專利名稱：光信息再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實現(xiàn)光信息再生裝置的再生信號的高S/N化。
背景技術(shù)：
關(guān)于光盤，在藍色半導體激光器和使用ΝΑΟ. 85的高NA物鏡的藍光光盤(Blue-ray Disk)達到產(chǎn)品化，作為光學系統(tǒng)的分辨率幾乎達到極限、面向更大容量上，認為今后記錄層的多層化技術(shù)變得有效。近年來，市場上已經(jīng)銷售記錄層的層間間隔為25 μ m的兩層藍光光盤，作為盒式收錄機(recoder)的影像保存介質(zhì)或個人計算機的數(shù)據(jù)保存介質(zhì)使用。在這樣的多層光盤中，需要來自各記錄層的檢測光量幾乎相同，因此隨著增加記錄層的數(shù)量，來自特定的記錄層的反射率必須變小。因此存在來自各記錄層的檢測信號的 S/N比降低的問題。另外，當將激光照射到多層光盤時，同時照射多層，因此由于來自再生信息的對象層以外的記錄層的反射雜散光，即層間交調(diào)失真使檢測信號的S/N比降低。但是，因為有實現(xiàn)光盤大容量化和視頻等復制速度的高速化的必要性，因此數(shù)據(jù)傳送速度也在不斷高速化，這樣現(xiàn)有技術(shù)越來越無法充分確保再生信號的S/N比。因此，為了同時推進今后的記錄層的多層化和高速化，必須實現(xiàn)檢測信號的高S/N化。關(guān)于光盤的再生信號的高S/N化的技術(shù)，例如在專利文獻1、專利文獻2等中進行了闡述。兩者都涉及光磁盤的再生信號的高S/N化，在將來自半導體激光器的反射光照射到光盤前進行分光，將未照射到光盤的光與來自光盤的反射光進行疊加使發(fā)生干涉，由此通過使未照射光盤的光的光量變大來達到放大微弱信號的振幅的目的。在光磁盤的信號檢測中目前使用的偏振光光束分離器的透射光和反射光的差動檢測中，本質(zhì)上使原來的輸入偏振光成分和與通過光磁盤的偏振光旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的輸入偏振光方向正交的偏振光成分發(fā)生干涉，通過入射偏振光放大正交偏振光成分后進行檢測。因此，只要放大原來的入射偏振光成分就能放大信號，但是為了不消去或不重寫數(shù)據(jù)，需要將入射到光盤的光強度抑制到某種程度以下。對此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，預先分離與信號光發(fā)生干涉的光，使其不會聚到盤上而與信號光發(fā)生干涉，能夠與盤表面的光強度無關(guān)地增強為了放大信號而發(fā)生干涉的光的強度。由此，從原理上講在光強度允許的范圍內(nèi)，強度越強越能夠提高將來自光檢測器的光電流與進行電壓轉(zhuǎn)換的放大器的噪聲或在光檢測器發(fā)生的散粒噪聲等相比的S/N比。在專利文獻1中使兩種光干涉并檢測干涉強度。此時，使發(fā)生干涉的盤非反射光的光路長度可變，目的在于確保干涉信號振幅。在專利文獻2中，除檢測干涉強度外，也進行差動檢測。由此消除對信號沒有貢獻的各光的強度成分，消除這些光具有的噪聲成分，實現(xiàn)高S/N化。在此時的差動檢測中使用無偏振光的光束分離器。作為降低層間交調(diào)失真的技術(shù)的一個例子，在專利文獻3中公開了如下方法采用對反射光進行3分割、針對每個層(成為對象的讀取層、成為對象的層的兩個鄰接層)在不同的焦點位置檢測來自各層的反射光的方式，通過信號處理來降低交調(diào)失真。專利文獻1特開平5_；3似678號公報
專利文獻2特開平6-22:3433號公報專利文獻3特開2001-273640號公報

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻1、2中使用的干涉儀的光學系統(tǒng)是馬赫秦特 (Mach-Zehnderinterferometer)型的光學系統(tǒng)，光學部件的個數(shù)多，不適合光學系統(tǒng)的小型化。馬赫秦特型干涉儀的光學系統(tǒng)是最初將光分割成信號光和參照光的分割單元與用于對信號光施加作為信號的某種調(diào)制后，再次與參照光疊加使發(fā)生干涉的單元不同的干涉儀。與此相對，通過再次將信號光和參照光返回到最初分割的單元使產(chǎn)生干涉的是泰曼格林干涉儀或邁克爾遜干涉儀。關(guān)于在上述現(xiàn)有例子中使用馬赫秦特光學系統(tǒng)的理由，在上述文獻中并未進行詳細闡述，但是推測是因為通過偏振光旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生光磁盤的信號光，因此為了調(diào)整發(fā)生干涉的光的偏振光方向，需要將能夠調(diào)整旋轉(zhuǎn)的λ/2板(λ 波長)配置在產(chǎn)生干涉的光路中，使得能夠單方向透射而不是雙向透射。