专利名称：光学头、光驱动设备和生成跟踪误差信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于具有多个信息记录层的光记录介质的光学头、一种包括该光学头的光驱动设备、和一种跟踪误差信号生成方法。
背景技术：
本申请包含与2004年6月7日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2004-168462相关的主题，该专利申请的全部内容在此引入作为参考。
作为其上记录和从其中再现数字数据的记录介质，公知光盘(包括磁光盘)，诸如CD(光盘)、MD(小型盘)和DVD(数字通用盘)。光盘是盘形记录介质的通用术语，其中激光施加在塑料保护的金属薄板上，并基于反射光的变化读取信号。
光盘包括诸如CD、CD-ROM和DVD-ROM的只读光盘，和其上能够写入用户数据的诸如MD、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW和DVD-RAM的可写光盘。数据例如通过磁光记录、相变记录或染料膜改变记录能够被记录在可写光盘上。染料膜改变记录也称为一次写入记录，因为数据仅能够在其上记录一次，并且这种记录方法适当地用于存储数据。与此相比，磁光记录和相变记录允许数据重写，并具有各种用途，例如记录诸如音乐、图像、游戏和应用程序的不同内容数据。
而且，高密光盘(称为蓝光光盘)最近已被研发出来显著地增加记录容量。
高密盘(诸如蓝光光盘)包括厚度为0.1mm的保护层。在此盘中，通过结合使用波长为405nm的激光(所谓的蓝色激光)和数值孔径(NA)为0.85的物镜记录和再现相变标记。当磁道间距为0.32μm、线性密度为0.12μm/bit时，64KB(千字节)的数据块是记录和再现数据的单位，并且格式化效率大致为82％，在直径为12cm的盘上能够记录和从该盘中能够再现大约为23.3GB(十亿字节)的数据。
当线性密度设定为0.112μm/bit而没有改变格式时，能够记录和再现25GB的数据。
通过装备多个记录层，就能够增加容量。例如，当装备两个记录层时，容量能够增加为上述容量的两倍，即达到46.6GB或50GB。
一种推挽式误差信号检测方法通常用于生成跟踪误差信号，以使作用在光盘上的光点能够跟踪光盘上装备的螺旋磁道、例如由导槽或一行坑形成的磁道。在推挽式方法中，根据该凹槽的形状而被衍射的反射光例如由图10所示的四分式光敏器件(A、B、C和D)接收以检测0阶衍射光(主射束)和±1阶衍射光(侧射束)之间的干扰分布，由此产生跟踪误差信号。
作为一种用于减少光量变化、透镜偏移和在推挽式误差信号上倾斜的光盘的影响的方法，例如，美国专利No.4,775,968公开了一种差分推挽式检测方法。
在该方法中，图11所示的八个光感受器A、B、C、D、E、F、G和H用作例子。更具体的说，通过从主射束获得的推挽信号(A+B)-(C+D)中减去从两个侧射束获得的推挽信号(E-F)和(G-H)的总和(E-F)+(G-H)与一个系数的乘积而获得差分推挽误差信号。
在应用主射束和侧射束的光盘记录和再现设备中，主射束和侧射束的密度比通常大致设定为10∶1。
当数据记录在诸如双层盘的具有多个记录层的盘上并从该盘中再现数据时，在该设定处产生下面的问题例如，当光点作用在为了信号再现而访问的双层盘的一个信息记录层上时，光感受器也能检测到另一个未被访问的信息记录层的额外反射的光(漫射光)，因为很难分离出漫射光。
这种现象也称之为层间漫射光。在通过盘反射率或用于记录或再现的辐射功率使差分推挽误差信号标准化的AGC(自动增益控制)电路中，主射束的层间漫射光由侧射束的光感受器检测到，并且这就使得误差信号的标准化变得不精确。因此，不确保正确的跟踪误差信号，并降低了伺服可控制性。
鉴于此问题，希望在多层盘上记录和从多层盘中再现的过程中防止差分推挽误差信号的运算精度降低。
发明内容
根据本发明实施例的一种光学头包括激光源；光学系统，其从自激光源中发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，并形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在具有多个信息记录层的记录介质上的光程，还形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光。该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部件接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光。
优选地，该第三光接收部件被置于诸如基本上均匀地接收由一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层反射的0阶衍射光的漫射光、+1阶衍射光的漫射光、和-1阶衍射光的漫射光的位置处。
优选地，该第三光接收部件具有与第二光接收部件的光感受器的面积相等的面积。
