專利名稱：用于提取信號光束的光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)拾取裝置、以及光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)拾取裝置、以及光盤裝置，而且更具體地， 涉及用于從包括信號光束和雜散光束的光線集束中提取信號光束的光學(xué)系 統(tǒng)、包含所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置、以及包含所述光學(xué)拾取裝置的光盤裝置。
背景技術(shù)：
近年來而且持續(xù)地，由于數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步以及數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的改良，用 于記錄計(jì)算機(jī)程序、音頻信息、視頻信息(以下也稱為"內(nèi)容")的光盤(例
如，CD (致密盤)和DVD (數(shù)字多功能光盤))備受關(guān)注。從而，隨著光 盤變得更廉價(jià)，用于再現(xiàn)記錄在光盤中的信息的光盤裝置已經(jīng)得到廣泛使 用。
記錄在光盤中的信息的量逐年增長。因而，期待單個(gè)光盤的記錄容量進(jìn) 一步增加。作為開發(fā)用于增加光盤的記錄容量的措施，例如包括增加記錄層 的數(shù)量。因此，對具有多個(gè)記錄層的光盤(以下稱為"多層光盤")以及存 取多層光盤的光盤裝置的研究目前很活躍。
在多層光盤中，如果記錄層之間的間隔過大，則來自目標(biāo)記錄層的信號 有可能受到球面像差的不利影響。從而，有減少記錄層之間的間隔的傾向。 然而，減少記錄層之間的間隔導(dǎo)致記錄層之間的串?dāng)_(所謂的"層間串?dāng)_")。 結(jié)果，從多層光盤返回(反射)的光線集束不但包含從目標(biāo)記錄層反射的期 望的光束(以下稱為"信號光束")，而且包含大量從除目標(biāo)記錄層之外的記 錄層反射的非期望的光束(以下稱為"雜散光束'，)。這導(dǎo)致再現(xiàn)信號的信噪 比下降。
在再現(xiàn)多層光盤期間減少層間串?dāng)_的裝置例如在日本注冊專利編號 2624255中提出。
然而，日本注冊專利編號2624255中公開的裝置需要進(jìn)一步減小針孔的 直徑以進(jìn)一步減少檢測器上的雜散光束入射。然而，雜散光束入射的減少非
期望地導(dǎo)致一企測器上信號光束入射的減少。

發(fā)明內(nèi)容
個(gè)問題的光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)拾取裝置、以及光盤裝置。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的說明書中闡述，而且其部分地從說明書和 附圖將是顯而易見的，或者可以通過根據(jù)說明書中提供的教導(dǎo)對本發(fā)明的實(shí) 踐而習(xí)得。可以通過在說明書中具體指出的光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)拾取裝置、以及 光盤裝置來實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中使用完整、 清楚、簡潔、以及嚴(yán)格的術(shù)語以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并依照本發(fā)明的目的，如這里具體化和寬泛地 描述的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于從由多層光盤反射的光線集束中 提取多條信號光束的光學(xué)系統(tǒng)，所述反射光線集束包括所述多條信號光束以
及多條雜散光束，該光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器，位于所述反射光線集束的光路 上，用于分離所述反射光線集束；會聚光學(xué)元件，位于所述偏振器的前面或 后面，用于會聚所述反射光線集束；第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于第一假想 面與第二假想面之間，所述第 一假想面包括在其中所述多條信號光束被所述 會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述第二假想面包括在其中所述多條雜散光 束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有多 個(gè)劃分的區(qū)域，用于將所述多條信號光束和所述多條雜散光束分離為兩個(gè)光 線集束，并轉(zhuǎn)換所分離的光線集束的偏振以使得其中一個(gè)分離的光線集束具 有與另一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于所述 第一假想面與比所述第一假想面離所述會聚光學(xué)元件更遠(yuǎn)的第三假想面之
第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有與所述第 一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件的多個(gè)劃分的區(qū) 域相對的多個(gè)劃分的區(qū)域，用于轉(zhuǎn)換通過所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件透射的 多條信號光束和多條雜散光束的偏振，以使得所述多條信號光束具有與所述 多條雜散光束不同的偏振；以及檢偏器，用于基于偏振的差異從通過所述第 二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件透射的反射光線集束中提取所述多條信號光束。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供一種用于從由多層光盤反射的光線 集束中提取多條信號光束的光學(xué)系統(tǒng)，所述反射光線集束包括所述多條信號
光束以及多條雜散光束，該光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器，位于所述反射光線集束
的光路上，用于分離所述反射光線集束；會聚光學(xué)元件，位于所述偏振器的 前面或后面，用于會聚所述反射光線集束；偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于第一假 想面與第二假想面之間，所述第一假想面包括在其中所述多條信號光束被所
述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述第二假想面包括在其中所述多條雜散 光束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有多個(gè) 劃分的區(qū)域，用于將所述多條信號光束和所述多條雜散光束分離為兩個(gè)光線 集束，并轉(zhuǎn)換所分離的光線集束的偏振以使得其中一個(gè)分離的光線集束具有 與另一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；以及反射部件，位于所述第一假想面 上，用于將通過所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件透射的反射光線集束反射到所述偏振 轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，其中從所述反射部件反射的反射光線集束入射到所述偏振器 上，而且由所述偏振器基于偏振的差異從中提取所述多條信號光束。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例提供一種用于向具有多個(gè)記錄層的光盤 照射光線集束并接收從所述光盤反射的光線集束的光學(xué)拾取裝置，該光學(xué)拾 取裝置包括光源，用于照射線偏振光束；光柵，用于將所述線偏振光束衍 射為多個(gè)光線集束；物鏡，用于將所述多個(gè)光線集束會聚到所述多個(gè)記錄層 中包含的目標(biāo)記錄層；1/4波片，位于所述光柵與所述物鏡之間的光路上， 用于向入射光線集束添加1/4波長的光學(xué)相位差；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所 述光學(xué)系統(tǒng)，位于從所述光盤反射并通過所述物鏡和所述1/4波片透射的光 線集束的光路上；以及光電檢測器，用于接收來自所述光學(xué)系統(tǒng)的光線集束， 并根據(jù)所接收的光線集束的光量產(chǎn)生信號。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供一種至少能夠再現(xiàn)來自具有多個(gè)記 錄層的光盤的信息的光盤裝置，該光盤裝置包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所 述光學(xué)拾取裝置；以及處理裝置，用于根據(jù)從所述光學(xué)拾取裝置的光電檢測 器輸出的信號再現(xiàn)所述光盤中記錄的信息。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1中所示的光盤的示范性結(jié)構(gòu) 的示意圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1中所示的光學(xué)拾取裝置的示
意圖4A和4B是用于描述信號光束和雜散光束的示意圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的其中一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換
光學(xué)元件的示意圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的另一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換光
學(xué)元件的示意圖7A-7C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的光學(xué)系統(tǒng)的 操作的示意圖8A和8B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在圖1中所示的再現(xiàn)信 號處理電路處獲得的聚焦誤差信號和總和信號的曲線圖9A和9B是用于描述由傳統(tǒng)示例獲得的聚焦誤差信號和總和信號的 曲線結(jié)構(gòu)的示意圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置在該光盤裝置接收來 自上層裝置的存取請求的情況下的操作的流程圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的其中一個(gè)偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件的第一改進(jìn)示例的示意圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的另一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件的第 一改進(jìn)示例的示意圖14是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的其中一個(gè)偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件的第二改進(jìn)示例的示意圖15是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的另一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件的第二改進(jìn)示例的示意圖16是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的其中一個(gè)偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件的第三改進(jìn)示例的示意圖17是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的另一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件的第三改進(jìn)示例的示意圖18是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中所示的光學(xué)系統(tǒng)的改進(jìn) 示例的示意圖19是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1中所示的光學(xué)拾取裝置的
