CN100481223C - 光拾取器和使用其的光学信息再现装置 - Google Patents

Abstract

在现有的液晶型彗形像差修正装置中，难以确保用同一修正装置对波长和有效光束直径不同的多种光束，都得到良好的像差修正性能。此外，入射到该像差修正装置的光束，不可避免因入射位置偏离而使像差修正性能大幅度降低。本发明的课题可以改善这些问题。在本发明中，将液晶型彗形像差修正装置的电极图案，从现有公知的图案变更成图1所示的图案，而且根据入射光束的波长、有效光束直径、彗形像差量、入射光束的相对入射位置偏离，通过控制施加在各电极部上的电位，可以良好地改善所述各课题。

Description

光拾取器和使用其的光学信息再现装置

技术领域

本发明涉及考虑了像差修正的光拾取器和使用其的光学信息再现装置。

背景技术

本技术领域的背景技术例如有日本专利特开平11-110802号公报。在本公报中作为课题记载有“提供一种信息再现装置，其具有以简单的构成可以实现小型化，并且通过光轴的倾斜能有效修正波面像差的像差修正装置，以及具有该像差修正装置的信息再现装置”，此外，在解决方法方面记载有“对于通过的光束，在可以从其分子方向赋予相位差的液晶的两个面上，分别形成各自被分割成与波面像差的分布对应的形状的图案电极30a、30b、31a、31b和32、以及40a、40b、41a、41b和42的透明电极10c和10d，根据检测出的切向或径向的倾斜角，控制施加在各图案电极上的电压极性和电压值，改变通过由各图案电极划分的每个液晶区域的光束的相位差，产生的波面像差相互抵消。此时，使电压的极性反转后，将需要的电位差施加在液晶元件上”。

[专利文献1]日本专利特开平11-110802号公报

发明内容

大家知道，上述的波面像差修正装置是构成在液晶元件的两面上配置具有规定形状的透明电极的修正装置。在使用该液晶元件的像差修正装置中，各透明电极配置成夹住该液晶元件，通过在各透明电极上产生电位差，改变液晶分子的取向性，通过因该液晶分子的取向性不同造成局部折射率改变，使通过该液晶元件的光束中局部改变相位，修正波面像差。

特别是在专利文献中公开了，主要目的是修正因物镜和光盘的倾斜，影响光拾取器的光学性能的波面像差，也就是主要目的是修正彗形像差，如图2所示，构成在液晶元件1的表面具有各自规定形状的透明电极10a～10e的液晶像差修正装置。

但是在上述像差修正装置中，主要存在有下述两个重大的技术课题。

首先对第一个课题进行说明。在现有的像差修正装置中，可以良好修正波面像差的光束限定为一种。这是因为一般配置在液晶元件表面上的透明电极，要设计最合适的形状和尺寸，这样可以对于具有规定有效光束直径的光束，得到最佳的像差修正性能。这就意味着对于具有与上述有效光束直径不同的有效光束直径的光束，即使使用与上述修正装置相同的像差修正装置进行像差修正，其像差修正性能也要显著恶化。

[表1]

表1现有的彗形像差修正装置中设计条件不同的像差修正率^(※1)的对比例

(※1)像差修正率的定义：

像差修正率＝[初始像差量(rms值)—修正后残留像差量(rms值)]/初始像差量(rms值)×100[％]

(※2)情况A的具体设计条件：设计成对DVD用光束(有效直径Φ2.0mm)的像差修正率为最佳。

(※3)情况B的具体设计条件：设计成对CD用光束(有效直径Φ1.6mm)的像差修正率为最佳。

(※4)情况C的具体设计条件：对用DVD用、CD用两种光束有效直径的中间值Φ1.8mm的光束，设计成像差修正率为最佳。

例如表1表示因有效光束直径不同造成的彗形像差修正性能不同的一个例子。在上述专利文献中公开了像差修正装置，使用具有图2所示的透明电极图案的最一般的彗形像差修正用液晶像差修正装置。此外，表中所示的像差修正率是表示由像差修正装置去除后的彗形像差相对于规定的初始(修正前)彗形像差的量的比例，是用于评价像差修正性能的有效指标。