根据本发明的另一个实施例的光驱动设备包括光学头，其使激光作用在具有多个信息记录层的记录介质上并检测来自记录介质的反射光；信号产生电路，其根据由光学头检测到的反射光产生聚焦误差信号、跟踪误差信号和信息信号；再现电路，其通过处理由信号产生电路产生的信息信号获得再现信息；和伺服电路，其根据由信号产生电路产生的聚焦误差信号和跟踪误差信号执行聚焦伺服操作和跟踪伺服操作。该光学头包括激光源，用于发射激光；光学系统，其从自激光源发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在记录介质上的光程，以及形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光。该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部件接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光。该信号产生电路根据来自光学头中的第一、第二和第三光接收部件的检测信号以差分推挽方法产生跟踪误差信号。
优选地，该信号产生电路从来自第一光接收部件的检测信号中产生0阶衍射光的推挽信号，从来自第二光接收部件的检测信号中产生+1阶衍射光和-1阶衍射光的推挽信号，使0阶衍射光的推挽信号、+1阶衍射光的推挽信号和-1阶衍射光的推挽信号标准化，通过对标准化的推挽信号的运算来产生跟踪误差信号，并从来自第三光接收部件的检测信号中产生用于使+1阶衍射光的推挽信号和-1阶衍射光的推挽信号标准化的标准化信号。
优选地，标准化信号是通过从来自第二光接收部件的检测信号的总和中减去来自第三光接收部件的检测信号和一个系数的乘积而产生的。
根据本发明又一个实施例的一种跟踪误差信号生成方法针对具有光学头的光驱动设备而被装备。该光学头包括激光源，用于发射激光；光学系统，其从自激光源发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在具有多个信息记录层的记录介质上的光程，并形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光。该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部件接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光。该跟踪误差信号生成方法包括下列步骤从来自第一光接收部件的检测信号中生成0阶衍射光的推挽信号；使0阶衍射光的推挽信号标准化；从来自第二光接收部件的检测信号中产生+1阶衍射光的推挽信号和-1阶衍射光的推挽信号；从来自第三光接收部件的检测信号中产生用于使+1阶衍射光的推挽信号和-1阶衍射光的推挽信号标准化的标准化信号；通过使用标准化信号使+1阶衍射光的推挽信号和-1阶衍射光的推挽信号标准化；通过对0阶衍射光的标准化的推挽信号、+1阶衍射光的标准化的推挽信号和-1阶衍射光的标准化的推挽信号的运算来以差分推挽方法产生跟踪误差信号。
优选地，标准化信号是通过从来自第二光接收部件的检测信号的总和中减去来自第三光接收部件的检测信号和一个系数的乘积而产生的。
即，第三光接收部件检测层间漫射光。用于使±1阶衍射光标准化的标准化信号是从来自第三光接收部件的检测信号中产生的，以便降低层间漫射光的影响。
根据本发明的实施例，可能在多层盘上的信号记录和从多层盘中再现的过程中在以由层间漫射光引起的差分推挽方法产生跟踪误差信号时减少运算系数的误差。即，层间漫射光对±1阶衍射光的推挽信号的影响在通过检测和使用漫射光而产生用于使±1阶衍射光的推挽信号标准化的标准化信号的标准化中被降低。
更具体的说，该标准化信号是通过从来自第二光接收部件的检测信号的总和(±1阶衍射光的总和信号)中减去来自第三光接收部件的检测信号(漫射光分量)与一个系数的乘积而产生的，并用于使第二光接收部件的推挽信号(±1阶衍射光的推挽信号)标准化。这就以层间漫射光的较小的影响实现标准化。
因此，差分推挽方法中的跟踪误差信号的产生也是对于具有两个或多个记录层的多层盘来说被优化，实现稳定的跟踪伺服控制，并改善设备的性能。
为了有效地减少层间漫射光的影响，优选地，第三光接收部件被置于诸如基本上均匀地接收由所有不能被访问的信息记录层反射的0阶衍射光的漫射光、+1阶衍射光的漫射光和-1阶衍射光的漫射光，或者第三光接收部件的光感受器具有与第二光接收部件的光感受器面积相等的面积。
图1是根据本发明实施例的盘驱动设备的方框图；图2A是在该实施例中使用的盘的说明性视图；图2B是示出该盘的截面结构的说明性视图；图3A是示出具有一个记录层的单层盘的结构的说明性视图；图3B是示出具有两个记录层的双层盘的结构的说明性视图；；图4是本实施例中光学头的说明性视图；
图5是光学头中装备的光电检测器的说明性视图；图6是本实施例中推挽信号运算电路的方框图；图7是本实施例中跟踪误差信号生成电路的方框图；图8A是示出能够均匀地接收漫射光的光感受器的布局的说明性视图；图8B是示出不能够均匀地接收漫射光的光感受器的布局的说明性视图；图9是示出光感受器的面积的说明性视图；图10是四分式光电检测器的说明性视图；以及图11是八分式光电检测器的说明性视图。
具体实施例方式
