CN102142261A

CN102142261A - 光拾取器

Info

Publication number: CN102142261A
Application number: CN2010102635063A
Authority: CN
Inventors: 富田大辅; 矢部昭雄; 都鸟和弘; 羽藤顺
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2011-08-03
Also published as: JP5433441B2; US20110182166A1; JP2011154767A

Abstract

本发明提供一种光拾取器，该光拾取器能够实现小型化。在光拾取器中，设置有：在激光二极管与物镜之间的激光的光路上配置的准直透镜；和使准直透镜沿激光的光路向接近物镜的方向或者远离物镜的方向移动的准直透镜移动部；将通过准直透镜后的激光成为平行光的该准直透镜的基准位置设定于该准直透镜的可动范围中的、靠近物镜的端部或大致端部，形成物镜，使得能够利用经基准位置处的准直透镜射入物镜的激光所产生的球面像差来抵消聚光于多层光盘的最跟前侧的记录层的激光所产生的球面像差。

Description

光拾取器

技术领域

本发明涉及光拾取器，特别是涉及适用于在与多层光盘对应的光盘装置安装的光拾取器。

背景技术

历来，在光盘装置中，通过物镜将激光二极管发出的激光聚光于光盘的记录层上，根据该激光在该记录层上的反射光的光量变化，再现所述记录层上记录的数据。

已知如下情况：在这样的光盘装置中，在入射到光盘的激光到到达记录层之间，激光产生与光盘中从激光的入射面(以下简称为激光入射面)到记录层的厚度相应的大小的球面像差。

在此情况下，光盘中从激光入射面到记录层的厚度，按照蓝光光盘(BD：Blu-ray Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)以及CD(CompactDisc)等光盘的种类，分别预先根据规格(标准)被确定。因此，在现有的光盘装置中，物镜的形状被预先设计为：能够利用激光通过物镜时产生的球面像差来抵消在光盘中产生的球面像差。

另一方面，近年来出现了具有多个记录层的多层光盘。就这样的多层光盘而言，从激光入射面到各记录层的距离分别不同，因此在激光到达各记录层为止的过程中，在该激光产生的球面像差的大小也根据记录层而不同。因此针对多层光盘，无法形成对所有的记录层共用的、能够抵消激光中产生的球面像差的物镜。

于是，在现有技术中，在专利文献1提出了如下方案：对于与具有两层记录层的两层光盘对应的光盘装置，形成一种物镜，使得通过物镜的激光产生的球面像差在2个记录层之间的任意位置均为最小，从而将各记录层的球面像差的影响控制在容许范围内。

此外，近年来，还提出有如下方法：对于对应于多层光盘的光盘装置，通过使配置在激光的光路上的准直透镜沿激光的光轴方向向接近物镜的方向或者远离物镜的方向移动，使射入到物镜的激光变化为收敛光(集中光)或发散光，由此调整通过物镜的激光所产生的球面像差的大小。利用该方法，在各记录层，通过利用该激光通过物镜时产生的球面像差，能够可靠地抵消激光通过光盘时产生的球面像差。因此，该方法特别是对激光波长短容易受球面像差的影响的与多层BD对应的光盘装置有效。

专利文献1：日本专利第3189616号公报

但是，近年来，随着光盘多层化的发展，具有三层以上记录层的光盘的开发也在推进中。随之，从光盘的最跟前侧的记录层(光盘上形成的各记录层中离激光入射面最近的记录层)到最里侧(最进深侧、最内侧、最深处侧)的记录层(光盘上形成的各记录层中离激光入射面最远的记录层)之间的间隔也变得更大。

根据以上情况，在如上所述，按照通过准直透镜的位置来调整通过物镜的激光所产生的球面像差的大小的方式构成光拾取器的情况下，有必要进一步扩大准直透镜的可动范围，以得到更大的球面像差。因而上述的准直透镜的可动范围的扩大成为阻碍光拾取器小型化的重要原因。

发明内容

本发明是鉴于以上问题而完成的，提出了一种能够实现小型化的光拾取器。

为了解决上述问题，本发明提供一种光拾取器，其安装在与具有多个记录层的多层光盘相对应的光盘装置，该光拾取器包括：发出激光的激光二极管；将从上述激光二极管发出的激光聚光于上述多层光盘的记录层上的物镜；在上述激光二极管与上述物镜之间的上述激光的光路上配置的准直透镜；和使上述准直透镜沿上述激光的光路向接近上述物镜的方向或者远离上述物镜的方向移动的准直透镜移动部，将通过(透过)上述准直透镜的上述激光成为平行光的该准直透镜的基准位置设定为该准直透镜的可动范围中的、从大致中央附近起至靠近上述物镜的端部之间，将上述物镜形成为：聚光于上述多层光盘的最跟前侧的记录层的激光所产生的球面像差，能够利用经上述基准位置处的准直透镜射入上述物镜的激光所产生的球面像差加以抵消。