改進(jìn)示例的示意圖20是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件的示意圖21是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的操作 的示意圖(第一部分)；
圖22是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的操作 的示意圖(第二部分)；
圖23是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的操作 的示意圖(第三部分)；
圖24是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的第一 改進(jìn)示例的示意圖25是用于描述才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的第二 改進(jìn)示例的示意圖26是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的第三 改進(jìn)示例的示意圖27是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖26中所示的彎曲反射面的示 意圖28是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的第四 改進(jìn)示例的示意圖29是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖28中所示的衍射反射面的衍 射光柵的深度的示意圖30是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖19中所示的光學(xué)系統(tǒng)的第五 改進(jìn)示例的示意圖；以及
圖31是用于描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的效果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
基于圖1-11中所示的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。圖.l是示出根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例的光盤裝置20的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖1中所示的光盤裝置20例如包括主軸馬達(dá)22,用于轉(zhuǎn)動光盤15; 光學(xué)拾取裝置23;尋道馬達(dá)21,用于沿光盤15的徑向驅(qū)動光學(xué)拾取裝置23; 激光控制電路24;編碼器25;驅(qū)動控制電路26;再現(xiàn)信號處理電路28;緩
沖器RAM34;緩沖器管理器37;接口 38;閃速存儲器39; CPU 40;以及 RAM41。主軸馬達(dá)22是用于轉(zhuǎn)動光盤15。圖1中所示的箭頭指示信號和信 息的示范性流程，而并不表示圖1中所示的塊(組件)之間的全部連接。此 外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20適用于多層光盤。
如圖2中所示，光盤15例如包括沿光線集束入射到光盤15的方向(圖 2中的激光束的箭頭方向)順序分層的第一基層MO、第一記錄層L0、中間 層ML、第二記錄層L1、以及第二基層M1。此外，在第一記錄層LO與中 間層ML之間提供例如以金屬材料(例如，金)或電介質(zhì)材料形成的半透明 膜MB0。另外，在第二記錄層L1與第二基層M1之間提供例如以金屬材料 (例如，鋁)形成的反射膜MB1。中間層ML包括具有相對照射的光線集 束較高的透射率、以及與基層類似的折射率的UV固化樹脂材料。即，光盤 15是單面雙層光盤。每個(gè)記錄層具有以螺旋或同心導(dǎo)向溝槽形成的一個(gè)或多 個(gè)軌道。光盤15的第一記錄層L0比第二記錄層L1更靠近光盤裝置20。從 而，入射到光盤15上的光線集束的一部分在半透明膜MB0處被反射，光線 集束的剩余部分通過半透明膜MBO透射(transmit )。接著，通過半透明膜 MBO透射的光線集束被反射膜MB1反射。本發(fā)明的該實(shí)施例中，光盤15 是DVD型信息記錄介質(zhì)。
光學(xué)拾取裝置23是用于將激光束照射到光盤15的兩個(gè)記錄層中試圖存 取的一個(gè)記錄層(以下稱為"目標(biāo)記錄層")上，而且用于接收從光盤15反 射的光線。如圖3中所示，光學(xué)拾取裝置23例如包括光源單元51;耦合 鏡頭52;光4冊200; 1/4波片55;物鏡60;光學(xué)系統(tǒng)70;聚光器鏡頭58; 光電檢測器PD，擔(dān)當(dāng)光接收單元；以及驅(qū)動系統(tǒng)，包括聚焦致動器AC和 尋道致動器(未示出)，用于驅(qū)動物鏡60。
光學(xué)系統(tǒng)70包括偏振分束器54，擔(dān)當(dāng)偏振器；鏡頭61,擔(dān)當(dāng)會聚光 學(xué)元件；兩個(gè)偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件(192、 193);以及檢偏器(analyzer) 64。
光源單元51例如包括半導(dǎo)體激光器，擔(dān)當(dāng)用于照射具有遵循光盤15的 波長(該示例中，約為660納米)的激光束的光源。本發(fā)明的該實(shí)施例中， 從光源單元51照射的最大強(qiáng)度的激光束的方向是沿+X方向。此外，光源單 元51例如照射與偏振分束器54的入射面平行的偏振光線集束(P偏振光)。
位于光源單元51的+X側(cè)的耦合鏡頭52使從光源單元51照射的光線集 束成為基本平4于的光線。
光柵200位于耦合鏡頭52的+X側(cè)。光柵200將來自耦合鏡頭52的基 本平行的光線分離為三個(gè)光線集束O階光束(以下也稱為"0階光")；正 一階衍射光束(以下也稱為"+l階光束"或"+l階光")；以及負(fù)一階衍射 光束(以下也稱為"-l階光束"或"-l階光")。即，光柵200將入射光線集 束變?yōu)槿龡l光束。更具體地，該示例中，光柵200將入射光線分離以使得入 射光線集束的80%成為0階光束，入射光線集束的10%成為+1階光束，而 且入射光線集束的10°/。成為-1階光束。此外，為方便起見，以下將把+1階 光束和-l階光束共同稱為"士l階光束"。
偏振分束器54位于光柵200的+X側(cè)。偏振分束器54的反射率依賴于 入射光線集束的偏振而變化。本示例中，將偏振分束器54設(shè)置為具有對于P 偏振光束減少的反射率、以及對于S偏振光束增加的反射率。即，偏振分束 器54分離包含在入射光線集束中的S偏振光。因而，從光源單元51照射的 光線集束的大部分可以通過偏振分束器54透射。1/4波片55位于偏振分束 器54的+X側(cè)。
1/4波片55提供對于入射到1/4波片55上的光線集束的1/4波長的相位 差。位于1/4波片55的+X側(cè)的物鏡60將通過1/4波片55透射的光線集束 會聚到目標(biāo)記錄層上。
由于入射到物鏡60上的每個(gè)光線集束(0階光束、±1階光束)的入射 角是不同的，通過物鏡60透射的光線集束在目標(biāo)記錄層上的不同區(qū)域處會 聚。例如，在利用差分推挽方法檢測尋道誤差的情況下，光線拾取裝置23 被設(shè)置為將0階光束會聚到目標(biāo)記錄層的溝槽上，并將+1和-1階光束中的 每一個(gè)會聚到位于0階光束會聚到的溝槽附近的相應(yīng)的槽脊。
聚焦致動器AC是用于沿聚焦方向(即，物鏡60的光軸方向)精確地 驅(qū)動(移動)物鏡60。為方便起見，在目標(biāo)記錄層為第一記錄層LO的情況 下，將物鏡60關(guān)于聚焦方向的最佳位置稱為"第一鏡頭位置"，而在目標(biāo)記 錄層為第二記錄層L1的情況下，將物鏡60關(guān)于聚焦方向的最佳位置稱為"第 二鏡頭位置"。與物鏡60處于第一鏡頭位置的情況下相比，物鏡60處于第 二鏡頭位置的情況下物鏡60與光盤15之間的距離更短(見圖4A和4B )。 尋道致動器(未示出)用于沿尋道方向精確地驅(qū)動(移動)物鏡60。 接下來，參照圖4A和4B描述從光盤15反射的光線集束。 如圖4A中所示，在目標(biāo)記錄層是第一記錄層LO的情況下，將物鏡60
的位置限定在第一鏡頭位置。從而，物鏡60將從光源單元51照射的光線集
束會聚到第一記錄層LO上。接著，光線集束的一部分從半透明膜MBO反射 并入射到物鏡60上。從半透明膜MB0反射的光線集束的這一部分包括信號 光束(以下也稱為"信號光")。同時(shí)，光線集束的剩余部分通過半透明膜 MB0透射，從反射膜MB1反射，并入射到物鏡60上。從反射膜MB1反射 的光線集束的剩余部分包括雜散光束(以下也稱為"雜散光")。
即，不管目標(biāo)記錄層為第一記錄層L0還是第二記錄層Ll，從光盤15 反射的光線集束都包括從半透明膜MBO反射的一個(gè)光線集束(以下稱為"第 一反射光束")以及從金屬反射膜MB1反射的另一個(gè)光線集束(以下稱為"第 二反射光束")。該示例中，在目標(biāo)記錄層是第一記錄層L0的情況下，第一 反射光束是信號光束而第二反射光束是雜散光束。同時(shí)，在目標(biāo)記錄層是第 二記錄層L1的情況下，第二反射光束是信號光束而第一反射光束是雜散光 束。
本發(fā)明的該實(shí)施例中，由于向光盤15照射三個(gè)光束(0階光束和士l階 光束)，第一反射光束包括0階光束的反射光束和士l階光束的反射光束。同 樣地，第二反射光束也包括0階光束的反射光束和士1階光束的反射光束。因 而，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，信號光束可以是包括0階光束的信號光束和土l 階光束的信號光束的多個(gè)信號光束，而雜散光束可以是包括0階光東的雜散 光束和士l階光束的雜散光束的多個(gè)雜散光束。
由于雜散光束(雜散光)導(dǎo)致在再現(xiàn)信號處理電路28中檢測各種信號 時(shí)的信噪比下降，將從由光盤15反射的光線集束中提取信號光束(信號光)。
位于偏振分束器54的-Z側(cè)的鏡頭61會聚由偏振分束器54分離并沿-Z 方向定向的反射光線集束。在包含在反射光線集束中的第一反射光束中，將 +1階光束的反射光束會聚到0階光束會聚到的區(qū)域的+X側(cè)，并將-1階光束 的反射光束會聚到0階光束會聚到的區(qū)域的-X側(cè)。同樣地，在包含在反射 光線集束中的第二反射光束中，將+1階光束的反射光束會聚到0階光束會 聚到的區(qū)域的+X側(cè)，并將-1階光束的反射光束會聚到0階光束會聚到的區(qū) 域的-X側(cè)。將包含從相同的記錄層反射的0階光束的反射光束和土l階光束 的反射光束被從相同的記錄層會聚的區(qū)域的假想面稱為"會聚面"。在光盤 15中，由于半透明膜MBO與金屬反射膜MB1相對于聚焦方向彼此分開布 置，第一反射光束的會聚面與第二反射光束的會聚面不匹配。即，第一反射 回到圖3,偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192位于鏡頭61的-Z側(cè)而且介于來自目 標(biāo)記錄層的多條信號光束的會聚面與來自位于目標(biāo)記錄層的+X側(cè)附近的記 錄層(該示例中，當(dāng)目標(biāo)記錄層是L0時(shí)為第二記錄層L1 )的多條雜散光束 的會聚面之間。如圖5中所示，例如可以利用沿Y軸方向延伸的五條分割線 (192i、 192j、 192k、 1921、 192m)將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192劃分為六個(gè)區(qū) 域(192a、 192b、 192c、 192d、 192e、 192f)。該示例中，區(qū)域192a、 192c、 192e中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲(光學(xué)相位差)，而區(qū) 域192b、 192d、 192f中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲。應(yīng) 當(dāng)注意，當(dāng)物鏡60沿尋道方向移動時(shí)，入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192上的 反射光線集束沿與尋道方向?qū)?yīng)的方向(該示例中，為Y軸方向)移動。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置23被設(shè)置為使得+1階光束入射到 區(qū)域192a和192b上，0階光束入射到區(qū)域192c和192d上，而-1階光束入 射到區(qū)域192e和192f上。
偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193位于偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的-Z側(cè)而且介于來自 目標(biāo)記錄層的多條信號光束的會聚面與來自位于目標(biāo)記錄層的-X側(cè)附近的 記錄層(該示例中，當(dāng)目標(biāo)記錄層是L1時(shí)為第一記錄層LO)的多條雜散光 束的會聚面之間。如圖6中所示，例如可以利用沿Y軸方向延伸的五條分割 線(193i、 193j、 193k、 1931、 193m)將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193劃分為六個(gè) 區(qū)域(193a、 193b、 193c、 193d、 193e、 193f)。該示例中，區(qū)域193a、 193c、 193e中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲(光學(xué)相位差)，而區(qū) 域193b、 193d、 193f中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲。當(dāng)物 鏡60沿尋道方向移動時(shí)，入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193上的反射光線集束 沿與尋道方向?qū)?yīng)的方向(該示例中，為Y軸方向)移動。
例如，可以使用扭曲向列型液晶、亞波長線柵、或光子晶體作為偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件192、 193。
位于偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的-Z側(cè)的檢偏器64僅允許包含在來自偏振 轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的光線集束中的P偏振光束通過其透射。
位于檢偏器64的-Z側(cè)的聚光器鏡頭58將通過檢偏器64透射的反射光 線集束會聚到光電檢測器PD的光接收面上。光電檢測器PD具有多個(gè)光電 檢測元件(或光電檢測區(qū))，用于產(chǎn)生例如最適宜在再現(xiàn)信號處理電路28中
檢測RF信號、擺動信號、以及伺服信號的信號(光電轉(zhuǎn)換信號)。
接下來，參照圖3和圖7A-7C描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述光學(xué)拾 取裝置23的操作。應(yīng)當(dāng)注意，圖3和圖7A-7C中，以實(shí)線表示O階光束 并以虛線表示士l階光束。 [目標(biāo)記錄層為第一記錄層LO的情況下]
利用耦合鏡頭52使來自光源單元51的線偏振光束(該示例中，為P偏 振光)的光線集束成為基本平行的光線集束。接著，利用光柵200將平行光 線集束分離為三條光束(0階光束和士l階光束)。然后，三條光束入射到偏 振分束器54上。每條光束的大部分通過偏振分束器54透射并維持其平行狀 態(tài)，由1/4波片55圓偏振化，并由物鏡60會聚到光盤15上，從而在目標(biāo)記 錄層LO上形成三個(gè)精細(xì)光束點(diǎn)。
接著，光線集束從光盤15反射，其中反射光線集束包括來自記錄層LO 的多條信號光束以及來自記錄層Ll的多條雜散光束。光線集束被沿相反旋 轉(zhuǎn)方向(相對于照射到光盤15上的圓偏振光線)圓偏振，而且由物鏡60再 次變成基本平行的光線。接著，反射平行光線集束在1/4波片55處被變成垂 直交叉(相對于照射到光盤15上的圓偏振光線)的線偏振光束(該示例中， 為S偏振光束)。然后，反射光線集束入射到偏振分束器54上。光線集束由 偏振分束器54沿-Z方向反射并在鏡頭61處會聚。
通過鏡頭61透射的反射光線集束入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192上。在 偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，信號光束的+1階光束和雜散光束的+ 1階光束入 射到區(qū)域192a和192b上，信號光束的0階光束和雜散光束的0階光束入射 到區(qū)域192c和192d上，而信號光束的-1階光束和雜散光束的-1階光束入射 到區(qū)域192e和192f上。入射到區(qū)域192a上的每條+1階光束被延遲-1/4波 長，而入射到區(qū)域192b上的每條+l階光束被延遲+1/4波長。此外，入射到 區(qū)域192c上的每條0階光束被延遲-1/4波長，而入射到區(qū)域192d上的每條 0階光束被延遲+1/4波長。另外，入射到區(qū)域192e上的每條-1階光束被延 遲-1/4波長，而入射到區(qū)域192f上的每條-1階光束被延遲+1/4波長。應(yīng)當(dāng) 注意，信號光束和雜散光束在鏡頭61與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192之間均為S 偏振光束。
來自偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的每個(gè)光線集束入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件 193上。
例如，如圖7A中所示，由于多條信號光束在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192與 偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193之間會聚，通過區(qū)域192a透射的+l階光束(被延遲 -1/4波長的+1階光束)的信號光束入射到區(qū)域193b上并被延遲-1/4波長。 通過區(qū)域192b透射的+1階光束(被延遲+1/4波長的+1階光束)的信號光束 入射到區(qū)域193a上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192c透射的0階光束(被 延遲-1/4波長的0階光束)的信號光束入射到區(qū)域193d上并被延遲-l/4波長。 通過區(qū)域192d透射的0階光束(被延遲+1/4波長的0階光束)的信號光束 入射到區(qū)域193c上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192e透射的-1階光束(被 延遲-1/4波長的-1階光束)的信號光束入射到區(qū)域193f上并被延遲-1/4波長。 通過區(qū)域192f透射的+l階光束(被延遲+1/4波長的-1階光束)入射到區(qū)域 193e上并被延遲+l/4波長。從而，多條信號光束全部成為P偏振光束。 [雜散光束]
例如，如圖7B中所示，由于多條雜散光束在透鏡61與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件192之間會聚，通過區(qū)域192a透射的+l階光束(被延遲-1/4波長的+1階 光束)的雜散光束入射到區(qū)域193a上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192b透 射的+1階光束(被延遲+l/4波長的+l階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193b 上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192c透射的0階光束(被延遲-1/4波長的0 階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193c上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192d 透射的0階光束(被延遲+1/4波長的0階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193d 上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192e透射的-l階光束(被延遲-1/4波長的-1 階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193e上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192f 透射的-1階光束(被延遲+1/4波長的-1階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193f 上并被延遲-l/4波長。從而，多條雜散光束全部保持為S偏振光束。
來自偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的光線集束入射到檢偏器64上。由于檢偏 器64只允許P極化光束通過其透射，僅有多條信號光束入射到聚光器鏡頭 58上并被光電檢測器PD接收。光電檢測器PD的每個(gè)光接收元件(光接收 區(qū)域)執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并向再現(xiàn)信號處理電路28輸出光電轉(zhuǎn)換信號。由于僅 有多條信號光束在光電檢測器PD處被接收，可以輸出具有高信噪比的光電 轉(zhuǎn)換信號。
利用耦合鏡頭52使來自光源單元51的線偏振光束(該示例中，為P偏
振光)的光線集束成為基本平行的光線集束。接著，利用光柵200將平行光 線集束分離為三條光束(0階光束和士l階光束)。然后，三條光束入射到偏 振分束器54上。每條光束的大部分通過偏振分束器54透射維持其平行狀態(tài)， 由1/4波片55圓偏振化，并由物鏡60會聚到光盤15上，從而在目標(biāo)記錄層 Ll上形成三個(gè)精細(xì)光束點(diǎn)。
接著，光線集束從光盤15反射，其中反射光線集束包括來自記錄層L1 的多條信號光束以及來自記錄層LO的多條雜散光束。光線集束成為沿相反 旋轉(zhuǎn)方向(相對于照射到光盤15上的圓偏振光線)圓偏振，而且由物鏡60 再次變成基本平行的光線。接著，反射平行光線集束在1/4波片55處被變成 相對于照射到光盤15上的圓偏振光線垂直交叉的線偏振光束(該示例中， 為S偏振光束)。然后，反射光線集束入射到偏振分束器54上。光線集束由 偏振分束器54沿-Z方向反射并在鏡頭61處會聚。
通過鏡頭61透射的反射光線集束入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192上。在 偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，信號光束的+1階光束和雜散光束的+1階光束入 射到區(qū)域192a和192b上，信號光束的0階光束和雜散光束的0階光束入射 到區(qū)域192c和192d上，而信號光束的-1階光束和雜散光束的-1階光束入射 到區(qū)域192e和192f上。入射到區(qū)域192a上的每條+1階光束被延遲-1/4波 長，而入射到區(qū)域192b上的每條+l階光束被延遲+1/4波長。此外，入射到 區(qū)域192c上的每條0階光束被延遲-1/4波長，而入射到區(qū)域192d上的每條 0階光束被延遲+1/4波長。另外，入射到區(qū)域192e上的每條-1階光束被延 遲-1/4波長，而入射到區(qū)域192f上的每條-1階光束被延遲+1/4波長。應(yīng)當(dāng) 注意，信號光束和雜散光束在鏡頭61與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192之間光路 (optical)上均為S偏振光束。
來自偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的每個(gè)光線集束入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件 193上。 [信號光束]
由于多條信號光束在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193之 間會聚，通過區(qū)域192a透射的+l階光束(被延遲-1/4波長的+ 1階光束)的 信號光束入射到區(qū)域193b上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192b透射的+1階 光束(被延遲+1/4波長的+1階光束)的信號光束入射到區(qū)域193a上并被延 遲+1/4波長。通過區(qū)域192c透射的0階光束(#皮延遲-1/4波長的0階光束) 的信號光束入射到區(qū)域193d上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192d透射的0 階光束(被延遲+1/4波長的0階光束)的信號光束入射到區(qū)域193c上并被 延遲+1/4波長。通過區(qū)域192e透射的-l階光束(被延遲-1/4波長的-1階光 束)的信號光束入射到區(qū)域193f上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192f透射 的+1階光束(被延遲+1/4波長的-1階光束)入射到區(qū)域193e上并被延遲+1/4 波長。從而，多條信號光束全部成為P偏振光束。 [雜散光束]
