CN1802700A - 物镜、光学拾取装置和光盘装置 - Google Patents

物镜、光学拾取装置和光盘装置 Download PDF

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CN1802700A CN 200480016091 CN200480016091A CN1802700A CN 1802700 A CN1802700 A CN 1802700A CN 200480016091 CN200480016091 CN 200480016091 CN 200480016091 A CN200480016091 A CN 200480016091A CN 1802700 A CN1802700 A CN 1802700A
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Abstract

本发明提供了一种光学拾取装置和光盘装置,它们能够实现以下的至少一点:减小厚度,减小尺寸,以及即使在使用包括蓝色激光器的不同波长激光器的情况下也能抑制特性劣化。光学拾取装置包括多个波长的光源;被构造用于使得从所述光源发出的光的至少一部分经过相同的光路的单元;以及聚焦单元。所述聚焦单元至少包括第一和第二部分,第一部分聚焦与第二聚焦部分所聚焦的光波长不同的光。

Description

物镜、光学拾取装置和光盘装置
技术领域
本发明涉及用于对诸如DVD的高密度记录盘以及诸如CD盘(compactdisk)的光盘进行记录和再现的物镜、光学拾取装置和光盘装置。
背景技术
在光盘装置中,已经使用了发射例如红外激光束或红色激光束的长波长激光束的激光二极管。最近,与如JP-A-11-224436、JP-A-2000-123394以及JP-A-10-334494使用各种激光束的情况相比,通过使用蓝色激光束实现了更高密度的记录。
但是,在用于记录和再现对应于蓝色激光束的光盘的视频记录器中,装置本身的尺寸非常大。因此,即使是将蓝色激光用于光学系统,也可以通过使用诸如扩束器之类的装置容易地实现光学设计。此外,同样在能够对对应于蓝色激光和光盘和对应于红色激光的光盘两者实现记录和再现的情况下,因为装置非常大,从而可以在装置中构建对应于多个波长的独立光学系统,所以不存在问题。
然而,在能够对具有不同波长的两个光盘实现记录和再现中的至少一者并且被结合在诸如笔记本电脑的电子装置中的相对较薄、较小的光盘驱动装置中,不能设置对应于蓝色激光束、红外激光束和红色激光束的每一个的光学系统。此外,蓝色激光束具有比其它激光束更大的球差,用普通光学系统很难处理蓝色激光束。此外,光学系统的集成会降低光学性能。此外,如果在传统的光学拾取致动器移动部件中惯性中心和推力中心(thrust center)没有设计成一致,则当驱动线圈被在高频区中被驱动时,会产生较大的AC倾侧(tilt)。从而,传统光学拾取装置的可靠性被显著降低。
因此,在传统光学拾取致动器移动部件中惯性中心和推力中心被设计成一致,使得传统光学拾取致动器移动部件中的滚动谐振点上产生的AC倾侧减小。但是,在传统光学拾取致动器移动部件中惯性中心和推力中心彼此一致。因此,传统光学拾取致动器移动部件中的物镜保持筒的形状受到限制,并且妨碍增加光学拾取致动器移动部件的刚性。
另一方面,在用于产生推力(聚焦或寻道)的线圈中,线圈有效长度要减小,以使得作为其推力中心的线圈驱动点位置成为光学拾取致动器移动部件的惯性中心。从而,减小推力,即降低灵敏度。在JP-A-2001-23202中公开的光学拾取致动器移动部件中,增加了质量平衡,导致惯性中心和推力中心彼此重合。增加额外的质量平衡减小了光学拾取致动器移动部件的刚性,而且还增加了光学拾取致动器移动部件的重量,导致推力减小。
此外,增加质量平衡还增加了部件和组件的成本。此外,在传统光学拾取装置和传统光盘装置中,使一部分用于记录和再现的光束进入监测器,以便测量光的量。但是,这种方法在光学可用性上较差,而且带来杂散光。另外,传统上对光量的测量的执行是在使得从光学单元发出的光不改变光强分布的情况下被测量。该方法在信号灵敏度方面较差,而且在写入和读出信息的准确性上较差。
发明内容
本发明解决了传统技术中的问题,并且本发明的一个目的是提供一种光学拾取装置和光盘装置,它们能够实现以下的至少一点:减小厚度,减小尺寸,以及抑制由于包括蓝色激光束的具有不同波长的激光束造成的特性劣化。
此外,一个目的是提供一种光学拾取装置和光盘装置,它们能够在推力中心和惯性中心没有设计成一致的光学拾取致动器中实现高刚性和高灵敏度,并且可以实现低成本,以及高可靠性。
本发明目的在于提供能够根据从光学单元发出的光实现以下的至少一点的光学拾取装置:减小厚度,减小尺寸,提高光利用率,提高信号灵敏度等。
权利要求1所述的本发明是一种光学拾取装置,其包括:一第一光学单元,其发射第一波长的光;一第二光学单元,其发射波长比所述第一波长长的至少一个或更多波长的光;一光接收部件,其接收从一光盘反射的光;一校正部件,其校正所述第一波长的球差;一光学部件,其将所述第一波长的光和所述的波长比第一波长长的光引导至大致相同的一光路上;以及一聚焦部件,其聚焦来自所述光学部件的光,其中,从所述第一光学单元发出的第一波长的光穿过所述校正部件和光学部件,然后被所述聚焦部件聚焦并照射到光盘上,同时在光盘上反射的所述第一波长的光穿过所述聚焦部件、光学部件和校正部件,然后进入所述光接收元件。由此,简化了结构,以减小尺寸和厚度。
权利要求2所述的本发明是如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述第一光学单元安装有至少一个激光二极管,而所述第二光学单元独立安装有多个激光二极管或者安装有在一个构件中具有多个发光层的激光二极管。可以简化结构,以减小尺寸和厚度。
权利要求3所述的本发明是如权利要求2所述的光学拾取装置,其中,所述安装在第一光学单元中的激光二极管发射从大致蓝色至大致蓝紫色的光,而所述安装在第二光学单元中的激光二极管发射从大致红外至大致红色的光。可以对与高密度记录兼容的光盘以及具有传统记录密度的光盘,实现数据记录和再现中的至少一者。
附图说明
图1是示出本发明一实施例中的光学拾取器的平面图。
图2是示出本发明所述实施例中的光学拾取器的侧视图。
图3是示出本发明所述实施例中的光学拾取器的局部放大图。
图4是示出本发明所述实施例中的光学拾取器的局部放大图。
图5是示出本发明所述实施例中的光学拾取器中使用的像差校正镜的视图。
图6是示出本发明所述实施例中的光学拾取器中使用的像差校正镜的视图。
图7是示出本发明所述实施例中的光学拾取器中使用的像差校正镜的视图。
图8是示出本发明所述实施例中的光学拾取器中使用的像差校正镜的视图。
图9是示出本发明所述实施例中的光学拾取装置的致动器的正视图。
图10是示出本发明所述实施例中的光学拾取装置的致动器的剖面图。
图11是示出本发明所述实施例中的光学拾取装置的致动器的正视图。
图12是示出本发明所述实施例中的光学拾取装置的致动器的剖面图。
图13是示出根据本发明一实施例的光学拾取装置的平面图。
图14是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的侧视图。
图15是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
图16是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
图17是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图18是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图19是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图20是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图21是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的正视图。
图22是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的剖面图。
图23是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的正视图。
图24是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的剖面图。
图25是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的透视图。
图26是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的平面图。
图27是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的主要部分的剖面图。
图28是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的移动部件的平面图。
图29是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的移动部件的正视图。
图30是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的移动部件的后视图。
图31是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的移动部件的平面图。
图32是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的致动器的移动部件的正视图。
图33是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件在聚焦方向上的位移的传递函数的伯德图。
图34是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件在寻道方向上的位移的传递函数的伯德图。
图35是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件中的AC倾侧特性的图表。
图36是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件在盘的径向方向上的DC倾侧特性的图表。
图37是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件在盘的旋转方向上的DC倾侧特性的图表。
图38是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的物镜保持筒的透视图。
图39是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器5的移动部件的正视图。
图40是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器5的移动部件的平面图。
图41是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器5的移动部件的主要部分的剖面图。
图42是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器5的移动部件的平面图。
图43是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的物镜和物镜定位架(spacer)的分解透视图。
