CN1165895C

CN1165895C - 光学读出装置中的慧差校正方法和装置

Info

Publication number: CN1165895C
Application number: CNB971178216A
Authority: CN
Inventors: 高桥真一
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JP3529556B2; EP0820056A1; JPH1031826A; DE69716829D1; US5768027A; CN1175757A; DE69716829T2; EP0820056B1

Abstract

一种产生多个光束形成多个会聚点的光学读出装置(11)中的慧差校正方法，包括：通过在致动器(3)固定在读出装置体(2)上时倾斜读出装置体来测量读出装置体相对一个信息记录介质(1)的最佳角度；根据(i)仅有致动器倾斜时测量的第一变化率、(ii)致动器固定在读出装置体上和读出装置体倾斜时测量的第二变化率和(iii)最佳角度，计算读出装置体固定角；计算致动器固定角；固定读出装置体和在其上固定致动器，使之具有计算的固定角。

Description

光学读出装置中的慧差校正方法和装置

技术领域

本发明涉及慧差校正方法和装置，用于在光学读出装置中校正多光束中每一种光束的慧差。所述光学读出装置用来产生光束，分别形成多个光线焦点，以便在一个记录和复现装置中用于多种类型的光盘，这些光盘的保护层的厚度即从光盘表面到信息记录面的距离彼此不同，例如CD(致密盘)和DVD(高记录密度盘，它的存储容量大大提高而与CD具有相同大小)。

背景技术

DVD是一种高密度记录介质，它的存储容量比传统的CD有巨大提高，在一张盘上可以记录一个电影或类似的信息。一种CD/DVD兼容机已经提出并且正在开发中，所述兼容机可以插放DVD和CD。

比较DVD和CD的结构，DVD的保护层厚度(0.6mm)大约等于CD厚度的一半，这是高记录密度的需要。因此，如果试图用一台只有一个焦点的光学读出装置插放这两种光盘，例如，如果光束会聚是按DVD最佳完成的，因为光线通过CD的保护层的厚度比DVD的厚，有关CD的光线中将产生球差或类似象差。这就产生一个问题，即光线会聚对于CD不能最佳完成。

而且，在CD和DVD上记录所形成的信息凹坑的大小彼此不同(更具体地说，在CD上形成的最短的凹抗的长度大约为0.87μm，而在DVD上形成的最短的凹坑的长度大约为0.4μm)。因此，为了精确地读这些盘上的每个信息坑，必须在CD或DVD上形成对于每个信息凹坑的大小具有理想大小的光点。

光点的大小(直径)正比于光束的波长与物镜的数值孔径的比值，所述物镜用于将光束会聚到信息记录面上。也就是说，假设光束的波长是恒定的，数值孔径越大，光点越小。因此，在使用仅有一个焦点的光学读出装置插放CD或DVD的情况下，如果光束的波长是恒定的，例如，如果数值孔径设置为适合于DVD的信息点，则光点对于CD的信息凹坑太小了，因此在插放CD时在插放信号中产生失真。这就产生一个问题，即对于CD不能精确完成读操作。

为了解决上述各个问题，可以开发一种具有双焦点透镜的双焦点光学读出装置，该装置在CD和DVD的各自信息记录面上形成光会聚点，而且发射两个光束，他们分别产生大小适合于CD和DVD的各自信息凹坑大小的两个光点。

通过使用所述双焦点透镜，可以使用一个光学读出装置插放CD和DVD。

双焦点透镜安装在致动器内。所述致动器包括：一个聚焦致动器，用来在垂直于CD或DVD的信息记录面方向伺服驱动双焦点透镜，从而完成聚焦伺服控制；一个跟踪致动器，用来在CD或DVD中在跟踪方向伺服驱动双焦点透镜，从而完成跟踪伺服控制。致动器安装在读出装置体上，读出装置体包括准直透镜、一个激光二极管和类似元件。另外，读出装置体以可沿跟踪方向移动的方式支撑在所谓托架上，以便沿跟踪方向驱动读出装置体。

然而，在实际的光学读出装置体中，在许多情况下从读出装置体到致动器的光束的入射角偏离衍射光栅的入射面的垂直方向(其中的偏离角假设为θ)，这是用于生产过程的误差或类似原因造成的。然而，在这些情况下，0级光线和+1级光线的光轴相对信息记录面摆动θ角。因此，在这些情况下，在信息记录面上，0级光线和+1级光线产生慧差。噪声成分，例如跳动或类似的成分会混合到搜索成分中，这是由上述慧差产生的。

本申请了解到对于同一个偏离角θ，0级光线和+1级光线各自产生的慧差值彼此不同。根据一个大量的实验，例如，在偏离角等于0.5°的情况下，0级光线的慧差为0.145λ(λ为光线的波长)，而+1级光线的慧差为0.365λ，产生在与0级光线的慧差相反的方向上。如果试图校正和消除传统双焦点光学读出装置(其中致动器与读出装置体固定为一体)中+1级光线的慧差，必须将双焦点光学读出装置作为一个整体相对信息记录面摆动一个1°角。然而，如果按这种方式倾斜双焦点光学读出装置，0级光线的慧差增加到0.73λ，因此不能稳定从DVD再现信息。这就产生一个问题，即不能同时消除0级光线和+1级光线的慧差。

发明内容

从上述问题的观点来看，本发明的一个目的是在产生多个光束以便在分别形成多个光线会聚点的光学读出装置中(例如双焦点透镜等)提供一种慧差校正方法和装置，可以消除各个光束的慧差。

