光集成元件、光检测方法、光拾取器以及光盘装置的制作方法

文档序号:6758838阅读:125来源:国知局
专利名称:光集成元件、光检测方法、光拾取器以及光盘装置的制作方法
技术领域
本发明涉及光集成元件、光检测方法、光拾取器以及光盘装置,例如适用于向光盘记录信息并且从该光盘再现信息的光盘装置。

背景技术
以往,在光盘装置中,如下光盘装置得到了广泛普及从搭载于光拾取器中的激光二极管中射出光束,经由物镜将该光束照射到光盘,并且读取其反射光,从而再现信息。
另外,在光盘装置中,对该光盘照射光束,使该光盘的局部的反射率等变化,从而可以进行信息的记录。
一般,光盘装置通过进行物镜的伺服控制,使光束的焦点对准光盘中的期望的目标位置。
实际上,光盘装置根据反射光的受光结果,生成表示聚焦方向以及跟踪方向上的光束的焦点位置与目标位置的偏离量的聚焦错误信号以及跟踪错误信号。另外,聚焦方向表示接近或远离光盘的方向,跟踪方向表示光盘的半径方向。
光盘装置使用该聚焦错误信号以及跟踪错误信号来进行物镜的伺服控制。即,在光盘装置中,该聚焦错误信号、跟踪错误信号等错误信号中的质量左右伺服控制的精度。
特别,在光盘装置中,知道通过向跟踪方向的伺服控制而物镜向跟踪方向移动、即产生了所谓的透镜移位(lens shift)的情况下,反射光的受光位置也移动,所以错误信号的质量降低。
因此,在光盘装置中,提出了如下光盘装置故意地截断或分离反射光的一部分并通过多个受光区域受光,从而检测透镜移位量,使其反映在各错误信号中,由此提高质量(例如参照专利文献1)。
专利文献1日本特开2007-265595号公报(图5) 在上述光盘装置中,可以通过使用衍射光栅来分离反射光的一部分。
但是,在光盘装置中,由于组装精度等问题,而有时衍射光栅的安装位置从适合的位置偏离。
在这样的情况下,在光盘装置中,由于反射光相对衍射光栅的入射位置偏离,而无法正确地检测透镜移位量。其结果,光盘装置存在如下问题错误信号的质量降低,与其相伴而伺服控制的精度也降低。


发明内容
本发明是考虑以上点而完成的,其目的在于提供一种可以生成能够进行高精度的伺服控制的检测信号的光集成元件、光检测方法以及光拾取器以及可以进行高精度的伺服控制的光盘装置。
为了解决上述课题,本发明的光集成元件,具有 光源,射出光束; 分割导光部,将通过沿着切线方向形成了轨道的光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及 受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上的区域,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
由此,根据本发明的光集成元件,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在规定的信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,本发明的光集成元件可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。
另外,本发明的光检测方法,具有 射出步骤,从规定的光源射出光束; 分割导光步骤,将通过沿着切线方向形成了轨道的光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及 受光步骤,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上的区域,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
由此,根据本发明的光检测方法,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在规定的信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,在本发明的光检测方法中,可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。
进而,本发明的光拾取器,具有 光源,射出光束; 物镜,对沿着切线方向形成了轨道的光盘,会聚上述光束而进行照射; 分割导光部,将通过上述光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及 受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
由此,根据本发明的光拾取器,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在规定的信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,本发明的光拾取器可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。
进而,本发明的光盘装置,其特征在于,具有 光源,射出光束; 物镜,对沿着切线方向形成了轨道的光盘,会聚上述光束而照射; 分割导光部,将通过上述光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及 受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号; 信号处理部,根据上述检测信号,生成表示上述光束的焦点与该光束的焦点应形成的目标位置的偏差量的错误信号;以及 驱动部,根据上述错误信号对上述物镜进行驱动控制。
由此,根据本发明的光盘装置,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在规定的信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,本发明的光盘装置可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。
根据本发明,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在规定的信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。这样,本发明可以实现可以生成能够进行高精度的伺服控制的检测信号的光集成元件、光检测方法以及光拾取器。
另外,根据本发明,即使反射光束的光轴在切线方向上偏离,也可以在信号处理部中,通过连结光束中的由与端部光束相等的光检测器检测的光强度的信号分量,来校正残余光束中的由与端部光束对应的光检测器检测的光强度的信号分量。其结果,可以提高根据两个端部光束的检测结果计算的透镜移位量的检测精度,还可以提高所计算的各错误信号的精度。这样,本发明可以实现可以进行高精度的伺服控制的光盘装置。



图1是示出光盘装置的结构(1)的示意的立体图。
图2是示出光盘装置的结构(2)的示意图。
图3是示出光拾取器的结构(1)的示意的立体图。
图4是示出光拾取器的结构(2)的示意图。
图5是示出反射光束中的光束的截面形状的示意图。
图6是示出第一实施方式中的光束分割部以及光检测部的结构(1)的示意图。
图7是用于说明第一光学系统的光束的分割的示意图。
图8是用于说明通过光束分割部实现的焦点位置的移动的示意图。
图9是用于说明SSD法中的光斑形状的变化的示意图。
图10是示出透镜移位与光斑形状的关系(1)的示意图。
图11是示出透镜移位与光斑形状的关系(2)的示意图。
图12是示出透镜移位与光斑形状的关系(3)的示意图。
图13是示出形成在光检测部中的光斑的形状(1)的示意图。
图14是示出形成在光检测部中的光斑的形状(2)的示意图。
图15是示出第一实施方式中的光束分割部以及光检测部的结构(2)的示意图。
图16是示出虚拟的光学系统中的光束分割部以及光检测部的结构的示意图。
图17是示出虚拟的光学系统的光检测部中形成的光斑的形状(1)的示意图。
图18是示出虚拟的光学系统的光检测部中形成的光斑的形状(2)的示意图。
图19是示出第二实施方式的光拾取器的结构的示意图。
图20是示出第二实施方式的光束分割部以及光检测部的结构的示意图。
图21是示出光束中的光强度特性的示意图。
图22是示出第二实施方式的光检测部的结构的示意图。
图23是示出其它实施方式的光束分割部的结构(1)的示意图。
图24是示出其它实施方式的光束分割部的结构(2)的示意图。
图25是示出其它实施方式的光束分割部的结构(3)的示意图。
图26是示出其它实施方式的光束分割部的结构(4)的示意图。
标号说明 1、101光盘装置 6、106光拾取器 6B、106B BD光学系统 8致动器 9、9B物镜 11控制部 12驱动控制部 13信号处理部 21、121光集成元件 43激光二极管 44光探测器(photo detector) 51、151光束分割部 51F1、51F2、51F3、51E1、51E2、151F1、151F2、151F3、151E1、151E2区域 52光检测部 52A、52B光检测器组 52K1、52K2、52L1、52L2、52M1、52M2、52N1、52N2、52W、52Z光检测器 100光盘 L1、L2光束 L3、L4、L5、L6反射光束 T4、T4P、T4M、T4PF、T4PE、T4MF、T4ME、T14、T14P、T14M、T14PF、T14PE、T14MF、T14ME光斑
具体实施例方式 以下,参照附图对具体实施方式
(以下设为实施方式)进行说明。另外,按照以下顺序进行说明。
1.第一实施方式(使用了光盘装置、光集成元件的例子) 2.第二实施方式(组合了光盘装置、多个光学元件的例子) 3.其它实施方式 (1.第一实施方式) (1-1.光盘装置的结构) 图1所示的光盘装置1可以向光盘100记录信息,并且从该光盘100中再现信息。
实际上,光盘装置1可以应对CD(Compact Disc,高密度盘)方式的光盘100C、DVD(Digital Versatile Disc,数字通用盘)方式的光盘100D或BD(Blu-ray Disc,注册商标)方式的光盘100B中的任意一个。
该光盘装置1作为整体构成为薄型,在覆盖外周的筐体部2的内部,经由未图示的滑动机构嵌入了托盘(tray)部3。
另外,假设将光盘装置1搭载于例如薄型的笔记本型计算机装置等中。在该情况下,将筐体部2固定在该笔记本型计算机装置的筐体等中。
托盘部3在进行光盘100的记录或再现时收容在筐体部2内,在卸下该光盘100时如图1所示向筐体部2的外部滑动而露出。
另外,在托盘部3中,设置有经由旋转台4T对光盘100进行旋转驱动的主轴电动机4M;以及通过进给电动机5M以及丝杆(leadscrew)5S等而在该光盘100的径向上移动的光拾取器6。