通过本发明，能够实现光拾取器16的小型化，进而实现光盘装置1整体的进一步小型化。

附图说明

图1为表示第一实施方式涉及的光盘装置的整体结构的框图。

图2为表示第一实施方式的光拾取器的概略结构的概略图。

图3(A)～(C)为用于说明图2的光拾取器的概略图。

图4(A)～(C)为用于说明图2的光拾取器的概略图。

图5(A)和(B)为用于说明第二实施方式的光拾取器的构成原理的概略图。

图6为用于说明第二实施方式的光拾取器的构成原理的概略图。

图7为表示第二实施方式的光拾取器的概略结构的概略图。

附图标记说明

1光盘装置

2光盘

3主机

16、30光拾取器

20激光二极管

22准直透镜

24、31物镜

25光电二极管

26保持部件

27滚珠丝杠

28步进电动机

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(1)第一实施方式

(1-1)本实施方式涉及的光盘装置的结构

在图1中，附图标记1表示本实施方式中作为整体的光盘装置1。该光盘装置1对应单层的BD、DVD和CD，以及多层的BD、DVD和CD等这些光盘2，根据来自主机3的要求，能够在这些光盘2记录数据或者再现记录在这些光盘2上的数据。

实际上，在该光盘装置1中，在数字信号处理器14的控制下，通过电动机驱动部10驱动主轴电动机11，使安装于规定状态的光盘2以与该光盘2的记录方式(例如CAV方式或者CLV方式)相应的旋转状态旋转。

此外，在光盘装置1中，将从主机3发送的各种命令，通过接口部12输入微机部13。

微机部13包括存储有控制程序的存储器13A，根据由主机3发送的命令，或者由数字信号处理器14发送的各种信息执行必要的控制处理、运算处理。

例如，微机部13在主机3赋予记录命令时，控制接口部12，将之后从主机3发送的记录对象的数据发送到数字信号处理器14。

数字信号处理器14对于经接口部12被赋予的记录对象的数据施加包括调制处理的规定的信号处理，并将由此而得到的记录信号作为驱动信号发送至激光驱动部15。

激光驱动部15根据从数字信号处理器14赋予的驱动信号，对光拾取器16内的激光二极管进行闪烁(亮灭)驱动。结果是，从激光二极管发出与所述驱动信号(记录信号)的内容相应的闪烁模式(图案)和与该驱动信号的信号水平相应的光量的激光L1，该激光L1通过光拾取器16内的物镜聚光于光盘2的记录层2A上。由此将记录对象的数据记录于光盘2。

此外，所述激光L1在光盘2上的反射光L2，由光拾取器16中的后述的光电检测器接收而进行光电转换(变换)。于是，通过该光电转换得到的RF(Radio Frequency：无线电频率，射频)信号在数模转换部(A/D转换部)17中被进行数字转换，作为数字RF信号被发送给数字信号处理器14。

数字信号处理器14基于被供给的数字RF信号，生成聚焦误差信号、跟踪误差信号、以及旋转控制信号等各种控制信号。如此，基于这些聚焦误差信号和跟踪误差信号控制光拾取器16内的未图示的2轴致动器，由此进行聚焦控制、跟踪控制。此外，将旋转控制信号供给至电动机驱动部10，基于该旋转控制信号，由电动机驱动部10进行主轴电动机11的旋转控制。

另一方面，当微机部13通过接口部12接收到来自主机3的再现命令时，通过控制数字信号处理器14，向激光驱动部15发送规定(指定)的控制信号。

激光驱动部15基于被供给的控制信号，以规定电压对光拾取器16内的激光二极管进行点亮驱动。结果是，该激光二极管发出规定功率的激光，该激光通过所述物镜聚光于光盘2的记录层2A上。

该激光L1在光盘2上的反射光L2，通过光拾取器16中的所述光电检测器被进行光电转换，如此得到的RF(Radio Frequency)信号在数模转换部(模拟/数字转换部)17中被进行数字转换，作为数字RF信号被供给至数字信号处理器14。