本发明的上述目的可以通过光学读出装置中的慧差校正方法实现。所述光学读出装置用来产生多个光束，例如激光光束等，通过一个物镜分别形成多个光线会聚点，从而把信息记录到分别与光束对应的多种类型的信息记录介质上和/或从分别与光束对应的多种类型的信息记录介质(例如CD、DVD等)上再现信息。所述光学读出装置包括(i)一个致动器，该致动器包括光束产生装置，由一个源光束(例如激光光束)产生多个光束，所述物镜用于分别将光束产生装置产生的光束会聚到各自的信息记录介质上，和(ii)一个读出装置体，它含有一个光学部分，例如一个激光二极管或类似元件，用于产生源光束。该方法包括：测量对于每个光束的最佳角度的测量步骤，所述最佳角度是相对读出装置体的各个信息记录介质的角度，在此角度，处在再现信息时误差率最小，所述测量是在将致动器固定到读出装置体的条件下，通过相对于各个信息记录介质倾斜读出装置，同时将每束光束发射到各个信息记录介质上实现的；计算读出装置体的固定角的体角度计算步骤，此角度是将读出装置体固定到支撑装置(例如托架或类似物)上以便支撑读出装置体，相对各个信息记录介质的角度，所述计算步骤根据(i)事先测量的第一变化率，所述变化率是慧差相对致动器倾角的变化率，所述慧差是在只有致动器相对各个信息记录介质倾斜时在与每个光束对应的信息记录介质上产生的，(ii)事先测量的第二变化率，该变化率是在致动器固定在读出装置体上和读出装置体作为一个整体相对各个信息记录介质倾斜时，在与每个光束对应的各个信息记录介质上产生的慧差相对读出装置体的倾角的变化率，和(iii)测量的最佳角度；计算致动器固定角度的致动器角度计算步骤，所述致动器固定角是在将致动器固定到读出装置上时相对各个信息记录介质的角度，所述计算是根据第一变化率、第二变化率和测量的最佳角度；以及一个固定步骤，把读出装置体固定到支撑装置上，以便具有计算的读出装置体固定角，和把致动器固定到读出装置体上以便具有计算的致动器固定角。

根据本发明的方法，首先，通过测量步骤测量出对于每一个光束的最佳角，所述最佳角度是相对读出装置体的某个信息记录介质的一个角度，在此角度下在再现信息时误差率最小，所述测量是在致动器固定到读出装置体上的条件下，通过相对某个信息记录介质倾斜读出装置体，同时将光束之一射到某个信息记录介质上实现的。然后，再通过体角度计算步骤，计算出读出装置体的固定角，该角度是在将读出装置体固定到支撑装置上时相对某个信息记录介质的角度，所述计算是根据事先测量的第一和第二变化率和测量的最佳角度的。然后，通过致动器角度计算步骤，计算出致动器固定角，该角度是在将致动器固定到读出装置体上时，相对某个信息记录介质的角度，上述计算是根据第一和第二变化率和测量的最佳角度进行的。最后，通过固定步骤，将读出装置固定到支撑装置上，以便具有计算的读出装置体的固定角，以及将致动器固定到读出装置体上，以便具有计算的致动器固定角。

因此，根据第一和第二变化率和最佳角度计算读出装置固定角，从而有可能调整产生于一个光束中的慧差和产生于另一个光束中的慧差。此外，根据第一和第二变化率和最佳角度计算致动器固定角，以及利用这样的事实，即当只摆动包括物镜的致动器时，一束光中产生慧差的方向与另一束光中产生慧差的方向相反，可以在调整后消除在一束光中产生的慧差及在另一束光中产生的慧差。这样，只使用一个物镜，就可以消除读出装置体中各个光束的慧差，所述读出装置体用来产生光束形成多个光线会聚点。

因此，根据本发明的方法，通过消除慧差，能够实现以高质量、较稳定地记录和再现的光学读出装置。

本发明进一步的特征是，把读出装置体固定到支撑装置上以便具有计算的读出装置体固定角的固定步骤是在致动器角度计算步骤之前进行的；以及，把致动器固定到读出装置体上以便具有计算的致动器固定角的固定步骤是在致动器角度计算步骤之后进行的。

本发明方法的一个方面在于，光束发生装置可以包含一个全息图衍射元件，放置在源光束的光路中。

根据这一方面，借助于全息图衍射元件，可以不需机械元件产生多束光。

本发明的方法的另一个方面在于，光束产生装置可以通过将一个凹透镜插入到源光束的光路中，将源光束通过该凹透镜输入到物镜中产生一束光，以及通过将源光束直接输入到物镜中产生另一束光。

根据这方面，借助于选择性地将凹透镜插入到源光束的光路中，可以不需用全息图衍射元件产生多个光束，因为这种使用相当复杂和昂贵。

本发明的上述目的也可以通过上述本发明的光学读出装置中的一种慧差校正装置实现。该装置具有：一个测量装置，用于测量最佳角度；一个体角度计算装置，用于计算读出装置体的固定角；一个致动器角度计算装置，用于计算致动器固定角；一个体固定装置，用于将读出装置体固定到支撑读出装置体的支撑装置上，以便具有读出装置体固定角，该角度是在将读出装置体固定到支撑装置上时相对各个信息记录介质的角度，读出装置体的固定角的计算根据，(i)事先测量的第一变化率，该变化率是在仅仅致动器相对各个信息记录介质倾斜的情况下，在与每个光束对应的各个信息记录介质上产生的慧差相对致动器倾角的变化率，(ii)事先测量的第二变化率，该变化率是在致动器固定在读出装置体上和读出装置体作为一个整体相对各个信息记录介质倾斜的情况下，在与每个光束对应的各个信息记录介质上产生的慧差相对读出装置体倾角的变化率，以及(iii)最佳角度，对每个光束，该角度是相对读出装置体的各个信息记录介质的角度，在该角度处在再现信息时误差率最小，所述最佳角度的测量是在致动器固定在读出装置体上的条件下，相对各个信息记录介质倾斜读出装置体，同时把每束光发射到各个信息记录介质上；以及一个致动器固定装置，用于将致动器固定到读出装置体上以便具有致动器固定角，该角度是把致动器固定到读出装置体上时相对各个信息记录介质的角度，致动器固定角是根据第一变化率、第二变化率和测量的最佳角度计算。