进而,在托盘部3的内部,嵌入了安装有各种电子部件的电子电路基板7。该电子电路基板7如图2所示作为对整体进行总体控制的控制部11、对主轴电动机4M等进行驱动的驱动控制部12以及进行各种信号处理的信号处理部13等发挥功能。
控制部11对光盘装置1进行总体控制。该控制部11由未图示的CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、存储有各种程序等的ROM(Read Only Memory,只读存储器)、以及用作该CPU的作业区域的RAM(Random Access Memory,随机访问存储器)构成。
实际上,控制部11通过执行各种程序,经由驱动控制部12对主轴电动机4M进行旋转驱动,使安装在旋转台4T上的光盘100以期望的速度旋转。另外,控制部11通过经由驱动控制部12对进给电动机5M进行驱动,沿着丝杆5S以及滑动轨5L等使光拾取器6在朝向光盘100的内周侧或外周侧的方向即跟踪方向上大幅移动。
进而,控制部11经由驱动控制部12对光拾取器6的致动器8进行驱动控制。由此,控制部11使搭载有物镜9的透镜保持器10在接近或远离光盘100的方向即聚焦方向上移动,并且在跟踪方向上小幅移动,而进行该物镜9的位置调整。
另外,在透镜保持器10中,设置有应对BD方式的光盘100B的物镜9B;以及应对DVD方式的光盘100D以及CD方式的光盘100C这双方的物镜9D。为便于说明,以下将物镜9B以及物镜9D总称为物镜9。
控制部11例如在向光盘100记录信息的情况下,通过将该信息供给给信号处理部13而实施规定的编码处理以及调制处理等,生成与该信息对应的激光控制信号CL,并将其供给给光拾取器6。
光拾取器6根据从信号处理部13供给的激光控制信号CL,射出光强度比较大的信息记录用的光束L1。接下来,光拾取器6经由位置调整后的物镜9将该光束L1照射到光盘100。由此,光拾取器6可以向该光盘100记录信息。
另外,控制部11在从光盘100再现信息的情况下,通过从信号处理部13向光拾取器6供给激光控制信号CL,从该光拾取器6对光盘100照射光强度较小的信息再现用的光束L1。与此同时,光拾取器6对反射该光束L1而成的反射光束L2进行检测,生成与该检测结果对应的检测信号U并将其供给给信号处理部13。
信号处理部13通过根据检测信号U生成再现RF信号SRF,并对其实施规定的解调处理、解码处理等,可以再现记录在光盘100中的信息。
进而,信号处理部13通过根据检测信号U生成聚焦错误信号SFE以及跟踪错误信号STE,并将它们供给给驱动控制部12,进行物镜9的聚焦控制以及跟踪控制(将再后面详述)。
这样,光盘装置1在进行了光拾取器6中的物镜9的位置调整之后,经由该物镜9将光束L1照射到光盘100,从而可以进行信息的记录或再现。
(1-2.光拾取器的结构) 如图3所示,光拾取器6以拾取器基座20为中心而构成。该拾取器基座20成为如下形状,作为整体构成为扁平的板状,并且与由扁平的圆柱状构成的主轴电动机4M以及旋转台4T(图1)对应地,内周侧被切成圆弧状。另外,拾取器基座20在其内部设置有各种光学部件。
实际上,光拾取器6包括两个系统的光学系统、即与BD方式的光盘100B对应的BD光学系统6B、和与DVD方式的光盘100D以及CD方式的光盘100C这双方对应的DVD/CD光学系统6D。
BD光学系统6B如与图3对应的图4的示意图所示,由光集成元件21、1/4波长板22、准直透镜23以及上述物镜9B构成。
在光集成元件21中,多个光学元件等构成为一体,射出用于向光盘100照射的光束L1,并且接收由该光盘100反射的反射光束L2,输出与该受光结果对应的检测信号U。
光集成元件21以构成为大致平板状的保持基板41为中心而构成。保持基板41由陶瓷等材料构成,在其下面41A(图4中的下侧的面)经由大致长方体状的激光器保持器42,安装了由所谓CAN封装构成的激光二极管43。
激光二极管43在其内部具有激光芯片,可以从该激光芯片的端面作为由波长约405(nm)的发散光构成的激光而射出光束L1。另外,在第一实施方式中,以下,设为光束L1中的光强度一样而进行说明。
另外,保持基板41设置有用于使该光束L1从下面41A侧向作为其相反面的上面41B侧通过的孔部41H。
另一方面,在拾取器基座20(图3)中,设置有激光驱动器24。该激光驱动器24根据从信号处理部13供给的激光控制信号CL,生成应供给给激光二极管43的激光驱动信号DL。
实际上,激光二极管43在从激光驱动器24接收到激光驱动信号DL的供给时,射出由与该激光驱动信号DL的电压、电流对应的光强度构成的波长约405(nm)的光束L1。另外,调整激光二极管43的安装角度,以使例如光束L1中的P偏振分量成为大约90%且S偏振分量成为大约10%。
光束L1通过保持基板41的孔部41H,从而朝向该保持基板41的上面41B侧行进。
在保持基板41的上面41B侧,依次层叠安装有间隔件45、复合透镜46以及层叠棱镜47。
间隔件45通过对规定的树脂材料进行射出成型而作为整体成型为大致长方体状,并且设置有在图的上下方向上贯通的孔部45H1以及45H2。另外,将间隔件45通过规定的粘接剂粘接固定在保持基板41的上面41B。
复合透镜46通过对透明的树脂材料进行射出成型而作为整体成型为大致长方体状,并且设置有在图的上下方向上贯通的孔部46H。
孔部46H在光束L1的通过部分形成为大致圆锥台状的空间,其上底面大于下底面,以使由发散光构成的光束L1的束直径随着向上方行进而扩大。
另外,与间隔件45的情况同样地,将复合透镜46通过规定的粘接剂粘接固定在该间隔件45的上面。
实际上,光束L1依次通过间隔件45的孔部45H1以及复合透镜46的孔部46H,而入射到层叠棱镜47。
在层叠棱镜47中,透明的树脂材料经由多个接合面分别接合,作为整体形成为大致长方体状。另外,与复合透镜46以及间隔件45的情况同样地,将层叠棱镜47通过规定的粘接剂粘接固定在该复合透镜46的上面。
在层叠棱镜47的各接合面中,形成有使光束分别以规定的透射率以及反射率透射以及反射的反射膜47A、47B以及47C。
反射膜47A成为根据光的偏振方向而反射率以及透射率不同的所谓偏振分束器,例如使光束的P偏振分量大致全部透射,另一方面使S偏振分量大致全部反射。
实际上,层叠棱镜47在反射膜47A中使光束L1的P偏振分量透射而入射到1/4波长板22,并且使S偏振分量反射而入射到光强度调整用光检测部(未图示)。
光强度调整用光检测部根据入射的光束L1的光强度来生成光强度检测信号,将其供给给激光驱动器24。激光驱动器24根据光强度检测信号来识别从激光二极管43中实际射出的光束L1的射出强度,对激光驱动信号DL进行反馈控制,以使该射出强度与期望的光强度一致。
1/4波长板22使光束在直线偏振与圆偏振之间相互变换,例如对P偏振与左圆偏振进行相互变换,并且对S偏振与右圆偏振进行相互变换。
实际上,1/4波长板22将由P偏振构成的光束L1变换为左圆偏振,并入射到准直透镜23。准直透镜23将由发散光构成的光束L1变换为平行光,并入射到物镜9B。
另外,在拾取器基座20(图3)中,使从光集成元件21射出并依次透射1/4波长板22以及准直透镜23的光束L1向水平方向(即与光盘100的记录面大致平行的方向)行进。
从准直透镜23射出的光束L1被竖立反射镜(raising mirror)25反射,而向垂直方向(即与光盘100的记录面大致垂直的方向)行进,入射到物镜9B(图4)。
物镜9B对光束L1进行会聚,并朝向光盘100照射。此时,在光盘100的记录面反射光束L1,而成为朝向光束L1的相反方向的反射光束L2。
另外,在光盘100的记录面反射反射光束L2时,圆偏振光中的旋转方向被反转,从而成为右圆偏振光。
反射光束L2在通过物镜9B变换为平行光之后,被竖立反射镜25(图3)反射,从而向水平方向行进。进而,如图4所示,通过准直透镜32将反射光束L2变换为会聚光,通过1/4波长板22从右圆偏振光变换为S偏振光(即直线偏振光)之后,入射到光集成元件21。
光集成元件21的层叠棱镜47在反射膜47A中反射由S偏振构成的反射光束L2,并照射反射膜47B。反射膜47B与所谓半透半反镜同样地光的透射率成为约50%,以约50%的比例反射反射光束L2而成为反射光束L3。
在层叠棱镜47的反射膜47B中反射反射光束L3,从而向下方向行进,而入射到复合透镜46。在复合透镜46的上面,在入射了反射光束L3的部位,形成有由衍射光栅构成的光束分割部51。
光束分割部51通过使反射光束L3衍射,而分割为多个光束(在后面详述)。以下,将由光束分割部51分割的多个光束总称为反射光束L4。
从复合透镜46的下面朝向大致下方向射出反射光束L4,通过间隔件45的孔部45H2照射到光探测器44。
光探测器44作为整体构成为薄板状,安装在保持基板41的上面41B。在光探测器44的上面,在照射了反射光束L4的部位,设置有将多个光检测器组合而成的光检测部52。
另外,层叠棱镜47的反射膜47B通过使反射光束L2的大约50%透射而成为反射光束L5。反射光束L5在反射膜47C中反射而向下方向行进,入射到复合透镜46。
在复合透镜46的上面,在入射反射光束L5的部位、即稍微离开光束分割部51的部位,形成有由衍射光栅构成的光束分割部53。光束分割部53通过使反射光束L5衍射,而分割为多个光束(在后面详述)。以下,将由光束分割部53分割的多个光束总称为反射光束L6。
从复合透镜46的下面朝向大致下方向射出反射光束L6,通过间隔件45的孔部45H2而入射到光探测器44。
在光探测器44的上面,在照射了反射光束L6的部位、即稍微远离光检测部52的部位,设置有将多个光检测器组合而成的光检测部54。
光探测器44在光检测部52以及54的各光检测器中,生成与分别接收的光的强度对应的检测信号U。进而,光探测器44通过未图示的放大电路对检测信号U分别进行放大,经由设置在保持基板41的下面41A的端子组41T,将该检测信号U供给给信号处理部13(图2)。
与其对应地,信号处理部13通过对多个检测信号U实施规定的运算处理,分别生成上述聚焦错误信号SFE以及跟踪错误信号STE。
这样,BD光学系统6B从嵌入在光集成元件21中的激光二极管43射出光束L1,经由各种光学部件,照射到BD方式的光盘100。
另外,BD光学系统6B经由各种光学部件通过光集成元件21的光探测器44接收在光盘100的记录面反射光束L1而成的反射光束L2,生成与该受光结果对应的检测信号U。
另外,DVD/CD光学系统6D(图3)作为整体成为与BD光学系统6B类似的结构,具有与光集成元件21、1/4波长板22以及准直透镜23分别对应的光集成元件31、1/4波长板32以及准直透镜33。另外,DVD/CD光学系统6D代替BD光学系统6B中的物镜9B,而使用物镜9D。
DVD/CD光学系统6D与BD光学系统6B同样地,从嵌入在光集成元件31中的激光二极管射出光束,经由各种光学部件,照射到DVD方式或CD方式的光盘100。