表1的情况A是使用对于由有效光束直径约为Φ2.0mm、波长为658nm的DVD再现用光束，对透明电极形状和尺寸进行最佳设计，使像差修正率最大的液晶像差修正装置的情况。从表中可以看出，该情况对于DVD用的光束，可以确保60％以上的像差修正率，但是由相同的像差修正装置对有效光束直径约为Φ1.6mm、波长为785nm的CD再现用光束的彗形像差进行修正，该像差修正率只能得到约11％。

此外，如情况B所示，对于上述CD用光束，使用对透明电极形状和尺寸进行最佳设计，使像差修正率最大(约60％强)的液晶像差修正装置，下次对于上述DVD用光束，仍然只能得到11％左右的像差修正率。

此外，如情况C所示，对于DVD用光束(Φ2.0mm)、CD用光束(Φ1.6mm)的中间有效光束直径Φ1.8mm的光束，对像差修正装置的透明电极形状和尺寸进行最佳设计，使像差修正率最大的情况，DVD用、CD用两种光束都只能得到约30％左右的像差修正率。

在上述像差修正装置中，无论怎样对透明电极进行最佳设计，对于有效光束直径不同的两束光束，都不能得到获得良好像差修正性能的最佳解。

另一方面，近年来由于使用一台光拾取器或光学信息再现装置，进行多种光盘再现，一般也使用具有使波长和有效光束直径不同的多种光束，通过大体相同的光路中构成的光拾取器。这样的光拾取器，与对每种光束分别配置像差修正装置相比，使用同一像差修正装置可以将具有全部光束的波面像差进行良好的修正，在光拾取器自身的大小和部件个数、成本等方面，明显是有利的。但是如前所述，现有技术由一个像差修正装置，对有效光束直径不同的多种光束的波面像差都能良好修正的构成和上述课题还没有公开。

下面对第二个课题进行说明。在现有的像差修正装置中，除了上述第一个技术的课题以外，还存在有在像差修正装置和入射到该像差修正装置中的光束之间，一旦产生相对的位置偏离，像差修正性能会随之显著降低的课题。

图3作为表示上述课题点的一个例子，在使用具有图2所示的现有一般的透明电极图案的现有像差修正装置时，在该像差修正装置和入射光束之间产生上述的相对位置偏离的情况下，由曲线表示相对位置偏离量和此时的像差修正率的关系的示意图。此外，图3的结果是施加在各电极上的电位差，也就是施加在各电极上的相位差在相对位置偏离为零时，固定在得到最佳像差修正性能的状态下计算的结果。

从图中可以看出，在相对位置偏离的为零的情况下，也就是，入射光束全部在无位置偏离地入射到像差修正装置的情况下，可以得到最佳的像差修正性能(确保像差修正率在60％以上)，另一方面，若相对位置偏差不断增加，则随之像差修正性能急剧降低，在0.2mm的相对位置偏离量的情况下，像差修正率几乎降低到接近于0％。

这样在现有的像差修正装置中，即使微小的相对位置偏离，也会使像差修正性能显著降低。但是，原因是在实际的光拾取器中组装时的安装位置偏差等，不可避免要确定在光束和像差修正装置之间数十μm左右的相对位置偏离。因此，在存在有这样相对位置偏离的情况下，能不能确保良好的像差修正性能，是控制光拾取器性能的重要因素。

但是，现在完全没有公开上述课题和防止因相对位置偏离造成像差修正性能降低的有效方法。

所以，本发明的目的是提供使用更方便的光拾取器和使用其的光学信息再现装置。

上述目的通过权利要求范围中记载的发明可以解决。

根据本发明，可以提供使用更方便的光拾取器和使用其的光学信息再现装置。

附图说明

图1是表示本实施例的彗形像差修正装置的电极图案例的简要平面图。

图2是表示现有的彗形像差修正装置的电极图案例的简要平面图。

图3是表示在现有的彗形像差修正装置中的入射光束的相对位置偏离和像差修正率的关系的曲线图。

图4是表示在本实施例的彗形像差修正装置中的入射光光束的相对位置偏离和在各种情况下为了最佳地修正彗形像差修正量0.01λrms，施加在通过各电极部分的光束的相对相位差的关系的一例的曲线图。