根据本发明的装置，通过体固定装置，读出装置体被固定到支撑装置上以便具有读出装置体固定角，该角度是根据第一和第二变化率和测量的最佳角度。然后，通过致动器固定装置，致动器被固定到读出装置体上以便具有致动器固定角，该角度的计算是根据第一和第二变化率以及测量的最佳角度。

因此，通过将读出装置体固定到支撑装置上以便具有根据第一和第二变化率以及最佳角度计算的固定角，就能够调整在一束光中产生的慧差和在另一束光中产生的慧差。此外，通过将致动器固定到读出装置体上以便具有根据第一和第二变化率以及最佳角度计算的致动器固定角，以及得用这样的事实，即当只有包括物镜的致动器倾斜时一束光中慧差产生的方向与另一束光中慧差的产生方向相反，就能够在利用体固定装置调整之后同时消除一束光中和另一束光中所产生的慧差。这样，就能够消除光学读出装置体中各个光束的慧差，所述光学读出装置体仅仅使用一个物镜产生多个光束，形成多个光线会聚点。

因此，通过消除慧差，以高质量、低干扰等性能记录和复现信息的光学读出装置可根据本发明的装置实现。

根据这方面，通过测量装置测量出最佳角度。然后，根据该测量的最佳角度，通过体角度计算装置计算读出装置体固定角，以及通过致动器角度计算装置计算出致动器固定角。

本发明的装置的另一个方面，光束产生装置可以包含一个全息图衍射元件，放置在源光束的光路中。

根据这方面，借助于全息图衍射元件，可以产生多束光束，而不需机械元件。

本发明的装置的另一个方面，光束产生装置可以通过将一个凹透镜插入到源光束的光路中，将源光束通过该凹透镜输入到物镜中产生一个光束，以及通过将源光束直接输入到物镜中去产生另一个光束。

根据这方面，借助于凹透镜选择性地插入到源光束的光路中，可以产生多个光束，不需要使用全息图衍射元件，这种使用相对复杂和昂贵。

本发明的性质、使用以及更进一步的特征从下面参考本发明的最佳实施例的详细介绍，并结合下面简要介绍的附图可以更清楚地看到。

附图说明

图1A是作为本发明的一个实施例的信息再现装置的方框图；

图1B是表示一个实施例中双焦点透镜的结构和对于DVD的光束光路(即0级光线)的简图；

图1C是表示一个实施例中双焦点透镜的结构和对于CD的光束光路(即+1级光线)的简图；

图2是实施例的信息再现装置的光学读出装置的平面图；

图3是光学读出装置的右视图；

图4是光学读出装置的后视图；

图5A是表示离轴性质慧差的简图；

图5B是表示光盘旋转慧差的简图；

图5C是表示透镜旋转慧差的简图；

图6A是表示在DVD(即0级光线)的情况下离轴慧差变化的曲线图；

图6B是表示在DVD的情况下光盘旋转慧差变化的曲线图；

图6C是表示在DVD的情况下透镜旋转慧差变化的曲线图；

图7A是表示在CD(即+1级光线)的情况下离轴慧差变化的曲线图；

图7B是表示在CD的情况下光盘旋转慧差变化的曲线图；

图7C是表示在CD的情况下透镜旋转慧差变化的曲线图；

图8是表示本发明的原理的示意图；

图9是表示作为本发明的第一实施例的慧差校正方法操作的流程图；

图10是表示第一实施例中慧差变化的曲线图；

图11是表示作为本发明的第二实施例的慧差校正方法操作的流程图；以及

图12是表示本发明的第三实施例中的致动器结构的示意图。

具体实施方式

下面参考附图介绍本发明的优选实施例。下面的介绍是针对将本发明用于具有光学读出装置的信息再现装置的慧差校正情况下进行的，该信息再现装置仅用一个光学读出装置就可以处理CD和DVD。

(I)信息再现装置的结构

首先，参考附图1A至5介绍作为本发明的实施例的信息再现装置的结构。

如图1A所示，作为实施例的信息再现装置S具有：主轴电机10；光学读出装置11；RF(射频)放大器12；解码器13；D/A(数-模)转换器14；托架15；包括APC(自动功率控制器)16A的伺服控制电路16；系统控制器17；键输入部分18；和显示部分19。

下面介绍信息再现装置S的整个工作过程。主轴电机10旋转驱动光盘1，光盘1为CD或DVD。

光学读出装置11可活动地支撑在光盘1的半径方向上，光盘1位于托架15上面，该光学读出装置还具有一个激光二极管，一个致动器(包括一个物镜)、一个光电探测器或后面介绍的类似元件。光学读出装置11发射一束光L，例如激光或类似的光束作为再现信号的光线射向旋转光盘1，然后在由光盘1反射的反射光束L中，输出一个作为RF信号的信号分量。

相应地，RF放大器12将所述RF信号放大到预定值。

然后，解码器13从放大的RF信号中取出与记录信息相应的调制信号，以便解调。

另一方面，托架15沿光盘1的半径方向移动光学读出装置11，以便在再现信息时将光束L发射到光盘1上欲再现的记录信息所在的记录位置。

另外，伺服控制电路16伺服控制托架15和后面将要介绍的致动器中的物镜，以便光束L聚焦在将要再现的记录信息所在的记录位置。这时，包含在伺服控制电路16中的APC电路16A根据光束L的强度控制到达光学读出装置11的激光二极管的驱动电流，所述光束L的强度由固定在光学读出装置11的激光二极管上的监测光电二极管检测，以便将光束L的强度保持在再现的功率。

