意性剖视图所示,复合全息元件67具有其中堆叠了半波板67A、偏振全息图67B和偏振全息图67C的一体构造。
在实践中,使反射光束LR从偏振分束器13作为S偏振光的光束入射。在图13中,由S偏振光形成的反射光束LR的偏振方向被表示为与纸面垂直的方向。
半波板67A使反射光束LR的偏振方向转过预定角,从而将S偏振光分量减少到预定比率,并使其余的S偏振光作为P偏转光分量入射在偏振全息图67B上。
偏振全息图67B适于对光束的特定偏振方向分量施加衍射作用。在实践中,偏振全息图67B适于对反射光束LR的仅P偏振光分量施加衍射作用,并使得S偏振光分量透射而不对其施加作用。
如与图4A对应的图14A所示,根据与全息元件17相同的划分模式将偏振全息图67B划分为区域67BA、67BB、67BC1、67BC2、67BD1、67BD2和67BE。
如与图4B对应的图14B所示,在区域67BA至67BE中,形成衍射光栅并设定其衍射方向。在区域67BA、67BB和67BE中的一阶光的衍射方向被设定为与区域17A、17B和17E中的相同。区域67BC1、67BC2、67BD1和67BD2中的一阶光的衍射方向与区域17C1、17C2、17D1和17D2中的相反。
具体而言,通过将反射光束LR衍射为基本仅一阶光的闪耀全息图来形成偏振全息图67B。偏振全息图67B适于在各个区域中使反射光束LR的S偏振光分量直接透射,并使P偏振光分量衍射。
偏振全息图67C适于对与偏振全息图67B不同的偏振方向分量施加衍射作用,对反射光束LR的仅S偏振光分量施加衍射作用,并使P偏振光分量透射而不对其施加作用。
如图15A所示,偏振全息图67C被配置为均匀衍射光栅。如图15B所示,偏振全息图67C适于使一阶光在倾斜方向(即,与偏振全息图67B的区域67BE垂直的方向)上衍射。偏振全息图67C由所谓二进制全息图形成,并适于将光束分离为零阶光和正负一阶光。
在实践中,如图16所示,偏振全息图67C对反射光束LR中透射通过偏振全息图67B的S偏振光分量(此后称为反射光束LRS)施加衍射作用。
复合全息元件67使由零阶光形成的反射光束LRS0笔直行进,并使由正一阶光形成的反射光束LRS+1和由负一阶光形成的反射光束LRS-1分别在倾斜方向(即,与竖直方向和水平方向两者均不同的方向)上衍射。
偏振全息图67C使反射光束LR的P偏振光分量(即,在各个区域中衍射的反射光束LRPA至LRPE)直接透射而不对其施加衍射作用。
汇聚透镜16将从复合全息元件67出射的反射光束LRPA至LRPE、LRS0以及LRS+1和LRS-1汇聚,并使反射光束入射在柱面透镜18上。
如在第一实施例中,柱面透镜18对由零阶光形成的反射光束LRS0、由正一阶光形成的反射光束LRS+1、以及由负一阶光形成的反射光束LRS-1施加像散,并使这些反射光束照射在光电检测器69上。
柱面透镜18还根据其光学特性向由一阶光形成的反射光束LRPA至LRPE施加像散。但是,当反射光束LRPA至LRPE在偏振全息图67B中衍射时,预先向反射光束施加用于补偿像散的像差。
因此,在反射光束LRPA至LRPE从柱面透镜18出射时的时间点,反射光束LRPA至LRPE不具有像差。
如图17所示,光电检测器69具有与光电检测器19(图7A和7B)部分相似的构造。与光电检测器19相同的光接收单元D1、D2和D4设置在光电检测器69中。
具体而言,光电检测器69用光接收单元D1的光接收区域D1A至D1D接收反射光束LRS0,并用光接收单元D2的光接收区域D2A和D2B来分别接收LRPA和LRPB。此外,光电检测器69用光接收单元D4的光接收区域D4A至D4D接收反射光束LRPE。
在光电检测器69中,设置光接收单元D13代替光电检测器19的光接收单元D3。与光接收单元D3相似,光接收单元D13在基准点P的水平方向上布置。但是,光接收单元D13布置在以假想直线VL1设定为对称中心而与光接收单元D3对称的位置。
在光接收单元D13中,设置了分别与光接收区域D3C和D3D对应的光接收区域D13C和D13D,以及分别与光接收区域D3R和D3S对应的光接收区域D13R和D13S。
光接收区域D13C适于接收反射光束LRPC1和LRPC2(此后统称为反射光束LRPC),并产生光接收信号S3C。光接收区域D13D适于接收反射光束LRPD1和LRPD2(此后统称为反射光束LRPD),并产生光接收信号S3D。
查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利