图44是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的物镜和物镜定位架的组件的透视图。
图45是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器5的移动部件的主要部分的剖面图。
图46是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的两个提升镜(rising mirror)的透视图。
图47是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的主要部分的剖面图。
图48是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器5的移动部件的主要部分的剖面图。
图49是材料特性表,用于说明根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的材料。
图50是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的透视图。
图51是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的透视图。
图52是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的组件的分解透视图。
图53是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中的线圈的视图。
图54是示出根据本发明一实施例的光学拾取装置的平面图。
图55是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的侧视图。
图56是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
图57是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
图58是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图59是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图60是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图61是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的像差校正镜的视图。
图62是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的致动器的正视图。
图63是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的致动器的剖面图。
图64是示出传统光学拾取装置的光学布置的示意图。
图65是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的光学布置的示意图。
图66是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器(rim filter)的视图。
图67是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器的视图。
图68是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器的视图。
图69是示出用于生产根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器的视图。
图70是示出用于生产根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器的视图。
图71是示出用于生产根据本发明所述实施例的光学拾取装置中使用的边缘滤波器的视图。
图72是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
图73是示出根据本发明所述实施例的光学拾取装置的局部放大图。
具体实施方式
(实施例1)
以下将参照附图说明根据本发明实施例1的光学拾取装置。图1是示出本发明一实施例中的光学拾取装置的平面图,而图2是示出本发明所述实施例的光学拾取装置的侧视图。图1和2中,1表示光盘。光盘1能够通过照射光进行信息记录和再现中的至少一者。具体而言,光盘1适合使用专用于再现信息的CD-ROM盘、DVD-ROM盘等,或者除了再现信息以外还用于记录/擦除信息的DVD-RW盘、DVD-RAM盘等。同时,光盘1可以使用以下结构:具有记录层用于利用近红色部分的光进行记录和再现信息中的至少一者的结构、具有记录层用于利用近红外部分的光进行记录和再现信息中的至少一者的结构、或具有记录层用于利用近蓝色至蓝紫色(blue-purple)部分的光进行记录和再现信息中的至少一者的结构。此外,光盘1尽管可以使用任何直径的盘形,但是适于使用直径优选在3-12cm的盘形。
2表示用于旋转光盘1的主轴电机。主轴电机2设置有卡盘部件(未示出),用于支撑光盘1。主轴电机2可以以恒定角速度或可变角速度旋转光盘1。如何将角速度控制为恒定或可变的是由通过主轴电机驱动装置和光盘装置控制部分(未示出)根据其状态进行切换而决定。顺便提一句,该实施例尽管使用主轴电机2作为光盘1的旋转驱动装置,但是也可以利用其它类型的电机或装置进行旋转驱动。
3表示光学拾取器,其用于通过将光照射到光盘1上将信息记录到光盘1上以及从光盘1再现信息。
4表示用作光学拾取器3的底座的托架。5表示光学拾取致动器,该致动器用来近似三维地移动物镜(以后将说明)。托架4至少由支撑轴6、引导轴7支持,以便能够在光盘1的内围和外围之间移动。同时,托架4上安装有光学拾取致动器5和光学部件或光源。
8表示具有蓝紫激光器部分81和光接收元件部分82的集成器件,其细节将利用图3来说明。激光器部分81具有用于产生405nm激光的激光二极管81a。激光二极管81a布置在由底座81c和罩81b构成的封闭空间中。
顺便提一下,该实施例尽管使用发射蓝紫部分的光的激光二极管81a,但是也可以采用发射蓝色到紫红色(purple)部分的光的激光二极管。顺便提一下,用于发射这样的短波长激光的激光二极管适合采用以下结构,即具有一添加了铟等的发光层的GaN活性层,该活性层夹在基于掺杂有p型杂质的GaN的p型层和基于掺杂有n型杂质的GaN的n型层之间。其适合使用所谓氮化物半导体激光器。
同时,底座81c具有垂直于其延伸的多个端子81d。端子81d由接地端子、用于向激光二极管81a提供电流的端子等构成。
同时,罩81b设置由玻璃等的开孔(未示出),使得光能够穿过该开孔进出。透明板(未示出)通过结合(bonding)之类的技术以封闭开孔的方式设置在罩81b上。83是通过结合之类的技术在罩81b的开孔之上直接附接于罩81b的棱镜。该棱镜允许从激光二极管81a发射出的激光84通过,将其改变为朝向光盘1的照射光,并且将来自光盘1的返回光引导到光接收元件部分82。棱镜83设置有衍射光栅(未示出),用于监测激光84。此外,设置有用于在被引导至光接收元件部分82的位置处对波长405nm的激光84进行分束的衍射光栅。这使得能够进行聚焦检测、寻道检测、球差检测、记录在光盘1上的信号的检测、以及控制信号的提取。顺便提一下,在该实施例中,一透明罩构件83a设置在棱镜83和罩81b之间。该罩构件83a通过结合之类的技术直接结合在罩81b上。棱镜83具有倾斜表面83c-83e,这些倾斜表面设置成彼此近似平行。在倾斜表面83c-83e上,布置了包括分束器膜和全息图的光学元件。倾斜表面83c-83e等同于透明玻璃块或树脂块之间的接合面。尽管该实施例设置了三个倾斜表面,但是数量可以是一个或者多个。顺便提一下,在该实施例中,尽管激光器部分81构造成设置在罩81b中的开孔被未示出的透明板封闭,从而在由罩81b和底座81c构建的空间中填充惰性气体,但是,替代用未示出的透明板封闭所述开孔,该开孔也可以由罩构件83a封闭。同时,用于形成三个光束的衍射光栅(未示出)根据需要被构造在罩构件83a上以及在棱镜83上靠近激光器部分81的一侧。除了衍射光栅以外,罩构件83a可以集成或设置于其它光学部件。要设置在罩构件83a上的衍射光栅适合采用以下结构:用于使从激光二极管81a发射出的光的强度分布不均匀的结构(例如,用于减少光点中心处的发光而增加其外围处的发光的结构);用于将一部分光引导至不同于朝向光盘1方向的方向以便利用被引导的光作为监测光的结构等等。此外,在棱镜83通过结合之类的技术被附接在罩构件83a的情况下,可以缓和在倾斜表面83c-83e中造成的向作为接合面的倾斜表面83c-83e的外侧突出的粘附物或凹入部分。也就是说,由于光学设计等的缘故,如果从激光二极管81a发射的光照射在如上所述形成于倾斜表面83c-83e的外表面的内凹部分或外凸部分上,则可能影响记录/再现特性。
因此,在靠近激光二极管81a的一侧在棱镜83上设置罩构件83a使得即使在形成这样的内凹或外凸部分的情况下,也可以缓和该凹凸情况,从而防止记录特性变差。此外,替代用罩构件83a封闭开孔的结构,罩构件83a可以被省略,以直接由棱镜83封闭开孔。
顺便提一下,该实施例被构造成气密密封激光器部分81的内部。但是,可以不同于光出射端口,设置一个穿过罩81b的端口,以使激光器部分81的内部处于不封闭状态。这样的结构可以防止设置在激光器部分81的出射端口处的光学元件等变模糊(clouding)。
光接收元件部分82具有光接收元件82,其由包括一透明构件的壳体82b覆盖。此外,一电连接至光接收元件82a的端子82c从壳体82b延伸到壳体82b外。85表示联接构件,它是将激光器部分81与光接收元件部分82对准的构件。光接收元件部分82的端子82c与柔性板(未示出)连接。柔性板通过焊料等被结合至一激光器柔性板9。
10表示具有红色和红外激光器部分101和光接收元件部分102的集成器件,将参照图4来对其进行说明。在激光器部分101中,设置了用于发射波长近似为660nm的激光的激光二极管103和用于发射波长近似为780nm的激光的激光二极管104。激光二极管103、104布置在由底座101a和罩101构建的封闭空间中。
顺便提一下,在该实施例中,激光二极管103、104分别布置在封闭空间中,作为彼此不同的光发射器单元。或者,可以在一个光发射器单元中设置多个发光层,将该光发射器单元布置在封闭空间中。同时,该实施例安装波长不同的两个激光二极管。或者,可以在封闭空间中设置三个或更多波长不同的激光二极管。
同时,在底座101a上垂直设置多个端子101c。端子101c由接地端子、用于向激光二极管103、104提供电流的端子、用于监测光的输出端子构成。同时,罩101b设置有一开孔(未示出),使得光能够穿过该开孔进出。通过例如结合之类的技术以封闭所述开孔的方式设置例如由玻璃制成的一透明板(未示出)。105表示一棱镜,其允许激光106透射,并且将返回光引导至光接收元件部分102。棱镜105设置有衍射光栅(未示出),用于监测激光106。此外,设置了用于在被引导靠近光接收元件102的位置对波长为780nm或660nm的激光106进行分束的衍射光栅(未示出)。这使得能够进行聚焦检测、寻道检测、和对记录在光盘1上的信号和控制信号等的检测。棱镜105具有设置成彼此近似平行地倾斜的倾斜表面105a-105c。在倾斜表面105a-105c上,布置了包括分束器膜和全息图的光学元件。倾斜表面105a-105c等同于透明玻璃块或树脂块之间的接合面。顺便提一下,在该实施例中,尽管设置了三个倾斜表面,但是其数量也可以设置成一个或者多个。