系统控制器17包括微机或类似元件，整体控制信息再现装置S。这时，键输入部分18从外部给系统控制器17一个预定的操作指令。显示部分19显示必要的信息，例如再现状态和类似的信息。而且，系统控制器17记录在预定时间段内，在组成RF信号的多个块中产生块误差的块的数目，并用预定时间段内总的块数除上述数目，从而确定RF信号的误差率。

参考图1B和1C详细介绍用于本发明的双焦透镜。

如图1A所示，双焦透镜具有这样的结构：一个衍射元件H，例如全息衍射元件或类似元件和一个物镜R设置在一条直线上。从激光二极管D发出的光束L被半反射镜H反射和准直透镜C准直，然后由衍射元件H将该光束分成三束光，分别为0级光线、+1级光线和-1级光线。这些光束中的0级光线和+1级光线会聚到基本在一条直线上的彼此不同的位置上，这是利用0级光线的焦距与+1级光线的焦距不同这一特性实现的。这时，透过衍射元件H的光束是这些光束中的0级光线，衍射元件H的衍射图形所衍射的光线是这些光束中的+1级光线。

事实上，双焦透镜制成这样的结构：+1级光线与0级光线相比，聚焦在离物镜R较远的位置上，0级光线最佳会聚或聚焦在DVD的记录面上(从DVD的光盘表面到信息记录或信号面的距离大约为0.6mm)，而+1级光线最佳会聚或聚焦在CD的信息记录面上(从CD的光盘表面到信息记录或信号面的距离大约为1.2mm)，如图1B所示。

下面，参考附图2至4，介绍光学读出装置11的实际结构，所述装置11是本发明的一个特征。图2是从发射光束L的一侧观察光学读出装置11的平面图。图3是图2的光学读出装置11的右视图。图4是图2的后视图。另外，图2至4中的双向箭头所代表的方向分别与光盘1的半径方向平行的方向(此后，此方向称为“RAD(半径)方向”)，和与光盘1的旋转方向平行的方向(此后，此方向称为“TAN(切线)方向”)。

首先，在图2所示的光学读出装置11中，致动器3在其中部具有一个物镜R，还具有一个支撑在读出装置体2的支撑环(后面将介绍)上的致动器框3A，一个整体制成在致动器框3A上的弹簧接收部分3E被压簧4沿与图2纸面垂直方向压下。读出装置体2与附属体2F相连，该连接方式为使读出装置体2可以沿RAD方向，围绕与TAN方向平行的轴并以此轴为中心受到倾斜。顺便介绍一下，围绕与读出装置体2的TAN方向的轴并以此轴为中心倾斜的倾角(读出装置体沿RAD方向的固定角)可旋转地保持在附属体2F上，并通过旋转读出装置体RAD方向调整螺钉2A来调整，该螺钉2A的端部与读出装置体2的螺钉安放部分(图中未示出)可旋转地相连接。

另一方面，附属体2F可以相对滑动轴6沿图2的左右方向移动，滑动轴6穿过附属体2F的中心。由于滑动轴6固定在托架15上，所以附属体2F和读出装置体2可以在托架15上沿光盘1的RAD方向移动，同时再现记录信息。此时沿RAD方向的移动得以实现，它是基于伺服电机转动一个与齿条7啮合的齿轮(图中示未出)，齿条7与附属体2F固定为一体。

此外，读出装置体2的与支撑在附属体2F一侧相对的另一侧以可沿图2中的左右方向移动的方式支撑在导向轴5上，该导向轴通过读出装置体TAN方向调整螺钉2B可旋转地固定在读出装置体2上。此时，读出装置体TAN调整螺钉2B与导向轴5可旋转地连接。而且，导向轴5固定在托架15上，以便使该轴与滑动轴6相平行。

这里，读出装置体2以可围绕滑动轴6并以此为中心倾斜地支撑在滑动轴6和导向轴5上，滑动轴6与RAD方向平行。此倾角(也就是读出装置体沿TAN方向的固定角)通过旋转读出装置体TAN方向调整螺钉2B来调整。

此外，读出装置体2具有激光二极管9，用来发射光束L；电位器2D，用来调整激光二极管9的输出；光电二极管8，用来接收光束L从光盘1反射的光线。

下面，参考图3介绍致动器3和读出装置体2的连接情况。

如图3所示，形成于致动器3的读出装置体2一侧上的圆柱形连接部分3B与形成在读出装置体2的致动器3的一侧上的环状的致动器支撑件2C的内部相连接。在这种条件下，致动器3被压缩弹簧4沿图3中的向右方向压下。因此，致动器3安装在读出装置体2上。这时，致动器3可以在致动器支撑件2C上围绕从物镜R射出的光束L的焦点并以此为中心转动，就象摆锤摆动一样。记录在光盘1上的记录信息由从物镜R射出的光束L再现。

从图3中还可以看到，读出装置体工作为一个整体以可围绕滑动轴6并以此为中心以倾斜的方式支撑在导向轴5上，该支撑是通过读出装置体TAN方向调整螺钉2B实现的。

下面，参考图4介绍调整围绕与致动器3的TAN方向平行的轴并以此为中心的倾角和围绕与致动器3的RAD方向平行的轴并以此为中心的调整倾角的机构。

如上所述，致动器3由压缩弹簧4以这样的方式支撑：致动器3可以围绕光束L的焦点并以此为中心在致动器支撑件2C上转动，就象摆锤摆动一样。然而，围绕与致动器3的TAN方向平行的轴并以此轴为中心倾斜的倾角(致动器沿RAD方向的固定角)通过旋转致动器RAD方向调整螺钉3C来调整，该调整螺钉3C可旋转地安装在读出装置体2上，并且它的端部与致动器3的靠近读出装置体2一侧的表面相接触，如图4所示。

围绕与致动器3的RAD方向平行的轴并以此轴为中心倾斜的倾角(致动器沿TAN方向的固定角)通过旋转致动器TAN方向调整螺钉3D来调整，该调整螺钉3D可旋转地安装在读出装置体2上，并且它的端部与致动器3的靠近读出装置体2的一侧的表面相接触，如图4所示。