图5是表示在本实施例的彗形像差修正装置中的入射光束的相对位置偏离和在其各种情况下的最佳像差修正后的像差修正率的关系的曲线图。

图6是表示搭载有本实施例的彗形像差修正装置的光拾取器的一个实施例的简要构成图。

符号说明

1、1’…像差修正装置的电极面　2…液晶元件　10a～10g、10c’、10d’…配置在差修正装置的电极面内的各电极　50、51…半导体激光光源56…准直透镜(Coupling Lens)　　57…物镜　70…光盘　100…本实施例的像差修正装置

具体实施方式

参照图1对本发明的实施例1进行说明。本实施例中的像差修正装置与现有的像差修正装置相同，以夹住规定的液晶元件的方式设置规定的电极面，图1是表示在其电极面上设置的各电极图案的一个例子的简要平面图。此外在本图中，如图所示，图的横轴方向相当于光盘的半径方向，纵轴方向相当于盘切线方向，图中所示的电极图案具有修正图的横轴方向产生的彗形像差的功能，也就是，具有修正盘半径方向产生的彗形像差的功能。

如图1所示，在液晶元件的电极面1的中央部附近，相对于纵轴线对称配置有大体为椭圆形的透明电极10a和10b。此外，在透明电极10a和10b的外侧，配置有新月形的透明电极10c和10d，包住电极10a和10b。而且在其外侧还空出一定的间隙，配置仍然是新月形的电极10e和10f，在该电极10e和10f的外侧，仍空出一定的间隙，由透明电极10c’和10d’覆盖外侧的大致所有区域。此外，图中没有表示，电极10c和10c’、10d和10d’各自连线，通常分别都施加相同的电位差。此外，在电极面1中，上述电极10a～10f和10c’、10d’以外的部分(在图中无阴影的区域)全部用赋予基准电位的透明电极10g覆盖。

如上述那样使用配置有多个电极的液晶型的像差修正装置，根据入射到该像差修正装置中的光束的波长、彗型像差量、有效光束直径，在上述各电极上施加规定的电位差，对各光束可以得到最佳的像差修正效果。此外，此时所谓施加到各电极的电位差意味着将施加在电极10g上的电位作为基准电位，该基准电位与各电极分别施加的电位之差，这样的电位差一旦在电极10g和各电极之间产生，就会与此电位差成比例，通过各透明电极部分的光束中产生相位(波面)的延迟或超前。该局部的波面超前通过用延迟，抵消相当于原来该光束具有的彗形像差的波面像差，实现像差修正。

[表2]

表2：在本发明的彗形像差修正装置中施加在各电极部通过光上的相对相位差和彗形像差修正性能的示例

(※1)各电极的具体形状、设置位置等遵照图1。

(※2)其中所说的相位差是指通过施加在图1的电极10g上的基准电位，将施加通过该电极10g部分的光束的波面的相位作为基准相位，与此相对，施加在通过各电极区域的光束的波面上的相对相位差。

(※3)像差修正率的定义：

像差修正率＝[初始像差量(rms值)—修正后残留像差量(rms值)]/初始像差量(rms值)×100[％]

表2作为表示上述彗形像差修正效果的一个例子，是表示使原来分别产生由RMS值表示相当于0.01λ(λ为各光束的波长)的彗形像差的DVD用光束(λ＝658nm、有效直径Φ＝2.0mm)和CD用光束(λ＝785nm、有效直径Φ1.6mm)，通过上述实施例的像差修正装置，进行最佳像差修正的情况下，应施加在通过各电极部分的光束波面的相位差(以通过施加基准电位的电极10g部分的光束波面的相位为基准相位的情况下的相对相位差)和这样的电位差施加在通过各电极部分的光束上的情况下的像差修正率的示例。从表中可以看出，使用具有图1所示的电极图案的像差修正装置，通过在各电极上施加规定的电位，使在通过各电极部的光束上施加规定的施加相位差，即使使用同一个像差修正装置，对于波长和有效光束直径不同的DVD用光束和CD用光束双方，都能获得60％以上的高的像差修正率。这是在现有像差修正装置中不能实现的重要的优点。