作為其它的問題能夠列舉的是 特別是未闡述調(diào)整兩個光路的光路差的方法，難以在實際中使用。對于該問題，在專利文獻 2中闡述了在盤上與記錄膜分開設(shè)置用于獲得使產(chǎn)生干涉的光的參照鏡，但是這是提出新規(guī)格的盤的技術(shù)，不是使現(xiàn)有的盤實現(xiàn)高S/N化的技術(shù)。另外，在專利文獻1、2中，關(guān)于多層光盤的層間交調(diào)失真沒有提及。另一方面，在專利文獻3中，對反射光進行3分割，因此存在光強度降低，S/N比下降的缺點。鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光信息再生裝置，其對易于調(diào)整兩個光的光路差、信號放大效果高的干涉型的光信息信號進行檢測。特別是提供一種對具有多個記錄層的多層光盤檢測S/N比高的光信息信號的光信息再生裝置。在本發(fā)明中，為了解決上述問題采用以下手段提供一種光信息再生裝置，其將從光源出射的光束分割成第一光束和第二光束，合成通過物鏡會聚在光信息記錄介質(zhì)上所反射的第一光束的信號光和未會聚在光信息記錄介質(zhì)上的第二光束的參照光，通過聚光透鏡會聚信號光和參照光的合成光，通過多個檢測器進行檢測，由此取得再生信息，另外，附加分光元件進行分光將信號光和參照光的合成光分離為光軸附近的第一光束和周邊部的第二光束，通過所述多個檢測器獨立檢測。另外，對所述第一光束檢測聚焦誤差信號，使用該聚焦誤差信號，會聚信號光，控制照射光信息記錄介質(zhì)的單元，補償焦點偏差。當考慮從所述多個光檢測器獲得的多層光盤的再生信號時，相對通過聚光透鏡將信號光和參照光會聚到檢測器的受光元件，雜散光在檢測器上散焦，因此與參照光的干涉度降低。由此，通過參照光引起的雜散光的放大率與信號光的放大率相比，層間交調(diào)失真變得非常小。多層光盤的跟蹤誤差信號也同樣。另一方面，當考慮從所述多個光檢測器獲得的聚焦誤差信號時，雜散光與再生信號同樣在檢測器上散焦，因此與參照光的干涉度降低，但是在不進行聚焦控制狀態(tài)下，因焦點偏差導致信號光與參照光的干涉度也降低。因此，能夠檢測聚焦誤差信號的焦點偏差范圍變得非常窄，焦距控制變得困難。在此，通過僅使用光軸附近的第一光束，由焦點偏差引起的信號光的散焦波陣面像差變小，因此能夠抑制參照光的干涉度的下降，能夠在適當?shù)慕裹c偏差范圍內(nèi)檢測且獲得層間交調(diào)失真影響小的聚焦誤差信號。由此，在具有多個記錄層的多層光盤中，不僅對再生信號，對聚焦誤差信號也能夠降低層間交調(diào)失真，結(jié)合通過與參照光的干涉獲得的信號光的放大效果，能夠獲得S/N比高的再生信號及聚焦誤差信號，并且能夠提高多層光的再生信號品質(zhì)。能夠通過與現(xiàn)有的光盤裝置相等的尺寸進行制作，實現(xiàn)信號放大效果高、廉價的干涉型的光學信息檢測方法、光拾波器以及光盤裝置。特別是能夠針對具有多個記錄層的多層光獲得高S/N比的檢測信號。


圖1是表示本發(fā)明的光信息記錄再生裝置的結(jié)構(gòu)例的概要圖。圖2是表示實現(xiàn)本發(fā)明的光信息檢測方法的光拾波器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3是表示信號光和參照光的偏振光方向以及檢測光的偏振光方向的圖。圖4是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的概要圖。圖5是表示本發(fā)明的分光元件的一個例子的概要圖。圖6是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的一個例子的概要圖。圖7是本發(fā)明的聚焦誤差信號的仿真結(jié)果。圖8是表示本發(fā)明的聚焦控制的流程的圖。圖9是表示本發(fā)明的分光元件的一個例子的概要圖。圖10是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的一個例子的概要圖。圖11是表示本發(fā)明的跟蹤控制的流程的圖。圖12是表示本發(fā)明的分光元件的一個例子的概要圖。圖13是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的一個例子的概要圖。圖14是表示本發(fā)明的分光元件的一個例子的概要圖。