CN1335597A - 倾斜控制式光拾波装置 - Google Patents

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Abstract

一种对记录密度不同的光盘记录再生的光拾波装置,其液晶器件被分成9个区域:低密度光盘用小光束圆周内的第2、3区域(2、4);是其外周部分且包含(2、4)的第4、5区域(3、5),配置在低密度光盘与高密度光盘的光束圆周之间的第6、7区域(6、7),配置在高密度光盘用光束圆周的大体外周部分上的第8、9区域(8、9),剩余的含有直径的第一区域(1),加到这些区域上的电压,构成不同的电极图形,并把直径方向配置在待修正的倾斜方向上。

Description

倾斜控制式光拾波装置
本发明涉及对高密度光盘、CD盘等记录密度不同的记录媒体进行再生或在其上进行记录的光盘装置，以及在光盘装置中使用的采用了液晶器件的光拾波装置。
说明在现有的DVD的光拾波装置中使用的液晶器件。图8是现有的液晶器件的液晶的电极图形的构成图。通过由3个区域构成电极图形，以图中②的区域为基准，向①和③的区域加上极性相反绝对值相等的电压，以液晶器件的②的区域的透过光为基准，在①区域的透过光和③区域的透过光内将产生相位差。
其次，图9是装载有图8的液晶器件的光拾波装置的构成图。在图9中，构成要素分别是半导体激光器15、分束器16(缩写为BS)准直透镜17，斜坡反射镜18、液晶器件19、物镜20、检测透镜21和检测器22。15是波长650nm的半导体激光器，从半导体激光器发射出来的光在透过BS16之后，透过准直透镜17成为平行光。平行光在斜坡反射镜18的表面上进行全反射，透过液晶器件19。这时，如上所述，在①区域的透过光和③区域的透过光中，将产生对②区域的相位差。然后，用物镜20进行聚光，在光盘上形成光斑。
其次，来自光盘的反射光通过与上述相反的路径入射到BS16上。这时，因透过液晶器件19而再次发生上边所说的相位差。然后，被BS16反射的光用检测透镜21再次聚光后，用检测器22接受光。
如上所述，结果成为可以用在准直透镜17和物镜21的光路中配置有由3个区域构成的电极图形的液晶器件19的DVD用光拾波装置，可以修正光盘的倾斜。
在这里，所谓倾斜，表示被物镜20聚光后的光对于光盘的信息记录面(更正确地说是记录层)不垂直入射(光轴倾斜)的状态。此外，把对于这样的倾斜状态的光学系统加上一种什么控制使之变成为理想的垂直入射的状态的做法，简称为倾斜修正。
但是，在上边所说的现有的电极图形的液晶器件的情况下，是在DVD用光盘中使用的液晶器件。但是，在使不同的记录密度的光盘进行记录再生的光拾波装置的情况下，存在着这样的课题：只能进行一种光盘的倾斜修正，不能进行另一种记录密度的光盘的倾斜修正。
本发明的目的是，提供可以进行记录密度不同的每一种光盘的倾斜修正，可以扩大对光盘的倾斜宽余量，降低组装和调整精度，削减组装和调整工时的光拾波装置，和使用该光拾波装置的光盘装置。
本发明就是为解决以上的课题而发明的，它是一种把物镜和液晶器件组合起来，使记录密度不同的光盘进行记录再生的光拾波装置，其特征是：液晶器件共有5个区域，即，分割成：配置在低密度光盘用小光束圆周之内的半圆的中心部分上的第2区域和第3区域，是第2区域和第3区域的外周部分且在小光束圆周的大体为半圆的部分上分别包含第2、第3区域的第4区域和第5区域，作为除从第2区域到第5区域之外的剩余区域且含有直径的第1区域，含于第1区域中的直径的方向被配置在与想要进行修正的方向相同。
图1a的透视图示出了本发明的一个实施例的具有液晶器件的光拾波装置。
图1b的透视图示出了使用不同的光源的光拾波装置的一部分。
图1c的平面图示出了使用其它光源的光拾波装置。
图2示出了本发明的一个实施例的液晶器件的电极图形。