例如，如圖7C中所示，由于多條雜散光束在檢偏器64與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué) 元件193之間會聚，通過區(qū)域192a透射的+l階光束(被延遲-1/4波長的+ 1 階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193a上并被延遲+l/4波長。通過區(qū)域192b 透射的+1階光束(被延遲+1/4波長的+1階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193b 上并被延遲-1/4波長。通過區(qū)域192c透射的0階光束(被延遲-1/4波長的0 階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193c上并被延遲+l/4波長。通過區(qū)域192d 透射的0階光束(被延遲+1/4波長的0階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193d 上并凈皮延遲-1/4波長。通過區(qū)域192e透射的-1階光束(— 皮延遲-1/4波長的-1 階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193e上并被延遲+1/4波長。通過區(qū)域192f 透射的+1階光束(被延遲+1/4波長的-1階光束)的雜散光束入射到區(qū)域193f 上并被延遲-l/4波長。從而，多條雜散光束全部保持為S偏振光束。
來自偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的光線集束入射到檢偏器64上。由于檢偏 器64只允許P極化光束通過其透射，僅有多條信號光束入射到聚光器鏡頭 58上并被光電檢測器PD接收。光電檢測器PD的每個(gè)光接收元件(光接收 區(qū)域)執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并向再現(xiàn)信號處理電路28輸出光電轉(zhuǎn)換信號。由于僅 有多條信號光束在光電檢測器PD處被接收，可以輸出具有高信噪比的光電 轉(zhuǎn)換信號。
接下來，回到圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的再現(xiàn)信號處理電路28基于從 光電檢測器PD輸出的信號(光電轉(zhuǎn)換信號)獲得例如伺服信號(例如包括 聚焦誤差信號和尋道誤差信號)、地址信息、同步信息、以及RF信號。由于 從光電檢測器PD輸出的光電轉(zhuǎn)換信號具有高信噪比，再現(xiàn)信號處理電路28 可以準(zhǔn)確地獲得伺服信號、地址信息、同步信息(同步信號)、以及RF信號。 例如，如圖8A中所示，聚焦誤差信號的線性部分與傳統(tǒng)示例(圖9A中所
示)相比更長。這允許準(zhǔn)確地檢測聚焦的偏差(位置偏差)量。圖8A中的
電傳感器PD劃分為兩個(gè)光接收區(qū)域(光接收元件)的情況下，將圖8A的 垂直軸表示為(S1-S2) / (Sl+S2)，其中從各個(gè)劃分的區(qū)域輸出的信號為Sl、 S2。此外，如圖8B中所示，包含RF信號的總和信號(將光電轉(zhuǎn)換信號相 加的總和)與傳統(tǒng)示例(圖9B中所示)相比也更穩(wěn)定，可以準(zhǔn)確地獲得RF 信號。圖8B中的垂直軸已歸一化，其中將總和信號的最大值設(shè)置為1。圖 8A和8B是基于中間層ML的厚度大約為9微米、物鏡的NA (數(shù)值孔徑) 大約為0.65、而且激光光束的波長大約為660納米的情況下的數(shù)據(jù)。
此外，如圖10中所示，在光電檢測器PD包括用于接收O階光束的半分 裂光接收元件PD1、用于接收+1階光束的半分裂光接收元件PD2、和用于 接收-1階光束的半分裂光接收元件PD3的情況下，可以利用表達(dá)式(Sb-Sa) -K (Sd+Sf-Sc-Se)獲得差分推挽信號DPP。
回到圖1 ，再現(xiàn)信號處理電路28將各種獲得的信號和數(shù)據(jù)輸出到光盤裝 置20的相應(yīng)部件。即，例如，獲得的伺服信號被輸出到驅(qū)動控制電路26， 獲得的地址信息被輸出到CPU 40,而同步信號被輸出到編碼器25或驅(qū)動控 制電路26。此外，再現(xiàn)信號處理電路28對RF信號執(zhí)行解碼處理和誤差檢 測處理。在檢測到誤差的情況下，對RF信號執(zhí)行糾錯(cuò)處理。接著，經(jīng)由緩 沖器管理器37將經(jīng)糾正的信號作為再現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲在緩沖器RAM 34中。將 包含在再現(xiàn)數(shù)據(jù)中的地址信息輸出到CPU 40。
驅(qū)動控制電路26基于來自再現(xiàn)信號處理電路28的尋道誤差信號產(chǎn)生尋 道致動器的驅(qū)動信號，用于糾正物鏡60相對于尋道方向的位置偏差。此外， 驅(qū)動控制電路26基于來自再現(xiàn)信號處理電路28的聚焦誤差信號產(chǎn)生聚焦致 動器AC的驅(qū)動信號，用于糾正物鏡60的聚焦偏差。向光學(xué)拾取裝置23輸 出每個(gè)致動器的驅(qū)動信號。借以執(zhí)行尋道控制和聚焦控制。另外，驅(qū)動控制 電路26基于來自CPU 40的指令產(chǎn)生用于驅(qū)動尋道馬達(dá)21的驅(qū)動信號以及 用于驅(qū)動主軸馬達(dá)22的驅(qū)動信號。分別向?qū)さ礼R達(dá)21和主軸馬達(dá)22輸出 每個(gè)馬達(dá)的驅(qū)動信號。
緩沖器RAM 34臨時(shí)存儲將要記錄在光盤15中的數(shù)據(jù)(記錄數(shù)據(jù))以 及將要從光盤15再現(xiàn)的數(shù)據(jù)(再現(xiàn)數(shù)據(jù))。緩沖器管理器37管理緩沖器RAM 34的數(shù)據(jù)輸入/輸出。
編碼器25基于來自CPU 40的指令經(jīng)由緩沖器管理器37提取存儲在緩 沖器RAM 34中的記錄數(shù)據(jù)。編碼器25對所提取的記錄數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)調(diào)制 并添加糾錯(cuò)碼，從而產(chǎn)生用于向光盤15上寫數(shù)據(jù)的信號(寫信號)。向激光 控制電路24輸出所產(chǎn)生的寫信號。
激光控制電路24控制半導(dǎo)體激光器的照射功率。例如，在光盤15中記 錄數(shù)據(jù)時(shí)，激光控制電路24基于寫信號、記錄條件、以及半導(dǎo)體激光器的 照射特性產(chǎn)生用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動信號。
接口 38擔(dān)當(dāng)用于與諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的上層裝置(或主機(jī))90執(zhí)行雙向 通信的接口。接口 38遵從諸如ATAPI (AT附加包接口 )、 SCSI (小型計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)接口 )、以及USB (通用串行總線)的接口標(biāo)準(zhǔn)。
閃速存儲器39例如存儲以CPU 40可讀的代碼編寫的各種程序、記錄條 件(例如記錄功率、記錄策略信息)、以及半導(dǎo)體激光器的照射特性。
CPU 40根據(jù)存儲在閃速存儲器39中的各種程序控制各種部件，并在 RAM 41和緩沖器RAM 34中存儲用于控制的數(shù)據(jù)。
接下來，參照圖11描述據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20在光盤裝置20 接收來自上層裝置90的存取請求的情況下的操作。
圖11的流程示出包含由CPU40執(zhí)行的一系列步驟的算法。
在接收來自上層裝置90的記錄命令或再現(xiàn)命令(以下也稱為"命令") 后，通過在CPU40的程序計(jì)數(shù)器中設(shè)置與圖11中所示的流程對應(yīng)的程序的 首部地址來開始CPU 40的4喿作。
在步驟S401 ， CPU 40指令驅(qū)動控制電路26以預(yù)定線速度(或角速度) 轉(zhuǎn)動光盤15。 CPU 40還向再現(xiàn)信號處理電路28報(bào)告來自上層裝置90的命 令的接收。
接著，在步驟S403, CPU40從命令中提取指定的地址，并基于指定的 地址來識別目標(biāo)記錄層(確定其是第一記錄層LO還是第二記錄層Ll )。
接著，在步驟S405, CPU40例如向驅(qū)動控制電路26報(bào)告關(guān)于所識別的 目標(biāo)記錄層的信息。
接著，在步驟S409, CPU 40指令驅(qū)動控制電路26在與指定的地址對應(yīng) 的目標(biāo)區(qū)域的附近形成光束點(diǎn)。從而，執(zhí)行尋道操作。如果不必執(zhí)行尋道操 作，則可以略去步驟S409中的過程。
接著，在步驟S411, CPU40根據(jù)命令允許記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
接著，在步驟S413, CPU40確定記錄過程或再現(xiàn)過程是否已完成。如 果記錄過程或再現(xiàn)過程未完成，則CPU 40確定記錄過程或再現(xiàn)過程的完成 為否定，并在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后重試確定。如果記錄過程或再現(xiàn)過程已完成， 則CPU40確定記錄過程或再現(xiàn)過程的完成為肯定，從而結(jié)束操作。
因此，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置23提供光源 51，用于照射線偏振光束；光柵200，用于將從光源51照射的線偏振光束衍 射為多個(gè)光線集束；物鏡60，用于將多個(gè)光線集束會聚到光盤15的多個(gè)記 錄層中包含的目標(biāo)記錄層；1/4波片55,位于光柵200與物鏡60之間的光路 上，用于向入射光線集束添加1/4波長的光學(xué)相位差；光學(xué)系統(tǒng)70,位于從 光盤15反射并通過物鏡60和1/4波片55透射的光線集束的光路上；以及光 電檢測器PD,用于接收來自光學(xué)系統(tǒng)70的光線集束，并根據(jù)所接收的光線 集束的光量產(chǎn)生信號。
此外，如上所述，光學(xué)系統(tǒng)70提供偏振分束器54，位于反射光線集 束的光路上，用于分離反射光線集束；鏡頭61,位于偏振分束器54的后面， 用于會聚反射光線集束；偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192,位于第一假想面與第二假 想面之間，第一假想面包括在其中多條信號光束被鏡頭61會聚的會聚區(qū)域， 第二假想面包括在其中多條雜散光束被鏡頭61會聚的會聚區(qū)域，偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件192具有多個(gè)劃分的區(qū)域，用于將多條信號光束和多條雜散光束分 離為兩個(gè)光線集束，并轉(zhuǎn)換所分離的光線集束的偏振以使得其中一個(gè)分離的 光線集束具有與另 一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；另 一個(gè)偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件193，位于第一假想面與比第一假想面離鏡頭61更遠(yuǎn)的第三假想面之間， 第三假想面包括在其中多條雜散光束被會聚的會聚區(qū)域，偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件 193具有與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的多個(gè)劃分的區(qū)域相對的多個(gè)劃分的區(qū) 域，用于轉(zhuǎn)換通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192透射的多條信號光束和多條雜散光 束的偏振，以使得多條信號光束具有與多條雜散光束不同的偏振；以及檢偏 器64，用于基于偏振的差異從通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193透射的反射光線集 束中提取多條信號光束。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20中，將再現(xiàn)信號處理電路28、CPU 40、以及由CPU 40執(zhí)行的程序包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理裝置中。 