圖15是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的一個例子的概要圖。圖16是表示本發(fā)明的分光元件的一個例子的概要圖。圖17是表示本發(fā)明的光拾波器中的檢測器的一個例子的概要圖。符號說明1光信息記錄再生裝置；101光拾波器；102旋轉(zhuǎn)電動機；103光信息記錄介質(zhì)；104 控制器；105信號處理電路；106伺服控制電路；107讀取控制電路；108自動位置控制單元； 109激光器驅(qū)動器；110光斑；201半導體激光器；202準直透鏡；203第一 λ /2板；204偏振光光束分離器；205信號光；206參照光；207第一 λ /4板；208物鏡；209光盤；210第二 λ /4板；211參照光反射單元；212光束分離器；213伺服用光束分離器；214聚光透鏡； 215,233,234圓柱形透鏡；216光檢測器；218第二 λ /2板；219第三λ /4板；220,221聚光透鏡；222、223偏振光光束分離器；2Μ第一光檢測器；224Α四分割受光區(qū)域；224B、2MC、 224E.224F.224G受光區(qū)域；224D、2MH、224I 二分割受光區(qū)域；224J三分割受光區(qū)域；225 第二光檢測器；2 第三光檢測器；227第四光檢測器；2 二維執(zhí)行機構(gòu)；2 —維執(zhí)行機構(gòu)；231 擴展透鏡(expander lens) ；232 分光元件；232A、232G 內(nèi)側(cè)區(qū)域；232B、232C、232F外側(cè)區(qū)域；232D內(nèi)側(cè)上部區(qū)域；232E內(nèi)側(cè)下部區(qū)域；501入射光束；502邊界；601、1001內(nèi)側(cè)光束+1次衍射光；602、1002內(nèi)側(cè)光束-1次衍射光；603外側(cè)光束透射光；1003外側(cè)光束+1次衍射光；1004外側(cè)光束-1次衍射光；604緩沖放大器；605電阻；606差動放大器； 1301內(nèi)側(cè)上光束-1次衍射光；1303內(nèi)側(cè)上光束+1次衍射光；1302內(nèi)側(cè)下光束_1次衍射光；1304內(nèi)側(cè)下光束+1次衍射光；
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。(實施例1)圖1是表示實現(xiàn)本發(fā)明的光信號檢測方法的光信息記錄再生裝置的整體結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。[光信息記錄再生裝置的整體結(jié)構(gòu)]光信息記錄再生裝置1具備光拾波器101和旋轉(zhuǎn)電動機102，光信息記錄介質(zhì)103 能夠通過旋轉(zhuǎn)電動機102進行旋轉(zhuǎn)。光拾波器101發(fā)揮將光照射到光信息記錄介質(zhì)103，記錄及/或再生數(shù)字信息的作用。在將通過光拾波器101檢測到的再生光進行電流電壓(IV)轉(zhuǎn)換后，輸入到信號處理電路105。通過信號處理電路105生成再生信號或伺服信號，發(fā)送到控制器104?？刂破?04根據(jù)伺服信號來控制伺服控制電路106或讀取控制電路107、自動位置控制單元108。自動位置控制單元108通過旋轉(zhuǎn)電動機102進行光信息記錄介質(zhì)103的旋轉(zhuǎn)控制，讀取控制電路107進行光拾波器101的位置控制，伺服控制電路106進行后述的光拾波器101的物鏡或參照光反射單元的位置控制等。由此在光信息記錄介質(zhì)103的任意的位置定位光斑110。另外，控制器104通過再生或記錄來控制激光器驅(qū)動器109，通過適當?shù)墓β?power)/波形使包含在后述的光拾波器101中的激光器發(fā)光。[光拾波器光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]圖2是表示光信息記錄再生裝置1中的光拾波器101的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。本實施例的光拾波器光學系統(tǒng)由干涉光學系統(tǒng)和檢測光學系統(tǒng)構(gòu)成，該干涉光學系統(tǒng)將半導體激光器所出射的光導引到光盤上使產(chǎn)生反射，使該反射光與參照光干涉，生成干涉光，該檢測光學系統(tǒng)分離所生成的干涉光，賦予所分離的各干涉光相位差，通過多個檢測器進行檢測。