另外,DVD/CD光学系统6D与BD光学系统6B同样地,经由各种光学部件通过光集成元件31的光探测器接收在光盘100的记录面反射光束而成的反射光束,生成与该受光结果对应的检测信号U。
(1-3.反射光束) 如图5所示,上述反射光束L2中的光束的截面作为整体成为大致圆形。进而,在该光束的径向方向上的两端附近、即图的左右两侧部分,形成有作为重叠区域的推挽(push pull)区域PP1以及PP2。
在光盘100的记录面反射光束L1时,除了单纯地反射该光束L1而成的反射光以外,还重叠通过形成在该记录面中的轨道的槽结构衍射的反射衍射光,从而形成该推挽区域PP1以及PP2。
另外,在光束L1相对光盘100中的作为目标的轨道的照射位置在跟踪方向上偏离时,在推挽区域PP1以及PP2中,根据轨道的槽结构和衍射的原理,各自的光强度变化。
因此,在光盘装置1中,对推挽区域PP1以及PP2中的光强度分别进行检测(在后面详述),根据该检测结果来进行上述跟踪控制。
(1-4.通过第一光学系统生成检测信号) 光集成元件21如上所述将反射光束L2的一部分通过层叠棱镜47的反射膜47B反射而设为反射光束L3。进而,光集成元件21将反射光束L3通过光束分割部51分割为多个而设为反射光束L4,通过光探测器44的光检测部52进行检测。以下,将由反射膜47B、光束分割部51以及光检测部52构成的光学系统称为第一光学系统21A。
(1-4-1.光束分割部的结构) 第一光学系统21A的光束分割部51如图6(A)所示,在从上面观察时整体形成为大致正方形形状,并分割为多个区域51E1、51E2、51F1、51F2以及51F3。
区域51F1成为将光束分割部51通过虚拟的中心线51X在径向方向上分割成两个时的一侧(图的左侧)中的、包围切线方向上的一端侧(图的上侧)的范围的矩形形状。另外,区域51F2成为以光束分割部51中的虚拟的中心点51Q为中心使区域51F1旋转180度而得到的范围。
实际上,区域51F1被设计成,在向光束分割部51照射了理想的反射光束L3时,该反射光束L2的切线方向上的一端部分中的径向方向上的一侧入射。
另外,区域51F2被设计成,理想的反射光束L3的切线方向上的与区域51F1相反侧的端部分中的径向方向上的相反侧入射。
作为连结区域的区域51F3形成为在切线方向上连接区域51F1以及51F2并且在径向方向上具有规定宽度的长方形形状。
此处,为便于说明,将反射光束L3中的通过区域51F1、51F2以及51F3的部分分别称为反射光束L3F1、L3F2以及L3F3。另外,将反射光束L3中的通过区域51E1的部分根据虚拟延长线51Y1分割而称为反射光束L3E1以及L3E3,将通过区域51E2的部分根据虚拟延长线51Y2分割而称为反射光束L3E2以及L3E4。另外,虚拟延长线51Y1以及51Y2是将区域51F3在切线方向上的两端的边界线分别延长而得到的虚拟的线。
区域51F3被设计成,其面积与区域51E1以及51E2中的反射光束L3的照射面积的合计、即反射光束L3E1以及L3E2的投影面积的合计大致相等。
区域51E1以及51E2由从光束分割部51去除区域51F1、51F2以及51F3而剩余的区域构成,分别形成为大致L字状。
在区域51F1、51F2和51F3(以下将它们总称为区域51F)以及区域51E1以及51E2(以下将它们总称为区域51E)中,分别刻上衍射光栅。
实际上,光束分割部51通过使反射光束L3在径向方向上分别衍射,如图7示意性地所示,大致分为由+1次光构成的反射光束L4P以及由-1次光构成的反射光束L4M。
另外,在区域51F(区域51F1、51F2以及51F3)中,形成有以比较细的光栅间距构成的衍射光栅,在区域51E(区域51E1以及51E2)中,形成有以比较粗的光栅间距构成的衍射光栅。即,在光束分割部51中,使反射光束L3衍射时的衍射角度在区域51F和区域51E中不同。
因此,在区域51F中,使反射光束L3中的照射到区域51F的部分、即反射光束L3F1、L3F2以及L3F3以比较大的衍射角度衍射。由此,区域51F生成由+1次光构成的反射光束L4PF以及由-1次光构成的反射光束L4MF(图7)。
另外,反射光束L4PF由分别通过了区域51F1以及51F2的作为两个端部光束的反射光束L4PF1、L4PF2、和通过了区域51F3的作为连结光束的反射光束L4PF3构成。
相对于此,在区域51E中,使反射光束L3中的照射到区域51E的部分、即反射光束L3E1、L3E2、L3E3以及L3E4以比较小的衍射角度衍射。由此,区域51E生成由+1次光构成的反射光束L4PE以及由-1次光构成的反射光束L4ME(图7)。
另外,作为残余光束的反射光束L4PE由分别通过了区域51E1、51E2、51E3以及51E4的四个反射光束L4PE1、L4PE2、L4PE3以及L4PE4构成。
(1-4-2.光检测部的结构) 另一方面,光检测部52如图6(B)所示,包括与由+1次光构成的反射光束L4P对应的光检测器组52A、和与由-1次光构成的反射光束L4M对应的光检测器组52B。
在作为正光检测器组的光检测器组52A中,从上面观察时其整体形成为大致长方形形状,并且该长方形在切线方向上被三分割,其中央部分成为光检测器52W。
进而,通过在径向方向上分别对光检测器组52A的切线方向上的两端的区域进行二分割,成为光检测器52K1和52L2以及光检测器52L1以及52K2。
另外,在作为负光检测器组的光检测器组52B中,与光检测器组52A同样地,其整体形成为大致长方形形状,并且在切线方向上被三分割,其中央部分成为光检测器52Z。
进而,通过与光检测器组52A同样地在径向方向分别对光检测器组52A的切线方向上的两端的区域进行二分割,成为光检测器52M2和52N1以及光检测器52M1以及52N2。
另外,光束分割部51的区域51F以及51E中分别形成的衍射光栅具有与柱面透镜同样的光学作用,分别在径向方向对反射光束L4PF、L4PE、L4MF以及L4ME进行会聚。
根据上述结构,对光检测器组52A的光检测器52K1、52W以及52L1,如图6(B)所示,照射作为残余光束的反射光束L4PE,从而形成作为整体在径向方向上被压缩而在切线方向上细长的光斑T4PE。
此处,光斑T4PE包括由反射光束L4PE1、L4PE2、L4PE3以及L4PE4分别形成的光斑T4PE1、T4PE2、T4PE3以及T4PE4。
光斑T4PE3以及T4PE4形成为扇形形状,分别形成在光检测器52L1以及52K1内。另外,光斑T4PE1以及T4PE2都形成为在切线方向上延长的大致半椭圆状,都跨越光检测器52L1、52W以及52K1,并且分别与光斑T4PE3以及T4PE4连结。
另外,通过对光检测器组52A的光检测器52K2、52W以及52L2照射反射光束L4PF,仍然形成作为整体在径向方向被压缩而在切线方向细长的光斑T4PF。
此处,光斑T4PF包括由反射光束L4PF1、L4PF2以及L4PF3分别形成的光斑T4PF1、T4PF2以及T4PF3。
光斑T4PF1以及T4PF2形成为扇形形状,分别形成在光检测器52L2以及52K2内。另外,光斑T4PF3形成为长方形形状,以在切线方向上连接光斑T4PF1以及T4PF2的形式,跨越光检测器52L2、52W以及52K2。
进而,通过对光检测器组52B的光检测器52M1、52Z以及52N1照射反射光束L4ME,同样地形成在径向方向被压缩而在切线方向细长的光斑T4ME。
另外,通过对光检测器组52B的光检测器52M2、52Z以及52N2照射反射光束L4MF,仍然形成在径向方向被压缩而在切线方向细长的光斑T4MF。
另外,在第一光学系统21A中,适当地设计通过光束分割部51的区域51F以及51E中分别形成的衍射光栅实现的衍射角度、和光检测器组52A以及52B的大小以及配置。
因此,光斑T4PF以及光斑T4PE(以下将它们总称为光斑T4P)形成在光检测器组52A内,光斑T4MF以及光斑T4ME(以下将它们总称为光斑T4M)形成在光检测器组52B内。
另外,与反射光束L3的虚拟的中心即中心点L3Q(图6(A))对应的中心点L4PQ以及L4MQ分别位于光检测器组52A以及52B的与切线方向相关的虚拟的中心线52Y上。
光检测器组52A的光检测器52K1、52L1、52K2、52L2以及52W分别接收由反射光束L4P形成的光斑T4P的一部分,分别生成与受光量对应的检测信号UK1、UL1、UK2、UL2以及UW。
另外,光检测器组52B的光检测器52M1、52N1、52M2、52N2以及52Z分别接收由反射光束L4M形成的光斑T4M的一部分,生成与各自的受光量对应的检测信号UM1、UN1、UM2、UN2以及UZ。
以下,将光斑T4PF、T4PE、T4MF以及T4ME总称为光斑T4,将检测信号UK1、UL1、UK2、UL2和UW以及检测信号UM1、UN1、UM2、UN2和UZ总称为检测信号U。
光探测器44(图4)如上所述,通过未图示的放大电路对各检测信号U分别进行放大后,经由设置在保持基板41的下面的端子组41T,将该检测信号U送出给信号处理部13(图2)。
(1-4-3.聚焦错误信号的生成) 另外,光盘装置1根据光束L1的对焦状态而使光斑T4P以及T4M的切线方向上的长度变化,进行依照SSD(Spot Size Detecting,光斑大小检测)法的聚焦控制。
实际上,分别形成在区域51F以及51E中的衍射光栅如图8(A)所示,通过作为柱面透镜的作用,在光检测器组52A的跟前侧(图的上方)形成由+1次光构成的反射光束L4P的与切线方向相关的焦点FP。
并且,分别形成在区域51F以及51E中的衍射光栅如图8(B)所示,通过作为柱面透镜的作用,在光检测器组52B的背面侧(图的下方)形成由-1次光构成的反射光束L4M的与切线方向相关的焦点FM。
此处,首先假设光束L1的焦点F1(图4)合焦于光盘100的记录面而焦点偏离量是0的情况、即对焦(on focus)的情况。此时,在光检测部52中,如图9(A)所示,对于形成于光检测器组52A中的光斑T4P、和形成于光检测器组52B中的光斑T4M,切线方向上的长度大致相等。
接下来,假设光束L1的焦点F1(图4)与光盘100的记录面相比合焦于远方的情况、即离焦(defocus)的情况。在该情况下,焦点FP以及FM都向远离光束分割部51的方向(即图8中的下方向)移动。
此时,在光检测部52中,如与图9(A)对应的图9(B)所示,光斑T4P在切线方向上被缩短,另一方面光斑T4M在切线方向上延长。
进而,假设光束L1的焦点F1(图4)合焦于光盘100的记录面的跟前的情况、即离焦的情况。在该情况下,焦点FP以及FM都向接近光束分割部51的方向(即图8中的上方向)移动。
此时,在光检测部52中,如与图9(A)对应的图9(C)所示,与图9(B)的情况相反地,光斑T4P在切线方向上延伸,另一方面光斑T4M在切线方向上被缩短。
在此,可知图9(B)以及(C)中的光斑T4P以及光斑T4M的延长幅度以及缩短幅度分别与光束L1中的离焦量大致成比例。