数字信号处理器14对被供给的数字RF信号进行解调处理等处理的再现信号处理，将如此得到的再现后的数据通过接口部12发送到主机3。

此外，与数据记录时同样，数字信号处理器14基于所述数字RF信号，生成聚焦误差信号、跟踪误差信号、以及旋转控制信号等各种控制信号。如此，基于聚焦误差信号、跟踪误差信号、以及旋转控制信号，与数据记录时同样地进行聚焦控制、跟踪控制以及主轴电动机11的旋转控制。

(1-2)本实施方式中光拾取器的结构

图2表示光拾取器的概略结构。从该图2可知，光拾取器16包括：激光二极管25、偏光分束器21、准直透镜22、反射镜23以及物镜24。

激光二极管25在激光驱动部15的控制下，发出与所装入的光盘2的种类相应的波长的激光。然后，从该激光二极管25发出的激光L1依次通过偏光分束器21和准直透镜22而照射到反射镜23。照射到反射镜23的激光在该反射镜23被向规定方向反射，之后入射到物镜24，通过该物镜24将该激光L1聚光于光盘2内的作为目标的记录层上。

进一步，激光L1在光盘2上的反射光L2通过反射镜23和准直透镜22入射到偏光分束器21，在该偏光分束器21的偏光膜21A被向规定方向反射，之后入射到光电检测器20的受光面(光接收面)上。光电检测器20对入射到受光面的反射光L2进行光电转换，将得到的RF信号如上述那样输出到数模转换部17。

此外，在为本光拾取器16的情况下，准直透镜22由保持部件(支架)26保持，保持部件26与滚珠丝杠27螺合，该滚珠丝杠27与激光的光路平行地配置。此外，滚珠丝杠27能够基于步进电动机28的旋转输出围绕其中心轴旋转。步进电动机28由数字信号处理器14进行驱动控制。

由此，在光拾取器16中，能够通过驱动步进电动机28使准直透镜22沿激光的光路L1向接近物镜24的方向或者远离物镜34的方向移动。

于是，在光拾取器16中，如图3(A)所示，通过(透过)准直透镜22入射到物镜24的激光L1从为平行光的状态(以下，将该状态时的准直透镜22的位置称为基准位置)，通过如图3(B)所示那样使准直透镜22向接近物镜24的方向移动，使入射到物镜24的激光L1变成集束光(聚集光)。在此情况下，就所述激光L1通过物镜24时产生的球面像差而言，在以图3(A)的状态时为基准的情况下，激光L1产生的球面像差向极性(-)方向变大。

此外，通过从图3(A)的状态，到如图3(C)所示那样使准直透镜22向远离物镜24的方向移动，能够使入射到物镜24的激光变成发散光。在此情况下，就所述激光L1通过物镜24时产生的球面像差而言，在以图3(A)的状态为基准时，激光L1产生的球面像差向极性(+)方向变大。

这样，在光拾取器16中，通过调整准直透镜22相对于基准位置的位移量，能够自如地调整通过物镜24的激光L1所产生的球面像差的大小。

近年来，随着光盘2向三层以上的多层化发展，随之，从光盘2的最跟前侧的记录层2A到最内侧的记录层2A的间隔也变大。在此状况下，在构成光拾取器16，使得能够如上所述通过准直透镜22的位置调整通过物镜24的激光L1所产生的球面像差的大小的情况下，为了得到更大的调整量，需要进一步增大准直透镜22的可动范围R。这样的准直透镜22的可动范围R的扩大成为阻碍光拾取器的小型化的重要原因。

在此，在本光拾取器16中，例如，如图4(B)所示那样将准直透镜22的基准位置大致设定在该准直透镜22的可动范围R的大致中央(中间)位置，相对于此，还能够考虑如图4(A)所示那样将准直透镜22的基准位置设定在该准直透镜22的可动范围R内离物镜24最远的端部的情况，以及如图4(C)所示那样将准直透镜22的基准位置设定在该准直透镜22的可动范围R内离物镜24最近的端部的情况。

还有，图4(B)中设定为：在将激光L1聚光于多层光盘2的从最跟前侧的记录层到最内侧的记录层之间的大致中央位置时，能够利用在物镜24产生的球面像差来抵消激光L1通过光盘2中时产生的球面像差。另外，图4(A)中设定为：在将激光L1聚光于所述光盘2的内侧的记录层上时，能够利用物镜24所产生的球面像差来抵消激光L1通过光盘2中时产生的球面像差。进一步地，图4(C)中设定为：在将激光L1聚光于所述光盘2的跟前侧的记录层上时，能够利用物镜24中产生的球面像差来抵消激光L1通过光盘2中时产生的球面像差。