下文中，将描述根据本发明实施例的盘驱动设备。该盘驱动设备对应于本发明的光学驱动设备。安装在盘驱动设备中的光学拾波器对应于本发明的光学头。在盘驱动设备中，执行本发明的跟踪误差信号生成方法。
在描述盘驱动设备的结构前，将对光盘作出描述。
为了在盘上例如通过磁光记录、染料膜改变记录或相变记录来记录数据，对于跟踪数据磁道来说，引导装置通常是必要的。为此，凹槽被预先形成为预刻沟槽，并且该凹槽或凸区(凹槽部分之间的一部分平台形截面)被用作数据磁道。
地址信息必须被记录以使数据能够记录在数据磁道上的预定位置处。地址信息有时通过摆动凹槽进行记录。
也就是说，例如，其上记录数据的磁道预先被形成为预刻沟槽，该预刻沟槽的侧壁根据地址信息而摆动。
在此情况下，地址能够从摆动信息中读取，该摆动信息是在数据记录和再现过程中作为反射光信息而被获得的。例如，数据能够在期望位置处记录数据或从该期望位置中再现数据，而不用预先在磁道上记录表示地址的比特数据。
因此，通过增加摆动凹槽形式的地址信息，例如，就不必将比特数据形式的地址记录在磁道上装备的离散地址区。由于地址区被去除，所以就增加了实际数据的记录容量。
在假定用于本发明实施例中的光盘1是一种可重写或一次写入型的光盘时，如图2A所示，它具有用作记录磁道的凹槽GV。凹槽GV从内圆周螺旋地延伸到外圆周。为此，在光盘1的径向截面上，突出的凸区L和凹入的凹槽GV被交替地装备，如图2B所示。
光盘1的凹槽GV在切线方向摆动。凹槽GV的摆动形式对应于通过调制地址等获得的摆动信号。为此，在光盘驱动设备中，凹槽GV两边缘的位置从通过激光辐射在凹槽GV上形成的激光点LS中反射的光中检测到，并且当激光点LS沿着记录磁道移动时，在盘径向上改变的边缘位置的分量被提取，由此产生摆动信号，并解调地址信息等。由这样的摆动凹槽表示的绝对时间(地址)信息被称为ATIP(预刻沟槽的绝对时间)或ADIP(预刻沟槽的地址)。
虽然本实施例中凹槽记录是在光盘上执行的，但是本发明不仅适用于使用凹槽记录的这样的光盘，而且还适用于在凸区上记录数据的使用凸区记录的光盘、其中数据记录在凹槽和凸区上的光盘、和其中通过压印坑形成磁道的只读光盘。
下面，将对其中本实施例的光盘1是蓝光光盘的情况作出描述。在此情况下，光盘1的直径为120mm，厚度为1.2mm(保护层的厚度大致为0.1mm)。在这些方面，光盘1外表上类似于CD(光盘)和DVD(数字通用盘)。
例如利用组合在一起的波长为405nm的激光(所谓的蓝色激光)和具有0.85的NA的物镜记录和再现相变标记。当磁道间距为0.32μm、线性密度为0.12μm/bit时，64KB(千字节)的数据块就是记录和再现的单位，并且格式化效率大致为82％，大致为23.3GB(十亿字节)的数据能被记录在直径为12cm的盘上和从该盘中再现。
作为蓝光光盘，不仅已经开发出具有一个记录层的单层盘，而且已经开发出具有多个记录层的盘、诸如双层盘。
通过增加记录层的数量，还能够进一步地提高容量。例如，当装备两个记录层时，该容量能够增加到46.6GB，它是上述容量的双倍。
当然，也可装备n个记录层(n为3或更大的数字)。在此情况下，该容量能够增加到上述容量的n倍。
图3A和3B分别示意性地示出单层盘和双层盘的层结构。
盘的厚度为1.2mm，而由聚碳酸酯制成的衬底RL的厚度大致为1.1mm。
从执行在盘上记录和从盘中再现的盘驱动设备(记录和再现设备)中发射出的光束在图中用点划线表示。光束是波长为405nm的蓝色激光，如图所示，经过保护层(衬底)CVL由NA为0.85的物镜进行聚集。
在图3A中所示的单层盘中，例如，记录层L0被装备在厚度为1.1mm的衬底RL上，而厚度为100μm的保护层CVL被装备在其上。
在记录和再现过程中，光束经过保护层CVL被聚集在记录层L0上。
在图3B中所示的双层盘中，例如，第一记录层L0被装备在厚度为1.1mm的衬底RL上，第二记录层L1被装备在第一记录层L0上，其中25μm的中间层位于这两个记录层之间，75μm的保护层CVL被装备在第二记录层L1上。
在记录和再现过程中，光束经过保护层CVL聚集在第一和第二记录层L0和L1上。
虽然未示出，但是在具有三个或多个记录层的n层盘上，例如，可以想象在比图3B中所示的第二记录层L1更接近于保护层CVL的表面CVLs的位置处形成记录层Ln，同时25μm的中间层ML位于其间。
即，第n个记录层L(n-1)被装备在第n-1个记录层L(n-2)上，而中间层ML位于其间。对应于第n个记录层L(n-1)，保护层CVL的厚度为100-(n-1)×25μm。
图1示出执行在光盘1上记录和从光盘1中再现的盘驱动设备的结构。
盘1位于转台(未示出)上，并在记录和再现的过程中通过主轴电动机52以恒定的线速度(CLV)旋转。
在再现过程中，盘1上的数据通过光学拾波器(光学头)51读出。通过摆动凹槽磁道记录的ADIP信息和盘信息也被读出。
在光盘1上记录的过程中，数据通过光学拾波器51以凹坑标记(一次写入盘中的染料改变标记，或者重写盘中的相变标记)的形式记录在凹槽磁道上。
光学拾波器51包括用作激光源的激光二极管、用于检测反射光的光电检测器、用作激光输出端的物镜、和将激光通过物镜施加在盘记录表面上并将反射光引导至光电检测器的光学系统。下面将参考图4对这些部件进行描述。