应施加在表2所示的通过各电极的光上的相位差，表示始终与最佳地修正RMS值0.01λ相当的彗形像差时的相位差。该施加相位差和可以修正的彗形像差量之间一般存在简单的比例关系。因此，在修正RMS值为0.01λ以上的彗形像差的情况下，将作为对象的彗形像差量(RMS值)以0.01λ进行除法计算得到的倍率，与表中的各相位差相乘，将得到的结果作为施加的相位差即可。

在表2中，作为本发明的像差修正装置的一个实施例，实现了将有效光束直径不同的DVD用光束和CD用光束相互共用化的例子，当然，本实施例不限于此组合，例如，搭载能够对在其开发在近年来得到快速发展的Blu-ray和HD-DVD等高密度记录光盘进行再现或记录的光拾取器上，用于对这样的高密度记录光盘进行再现或记录的光束和现有的DVD或CD用的光束双方共用，可以进行像差修正的像差修正装置，也一样可以完全适用本实施例。

实施例2

下面参照图4和5对本发明的第二实施例进行说明。在实际将像差修正装置组装到光拾取器内的情况下，由于其构成部件精度和组装时的相对位置的偏差等，产生像差修正装置与入射到该像差修正装置的光束之间相对的位置偏差的情况决不稀有。但是，如上述图3的例子所示，在现有的像差修正装置中，因该相对的位置偏离造成像差修正率急剧降低，也就是造成具有该像差修正装置的像差修正性能急剧降低。在这样的情况下使用本实施例，对应于相对位置偏离量，调整施加在各电极上的电位，若将施加在通过各电极部分的光束波面上的相对相位差控制在规定的值，则可以很好地控制对上述入射光束相对位置偏离的像差修正率的降低。

例如图4是使用具有图1所示的电极图案的本实施例的像差修正装置，在进行DVD用光束(波长λ＝658nm、有效直径Φ2.0mm)的彗形像差修正的情况下，在该像差修正装置的中心点和入射的DVD用光束中心光轴入射位置相当于盘半径方向的方向(图1的水平方向)上，设定仅引起δ相对位置偏离，横轴为其相对位置偏离量δ，纵轴为在各种情况下用于最佳地修正彗形像差0.01λrms，应施加在通过各电极部分的光束上的相对相位差，由曲线表示的曲线图。

此外，图5与图4相同，横轴为入射像差修正装置的DVD用光束的相对位置偏离量δ，纵轴为最佳像差修正时的像差修正率，由曲线表示的曲线图。

从图4和图5可以看出，使用具有本实施例的电极图案的像差修正装置，而且根据入射到该像差修正装置中的光束的相对位置偏离量，控制施加到各电极的电位，通过使施加在通过各电极部分的光束上的相对相位差为规定的值，与使用图3所示的现有的像差修正装置的情况相比，可以改善在各段对入射光的相对位置偏离的像差修正性能的降低。

此外，图4中所示的应施加在通过各电极的光束上的相位差与表2的情况相同，表示始终与最佳地修正RMS值0.01λ相当的彗形像差时的相位差。该施加相位差和可以修正的彗形像差量之间一般存在简单的比例关系。因此，在修正RMS值为0.01λ以上的彗形像差的情况下，将作为对象的彗形像差量(RMS值)用0.01λ进行除法计算得到的倍率，与表中的各相位差相乘，将得到的结果作为施加的相位差即可。

此外，图4和图5的例子是入射到像差修正装置的光束在相当于盘半径方向的方向(图1的水平方向)上产生位置偏离的情况，当然对于在相当于盘切线方向的方向(图1的垂直方向)上产生位置偏离的情况，也根据其位置偏离量，控制施加在各电极部上的电位，通过使施加在通过各电极部分的光束上的相对相位差为规定的值，可以大幅度改善对所述位置偏离的像差修正性能的降低。即，应该是无论入射光束在像差修正装置的电极面内的什么方向引起位置偏离，通过根据其控制施加在通过各电极部分的光束的相对相位差为规定值，可以大幅度改善伴随入射光束的相对位置偏离的像差修正性能的降低。