因此,信号处理部13按照SSD法,通过下式(1)计算聚焦错误信号SFE。
式(1) SFE={UW+(UM+UN)}-{UZ+(UK+UL)} …(1) 此处,中间值UK、UL、UM以及UN分别是通过下式(2)根据检测信号U计算的值。
式(2) UK=UK1+UK2 UL=UL1+UL2 …(2) UM=UM1+UM2 UN=UN1+UN2 这样,信号处理部13可以计算与光束L1的焦点偏离量对应的聚焦错误信号SFE。
(1-4-4.透镜移位信号的生成) 另外,光盘装置1按照专利文献1记载的方法,计算物镜9B的跟踪方向上的移动量、即透镜移位量。
首先,假设如与图6(A)以及(B)分别对应的图10(A)以及(B)所示,反射光束L3的虚拟的中心点L3Q处于光束分割部51的虚拟的中心线51X上的情况、即透镜移位量是0的情况。
另外,在图10(B)中,为便于说明,在径向方向上放大示出了光检测器组52A以及光斑T4PF和T4PE。另外,对于光检测器组52B,由于与光检测器组52A相同,所以省略图示以及说明。
在物镜9B(图4)中的透镜移位量是0的情况下,反射光束L3中的照射到区域51F1以及51F2的面积、即反射光束L3F1以及L3F2的面积大致相等。因此,光斑T4PF中的照射到区域52K2以及52L2的部分的面积相互大致相等。因此,检测信号UL2以及UK2也大致相等。
另外,光斑T4PE中的照射到光检测器组52A的区域52K1以及52L1的部分的面积以及光量也相互大致相等。因此,检测信号UL1以及UK1也大致相等。
接下来,假设如与图10(A)以及(B)分别对应的图11(A)以及(B)所示,由于透镜移位,反射光束L3被照射到沿+rad方向上偏离的位置的情况。另外,反射光束L3的虚拟的中心点L3Q从光束分割部51的虚拟的中心线51X向+rad方向移动。
在该情况下,与(图10(A))相比,反射光束L3中的照射到区域51F2的面积、即反射光束L3F2的面积增加,照射到区域51F1的面积、即反射光束L3F1的面积减少。
因此,光斑T4PF中的光斑T4PF2的面积增加,光斑T4PF1的面积减少。因此,光检测器52K2生成的检测信号UK2的值增加,光检测器52L2生成的检测信号UL2的值减少。
另外,在该情况下,反射光束L3中的反射光束L3E4的面积增加,反射光束L3E3的面积减少。因此,光斑T4PE中的光斑T4PE4的面积增加,光斑T4PE3的面积减少。因此,光检测器52K1生成的检测信号UK1的值增加,光检测器52L1生成的检测信号UL1的值减少。
进而,假设如与图10(A)和(B)以及图11(A)和(B)分别对应的图12(A)和(B)所示,由于透镜移位,反射光束L3被照射到沿-rad方向上偏离的位置的情况。另外,反射光束L3的虚拟的中心点L3Q从光束分割部51的虚拟的中心线51X向-rad方向移动。
在该情况下,与(图10(A))相比,与图11(A)的情况相反地,反射光束L3F2的面积减少,反射光束L3F1的面积增加。因此,光斑T4PF中的光斑T4PF2的面积减少,光斑T4PF1的面积增加。因此,检测信号UK2的值减少,光检测器52L2生成的检测信号UL2的值增加。
另外,在该情况下,反射光束L3中的反射光束L3E4的面积减少,反射光束L3E3的面积增加。因此,光斑T4PE中的光斑T4PE4的面积减少,光斑T4PE3的面积增加。因此,光检测器52K1生成的检测信号UK1的值减少,光检测器52L1生成的检测信号UL1的值增加。
这样,光检测器组52A根据透镜移位量,使检测信号UK1、UK2、UL1以及UL2的值变化。与其同样地,光检测器组52B根据透镜移位量,使检测信号UM1、UM2、UN1以及UN2的值变化。
因此,信号处理部13按照下式(3)以及式(4),根据检测信号U计算透镜移位信号SLS1以及SLS2。
式(3) SLS1=(UK1-UL1)+(UM1-UN1)…(3) 式(4) SLS2=(UK2-UL2)+(UM2-UN2)…(4) 另外,透镜移位信号SLS1表示起因于光束分割部51的区域51E的、即根据反射光束L4PE以及L4ME得到的透镜移位量,实质上相当于光斑T4PE4与光斑T4PE3的面积的差分。
另外,透镜移位信号SLS2表示起因于光束分割部51的区域51F的、即根据反射光束L4PF以及L4MF得到的透镜移位量,实质上相当于光斑T4PF2与光斑T4PF1的面积的差分。
进而,信号处理部13通过按照下式(5),对透镜移位信号SLS1以及SLS2进行相加,而计算透镜移位信号SLS。
式(5) SLS=SLS1+SLS2 …(5) 这样,信号处理部13可以计算与物镜9B的透镜移位量对应的透镜移位信号SLS。
另外,在向上式(5)代入式(2)~式(4)并整理,得到下式(6)。
式(6) SLS={(UK1+UK2)+(UM1+UM2)}-{(UL1+UL2)+(UN1+UN2)} …(6) =(UK+UM)-(UL+UN) 即,如果按照式(2)预先计算出中间值UK、UL、UM以及UN,则信号处理部13可以在聚焦错误信号SFE以及透镜移位信号SLS这双方的计算处理中使用它们。
(1-4-5.由光学部件的安装位置偏离引起的影响) 图6(B)示出透镜移位量是0、且光束L1的焦点偏离量也是0、并且没有位置偏离地正常地安装了各种光学部件等的、譬如理想的光学集成元件21中的光斑T4的形成状态。
此处,作为光集成元件21(图4)中的光探测器44从正常的安装位置偏离的情况,例如假设如与图6(B)对应的图13所示,在光检测部52中光斑T4向+tan方向偏离而照射的情况。
此时,虚拟的中心光斑T4PQ以及T4MQ从光检测器组52A以及52B的与切线方向相关的虚拟的中心线52Y向+tan方向偏离。
另外,该图13示出物镜9B的透镜移位量是0、并且光束L1的焦点偏离量也是0(即对焦)的状态。
在该情况下,在光检测器52K1以及52N1中,与图6(B)所示的理想的状态相比,光斑T4PE以及T4ME的照射面积分别增加,所以检测的光量也分别增加,而使检测信号UK1以及UN1的值增加。
另外,可以例如如增加部分ΔPE1、ΔPE2、ΔME1以及ΔME2(图13)那样表示此时的光检测器52K1以及52N1中的照射面积的变化量。
此处,光斑T4PE以及T4ME是大致相等的大小,增加部分ΔPE1以及ΔPE2中的面积之和与增加部分ΔME1以及ΔME2中的面积之和大致相等,所以检测信号UK1以及UN1的增加量也大致相等。
另一方面,在光检测器52L以及52M1中,光斑T4PE以及T4ME的照射面积减少,所以检测的光量也减少,而使检测信号UL1以及UM1的值减少。此时,检测信号UL1以及UM1的减少量也大致相等。
因此,在由信号处理部13按照式(3)计算出透镜移位信号SLS1的情况下,检测信号UK1以及UN1的增加量彼此被抵消,并且检测信号UL1以及UM1的减少量也彼此被抵消。
另外,在光检测器52L2以及52M2中,与图6(B)所示的理想的状态相比,光斑T4PF以及T4MF的照射面积增加,所以检测的光量也分别增加,而使检测信号UL2以及UM2的值增加。
另外,可以例如如增加部分ΔPF以及ΔMF(图13)那样表示此时的光检测器52L2以及52M2中的照射面积的变化量。
此处,光斑T4PF以及T4MF是大致相等的大小,增加部分ΔPF以及ΔMF中的面积之和大致相等,所以检测信号UL2以及UM2的增加量也大致相等。
另一方面,在光检测器52K2以及52N2中,光斑T4PF以及T4MF的照射面积减少,所以检测的光量也减少,而使检测信号UK2以及UN2减少。此时,检测信号UK2以及UN2的减少量也大致相等。
因此,在由信号处理部13按照式(4)计算透镜移位信号SLS2的情况下,检测信号UL2以及UM2的增加量彼此被抵消,并且检测信号UK2以及UN2的减少量也彼此被抵消。
因此,在信号处理部13按照式(5)计算出透镜移位信号SLS的情况下,在式(3)以及式(4)中的任意一个中增减量都被抵消,所以可以生成与图6(B)所示的理想的状态相等的透镜移位信号SLS。
即,即使设为在第一光学系统21A中光斑T4的形成位置从理想的状态在切线方向上偏离,光盘装置1也可以抵消各检测信号U的增减量,所以可以正确地计算透镜移位信号SLS。
接下来,假设如与图13对应的图14所示,在光检测部52中光斑T4向+tant方向偏离而照射,进而光束L1离焦的情况。另外,该图14示出物镜9B的透镜移位量是0的状态。
此时,虚拟的中心点T4PQ以及T4MQ与图13的情况同样地,从光检测器组52A以及52B的与切线方向相关的虚拟的中心线52Y向+tan方向偏离。
在该情况下,在光检测器52K1以及52N1中,与图6(B)所示的理想的状态相比,由于光束L1的离焦,光斑T4PE以及T4ME的照射面积变化,所以检测的光量也变化,而使检测信号UK1以及UN1的值变化。
另外,可以例如如增加部分ΔPE1、ΔPE2、ΔME1以及ΔME2(图14)那样表示此时的光检测器52K1以及52N1中的照射面积的变化量。
另外,光检测器52L1以及52M1由于同样的要因,使检测信号UL1以及UM1的值变化。
此时,由于光斑T4PE以及T4ME的大小相互不同,所以增加部分ΔPE1以及ΔPE2中的面积之和与增加部分ΔME1以及ΔME2中的面积之和不同。
因此,从光束L1对焦的状态(图13)的检测信号UK1以及UN1的变化量相互不同,检测信号UL1以及UM1的变化量也相互不同。因此,与图13的情况不同,信号处理部13无法通过依照式(3)的运算来抵消检测信号UK1和UN1的变化量以及检测信号UL1和UM1的变化量。
另外,在光检测器52L2以及52M2中,由于光束L1的离焦,光斑T4PF以及T4MF的照射面积变化,所以检测的光量也变化,而使检测信号UL2以及UM2的值变化。
另外,可以例如如增加部分ΔPF以及ΔMF(图14)那样表示此时的光检测器52L2以及52M2中的照射面积的变化量。
另外,光检测器52K2以及52N2由于同样的要因,使检测信号UL2以及UM2的值变化。
此时,由于光斑T4PF以及T4MF的大小相互不同,所以增加部分ΔPF以及ΔMF中的面积也不同。
因此,从光束L1对焦的状态(图13)的检测信号UL2以及UM2的变化量相互不同,检测信号UK2以及UN2的变化量也相互不同。因此,信号处理部13无法通过依照式(4)的运算来抵消检测信号UL2和UM2的变化量以及检测信号UK2和UN2的变化量。
此处,在光束分割部51中,如上所述,将区域51F3的面积设为与区域51E1以及51E2中的反射光束L3的照射面积的合计大致相等。
这意味着,在图14中,增加部分ΔPE1以及ΔPE2中的面积之和与增加部分ΔPF的面积大致相等,增加部分ΔME1以及ΔME2中的面积之和与增加部分ΔMF的面积大致相等。
因此,由光检测器52K1生成的检测信号UK1的变化量与由光检测器52L2生成的检测信号UL2的变化量大致相等。另外,由光检测器52L1生成的检测信号UL1的变化量与由光检测器52K2生成的检测信号UK2的变化量大致相等。
