CN101140770A

CN101140770A - 光拾取器及光盘装置

Info

Publication number: CN101140770A
Application number: CNA2007100791031A
Authority: CN
Inventors: 嶋田坚一
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2008-03-12
Also published as: JP2008065920A; US20080062850A1

Abstract

在可以互换BD和HD DVD的光拾取器中，在BD和HD DVD一起作为跟踪误差信号检测方式而使用DPP方式的情况下，由于在BD和HD DVD中，相互之间的光盘的引导槽间距不同，在两者共有3光束生成用的衍射光栅的情况下，难以一起将光点间隔与引导槽的二分之一对准。使BD－R/RE上的3光束的光点间隔(S₁)比HD DVD－R/RW上的3光束的光点间隔(S₂)小。另外，使BD光学系统的横向放大率M₁比HD DVD光学系统的横向放大率大。另外，在使BD－R/RE的引导槽间距为T₁、HD DVD－R/RW的引导槽间距为T₂的情况下，设定成满足公式1及公式2。

Description

光拾取器及光盘装置

技术领域

本发明涉及光拾取器及光盘装置。

背景技术

作为本发明的关联技术，例如有特开2006-172605号公报(以下称为专利文献1)。在本公报中，记载了“在物镜的发光元件侧配置有，可以切换平行光束的相位的相位切换单元，和与利用该相位切换元件所选择的相位相对应，使平行光束通过、发散或汇聚的全息元件”。

另外，作为本发明的关联技术，例如有特开2006-147075号公报(以下，专利文献2)。在本公报中，记载了“在上述光学的信息记录介质具有第1厚度的情况下，使用上述第1光源和上述第1物镜，在上述光透过层具有第2厚度的情况下，使用上述第1光源和上述第2物镜”，“特征是上述光源和物镜的组合可以切换”。

发明内容

为了应付每年规模继续增加并大容量化的数字信息的再现和记录，作为下一代的高密度光盘，提出了使用波长为405nm的青紫色激光、数值孔径(NA)为0.85的高NA物镜、覆盖层厚度为0.1mm的光盘介质的BD(蓝光光盘：Blu-ray Disc)规格，以及同样使用波长405nm的青紫色激光、NA为0.65、覆盖层厚度为0.6mm的光盘介质的HD DVD(高清晰DVD：High Definition Digital Versatile Disc)规格。

采用BD规格和HD DVD规格的AV用录像机和播放机及PC用光盘驱动等的制品已经开始由一些制造商出货，具预测，今后将逐渐替换现有的DVD制品而在市场上普及。

然而，在采用BD规格和HD DVD规格的光盘装置同时普及的情况下，虽然预想的是，对可以适应于市场上的BD和HD DVD的两者的光盘装置的要求不断提高，但是，到现在为止，并没有制造出以1台装置就可与BD和HD DVD规格两者相对应的光盘装置。现在生产出的是可以与BD/DVD/CD的3种的光盘相对应的光盘装置和可以与HD DVD/DVD/CD的3种的光盘相对应的光盘装置，尽管现在是互换DVD和CD的光盘，但是，还没有生产出同时互换BD和HD DVD的光盘装置。

在考虑可以互换BD和HD DVD的光盘的情况下，与两者使用同一波长无关，覆盖玻璃的厚度及物镜NA有很大的不同是重要的课题。尤其是，由于BD的覆盖玻璃的厚度是0.1mm而HD DVD的厚度是0.6mm从而两者有很大的不同，出现了产生与这样的差异相对应的球面像差的不利的情况。

在这样的背景下，作为涉及与BD和HD DVD的两者相对应的光拾取器的技术可以大致分为以下所表示的2种方式。在第1种中，是利用同一个物镜与BD和HD DVD相对应的方式，在第2种中，是使用BD用物镜和HD DVD用的2个物镜的方式。

前者的方式例如，在专利文献1(第3页的段落)中记载的那样，通过“在物镜的发光元件侧配置有，可以切换平行光束的相位的相位切换单元，和与利用该相位切换元件所选择的相位相对应，使平行光束通过、发散或汇聚的全息元件”来实现球面像差的修正和希望得到的物镜NA。