在准直透镜22位于基准位置的情况下，由于激光二极管20和光电二极管25均位于准直透镜22的焦点位置，因此在图4(A)～(C)中的任一情况下，激光二极管20和光电二极管25到准直透镜22之间的距离是相等的。

因此，通过比较图4(A)～(C)可知，通过如图4(C)所示那样将准直透镜22的基准位置设定在该准直透镜22的可动范围中更靠近物镜24的端部，能够使激光二极管20和光电二极管25更加靠近偏光分束器21。

在此，在本实施方式的光拾取器16中，准直透镜22的基准位置被设定于该准直透镜22的可动范围中最靠近物镜24的一侧的端部(或者大致端部)，由此能够将激光二极管20和光电二极管25配置于更加靠近偏光分束器21的位置。

此外，在本实施方式的光拾取器16中，如上所述，将准直透镜22的基准位置设定于该准直透镜22的可动范围R内最靠近物镜24的一侧的端部，因此，物镜24被形成为，在使激光L1聚光于光盘2的最跟前的记录层时，能够利用物镜24中产生的球面像差抵消在光盘2中激光L1产生的球面像差。

这样，在本实施方式中，由于将光拾取器16的准直透镜22的基准位置设定于该准直透镜22的可动范围R内最靠近物镜24的一侧的端部，并且物镜24被形成为，在使激光L1聚光于光盘2的最跟前的记录层时，能够利用物镜24中产生的球面像差抵消在光盘2中激光L1所产生的球面像差，因此能够将激光二极管20和光电二极管25配置于更加靠近偏光分束器21的位置。由此能够实现光拾取器16乃至光盘装置1整体的小型化。

(2)第二实施方式

一般而言，光盘稍微偏心。因此，在光盘装置中，为了使激光能追踪到随着光盘的旋转而移位的轨道，通过追踪轨道的移位使物镜向光盘的径方向倾斜(tilt)从而进行跟踪控制。

因此，如果如第一实施方式那样，采用通过准直透镜的移动使激光发散或收敛的方法，则伴随着使物镜倾斜，入射到该物镜的激光产生相对的轴偏移，随之在通过物镜的激光中会产生慧形像差(comaticaberration)。

图5(A)表示，作为光盘使用从激光入射面到最跟前侧的记录层的厚度为0.1[mm]的BD-ROM，在使光盘缓慢(逐渐)倾斜的情况下再现信号中产生的抖动(JITTER)特性的实验结果。另外，图5(B)为，将图5(A)的横轴光盘倾斜量从模拟置换为慧形像差(COMA像差)，对激光产生的慧形像差与抖动的关系进行模拟而得的模拟结果。

从图5(A)明显可知，随着通过物镜的激光所产生的慧形像差变大(即随着光盘的倾斜角变大)，再现信号中产生的抖动量也变大。因而从该模拟结果可知，再现性能基本不变的慧形像差量，如图5(B)所示，约在±0.014[λrms]程度的范围内。

另一方面，图6表示：在具有图2那样的结构的光拾取器中，能够利用自身产生的球面像差抵消光盘中产生的球面像差的该光盘内与激光入射面相距的厚度(以下称为能够抵消的盘厚)，对于分别不同的多个物镜，在调整了准直透镜的位置，使得在最远离能够抵消的盘厚的位置的记录层球面像差最大限度较小(0.001[λrms]以下)的状态下，模拟物镜位移量为0.2[mm]时产生的慧形像差的大小而得到的模拟结果。在该模拟中，作为能够抵消的盘厚，分别假设为0.1[mm]、0.875[mm]、0.07675[mm]、0.075[mm]、0.065[mm]和0.0535[mm]的物镜。

从该图6可知，最远离能够抵消的盘厚的位置上的记录层的球面像差，在能够抵消的盘厚为0.07675[mm]的物镜时最小，随着能够抵消的盘厚变大或变小，慧形像差会随之变大。