107表示用于660nm或780nm波长的偏振-全息衍射光栅,其设置成由棱镜105隔开,从而能够进行寻道检测和对记录在光盘1上的信号的检测。同时,当偏振-全息元件107作用于波长660nm时,对具有波长780nm的激光的影响较小。同时,当作用在波长780nm时,其对波长660nm的激光影响较小。同时,根据需要在靠近激光器部分101一侧在棱镜105上形成衍射光栅(未示出)。这样,设置了利用偏振光的三光束衍射光栅,例如,便于防止一个激光波长受到另一个波长的影响。108表示具有合束功能的衍射光栅,使其不作用于波长660nm,而作用于波长780nm。使得波长780nm的视在虚拟发光点(apparent virtual light-emitting point)与波长660nm的虚拟发光点重合。同时,衍射光栅109除了具有合束器功能以外还是可透光的。
衍射光栅109由多个彼此层叠的板构件构造而成。一光栅设置在所述多个板构件中的至少一个上。同时,衍射光栅109通过诸如结合的技术以封闭罩101b的开孔的方式直接结合在罩101b上。顺便提一下,在本实施例中,作为罩101b的光出射端口的开孔被透明板封闭。但是,通过不使用透明板而由衍射光栅109本身封闭该开孔,就不需要透明板了,从而简化了结构。
顺便提一下,在该实施例中,激光器部分101构造成在其内部被封闭。但是,可以穿过罩101b设置不同于光出射端口的一端口,以使激光器部分101的内部处于不封闭状态。这样的结构可以防止设置在激光器部分101的出射端口处的光学部件等变模糊。
从激光二极管103、104中任何一个发射出的光穿过壳体101b的开孔,并通过衍射光栅109、棱镜105和偏振-全息衍射光栅107被引导至光盘1。在光盘1上反射的光穿过偏振-全息衍射光栅107和棱镜105,然后被引导至光接收元件部分102。此时,在棱镜105中,来自光盘1的反射光在倾斜表面105a和倾斜表面105b之间被反射,进入光接收元件部分102,所述光接收元件102位于激光器部分101和偏振-全息衍射光栅107之间连线的侧向。
光接收元件部分102具有光接收元件102a,所述光接收元件用包括一透明构件的壳体102b覆盖。此外,与光接收元件102a电连接的端子102c从壳体102b延伸至壳体102b外。
光接收元件部分102的端子102c与一柔性板(未示出)连接,所述柔性板通过焊料等结合至激光器柔性板9。
11表示用于波长405nm的准直透镜,其用来将从激光器部分81输出的扩散的激光改变成近似准直光。同时,准直透镜11具有校正由于波长变化、温度变化等的影响造成的色差的作用。12表示光束成形棱镜,其用于将激光84的强度分布校正成近似圆形。13表示临界角棱镜,其用来分离激光84。14表示像差校正镜,其用于校正由于光盘1的厚度误差等造成的球差。
这里,将参照图5至8说明像差校正镜。
图5(a)-5(c)分别是根据本实施例的光学拾取器中使用的像差校正镜的示意性平面图(最上方平面)、沿虚线A-B的剖面图和平面视图(最下方平面)的剖面图。在基片15上形成下电极16、压电构件17、上电极18、19和弹性构件20。基片15在背面(图中的下方)具有一圆形腔21,形成一反射膜22。下电极16被构图,并延伸至电极极板(electrode pad)23。类似地,上电极18、19被构图,并分别延伸至电极极板24、25。
图6示出上电极18、19的结构。上电极18、19通过绝缘体部分26被彼此绝缘。在该示例中,上电极18是圆形的,并且上电极19制造成与上电极18同心的圆环电极。一接线从上电极18延伸并连接至电极极板24。类似地,一接线从上电极19延伸至电极极板25。顺便提一下,在该实施例中,尽管分开出两个电极,上电极18、19,但是也可以分开成三个或者更多电极。此外,在该实施例中,上电极18、19构造成圆形外形,但是它们也可以是方形、边数比矩形更多的多边形或者三角形。
图7示出下电极的结构。下电极16与上电极18、19一起作用,将压电构件17夹在其中。此外,下电极16被接线至电极极板23。在图8中,示出了在上述结构中,下电极16接地而上电极18、19被分别施以正电压和负电压的情况下,反射膜22的位移轮廓(a)和位移图解(b)。在图中,C、C’和D、D’分别对应于绝缘体部分26和腔21的外围位置。D、D’的位置对应于腔21的外围,其中该外围受约束,因此位移为零。位移在对应于C-D、C’-D’的圆环区域中向下凸出,而在对应于直径C-C’的区域中相对于边界C、C’表现出向上凸出。尽管在校正球差中通常需要非球面形式,C-C’中的弯曲表面形式确实是非球面形式。因而,本发明利用C-C’中的弯曲表面区域,即反射膜22与上电极18的形式或其内部对应的部分。因此,像差校正镜是一个能够实现相当准确的像差校正的功能部件。顺便提一下,尽管该实施例设置了使用由膜形成的压电构件17的像差校正镜,但是该像差校正镜也可以用块形压电构件构造而成。或者,像差校正镜可以使用其它移位构件来驱动。同时,可以通过在不使用压电构件17的情况下将多个透镜组合在一起并移动所述多个透镜中的至少一个来校正球差。
现在,27表示分束器,其用来对从集成器件8和集成器件10中发射出的激光84和激光106进行分束和合束。28表示用于波长660nm和780nm的准直透镜,其用来将从激光器部分101输出的扩散的激光改变成近似准直的光。同时,它可以提供校正由于波长改变、温度变化等影响造成的色差。
29表示具有负放大率的凹透镜,而30表示具有正放大率的凸透镜。通过将凹透镜29和凸透镜30组合在一起,将激光84和106放大成希望的光束直径。31表示直立棱镜(erecting prism),其具有形成有一电介质多层膜的第一表面311,所述电介质多层膜具有反射波长为660nm和780nm的激光106的功能和透射波长405nm的功能。同时,一第二表面312适于反射波长405nm。32表示用于对应于波长660nm的光盘(DVD)1的物镜。这是一个能够将准直光聚焦到对应于波长780nm的光盘(CD)1上的物镜。33表示在希望的记录点处用于对应于波长405nm的光盘(蓝光或AOD)的物镜。在该实施例中,物镜32布置在主轴电机的中心位置,而物镜33布置在相对于物镜32与凸透镜30相对的一侧上,即布置于光盘1的切线上。同时,物镜33被构造成在厚度上大于物镜32。利用使得从光源发出的光在第一表面311首先提升波长相对较长的光,然后在穿过第一表面311之后在第二表面312提升波长相对较短的光的布置,即,使得对应于较长波长的物镜32布置成更靠近激光器部分81、101,而物镜33设置在比物镜32更远的位置,这可以增加在光进入提升棱镜之前经过的路径,从而方便光学设计。
但是,在直立棱镜31构造成在第一表面311处透射波长660nm或780nm的激光106而反射波长405nm的激光84并且在第二表面312处反射波长660nm或780nm的激光106的情况下,物镜33可以在结构上布置成相对于物镜32靠近激光器部分一侧(见图11和12)。这种结构,尽管一定程度上增加了物镜保持筒的尺寸,但是它能够增加寻道线圈39和寻道磁体47之间的间隙,从而寻道线圈39和寻道磁体47中的至少一者可以在尺寸等方面得以增大。可以获得充分驱动物镜32、33的驱动力,从而实现高速存取。
34表示用于实现与CD或DVD光盘相适应所需的数值孔径的小孔滤波器,这是通过电介质多层膜、全息开孔等实现的。同时,小孔滤波器34与对应于波长660nm或780nm的四分之一波片一体形成,以便在输入路径和输出路径之间在偏振方向上提供近似90度偏振。35表示用于波长405nm的四分之一波片,以便在输入路径和输出路径之间在偏振方向上提供近似90度的偏振。四分之一波片34、35可以布置在波长405nm、660nm和780nm之间共用的通路上。
现在将参照图9和10说明支持物镜32和34的致动器。图9是示出本发明一实施例中的光学拾取器的致动器的正视图,而图10示出了其剖面图。
在图9中,36为物镜保持筒,它能够将物镜32、33、带有四分之一波片的小孔滤波器34和四分之一波片35通过例如结合的方式固定在一起。
36、37分别表示各自近似以环形缠绕的聚焦线圈。38、39表示类似于聚焦线圈36、37各自近似以环形缠绕的寻道线圈。这些聚焦线圈36、37和寻道线圈38、39还通过粘接剂等被固定在保持筒中。40、41是吊线。吊线40、41连接在物镜保持筒36和悬挂支架42之间。至少物镜保持筒36相对于悬挂支架42在一预定范围内可移位。吊线40、41的两端利用插入模制(insert-molding)分别固定至物镜保持筒36和悬挂支架42。聚焦线圈36、37还通过焊接等连接至吊线40,而寻道线圈38、39还通过焊接等连接至吊线41。吊线40优选由六个或更多圆线(round wire)、片簧等构造而成,使得它能够为各个聚焦线圈36、37和串连的寻道线圈38、39供应更多电力。
悬挂支架42通过结合等方式与一柔性板43相固定,以便通过焊接固定。44、45表示聚焦磁体,它们被构造成在磁体宽度上(在寻道方向上)比聚焦线圈36、37的小。相比聚焦线圈36、37的线圈中心位置位于光盘1外侧的聚焦磁体44被相对地布置在靠近外围的位置上,而位于光盘1内侧的聚焦磁体45相对地布置在靠近内围的位置上。46、47表示寻道磁体,它们与寻道线圈38、39相对地布置。同时,聚焦磁体44、45具有在聚焦方向上分段(segmented)的磁极,而寻道磁体46、47具有在寻道方向上分段的磁极。它们布置成使得一个极与聚焦线圈36、37和寻道线圈38、39的一个近似环形的段(piece)相对,而另一个极与聚焦线圈36、37和寻道线圈38、39的另一个近似环形的段相对。此时,聚焦磁体44、45和磁轭48分别构成聚焦回路,而寻道磁体46、47和磁轭48分别构成寻道回路。这实现了聚焦磁路分别在其中布置有各个聚焦线圈36、37,而寻道磁路分别在其中布置有各个聚焦线圈36、37。通过激励每个线圈,每个线圈能够得到独立的控制。顺便提一下,尽管该实施例被描述成独立控制聚焦线圈36、37,聚焦线圈36、37和寻道线圈38、39都可以独立控制。在这种情况下,吊线40和41要求总量上至少为8。但是,在仅仅任何一对,例如聚焦线圈36、37独立控制的情况下,吊线40和41在数量上令人满意地至少为6。在此同时,聚焦磁体44、45和寻道磁体46、47被分段成具有各个单磁极的磁体被分开并被结合在一起,而不是采用多极磁化的磁体,从而使得可以抑制在极之间形成中性区域。这可以将由于各个线圈的聚焦偏移和寻道偏移引起的磁路特性的劣化抑制至最小范围。为了将高密度光盘的倾侧裕量控制得较窄,这样的单极磁体的结合由于改善了准确度而成为必不可少的。
吊线40、41是倒置会聚形式的,并且施以拉力,以便减小尺寸和降低在吊线40、41的挠曲方向上的谐振。同时,磁轭48在磁性方面用作用于聚焦磁体44、45和寻道磁体46、47的磁轭48,并且在结构上起到支持和固定悬挂支架42的作用。在固定悬挂支架42中还使用了粘接剂等。在吊线40、41中,在靠近悬挂支架42的一侧填充了用于产生阻尼作用的阻尼胶。阻尼胶使用了通过UV等方式变为胶状的材料。顺便提一下,由物镜保持筒36、聚焦线圈36、聚焦线圈37、寻道线圈38、寻道线圈39、物镜32、33、带有四分之一波片的小孔滤波器34以及四分之一波片35构成的部分在此被称为光学拾取致动器移动部件。
49表示激光器驱动器,它工作用于使得结合在激光器部分101中的波长780nm和波长660nm的半导体激光器发射光束。这还具有施加叠加以减小各个波长的噪声的作用。同时,激光器驱动器49构造成能够通过与布置在托架上方/下方的覆盖金属(未示出)接触而有效地散热。同时,50也表示激光器驱动器,它工作用于使得结合在激光器部分81中的波长405nm的半导体激光器发射光束。这还具有施加叠加以减小各个波长的噪声的作用。同时,类似于激光器驱动器49,激光器驱动器50构造成能够通过与布置在托架上方/下方的覆盖金属(未示出)接触而有效地散热。
现在说明该实施例中光学拾取器的光学结构。