另夕卜，也可以部分或全部利用其它附加的硬件執(zhí)行由CPU 40執(zhí)行的過程(步 驟)。利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述光學(xué)拾取裝置23,通過耦合鏡頭52、 光柵200、偏振分束器54、 1/4波片55、以及物鏡60會聚從光源單元51照 射的線偏振光(該示例中，為P偏振光)集束以在光盤15的目標(biāo)記錄層上 形成多個(gè)精細(xì)光束點(diǎn)。使從光盤15反射的反射光線集束(包括多條信號光 和多條雜散光)成為與從光源單元51照射的光線的方向垂直交叉的線偏振 光(本示例中，為S偏振光)并入射到偏振分束器54上。在偏振分束器54 中沿-Z方向反射的光線集束在鏡頭61 (會聚光學(xué)元件)處變成會聚的光并 入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192上。在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，入射到區(qū)域 192a、 192c、和192e上的光線集束被延遲-1/4波長，而入射到區(qū)域192b、 192d、和192f上的光線集束被延遲+1/4波長。通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件92 透射的反射光線集束入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193上。在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件 193中，入射到區(qū)域193a、 193c、和193e上的光線集束被延遲+1/4波長， 而入射到區(qū)域193b、 193d、和193f上的光線集束#皮延遲-1/4波長。從而， 通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193透射的多條信號光束變成P偏振光束，而通過偏 振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193透射的多條雜散光束保持為S偏振光束。通過偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件193透射的反射光線集束入射到檢偏器64上。入射到檢偏器64上 的反射光線集束當(dāng)中，僅有多條信號光束通過^r偏器64透射。即，根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)70從包含多條信號光束和多條雜散光束的反射光 線集束中提取多條信號光束。通過檢偏器64透射的反射光線集束經(jīng)由聚光 器鏡頭58被光電檢測器PD接收。該情況下，由于僅有包含在反射光線集束 中的多條信號光束在光電檢測器PD處被接收，可以輸出具有高信噪比的光 電轉(zhuǎn)換信號。因此，能夠從具有多個(gè)記錄層的光盤中精確地獲得期望的信號。
此外，根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，將每個(gè)偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件分隔(分割) 為添加+1/4波長延遲的區(qū)域和添加-1/4波長延遲的區(qū)域的邊界線(分割線) 可以沿與尋道方向相同的方向定向。因而，即便沿尋道方向移動物鏡60，也 能夠精確地分離信號光束和雜散光束。
另外，利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20，可以從光學(xué)拾取裝置 23輸出具有高信噪比的光電轉(zhuǎn)換信號。從而，可以穩(wěn)定精確地存取具有多個(gè) 記錄層的光盤。因此，可以從具有多個(gè)記錄層的光盤精確地再現(xiàn)信息。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，區(qū)域 192a、 192c、和192e中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲，而區(qū)
域192b、 192d、和192f中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲。 而且，在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193中，區(qū)域193a、 193c、和193e中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲，而區(qū)域193b、 193d、和193f中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲。然而，可替 換地，在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，區(qū)域192a、 192c、和192e中的每一個(gè)將向入射光線集束添加+1/4波長的延遲，而區(qū)域 192b、 192d、和192f中的每一個(gè)可向入射光線集束添加-1/4波長的延遲。而 且，在根據(jù)本發(fā)明的該另一個(gè)實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193中，區(qū)域193a、 193c、和193e中的每一個(gè)可向入射光線集束添加-1/4波長的延遲，而區(qū)域 193b、 193d、和193f中的每一個(gè)將向入射光線集束添加+1/4波長的延遲。 該情況下，與根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例相同，僅有信號光束可以被轉(zhuǎn)換為P 偏振光束。
在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193中，區(qū)域193a、 193c、和193e中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲，而區(qū)域193b、 193d、和193f中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲。然而，可替 換地，在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193中，區(qū)域193a、 193c、和193e中的每一個(gè)將向入射光線集束添加-1/4波長的延遲，而區(qū)域 193b、 193d、和193f中的每一個(gè)將向入射光線集束添加+1/4波長的延遲。 換句話說，可以將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192和193配置為相同的。然而，應(yīng)當(dāng) 注意，檢偏器64將允許S偏振光束透射，因?yàn)樵撉闆r下多條信號光束保持 為S偏振光束而多條雜散光束被轉(zhuǎn)換為P偏振光束。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中，區(qū)域 192a、 192c、和192e中的每一個(gè)向入射光線集束添加-1/4波長的延遲，而區(qū) 域192b、 192d、和192f中的每一個(gè)向入射光線集束添加+1/4波長的延遲。 然而，可替換地，在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192中， 區(qū)域192a、 192c、和192e中的每一個(gè)將向入射光線集束添加+1/4波長的延 遲，而區(qū)域192b、 192d、和192f中的每一個(gè)將向入射光線集束添加-1/4波 長的延遲。換句話說，可以將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192和193配置為相同的。 然而，應(yīng)當(dāng)注意，檢偏器64將允許S偏振光束透射，因?yàn)樵撉闆r下多條信 號光束保持為S偏振光束而多條雜散光束被轉(zhuǎn)換為P偏振光束。
另外，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的可替換選擇，可以利用沿Y軸
方向延伸的三條分割線(292i、 292k、 292m)將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的偏振 轉(zhuǎn)換光學(xué)元件292劃分為四個(gè)區(qū)域(292a、 292b、 292c、 292d )(見圖12), 使得區(qū)域292a和292c中的每一個(gè)向入射光學(xué)集束添加+1/4波長的延遲，而 區(qū)域292b和292d中的每一個(gè)向入射光學(xué)集束添加-1/4波長的延遲。該情況 下，+1階光束入射到區(qū)域292a和292b上，0階光束入射到區(qū)域292b和292c 上，而-1階光束入射到區(qū)域292c和292d上。
同樣地，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的可替換選擇，可以利用沿Y 軸方向延伸的三條分割線(293i、 293k、 293m )將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的偏 振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件293劃分為四個(gè)區(qū)域(293a、 293b、 293c、 293d)(見圖13), 使得區(qū)域293a和293c中的每一個(gè)向入射光學(xué)集束添加-1/4波長的延遲，而 區(qū)域293b和293d中的每一個(gè)向入射光學(xué)集束添加+1/4波長的延遲。與本發(fā) 明的上述實(shí)施例相同，僅有多條信號被轉(zhuǎn)換為P偏振光束。
從而，即便減少劃分的區(qū)域的數(shù)量而且0階光束與士l階光束彼此變得 更靠近(間隔更小)，也能夠提取多條信號光束而不減少光量。
此外，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的另一個(gè)可替換選擇，可以利用 沿Y軸方向延伸的五條分割線(294i、 294j、 294k、 2941、 294m)將根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件294劃分為六個(gè)區(qū)域(294a、 294b、 294c、 294d、 294e、 294f)(見圖14),使得區(qū)域294a、 294c、和294e中的每一個(gè) 向入射光學(xué)集束添加1/2波長的延遲，而區(qū)域294b、 294d和294f中的每一 個(gè)不向入射光學(xué)集束添加延遲。該情況下，+1階光束入射到區(qū)域294a和294b 上，0階光束入射到區(qū)域294c和294d上，而-1階光束入射到區(qū)域294e和 294f上。
同樣地，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的另一個(gè)可替換選擇，可以利 用沿Y軸方向延伸的五條分割線(295i、 295j、 295k、 2951、 295m)將根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件295劃分為六個(gè)區(qū)域(295a、295b、295c、 295d、 295e、 295f)(見圖15)，使得區(qū)域295a、 295c、和295e中的每一個(gè) 向入射光學(xué)集束添加1/2波長的延遲，而區(qū)域295b、 295d和295f中的每一 個(gè)不向入射光學(xué)集束添加延遲。與本發(fā)明的上述實(shí)施例相同，僅有多條信號 -故轉(zhuǎn)換為P偏振光束。
因此，每個(gè)偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件可以具有簡化的劃分結(jié)構(gòu)，從而獲得高產(chǎn) 出率的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件。具體地，在該情況下的制造過程中，可以通過將
能夠添加1/2波長的延遲的單個(gè)波片劃分為六個(gè)區(qū)域并去除(例如，蝕刻)
與區(qū)域294b、 294d、和294f對應(yīng)的表面以消除區(qū)域294b、 294d、和294f 的延遲效應(yīng)來制作偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件294。同樣地，可以通過將能夠添加1/2 波長的延遲的單個(gè)波片劃分為六個(gè)區(qū)域并去除(例如，蝕刻)與區(qū)域295b、 295d、和254f對應(yīng)的表面以消除區(qū)域295b、 295d、和295f的延遲效應(yīng)來制 作偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件295。