与其同样地,由光检测器52M1生成的检测信号UM1的变化量与由光检测器52N2生成的检测信号UN2的变化量大致相等。另外,由光检测器52N1生成的检测信号UN1的变化量与由光检测器52M2生成的检测信号UM2的变化量大致相等。
另一方面,在向上式(5)代入式(3)以及式(4)并整理时,可以如下式(7)那样表示透镜移位信号SLS。
式(7) SLS=(UK1-UL2)+(UM1-UN2)+(UK2-UL1)+(UM2-UN1) …(7) 从该式(7)的前半部分可知,在透镜移位信号SLS的计算过程中,检测信号UK1的变化量与检测信号UL2的变化量被抵消,检测信号UK2的变化量与检测信号UL1的变化量被抵消。
另外,从该式(7)的后半部分可知,在透镜移位信号SLS的计算过程中,检测信号UM1的变化量与检测信号UN2的变化量被抵消,检测信号UM2的变化量与检测信号UN1的变化量被抵消。
因此,信号处理部13通过依照式(7)或与其等价的式(5)或式(6)计算透镜移位信号SLS,可以生成与图6(B)所示的理想的状态相等的透镜移位信号SLS。
即,在光盘装置1中,即使在第一光学系统21A中,关于切线方向光斑T4形成在偏离的位置且光斑T4P与T4M的大小不同,也可以在信号处理部13中抵消各检测信号U的增减量。
因此,在光盘装置1中,即使第一光学系统21A中的各光学部件的安装位置在切线方向上偏离,并且光束L1离焦,也可以高精度地计算透镜移位信号SLS。
这样,第一光学系统21A通过利用光检测部52的各光检测器分别部分地检测光斑T4,可以生成可以相互抵消切线方向上的位置偏离量那样的多个检测信号U。与其对应地,信号处理部13可以根据该检测信号U,计算排除了起因于光学部件的安装位置偏离等的影响的高精度的聚焦错误信号SFE以及透镜移位信号SLS。
(1-5.基于第二光学系统的检测信号的生成) 另外,光集成元件21如上所述,使反射光束L2的一部分通过层叠棱镜47的反射膜47B透射而设为反射光束L5,并使其通过反射膜47C反射。进而,光集成元件21将反射光束L5通过光束分割部53分割为多个而设为反射光束L6,通过光探测器44的光检测部54进行检测。以下,将由反射膜47B、47C、光束分割部53以及光检测部54构成的光学系统称为第二光学系统21B。
第二光学系统21B的光束分割部53如图15所示,在从上面观察时其整体形成为大致正方形形状,格子状地被四分割为四个区域53A、53B、53C以及53D。另外,第二光学系统21B被设计成,反射光束L5的虚拟的中心点L5Q重叠于光束分割部53中的分割中心53Q。
区域53A~53D分别形成有炫耀状的衍射光栅,通过使反射光束L5的一部分向远离分割中心53Q的方向分别衍射,而分割为四个光束L6A、L6B、L6C以及L6D。
另一方面,在光探测器44的光检测部45中,格子状地配置有大致正方形形状的光检测器54A、54B、54C以及54D,使光检测器54A~54D与光束分割部53的区域53A~53D分别对应。
光束L6A、L6B、L6C以及L6D随着远离光束分割部53而相互离开,分别照射到光检测部54的光检测器54A、54B、54C以及54D,从而形成光斑T6A、T6B、T6C以及T6D。
光检测器54A、54B、54C以及54D分别接收反射光束L6A、L6B、L6C以及L6D的一部分,而生成与各自的受光量对应的检测信号UA、UB、UC以及UD。
与第一光学系统21A的情况同样地,光探测器44(图4)通过未图示的放大电路对各检测信号U分别进行放大后,经由设置在保持基板41的下面的端子组41T,将该检测信号U送出给信号处理部13(图2)。
信号处理部13根据通常所说的推挽法,按照下式(8)计算跟踪错误信号STE。
式(8) STE={(UA+UD)-(UB+UC)}-k{(UK+UM)-(UL+UN)}…(8) 此处,中间值UK、UL、UM以及UN是分别按照上式(2)根据检测信号U计算的值。另外,系数K是规定的系数。
如与上式(6)对比可知,该式(8)的后半部分成为对透镜移位信号SLS乘以系数K而得到的值。另外,式(8)的前半部分是使用了由光检测器54A~54D检测的检测结果的运算,原样地包含由物镜9B的透镜移位引起的影响。
即,在式(8)中,通过从包含透镜移位分量的推挽信号中减去该透镜移位分量,计算排除了由于透镜移位而引起的影响的跟踪错误信号STE。
另外,信号处理部13按照下式(9)计算再现RF信号SRF。
SRF=UA+UB+UC+UD…(9) 这样,信号处理部13使用检测信号UA~UD以及透镜移位信号SLS来生成跟踪错误信号STE,并且根据该检测信号UA~UD来生成再现RF信号SRF。
另外,在第二光学系统中,如果可以分别独立地检测反射光束L5中的分别通过光束分割部53的区域53A、53B、53C以及53D的部分的光量,则可以分别生成检测信号UA~UD。因此,作为第二光学系统,还可以考虑省略光束分割部53,将反射光束L5直接照射到光检测部54的光检测器54A~54D的结构。
但是,反射光束L5的光轴由于各光学部件的安装位置偏离等,而有可能从光检测部54的分割中心偏离。在这样的情况下,在光检测部54中,反射光束L5中的分别照射到光检测器54A~54D的比例变化,所以使检测信号UA~UD的精度降低。
特别,在光集成元件21中,光检测部54与光检测部52一起形成在光探测器44中,进而光探测器44与其它部件一起相对保持基板41被固定,所以无法调整光检测部54单体的安装位置。因此,在使光集成元件21中的其它光学部件的安装位置精度优先的情况下,在第二光学系统中,检测信号UA~UD的精度有可能降低。
因此,在光集成元件21中,通过利用光束分割部53预先在适合的分割位置分割反射光束L5,使分割后的反射光束L6A~L6D中的分割比例最优化,同时使其相互离开那样地行进。由此,即使设为产生了光探测器44的安装位置偏离等,光集成元件21也可以通过光检测器54A~54D相互独立地对分割后的反射光束L6A~L6D的光量进行检测,可以生成高精度的检测信号UA~UD。
这样,第二光学系统21B可以分别生成可以适当地计算跟踪错误信号STE以及再现RF信号SRF那样的检测信号UA~UD。
(1-6.动作以及效果) 在以上结构中,在光盘装置1的光拾取器6中,在光集成元件21的第一光学系统21A中,除了光束分割部51的区域51F1以及51F2以外,还设置了在切线方向上连接该区域51F1以及51F2的区域51F3。
另外,光束分割部51通过使反射光束L3的衍射角度在区域51F与区域51E中不同,生成反射光束L4PF、L4PE、L4MF以及L4ME,使它们向相互不同的方向行进。
之后,反射光束L4PF、L4PE、L4MF以及L4ME在光检测部52的光检测器组52A以及52B中分别形成光斑T4PF、T4PE、T4MF以及T4ME。光检测器组52A以及52B的各光检测器分别生成与各自的受光量对应的检测信号U并送出给信号处理部13。
信号处理部13通过使用检测信号U,按照式(1)生成聚焦错误信号SFE,并且按照式(3)~式(5)生成透镜移位信号SLS。
此处,为了与光集成元件21的第一光学系统21A进行对比,而假设虚拟的光学系统60A。在该光学系统60A中,代替第一光学系统21A中的光束分割部51,而如图16(A)以及(B)所示,具有与专利文献1记载的衍射光栅同样的光束分割部61。
光束分割部61与光束分割部51相比,具有与区域51F1以及51F2同样的区域61F1以及61F2。但是,光束分割部61没有区分与区域51F3相当的区域,与其相伴而设置有将区域51E1、51E2以及51F3一体化那样的区域61E。
区域61F1以及61F2形成有由与区域51F1~51F3同样的光栅间距构成的衍射光栅,使反射光束L3的一部分在径向方向上以比较大的衍射角度衍射。由此,生成由+1次光构成的反射光束L7PF以及由-1次光构成的反射光束L7MF。
另外,区域61E形成有由与区域51E1以及51E2同样的光栅间距构成的衍射光栅,使反射光束L3的一部分在径向方向上以比较小的衍射角度衍射。由此,生成由+1次光构成的反射光束L7PE以及由-1次光构成的反射光束L7ME。
与其对应地,如图16(B)所示,光检测部52的光检测器组52A通过被照射反射光束L7PF以及L7PE而形成光斑T7PF以及T7PE(以下将它们总称为光斑T7P)。另外,光检测器组52B通过被照射反射光束L7MF以及L7ME而形成光斑T7MF以及T7ME(以下将它们总称为光斑T7M)。
另外,图16(B)示出物镜9B的透镜移位量是0、且光束L1对焦、进而也没有产生光学部件的安装位置偏离等的理想的状态。
此处,在将图16(B)与图6(B)进行比较时,光斑T7PF以及T7MF没有形成与光束分割部51的区域51F3相当的部分。另一方面,光斑T7PE以及T7ME通过包含与该区域51F3相当的部分而成为一体的形状。
光检测部52的各光检测器接收光斑T7PF、T7PE、T7MF以及T7ME(以下将它们总称为光斑T7)的一部分,与第一光学系统21A的情况同样地,生成与各自的受光量对应的检测信号U并送出给信号处理部13。
在该虚拟的光学系统60A的情况下,与第一光学系统21A的情况同样地,可以在信号处理部13中根据检测信号U,通过式(1)计算聚焦错误信号SFE,可以通过式(3)~式(5)计算透镜移位信号SLS。
接下来,假设由于在光学系统60A中产生光学部件的安装位置偏离等,而如与图13对应的图17所示,在光检测部52中光斑T7向+tan方向偏离而照射的情况。
在该情况下,在光检测器52K1以及52N1中,由于与图16(B)所示的理想的状态相比,光斑T7PE以及T7ME的照射面积增加,所以使检测信号UK1以及UN1的值增加。此时,由于光斑T7PE以及T7ME是大致相等的大小,所以检测信号UK1以及UN1的增加量大致相等。
另一方面,在光检测器52L1以及52M1中,由于光斑T7PE以及T7ME的照射面积减少,所以使检测信号UL1以及UM1的值减少。此时,检测信号UL1以及UM1的减少量也大致相等。
因此,在由信号处理部13按照式(3)计算透镜移位信号SLS1的情况下,检测信号UK1和UN1的增加量以及检测信号UL1和UM1的减少量都被抵消。
另外,在光检测器52L2以及52M2中,由于与图16(B)所示的理想的状态相比,光斑T7PF以及T7MF的照射面积不变化,所以使检测信号UL2以及UM2的值不变化。同样地,在光检测器52K2以及52N2中,由于光斑T7PF以及T7MF的照射面积不变化,所以使检测信号UK2以及UN2不变化。
因此,信号处理部13可以按照式(4)正确地计算透镜移位信号SLS2。
即,信号处理部13通过使用从光学系统60A供给的检测信号U,如果光束L1对焦,则即使产生了光学部件的安装位置偏离等,也可以按照式(5)计算适合的透镜移位信号SLS。