在光学拾波器51中，物镜通过双轴机构进行固定以能在跟踪方向和聚焦方向上进行移动。
整个光学拾波器51通过滑板机构53可在盘的径向上移动。
光学拾波器51中的激光二极管响应于来自激光驱动器63的驱动信号(驱动电流)而被驱动以便发出激光。
有关来自盘1的反射光的信息由光电检测器进行检测，并根据反射光的数量以电信号的形式施加给矩阵电路54。
矩阵电路54包括电流-电压转换电路，用于从多个用作光电检测器的光感受器中输出电流；和矩阵运算/放大电路，并产生矩阵运算所需的信号。
例如，矩阵电路54产生对应于再现数据的高频信号(再现数据信号)、以及聚焦误差信号和伺服控制的跟踪误差信号。该矩阵电路54还产生与凹槽的摆动有关的信号、即用于检测摆动的推挽信号。
矩阵电路54有时被装备在光学拾波器51的内部。
再现数据信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号、以及用作关于摆动凹槽的检测的信息的推挽信号分别从矩阵电路54被供应给读取器/写入器电路55、伺服电路61和摆动电路58。
读取器/写入器电路55使用锁相环使再现数据信号进行二进制化和再现时钟产生，再现从盘1上的凹坑标记中读取的数据，并将该数据供应给调制/解调电路56。
调制/解调电路56包括用作再现过程中的解码器的部分和用作记录过程中编码器的部分。
在再现过程中的解码操作中，根据再现时钟解调运行长度限制码。
ECC/扰频电路57在记录过程中执行增加误差校正码的ECC编码和加密编码。
在再现过程中，ECC/扰频电路57执行对应于加密编码的解密和误差校正的ECC解码。ECC/扰频电路57将由调制/解调电路56解调的数据送入内存储器，并使该数据进行解密和误差检测/校正，由此获得再现数据。
由ECC/扰频电路57解码过的数据在系统控制器60的控制下被读出，并作为再现数据传输给主机设备(未示出)。该主机设备例如是AV(视听)系统或个人计算机。
从矩阵电路54中作为有关盘1的摆动凹槽的信号输出的推挽信号由摆动电路58来处理。用作ADIP信息的推挽信号通过摆动电路58解调为构成ADIP的数据流，并被供应给地址解码器59。
地址解码器59解码所提供的数据而获得地址，并将该地址提供给系统控制器60。
地址解码器59还使用摆动电路58提供的摆动信号经过PLL处理来产生时钟，并将该时钟例如作为用于记录的编码时钟提供给电路。
在盘1上记录的过程中，记录数据从主机设备进行传输，并被提供给ECC/扰频电路57中的存储器以被缓冲。
在此情况下，ECC/扰频电路57通过ECC编码、加密编码和增加子码来编码缓冲的记录数据。
经过ECC编码和加密编码的数据通过调制/解调电路56中的运行长度限制(RLL)(1，7)的奇偶校验保存/禁止(PP)重复最小跳变运行长度(RMTR)进行解调，然后提供给读取器/写入器电路55。
如上所述，摆动信号中产生的时钟被用作记录过程中该编码的参考时钟用的编码时钟。
编码产生的记录数据经过读取器/写入器电路55中的记录补偿，即记录功率进行细微地调节，激光驱动脉冲波形根据例如记录层的特性、激光点的形状和记录线速度进行调节。然后，该记录数据作为激光驱动脉冲提供给激光驱动器63。
激光驱动器63将所提供的激光驱动脉冲给予光学拾波器51中的激光二极管以发出激光。根据记录数据的凹坑标记由此形成在盘1上。
激光驱动器63包括所谓的APC(自动功率控制)电路，根据装备在光学拾波器51中的来自激光功率监控光电检测器的输出监控激光输出功率，并控制激光输出功率例如与温度无关地保持恒定。激光输出的目标值由系统控制器60给定，并施加控制以便激光输出在记录和再现过程中等于目标值。
伺服电路61从矩阵电路54输出的聚焦误差信号和跟踪误差信号中产生诸如聚焦驱动信号、跟踪驱动信号和滑板驱动信号的各种伺服驱动信号，并施加伺服控制。
也就是说，聚焦驱动信号和跟踪驱动信号根据聚焦误差信号和跟踪误差信号产生，以便驱动光学拾波器51内的双轴机构的聚焦线圈和跟踪线圈。跟踪伺服环路和聚焦伺服环路是由光学拾波器51、矩阵电路54、伺服电路61和双轴机构形成的。
伺服电路61响应于系统控制器60的磁道跳跃命令通过关断跟踪伺服环路和输出跳跃驱动信号来执行磁道跳跃操作。
伺服电路61还根据作为跟踪误差信号的低频分量而获得的滑板误差信号和来自系统控制器60的访问控制命令产生滑板驱动信号，以便驱动滑板机构53。虽然未示出，但是滑板机构53包括例如固定光学拾波器51的主轴、滑板电动机和传动齿轮。滑板电动机根据滑板驱动信号被驱动以执行光学拾波器51的所需滑动操作。
主轴伺服电路62被施加控制来以恒定的线速度(CLV)旋转主轴电动机52。
主轴伺服电路62获得通过PLL处理作为关于主轴电动机52的当前旋转速度的信息的摆动信号而产生的时钟，并将该时钟与给定的CLV参考速度信息相比较，由此产生主轴误差信号。
在数据再现过程中，在读取器/写入器电路55中由PLL产生的再现时钟(用作解码标准的时钟)是关于主轴电动机52的当前旋转速度信息。因此，主轴误差信号还可通过将再现时钟与给定的CLV参考速度信息相比较而产生。