在图4中，复合透镜8包括一个柱面透镜和一个会聚透镜。所述柱面透镜用于在反射光中产生象散以便进行聚焦伺服控制，所述会聚透镜用于将反射光线会聚或收集到光电二极管8上。复合透镜设置在光束L从光盘1反射的光线射入读出装置体2内部的光电探测器8上的光路中。此外，图4示出光栅调节螺钉2E，用来调整设置在光束L的光路中的光栅(干涉元件)；和RF电位器2G，用来调整光学读出装置11输出的RF信号的输出电平；该输出是通过光电探测器8接收光束L的反射光线的结果。

通过上面介绍的光学读出装置11的结构，可以分别在致动器3和读出装置体2中单独调整围绕平行于TAN方向的轴并以此轴为中心的倾角和围绕平行于RAD方向的轴并以此轴为中心的倾角。

(II)慧差校正方法的原理

下面，在介绍根据本发明的图2至4所示的光学读出装置11的慧差校正方法之前，先介绍使用光学读出装置11再现记录在光盘1上的记录信息时所产生的慧差类型及这些慧差中的每一种的值与光盘1相对致动器3或读出装置体2的角度的关系，参见附图5A至7C。

如图5A至5C所示，当使用光学读出装置11再现记录在光盘1上的记录信息时存在三种类型的慧差。

如图5A所示，其中的第一种慧差是由下述事实产生的。这就是，虽然光盘1、读出装置体2和致动器3互相平行，如图5A所示，但是光束L并不是从读出装置体2垂直射出，这是由于读出装置体2中的用于将光束L反射到光盘1的反射镜的反射表面的误差造成的，因此光束L倾斜地射向光盘1。这种由于光束L的出射角偏离垂直于读出装置体2的方向的轴而产生的慧差，在下面称它为“离轴性质慧差”。

再如图5B所示，第二种慧差是由下述事实产生的。这就是虽然读出装置体2和致动器3互相平行，如图5B所示，但是整个读出装置体包括致动器3相对光盘1倾斜，因此光束L倾斜射向光盘1。这种由于整个读出装置体2的倾斜所产生的慧差，在下面称它为“光盘旋转(相应地缩写为“DS”)慧差”。

最后，如图5C所示，第三种慧差是由下述事实产生的。这就是虽然读出装置体2与光盘1互相平行，如图5C所示，但是，只有致动器3相对光盘1倾斜，因此光束L倾斜射向光盘1。这种仅由致动器3的倾斜所产生的慧差，在下面称它为“透镜旋转(相应地缩写为“LS”)慧差”。

下面，参考附图6A至7C介绍这些慧差的每一种的值与光盘1相对致动器3或读出装置体2的角度的关系，以RAD方向产生的慧差(也就是围绕与致动器3或读出装置体2的TAN方向平行的轴并以此轴为中心倾斜所产生的慧差)为例。图6A到6C示出光盘1为DVD时的各相关慧差。图7A至7C示出光盘1为CD时的各相关慧差。至于图6A至7C中各相关慧差产生的方向，他们是当从光束L射出的一侧(相当于图2)来观察读出装置体2时，读出装置体2从TAN方向顺时针旋转90°后的方向(图2中的右侧方向)定义为90°方向，读出装置体2从TAN方向顺时针旋转270°后的方向(图2中的左侧方向)定义为270℃方向，依次类推。

首先介绍光盘1为DVD的情况。关于离轴性质慧差的值与光束L(0级光线)相对读出装置体2的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当光束L的出射角在90°方向倾斜1°时，按比率0.29λ(λ是光束L的波长)产生慧差，慧差在270°方向上，如图6A所示。

关于光盘旋转慧差的值与读出装置体2相对光盘1的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当读出装置体2沿90°方向倾斜1°时，在270°方向按比率0.74λ产生慧差，如图6B所示。这种光盘旋转慧差的变化率此后定义为“K”。

此外，关于透镜旋转慧差的值与致动器3相对光盘1的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当致动器3在90°方向倾斜1°时，在90°方向按比率1.03λ产生慧差，如图6C所示。这种透镜旋转慧差的变化率此后定义为“m”。

下面，介绍光盘1为CD的情况。关于高轴性质慧差的值与光束L(+1级光线)相对读出装置体2的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当光束L的出射角在90°方向倾斜1°时，在90°方向按比率0.73λ产生慧差，如图7A所示。

关于光盘旋转慧差的值与读出装置体2相对光盘1的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当读出装置体2在90°方向倾斜1°时，在270°方向按比率0.36λ产生慧差，如图7B所示。这种光盘旋转慧差的变化率此后定义为“L”。

此外，关于透镜旋转慧差的值与致动器3相对光盘1的倾角的关系，本申请人通过实验得知，当致动器3在90°方向旋转1°时，在270°方向以比率0.34λ产生慧差，如图7C所示。这种透镜旋转慧差的变化率此后定义为“n”。

在上述各个慧差的值与致动器3或读出装置体2相对光盘1的角度的关系中，可以看出对于透镜旋转慧差，在DVD(0级光线)和CD(1级光线)的情况下产生透镜旋转慧差的方向是彼此相反的，虽然致动器3在两种情况下倾斜的方向相同。本发明利用这种现象校正所产生的慧差。

顺便说明，上面介绍了沿与RAD方向平行的方向产生的慧差。然而，关于由于读出装置体2或致动器3围绕与RAD方向平行的轴并以此轴为中心倾斜时在TAN方向产生的各种类型慧差，本申请人通过实验证明，各个慧差的值与致动器3或读出装置体2相对光盘1的角度的关系与图6A至7C所示关系相似。