图3是用来说明加在图2所示的液晶器件上的电压的说明图。
图4的曲线图示出了用液晶器件进行光盘倾斜修正的波面象差。
图5a的剖面图示出了本发明的的实施例1的液晶器件的构造。
图5b的剖面图示出了本发明的实施例1的变形例的液晶器件的构造。
图6是用来说明本发明的实施相同2的液晶器件的电极图形的说明图。
图7是用来说明本发明的实施相同3的液晶器件的电极图形的说明图。
图8是用来说明现有的液晶器件的电极图形的说明图。
图9是用来说明具有在图8中所述的液晶器件的光拾波装置的说明图。
(实施例1)
首先，边参看附图边对本发明的实施例1进行说明。图1a是装载有本发明的液晶器件的光拾波装置的整体构成图。在图1a中，51是低密度光盘(例如，长波长CD)，52是高密度光盘(例如，短波长DVD)。在图中，用圆弧示意性地表示磁道的图象。此外，圆弧53的切线方向是光盘51、52的切线方向，用箭头T表示。此外，用箭头R表示光盘51、52的半径方向(径向方向)。
25是以下要详细说明的液晶器件。27是短波长光学部件，28是长波长光学部件。每一个光学部件27、28都由由半导体激光器构成的光源、受光器件和光学构件构成，光源的射出光的波长不同。26是分束器(BS)。本发明的实施例1的构成，具有反射短波长的光，透过长波长的光的功能。
另外，如果把光学部件27、28配置为使得光学部件27、27的射出光可以向准直透镜17入射，则光学部件27、28的配置位置并不限于图1a的关系。此外，只要在从BS26到物镜20之间的光路内液晶器件配置在什么地方都行。
另外，至于这些光学部件27、28和BS26，在USP5923636中已详细地进行了技术公开，由于这不是本发明的主题，详细说明就不再重复了。至于准直透镜17、斜坡反射镜18和物镜20，与在现有技术中说明的是一样的。
图1b是说明使用别的光源的例子的说明图。在图1b中，29是双波长光学部件，由内含不同的波长的2个半导体激光器的2个光源、受光器件和光学构件构成。在低密度光盘(例如长波长CD)51的记录再生中，使用长波长的半导体激光器，在高密度光盘(例如短波长DVD)52的记录再生中，使用短波长半导体激光器。与图1a比较，由于可以省略BS26，故可以实现更为简单的构成。此外，液晶器件25的配置条件与图1a的情况是一样的。
图1c是说明使用图1a的另外的光源的例子的说明图。在图1c中，29是上边所说的双波长光学部件。在图1c中，34是反射镜，反射短波长的光，配置为使得该反射光以所希望的角度向光束整形透镜35入射。35是光束整形透镜，具有入射面35a和反射面35b。36是分束器(BS)。图1c中的构成，具有反射长波长的光，透过短波长的光的功能。
在以上的构成中，长波长的射出光(用虚线表示光学路径)被BS36反射，经由斜坡反射镜18、液晶器件25和物镜20，向低密度光盘(例如，长波长CD)51入射。反射光则经由相反的顺序，用双波长光学部件29检测。另一方面，短波长的射出光(用点划线表示)则透过BS36被反射镜34反射。然后入射到光束整形透镜35的入射面35a上进行折射。折射光再被反射面35b反射，再次在入射面35处进行折射，从光束整形透镜35射出。然后，再透过BS36，经由斜坡反射镜18、液晶器件25和物镜20向高密度光盘(例如，短波长DVD)52入射。反射光则经由相反的顺序，用双波长光学部件29检测。这时，若把图1c所示的光源配置为与光盘51、52的面平行，则双波长光学部件29的短波长出射光具有可以更为均一调整其半径方向(径向方向)的强度分布的效果。此外，液晶器件25的配置条件与图1a的情况是一样的。
图2是本发明的实施例1中的液晶器件的电极图形的构成图。在图2中，实线的圆表示透过液晶器件的高密度光盘(例如短波长DVD)的光束圆周，内侧为虚线的圆表示透过液晶器件的低密度光盘(例如长波长CD)的光束圆周。1是基准电压区域，在低密度光盘的光束圆周的内侧具有2、3、4、5这4个区域，在低密度光盘的光束圆周的外侧具有6、7、8、9这4个区域。