接下来,假设如与图14对应的图18所示,在虚拟的光学系统60A中,光斑T7相对光检测部52向+tan方向偏离而照射,进而光束L1的焦点偏离的情况。另外,该图18示出物镜9B的透镜移位量是0的状态。
此时,虚拟的中心点T7PQ以及T7MQ与图17的情况同样地,从光检测器组52A以及52B的与切线方向相关的虚拟的中心线52Y向+tan方向偏离。
在该情况下,在光检测器52L2以及52M2中,虽然光斑T4PF以及T4MF的照射面积稍微变化,但其光量几乎不变化,所以检测信号UL2以及UM2的值也几乎不变化。同样地,在光检测器52K2以及52N2中,检测信号UL2以及UM2的值几乎不变化。
因此,信号处理部13可以按照式(4)正确地计算透镜移位信号SLS2。
另一方面,在光检测器52K1以及52N1中,与图16(B)所示的理想的状态相比,光斑T7PE以及T7ME的照射面积变化,所以检测的光量也变化,而使检测信号UK1以及UN1的值变化。同样地,在光检测器52L1以及52M1中,使检测信号UL1以及UM1的值变化。
此时,由于光斑T7PE以及T7ME的大小相互不同,所以检测信号UK1以及UN1的变化量相互不同,检测信号UL1以及UM1的变化量也相互不同。因此,信号处理部13无法通过式(3)来抵消检测信号UK1和UN1的变化量以及检测信号UL1和UM1的变化量。
因此,即使组合了式(3)以及式(4),信号处理部13也无法抵消检测信号UK1和UN1的变化量以及检测信号UL1和UM1的变化量,无法正确地计算透镜移位信号SLS。
即,光学系统60A在有光学部件等的安装位置偏离的状态下光束L1离焦的情况下,无法生成在信号处理部13中可以正确地计算透镜移位信号SLS那样的检测信号U。
相对于此,在第一光学系统21(图4)中,在光束分割部51中设置了区域51F3,在光斑T4PF(图6)中通过光斑T4PF3在切线方向上连接了光斑T4PF1以及光斑T4PF2之间。还可以将该光斑T4PF设为对图16所示的光斑T7PF追加了光斑T4PF3的形状。
在该第一光学系统21A中,在光检测部52中光斑T4向+tan方向偏离而照射的情况下(图13),检测信号UK1以及UN1的增加量大致相等,检测信号UL1以及UM1的减少量也大致相等。因此,信号处理部13在按照式(3)计算透镜移位信号SLS1时,可以将该增加量以及减少量都抵消。
另外,在该情况下,检测信号UL2以及UM2的增加量大致相等,检测信号UK2以及UN2的减少量也大致相等。因此,信号处理部13在按照式(4)计算透镜移位信号SLS2时,可以将该增加量以及减少量都抵消。
因此,信号处理部13通过根据由第一光学系统21A生成的检测信号U,进行依照式(5)的运算,可以计算排除了由光学部件的安装位置偏离等而引起的影响的适合的透镜移位信号SLS。
进而,在第一光学系统21A中,将光束分割部51中的区域51F3的面积设计成与区域51E1以及51E2中的反射光束L3的照射面积的合计大致相等(图6(A))。
因此,在第一光学系统21A中,在光检测部52中光斑T4向+tan方向偏离而照射的情况下,即使进而设为光束L1离焦(图14),增加部分ΔPE1以及ΔPE2中的面积之和与增加部分ΔPF的面积也大致相等。因此,第一光学系统21A可以将检测信号UK1以及UL2的变化量设为大致相等。由此,信号处理部13在计算透镜移位信号SLS时,可以通过式(7)的运算处理来抵消该变化量。
与其同样地,第一光学系统21A还可以将检测信号UL1以及UK2的变化量、检测信号UM1以及UN2的变化量、和检测信号UN1以及UM2的变化量分别设为大致相等。由此,信号处理部13在计算透镜移位信号SLS时,可以通过式(7)的运算处理将各变化量都抵消。
即,信号处理部13通过根据从第一光学系统21供给的检测信号U进行式(7)的运算处理,可以适当地计算不仅排除了光学部件的安装位置偏离等的影响而且还排除了由于光束L1的离焦而引起的影响的透镜移位信号SLS。
换言之,光集成元件21的第一光学系统21A即使在有光学部件等的安装位置偏离等且光束L1离焦的情况下,也可以生成在信号处理部13中可以正确地计算透镜移位信号SLS那样的检测信号U。
此处,在第一光学系统21A中,作为产生光学部件的安装位置偏离等的要因,可以想到光探测器44、复合透镜46等各种光学部件从理想的位置偏离的情况。
另外,作为在光斑T4P与T4M中,切线方向的大小不同的要因,除了光束L1的离焦以外,还可以想到光束L1的球面像差等。
但是,在第一光学系统21A中,与该要因无关地,在关于切线方向光检测部52中的光斑T4的形成位置偏离,并且光斑T4P以及T4M的大小不同的情况下,也可以生成可以高精度地计算透镜移位信号SLS那样的检测信号U。
另外,信号处理部13也可以根据由第一光学系统21A生成的检测信号U,按照式(1)适当地计算聚焦错误信号SFE(图8以及图9)。
此时,信号处理部13无需进行起因于在光束分割部51中设置了区域51F3的特别的运算处理,而可以通过与没有设置该区域51F3的情况同样的运算处理来计算聚焦错误信号SFE。
根据以上结构,光集成元件21的第一光学系统21A在光束分割部51中,在切线方向上的两端且关于切线方向相互成为相反侧设置区域51F1以及51F2,通过区域51F3在切线方向上连接该区域51F1以及51F2。由此,第一光学系统21A即使关于切线方向,光斑T4的形成位置偏离并且光斑T4P以及T4M的大小不同,也可以将检测信号UK1以及UL2的变化量、检测信号UL1以及UK2的变化量、检测信号UM1以及UN2的变化量、和检测信号UN1以及UM2的变化量都设为大致相等。因此,信号处理部13通过根据由第一光学系统21A生成的各检测信号U进行依照式(7)的运算处理,可以计算排除了光学部件的安装位置偏离以及光束L1的离焦的影响的高精度的透镜移位信号SLS。
(2.第二实施方式) (2-1.光盘装置以及光拾取器的结构) 第二实施方式的光盘装置101(图1)与第一实施方式的光盘装置1相比,不同点在于,设置有代替光拾取器6的光拾取器106。但是,光盘装置101的其它点与光盘装置1同样地构成,所以省略其说明。
光拾取器106包括与光拾取器6的BD光学系统6B(图4)对应的BD光学系统106B(图19);以及与DVD/CD光学系统6对应的DVD/CD光学系统106D(未图示)。
BD光学系统106B(图19)与BD光学系统6B(图4)相比,不同点在于,代替光集成元件21而设置有多个光学部件,但对于物镜9B等其它光学部件同样地构成。
即,BD光学系统106B从与BD光学系统6B同样的激光二极管43作为由波长约405(nm)的发散光构成的激光而射出光束L11,并将其入射到分束器147。
分束器147的反射膜147A具有与层叠棱镜47(图4)的反射膜47A同样的光学特性,使光束L11的P偏振分量透射而入射到1/4波长板22。
另外,分束器147的反射膜147A反射光束L11的S偏振分量而使其入射到光强度调整用光检测部(未图示)。光盘装置101与光盘装置1同样地,根据由光强度调整用光检测部检测的检测结果,对光束L11的射出强度进行反馈控制。
通过1/4波长板22将光束L11变换为左圆偏振光,通过准直透镜23从发散光变换为平行光,通过物镜9B会聚,而照射到光盘100。此时,在该光盘100的记录面中反射光束L11,而成为朝向与光束L11相反方向的右圆偏振光的反射光束L12。
在通过物镜9B将反射光束L12变换为平行光之后,通过准直透镜23变换为会聚光,通过1/4波长板22从右圆偏振光变换为S偏振(即直线偏振)光后,入射到分束器147。
分束器147在反射膜147A中反射由S偏振光构成的反射光束L12,入射到分束器148。分束器148的反射膜148A的光的透射率与层叠棱镜47(图4)的反射膜47B同样地成为约50%,使反射光束L12以约50%的比例反射而设为反射光束L13,将其入射到光束分割部151。
光束分割部151作为整体构成为薄板状,在被光束L13照射的面中形成有与光束分割部51(图4)对应的多个衍射光栅(在后面详述)。光束分割部151的各衍射光栅通过分别使反射光束L13衍射,分割为多个反射光束L14并照射到光探测器144。
光探测器144在被反射光束L14照射的面中,与第一实施方式同样地形成有组合了多个光检测器的光检测部52(图6)。
光检测器144在光检测部52的各光检测器中,生成与分别受光的光强度对应的检测信号U,通过未图示的放大电路对该检测信号U分别进行放大并供给给信号处理部13(图2)。
另外,分束器148的反射膜148A通过使反射光束L12的约50%透射而设为反射光束L15。作为会聚光的反射光束L15在聚焦一次之后成为发散光,照射到光探测器149。
光探测器149在被反射光束L15照射的面中,形成有由多个光检测器的组合构成且与光检测部54对应的光检测部154。
该光探测器149在光检测部154的各光检测器中,生成与分别受光的光强度对应的检测信号U,通过未图示的放大电路对该检测信号U分别进行放大并供给给信号处理部13(图2)。
即,BD光学系统106B代替光集成元件21,而具有激光二极管43、分束器147和148、光束分割部151以及光探测器144和149。
这样,光拾取器106的BD光学系统106B从激光二极管43中射出光束L11,经由各种光学部件照射到BD方式的光盘100。
另外,BD光学系统106B经由各种光学部件通过光探测器144以及149,接收在光盘100的记录面中反射光束L11而成的反射光束L12,而生成与其受光结果对应的检测信号U。
(2-2.通过第一光学系统的检测信号的生成) 在第二实施方式中,将由分束器148、光束分割部151以及光检测部52构成的光学系统称为第一光学系统121A。
第一光学系统121A的光束分割部151如与图6(A)对应的图20(A)所示,由多个区域151F1、151F2和151F3以及151E1和151E2构成。
区域151F1以及151F2分别与光束分割部51的区域51F1以及151F2同样地构成。
区域151F3并非构成为如区域53F(图6(A))那样的长方形形状,而构成为桶形形状。即,在区域151F3中,在切线方向上的两端的边界线形成为直线状,对于在径向方向上的两端的边界线形成为切线方向上的中央部分向外方膨胀得最多的曲线状。
虽然区域151E1和151E2与区域51E1和51E2(图6(A))同样地作为整体形成为大致L字状,但与区域151F3的形状对应地,与该区域151F3之间的边界线弯曲。
另一方面,在光检测部52中,如与图6(B)对应的图20(B)所示,形成有一部分形状分别与光斑T4PF、T4PE、T4MF以及T4ME不同的光斑T14PF、T14PE、T14MF以及T14ME。
以下,将光斑T14PF以及T14PE总称为光斑T14P,将光斑T14MF以及T14ME总称为光斑T14M。进而,将光斑T14PF、T14PE、T14MF以及T14ME总称为光斑T14。
光检测部52的各光检测器分别接收光斑T14的一部分,生成与其受光量对应的检测信号U。