这里，由于汇聚在光盘上的光点直径与波长成比例，因此，在记录、再现BD或HD DVD的时候的光点直径与DVD或CD相比要小得多，光点的能量密度有变高的趋势。因此，在BD或HD DVD的再现时，为防止抹去了信息的意义上讲，作为从物镜出射的功率不得不将比现有技术的DVD或CD小的功率照射在光盘上。在这样的状况下，为了确保充分的信号的SN比，一般来说在BD或HD D VD对应的光拾取器光学系统中，为了提高光利用效率的目的，一般作为分束器使用PBS棱镜。在这样的情况下，由于使从半导体激光器射出并朝向光盘的光束的偏振光方向与从光盘反射并朝向PBS棱镜的光束的偏振光方向相互垂直，因此有必要与(1/4)λ波长板进行组合。然而，由于在采用上述第一种方式的专利文献1中直接在物镜的下面使用了偏振光元件，从偏振光方向的观点来考虑的话，与上述的(1/4)λ波长板之间的相容性差。其结果是，在上述的全息元件中产生了不要的衍射光，光利用效率的低下成为课题。

另一方面，如上述第二种方式那样，在使用BD用物镜和HD DVD用物镜的2个物镜的情况下，由于与由上述的PBS棱镜及(1/4)λ波长板的组合产生的结构之间的相容性好，在光利用效率的方面来说是有利的。例如，上述第2种方式在例如专利文献2(第4页的段落)中有记载，记载的内容是“在上述光学的信息记录介质具有第1厚度的情况下，使用上述第1光源和上述第1物镜，在上述光透过层具有第2厚度的情况下，使用上述第1光源和上述第2物镜”，“特征是上述光源和物镜的组合可以切换”。

通过采用对与如上所述进行记录或再现的光盘相适应地使用的物镜进行切换的结构，没有必要利用专利文献1的那样的偏振光全息元件，从光利用效率的观点来看上述第二种方式是有利的。

然而，在考虑BD和HD DVD的可以互换的光拾取器的情况下，不仅是上述的光利用效率，对低价格的考虑也是重要的。在采用上述的第二种方式的情况下，尽管物镜使用了各种专门的物镜，与其它的光学部件相关联的话，希望尽可能地共用。从这样的观点来看，半导体激光当然是这样，共有在伺服信号检测用光束的产生中使用的3光束产生用衍射光栅也是重要的。然而，在考虑由两者共有衍射光栅的情况下，产生了新的课题。产生新的课题不仅是由于BD和HD DVD的覆盖玻璃的厚度不同，而且如表1中所表示的那样，还由于光盘的引导槽的间距相互不同。

表1

BD-R/BD-RE	HD DVD-R/HD DVD-RW
BD-R/BD-RE	HD DVD-R/HD DVD-RW	0.32μm	0.40μm

例如，在使用BD和HD DVD一起，作为跟踪误差信号检测方式使用差动推挽(DPP)方式的情况下，为了检测出稳定的跟踪误差信号，有必要在光盘上使3光束的半径方向光点间隔与引导槽间距的二分之一对准。然而，如表1所表示的那样，由于BD与HD DVD之间的引导槽间距不同，不可能一起将光点间隔与引导槽间距的二分之一对准。因此，例如在专利文献2中的第6页的段落中所记载的那样，“在衍射光栅机构4中，进行与成为对象的光盘1相适应的光栅的旋转、和相对于光的行进方向的移动等。作为衍射光栅，可以采用由施加的电压导致光栅间距或光栅的角度产生变化的液晶元件”，有必要采用这样的机构，与衍射光栅相关的机构变得非常复杂。

本发明是针对上述课题来进行开发的，本发明的课题是提供一种光拾取器及使用该光拾取器的光盘装置，所提供的光拾取器及使用该光拾取器的光盘装置在使用BD用物镜和HD DVD用物镜的2个物镜的方式中，尽管由两者共有检测伺服信号的光束生成用衍射光栅，但与衍射光栅相关的机构不复杂，通过使BD与HD DVD一起在光盘上将3光束的半径方向光点间隔与引导槽间距的二分之一对准，能够检测使用DPP方式的稳定的跟踪误差信号。