首先,说明有关波长405nm的情况。从激光器部分81发出的波长405nm的扩散激光84被准直透镜11近似准直,穿过光束成形棱镜12,然后通过临界角棱镜13到达具有反射镜功能的像差校正镜14。从像差校正镜14被反射的激光84再次进入临界角棱镜13。此时,要进入像差校正镜14的反射光和入射光布置成在临界角棱镜13的临界角附近倾斜若干度。同时,在光束成形棱镜12和临界角棱镜13之间形成一间隙。这种布置可以利用临界角有效地将波长405nm的激光84分离。同时,光透射率可以通过诸如与间隙相对的光束成形棱镜12和临界角棱镜13的两个表面上的电介质多层膜的方式得以提高。然后。从临界角棱镜13出射的激光84穿过分束器27,并通过凹透镜29和凸透镜30进入直立棱镜31,以穿过第一表面311入射在第二表面312上。反射激光84穿过四分之一波片并变成圆偏振,然后由物镜33聚焦,从而在光盘1上形成光点。从光盘1返回的激光84采用与输出路径相反的路径。通过穿过四分之一波片,其偏振方向相对于输出路径被偏移了大约90度。其最终通过棱镜83中的分束器被分离,并且通过构造成光接收元件部分82的衍射光栅被引导至光接收元件部分82中的光接收元件82a,以产生至少一个球差误差信号。在波长405nm上,因为波长相比于传统情况被缩短,所以在光盘1的保护层厚度改变的情况下会造成球差增大,大大地损害了记录/再现质量。因此,根据以上球差检测信号,像差校正镜14被驱动以使反射表面变形成略成球面,从而抑制球差。同时,尽管这里球差是利用球差校正镜14校正的,但是球差也可以通过在光轴方向上移动凹透镜29和凸透镜30中的至少一个来校正。
现在将说明有关波长660nm的情况。从激光器部分101的激光二极管103发出的波长660nm的激光106穿过合束器109和专用于660nm的形成三个光束的衍射光栅。通过分束棱镜105和偏振-全息衍射光栅107,该光束可以由准直透镜28近似准直。其被分束器27反射并改变方向,然后通过凹透镜29和凸透镜30入射在直立棱镜31上,从而在第一表面311上被反射。反射的激光106穿过四分之一波片,并变成圆偏振光,从而被物镜32聚焦并在光盘1上形成光点。此时,偏振-全息衍射光栅107不作用于输出光的P波,而作用于输入路径上的S波。从光盘1返回的激光106采用与输出路径相反的路径。通过穿过四分之一波片,光的偏振方向相对于输出路径被偏移了大约90度。由偏振-全息衍射光栅107衍射成为所需要的光的激光106最终通过棱镜105中的分束器被分离,并被引导至光接收元件100中的光检测器。
随后将说明有关波长780nm的情况。从激光器部分101的激光二极管104中发出的波长780nm的激光106被合束器109衍射,穿过专用于780nm的形成三个光束的衍射光栅,并通过分束棱镜105和偏振-全息衍射光栅107被准直透镜28近似准直。该光束被分束器27反射和改变方向,然后通过凹透镜29和凸透镜30入射在直立棱镜31上,从而在第一表面311上被反射。反射的激光106穿过带有四分之一波片的小孔滤波器34,并变成具有期望的数值孔径的圆偏振光,从而被物镜32聚焦并在光盘1上形成光点。此时,偏振-全息衍射光栅107对波长780nm的影响较小。从光盘1返回的激光106采用与输出路径相反的路径。通过穿过四分之一波片,其偏振方向相对于输出路径被偏移大约90度。该光最终通过棱镜105中的分束器被分离,并被引导至由光接收元件102中的衍射光栅构成的光接收元件102中的光检测器。通过这种光学结构,用于校正球差的像差校正镜14和准直透镜11被布置在由凹透镜29、凸透镜30和集成器件8构成的扩束器功能元件之间,从而减小像差校正镜14的部件尺寸。由于准直透镜11和28与集成器件8和10之间的各个间隙可以缩短,所以可以减小光学拾取器的尺寸和厚度。
现在说明该实施例的光学拾取致动器可移动部件的操作。电力从未示出的电源通过附接在悬挂支架42上的柔性板43和吊线40、41供应给聚焦线圈A36、B37和寻道线圈A38、B39。吊线40和41在总量上设置为至少6个或更多。其中的两个连接至串联设置的寻道线圈A38、B39,而余下四个中的两个连接至聚焦线圈A36,余下的两个连接至聚焦线圈B37。这使得可以独立控制对聚焦线圈A36、B37的激励。
在使电流都沿正向(或负向)流向聚焦线圈36和37的情况下,由聚焦线圈36、37和聚焦磁体44、45的布置关系以及被分开成两个的磁极的极性关系,形成用于在聚焦方向上移动的聚焦磁路。这使得能够根据电流方向和电流量在聚焦方向上进行控制。在使电流沿正向(或沿负向)流向寻道线圈38、39的情况下,由寻道线圈38、39和寻道磁体46、47的布置关系以及被分开成两个的磁极的极性关系,形成用于在寻道方向上移动的寻道磁路。这使得能够在寻道方向上进行控制。
同时如前所述,在该实施例中,可以使电流独立地流向聚焦线圈36和聚焦线圈37。因此,当流向一个线圈的电流反向时,聚焦线圈36受到一个沿朝向光盘1的方向的力的作用,而聚焦线圈37受到一个沿远离光盘1的方向的力的作用。从而,在相反的力的作用下,在光学致动器可移动部件上产生径向旋转力矩,引起向一平衡位置的倾侧,此时一扭矩作用在六个吊线40、41上。倾侧方向可以根据流向聚焦线圈36、37的电流的方向和量来控制。
现在说明物镜32、33。当如图10所示物镜32具有最大厚度t1而物镜33具有最大厚度t2时,优选t2/t1=1.05~3.60。也就是说,在t2/t1小于1.05的情况下,必须增大物镜33的直径。光学拾取器3尺寸会增大,使得不能减小尺寸。而在t2/t1大于3.60的情况下,物镜33的厚度过分地大了,不适于减小厚度。
通过将对应于短波长的物镜33构造成在厚度上大于用于长波长的物镜32,可以减小装置的尺寸等。此外,通过将厚度比限定于上述情况,减小了装置厚度和尺寸。
现在说明物镜33朝向光盘1突出的量比物镜32的大的情况。在厚度为13mm或更小的光盘装置上,物镜32、33和附接的光盘1之间的间隙非常窄。相应地,人们发现当将物镜32作为参考时,图10中的突出量t3优选给定为0.05~0.62mm。该突出量表示为物镜32在附接光盘1一侧的最突出点和物镜33在附接光盘1一侧的最突出点之间的差。在t3小于0.05mm的情况下,物镜32、33中的任何一个必须增大直径,这不适于减小尺寸。在t3突出大于0.62mm的情况下,增大了接触光盘1的可能性。
利用这种方式,通过突出对应于短波长光的物镜33,可以减小尺寸或提高可靠性。同时,如图1所示,优选构造成使物镜32的中心处沿托架4的移动方向对准,此外在穿过主轴电机2的中心的中心线M上对准。也就是说,通过这种结构,可以采用实际表现最好的三光束DPP(差分推挽)机理。
现在说明物镜32、33上的入射光的光点直径。
当如图2所示的入射在物镜32上的光点的直径记为t4,而入射在物镜33上的光点的直径记为t5,则通过满足关系t5≤t4可以容易地减小尺寸。同时,考虑透镜设计等,优选t5/t4=0.4~1.0。在t5/t4小于0.4的情况下,物镜33不容易制造。此外,物镜32尺寸增大,从而不适于减小尺寸。如果大于1.0,则物镜33厚度增大,从而不适于减小尺寸。
本发明构造成包括:用于发射第一波长的光的第一光学单元;用于发射波长比第一波长光长的至少一个或更多光的第二光学单元;用于接收从光盘反射的光的光接收装置;用于校正第一波长的球差的校正装置;用于引导第一波长光和波长比第一波长光更长的光进入大致相同的光路的光学装置;和用于将来自所述光学装置的光聚焦的聚焦装置;由此从第一光学单元发出的第一波长光穿过校正装置和光学装置,从而被聚焦装置聚焦,并照射到光盘上,而在光盘上被反射的第一波长光穿过聚焦装置、光学装置和校正装置,从而进入光接收元件。通过使第一波长光通过校正装置进入第一光学单元以及使之从其中出射,可以利用与其它波长的光共用的光学系统。此外,由于第二光学单元可以安装多个波长相近的光源,所以可以简化结构。这可以设置装置尺寸减小和厚度减小中的至少一个。
(实施例2)
以下将参照附图说明根据本发明一实施例的光学拾取装置。图13使示出根据本发明实施例的光学拾取装置的平面图,图14是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的侧视图。
在图13和14中,201表示光盘。光盘201能够照射光,从而进行信息记录和信息再现中的至少一者。具体而言,对于光盘201,可以适合使用只能再现信息的CD-ROM盘和DVD-ROM盘;除了再现信息以外还能够记录信息的CD-R盘和DVD-R盘;以及除了再现信息以外还能够记录/擦除信息的CD-RW盘、DVD-RW盘和DVD-RAM盘。此外,可以使用的光盘201包括能够利用近红色光进行记录和再现信息中的至少一者的记录层、能够利用近红外光记录或再现信息的记录层、以及能够利用从近蓝色至近紫色(violet)范围的光记录或再现信息的记录层。此外,光盘201可以使用任何直径的盘形。优选使用直径在3cm到12cm的盘形。另外,也可以使用除了圆形以外的例如方形或椭圆形外形的介质。在这种情况下,介质中,其上记录信息的记录区域被形成为大致为圆形。
202表示用于旋转光盘201的主轴电机。主轴电机202设置有卡盘部件(未示出),用于支持光盘201。主轴电机202可以以恒定角速度旋转光盘201或者可以变化角速度。如何将角速度控制为恒定或可变的由通过主轴电机驱动装置(未示出)和光盘装置控制部分根据状态进行变换。尽管该实施例中使用了主轴电机202作为光盘201的旋转驱动装置,但是也可以利用其它类型的电机或装置来旋转和驱动光盘201。
203表示光学拾取器,用于将光照射到光盘201上,从而进行在光盘201上记录信息的操作和从光盘201再现信息的操作中的至少一者。
204表示用作光学拾取器203的底座的托架。205表示光学拾取致动器,该致动器用来近似三维地移动物镜(以后将说明)。托架204至少由支撑轴206、引导轴207支撑,以便能够在光盘201的内围和外围之间移动。同时,托架204上安装有光学拾取致动器205和光学部件或光源。
208表示包括紫色光激光器部分281、光接收器部分282和前向光监测部分500的集成器件,其细节将参照图15来说明。激光器部分281具有用于产生波长近似为405nm的激光束的激光二极管281a。激光二极管281a设置在由底座281b构成的空间中。
尽管该实施例使用发射紫色光的激光二极管281a,但是也可以采用发射蓝色到紫色范围的光的激光二极管。在用于发射适合采用的短波长激光的这种激光二极管中,通过在GaN中添加例如铟的发光中心而得到的一活性层被置于包含GaN作为主要成份并掺以p型杂质的p型层和包含GaN作为主要成份并掺以n型杂质的n型层之间。适合使用所谓氮化物半导体激光器。
此外,在底座281b上伸出多个端子281c。端子281c由接地端子、用于向激光二极管281a提供电流的端子等构成。
283表示通过如粘接之类的方法直接附接在底座281b上的棱镜,该棱镜用于透射从激光二极管281a发射出的激光束284,以产生要照射在光盘201上的光,此外,用于将来自光盘201的返回光引导到光接收元件部分282。棱镜283具有设置在倾斜表面283c上的聚合物膜,以便监测激光束284,并且从激光二极管281a发出的激光束的一部分被设置在倾斜表面283c上的聚合物膜反射并引导至前向光监测部分500中,以便监测激光束284的输出水平。此外,在被引导朝向光接收器部分282侧(倾斜表面283b)的位置处设置用于分离波长近似为405nm的激光束284的衍射光栅或全息元件(未示出),用来检测聚焦、寻道、球差和记录在光盘201上的信号,以及用来提取控制信号。在该实施例中,一透明罩构件283a设置在棱镜283和底座281b之间。罩构件283a通过象粘接之类的方法直接结合在底座281b上。棱镜283设有倾斜表面283b-283d,这些倾斜表面设置成彼此大致平行,并且倾斜表面283b-283d设置有例如全息元件或衍射光栅的光学单元或分束器膜。倾斜表面283b-283d对应于透明玻璃块或树脂块的结合面。具体而言,倾斜表面283b设置有用于检测聚焦、寻道、球差和记录在光盘201上的信号以及提取控制信号的衍射光栅。倾斜表面283c设置有偏振分束器膜,其以百分之几到百分之几十的比率反射一部分P波,以便将其引导至前向光监测部分500。倾斜表面283d设置有膜,用于完全透射波长为405nm的光。