下面，参考图8介绍根据本发明的慧差校正方法的原理。下面介绍的原理是有关校正在RAD方向产生的慧差的方法。根据本发明的校正慧差方法是：分别调整包括致动器3的读出装置体2本身和仅仅致动器3的倾斜，以便慧差最后接近于或变为零，利用了上述现象，即对于DVD和CD的透镜旋转慧差的产生方向彼此相反。

在本发明中，首先，分别使致动器3和读出装置体2平行于光盘1。然后，在致动器3固定在读出装置体2上时，读出装置体2围绕与TAN方向平行的轴并以此为中心倾斜。对于光盘1是DVD和CD的情况，确定每一种情况的最挂角度，即在RAD方向产生的慧差(离轴性质慧差)为零或最小时读出装置体2的倾角。该最佳角度是通过系统控制器17计算误差率和在计算的误差率最小时计算倾角来确定的。在图8中，假设A点(X₁，O)给出光盘1是DVD的情况下，在离轴性质慧差为零时给出读出装置体2的最佳角度，假设B点(X₂，O)给出光盘1是CD的情况下，在离轴性质慧差为零时给出读出装置体2的最佳角度。

下面，为了最后使所有慧差为零，确定读出装置体的固定角，即读出装置体2围绕平行于TAN方向的轴并以此为中心倾斜的倾角。

这时，为了将读出装置体2以读出装置体固定角度固定到托架15上，然后，围绕平行于TAN方向的轴并以此轴为中心只倾斜致动器3，以便最后使RAD方向的慧差为零，如图8所示。当读出装置体2固定在读出装置体固定角度(相当于图8左侧的C点(X₀，O))时，所产生的慧差必须通过只倾斜致动器3来抵消或补偿(在图8的左侧，在光盘1为DVD的情况下所产生的差对应点D(X₀，Z₁))，在光盘1为CD的情况下所产生的慧参对应点E(X₀，Z₂)。顺便说明，在图8的左侧，直线DS_CD(倾斜L)表示在光盘1为CD的情况下读出装置体2倾斜时DS慧差的变化(图7B)，直线DS_DVD(倾斜K)表示光盘1为DVD的情况下读出装置体2倾斜时DS慧差的变化(图6B)。

因此，在读出装置体2固定时为了只倾斜致动器3从而抵消或补偿所产生的慧差，必须通过围绕平行于TAN方向的轴并以此轴为中心，将致动器3倾斜到公共角度上，位于图8的右侧，以分别使已产生的慧差(相应于点E’(Y₀，Z₂)和点D’(Y₀，Z₁))为零。因此，在图8的右侧，点G(Y₁，O)和点H(y₂，O)必须彼此重合。也就是，必须通过公共倾角(致动器固定角)使慧差为零。所述公共倾角对于光盘1为DVD和CD两种情况是公共的。顺便说明，在图8的右侧，直线LS_CD(倾斜n)表示光盘1为CD的情况下致动器3倾斜时，LS慧差的变化(图7C)，直线LS_DVD(倾斜m)表示光盘1为DVD的情况下致动器3倾斜时LS慧差的变化(图6C)。

因而，在图8的左侧：

Z₁/(X₀-X₁)＝K和

Z₂/(X₀-X₂)＝L

此外，在图8的右侧：

Z₁/(Y₀-Y₁)＝m和 Z₂/(Y₀-Y₁)＝n

因此：

(X₀-X₁)/(X₀-X₂)＝(L/K)×(Z₁/Z₂)……(1)和

(Y₀-Y₁)/(Y₀-Y₂)＝(n/m)×(Z₁/Z₂)……(2)

从方程(1)和(2)中消去Z₁和Z₂，得，

(X₀-X₁)/(X₀-X₂)＝(L/k)×(m/n)×(Y₀-Y₁)/(Y₀-Y₂)…(3)

在方程(3)中，为了通过致动器固定角即DVD和CD两种情况的公共角使慧差为零，必须满足下列方程：

Y₀-Y₁＝Y₀-Y₂

于是，

(X₀-X₁)/(X₀-X₂)＝(L/k)×(m/n)……(4)

这里，当将关于读出装置体2和致动器3的L，K，m和n的实际确定值代入方向(4)时，因为L＝0.36，K＝0.74，m＝1.03和n＝0.34，方程(4)表示成如下形式：

(X₀-X₁)/(X₀-X₂)＝(L/k)×(m/n)＝1.47……(5)

因此，可以求得点C(X₀，O)，即读出装置体固定角，它是通过求出图8左侧的A点和B点，然后以他们的坐标值为基础从方程(5)中计算出C点(X₀，O)的。此外，在求出致动器固定角时，由重合点G(Y₁，O)和H(Y₂，O)所表示角度与点F(Y₀，O)所表示的角度(在图8的左侧，与点C(X₀，O)相对应)的差等于求得的致动器固定角。

对于在平行于RAD方向产生的慧差在上述原理中做了介绍。然而，根据类似于RAD方向的原理，通过计算读出装置体固定角和致动器固定角，也可以使TAN方向上产生的慧差大致为零。

(III)慧差校正方法的第一实施例

参考图9和10介绍根据本发明的慧差校正方法的第一实施例，本发明是以上述原理为基础的。在下面描述的第一实施例中，对于产生在RAD方向的慧差的校正方法类似于上述原理的介绍。在图10中，直线DS_CD和DS_DVD及直线LS_CD和LS_DVD分别具有与图8中的直线相似的含义。这些直线的倾角L、k、m、n分别是与上述实际值相应的倾角。图10中的点A、B、C、D、D’、E、E’、F、G和H分别对应于图8中同一符号所代表的点。此外，在图10中，对于直线DS_CD和DS_DVD及点A、B、C、D和E，水平轴表示读出装置体2相对光盘1的倾角。对于直线LS_CD和LS_DVD及点D’、E’、G和H，水平轴表示致动器3。相对光盘1的倾角。而且，在图10中，点X即直线DS_CD的延长线与“0”度轴(慧差轴)交点处的慧差表示光盘1为CD的情况下的离轴性质慧差。点y即直线DS_DVD的延长线与慧差轴的交点处的慧差表示光盘1为DVD的情况下的离轴性质慧差。