本发明的目的是提供与BD及HD DVD的两者相对应的光拾取器和装载该光拾取器的光盘装置。

上述目的通过它的一例在权利要求书的范围内的记载的结构来达到。

根据本发明，可以提供与BD及HD DVD的两者相对应的光拾取器和装载该光拾取器的光盘装置。

附图的简要说明

本发明的上述的和其它的特征、目的和优点从结合附图的以下的说明能得到更清楚的理解。

附图说明

图1是表示本发明的光拾取器的光学系统结构的图。

图2是表示在光盘上的3光束的光点配置的图。

图3是表示DPP信号与盘上子光点位置偏移量ΔW之间的关系的概略图。

图4是表示光学系统的横向放大率的概略图。

图5是表示物镜7a与7b的配置的概略图。

图6是表示本发明的光盘装置的图。

具体实施方式

以下说明用于实施本发明的实施方式。

实施例1

图1是表示涉及本发明的光拾取器的光学系统结构的图。

本实施例的光拾取器是按照使用3光束的伺服信号检测方式的光拾取器，如图1所表示的那样，主要具有出射波长为λ的光束的半导体激光器1、使光束衍射来生成伺服信号检测光束的衍射光栅2、将光束汇聚到光盘100a上的物镜7a、将光束汇聚到光盘100b上的物镜7b和检测从光盘反射的光束的光检测器9。

从半导体激光器1出射的波长为λ的光束由3光束生成用的衍射光栅2衍射成至少3条光束并入射到偏振光方向变换元件3。偏振光方向变换元件3的特征是，通过改变入射的光束的偏振光方向，从而能够控制出射后的P偏振光成分和S偏振光成分的比例。另外，光束分束器4，如PBS棱镜那样，对透过、反射率具有偏振光选择性。因此，例如，在从偏振光方向变换元件3出射的光束的偏振光是S偏振光的情况下，从光束分束器4反射并被导入到物镜7a的光路，另外，在从偏振光方向变换元件3出射的光束的偏振光是P偏振光的情况下，从光束分束器4透过并被导入到物镜7b的光路。即，由偏振光方向变换元件3与光束分束器4的组合对光路进行切换。

在对光盘100a进行再现或记录的情况下，使用偏振光方向变换元件3事先对经偏振光方向变换元件3出射后的偏振光方向进行控制，以使从偏振光方向变换元件3出射的光束由光束分束器4反射。从光束分束器4反射的光束由准直透镜6a变成大致平行的光，由(1/4)λ波长板10a以圆偏振光的状态入射到物镜7a，并汇聚在光盘100a的信息记录面上。

由光盘100a反射的光束沿着与去路相反的路径，经过物镜7a、(1/4)λ波长板10a和准直透镜6a透过光束分束器4。透过光束分束器4的光束，由检测透镜8附加上能够检测由非点像差方式引起的聚焦误差信号的非点像差，并在光检测器9上汇聚。

同样地，在再现或记录光盘100b的情况下，使用偏振光方向变换元件3事先对由偏振光方向变换元件3出射后的偏光方向进行控制，以使的从偏振光方向变换元件3射出的光束从光束分束器4透过。从光束分束器4透过的光束从反射镜5反射，由准直透镜6b变成基本平行的光，由(1/4)λ波长板10b在圆偏振光的状态下入射到物镜7b，并在光盘100b的信息记录面上汇聚。

由光盘100b反射的光束沿着与去路相反的路径，经过物镜7b、(1/4)λ波长板10b、准直透镜6b和反射镜5从光束分束器4反射。从光束分束器4反射的光束由检测透镜8附加上能够检测由非点像差引起的聚焦误差信号的非点像差，并在光检测器9上汇聚。

作为在本实施例中的特征，在光盘100a及100b上，由衍射光栅2生成的3光束的光点间隔相互不同，并且，这样的差异依赖于光盘的引导槽的间距。利用图2对本特征进行具体的说明。

图2是表示光盘100a及100b上的3光束的光点配置的概略图，引导槽在图2(b)中表示的T₂被设定成比在图2(a)中表示的T₁宽。如前面所述(表1)的那样，由于HD DVD的引导槽间距比BD宽，因此，例如，相当于图2(a)表示了BD-R/RE上的光点配置而图2(b)表示了HD DVD-R/RW上的光点配置。在以下的说明中，例如，以光盘100a来表示BD-R/RE，而以光盘100b来表示HD DVD-R/RW，并继续进行说明。