此外，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的另一個(gè)可替換選擇，可以利用 沿Y軸方向延伸的五條分割線(296i、 296j、 296k、 2961、 296m)將才艮據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件296劃分為六個(gè)區(qū)域(296a、 296b、 296c、 296d、 296e、 296f)(見圖16)，使得區(qū)域296a、 296c、和296e中的每一個(gè) 將入射光學(xué)集束的偏振(振動)旋轉(zhuǎn)+45度，而區(qū)域296b、 296d和296f中 的每一個(gè)將入射光學(xué)集束的偏振(振動)旋轉(zhuǎn)-45度。該情況下，+1階光束 入射到區(qū)域296a和296b上，0階光束入射到區(qū)域296c和296d上，而-1階 光束入射到區(qū)域296e和296f上。
同樣地，作為上述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的另一個(gè)可替換選擇，可以利 用沿Y軸方向延伸的五條分割線(297i、 297j、 297k、 2971、 297m)將根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件297劃分為六個(gè)區(qū)域(297a、 297b、 297c、 297d、 297e、 297f)(見圖17),使得區(qū)域297a、 297c、和297e中的每一個(gè) 將入射光學(xué)集束的偏振(振動)旋轉(zhuǎn)-45度，而區(qū)域297b、 297d和297f中 的每一個(gè)將入射光學(xué)集束的偏振(振動)旋轉(zhuǎn)+45度。與本發(fā)明的上述實(shí)施 例相同，僅有多條信號被轉(zhuǎn)換為P偏振光束。
如上所述，作為另一個(gè)可替換選擇，可以通過具有大于1的折射率(折 射指數(shù))的透明材料將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192和偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193結(jié)合 為聯(lián)合體(見圖18)。這允許更容易地限定偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192和偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件193的位置。于是，在制造過程中可以容易地將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件192的分割線(192i、 192j、 192k、 1921、 192m)和偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193 的分割線(193i、 193j、 193k、 1931、 193m)布置為彼此相對，從而簡化裝 配過程(步驟)和校準(zhǔn)過程(步驟)。由于偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192和偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件193被制作為使得將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件192的每個(gè)區(qū)域(192a、 192b、 192c、 192d、 192e、 192f)和偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193的每個(gè)區(qū)域(193a、 193b、 193c、 193d、 193e、 193f)適當(dāng)?shù)夭贾迷谕该鞑牧?94上，優(yōu)選的是
使用亞波長光柵或光子晶體作為透明材料194。
面(之后)，但是會聚光學(xué)元件也可以位于偏振器前面(之前)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置23中，鏡頭58和 光電檢測器PD可以位于偏振分束器54的-Z側(cè)，同時(shí)使用偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件197和反射鏡65 (位于偏振分束器54的+Z側(cè))而不是使用上述的偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件192、偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件193、以及檢偏器64 (見圖19)。另外， 由于耦合鏡頭52可以擔(dān)當(dāng)會聚光學(xué)元件，本發(fā)明的該實(shí)施例中將不需要上 述的鏡頭61。于是，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)包括偏振分束器54、 耦合鏡頭52、偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197、以及反射鏡65。
偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197位于偏振分束器54的+Z側(cè)而且介于多條信號光 束的會聚面與位于多條信號光束的會聚面的-Z側(cè)的多條雜散光束的會聚面 之間。如圖20中所示，可以利用沿Y軸方向延伸的三條分割線(197e、 197f、 197g)將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197劃分為四個(gè)區(qū)域(197a、 197b、 197c、 197d)。 該示例中，每條分割線將多條信號光束在它們相應(yīng)的光軸處一分為二。區(qū)域 197a和197c中的每一個(gè)不向入射光線集束添加延遲，而區(qū)域197b和197d 中的每一個(gè)向入射光線集束添加1/2波長的延遲。換句話說，將區(qū)域197a-197d以條紋狀的結(jié)構(gòu)提供，以每個(gè)光線集束的光軸作為邊界，使得交替地布 置添加1/2波長延遲和不添加延遲的區(qū)域。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)物鏡60沿尋道方向 移動時(shí)，入射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197上的反射光線集束沿與尋道方向?qū)?yīng) 的方向(該示例中，為Y軸方向)移動。該情況下，信號和雜散光束的+ 1 階光束入射到區(qū)域197a和197b上，信號和雜散光束的0階光束入射到區(qū)域 197b和197c上，而信號和雜散光束的-1階光束入射到區(qū)域197c和197d上。
例如，可以使用扭曲向列型液晶、亞波長線柵、或光子晶體來形成區(qū)域 197b和197d。
反射鏡65位于多條信號光束的會聚面處(見圖21)。從而，反射鏡65 將通過區(qū)域197a透射的+l階信號光束反射到區(qū)域197b,并將通過區(qū)域197b 透射的+1階信號光束反射到區(qū)域197a。此外，反射鏡65將通過區(qū)域197b 透射的0階信號光束反射到區(qū)域197c，并將通過區(qū)域197c透射的0階信號 光束反射到區(qū)域197b。另外，反射鏡65將通過區(qū)域197c透射的-l階光束反 射到區(qū)域197d,并將通過區(qū)域197d透射的-l階信號光束反射到區(qū)域197c。
接下來，參照圖19-23描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述光學(xué)系統(tǒng)70'
的操作。
從光盤15反射的多條信號光束和多條雜散光束被會聚到耦合鏡頭52并 由偏振分束器54沿+Z方向引導(dǎo)。該情況下，多條信號光束和多條雜散光束 的光線集束為S偏振光束。接著，多條信號光束和多條雜散光束入射到偏振 轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197上。 [信號光束]
在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197a不向入射的信號光束的+1階光 束添加延遲，而區(qū)域197b向入射的信號光束的+1階光束添加1/2波長的延 遲。于是，通過區(qū)域197a透射的信號光束的+l階光束被反射鏡65反射到區(qū) 域197b，而通過區(qū)域197b透射的信號光束的+1階光束被反射鏡65反射到 區(qū)域197a。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射 的信號光束的+1階光束全部被添加1/2波長的延遲。
此外，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197b向入射的信號光束的0 階光束添加1/2波長的延遲，而區(qū)域197c不向入射的信號光束的0階光束添 加延遲。于是，如圖21中所示，通過區(qū)域197b透射的信號光束的0階光束 被反射鏡65反射到區(qū)域197c,而通過區(qū)域197c透射的信號光束的0階光束 被反射鏡65反射到區(qū)域197b。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換 光學(xué)元件197透射的信號光束的0階光束全部被添加1/2波長的延遲。
另夕卜，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197c不向入射的信號光束的-1 階光束添加延遲，而區(qū)域197d向入射的信號光束的-1階光束添加1/2波長 的延遲。于是，通過區(qū)域197c透射的信號光束的-l階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197d,而通過區(qū)域197d透射的信號光束的-1階光束被反射鏡65反 射到區(qū)域197c。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197 透射的信號光束的-1階光束全部被添加1/2波長的延遲。
從而，多條信號光束全部變成P偏振光束。 [雜散光束]
1.雜散光束是從位于朝向目標(biāo)記錄層的+X側(cè)的記錄層反射的情況下
如圖22中所示，從位于朝向目標(biāo)記錄層的+X側(cè)的記錄層反射的多條雜 散光束在偏振分束器54與偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197之間會聚并接著被引導(dǎo)入 射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197上。 在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197a不向入射的雜散光束的+1階光 束添加延遲，而區(qū)域197b向入射的雜散光束的+1階光束添加1/2波長的延 遲。于是，通過區(qū)域197a透射的雜散光束的+l階光束被反射鏡65反射到區(qū) 域197a,而通過區(qū)域197b透射的雜散光束的+1階光束被反射鏡65反射到 區(qū)域197b (見圖22)。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件197透射的雜散光束的+1階光束不被添加延遲。
此外，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197b向入射的雜散光束的0 階光束添加1/2波長的延遲，而區(qū)域197c不向入射的雜散光束的0階光束添 加延遲。于是，通過區(qū)域197b透射的雜散光束的0階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197b,而通過區(qū)域197c透射的雜散光束的0階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197c (見圖22)。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué) 元件197透射的雜散光束的0階光束不被添加延遲。