<接收器整體結(jié)構(gòu)>通過準直透鏡202將從裝載在光拾波器101上的半導體激光器201出射的光矯正為平行光后，透過第一 λ/2板203，由此使偏振光方向旋轉(zhuǎn)45度。通過第一偏振光光束分離器204將偏振光的旋轉(zhuǎn)后的光分離為正交的兩個直線偏振光。垂直偏振光(s偏振光)的光通過第一偏振光光束分離器204進行反射，透過伺服用光束分離器213，透過第一 λ /4板 207，由此變換為圓偏振光，之后透過用于修正由于光盤209的基板厚度的變化而產(chǎn)生的球面像差的擴展透鏡231，通過物鏡208會聚，照射到光盤209。通過物鏡208將來自光盤209 的反射光205(以下稱為信號光)再次返回到平行光，透過擴展透鏡231、第一 λ/4板207， 通過伺服用光束分離器213反射一部分信號光，剩余信號光透射。通過第一 λ/4板207使信號光205返回到直線偏振光，但是通過在盤面的反射，圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，因此直線偏振光的方向成為與原來的光正交的水平偏振光。因此，透過第一 λ/4板207、伺服用光束分離器213后的信號光205透過第一偏振光光束分離器204，朝向光束分離器212。 另一方面，最初透過第一偏振光光束分離器204后的水平偏振光(ρ偏振光)的光206(以下稱為參照光)透過第二 λ/4板210，轉(zhuǎn)換成圓偏振光，通過參照光反射單元211進行反射，與信號光205 —樣，通過第二 λ /4板210變換為與原來的參照光偏振光方向正交的垂直偏振光。因此這次通過第一偏振光光束分離器204進行反射，與信號光205進行合成，朝向光束分離器212的方向。此時，在偏振光方向互相正交的狀態(tài)下合成信號光205和參照光 206。<對信號光專用PD216和零差(Homodyne)用PD224 227的光的分離>伺服用光束分離器213具有100%透射垂直偏振光、反射一部分水平偏振光、透射一部分水平偏振光的性質(zhì)。因此從半導體激光器201出射，通過偏振光光束分離器204反射后的垂直偏振光的光100%透過伺服用光束分離器213，照射到光盤209，通過光盤209反射、透過第一 λ /4板207后的水平偏振光的信號光205通過伺服用光束分離器，一部分進行反射，一部分進行透射。另外，伺服用光束分離器213也可以具有如下性質(zhì)100%反射垂直偏振光，反射一部分水平偏振光，透射一部分水平偏振光。此時，將第一 λ/4板207、擴展透鏡231、物鏡 208以及光盤209配置在通過伺服用光束分離器213的垂直偏振光的反射光路中。另外，將聚光透鏡214、圓柱形透鏡(Cylindricallens)215以及光檢測器216配置在通過光盤209 反射后的信號光205的伺服用光束分離器213的透射光路中。<生成來自PD216的伺服信號>對通過伺服用光束分離器213反射后的一部分信號光205通過聚光透鏡214、圓柱形透鏡215賦予像散，導引到光檢測器216，根據(jù)其輸出信號，通過信號處理電路105輸出聚焦誤差信號(FEQ或跟蹤誤差信號(TES)。以后為了將根據(jù)光檢測器216的輸出信號獲得的FES、TES和根據(jù)后述的光檢測器2M 227獲得的FES、TES區(qū)別開來，表記為FESl、 TES1。圖4(a)表示通過伺服用光束分離器213所反射的一部分信號光205的光線圖，圖 4(b)光檢測器216的結(jié)構(gòu)。如圖4(a)所示那樣，將光檢測器216配置在通過聚光透鏡214、 圓柱形透鏡215會聚信號光205成為最小彌散圓的位置。如圖4(b)所示那樣，將光檢測器 216分割成四個區(qū)域，當將來自各區(qū)域的輸出信號設(shè)為A、B、C、D時，通過信號處理電路105 輸出FESl= (A+C)-(B+D)、TES1 = (A+B)-(C+D)。另外，在本實施例中，為了表示作為聚焦誤差信號檢測方式使用像散法的情況，配置了圓柱形透鏡215，但是也可以在聚焦誤差信號檢測方式中使用支棱法(Knife edge)或光斑尺寸方式(Spot size)。此時不需要圓柱形透鏡 215。<生成來自PD2M 227的RF信號、伺服信號>通過偏振光光束分離器204合成的信號光205和參照光206的一部分合成光透過分光元件232、作為半透明反射鏡的光束分離器212，通過第二 λ /2板218使偏振光方向旋轉(zhuǎn)45度，之后通過聚光透鏡220會聚，透過圓柱形透鏡234，通過偏振光光束分離器222 分離成正交的直線偏振光，通過第一光檢測器224 (PDl)和第二光檢測器225 (PD》進行檢測。另外，圓柱形透鏡234只要是產(chǎn)生像散的元件即可，例如能夠用傾斜的平行平面板來代替。將光檢測器2Μ、225配置在通過聚光透鏡220、圓柱形透鏡234會聚信號光205和參