在图9所示的慧差校正方法的第一实施例中，对于光盘1为DVD和CD两种情况分别计算了上述最佳角度，通过首先倾斜读出装置体2，此时致动器固定在读出装置体2上，然后在系统控制器17(步骤S1)中计算RF信号的误差率。在图10中，在光盘1为DVD的情况下，假设最佳角度等于-0.2度，在光盘1为CD的情况下，假设最佳角度等于1.01度。

在计算最佳角度时(步骤S1)，根据前述原理计算读出装置体的固定角，以及调整读出装置体的RAD方向调整螺钉2A，以便具有计算的读出装置体固定角，然后将读出装置体2固定在附属体2F上(步骤S2)。在图10中所示的情况下，点A的坐标为(-0.2，0)，点B的坐标为(1.01，0)。因此图8左侧处((X₀-X₁)+(X₀-X₂))的值计算如下：

1.01+0.2＝1.21

从此关系及方程(5)可得：

(X₀-X₁)＝0.72

(X₀-X₂)＝0.49

因此，点C的坐标，也就是读出装置体的固定角的计算如下：

0.72-0.2＝0.52(度)

因此，同装置体2可以倾斜并固定在附属体2F上，以便在270°方向上相对光盘1具有0.52度角。

当在步骤2中读出装置体2被固定在附属体2F上时，根据前述原理计算致动器固定角，以及调整致动器RAD方向调整螺钉3C，以便具有所计算的致动器固定角，然后将致动器3固定在读出装置体2上(步骤3)。在图10中所示的情况下，边CD是三角形ABC和GCD(GFD’)的公共边。因此，点G和点C(F)之间的角度差Δ相当于致动器的固定角，计算如下：

Δ＝k/m×(A点与C点之间的角度差)＝0.52(度)

因此，在读出装置体2固定到附属体2F上之后，可以调整致动器3，以便在270°方向相对光盘1具有0.52度角，顺便说明，因为此时点G的坐标为(1.04(0.52+0.52)0)，因此在致动器3倾斜并固定在读出装置体2上时，物镜R和光盘1之间的角度为1.04度。

当按上述方式完成，致动器3的调整时，所有慧差都基本变为零，如图10所示，因此慧差校正的调整就完成了。

顺便说明，对于在平行于RAD方向的方向上所产生的慧差的校正已在第一实施例中进行了介绍。然而，在TAN方向产生的慧差也可以通过类似在RAD方向的调整使其基本上变为零。

如上所述，根据慧差校正方法的第一实施例，可以使慧差基本为零，即通过：确定读出装置体2的最佳角度，在此角度时，对于光盘1为DVD和CD的情况，误差率都为最小；确定读出装置体固定角度和致致动器固定角度；以及固定读出装置体2和致动器3，以便分别具有这些所计算的角度。因此，在发射0级和+1级光线的光学读出装置11中可以使所有类型慧差基本为零。

(IV)慧差校正方法的第二实施例。

在第一实施例中，计算最佳角度之后，计算读出装置体的固定角，然后读出装置体2被固定到托架15上。之后，计算致动器的固定角，然后致动器3被固定到读出装置体2上。除这种方法以外，另一种方法如下所述。即，最佳角度、读出装置体的固定角和致动器的固定角通过上述方法计算。然后，如图11所示，在最佳角度计算完之后(步骤S1)，实际调整读出装置体2和致动器3的相对倾角的情况下，使致动器3根据致动器固定角固定在读出装置体2上，所述致动器固定角是根据最佳角度和读出装置体的固定角计算出来的(步骤S10)，然后，其上固定有致动器3的读出装置体2根据读出装置体固定角固定在附属体2F上(步骤S11)。即使这样操作，在发射0级光线和+1级光线的光学读出装置中，也可以使各种类型的慧差基本为零，与第一实施例类似。

(V)慧差校正方法的第三实施例

在上述的慧差校正方法的第一和第二实施例中，介绍了本发明应用于光学读出装置11的情况。所述光学读出装置11的使用包括在致动器3中的物镜R和衍射光栅H产生0级和+1级光线。除此种情况之外，本发明也可以应用于使用一个凹透镜产生0级和+1级光线的光学读出装置。

也就是说，如图12所示，本发明可以应用于这样的光学读出装置，即在产生0级光线时，只有一个物镜R存在于光束L的光路中；在产生+1级光线时，一个凹透镜CH被插入到光束L的光路中，位于物镜R的前面，从而改变光束L的光路。因此，+1级光线被聚焦到比0级光线远离物镜R的位置。这种情况下，认为致动器3包括物镜R、一个凹透镜移动机构用来将物镜R和凹透镜CH插入到光束L的光路中。致动器固定角用上述方法计算，然后致动器3被固定读出装置体2上。

由于计算最佳角度和读出装置体的固定角的其他方法与第一和第二实施例的方法相似，所以略详细的解释。

根据上述的慧差校正方法的第三实施例，即使在通过一个物镜R与凹透镜CH移动机构相结合产生0级和+1级光线的光学读出装置中，也可以使所有种类的慧差基本为零。

除上述的各个实施例以外，本发明可以广泛应用于多焦点光学读出装置，所述多焦点光学读出装置是用一个物镜产生具有多个焦点的光束。

本发明应用于信息再现装置S中的光学读出装置的情况在上面进行了介绍。然后，本发明并不限于上述的情况。因此，本发明可以应用于信息记录装置中的光学读出装置。

Claims

1、一种用于光学读出装置(11)中的慧差校正方法，所述光学读出装置(11)用于产生多个光束(L)，通过一个物镜(R)分别形成多个光线会聚点，从而把信息记录到分别与光束对应的多种类型的信息记录介质(1)上或从分别与光束对应的多种类型的信息记录介质(1)上再现信息，该光学读出装置包括(i)一个致动器(3)，该致动器包含光束产生装置(H，CH)，由一个源光束产生多个光束，所述物镜用于分别将所述光束产生装置产生的光束会聚到各自的信息记录介质上，和(ii)一个读出装置体(2)，该读出装置体(2)包含一个光学部分(9，D)，用于产生源光束，所述慧差校正方法的特征在于，它包括：