另外,在上述第一实施方式中,信号处理部13在按照式(7)计算透镜移位信号SLS时,例如从检测信号UK1中减去UL2。由此,尽管起因于切线方向上的位置偏离以及离焦的光斑T4的大小不同,信号处理部13也可以高精度地计算透镜移位信号SLS。
这样可以高精度地计算透镜移位信号SLS的原因在于,起因于由光束L1的离焦引起的光斑T4P以及T4M的切线方向上的大小的不同的检测信号UK1以及UL2的变化量相互相等。
但是,实际的光束L11的光强度由于激光二极管43的特性而不一样,如图21(A)所示,成为中心部分最高且其周围逐渐变低的所谓高斯分布。因此,反射光束L13的光强度也成为同样的高斯分布。
此处,在光束分割部151(图20(A))中,关注关于切线方向具有微小的宽度的任意区间,将该区间设定为关注区间A。关注区间A中的光强度的特性如与图21(A)对应的图21(B)所示,成为部分的高斯分布。
在该图21(B)中,在形成有光束L13的范围内将与区域151E1、151F3以及151E2分别对应的部分分别设为区间AE1、AF3以及AE2。
在图20(B)中,光斑T14PE、T14PF、T14ME以及T14MF中的与该关注区间A对应的部分分别成为光斑区域TAPE、TAPF、TAME以及TAMF。
通过适当地设定关注区间A,可以将光斑区域TAPE以及TAPF视为例如点T14PE以及T14PF中的照射到光检测器52K1以及52L2的范围根据光束L11的离焦而变化时的变化量。
即,为了使检测信号UK1以及UL2的变化量相互相等,使任意设定了关注区间A时的光斑区域TAPE以及TAPF中的光量相互相等即可。
因此,光束分割部151针对任意设定的关注区间A,以使区间AF3中的光强度的累计值、与区间AE1以及区间AE2中的光强度的累计值相等的形式,形成了区域151F3与区域151E1以及区域151E2的边界线。
由于反射光束L13的光强度成为高斯分布,所以该边界线如图20(B)所示,成为使切线方向上的中央部分向外方膨胀最多那样地弯曲的曲线。
由此,光检测器52K1以及52L2与图14所示的情况同样地,即使设为关于切线方向光斑T14形成于偏离的位置并且光斑T14P与T14M的大小不同,也可以将检测信号UK1的变化量与检测信号UL2的变化量设为大致相等。
与其同样地,此时,检测信号UL1的变化量与检测信号UK2的变化量大致相等,检测信号UM1的变化量与检测信号UN2的变化量大致相等,检测信号UN1的变化量与检测信号UM2的变化量大致相等。
因此,信号处理部13通过进行依照上式(7)或与其等价的式(5)或式(6)的运算,可以生成考虑高斯分布来抵消了各检测信号U的增减量的高精度的透镜移位信号SLS。
(2-3.通过第二光学系统的检测信号的生成) 在第二实施方式中,没有设置与第一实施方式中的光束分割部53相当的光学部件,将透射了分束器148的反射光束L15原样地照射到光检测部154。以下,将由分束器148以及光检测部154构成的光学系统称为第二光学系统121B。
第二光学系统121B的光检测部154如图22所示,与光检测部54大致同样地构成,整体形成为大致正方形形状,格子状地四分割为四个区域154A、154B、154C以及154D。
另外,第二光学系统121B被设计成,反射光束L5的虚拟的中心点L5Q重叠于光束分割部154中的分割中心154Q。
此处,在第二实施方式的BD光学系统106B中,由于各光学部件独立,所以可以比较自由地调整各光学部件的安装位置。即,在BD光学系统106B中,通过调整光探测器149的安装位置,可以使反射光束L5的虚拟的中心点L5Q与分割中心53Q高精度地一致。
由此,区域154A、154B、154C以及154D可以与第一实施方式中的区域54A、54B、54C以及54D同样地分别生成检测信号UA、UB、UC以及UD。
其结果,信号处理部13可以按照式(8)计算跟踪错误信号STE,并且可以按照式(9)计算再现RF信号SRF。
这样,第二光学系统121B可以与第一实施方式同样地分别生成可以适当地计算跟踪错误信号STE以及再现RF信号SRF那样的检测信号UA~UD。
(2-4.动作以及效果) 在以上结构中,光盘装置101的光拾取器106在光集成元件121的第一光学系统121A中,通过区域151F3在切线方向上连结了光束分割部151的区域151F1、151F2。
另外,光束分割部151通过在区域151F和区域151E中使反射光束L13的衍射角度不同,生成反射光束L14PF、L14PE、L14MF以及L14ME,使它们向相互不同的方向行进。
之后,反射光束L14PF、L14PE、L14MF以及L14ME在光检测部52的光检测器组52A以及52B中分别形成光斑T14PF、T14PE、T14MF以及T14ME。光检测器组52A以及52B的各光检测器分别生成与各自的受光量对应的检测信号U并送出给信号处理部13。
信号处理部13与第一实施方式同样地,通过使用检测信号U,按照式(1)生成聚焦错误信号SFE,并且依照式(3)~式(5)来生成透镜移位信号SLS。
特别,在光束分割部151中,根据反射光束L13中的光强度的高速分布,针对任意的关注区间A,以使区间AF3(图21(B))中的光强度的累计值与区间AE1以及区间AE2中的光强度的累计值相等的形式,使区域151F3与区域151E1以及区域151E2的边界线弯曲。
因此,在光集成元件121中,即使设为在光检测部52中关于切线方向光斑T14偏离而照射,进而光束L11离焦,也可以与第一实施方式同样地,使检测信号UK1以及UL2的变化量大致相等。
另外,在光集成元件121中,与其同样地,此时可以使检测信号UL1的变化量与检测信号UK2的变化量大致相等,使检测信号UM1的变化量与检测信号UN2的变化量大致相等,使检测信号UN1的变化量与检测信号UM2的变化量大致相等。
因此,信号处理部13通过根据从光集成元件121中供给的检测信号U进行依照式(7)的运算,可以生成还考虑高速分布而去除了由于光学部件的安装位置偏离等引起的影响以及由于光束L11的离焦引起的影响的高精度的透镜移位信号SLS。
另外,光集成元件121可以起到与第一实施方式中的光集成元件21同样的作用效果。
根据以上结构,光集成元件121的第一光学系统121A在光束分割部151中,在关于切线方向上的两端的在径向方向上的相互相反侧设置区域151F1以及151F2,通过区域151F3在切线方向上连接该区域151F1以及151F2。由此,即使关于切线方向,光斑T14的形成位置偏离并且光斑T14P以及T14M的大小不同,第一光学系统121A也可以使检测信号UK1以及UL2的变化量、检测信号UL1以及UK2的变化量、检测信号UM1以及UN2的变化量、和检测信号UN1以及UM2的变化量都大致相等。因此,信号处理部13通过进行依照式(7)的运算处理,可以计算还考虑高速分布而排除了光学部件的安装位置偏离以及光束L11的离焦的影响的高精度的透镜移位信号SLS。
(3.其它实施方式) 另外,在上述第一实施方式中,叙述了将区域51E1以及51E2中的反射光束L3的照射面积的合计与区域51F3的面积设为大致相等的情况。进而,在第二实施方式中,叙述了针对任意设定的关注区间A(图20),以使区间AF3中的光强度的累计值、与区间AE1以及区间AE2中的光强度的累计值相等的形式形成区域151F3的情况。
本发明不限于此,只要在关于切线方向光斑T4形成于偏离的位置并且光斑T4P与T4M的大小不同时,可以在依照式(7)的运算中,例如将检测信号UK1的变化量与检测信号UL2的变化量抵消某种程度即可。
即,在本发明中,至少通过由任意形状构成的区域51F3或区域151F3,来连接区域51F1以及51F2之间或区域151F1以及151F2之间即可。在该情况下,虽然如第一实施方式或第二实施方式那样,无法大致完全抵消检测信号UK1的变化量和检测信号UL2的变化量,但可以将由于光斑T4形成于偏离的位置而引起的影响校正某种程度。
另外,在反射光束L13中的光强度的分布宽度比较小的情况下,即使如第一实施方式那样将区域51F3形成为大致长方形形状,也可以良好地校正由于光斑T4形成于偏离的位置而引起的影响。
另外,在上述第一实施方式中,叙述了将区域51F3设为大致长方形形状的情况,在第二实施方式中,叙述了将区域151F3设为大致桶形形状的情况。本发明不限于此,例如也可以如图23所示,在与光束分割部51对应的光束分割部251中,将区域251F3设为大致悬链(catenoid)曲面型状。
在该光束分割部251的情况下,以对应于反射光束L3(图5)中的推挽区域PP1以及PP2的形状的形式,且以使区域251F3与区域251E1以及区域251E2的边界线中的中央部分接近中心点L3Q的形式弯曲。
因此,即使当如图23(B)所示,由于透镜移位等而反射光束L3在径向方向上移动的情况下,光束分割部251也可以使推挽区域PP1以及PP2不与区域251F3重叠。由此,以不会受到由于推挽分量的变动而引起的影响的方式,可以使由光检测部52(图6(B))的光检测器52K2以及52L2等检测的检测信号UK2以及UL2等稳定化。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了将光束分割部51的区域51F1以及51F2(图6(A))中的径向方向上的长度设为光束分割部51整体的大约一半的情况。本发明不限于此,例如也可以使用如图24所示,形成有与光束分割部51的区域51F1以及51F2分别对应的区域351F1以及351F2的光束分割部351。
区域351F1以及351F2形成为,径向方向上的长度比区域51F1以及51F2长,都跨越光束分割部351的虚拟的中心线351X。
由此,与光束分割部51的情况相比,可以扩大由光检测部52(图6(B))的光检测器52K2以及52L2等检测的检测信号UL2以及LK2等、与由光检测器52K1以及52L1等检测的检测信号UK1以及UL1等的差分。其结果,可以在信号处理部13中扩大按照式(7)等计算的透镜移位信号SLS的振幅。对于第二实施方式也相同。
进而在上述第一实施方式中,叙述了将光束分割部51的区域51F1以及51F2(图6(A))都设为大致长方形形状的情况。本发明不限于此,例如也可以使用如图25所示,设置有由其它形状构成的区域451F1以及451F2的光束分割部451。