主轴伺服电路62输出根据主轴误差信号产生的主轴驱动信号，并实现主轴电动机52的CLV旋转。
主轴伺服电路62还响应于来自系统控制器60的主轴急冲(kick)/制动控制信号产生主轴驱动信号，并执行主轴电动机52的启动、停止、加速和减速操作。
伺服系统以及记录和再现系统的上述操作通过诸如微型计算机的系统控制器60来控制。
系统控制器60根据来自主机设备的命令执行各种过程。
例如，当写入命令从主机设备中输出时，该系统控制器60首先将光学拾波器51移至其中应该写入数据的地址，并使ECC/扰频电路57和调制/解调电路56能够对从主机设备中传输的数据(例如，各种格式的视频数据、诸如MPEG-2或者音频数据)进行编码，如上所述。然后激光驱动脉冲从读取器/写入器电路55提供给激光驱动器63，并执行记录。
例如，当主机设备提供读取命令以传输记录在盘1上的某些数据(例如MPEG-2视频数据)时，系统控制器60首先控制寻找指定地址的操作。即，系统控制器60将搜索命令发送给伺服电路61以便光学拾波器51访问指定的地址。
随后，对用于将指定地址处的数据传输给主机设备必要的操作施加控制。即，所需的数据从盘1中被读出，例如经过读取器/写入器电路55、调制/解调电路56和ECC/扰频电路57进行解码和缓冲，然后进行传输。
图4示出安装在该盘驱动设备中的光学拾波器51的光学系统。
从半导体激光器9中发射出的光通过准直透镜2进行准直，并经过半波板3到达衍射光栅4。在衍射光栅4中，侧射束(+1阶衍射光和-1阶衍射光)被产生以形成产生跟踪误差信号所需的侧光点，并与形成主光点的主射束(0阶衍射光)一起被引导给偏振光分束器5。
主射束(0阶衍射光)和侧射束(±1阶衍射光)穿过偏振光分束器5、液晶元件6和四分之一波板7，并经过物镜8聚集在例如盘1中的两个记录层(层0(L0)和层1(L1))中的一层上。
从半导体激光器9中发射出的一部分光通过偏振光分束器5被反射，通过聚光透镜10引导给发光检测光电检测器(监控光电检测器)11，并用于控制激光输出为恒定的。
入射在监控光电检测器11上的光量通过转动半波板3进行调节。实际的激光输出通过上述激光驱动器63中的APC电路来控制成为任意量的发射光。
液晶元件6具有同心电极，并用于通过控制施加在电极上的电压校正由盘1中的保护层厚度误差引起的球面像差。置于物镜8前面的四分之一波板7用于将来自半导体激光器9的线性偏振光转换为圆偏振光。
来自盘1的反射光经过物镜8、四分之一波板7和液晶元件6到达偏振光分束器5，并通过偏振光分束器5向检测光程反射。
在本实施例中，聚焦误差信号通过象散方法产生，而跟踪误差信号通过差分推挽方法产生。穿过聚光透镜12和柱面透镜13的会聚光进入用于检测伺服误差信号和再现信息信号的光电检测器14，并在此经受光电转换。
图5示出光电检测器14的光感受器图案。
如图5中所示，本实施例的光电检测器14包括一个用作第一光接收部件的四分式光电检测器(A、B、C和D)；两个用作第二光接收部件的二分式光电检测器(E和F，G和H)和两个作为第三光接收部件置于上述二分式光电检测器附近的光电检测器(I和J)。
在通过衍射光栅4从激光中划分的三个射束中，0阶光的反射光通过光感受器A、B、C和D进行接收，而+1阶光的反射光和-1阶光的反射光通过光感受器E和F、G和H进行接收。
聚焦误差信号和跟踪误差信号根据来自这些光感受器的输出分别通过象散方法和差分推挽方法进行计算。
聚焦误差信号FE在矩阵电路54中用下面的表达式通过象散方法中的计算而产生，并提供给伺服电路61FE＝(A+C)-(B+D)在描述如何通过差分推挽方法产生跟踪误差信号前，现在将描述双层盘中的层间漫射光。
当记录层L0的反射系数与记录层L1的反射系数相等时，双层盘中的层间漫射光的密度比率η通常用下面的表达式给出η＝S/π/M2(2d tanθ)2在该表达式中，S表示光感受器的面积，M表示检测光学系统的放大率，d表示层间距离，和θ表示光轴和盘1中的最外圆周射束之间形成的角度。
顺便提及，当物镜8的NA为0.85并且光盘1包括反射系数为1.6的保护层CVL时，角度θ大约为32°。当假定光电检测器14的光感受器是150μm的正方形时，光学系统的放大率是20x，而层间距离为25μm，密度比率η就设定为1.8％。
因此，虽然主射束之间的层间漫射光的影响小，但是当主射束与侧射束的密度比率为10∶1时，主射束对侧射束的影响要扩大10倍，这种影响不能被忽略。当信号仅记录在其中一个层上时，层间漫射光增加。这就严重影响了差分推挽信号的计算，并且当在跟踪磁道过程中物镜8径向放置时可能会产生去跟踪。
为了减小影响，在本实施例中，用于接收层间漫射光的光感受器I和J被装备在用于仅接收侧射束的光电检测器E和F、以及G和H附近，以检测跟踪误差信号TE，如图5中所示。侧射束中的漫射光分量使用光感受器I和J接收到的信号去除。
图6和7示出矩阵电路54中的运算电路系统，该矩阵电路54通过使用来自图5所示的光电检测器14的信号以差分推挽方法产生跟踪误差信号TE。
参考图6，前置放大器31a至31j对应于光电检测器14中的光感受器A至J被装备。前置放大器31a至31j使来自光感受器A至J的信号经受电流-电压转换，并放大信号至后面处理所需的预定电平。