低密度光盘的光束圆周的内侧的区域2与3和区域4与5分别被配置为，跨着光束圆周的中心线相对置，在区域2的周围构成区域3，在区域4的周围构成区域5。低密度光盘的光束圆周的外侧的4个区域6、7、8、9并行地配置在与要进行修正的光盘的倾斜方向相同的方向上。即，在图2的情况下，由于与横轴R方向并行，故该液晶器件25可以进行图1中的径向方向R的倾斜修正。
用具有以上那样的电极图形的区域的液晶器件对光盘的倾斜修正的内容进行说明。以加在区域1上的电压为基准，向区域2、3、6和9以及区域4、5、7和8加上相反极性的电压。在使加到区域2、9、4和8上的电压的绝对值相等，使加到区域3、6、5和7上的电压相等的同时，把加到区域2、9、4和8上的电压控制为比加到区域3、6、5和7上的电压高。
其次，说明液晶器件的区域与施加电压之间的关系。图3是说明图2的液晶器件25的施加电压的说明图。在图3中，液晶器件25由于与图2相同，故对于区域的配置和符号，省略重复说明。此外，施加电压为整个电压V(AC有效值电压)分割成4个台阶生成从V1到V4，各分割电压的端子分别设为从A到E。端子A的电压加到区域2和9，端子B的电压加到区域3和6，端子C的电压加到区域5和7，端子D的电压加到区域4和8。图3取代区域标号进行表示的这样连接起来的状态。
此外，把整个电压V(AC有效电压)设定在对于透过光来说，根据施加电压使整个液晶器件线性地发生相位变化的电压范围内。因此，当把整个电压设定为例如5V，则如上所述，把端子C用做基准电压时，端子C的电压就将成为整个电压的中点，端子AC间电压和端子CD间电压，将变成为绝对值相等极性相反的电压。此外，更为理想地说，各个端子间的相对电压，若设端子AB间为V1，以下与此同样，设为从V2到V4，则将设定为
V1＝-V4＝(1/2)V2＝-(1/2)V3
上述设定条件，示出了使整个电压V恒定，使电阻值变化以使各个端子间的相对电压V1到V4变化的例子。或者，既可以作成为使整个电压V可变(例如从0V到5V)以使相位变化的控制方法，也可以设置中性点使整个电压V的相位变化。另外，还可以把这些方式组合起来。
这时，在各个区域的透过光内将产生与所施加的电压对应的相位差，降低因光盘的倾斜而发生的波面象差，因而进行了倾斜修正。高密度光盘的倾斜，可以借助于在9个整个区域中的透过光的相位差的发生进行修正，而低密度光盘的倾斜则可以借助于在低密度光盘的光束圆周的内侧的1、2、3、4、5这5个区域的透过光的相位差进行修正。另外，施加电压量，要根据光盘的倾斜量进行比例控制。
即，利用液晶器件的折射率与所施加电压成比例地变化(增加)的事实，使得对在光学系统中产生的倾斜进行逆修正那样地，根据倾斜量对加在液晶器件上的电压进行比例控制。由于所增加的折射率将变成为等效地增加了光路长度，故采用根据施加电压进行比例控制的办法，就可以对在光学系统中产生的倾斜进行逆修正。
图4示出了对用液晶器件施行了光盘的倾斜修正的波面象差。在图4中，作为倾斜修正的一个例子，示出了由DVD光盘的倾斜量0.6度引起的波面象差分布，和用本发明的液晶器件进行的倾斜修正后的波面象差分布。虚线的曲线是对倾斜量0.6度未进行修正的情况下的波面象差分布。
另一方面，实线示出了本发明的倾斜修正(相位修正)的效果。另外，横轴示出的是把物镜的中心定为0mm，从中心朝向外周在半径方向上移动的情况。纵轴是相位差，理想地是一条相位差为0nm的平坦的曲线。如图所示，在物镜的中央部分与周边部分处可以看到显著的相位差改善效果。
图5a示出了本发明的一个实施例中的液晶器件的构造。在图5a中，10是液晶，是被玻璃基板11和玻璃基板12夹在中间的构造。不言而喻，玻璃基板11、12形成图2所示的电极图形，给各个电极图形加上图3所示的电压，这些与以上所说明的是一样的。