此外,尽管该实施例设置了三个倾斜表面,但是可以设置至少一个倾斜表面。此外,在要设置在罩构件283a上的衍射光栅中,从激光二极管281a发出的光的强度分布可以是非均匀的(例如,在光点的中心部分光照可以较低,而在外围部分可以较高)。此外,替代设置在罩构件283a上,该衍射光栅可以设置在倾斜表面283c或倾斜表面283d上。此外,当棱镜283通过诸如粘接之类的方法被附接在罩构件283a时,可以缓和在倾斜表面283b-283d上产生的向作为结合面的倾斜表面283b-283d外侧突出的粘附物或凹入部分。也就是说,由于光学设计等的缘故,如果从激光二极管281a发射的光照射在如上所述形成于倾斜表面283b-283d的外表面部分的内凹部分或外凸部分上,则会影响记录/再现特性。因此,通过在棱镜283的激光二极管281a侧设置罩构件283a,即使在形成内凹或外凸部分的情况下,也可以缓和该凹凸部分。所以,可以防止记录特性变差。
光接收器部分282构造成用一透明玻璃板282b覆盖光接收器282a及其一表面。另外,一电连接至光接收器282a的端子(未示出)从壳体282c延伸到壳体282c外。另外,显然可以用不会由于波长405nm(从蓝色到紫色范围的光)而劣化的透明构件覆盖光接收器282a。
285表示联接构件,用于定位激光器部分281与光接收器部分282,以及定位前向光监测部分500。一柔性板286被结合至光接收器部分282的端子(未示出),并通过焊接联接至激光器柔性板209。
210表示包括红光和红外光激光器部分301、光接收器部分302和前向光监测部分501的集成器件,其细节将参照图16进行说明。激光器部分301具有用于发射波长近似为660nm的激光束的激光二极管303和用于发射波长近似为780nm的激光束的激光二极管304。激光二极管303、304设置在由底座301a构建的空间中。
在该实施例中,尽管激光二极管303、304作为分立的发光单元分别设置在所述空间中,但是也可以采用在一个发光单元中设置多个发光层的结构,并将发光单元设置在所述空间中。此外,尽管该实施例安装了波长不同的两个激光二极管,但是也可以在所述空间中设置至少三个波长不同的激光二极管。
此外,在底座301a上立有多个端子301b。端子301b由接地端子、用于向激光二极管303、304提供电流的端子、用于监测光的输出端子构成。305表示一棱镜,其用于透射激光306,并将返回光引导至光接收器部分302。在棱镜305的倾斜表面305c上设置一聚合物膜。设置在倾斜表面305c上的聚合物膜的结构使得能够朝向前向光监测部分501反射一部分激光束306,并监测激光束306的输出水平。此外,在向光接收器302引导的位置处设置用于分离波长为780nm的激光束106的衍射光栅(未示出),其能够检测聚焦、寻道和记录在光盘201上的信号以及控制信号。棱镜305设置有彼此大致平行地倾斜的倾斜表面305a至305c。倾斜表面305a-305c设置有诸如分束器膜、全息元件和衍射光栅之类的光学元件。
具体而言,倾斜表面305a设置有针对波长780nm优化形成的衍射光栅(未示出);倾斜表面305b设置有膜,对于波长780nm,其透射通过偏振分束器的P波光并反射S波光,而对于波长660nm,则对上述光进行透射;倾斜表面305c设置有膜,对于波长780nm,其反射并透射通过分束器的一部分P波,对于波长660nm,其反射并透射通过偏振分束器的一部分P波,并全反射S波。波长780nm和660nm的P波的一部分被引导至前向光监测器。
倾斜表面305a至305c对应于诸如透明玻璃块或树脂块之类的结合面。尽管在该实施例中设置了三个倾斜表面,但是可以设置至少一个倾斜表面。
此外,如果需要,在棱镜305的激光器部分101侧生成用于形成三个光束的衍射光栅(未示出),并且形成一利用偏振的3光束衍射光栅,使得例如激光波长之一不受其它波长的影响。
308表示联接构件,用于定位激光器部分301和光接收器部分302,以及用于定位前向光监测部分501。
309表示具有合束功能的衍射光栅,其不作用于波长660nm,而作用于波长780nm。波长780nm的视在虚拟发光点(apparent virtual light-emittingpoint)与波长660nm的虚拟发光点重合。此外,衍射光栅309除了具有合束器功能以外还可以是可透光的。
衍射光栅309具有多个板状构件层叠的结构。光栅设置在所述板状构件中的至少一个上。此外,衍射光栅309通过诸如粘接的方法直接结合到底座301a上。
从激光二极管303、304中任何一个发射出的光通过衍射光栅309和棱镜305被引导至光盘201,而被光盘201反射的光通过棱镜305被引导至光接收器部分302。此时,棱镜305中从光盘201被反射的光在倾斜表面305a和305b之间被反射,从而入射在光接收器部分302上。
在光接收器部分302中,光接收器302a用包括一透明构件的壳体302b覆盖。另外,一电连接至光接收器302a的端子302c从壳体302b被引至壳体302b外。
一柔性板(未示出)连接至光接收器部分302的端子302c,并且端子302c通过焊接联接至激光器柔性板209。
211表示用于波长405nm的准直透镜,其用来将从激光器部分281输出并发散的激光束284改变成大致平行的光束。此外,准直透镜211还具有校正由于波长波动、温度变化等的影响产生的色差的作用。212表示光束成形棱镜,其用于将激光束284的强度分布校正成近似圆形。213表示临界角棱镜,其用来分离激光束284。214表示像差校正镜,其用于校正由于光盘201的厚度误差等造成的球差。
以下将参照图17至20描述像差校正镜214。
图17(a)至17(c)分别是根据本实施例的光学拾取器中使用的像差校正镜214的示意性平面图(最上方表面)、沿虚线A-B截取的剖面图和平面视图(最下方表面)的剖面图。在基片215上形成下电极216、压电构件217、上电极218、219和弹性构件220。基片215在背面(图中的下侧)具有一圆形腔部分21,并在其上形成一反射膜222。下电极216被构图,并接线在电极极板223周围。类似地,上电极218、219被构图,并分别接线在电极极板224、225周围。
图18示出上电极218、219的结构。上电极218、219通过绝缘体部分226被彼此绝缘。在该示例中,上电极218是圆形的,并且上电极219是与上电极218大致同心的环电极。一接线从上电极218开始延伸并连接至电极极板224。类似地,一接线从上电极219延伸至电极极板225。尽管在该实施例中,分出两个电极,上电极218、219,但是也可以分成至少三个电极。此外,尽管在该实施例中,上电极218、219构造成具有圆形外形,但是所述外形也可以是方形、多边形或者三角形。
图19示出下电极的结构。下电极216与上电极218、219一起将压电构件217夹在其中。此外,下电极216被接线至电极极板223。
图20(a)示出在上述结构中,下电极216接地,上电极218被施以正电压而上电极219被施以负电压的情况下,反射膜222的位移轮廓线,图20(b)示出这种情况下的位移。在图中,C、C’和D、D’分别对应于绝缘体部分226和腔部分221的外围位置。D、D’的位置对应于腔部分221的外围部分。由于外围部分受约束,所以位移为零。位移在对应于C-D和C’-D’的环形部分中向下凸出,而在以C和C’为边界的对应于直径C-C’的部分中位移向上凸出。通常,校正球差需要非球面形状,C-C’中的弯曲形状恰好是非球面的。相应地,本发明中利用了C-C’中的弯曲部分,即,反射膜222与上电极218或其内部对应的部分。因此,像差校正镜214是一个能够以非常高的精度实现像差校正的功能部件。尽管该实施例设置了使用形成为薄膜的压电构件217的像差校正镜214,但是该像差校正镜也可以用块形压电构件构造而成。或者,像差校正镜214可以使用其它移位构件来驱动。此外,在不使用压电构件217的情况下可以通过组合多个透镜并移动其中的至少一个来校正球差。
227表示分束器,其结构使得能够分别分离和耦合从集成器件8和10中发射出的激光284和激光306,并相对于激光束284对准相位。此外,通过诸如粘接的方式在集成器件208侧粘贴一用于波长405nm的四分之一波片502。
229表示具有正放大率的凸透镜,230表示具有正放大率的凸透镜。分束器227设置在凸透镜229和凸透镜230之间。凸透镜229和凸透镜230的组合将激光束284扩束成具有期望的光束直径。此外,激光束284在凸透镜229和230之间聚焦一次。通过使激光束284在凸透镜229和凸透镜230之间聚焦一次,并且将凸透镜229的焦距和凸透镜229与像差校正镜214之间的距离设置成彼此大致一致,可以抑制由于像差校正镜214产生的用于球差校正的发散光或会聚光造成的物镜部分的FFP分布中的波动。228表示用于波长660nm和780nm的中继透镜,其通过与凸透镜230的组合将从激光器部分301输出并发散的激光束306改变成大致平行的光束。此外,其还可以具有校正由于波长波动和温度变化的影响产生的色差。
231表示直立棱镜,其设置有电介质多层膜,该电介质多层膜具有通过第一表面511反射波长660nm和780nm的激光束306的功能和透射并折射波长405nm的激光束的功能。此外,一第二表面512的结构使得能够反射波长405nm的激光束,还能够对准相位。
通过用一个棱镜构造直立棱镜231,还可以增加致动器(以下将描述)的刚性。232表示用于对应于波长660nm的光盘(DVD)1的物镜,其能够相对于对应波长780nm的光盘(CD)1将平行光束聚焦到期望的记录位置。233表示用于对应于波长405nm的光盘201的物镜。在该实施例中,物镜232设置在主轴电机的中心位置,而物镜233设置在相对于物镜232的凸透镜230的相对侧上,即,相对于光盘201设置在切向上。此外,物镜233被构造成使得其厚度大于物镜232。在该实施例中,采用了这样一种结构,其中从光源发出的光首先使具有相对较长的波长的光在第一表面511处被提升,然后使具有相对较短的波长的光在穿过第一表面511之后在第二表面512处被提升,也就是说采用了以下的结构,其中对应于长波长的物镜232设置在图13所示结构中的激光器部分281、301侧中的每一个上,而物镜233设置在远离物镜232的位置。从而,可以相对增加在光进入直立棱镜之前引导光的路径。这样可以方便进行光学设计。
但是,在这种结构中,即其中直立棱镜231的第一表面511透射波长660nm和780nm的激光束306而反射波长405nm的激光束284,并且第二表面512反射波长660nm和780nm的激光束306的结构中,物镜233可以相对于物镜232设置在激光器侧(见图23和24)。234表示用于实现与CD和DVD光盘对应所需的数值孔径的开孔滤波器和作用于DVD的光的偏振全息元件。该开孔滤波器通过诸如电介质多层膜或全息开孔之类的方式来实现。对于DVD的光,其可以监测聚焦、寻道和记录在光盘201上的信号。此外,一对应于波长660nm和780nm的四分之一波片与开孔滤波器234一体形成,并且偏振方向在前进和返回路径上被偏振化成大约90度。
接下来将参照图21和22描述用于支持物镜232和233的致动器。图21是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的致动器的正视图,图22是示出该致动器的剖面图。
在图21和22中,235表示能够通过诸如粘接的方式固定物镜232和233、四分之一波片、开孔滤波器和作用于DVD的光的偏振全息元件234的物镜保持筒。