如图2所示，当在光盘100a上的3光点的倾斜度是θ₁，在光盘100b上的3光点的倾斜度是θ₂的情况下，由于在本实施例中共有衍射光栅2，因此，通常θ₁＝θ₂＝θ。

当在该状况下的适用原来DPP方式的情况下，由于可以使光盘100a及光盘100b上的半径方向的光点间隔W₁及W₂分别是引导槽间距的二分之一，就有：

W₁＝S₁·sinθ＝T₁/2

W₂＝S₂·sinθ＝T₂/2

其中

S₂/S₁＝T₂/T₁

另外，在S₁和S₂分别从引导槽的二分之一偏离的情况下，由于DPP信号振幅与偏离量相对应地减小，有必要对偏离的容许量进行从DPP信号振幅的减少量的观点看的研究。

图3是表示DPP信号振幅与光盘上子光点(sub-spot)位置偏离量ΔW之间的关系的概略图。从图形上可以理解，在半径方向的光点间隔是引导槽间距的二分之一的情况下DPP信号振幅变得最大，并且，信号振幅与偏离量ΔW相对应地减小。从伺服控制的观点看，由于即使DPP信号振幅减小10％左右也可以实现充分的控制，因此，从图3进行判断，如果使偏离量ΔW的容许量为引导槽间距的0.1倍，则利用W₁＝S₁·sinθ＝T₁/2±0.2·T₁＝(0.5±0.1)·T₁W₂＝S₂·sinθ＝T₂/2±0.2·T₂＝(0.5±0.1)·T₂由此，S₂/S₁所满足的范围如果考虑上述情况，成为公式1。

公式1

\frac{S_{2}}{S_{1}} = k \cdot \frac{T_{2}}{T_{1}}

.........公式1

其中0.7＜k＜1.5

这里，一般情况下，由于相对于光点间隔S₁的S₂的关系由相对于BD光学系统的HD DVD光学系统的横向放大率的关系确定，作为结果，可以将各个光学系统的横向放大率设定成所希望的关系。

关于光学系统的横向放大率的定义，由于已经有了一般的介绍而省略了详细的说明，但是，在本实施例中相对光盘侧的聚光光学系统的半导体激光器侧的聚光光系统的横向放大率M的定义为，例如在将光盘上的3光束的光点间隔设为S，将在光盘上的3光束的光点间隔投影在半导体激光器的发光点上时的3光束的光点间隔设为H的情况下由公式3来定义。

公式3

M = \frac{H}{S}

.......公式3

即，相对由物镜7a构成的光盘侧的聚光光学系统的半导体激光器侧的聚光系统的横向放大率M₁，如图4所示，使用S₁及H₁，成为M₁＝H₁/S₁。另外，虽然在图中没有表示，但是，同样地能够算出相对由物镜7b构成的光盘侧的聚光光学系统的半导体激光器侧的聚光系统的横向放大率M₂。

在本实施例中，由于在BD光学系统和HD DVD光学系统中共有半导体激光器1和衍射光栅2，因此，当将光盘上的3光束的光点投影在半导体激光器的发光点上时的3光束的光点间隔，对两者成为相同的值。因此，相对光点间隔S₁的S₂的关系，使用横向放大率M₁、M₂，成为公式4表示的关系。

公式4

\frac{S_{2}}{S_{1}} = \frac{1 / M_{2}}{1 / M_{1}} = \frac{M_{1}}{M_{2}}

..........公式4

即，能从公式1和公式4导出公式2的关系

公式2

\frac{M_{1}}{M_{2}} = k \cdot \frac{T_{2}}{T_{1}}

.............公式2

其中0.7＜k＜1.5

本实施例中，其特征是BD光学系统和HD DVD光学系统的横向放大率M₁、M₂具有公式2的关系。

然而，本实施例如图5所示，特征是，例如物镜7a及物镜7b被安装在同一透镜架50上。另外，物镜7a和物镜7b，相对于进行再现·记录的光盘100，在其半径方向上并列地设置。通过如上所述配置物镜，即使在光拾取器在光盘的内周、外周扫描的情况下，可以使物镜中心位置上的光盘的切线方向总是保持在同一方向上。

实施例2

在图6中表示了与装载本发明的光拾取器装置的光盘装置相关的实施例。符号70是具有例如图1所示结构的光拾取器。另外，在光拾取器70上设置有能够在光盘100的半径方向上滑动位置的机构，与来自访问控制电路72的访问控制信号相适应地实施位置控制。

从激光驱动电路77向光拾取器装置70内的半导体激光器提供规定的激光驱动电流，与再现或记录相适应地以规定的光量出射激光。另外，激光驱动电路77也可以组装到光拾取器70中。