權(quán)利要求
1.一種光信息再生裝置，其特征在于， 具備光源；第一分光元件，其分割從所述光源出射的光束；會聚光學系統(tǒng)，將從所述光源出射、通過所述第一分光元件分割后的光束的一方會聚在光信息記錄介質(zhì)上；可變焦點機構(gòu)，其使在所述會聚光學系統(tǒng)中會聚的光的焦點位置可變； 干涉光學系統(tǒng)，其使會聚在所述光信息記錄介質(zhì)上并反射的信號光和從所述分割后的光束的另一方獲得的參照光進行光學干涉；分割光學系統(tǒng)，其將所述干涉光學系統(tǒng)中的干涉光分割成多個； 多個檢測器，其在相位關(guān)系互不相同的狀態(tài)下，分別檢測在所述分割光學系統(tǒng)中所分割的多個干涉光；以及第二分光元件，其進行分光，使得將所述多個干涉光分離成光軸附近的第一光束和周邊部的第二光束，會聚在所述多個檢測器上， 關(guān)于所述第一光束，檢測焦點偏差信號， 使用所述焦點偏差信號來控制所述可變焦點機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息再生裝置，其特征在于，所述第二分光元件具有將所述第一光束再分割成至少兩條光束的第一光束分割單元， 根據(jù)通過所述第一光束分割單元所分割的光束中的至少一條光束來檢測焦點偏差信號，根據(jù)另一方來檢測再生信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信息再生裝置，其特征在于，所述第二分光元件具有將所述第二光束再分割成至少兩條光束的第二光束分割單元， 根據(jù)通過所述第二光束分割單元所分割的光束中的至少一條光束以及通過所述第一光束分割單元所分割的光束中的至少一條光束來檢測跟蹤誤差信號，根據(jù)通過所述第二光束分割單元所分割的光束中的另一方來檢測再生信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光信息再生裝置，其特征在于，通過所述第一光束分割單元或所述第二光束分割單元所分割的光束，將用于檢測焦點偏差信號或跟蹤誤差信號的光束的光量設(shè)為R+1，將用于檢測再生信號的光束的光量設(shè)為 R-!，且 R+1〈 R-! ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息再生裝置，其特征在于， 還具備分割所述信號光的第三分光元件，根據(jù)通過所述第三分光元件所分割的光束的一方檢測焦點偏差信號且/或跟蹤誤差信號。
6.一種光信息再生裝置，其特征在于， 具備光源；第一分光元件，其分割從所述光源出射的光束；會聚光學系統(tǒng)，將從所述光源出射、并通過所述第一分光元件分割后的光束的一方會聚在光信息記錄介質(zhì)上；可變焦點機構(gòu)，其使在所述會聚光學系統(tǒng)中會聚的光的焦點位置可變； 干涉光學系統(tǒng)，其使會聚在所述光信息記錄介質(zhì)上并反射的信號光和從所述分割后的光束的另一方獲得的參照光進行光學干涉；分割光學系統(tǒng)，其將所述干涉光學系統(tǒng)中的干涉光分割成多個； 多個檢測器，其在相位關(guān)系互不相同的狀態(tài)下，分別檢測在所述分割光學系統(tǒng)中所分割的多個干涉光；第二分光元件，其進行分光，使得將所述多個干涉光分離成光軸附近的第一光束和周邊部的第二光束，會聚在所述多個檢測器上； 第三分光元件，其分割所述信號光；以及切換單元，其切換根據(jù)通過所述第三分光元件所分割的信號光來得到的焦點偏差信號和根據(jù)通過所述多個檢測器檢測到的干涉光來得到的焦點偏差信號， 通過所述切換單元進行切換，控制所述可變焦點機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光信息再生裝置，其檢測容易調(diào)整兩個光路的光路差、信號放大效果高、適于光學系統(tǒng)小型化的干涉型的光信息信號。該光信息再生裝置附加分光元件(232)，該分光元件(232)將從光源所出射的光束分割為第一光束和第二光速，并進行分光以使通過物鏡會聚在光信息存儲介質(zhì)上所反射的第一光束的信號光和未會聚在光信息記錄介質(zhì)上的第二光速的參照光的合成光分離為光軸附近的第一光束和周邊部的第二光束，通過多個檢測器單獨進行檢測。另外，對第一光束檢測聚焦誤差信號，補償焦點偏差。
文檔編號G11B7/09GK102314900SQ201110050700
公開日2012年1月11日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者井手達朗 申請人:日立民用電子株式會社