236、237分别表示各自缠绕成大致环形的聚焦线圈。238、239分别表示以与聚焦线圈236、237相同的方式缠绕成大致环形的寻道线圈。聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239还通过粘接被固定在物镜保持筒235中。240、241表示吊线。吊线240、241将物镜保持筒235联接至悬挂支架242,并且至少物镜保持筒235可以相对于悬挂支架242在一预定范围内移位。吊线240、241的两端通过插入模制件(insert mold)分别固定至物镜保持筒235和悬挂支架242。聚焦线圈236、237还通过焊接固定至吊线240,而寻道线圈238、239还通过焊接电连接至吊线241。吊线240和241优选由至少六个圆线(round wire)或片簧等构造而成,其构造方式使得电力能够被供应给聚焦线圈236、237中的每一个以及串联结合的寻道线圈238、239中的每一个。
固定到悬挂支架242是通过焊接来实现。因此,柔性板243通过粘接被固定。244、245表示聚焦磁体,它们被构造成在磁体宽度方向上(寻道方向)比聚焦线圈236、237小。位于光盘201外围侧的聚焦磁体244相对聚焦线圈236和237的线圈中心位置对立设置成靠近外围,而位于光盘201内围侧的聚焦磁体245相对聚焦线圈236和237的线圈中心位置对立设置成靠近内围。246、247表示寻道磁体,它们与寻道线圈238、239相对地布置。此外,聚焦磁体244、245具有在聚焦方向上分开的磁极,而寻道磁体246、247具有在寻道方向上分别分开的磁极。它们布置成使得一个极与聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239的一个大致环形的段相对,而另一个极与聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239的另一个大致环形的段相对。此时,聚焦磁体244、245和磁轭248分别构成聚焦回路,而寻道磁体246、247和磁轭248分别构成寻道回路。可以实现在聚焦磁路中一个一个地分别设置聚焦线圈236、237,在寻道磁路中一个一个地分别设置寻道线圈238、239。给予相应线圈电力,从而可以分别独立地控制它们。尽管该实施例中描述成对聚焦线圈236、237进行独立控制,但是聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239都可以独立控制。在这种情况下,总量上至少需要8个吊线240和241。在独立控制一对线圈,例如仅仅是聚焦线圈236、237的情况下,至少6个吊线240和241才足够。
通过将聚焦磁体244、245和寻道磁体246、247设置成其中对磁体的磁化不是多极磁化而是具有单个磁极的每个磁体被分离并被分开固定,可以抑制极之间产生中性区域,从而使磁路的特性由于每个线圈的聚焦和寻道偏移造成的劣化最小化。因此,为了控制具有较小倾侧裕量的高密度光盘,必须将具有单极的磁体固定在一起,以便提高精度。
一拉力以倒扇形的形状施加在吊线240、241上,以便减小尺寸和减小吊线240、241在挠曲方向上的谐振。此外,磁轭248在磁性方面用作聚焦磁体244、245和寻道磁体246、247的磁轭248,在结构方面上起到支持和固定悬挂支架242的作用,并且其还被用来利用粘接剂固定悬挂支架242。在吊线240、241中,在靠近悬挂支架242侧填充了用于产生阻尼作用的阻尼胶。一种利用UV变为胶状的材料被用作阻尼胶。由物镜保持筒235、聚焦线圈236、聚焦线圈237、寻道线圈238、寻道线圈239、物镜232、233、四分之一波片、开孔滤波器以及作用于DVD的光的偏振全息元件234构成的部分此后将被称为光学拾取致动器移动部件。
249表示激光器驱动器,它工作用于从设置在激光器部分301中的波长780nm和波长660nm的半导体激光器发射光,此外,它还具有叠加各个波长以减小噪声的作用。此外,激光器驱动器249构造成保持与托架204或设置在托架204上方和下方的覆盖金属板(未示出)接触的状态,从而有效地散热。此外,250表示激光器驱动器,它工作用于从设置在激光器部分281中的波长405nm的半导体激光器发射光,此外,它还叠加各个波长以减小噪声的作用。另外,类似地,激光器驱动器250构造成保持与托架204或设置在托架204上方和下方的覆盖金属板(未示出)接触的状态,从而有效地散热。
接下来将描述根据该实施例的光学拾取器的光学结构。
首先,将说明有关波长405nm的情况。
从激光器部分281发出的波长405nm的发散激光束284通过准直透镜211变成大致平行的,并穿过光束成形棱镜212,通过临界角棱镜213到达具有反射镜功能的像差校正镜214。被像差校正镜214反射的激光束284再次入射临界角棱镜213。此时,入射像差校正镜214和被其反射的光的倾斜与临界角棱镜213的临界角相差若干度。此外,在临界角棱镜213a和213b之间形成一间隙。通过这样的结构,可以利用临界角有效地分离波长405nm的激光束284。另外,还可以通过电介质多层膜的方式提高与所述间隙对立的每个临界角棱镜213a和213b的两个表面上的光透射率。然后,从临界角棱镜213发出的激光束284被具有正放大率的凸透镜229会聚,并再次作为发散光穿过四分之一波片502,从而变成圆偏振光。随后,该光穿过分束器227,并通过凸透镜230入射在直立棱镜231上,穿过第一表面511并被折射,被第二表面512反射并穿过第三表面513,从而被折射。如此被反射的激光束284被物镜233聚焦,从而在光盘201上形成光点。从光盘201返回的激光束284与前进路径反向行进,穿过四分之一波片502,从而在相对于前进路径的成大约290度的偏振方向上偏振,最终通过棱镜283中的分束器被分离,并通过与光接收器282构造在一起的衍射光栅被引导至光接收器部分282中的光接收器282a,从而产生至少一个球差误差信号。波长405nm小于传统技术中的波长,导致当光盘1的保护层厚度变化时产生的球差增大。因此,记录和再现的质量受到很大损害。所以,像差校正镜214响应于球差检测信号被驱动,并且反射表面被稍微变形成球形表面,以便抑制这样产生的球差。而且此时,球差利用像差校正镜214得到校正。类似地,通过沿光轴方向移动凸透镜229和凸透镜230中的至少一个,可以校正球差。
接下来将描述有关波长660nm的情况。从激光器部分301的激光二极管303发出的波长660nm的激光束306穿过衍射光栅309,并通过用于分离光束的棱镜305,利用中继透镜228和凸透镜230变成大致平行的。分束器227设置在中继透镜228和凸透镜230之间,使激光束306与波长405nm的激光束284大致共轴。从凸透镜230发出的大致是平行光的激光束306被直立棱镜231的第一表面311反射。被反射的激光束306按以下顺序穿过开孔滤波器、偏振全息元件和四分之一波片,从而变成圆偏振光并被物镜232聚焦以在光盘201上形成光点。此时,偏振全息元件不作用于作为前进光的P波,而作用于作为返回光的S波。从光盘1返回的激光束306与前进路径反向行进,并穿过四分之一波片502,从而在相对于前进路径成大约90度的偏振方向上偏振。如果需要,通过偏振全息元件被光衍射的激光束306最终通过棱镜305中的偏振分束器305c分离,从而被引导至光接收器302中的光检测器。
随后,将描述有关波长780nm的情况。从激光器部分301的激光二极管304中发出的波长780nm的激光束306被衍射光栅309衍射,并穿过专用于780nm的用于形成3光束的衍射光栅,并通过用于分离光束的棱镜305,利用中继透镜228和凸透镜230变成大致平行的。分束器227设置在中继透镜228和凸透镜230之间,使激光束306与波长405nm的激光束284大致共轴。从凸透镜230发出的大致是平行光的激光束306被直立棱镜231的第一表面511反射。这样被反射的激光束306按照以下顺序穿过开孔滤波器、偏振全息元件和四分之一波片,从而变成圆偏振光,并被物镜232聚焦以在光盘201上形成光点。此时,偏振全息元件大致不影响波长780nm。从光盘201返回的激光束106与前进路径反向行进,穿过四分之一波片,从而在相对于前进路径成大约90度的偏振方向上偏振。激光束306最终通过棱镜305中的偏振分束器305b被分离,从而通过与光接收器302构造在一起的衍射光栅(未示出)被引导至光接收器302中的光检测器。对于这种光学结构,用于校正球差的像差校正镜214和准直透镜211被设置在由凸透镜229和凸透镜30以及集成器件208构成的扩束器功能元件之间。
因此,可以减小像差校正镜214中的部件尺寸,并且可以减小准直透镜11和集成器件208之间的间隙。由于凸透镜230设置成作为集成器件210的激光器303和304的一部分中的准直透镜,所以可以减小光学拾取器203的尺寸和厚度。
接下来,将说明根据该实施例的光学拾取致动器205的移动部件的操作。电力由未示出的电源通过附接在悬挂支架242上的柔性板243以及连接于其上的吊线240、241供应给聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239。
总共设置了至少6个吊线240和241,其中的两个连接至串联设置的寻道线圈238、239,而余下四个中的两个连接至聚焦线圈236,余下的两个连接至聚焦线圈237。因此,可以分别独立控制聚焦线圈236、237的动作。
当使电流沿正向(或负向)流向聚焦线圈236和237时,基于聚焦线圈236、237和聚焦磁体244、245的布置关系以及被分成两部分的磁极的极性关系,形成可以在聚焦方向上移动的聚焦磁路,这可以对应于电流流向和流量在聚焦方向上进行控制。当使电流沿正向(或沿负向)流向寻道线圈238、239时,基于寻道线圈238、239和寻道磁体246、247的布置关系以及被分成两部分的磁极的极性关系,形成可以在寻道方向上移动的寻道磁路,这可以在寻道方向上进行控制。
如前所述,在该实施例中,可以使电流分别独立地流向聚焦线圈236和237。因此,当流向一个线圈的电流反向时,一个沿朝向光盘201的方向的力作用在聚焦线圈236上,而一个沿远离光盘201的方向的力作用在聚焦线圈237上。从而,在彼此相反的力的作用下,在光学拾取致动器的移动部件205上产生径向的旋转力矩,并且倾侧至该力矩与施加在6个吊线240和241上的扭矩的力平衡的位置。倾侧方向可以根据流向聚焦线圈236、237的电流的方向和量来控制。
以下将描述物镜232、233。
当如图22所示物镜232的最大厚度用t1表示,而物镜233的最大厚度用t2表示时,优选设成t2/t1=1.05~3.60。具体而言,当t2/t1小于1.05时,要增大物镜233的直径,使得光学拾取器203的尺寸增大,从而不能减小尺寸。此外,当t2/t1大于3.60时,物镜33的厚度过分增大了,不适于减小厚度。
这样,通过将对应于短波长光的物镜233的厚度构造成大于长波长的物镜232,可以减小装置的尺寸。此外,通过限定厚度比,尤其可以减小装置厚度和尺寸。接下来将说明物镜233相对于物镜232朝向光盘201侧突出的量。在装置的厚度等于或小于13mm的光盘装置上,物镜232、233和附接的光盘201之间的间隔非常小。因此,显然图22所示的突出量t3在以物镜232为基准的情况下优选设为0.05~0.62mm。该突出量表示为物镜232在附接光盘201一侧的最突出部分和物镜233在附接光盘201一侧的最突出部分之间的差。当t3小于0.05mm时,物镜232、233中的任一者要增大直径,这不适于减小尺寸。当t3大于0.62mm时,则增大了接触光盘201的可能性。
这样,通过如上所述突出对应于短波长光的物镜233,可以减小尺寸或提高可靠性。
此外,如图13所示,优选对应于长波长的物镜232的中心应该大致与沿托架204的移动方向穿过主轴电机202的中心的中心线M重合。具体而言,对于这种结构,可以采用在传统光学检测方法中最有效的三光束DPP(差分推挽)方法。