因此，从图6可知，上述慧形像差如图5(B)所示那样在±0.014[λrms]程度范围内的物镜的能够抵消的盘厚，在0.065～0.875[mm]程度的范围内。此外，在此情况下，如以上第一实施方式所述，物镜的能够抵消的盘厚较小时能使光拾取器小型化。因此，如果令能够抵消的盘厚为慧形像差为极小的值(0.07675[mm])以下，则能够实现使拾取装置小型化、且减小慧形像差的结构。即，如果将通过准直透镜的激光成为平行光的准直透镜的基准位置设定于准直透镜的可动范围中的、从大致中央附近起至靠近所述物镜的端部之间，并使物镜的能够抵消的盘厚在0.065～0.07675[mm]的范围内，就能够同时实现拾取装置的小型化和通过减少慧形像差确保再现性能。此外，因为该小型化能够以[mm]单位对装置进行小型化，所以特别是对于装载于与多层对应的薄型光盘驱动器的光拾取器有效。

图7表示了基于以上原理的本实施方式的光拾取器30的一例。该光拾取器30代替第一实施方式的光拾取器16，适用于图1所示的光盘装置1，除了物镜31的能够抵消的盘厚为0.065[mm]以外，与第一实施方式的光拾取器16以大致相同的方式构成。

根据本实施方式的光拾取器30，令物镜31的能够抵消的盘厚为，慧形像差在约±0.014[λrms]程度的范围内的能够抵消的盘厚的最小值，即例如0.065[mm]。由此，能够使整体的结构小型化，并且能够抑制再现信号中产生的抖动。当然，本发明并不限定于该值，如果使物镜的能够抵消的盘厚在0.065～0.07675[mm]的范围内，则可同时实现拾取装置的小型化和通过减少慧形像差确保再现性能。

此外，在采用本实施方式的光拾取器30的情况下，在从光盘2的激光入射面到最跟前侧的记录层的距离为0.065[mm]以上的情况下，准直透镜22的基准位置为该准直透镜22的可动范围R内最靠近物镜31的一侧的端部，但是在从光盘2的激光入射面到最跟前侧的记录层的距离小于0.065[mm]的情况下，准直透镜22的基准位置与该准直透镜22的可动范围R内最靠近物镜31的一侧的端部相比向远离物镜31的一侧偏移。

在此情况下，准直透镜22的位置从该准直透镜22的可动范围R内最靠近物镜31的一侧的端部向远离物镜31的一侧偏移的程度，根据从光盘2的激光入射面到最跟前侧的记录层的距离决定。

(3)其他的实施方式

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，对将本发明应用于如图2或图7那样构成的光拾取器16、30的情况进行了说明，但本发明并不仅限于此，也能够广泛应用于具有其他各种结构的光拾取器。

此外，在上述的第一实施方式和第二实施方式中，对如下情况进行了说明：利用保持部件26、滚珠丝杠27和步进电动机28构成使准直透镜22沿激光L1的光路向靠近物镜24、31的方向或者远离透镜24、31的方向移动的准直透镜移动部，但本发明并不局限于此，简而言之，只要能够使准直透镜22沿激光L1的光路向靠近物镜24、31的方向或者远离透镜24、31的方向移动，作为准直透镜的移动部的结构，也能够广泛地应用其他各种结构。

产业上的可利用性

本发明适用于安装在对应多层光盘的光盘装置上的光拾取器。

Claims

1.一种光拾取器，其安装在与具有多个记录层的多层光盘相对应的光盘装置，该光拾取器的特征在于，包括：

发出激光的激光二极管；

将从所述激光二极管发出的激光聚光于所述多层光盘的记录层的物镜；

在所述激光二极管与所述物镜之间的所述激光的光路上配置的准直透镜；和

使所述准直透镜沿所述激光的光路向接近所述物镜的方向或者远离所述物镜的方向移动的准直透镜移动部，

通过所述准直透镜的所述激光成为平行光的该准直透镜的基准位置，被设定于该准直透镜的可动范围中的、从大致中央附近起至靠近所述物镜的端部之间，

所述物镜被形成为：聚光于所述多层光盘的最跟前侧的记录层的激光所产生的球面像差，能够利用经所述基准位置处的准直透镜射入所述物镜的激光所产生的球面像差加以抵消。

2.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于：

所述多层光盘为具有多个记录层的蓝光光盘。

3.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于：

所述物镜被形成为：能够利用在该物镜产生的球面像差抵消在光盘中产生的球面像差的、该光盘内与激光入射面相距的厚度在0.065mm至0.077mm的范围内。

4.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于：

所述物镜被形成为：能够利用在该物镜产生的球面像差抵消在光盘中产生的球面像差的、该光盘内与激光入射面相距的厚度为大致0.065mm。