将从光拾取器70内的光检测器检测的信号送到伺服信号生成电路74及信息信号再现电路75。在伺服信号生成电路74中，从这些检测信号生成聚焦误差信号和跟踪误差信号，以此为基础，经致动器驱动电路73来驱动光拾取器70内的致动器，由此进行物镜的位置控制。

另外，在信息信号再现电路75中，从上述检测信号再现在光盘100上记录的信息信号。另外，将在上述伺服信号生成电路74及信息信号再现电路75中得到的信号的一部分送到控制电路76。激光驱动电路77、访问控制电路72、致动器驱动电路73和主轴电动机驱动电路71等与该控制电路76相连接，分别进行光拾取器70内的半导体激光器发光光量的控制、访问方向及位置的控制和使光盘100旋转的主轴电动机60的旋转控制等。

在这里描述了根据本发明的若干实施例。应该理解，这些公开的实施例在不背离本发明的范围的情况下是可以有变化和修改的。因此，本发明不受细节的和上述说明的限制而是包含在权利要求书的范围内的所有的这样的变化和修改。

Claims

1.一种光拾取器，其特征在于：

具有，

半导体激光器，

向覆盖层厚度为0.1mm的第1光盘汇聚所述半导体激光器的光束的第1物镜，

向覆盖层厚度为0.6mm的第2光盘汇聚所述半导体激光器的光束的第2物镜，

使从所述半导体激光器出射的光束衍射成至少3个光束的衍射光栅，

使所述光束分支为朝向所述第1物镜的第1光束和朝向所述第2物镜的第2光束的分束器，和

接受在所述第1光盘上反射的所述第1光束以及在所述第2光盘上反射的所述第2光束的光检测器；

其中，在使由所述衍射光栅生成的所述3个光束向所述第1光盘汇聚时的所述第1光盘上的0次光和1次光的光点间隔为S1，向所述第2光盘汇聚时的所述第2光盘上的0次光和1次光的光点间隔为S2，所述第1光盘的引导槽间距为T1，所述第2光盘的引导槽间距为T2的情况下，满足如下公式1

\frac{S_{2}}{S_{1}} = k \cdot \frac{T_{2}}{T_{1}}

...公式1

其中，0.7＜k＜1.5。

2.一种光拾取器，其特征在于：

具有，

半导体激光器，

其中，在使与由所述第1物镜构成的光盘侧聚光光学系统相对的所述半导体激光器侧聚光光学系统的横向放大率为M1，与由所述第2物镜构成的光盘侧聚光光学系统相对的所述半导体激光器侧聚光光学系统的横向放大率为M2，所述第1光盘的引导槽间距为T1，所述第2光盘的引导槽间距为T2的情况下，满足如下公式2

\frac{M_{1}}{M_{2}} = k \cdot \frac{T_{2}}{T_{1}}

...公式2

其中，0.7＜k＜1.5。

3.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，所述分束器为PBS棱镜。

4.如权利要求2所述的光拾取器，其特征在于，所述分束器为PBS棱镜。

5.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，在对所述第1光盘或所述第2光盘的跟踪误差信号检测中，使用差动推挽(push-pull)方式。

6.如权利要求2所述的光拾取器，其特征在于，在对所述第1光盘或所述第2光盘的跟踪误差信号检测中，使用差动推挽(push-pull)方式。

7.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，所述第1物镜和所述第2物镜安装在同一透镜架上。

8.如权利要求2所述的光拾取器，其特征在于，所述第1物镜和所述第2物镜安装在同一透镜架上。

9.如权利要求7所述的光拾取器，其特征在于，所述第1物镜和所述第2物镜并列设置在所述光盘的半径方向上。

10.如权利要求8所述的光拾取器，其特征在于，所述第1物镜和所述第2物镜并列设置在所述光盘的半径方向上。

11.一种光盘装置，其特征在于：搭载有，

权利要求1所述的光拾取器；驱动所述光拾取器内的所述半导体激光器的激光器驱动电路；使用由所述光拾取器内的所述光检测器检测的信号生成聚焦误差信号和跟踪误差信号的伺服信号生成电路；和再现光盘内记录的信息信号的信息信号再现电路。

12.一种光盘装置，其特征在于：搭载有，

权利要求2所述的光拾取器；驱动所述光拾取器内的所述半导体激光器的激光器驱动电路；使用由所述光拾取器内的所述光检测器检测的信号生成聚焦误差信号和跟踪误差信号的伺服信号生成电路；和再现光盘内记录的信息信号的信息信号再现电路。