运算放大器32a至321被装备来运算来自前置放大器31a至31j的输出，以由此获得所需的信号。
此后，根据由光感受器A至J接收到的光量从前置放大器31a至31j中输出的信号用与光感受器A至J相对应的A至J表示。
主推挽信号MPP_AGC从信号A、B、C和D中产生，该信号A、B、C和D从如下由光感受器A、B、C和D检测到的光相对应的前置放大器31a、31b、31c和31d中输出。主推挽信号MPP_AGC指的是与用作主射束的0阶衍射光的反射光相对应的并通过AGC处理进行标准化的推挽信号。
首先，来自前置放大器31a和31b的信号A和B通过运算放大器32a相加以生成信号A+B。
来自前置放大器31c和31d的信号C和D通过运算放大器32b相加以生成信号C+D。
来自运算放大器32a的信号A+B和来自运算放大器32b的信号C+D通过运算放大器c相加以获得总和信号M_SUM，并且该总和信号M_SUM被提供给AGC电路33a。
M_SUM＝A+B+C+D来自运算放大器32a的信号A+B和来自运算放大器32b的信号C+D在标准化前还经受相减以获得推挽信号MPP，并且该推挽信号MPP被提供给AGC电路33a。
MPP＝(A+B)-(C+D)在AGC电路33a中，推挽信号MPP通过使用总和信号M_SUM来标准化，以使主射束的推挽信号经受AGC，并获得标准化的推挽信号MPP_AGC。
MPP_AGC＝MPP/M_SUM与此相比，侧推挽信号SPP1_AGC从信号E、F和I中产生，该信号E、F和I从与如下由光感受器E、F和I检测到的光相对应的前置放大器31e、31f和31i中输出。侧推挽信号SPP1_AGC指的是与用作侧射束的+1阶衍射光相对应的并通过AGC处理进行标准化的推挽信号。
来自前置放大器31e和31f的信号E和F在标准化前通过运算放大器32e经受相减以获得推挽信号SPP1。然后该推挽信号SPP1被提供给AGC电路33b。
SPP1＝E-F
信号E和F还通过运算放大器32f相加以获得信号E+F。
来自前置放大器31i的信号I通过运算放大器32i乘以系数m以获得信号m I。
运算放大器32k从来自运算放大器32f的输出(E+F)中减去来自运算放大器32i的输出(m I)以产生标准化的总和信号S1_SUM。
S1_SUM＝E+F-m I在AGC电路33b中，+1阶衍射光的推挽信号通过使用总和信号S1_SUM使推挽信号SPP1标准化来经受AGC。由此获得标准化的推挽信号SPP1_AGC。
SPP1_AGC＝SPP1/S1_SUM侧推挽信号SPP2_AGC从信号G、H和J中产生，该信号G、H和J从与如下由光感受器G、H和J检测到的光相对应的前置放大器31g、31h和31j中输出。侧推挽信号SPP2_AGC指的是与用作侧射束的-1阶衍射光相对应的并通过AGC处理进行标准化的推挽信号。
来自前置放大器31g和31h的信号G和H在标准化前通过运算放大器32h经受相减以获得推挽信号SPP2，而该推挽信号SPP2被提供给AGC电路33c。
SPP2＝G-H信号G和H还通过运算放大器32g相加以获得信号G+H。
来自前置放大器31j的信号J通过运算放大器321乘以系数m以获得信号m J。
运算放大器321从来自运算放大器32g的输出(G+H)中减去来自运算放大器32j的输出(m J)以产生标准化的总和信号S2_SUM。
S2_SUM＝G+H-m J在AGC电路33c中，-1阶衍射光的推挽信号通过使用总和信号S2_SUM使推挽信号SPP2标准化来经受AGC。由此获得标准化的推挽信号SPP2_AGC。
SPP2_AGC＝SPP2/S2_SUM如上所述，标准化的推挽信号MPP_AGC、SPP1_AGC和SPP2_AGC对应于0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光而产生。信号I和J用于产生使与+1阶衍射光和-1阶衍射光相对应的推挽信号SPP1和SPP2标准化的总和信号S1_SUM和S2_SUM。
也就是说，总和信号S1_SUM通过从E+F中减去漫射光分量I和系数m的乘积而获得，而总和信号S2_SUM通过从H+J中减去漫射光分量J和系数m的乘积而获得。
通过在AGC电路33b和33c中使用总和信号S1_SUM和S2_SUM进行标准化，执行AGC操作，同时去除由于漫射光而产生的偏移。即，标准化的推挽信号SPP1_AGC和SPP2_AGC是其中有效减少了漫射光分量的适当信号。
如图7所示，处理因此获得的推挽信号MPP_AGC、SPP1_AGC和SPP2_AGC。
首先，与±1阶衍射光相对应的推挽信号SPP1_AGC和SPP2_AGC通过运算放大器34进行相加(SPP1_AGC+SPP2_AGC)。
该信号的总和通过运算放大器35乘以系数k(k(SPP1_AGC+SPP2_AGC)。
在运算放大器36中，运算放大器35的输出被从与0阶衍射光相对应的推挽信号MPP_AGC中减去。因此，跟踪误差信号TE通过差分推挽方法而产生。
TE＝MPP_AGC-k(SPP1_AGC+SPP2_AGC)跟踪误差信号TE被提供给伺服电路61以被用于跟踪伺服控制。如上所述，在通过差分推挽方法产生的跟踪误差信号TE中，有效地减少层间漫射光分量。