一个测量步骤，测量对于每个光束的最佳角度，该角度是相对所述读出装置体的各个所述信息记录介质的角度，在此角度的情况下在再现信息时误差率最小，所述测量是在所述致动器固定到所述读出装置体的条件下，通过相对于各个所述信息记录介质倾斜所述读出装置体，同时将每束光发射到各个所述信息记录介质上实现的；

一个体角度计算步骤，计算读出装置体的固定角，该角度是在将所述读出装置体固定到用于支撑所述读出装置体的支撑装置(15)上时相对于各个所述信息记录介质的角度，所述计算根据(i)事先测量的第一变化率，该变化率是在只有所述致动器相对各个所述信息记录介质倾斜时，在与每个光束对应的各个所述信息记录介质上产生的慧差相对所述致动器倾角的变化率，(ii)事先测量的第二变化率，该变化率是在所述致动器固定在所述读出装置体上和所述读出装置体作为一个整体相对于各个所述信息记录介质倾斜时，在与每个光束对应的各个所述信息记录介质上产生的慧差相对所述读出装置体的倾角的变化率，以及(iii)测量的最佳角度；

一个致动器角度计算步骤，计算致动器固定角度，所述致动器固定角是在将所述致动器固定到所述读出装置体上时相对各个所述信息记录介质的角度，所述计算是根据第一变化率、第二变化率和测量的最佳角度；以及

一个固定步骤，把所述读出装置体固定到所述支撑装置上以便具有计算的读出装置体固定角，和把所述致动器固定到所述读出装置体上以便具有计算的致动器固定角。

2、如权利要求1所述的慧差校正方法，其特征在于：

所述把读出装置体固定到支撑装置上以便具有计算的读出装置体固定角的固定步骤是在所述致动器角度计算步骤之前进行的；和

所述把致动器固定到读出装置体上以便具有计算的致动器固定角的固定步骤是在所述致动器角度计算步骤之后进行的。

3、如权利要求1或2所述的慧差校正方法，其特征在于，所述光束发生装置(H，CH)包含一个全息图衍射元件(H)，放置在源光束的光路中。

4、如权利要求1或2所述的慧差校正方法，其特征在于，所述光束产生装置(H，CH)通过在源光束的光路中插入一个凹透镜(CH)，把源光束通过所述凹透镜输入到所述物镜(R)，产生一个光束，通过把源光束直接输入到所述物镜产生另一个光束。

5、一种用于光学读出装置(11)中的慧差校正装置，所述光学读出装置(11)用于产生多个光束(L)，通过一个物镜(R)分别形成多个光线会聚点，从而把信息记录到分别与光束对应的多种类型的信息记录介质(1)上或从分别与光束对应的多种类型的信息记录介质(1)上再现信息，该光学读出装置包括(i)一个致动器(3)，该致动器包含光束产生装置(H，CH)，由一个源光束产生光束，所述物镜用于分别将所述光束产生装置产生的光束会聚到所述信息记录介质上，和(ii)一个读出装置体(2)，该读出装置体(2)包含一个光学部分(9，D)用于产生源光束，其特征在于，所述装置包括：

一个测量装置(17)，用于测量最佳角度；

一个体角度计算装置(17)，用于计算读出装置体固定角；

一个致动器角度计算装置(17)，用于计算致动器固定角；

一个体固定装置(2A，2B)，用于将所述读出装置体固定到用于支撑所述读出装置体的支撑装置(15)上，以便具有读出装置体固定角，该角度是在将所述读出装置体固定到所述支撑装置上时相对各个所述信息记录介质的角度，读出装置体固定角的计算根据(i)事先测量的第一变化率，该变化率是仅有所述致动器相对各个所述信息记录介质倾斜时，与在每束光对应的各个所述信息记录介质上产生的慧差相对所述致动器倾角的变化率，(ii)事先测量的第二变化率，该变化率是在所述致动器固定到所述读出装置体上和所述读出装置体作为一个整体相对各个所述信息记录介质倾斜时，在与每个光束对应的各个所述记录介质上产生的慧差相对所述读出装置体的倾角的变化率；以及(iii)最佳角度，对于每个光束来说，该角度是读出装置体相对各个所述记录介质的角度，在此角度位置在再现信息时误差率最小，所述最佳角度的测量是通过在将所述致动器固定到所述读出装置体上的条件下，相对各个所述信息记录介倾斜所述读出装置体，同时将每束光发射到单个所述信息记录介质上实现的；以及

一个致动器固定装置(3C、3D)，用于将所述致动器固定到所述读出装置体上，以便具有致动器固定角，该角度是在将所述致动器固定到所述读出装置体上时相对各个所述信息记录介质的角度，该致动器固定角的计算是根据第一变化率。第二变化率和测量的最佳角度。

6、如权利要求5所述的慧差校正装置，其特征在于，所述光束产生装置(H，CH)包含一个全息图衍射元件(H)，它放置在源光束的光路中。

7、如权利要求5所述的慧差校正装置，其特征在于，所述的光束产生装置(H，CH)通过将一个凹透镜(CH)插入到源光束的光路中，将源光束通过所述凹透镜输入到所述物镜(R)上产生一个光束，通过将源光束直接输入到所述物镜上产生另一个光束。