另外也可以根据要进行修正的倾斜方向，使液晶的电极图形彼此垂直地粘贴起来作成双层构成。例如，通过使磁道方向(光盘的半径方向)与图形切线方向(磁道的切线方向)进行组合，就可以进行全方位的倾斜修正。
这样一来，就可以进行具有不同的记录密度的光盘的倾斜修正。特别是在高密度光盘的情况下，由于记录再生性能会强烈地受到倾斜的影响，故可以采用用液晶器件进行倾斜修正的办法来扩大对光盘的倾斜允许量。
此外，由于可以通过对光学系统或支持光学系统的机构系统的组装和调整精度进行倾斜修正进行修正，故可以提供可以降低组装和调整精度和削减组装和调整工时的光拾波装置。因此，使用本发明的光拾波装置的光盘装置，可以提高应对不同的记录密度的光盘的功能，同时，还可以对降低价格作出贡献。
(实施例2)
其次，用图6对实施例2进行说明。图6是本发明的实施例2的液晶器件的电极图形的构成图。在图6中，基准电压区与和低密度光盘的光束圆周的内侧的4个区域2、3、4、5，由于与实施例1是一样的。故赋予同一标号并省略说明。在低密度光盘的光束圆周的外侧，有31、32两个区域。图中的实线的圆表示透过液晶器件的高密度光盘(例如DVD)的光束圆周，虚线的圆表示透过液晶器件的低密度光盘(例如CD)的光束圆周。区域31和32，是通过基准电压区域分别加上与区域3和5同值的电压的区域。至于对于以上的区域构成的电压的施加及其倾斜修正的作用，由于与在上边所说的实施例1中说明的内容是同样的，故省略其说明。
(实施例3)
其次，用图7对本发明的实施例3进行说明。图7是本发明的实施例3的液晶器件的电极图形的构成图。在图7中，实线的圆表示透过液晶器件的高密度光盘(例如DVD)的光束圆周，虚线的圆表示透过液晶器件的低密度光盘(例如CD)的光束圆周。由基准电压区域1和低密度光盘的光束圆周的内侧的4个区域2、3、4、5这5个区域构成。至于对于以上的区域构成的电压的施加及其倾斜修正的作用，由于与在上边所说的实施例1中说明的内容是同样的，故省略其说明。
如上所述，倘采用本发明，就可以进行两种记录密度不同的光盘的倾斜修正，可以提供可以扩大对光盘的倾斜允许量，进而可以降低组装和调整精度并削减组装和调整工时的光拾波装置。因而，可以提高使用本发明的光拾波装置的光盘装置的光盘的功能，还可以对降低成本作出贡献。

Claims (15)

1.一种光拾波装置，是把物镜和液晶器件组合起来对记录密度不同的光盘记录再生的光拾波装置，其特征是：
上述液晶器件共有5个区域，即，分割成
分别配置在低密度光盘用小光束圆周之内的半圆的中心部分上的第2区域和第3区域，
分别配置为是上述第2区域和上述第3区域的外周部分、且在上述小光束圆周的大体为半圆部分上分别包含上述第2、第3区域的第4区域和第5区域，以及
是除上述第2区域到上述第5区域之外的剩余区域、且含有直径的第1区域，
含于上述第1区域中直径方向被配置为与想要进行修正的方向相同。
2.权利要求1所述的光拾波装置，其特征是：相对于含于上述第1区域内的直径方向，上述第2区域和上述第3区域、及上述第4区域和第5区域分别被配置成相对置。
3.权利要求1或2所述的光拾波装置，其特征是：
具有电压施加装置，用来产生下述电压：基准电压；与上述基准电压具有规定的电位差的第1电压；与上述第1电压绝对值相等极性相反的第2电压；绝对值比上述第1电压大的第3电压；与上述第3电压绝对值相等极性相反的第4电压，且
把上述基准电压加到上述第1区域上，把上述第1电压加到上述第4区域上，把上述第2电压加到上述第5区域上，把上述第3电压加到上述第2区域上，把上述第4电压加到上述第3区域上。
4.权利要求1到3中的任何一项所述的光拾波装置，其特征是：用两块上述液晶器件，在使含于上述第1区域内的直径的方向彼此垂直的方向上粘贴起来构成。
5.一种光盘装置，其特征是：使用权利要求1到4中的任何一项所述的光拾波装置。