因此，可能在多层盘上的信号记录和从多层盘中再现的过程中减少由层间漫射光引起的差分推挽跟踪误差信号TE的运算系数中的误差。在本实施例的盘驱动设备中，使用差分推挽方法的跟踪控制能够在包括单层盘和具有两个或多个记录层的多层盘的各种记录介质上应用。这就对物镜8的径向位移实现可靠的跟踪控制。
可以任意地确定运算放大器32i和32j中使用的乘法系数m和运算放大器35中使用的乘法系数k。
将对用于检测图5所示的光感受器图案中的层间漫射光的光感受器I和J的布局作出描述。
在图5所示的图案中，光感受器I和J被安排来基本上均匀地接收0阶衍射光的漫射光、+1阶衍射光的漫射光和由没有被访问的所有信息记录层反射的-1阶衍射光(数据没有被记录在该信息记录层上或数据没有从该信息记录层中被再现)。
图8A和8B示出光感受器A至J的布局实例。图8A示出图5所示的布局图案，而图8B表示另一种布局图案。在图8A和83中，主射束(0阶衍射光)的反射光、侧射束SB1(+1阶衍射光)的反射光和侧射束SB2(-1阶衍射光)的反射光、以及主射束和侧射束SB1和SB2的漫射光由作用于光感受器A至J上的反射光点表示。
如图中所示，主射束(0阶衍射光)由光感受器A、B、C和D接收。
侧射束SB1由光感受器E和F接收，而侧射束SB2由光感受器G和H接收。主射束和侧射束SB1和SB2的漫射光广泛地施加在光感受器A至J上。
在图8B中所示的图案中，光感受器I和J被安排，以便不能均匀地接收由其上记录或从其中再现信息的所有信息记录层反射的0阶衍射光和±1阶衍射光(即，漫射光)。
在此情况下，光感受器I没有均匀地接收侧射束SB2的漫射光，而光感受器J没有均匀地接收侧射束SB1的漫射光。为此，对于侧射束来说，光感受器I和J接收到的光量与光感受器E和F、G和H接收到的光量不同。这就难于以上述用于产生跟踪误差信号TE的方法完全去除漫射光分量。
当光感受器I和J被安排来均匀地接收由其上记录或从其中再现信息的所有信息记录层反射的0阶衍射光和±1阶衍射光(漫射光)时，由光感受器I和J接收到的漫射光量就与由光感受器E和F、G和H接收到的漫射光量相等。因此，可能从通过上述运算获得的跟踪误差信号TE中完全去除漫射光分量。
图8A中所示的光感受器图案(图5)允许去除漫射光分量。
如图8A所示，光感受器I和J均能均匀地接收由其上记录或从其中再现信息的所有信息记录层反射的0阶衍射光和±1阶衍射光(即，漫射光)。由于对于侧射束光感受器I和J与光感受器E、F、G和H一样能够接收侧射束SB1的漫射光和侧射束SB2的漫射光，所以漫射光能够通过上述运算被完全去除。
也就是说，光感受器I和J大致被安排，以便基本上均匀地接收由其上记录或从其中再现信息的所有信息记录层反射的0阶衍射光和±1阶衍射光(漫射光)。
允许光被如此均匀地接收的布局图案并不局限于图5所示的那种图案。
虽然本发明的实施例已经如上作了描述，但是各种修改是可能的。
在上述实施例的光学系统中，主射束(0阶衍射光)和侧射束(±1阶衍射光)通过四分式和二分式光电检测器(A至H)进行检测，而漫射光通过未划分的光电检测器(I，J)进行检测。光电检测器划分的数量并不局限于二和四。
虽然漫射光的光感受器I和J的面积与针对侧射束的光感受器E、F、G和H的面积相等，但是该面积可以任意确定。
但是，通过设定光感受器I和J的面积与光感受器E、F、G和H的面积相等，可提供下面的优点事实上，光感受器上光点的密度分布并不总是均匀的，因为它会受到主射束的漫射光和侧射束的漫射光的干涉的影响。
例如，在漫射光具有图9所示的密度分布的情况下，当针对漫射光的光感受器I和J的面积与针对±1阶衍射光的光感受器E、F、G和H的面积不相同时，由光感受器I和J接收到的光量可能与由光感受器E、F、G和H接收到的光量不同。
与此相比，即使在图9所示的密度分布的情况下，当光感受器I和J的面积与光感受器E、F、G和H的面积相等时，由光感受器I和J接收到的漫射光的数量可与由光感受器E、F、G和H接收到的漫射光的数量相等。在通过用于产生跟踪误差信号TE的上述运算去除漫射光中，这是有利的。
对于漫射光来说，可仅提供光感受器I和J的其中一个。例如，当仅使用光感受器I时，总和信号S1_SUM和S2_SUM用下面的表达式给出S1_SUM＝E+F-m IS2_SUM＝G+H-m I虽然在上述实施例中光盘驱动设备是为蓝光光盘而提供的，并且单透镜用作具有较高NA的物镜8，但是具有相同NA的光学头也能够用双单元物镜来实现。
虽然液晶元件6用来校正由盘1中保护层厚度误差引起的球面像差，但是也可以使用其它元件、诸如嵌入放大透镜。
而且，本发明不仅适用于蓝光光盘，而且还适用于所有多层光盘记录介质。
应该理解，对本领域技术人员来说，可根据设计需求和其它因素，对本发明作出各种修改、组合、分组合和改变，只要它们落在所附权利要求及其等效范围内即可。
权利要求
1.一种光学头，其包括激光源；光学系统，其从自激光源发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在具有多个信息记录层的记录介质上的光程，还形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光，其中该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部件接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光。