现在将说明入射在物镜232、233的每一个上的光的光点直径。
当如图14所示,入射在物镜232上的光点的直径用t4表示,而入射在物镜233上的光点的直径用t5表示时,则通过满足关系t5≤t4可以容易地减小尺寸。此外,考虑到透镜设计,优选应该设定t5/t4=0.4~1.0。当t5/t4小于0.4时,物镜233不容易制造,此外,物镜232尺寸增大,这不适于减小尺寸。当t5/t4大于1.0时,物镜233厚度过分增大,不适于减小尺寸。
以下将详细说明致动器移动部件的其它实施例。
图25是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的致动器移动部件的透视图,图16是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器205的平面图,而图17是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器205的主要部分的剖面图。与图21所示示例的主要区别包括在光学拾取致动器205的移动部件中添加了寻道次线圈260和261以及添加了弹簧板262和263。
在图15中,寻道次线圈260和261设置在聚焦线圈236和237与物镜保持筒235之间。弹簧板262和263通过粘接固定至物镜保持筒235。此外,弹簧板262和263具有电连接吊线240、241和聚焦线圈236、237和寻道线圈238、239的弹簧板图案(spring board pattern)264,吊线240、241和聚焦线圈236、237以及寻道线圈238、239通过焊接(未示出)电连接至弹簧板图案264。
在图26中,tfoeff表示聚焦线圈236用于产生推力以在聚焦方向上驱动光学拾取致动器205的移动部件的有效长度(见图27)。
在该示例中,聚焦线圈236和寻道次线圈260的形状设为大致彼此相同的,并且聚焦线圈236和寻道次线圈260设置在物镜保持筒235中的大致相同的位置上。因此,tfoeff也表示寻道次线圈260用于产生推力以在聚焦方向上驱动光学拾取致动器205的移动部件的有效长度。
在图27中,ttreff表示寻道线圈238用于产生推力以在寻道方向上驱动光学拾取致动器205的移动部件的有效长度(见图26),并且吊线241包括图中沿向下顺序的上吊线241a、中间吊线241b和下吊线241c。
在该示例中,寻道次线圈260、261串行电连接至寻道线圈238、239。
此外,磁轭248具有与寻道磁体246相对的磁轭突起248a和与聚焦磁体245相对的磁轭突起248b。磁轭突起248a更有效地接收来自寻道磁体246的磁通,从而增大寻道线圈238的推力。类似地,磁轭突起248b更有效地接收来自聚焦磁体245的磁通,从而提高聚焦线圈237的推力。尽管在该示例中磁轭突起248a、248b分别与寻道磁体246和聚焦磁体245相对,与磁轭突起248a、248b相同的磁轭突起(未示出)分别可以与寻道磁体247和聚焦磁体244相对。
在图25所示示例中,推力中心和惯性中心彼此不相同。因此,在驱动寻道线圈238的情况下,由寻道线圈238产生一绕惯性中心的不必要的力矩。从而,产生AC倾侧。以下将参照图28至30,详细描述通过寻道次线圈260、261消除绕光学拾取致动器205的移动部件的惯性中心的力矩。
图28是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的平面图,图29是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的正视图,其为图28的正视图,而图30是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的后视图,其为图28的后视图。
在图28中,G表示致动器移动部件的惯性中心,其中示出了成为寻道次线圈260的推力中心的前向TR次线圈驱动点和成为寻道次线圈261的推力中心的后向TR次线圈驱动点,以及惯性中心G与前向TR次线圈驱动点之间的距离tgsdf和惯性中心G与后向TR次线圈驱动点之间的距离tgsdr。
在图29中,G表示与图28中相同的光学拾取致动器205的移动部件的惯性中心。其中示出了前向Tr次线圈驱动点和成为寻道线圈238的推力中心的前向Tr线圈驱动点,以及惯性中心G与前向Tr次线圈驱动点之间的距离tgsdf和惯性中心G与前向Tr线圈驱动点之间的距离tgdf。
在图29中,寻道次线圈260与聚焦线圈236具有大致相同的形状。因此,寻道次线圈260被聚焦线圈236所隐藏而没有示出。
如以下将说明的,寻道次线圈260的形状并不限于如在本示例中与聚焦线圈236的大致一样。当驱动电流施加在寻道线圈238上以产生力Ftdf时,产生绕惯性中心G的力矩M1f。
具体而言,
M1f=Ftdf×tgdf             (1)
一方面,寻道次线圈260串联连接至寻道线圈238。当驱动电流施加在寻道线圈238上时,该驱动电流也施加在寻道次线圈260上,从而产生一力Fstdf。由此,产生绕惯性中心G的一力矩M2f。
具体而言,
M2f=Fstdf×tgsdf           (2)
寻道线圈238的推力中心和惯性中心G没有设置在相同位置上。由寻道线圈238的推力产生的力矩M1f被由寻道次线圈260的推力产生的力矩M2f如下抵消,
M1f-M2f=0                  (3)
从等式(1)、(2)和(3)得到以下等式:
Ftdf×tgdf=Fstdf×tgsdf    (4)
优选将光学拾取致动器205的移动部件设计成满足等式(4)。
在图30中,G表示与图28中相同的光学拾取致动器205的移动部件的惯性中心,其中示出了后向Tr次线圈驱动点和成为寻道线圈239的推力中心的后向Tr线圈驱动点,以及惯性中心G与后向Tr次线圈驱动点之间的距离tgsdr和惯性中心G和后向Tr线圈驱动点之间的距离tgdr。
当驱动电流施加在寻道线圈239上以产生一力Ftdr,产生了绕惯性中心G的一力矩M1r。
具体而言,
M1r=Ftdr×tgdr             (5)
寻道次线圈261串联连接至寻道线圈239。当驱动电流施加在寻道线圈239时,该电流也施加在寻道次线圈261上,从而产生一力Fstdr。由此,产生绕惯性中心G的一力矩M2r。
具体而言,得到以下等式:
M2r=Fstdr×tgsdr           (6)
为了抑制光学拾取致动器205的移动部件的AC倾侧,优选设计光学拾取致动器的移动部件,以便即使在推力中心不与惯性中心一致的情况下也能够获得以下等式:
M1r-M2r=0                  (7)
Ftdr×tgdr=Fstdr×tgsdr    (8)
更为具体的示例包括图26所示的寻道线圈238、239和寻道次线圈260、261的形状、物镜保持筒235的形状、以及聚焦磁体244、245和寻道磁体246、247的形状。
在该示例中,即使惯性中心不与推力中心重合,绕惯性中心的力矩可以在寻道次线圈260、261的作用下被消除。因此,可以容易地增加寻道线圈38、39的有效长度ttreff(见图27)。这样,可以容易地将寻道方向上的推力设计成最大。
此外,可以在不考虑惯性中心G的情况下设计物镜保持筒235。由此,可以容易地增加刚性。另外,可以在不考虑惯性中心G的情况下设计光学拾取致动器205的移动部件。由此,可以容易地增加刚性。
因此,可以容易地实现具有较高刚性和较高推力(高灵敏度)的光学拾取致动器205的移动部件。从等式(4)和(8)中显而易见,在本发明中聚焦线圈236和寻道次线圈260的形状不需要彼此一样。类似地,物镜保持筒235的聚焦线圈236和寻道次线圈260的布置在本发明中并不限制于大致相同。
在传统光学拾取致动器205的移动部件中,tgdf和tgdr设计为0mm,而光学拾取致动器的部件的容差及其组件的容差设为总共小于±0.05mm。在该示例中,tgdf和tgdr的值可以设计成等于或大于0.05mm。
另一方面,普通光盘驱动装置的总高度为41.2mm,光盘的厚度为1.2mm。因此,希望tgdf和tgdr的值应该等于或小于40mm。
在该示例中,寻道线圈、寻道次线圈和聚焦线圈设置在光学拾取致动器205的移动部件的前向部分和后向部分中。因此,光学拾取致动器205的移动部件设计成满足上述等式(4)和(8)。但是,这并没有将寻道线圈、寻道次线圈和聚焦线圈的布置限制成如图25所示示例中的那样。具体而言,对于其中绕惯性中心的不必要的力矩被次线圈所产生的力抵消的光学拾取致动器205的移动部件的结构,聚焦线圈和寻道线圈的布置不受限制。
为了更加简化等式(4)和(8),将考虑设置在前向部分中的各个线圈的形状和位置与设置在后向部分中的各个线圈的形状和位置相同的情况。
具体而言,在以下情况下,即,寻道线圈238和寻道线圈239的形状彼此相同,寻道次线圈260和寻道次线圈261的形状彼此相同,寻道线圈238、239和光学拾取致动器205的移动部件之间的位置关系彼此相同,寻道次线圈260和寻道次线圈261与光学拾取致动器205的移动部件之间的位置关系彼此相同,并且聚焦磁体244、245和寻道磁体246、247的形状以及这些磁体之间的位置关系是相同的,得到以下等式:
Ftdr=Ftdf      (9)
Fstdr=Fstdf    (10)
tgsdr=tgsdf    (11)
tgdr=tgdf      (12)
通过将等式(9)、(10)、(11)和(12)代入等式(5)和(6),可以得到以下等式:
M1r=M1f        (13)
M2r=M2f        (14)
具体而言,得到以下等式:
M1f=M2f        (15)
等式(15)与之前得到的等式(13)相同。因此,由等式(15)得到了等式(4)。换句话说,优选设计光学拾取致动器205的移动部件,以满足等式(4)。
在图25所示示例中,推力中心和惯性中心彼此不相同。因此,添加寻道次线圈260以校正绕惯性中心G的力矩,从而实现高刚性和高灵敏度。在寻道线圈238被驱动的情况下,由寻道次线圈260产生一绕弹性支撑中心的不必要的力矩。从而,产生DC倾侧。
如上所述,DC倾侧可以利用聚焦线圈236和237之间的驱动电压差来消除(控制)。但是,也可以通过优化设计弹性支撑中心的位置来抑制该不必要的力矩。
以下将参照图31和32,详细描述对绕光学拾取致动器205的移动部件的弹性支撑中心的力矩的消除。
图31是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的致动器移动部件的平面图,图32是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的致动器移动部件的正视图,其为图31的正视图。
图31示出成为弹性支撑中心的线支撑中心的位置、成为寻道次线圈60的推力中心的Tr次线圈驱动点以及线支撑中心位置与Tr次线圈驱动点之间的距离twsd。
在图32中,吊线240由按照下降顺序的上吊线240a、中间吊线240b和下吊线240c构成,类似地,吊线241由按照下降顺序的上吊线241a、中间吊线241b和下吊线241c构成,并且光学拾取器移动部件由总共6个吊线弹性支撑。在图32所示示例中,上吊线240a和中间吊线240b之间的间隔被设为等于中间吊线240b和下吊线240c之间的间隔,上吊线241a和中间吊线241b之间的间隔被设为等于中间吊线241b和下吊线241c之间的间隔,并且各个间隔彼此相等。
因此,成为弹性支撑中心的线支撑中心的位置被设置在连接中间吊线240在聚焦方向上的中心和中间吊线241b在聚焦方向上的中心的直线上。
图32示出Tr次线圈驱动点、成为寻道线圈238的推力中心的Tr线圈驱动点、线支撑中心的位置与Tr次线圈驱动点之间的距离twsd以及线支撑中心的位置与Tr线圈驱动点之间的距离twd。