区域451F1与区域51F1相比,相对径向方向倾斜,以使与区域451E1的边界线并非与径向方向大致平行,而使该边界线中的中心线451X侧接近中心点451Q。与其同样地,区域451F2以中心点451Q为中心而与区域451F1旋转对称,且与区域451E2的边界线同样地倾斜。在该情况下,也可以在信号处理部13中按照式(7)等而适当地计算透镜移位信号SLS。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了将光束分割部51的区域51F1以及51F2(图6(A))都关于切线方向设置在两端侧的情况。本发明不限于此,例如也可以使用如图26所示,在关于切线方向从两端稍微接近中央的位置设置了区域551F1以及551F2的光束分割部551。在该情况下,也可以在信号处理部13中按照式(7)等适当地计算透镜移位信号SLS。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了通过在光束分割部51的各区域设置衍射光栅,而将反射光束L3分割为多个反射光束L4的情况。本发明不限于此,也可以通过在光束分割部51的各区域中设置全息图等光学元件,而同样地将反射光束L3分割为多个反射光束L4。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,使形成在光束分割部51的各区域中的衍射光栅具有与柱面透镜同样的功能,使光斑T4在径向方向上会聚的情况。本发明不限于此,也可以使形成在各区域中的衍射光栅不具有与柱面透镜同样的功能。在该情况下,另外设置柱面透镜,或者在切线方向上扩展光检测部52即可。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了例如以对光检测部52的光检测器组52A(图6(B))在切线方向上大致进行三分割,并且对其两端部分进而在径向方向上进行二分割的形式构成各光检测器的情况。本发明不限于此,也可以任意设定分割数,例如在切线方向上分割为四个以上等。在该情况下,在切线方向上分割为两个以上,并且对其两端部分在径向方向上进行二分割即可。实际上,根据计算透镜移位信号SLS的观点出发,光检测部52的光检测器组52A以及52B可以至少分别独立地检测光斑T4PF1、T4PF2、T4PF3以及T4PF4的光量即可。
另外,如果关于切线方向,在照射了光斑T4PE以及T4PF等的范围内分割为三个以上,则光检测器组52A以及52B还可以根据生成的检测信号U计算出依照SSD法的聚焦错误信号SFE。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了在光探测器44中,通过规定的放大电路对由光检测部52以及54的各光检测器生成的检测信号U分别进行放大后供给给信号处理部13的情况。本发明不限于此,例如也可以设为在光探测器44内进行与上式(2)相当的加法处理而生成中间值UK、UL、UM以及UN后,对该中间值UK、UL、UM以及UN分别进行放大后供给给信号处理部13。
由此,光探测器44可以削减用于放大各检测信号的放大电路的数量,可以抑制由于所谓放大器噪声的累积而引起的信号精度降低。对于其它实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了通过在光集成元件21内形成光束分割部51而构成BD光学系统6的情况,在第二实施方式中,叙述了通过组合单体的光束分割部151而构成BD光学系统106B的情况。本发明不限于此,也可以使用单体或与其它任意部件一体化的光束分割部51来构成各种光学系统或光拾取器。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了根据由第二光学系统21B生成的检测信号UA~UD,根据推挽法生成跟踪错误信号STE,并且生成再现RF信号SRF的情况。本发明不限于此,也可以根据任意方法来生成跟踪错误信号STE,或者也可以根据由第一光学系统21A以及第二光学系统21B中的某一个生成的检测信号U来生成跟踪错误信号STE。总之,根据由第一光学系统21A生成的检测信号U来至少生成聚焦错误信号SFE以及透镜移位信号SLS即可。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了在与BD方式的光盘100B对应的BD光学系统6B中,在光束分割部51中设置区域51F3的情况。本发明不限于此,可以应用于与各种方式的光盘对应的光拾取器等,例如也可以在DVD/CD光学系统6D中设置与光束分割部51同样的光束分割部。或者,也可以在与DVD方式的光盘100D对应的光束拾取器、与CD方式的光盘100C对应的光拾取器中,设置与光束分割部51同样的光束分割部。进而,也可以在光拾取器6中仅设置BD光学系统6B。对于第二实施方式也相同。
进而,在上述第一实施方式中,叙述了光盘装置1可以进行针对光盘100的信息记录和从该光盘100的信息再现的情况。本发明不限于此,例如也可以应用于仅可以进行从光盘100的信息再现的所谓再现专用型的光盘装置。
进而,在上述实施方式中,叙述了由作为光源的激光二极管43、作为分割导光部的分割导光部51、以及作为受光部的光受光部52构成作为光集成元件的光集成元件21的情况。本发明不限于此,也可以由其它种类的结构的光源、分割导光部、以及受光部来构成光集成元件。
进而,在上述实施方式中,叙述了由作为光源的激光二极管43、作为物镜的物镜9B、作为分割导光部的分割导光部51、以及作为受光部的光受光部52构成作为光拾取器的光拾取器6的情况。本发明不限于此,也可以由其它种类的结构的光源、物镜、分割导光部、以及受光部来构成光拾取器。
进而,在上述实施方式中,叙述了由作为光源的激光二极管43、作为物镜的物镜9B、作为分割导光部的分割导光部51、作为受光部的光受光部52、作为信号处理部的信号处理部13、作为驱动部的驱动控制部12以及致动器8来构成作为光盘装置的光盘装置1的情况。本发明不限于此,也可以由其它种类的结构的光源、物镜、分割导光部、受光部、信号处理部、以及驱动部来构成光盘装置。
(产业上的可利用性) 本发明还可以利用于记录并且再现各种信息的与各种方式对应的光盘装置。
权利要求
1.一种光集成元件,具有
光源,射出光束;
分割导光部,将通过沿着切线方向形成了轨道的光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及
受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上的区域,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
2.根据权利要求1所述的光集成元件,其特征在于,上述分割导光部在上述切线方向上的与上述连结区域对应的连结范围中,以使上述连结光束的光强度与上述残余光束的光强度大致相等的形式,分割上述反射光束。
3.根据权利要求2所述的光集成元件,其特征在于,上述光源射出光强度为高斯分布的上述光束,
上述分割导光部在上述连结范围内的上述切线方向上的任意区间中,以使上述连结光束的光强度与上述残余光束的光强度大致相等的形式,分割上述反射光束。
4.根据权利要求1所述的光集成元件,其特征在于,上述分割导光部在上述切线方向上的与上述连结区域对应的连结范围中,以使在上述反射光束的光束截面中上述连结区域的面积与上述残余区域的面积大致相等的形式,分割上述反射光束。
5.根据权利要求1所述的光集成元件,其特征在于,上述分割导光部以使在上述反射光束中在上述光束的反射时通过上述轨道生成的反射衍射光重叠的重叠区域不与上述连结区域叠加的形式,分割上述反射光束。
6.根据权利要求1所述的光集成元件,其特征在于,
上述分割导光部通过使上述反射光束在上述端部区域、上述连结区域以及上述残余区域中分别衍射,将上述两个端部光束、上述连结光束以及上述残余光束分别分割为正负的衍射光,并且减小某一个衍射光的发散角,而扩大另一个衍射光的发散角,
上述受光部具有
正光检测器组,分别接收由正的上述衍射光构成的上述两个端部光束、上述连结光束以及上述残余光束;以及
负光检测器组,分别接收由负的上述衍射光构成的上述两个端部光束、上述连结光束以及上述残余光束。
7.一种光检测方法,具有
射出步骤,从规定的光源射出光束;
分割导光步骤,将通过沿着切线方向形成了轨道的光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及
受光步骤,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上的区域,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
8.一种光拾取器,具有
光源,射出光束;
物镜,对沿着切线方向形成了轨道的光盘,会聚上述光束而进行照射;
分割导光部,将通过上述光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域之外的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及
受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号。
9.一种光盘装置,其特征在于,具有
光源,射出光束;
物镜,对沿着切线方向形成了轨道的光盘,会聚上述光束而照射;
分割导光部,将通过上述光盘反射上述光束而成的反射光束,分割为分别通过形成在该反射光束的光束截面中的上述切线方向上的两端侧且关于上述光盘的径向方向相互成为相反侧的两个端部区域的两个端部光束、通过连结上述端部区域彼此的连结区域的连结光束、以及通过除了上述两个端部区域以及上述连结区域的残余区域的残余光束,并且将上述两个端部光束以及上述连结光束导向与上述残余光束不同的方向;以及
受光部,通过多个光检测器来接收上述两个端部光束以及上述连结光束,该多个光检测器在上述切线方向上在照射上述连结光束的范围中至少被分割为两个以上,并且通过在上述切线方向上以至少与照射上述两个端部光束的部分对应的分割宽度被分割为多个区域的多个光检测器来接收上述残余光束,并且按照每个上述光检测器来输出与受光量对应的检测信号;
信号处理部,根据上述检测信号,生成表示上述光束的焦点与该光束的焦点应形成的目标位置的偏差量的错误信号;以及
驱动部,根据上述错误信号对上述物镜进行驱动控制。
全文摘要
本发明可以生成可以进行高精度的伺服控制的检测信号。在光束分割部(51)的切线方向上的两端的关于切线方向的相互相反侧设置区域51F1以及51F2,通过区域51F3连接该区域51F1以及51F2,从而即使关于切线方向,光斑T4的形成位置偏离并且光斑T4P以及T4M的大小不同,也可以将检测信号UK1以及UL2的变化量、检测信号UL1以及UK2的变化量、检测信号UM1以及UN2的变化量、和检测信号UN1以及UM2的变化量都设为大致相等,所以通过在信号处理部(13)中根据检测信号U进行运算处理,可以计算排除了光学部件的安装位置偏离以及光束(L1)的离焦的影响的高精度的透镜移位信号(SLS)。
文档编号G11B7/09GK101763865SQ20091026144
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月16日
发明者小林高志, 濑尾胜弘, 金谷绿 申请人:索尼株式会社
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