实施例3

图6是第三实施例，安装有第一和第二实施例中说明的本实施例的像差修正装置的光拾取器的一个例子。

在图中以虚线包围的光拾取器光学系统80内，例如配置有射出DVD用的波长650～660nm带域的激光的半导体激光光源50、以及射出CD用的波长780～790nm带域的激光的半导体激光光源51。而从各半导体激光光源发出的激光由光束合成用棱镜52合成在同一光路，经过衍射光栅53入射到半透半反镜54。在半透半反镜54反射的各激光光束经过竖立镜55，到达准直透镜56，通过该透镜56变换成大体为平行光束，射向物镜57。然后通过物镜57汇聚在规定光盘70上的记录轨道上。然后在该光盘70反射的返回路光束沿着与前进路光相反的光路，经过物镜57、准直透镜56、竖立镜55，再次到达半透半反镜54。然后透过该半透半反镜54的一部分返回路的光经过检测透镜58，到达光检测器59，检测规定的信息信号和聚焦误差信号、跟踪误差信号等的物镜控制信号等。此外，该物镜控制信号经过规定的控制电路(未图示)，反馈到物镜57连接的二维促动器60上，进行物镜的位置控制。

此外，以上的光拾取器光学系统的构成由于是一般的构成，省略了详细的说明。

在以上构成的光拾取器中，如图6所示，例如本实施例的像差修正装置100配置在准直透镜56与物镜57之间的光路中，DVD用和CD用的各激光光束分别以大体为平行光的状态入射。此外，该像差修正装置100为由电极面1和1’夹住液晶元件部2而构成，如前所述，使用规定的电位施加装置(未图示)，通过在各电极面内的规定电极上施加规定的电位，对各光束进行最佳的像差修正。此外，关于在电极面1和1’上施加规定电位的电位施加装置和施加方法，在上述专利文献1等中有详细叙述，是已经公知的内容，所以在本说明书中省略了说明。

图6的实施例以对应于DVD和CD的两种光盘的再现或记录的互换光拾取器为例进行了说明，当然不是限于此。例如，对应于如前所述的Blu-ray和HD-DVD等高密度记录光盘进行再现或记录、DVD和CD或双方的再现或记录的互换光拾取器等，当然也可以使用本实施例的像差修正装置。

利用在上述那样的本实施例中的拾取器和使用其的光学信息再现装置，通过一台像差修正装置可以对有效光束直径不同的多种光束，都能得到良好的像差修正性能，同时在入射光束和上述像差修正装置之间，即使产生相对的位置偏离的情况下，也能得到良好的像差修正性能。

参照图1和表2等说明的本发明的实施例以修正在盘的半径方向(图1的水平方向)上产生的彗形像差的情况为例进行了说明，在光拾取器中，当然不仅是盘半径方向，也存在有在盘的切线方向(图1的垂直方向)产生彗形像差的情况。此外，对于在除了半径方向和切线方向以外的任何方向产生的彗形像差，将该彗形像差分解成盘半径方向分量和切线方向分量，通过对各分量的适当修正，可以与生成的方向无关，进行良好的像差修正。根据此原因，更希望在光拾取器中，装入在盘半径方向和切线方向的两个方向，各自独立进行彗形像差修正的像差修正装置。

但是，为了像这样对涉及相互垂直的两个方向的像差修正，用一台像差修正装置来实施，可以使用设置第二电极面，其具有将图1所示的各透明电极图案绕中心轴转90度的电极配置，构成由该第二电极面和图1所示的第一电极面夹住液晶元件的像差修正装置。

此外，在上述的对应于两个方向的像差修正装置中，与图1的实施例相比较，各自独立施加规定电位的电极数大体增加一倍，这种情况下，例如将图1的实施例中的电极10a和10f或10b和10e分别连线，施加相同电位，则可以使独立的施加电位的电极数减少。此外，在将电极10a和10f或10b和10e分别连线，施加相同电位的构成的情况下，与如原来实施例那样在各电极施加适当的电位的情况相比，其像差修正性能有一些降低，但与现有的像差修正装置相比较，可以保持相当良好的彗形像差修正性能。

Claims (11)