另夕卜，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197c不向入射的雜散光束的-l 階光束添加延遲，而區(qū)域197d向入射的雜散光束的-1階光束添加1/2波長 的延遲。于是，通過區(qū)域197c透射的雜散光束的-l階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197c,而通過區(qū)域197d透射的雜散光束的-1階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197d。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透 射的雜散光束的-1階光束不被添加延遲。
從而，從位于朝向目標(biāo)記錄層的+X側(cè)的記錄層反射的多條雜散光束全 部保持為S偏振光束。
2.雜散光束是從位于朝向目標(biāo)記錄層的-X側(cè)的記錄層反射的情況下
如圖23中所示，從位于朝向目標(biāo)記錄層的-X側(cè)的記錄層反射的多條雜 散光束通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射并在會聚之前到達(dá)反射鏡65。于是， 由反射鏡65反射的多條雜散光束在通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射之后會 聚。
在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197a不向入射的雜散光束的+1階光 束添加延遲，而區(qū)域197b向入射的雜散光束的+1階光束添加1/2波長的延 遲。于是，通過區(qū)域197a透射的雜散光束的+l階光束被反射鏡65反射到區(qū) 域197a,而通過區(qū)域197b透射的雜散光束的+1階光束被反射鏡65反射到 區(qū)域197b (見圖23)。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件197透射的雜散光束的+1階光束不被添加延遲。
此外，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197b向入射的雜散光束的0 階光束添加1/2波長的延遲，而區(qū)域197c不向入射的雜散光束的0階光束添 加延遲。于是，通過區(qū)域197b透射的雜散光束的0階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197b，而通過區(qū)域197c透射的雜散光束的0階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197c (見圖23)。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué) 元件197透射的雜散光束的0階光束不被添加延遲。
另夕卜，在偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197中，區(qū)域197c不向入射的雜散光束的-l 階光束添加延遲，而區(qū)域197d向入射的雜散光束的-1階光束添加1/2波長 的延遲。于是，通過區(qū)域197c透射的雜散光束的-l階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197c，而通過區(qū)域197d透射的雜散光束的-1階光束被反射鏡65反射 到區(qū)域197d (見圖23)。從而，由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué) 元件197透射的雜散光束的-1階光束不被添加延遲。
從而，從位于朝向目標(biāo)記錄層的-X側(cè)的記錄層反射的多條雜散光束全 部保持為S偏振光束。
換句話說，在光學(xué)系統(tǒng)70'中，多條信號光束被轉(zhuǎn)換為P偏振光束，而 多條雜散光束保持為S偏振光束。
從反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射的光線集束入 射到偏振分束器54上。僅有P偏振光束通過偏振分束器54透射并入射到聚 光器鏡頭58上。從而，入射到光電傳感器上的光線集束僅包含多條信號光 束。因而，可以取得與本發(fā)明的上述實(shí)施例相同的效果。于是，可以減少光 學(xué)拾取裝置的組件數(shù)量并可以減小光學(xué)拾取裝置的尺寸。
即，光學(xué)系統(tǒng)70'包括偏振分束器54，位于反射光線集束的光路上， 用于分離反射光線集束；耦合鏡頭52,位于偏振分束器54的前面，用于會 聚反射光線集束；偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197，位于第一假想面與第二假想面之 間，第一假想面包括多條信號光束被耦合鏡頭52會聚的會聚區(qū)域，第二假 想面位于比第一假想面更靠近耦合鏡頭52而且包括多條雜散光束被耦合鏡 頭52會聚的會聚區(qū)域，偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197將多條信號光束和多條雜散 光束分離為兩個(gè)光線集束，并控制所分離的光線集束的偏振以使得其中一個(gè) 分離的光線集束具有與另 一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；以及反射鏡65， 位于第一假想面上，用于將通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射的反射光線集束 反射到偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197,其中偏振分束器54基于入射光線集束的偏振
狀態(tài)的差異從由反射鏡65反射并再次通過偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197透射的入
射光線集束中提取多條信號光束。
在光學(xué)系統(tǒng)70'中，由于偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197的每條分割線和與尋道 方向?qū)?yīng)的方向匹配，所以即便物鏡沿尋道方向移動也能夠精確地分離多條 信號光束和多條雜散光束。
此外，在光學(xué)系統(tǒng)70'中，可以將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197和反射鏡65形 成為聯(lián)合體。在這種情況中，可以利用具有大于1的折射率的透明材料將偏 振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197和反射鏡65形成為聯(lián)合體。從而，可以簡化裝配過程 (步驟)和調(diào)整過程(步驟)。
其間，在光柵200處衍射的土l階光束的光軸相對于0階光束的光軸傾斜。
因而，優(yōu)選的是，反射鏡65用于反射0階光束的反射面的法線的取向 與0階光束的光軸的取向匹配，反射鏡65用于反射+1階光束的反射面的法 線的取向與+ 1階光束的光軸的取向匹配，而反射鏡65用于反射-l階光束的 反射面的法線的取向與-1階光束的光軸的取向匹配。
該情況下，如圖24和25中所示，+1階光束和-1階光束的反射面可以 相對于0階光束的反射面傾斜。例如，在+1階光束相對于偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元 件197的入射角為"0"而且偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197與反射鏡65之間的透明 材料的折射率為"n"的情況下，+1階光束的反射面可以相對于O階光束的 反射面以滿足關(guān)系cj) = arc sin (nsin6)的角度傾斜。
可替換地，如圖26中所示，反射鏡65的反射面可以是彎曲的，以使得 反射鏡65用于反射0階光束的反射部分的法線的取向與0階光束的光軸的 取向基本匹配，反射鏡65用于反射+l階光束的反射部分的法線的取向與+ 1 階光束的光軸的取向基本匹配，而反射鏡65用于反射-1階光束的反射部分 的法線的取向與-1階光束的光軸的取向基本匹配。該情況下，如圖27中所 示，在彎曲反射面使+1階光束的光軸相對于0階光束以角度"cj)"傾斜而 且+1階光束相對于0階光束的距離為"a"的情況下，反射面的曲率半徑滿 足關(guān)系"R = a/sin(cJ))"。此外，可以將垂度"b"的量設(shè)置為滿足"b，，不小 于Rx 0-cosO)〉的關(guān)系。
可替換地，如圖28中所示，可以在反射鏡65與+1階光束對應(yīng)的反射 面處形成衍射光柵，并在反射鏡65與-l階光束對應(yīng)的另一個(gè)反射面處形成
配。例如，當(dāng)波長為405納米、+1階光束的角度為(1)= 0.505度、透明材料 的折射率為n= 1.4714、而且阿貝數(shù)為ve = 65.41時(shí)，可以在+1階光束的反 射面處形成具有23微米的間距和0.22微米的深度的反射型衍射光柵(見圖 29)。
倘若如圖30中所示反射鏡65不使±1階光束的反射面相對于0階光束 的反射面傾斜，則將偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197劃分為多個(gè)區(qū)域的分割線可以包 括分割線197f，與0階光束的光軸交叉；分割線197e，在進(jìn)入(入射)到 偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197上的+1階光束的光軸與從反射鏡65反射并從偏振轉(zhuǎn) 換光學(xué)元件197發(fā)出(出射)的+l階光束的光軸之間延伸；以及分割線197g， 在-1階光束的光軸與從反射鏡65反射并從偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件197發(fā)出(出 射)的-1階光束的光軸之間延伸。
此外，雖然根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)70'被說明為將會聚光 學(xué)元件置于偏振器前面(之前)，但是也可以將會聚光學(xué)元件置于偏振器后 面(之前)。另外，雖然本發(fā)明的上述實(shí)施例說明向光盤照射三個(gè)光線集束 (光束)以根據(jù)其獲得推挽信號的情況，在通過與向光盤照射的光線集束(光 束)的數(shù)量對應(yīng)地增加偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件的劃分區(qū)域的數(shù)量來照射例如五條 或七條光束的情況下也可以達(dá)到相同的效果。
雖然上面將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20描述為能夠向/從光盤15 記錄和再現(xiàn)信息的裝置，但是光盤裝置20也可以包括其它光學(xué)裝置，只要 所述裝置至少能夠再現(xiàn)光盤的信息。
此外，雖然將光盤15描述為具有兩個(gè)層，光盤15不限于具有兩個(gè)層。 光盤15可以可替換地具有三個(gè)或更多個(gè)層。該情況下，當(dāng)目標(biāo)記錄層位于 兩個(gè)記錄層之間時(shí)，反射的光束集束包括在比多條信號光束的聚焦點(diǎn)更近的 位置處會聚的多條雜散光束(第一雜散光)以及在比多條信號光束的聚焦點(diǎn) 更遠(yuǎn)的位置處會聚的附加的多條雜散光束(第二雜散光)。即便在該情況下， 也可以提取多條信號光束。而且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤15不但包括 DVD型光盤，而且包括CD型光盤以及與具有大約405納米的波長的光束 對應(yīng)的下 一代信息記錄介質(zhì)。
另外，雖然使用單個(gè)半導(dǎo)體激光器的示例來描述光學(xué)拾取裝置23，但是 也可以采用多個(gè)激光器。例如，可以使用發(fā)射具有不同波長的光束的多個(gè)半
導(dǎo)體激光器。在這樣的情況下， 一個(gè)半導(dǎo)體激光器可以發(fā)射具有大約405納
米的波長的光束，另一個(gè)半導(dǎo)體激光器可以發(fā)射具有大約660納米的波長的 光束，而另一個(gè)半導(dǎo)體激光器可以發(fā)射具有大約780納米的波長的光束。換 句話說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置20包括與不同標(biāo)準(zhǔn)的多種光盤兼 容的光盤裝置，其中所述光盤之一可以是具有多個(gè)記錄層的光盤。
于是，如圖31的示范性曲線圖中所示，雖然傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的差分推挽 信號因雜散光的影響而呈現(xiàn)不規(guī)則的信號幅度，但是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的 光學(xué)系統(tǒng)的差分推挽信號呈現(xiàn)滿意的正弦波幅度。