2.如权利要求1所述的光学头，其中所述第三光接收部件被置于诸如基本上均匀地接收由一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层反射的0阶衍射光的漫射光、+1阶衍射光的漫射光、和-1阶衍射光的漫射光的位置处。
3.如权利要求1所述的光学头，其中所述第三光接收部件具有与所述第二光接收部件的光感受器的面积相等的面积。
4.一种光驱动设备，其包括光学头，其使激光作用在具有用于记录和/或再现的多个信息记录层的记录介质上，并检测来自记录介质的反射光；信号产生电路，其根据由光学头检测到的反射光产生聚焦误差信号、跟踪误差信号和信息信号；再现电路，其通过处理由信号产生电路产生的信息信号获得再现信息；和伺服电路，其根据由信号产生电路产生的聚焦误差信号和跟踪误差信号执行聚焦伺服操作和跟踪伺服操作；其中该光学头包括激光源，用于发射激光；光学系统，其从自激光源发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在记录介质上的光程，还形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光，其中该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部件接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光，以及其中该信号产生电路根据来自第一、第二和第三光接收部件的检测信号以差分推挽方法产生跟踪误差信号。
5.如权利要求4所述的光驱动设备，其中该信号产生电路根据来自第一光接收部件的检测信号产生0阶衍射光的第一推挽信号，根据来自第二光接收部件的检测信号产生+1阶衍射光的第二推挽信号和-1阶衍射光的第三推挽信号，使第一、第二和第三推挽信号标准化，通过对标准化的第一、第二和第三推挽信号进行运算来产生跟踪误差信号，并根据来自第三光接收部件的检测信号产生用于使该第二和第三推挽信号标准化的标准化信号。
6.如权利要求5所述的光驱动设备，其中所述标准化信号是通过从来自所述第二光接收部件的检测信号的总和中减去来自所述第三光接收部件的检测信号和一个系数的乘积而产生的。
7.一种针对具有光学头的光驱动设备的跟踪误差信号生成方法，其中该光学头包括激光源，用于发射激光；光学系统，其从自激光源发射出的激光中产生0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光，形成用于使0阶衍射光、+1阶衍射光和-1阶衍射光作用在具有多个信息记录层的记录介质上的光程，还形成用于引导来自记录介质的反射光的光程；和光接收设备，用于接收和检测由光学系统引导的反射光，其中该光接收设备包括第一光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，其至少在记录介质上的记录磁道的切线方向上被划分，以检测+1阶衍射光的反射光和-1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近和诸如不能接收来自将被访问的信息记录层的目标信息记录层的0阶衍射光的反射光、+1阶衍射光的反射光、和-1阶衍射光的反射光的位置处，该第三光接收部接收从一个或多个信息记录层而不是目标信息记录层中反射的漫射光，以及其中该跟踪误差信号生成方法包括下列步骤根据来自第一光接收部件的检测信号生成0阶衍射光的第一推挽信号；使第一推挽信号标准化；根据来自第二光接收部件的检测信号生成+1阶衍射光的第二推挽信号和-1阶衍射光的第三推挽信号；根据来自第三光接收部件的检测信号生成用于使第二推挽信号和第三推挽信号标准化的标准化信号；通过使用该标准化信号使第二推挽信号和第三推挽信号标准化；以及通过对第一、第二和第三推挽信号进行运算来以差分推挽方法生成跟踪误差信号。
8.如权利要求7所述的跟踪误差信号生成方法，其中所述标准化信号是通过从来自第二光接收部件的检测信号的总和中减去来自第三光接收部件的检测信号和一个系数的乘积而产生的。
全文摘要
一种光学头包括激光源；光学系统，其使从自激光源发射出的激光中产生的0阶衍射光、+1阶衍射光和－1阶衍射光作用于具有多个信息记录层的记录介质上；和光接收设备，用于检测由光学系统引导的反射光。该光接收设备包括第一光接收部件，用于检测0阶衍射光的反射光；两个第二光接收部件，用于检测+1阶衍射光的反射光和－1阶衍射光的反射光；以及第三光接收部件，其被装备在第二光接收部件中的至少一个的附近以接收从一个或多个信息记录层而不是将被访问的目标信息记录层中反射的漫射光。
文档编号G11B7/135GK1755809SQ200510083798
公开日2006年4月5日 申请日期2005年6月7日 优先权日2004年6月7日
发明者中尾敬 申请人:索尼株式会社