6.一种光拾波装置，是把物镜和液晶器件组合起来对记录密度不同的光盘记录再生的光拾波装置，其特征是：
上述液晶器件共有7个区域，即，分割成
分别配置在低密度光盘用小光束圆周之内的半圆的中心部分上的第2区域和第3区域，
分别配置为是上述第2区域和上述第3区域的外周部分、且在上述小光束圆周的大体为半圆部分上分别包含上述第2、第3区域的第4区域和第5区域，
被配置为是上述第4区域和上述第5区域的外周部分，且在上述小光束圆周的外周部分与高密度光盘用大光束圆周之间的大体为半周的部分上的第6区域和第7区域，以及
是除从上述第2区域到上述第7区域之外的剩余区域，且含有直径的第1区域，
含于上述第1区域中的直径方向被配置为与想要进行修正的方向相同。
7.权利要求6所述的光拾波装置，其特征是：相对于含于上述第1区域内的直径方向，上述第2区域和上述第3区域、上述第4区域和第5区域、及上述第6区域和第7区域，分别被配置成相对置。
8.权利要求6或7所述的光拾波装置，其特征是：
具有电压施加装置，用来产生下述电压：基准电压；与上述基准电压具有规定的电位差的第1电压；与上述第1电压绝对值相等极性相反的第2电压；绝对值比上述第1电压大的第3电压；与上述第3电压绝对值相等极性相反的第4电压，
把上述基准电压加到上述第1区域上，把上述第1电压加到上述第4区域和上述第6区域上，把上述第2电压加到上述第5区域和上述第7区域上，把上述第3电压加到上述第2区域上，把上述第4电压加到上述第3区域上。
9.权利要求6到8中的任何一项所述的光拾波装置，其特征是：用两块上述液晶器件，在使含于上述第1区域内的直径的方向彼此垂直的方向上粘贴起来构成。
10.一种光盘装置，其特征是：使用权利要求6到9中的任何一项所述的光拾波装置。
11.一种光拾波装置，是把物镜和液晶器件组合起来对记录密度不同的光盘记录再生的光拾波装置，其特征是：
上述液晶器件共有9个区域，即，分割成
分别配置在低密度光盘用小光束圆周内的半圆的中心部分上的第2区域和第3区域，
配置为是上述第2区域和上述第3区域的外周部分、且在上述小光束圆周的大体为半圆部分上分别包含上述第2、第3区域的第4区域和第5区域，
是上述第4区域和上述第5区域的外周部分、且配置在上述小光束圆周的外周部分与高密度光盘用大光束圆周之间的大体为半周的部分上的第6区域和第7区域，
在包含上述大光束圆周区域的大体为半周的部分上配置的第8区域和第9区域，以及
是除了上述第2区域到上述第9区域之外的剩余区域，且含有直径的第1区域，
含于上述第1区域中的直径方向被配置在与想要进行修正的方向相同。
12.权利要求11所述的光拾波装置，其特征是：相对于含于上述第1区域内的直径方向，上述第2区域和上述第3区域、上述第4区域和第5区域、上述第6区域和第7区域、及上述第8区域和上述第9区域，配置成对置。
13.权利要求11或12所述的光拾波装置，其特征在于：
具有电压施加装置，用来产生下述电压：基准电压；与上述基准电压具有规定的电位差的第1电压；与上述第1电压绝对值相等极性相反的第2电压；绝对值比上述第1电压大的第3电压；与上述第3电压绝对值相等极性相反的第4电压，且
把上述基准电压加到上述第1区域上，把上述第1电压加到上述第4区域和上述第6区域上，把上述第2电压加到上述第5区域和上述第7区域上，把上述第3电压加到上述第2区域和上述第9区域上，把上述第4电压加到上述第3区域和上述第8区域上。
14.权利要求11到13中的任何一项所述的光拾波装置，其特征是：用两块上述液晶器件，在使含于上述第1区域内的直径方向彼此垂直的方向上粘贴起来构成。
15.一种光盘装置，其特征是：使用权利要求11到13中的任何一项所述的光拾波装置。
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