1.一种光拾取器，其特征在于，具有：

多个激光光源；

物镜，将所述多个激光光源的光汇聚在光盘上；和

像差修正模块，配置在从所述激光光源到所述物镜之间，修正激光光源的像差，

该光拾取器在所述像差修正模块的面上配置有电极，使得对于来自所述多个激光光源的光进行像差修正，

所述电极包括：

相对于盘的半径方向或者切线方向轴对称地在所述像差修正模块的电极面(1)的中央部附近配置的椭圆形的两个第一透明电极

(10a，10b)；

在所述两个第一透明电极的各自的外侧，以分别包住所述两个第一透明电极的各个的方式配置的新月形的两个第二透明电极(10c，10d)；

在所述两个第二透明电极的各自的外侧，空出一定的间隙配置的新月形的两个第三透明电极(10e，10f)；和

在所述两个第三透明电极的各自的外侧，空出一定的间隙而覆盖外侧的大致所有区域的两个第四透明电极(10c’，10d’)。

2.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于：

所述像差修正模块修正彗形像差，而且，在所述像差修正模块的面上，所述两个第二透明电极和所述两个第四透明电极是位于相同侧的电极各自连线。

3.一种光学信息记录装置，其特征在于：

具有控制权利要求1或2所述的光拾取器的控制模块。

4.一种光拾取器，其特征在于，具有：

第一激光光源；

第二激光光源，与所述第一激光光源相比光束直径小；

物镜，将所述第一和第二激光光源的光汇聚在盘上；和

彗形像差修正模块，修正所述第一和第二激光光源的彗形像差，

该光拾取器在所述彗形像差修正模块的面上配置有第一电极，使得对来自所述第一激光光源的光的彗形像差进行修正，此外配置有第二电极，使得对来自所述第二激光光源的光的彗形像差进行修正。

5.一种光学信息装置，其特征在于：

具有控制权利要求4所述的光拾取器的控制模块。

6.一种像差修正装置，具有：

像差修正模块，配置在激光光源与将该激光光源发出的光束汇聚在规定的光学信息记录介质上的物镜之间，具有通过赋予所述光束规定的相位差，修正该光束具有的波面像差的功能；和

多个电极，用于在该像差修正模块内的所述光束通过的规定面上的规定位置施加各自规定电位差而设置，

该像差修正装置的特征在于，具有在每个所述光束上控制施加在所述各电极上的电位差的功能，使得对于至少通过该像差修正装置，而且光束直径相互不同的至少两束以上的光束，分别适当地修正该各光束具有的波面像差，

所述多个电极包括：

相对于盘的半径方向或者切线方向轴对称地在所述像差修正模块的电极面(1)的中央部附近配置的椭圆形的两个第一透明电极(10a，10b)；

在所述两个第一透明电极的各自的外侧，以分别包住所述两个第一透明电极的各个的方式配置的新月形的两个第二透明电极

(10c，10d)；

在所述两个第二透明电极的各自的外侧，空出一定的间隙配置的新月形的两个第三透明电极(10e，10f)；和

在所述两个第三透明电极的各自的外侧，空出一定的间隙而覆盖外侧的大致所有区域的两个第四透明电极(10c’，10d’)。

7.一种像差修正装置，具有：

像差修正模块，配置在激光光源与将该激光光源发出的光束汇聚在规定的光学信息记录介质上的物镜之间，具有通过赋予所述光束规定的相位差，修正该光束具有的波面像差的功能；和

多个电极，用于在该像差修正模块内的所述光束通过的规定面上的规定位置施加各自规定电位差而设置，

该像差修正装置的特征在于，具有：

至少根据在通过该像差修正装置内的像差修正模块的各光束上产生的波面像差量，和所述各光束入射到所述电极配置面时光轴的入射位置与所述像差修正装置的中心点的相对位置偏移量，分别独立地控制施加在所述各电极上的电位差，并施加在所述各电极上的功能。

8.如权利要求6或7所述的像差修正装置，其特征在于：

所述像差修正装置具备在所述各光束具有的波面像差中，至少主要修正彗形像差的功能。

9.如权利要求7所述的像差修正装置，其特征在于：

所述像差修正装置至少配置有六个以上的独立的电极，而且该电极相对于通过配置有该电极的面内的中心点的规定的轴，成轴对称配置。

10.如权利要求6或7所述的像差修正装置，其特征在于：

所述像差修正模块由液晶元件构成，该液晶元件根据施加在所述各电极上的电压改变折射率，对由该折射率的变化引起通过该像差修正模块的光束赋予局部的相位差，修正规定的波面像差。

11.一种光拾取器，其特征在于：

搭载有权利要求6或7所述的像差修正装置，至少具有所述激光光源和所述物镜。

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