因此，利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述光學(xué)系統(tǒng)，可以從包含多條信號 光束和雜散光束的光線集束中高效率地提取多條信號光束。此外，利用根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置，可以從具有多個(gè)記錄層的光盤中精確地獲 得期望的信號。而且，利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光盤裝置，可以穩(wěn)定精確 地存取具有多個(gè)記錄層的光盤。
進(jìn)一步，本申請不限于這些實(shí)施例，可以作出變化和修改而不背離本發(fā)
明的范圍。
對相關(guān)申請的交叉引用
本申請基于分別于2006年8月22日、2007年5月7日和2007年5月 18曰向日本特許廳提交的日本優(yōu)先權(quán)申請編號2006-225151、 2007-122024 和2007-132385，其全部內(nèi)容通過引用而被合并于此。
權(quán)利要求
1.一種用于從由多層光盤反射的光線集束中提取多條信號光束的光學(xué)系統(tǒng)，所述反射光線集束包括所述多條信號光束以及多條雜散光束，該光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器，位于所述反射光線集束的光路上，用于分離所述反射光線集束；會聚光學(xué)元件，位于所述偏振器的前面或后面，用于會聚所述反射光線集束；第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于第一假想面與第二假想面之間，所述第一假想面包括在其中所述多條信號光束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述第二假想面包括在其中所述多條雜散光束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有多個(gè)劃分的區(qū)域，用于將所述多條信號光束和所述多條雜散光束分離為兩個(gè)光線集束，并轉(zhuǎn)換所分離的光線集束的偏振以使得其中一個(gè)分離的光線集束具有與另一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于所述第一假想面與比所述第一假想面離所述會聚光學(xué)元件更遠(yuǎn)的第三假想面之間，所述第三假想面包括在其中所述多條雜散光束被會聚的會聚區(qū)域，所述第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有與所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件的多個(gè)劃分的區(qū)域相對的多個(gè)劃分的區(qū)域，用于轉(zhuǎn)換通過所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件透射的多條信號光束和多條雜散光束的偏振，以使得所述多條信號光束具有與所述多條雜散光束不同的偏振；以及檢偏器，用于基于偏振的差異從通過所述第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件透射的反射光線集束中提取所述多條信號光束。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一和第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué) 元件具有相同的光學(xué)特性。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件將 其中一個(gè)分離的光線集束延遲+1/4波長，而將另一個(gè)分離的光線集束延遲 -1/4波長。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件將 其中一個(gè)分離的光線集束延遲1/2波長，而不延遲另一個(gè)分離的光線集束。
5. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所迷第一偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件將 其中一個(gè)分離的光線集束的偏振旋轉(zhuǎn)+45度，而將另一個(gè)分離的光線集束的偏振旋轉(zhuǎn)-45度。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中利用具有大于1的折射率的透 明材料將所述第 一和第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件形成為聯(lián)合體。
7. —種用于從由多層光盤反射的光線集束中提取多條信號光束的光學(xué) 系統(tǒng)，所述反射光線集束包括所述多條信號光束以及多條雜散光束，該光學(xué) 系統(tǒng)包4舌偏振器，位于所述反射光線集束的光路上，用于分離所述反射光線集束； 會聚光學(xué)元件，位于所述偏振器的前面或后面，用于會聚所述反射光線集束；偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，位于第一假想面與第二假想面之間，所述第一假想 面包括在其中所述多條信號光束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚區(qū)域，所述 第二假想面包括在其中所述多條雜散光束被所述會聚光學(xué)元件會聚的會聚 區(qū)域，所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件具有多個(gè)劃分的區(qū)域，用于將所述多條信號光 束和所述多條雜散光束分離為兩個(gè)光線集束，并轉(zhuǎn)換所分離的光線集束的偏 振以使得其中一個(gè)分離的光線集束具有與另 一個(gè)分離的光線集束不同的偏振；以及反射部件，位于所述第一假想面上，用于將通過所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件 透射的反射光線集束反射到所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件，其中從所述反射部件反射的反射光線集束入射到所述偏振器上，而且由 所述偏振器基于偏振的差異從中提取所述多條信號光束。
8. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件將其中 一個(gè)分離的光線集束延遲1/2波長，而不延遲另一個(gè)分離的光線集束。
9. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中利用具有大于1的折射率的透 明材料將所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件和反射部件形成為聯(lián)合體。
10. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述反射光線集束包括O階光 束、十n階光束、以及-n階光束，其中n為不小于l的整數(shù)，其中利用多條 分割線劃分所述多個(gè)劃分的區(qū)域，其中所述多條分割線包括與0階光束的光 軸交叉的分割線、在入射到所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件上的+n階光束的光軸與光軸之間延伸的分割線、以及在-n階光束的光軸與從所述反射部件反射并從 所述偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件出射的-n階光束的另 一個(gè)光軸之間延伸的分割線。
11. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述反射光線集束包括O階光 束、+11階光束、以及-n階光束，其中n為'不小于1的整數(shù)，其中所述反射 部件包括用于反射0階光束的第一反射面、用于反射+n階光束的第二反射 面、以及用于反射-n階光束的第三反射面，其中所述第一反射面的法線的取 向與0階光束的光軸的取向匹配，所述第二反射面的法線的取向與+n階光 束的光軸的取向匹配，而所述第三反射面的法線的取向與-n階光束的光軸的 耳又向匹配。
12. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述反射光線集束包括O階光 束、+n階光束、以及-n階光束，其中n為不小于1的整數(shù)，其中所述反射 部件包括用于反射0階光束的第一反射部分、用于反射+n階光束的第二反 射部分、以及用于反射-n階光束的第三反射部分，其中所述第一反射部分的 法線的取向與0階光束的光軸的取向基本匹配，所述第二反射部分的法線的 取向與+n階光束的光軸的取向基本匹配，而所述第三反射部分的法線的取^ 向與-n階光束的光軸的耳又向基本匹配。
13. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述反射光線集束包括O階光 束、十n階光束、以及-n階光束，其中n為不小于1的整數(shù)，其中所述反射 部件包括用于反射0階光束的第一反射面、用于反射+n階光束的第二反射 面、以及用于反射-n階光束的第三反射面，其中所述第一反射面的法線的取 向與0階光束的光軸的取向匹配，所述第二反射面包括用于將入射光束的光 軸與出射光束的光軸匹配的衍射光柵，而所述第三反射面包括用于將入射光 束的光軸與出射光束的光軸匹配的衍射光柵。
14. 一種用于向具有多個(gè)記錄層的光盤照射光線集束并接收從所述光盤 反射的光線集束的光學(xué)拾取裝置，該光學(xué)拾取裝置包括光源，用于照射線偏振光束；光柵，用于將所述線偏振光束衍射為多個(gè)光線集束；物鏡，用于將所述多個(gè)光線集束會聚到所述多個(gè)記錄層中包含的目標(biāo)記錄層；1/4波片，位于所述光柵與所述物鏡之間的光路上，用于向入射光線集 束添加1/4波長的光學(xué)相位差；如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，位于從所述光盤反射并通過所述物鏡和 所述l/4波片透射的光線集束的光路上；以及光電檢測器，用于接收來自所述光學(xué)系統(tǒng)的光線集束，并根據(jù)所接收的 光線集束的光量產(chǎn)生信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的光學(xué)拾取裝置，其中利用多條分割線劃分所 述光學(xué)系統(tǒng)中的第 一 和第二偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件的多個(gè)劃分的區(qū)域，其中所述 多條分割線沿與所述光學(xué)拾取裝置的尋道方向?qū)?yīng)的方向延伸。
16. —種至少能夠再現(xiàn)來自具有多個(gè)記錄層的光盤的信息的光盤裝置， 該光盤裝置包括如權(quán)利要求14所述的光學(xué)拾取裝置；以及處理裝置，用于根據(jù)從所述光學(xué)拾取裝置的光電檢測器輸出的信號再現(xiàn) 所述光盤中記錄的信息。
17. —種用于向具有多個(gè)記錄層的光盤照射光線集束并接收從所述光盤 反射的光線集束的光學(xué)拾取裝置，該光學(xué)拾取裝置包括光源，用于照射線偏振光束；光柵，用于將所述線偏振光束衍射為多個(gè)光線集束； 物鏡，用于將所述多個(gè)光線集束會聚到所述多個(gè)記錄層中包含的目標(biāo)記 錄層；1/4波片，位于所述光柵與所述物鏡之間的光路上，用于向入射光線集 束添加1/4波長的光學(xué)相位差；如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，位于從所述光盤反射并通過所述物鏡和 所述l/4波片透射的光線集束的光路上；以及光電檢測器，用于接收來自所述光學(xué)系統(tǒng)的光線集束，并根據(jù)所接收的 光線集束的光量產(chǎn)生信號。
18. 如權(quán)利要求17所述的光學(xué)拾取裝置，其中利用多條分割線劃分所 述光學(xué)系統(tǒng)中的偏振轉(zhuǎn)換光學(xué)元件的多個(gè)劃分的區(qū)域，其中所述多條分割線 沿與所述光學(xué)拾取裝置的尋道方向?qū)?yīng)的方向延伸。
19. 一種至少能夠再現(xiàn)來自具有多個(gè)記錄層的光盤的信息的光盤裝置， 該光盤裝置包括如權(quán)利要求17所述的光學(xué)拾取裝置；以及處理裝置，用于根據(jù)從所述光學(xué)拾取裝置的光電檢測器輸出的信號再現(xiàn) 所述光盤中記錄的信息。
全文摘要
一種用于從由多層光盤反射的光線集束中高效率地提取多條信號光束的光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號G11B7/135GK101356580SQ20078000140
公開日2009年1月28日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者小形哲也 申請人:株式會社理光