寻道线圈238和寻道线圈239的形状设为彼此相同,寻道次线圈260和寻道次线圈261的形状设为彼此相同,寻道线圈238、239与光学拾取致动器205的移动部件之间的位置关系彼此相同,并且寻道次线圈260、261与光学拾取致动器205的移动部件之间的位置关系彼此相同,这里没有特别给出图32的后视图。
在图32中,寻道次线圈260具有与聚焦线圈236大致相同的形状。因此,寻道次线圈260被聚焦线圈236所隐藏,从而没有示出。
寻道次线圈260串联连接至寻道线圈238。因此,当驱动电流施加在寻道线圈238上时,该电流也施加在寻道次线圈260上,从而产生一力Fwtd。由此,产生绕线支撑中心位置的力矩M4。
具体而言,得到以下等式:
M4=Fstw×twsd        (16)
另一方面,当驱动电流施加在寻道线圈38上以产生一力Ftw时,产生绕线支撑中心的位置的力矩M3。
具体而言,得到以下等式:
M3=Ftw×twd          (17)
为了消除不必要的力矩M4,优选满足以下等式:
M3-M4=0              (18)
从等式(16)、(17)和(18)得到以下等式:
Ftw×twd=Fstw×twsd  (19)
换句话说,优选将twd设计成满足等式(19)。
但是充分考虑图29和32,可以发现寻道线圈238中产生的力和寻道次线圈260中产生的力彼此相等,惯性中心G与前向Tr次驱动点之间的距离tgsdf和线支撑中心的点与Tr次驱动点之间的距离twsd彼此相等。
具体而言,得到以下等式:
Ftdf=Ftw             (20)
Fstdf=Fstw           (21)
tgsdf=twsd           (22)
由等式(4)和(19)得到以下等式:
tgdf=twd             (23)
换句话说,为了抑制来自等式(23)的DC倾侧,优选设计光学拾取致动器205的移动部件,以便同样地实现惯性中心G和成为弹性支撑中心的线支撑中心的位置。
当光学拾取致动器205的移动部件设计成满足等式(23)时,不需要上述用于改变施加在聚焦线圈236和聚焦线圈237上的电压的量从而控制DC倾侧的控制电路。
在传统光学拾取致动器205的移动部件中,twd设计为0mm,而光学拾取致动器的部件的容差及其组件的容差设为总共小于±0.05mm。在该示例中,twd的值可以设计成等于或大于0.05mm。
另一方面,普通光盘驱动装置的总高度为41.2mm,光盘厚度为1.2mm。因此,希望twd的值应该等于或小于40mm。
图33是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件在聚焦方向上的位移的传递函数的伯德图。
如图25所示,在用于笔记本PC的薄光学拾取致动器205的移动部件中设置了两个物镜并获得了高刚性。
具体而言,惯性中心和推力中心没有设计成相同。因此,次级谐振频率保持在大约20kHz,并得到15dB的次级谐振Q值。在聚焦方向上,可以实现具有高刚性的光学拾取致动器205的移动部件。
图34是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件在寻道方向上的位移的传递函数的伯德图。
如图35所示,在用于笔记本PC的薄光学拾取致动器205的移动部件中设置了两个物镜并获得了高刚性。
具体而言,惯性中心和推力中心没有设计成相同。因此,次级谐振频率保持在大约27kHz,并得到20dB的次级谐振Q值。在寻道方向上,可以实现具有高刚性的光学拾取致动器205的移动部件。
图35是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的AC倾侧特性的图表。其中示出了以下情况下的物镜倾斜:用于使图25所示光学拾取致动器205的移动部件以特定距离(+/-Tamm)在寻道方向上往复运动的正弦波施加在寻道线圈238、239和寻道次线圈260、261上,并且用于使光学拾取致动器205的移动部件在Fo方向上偏调一特定距离(+Famm,0mm,-Famm)的DC电压施加在聚焦线圈236、237上。
从图35中显而易见,通过利用寻道次线圈260、261,在不将惯性中心和推力中心设为彼此相同的情况下,可以将AC倾侧减小至等于或小于大约0.1度。
图36是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件在盘的径向上的DC倾侧特性的图表。其中示出了以下情况下物镜在盘的径向上的倾斜:用于使图25所示的光学拾取致动器205的移动部件在寻道方向上偏调特定距离(+Tamm,0mm,-Tamm)的DC电压施加在寻道线圈238、239和寻道次线圈260、261上,并且用于使光学拾取致动器205的移动部件在Fo方向上偏调特定距离(+Famm,0mm,-Famm)的DC电压施加在聚焦线圈236、237上。
图37是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件在盘的旋转方向上的DC倾侧特性的图表。其中示出了以下情况下物镜在盘的旋转方向上的倾斜:用于使光学拾取致动器205的移动部件在寻道方向上偏调特定距离(+Tamm,0mm,-Tamm)的DC电压施加在寻道线圈238、239和寻道次线圈260、261上,并且用于使光学拾取致动器205的移动部件在Fo方向上偏调特定距离(+Famm,0mm,-Famm)的DC电压施加在聚焦线圈236、237上。
从图36和37中显而易见,设定通过从寻道次线圈260、261产生的不必要的力矩的惯性中心和弹性支撑中心,可以将DC倾侧减小至等于或小于大约0.1度。如参照图25至37所述,光学拾取致动器205的移动部件设置有寻道次线圈260、261,并且惯性中心和弹性支撑中心设为彼此相同。因此,推力中心和惯性中心(或弹性支撑中心)不必彼此相同。因此,可以容易地实现具有高刚性和高推进力(高灵敏度)的高性能光学拾取致动器205的移动部件。尽管在图25所示的示例中按物镜保持筒235、寻道次线圈260和261以及聚焦线圈236和237的顺序设置,但是从等式(13)显而易见,即使在按物镜保持筒235、聚焦线圈236和237以及寻道次线圈260和261的顺序设置的情况下也能获得本发明的优点。
此外,尽管已经描述了图25所示示例中的具有两个物镜,即物镜232和物镜233的光学拾取致动器205的移动部件,但是显然,该示例可以应用于具有一个物镜的光学拾取致动器205的移动部件。
图38是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的物镜保持筒235的透视图,其中物镜保持筒235具有用于图25所示的物镜232的开孔部分552、用于物镜233的开孔部分553、用于防止物镜233与光盘(未示出)碰撞的防碰撞突起部分551a和551b、用于在物镜保持筒235中定位寻道线圈238的空心部分的寻道线圈定位突起部分558a、用于在物镜保持筒235中定位寻道线圈239的空心部分的寻道线圈定位突起部分559a、以及用于在物镜保持筒235中定位聚焦线圈236的聚焦线圈定位突起部分556a。
由于透视视角的缘故,用于在物镜保持筒235中定位聚焦线圈237的空心部分的聚焦线圈定位突起部分没有示出。
如图26所示,寻道线圈定位突起部分358a、359a和聚焦线圈定位突起部分356a设置在物镜保持筒235中。因此,简化或者不需要将寻道线圈238、239以及聚焦线圈236、237组装到物镜保持筒235中的工具。由此,可以降低组装成本,此外,可以降低光学拾取装置的成本。
在图25的示例中,寻道次线圈260、261的形状被设为与聚焦线圈236、237的大致相同。因此,寻道次线圈260、261的空心部分的形状与聚焦线圈236、237的空心部分的形状大致相同。因此,聚焦线圈定位突起部分556a采用了简单的突起形状。在寻道次线圈260、261的空心部分的形状不同于聚焦线圈236、237的空心部分的形状的情况下,优选聚焦线圈定位突起部分356a的形状应该与空心部分的形状相适应,以采用台阶状突起的形状。
图39是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的光学拾取致动器205的移动部件的正视图,其与图38所示示例的不同之处在于设置了用于在物镜保持筒235中定位寻道线圈238的外部形状的寻道线圈外部形状定位突起部分558b。寻道线圈238通过成为寻道线圈238的外部形状的寻道线圈外部形状238i和成为要定位在物镜保持筒235中的寻道线圈外部形状定位突起部分558b的外部形状的寻道线圈外部形状定位突起部分外部形状558bo被定位在物镜保持筒235中。
聚焦线圈定位突起部分556b具有与图38所示示例中相同的功能,并且聚焦线圈236利用聚焦线圈236的聚焦线圈空心内部形状236i和聚焦线圈定位突起部分556b的聚焦线圈定位突起部分外部形状556bo而被定位在物镜保持筒235中。
在图39中,为了便于描述,在寻道线圈外部形状定位突起部分558b和聚焦线圈定位突起部分556b处添加了阴影线,而且寻道线圈外部形状238i和寻道线圈外部形状定位突起部分外部形状558bo之间的间隔以及聚焦线圈空心内部形状236i和聚焦线图定位突起部分外部形状556bo之间的间隔被放大示出。
这样,通过利用寻道线圈外部形状定位突起部分558b和寻道线圈238的外部形状来将寻道线圈238定位在物镜保持筒235中,可以获得与图38所示示例同样的优点。
尽管在图38和39所示示例中本发明的优点被描述为是利用空心线圈而获得的,但是即使在本发明应用于将线圈形成在印刷电路板上的线圈印刷电路板(未示出)的情况下,也能够实现这样的优点。
以上已经参照图25-37,描述了即使在惯性中心和推力中心没有彼此重合的情况下也具有高刚性、大推力和高可靠性的光学拾取装置。图38的示例中示出的寻道线圈定位突起部分558a和图39的示例中示出的寻道线圈外部形状定位突起部分358b不是用作质量平衡的,而是用于降低光学拾取装置的成本的。
但是,可以发现,图38的示例中示出的寻道线圈定位突起部分558a和图39的示例中示出的寻道线圈外部形状定位突起部分558b也可以被应用于其中惯性中心和推力中心彼此重合的传统光学拾取装置。
具体而言,寻道线圈定位突起部分558a和寻道线圈外部形状定位突起部分558b也可以被用作物镜支撑筒235的移动部件的质量平衡或光学拾取致动器205的移动部件的质量平衡。
图40是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的平面图,该移动部件与图25所示示例的很大的不同点在于物镜233被设计成可绕其主点调节,并且物镜保持筒235被设计成具有绕物镜233的主点可调节的结构。在图40所示示例中,物镜232被固定,其倾斜处于物镜保持筒235的部件精度的一定公差内,而物镜233的相对倾斜被设置成与物镜232的倾斜重合。
图41是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的主要部分的剖面图,其为图40所示主要部分的剖面图。
图41示出物镜233、成为物镜233的主点位置的OL主点、物镜233的凸缘上表面233u、物镜233的凸缘下表面233d和作为凸缘上表面233u和凸缘下表面233d之间距离的OL凸缘厚度。图41中,物镜233设计成使得OL主点的位置位于凸缘下表面233d上方。另一方面,物镜保持筒235设置有可以绕主点调节物镜233的接收表面235R,设置成处于围绕主点调节物镜233所需的范围内的调节裕量,以及物镜保持筒235的移除楔形表面(removing taper surface)235T。
接收表面235R设置在调节裕量的范围内,物镜233可以在该调节裕量中调节。而且,移除楔形表面235T可以将物镜保持筒235从上下模具中移除。
具体而言,物镜233相对于物镜232在光盘径向和光盘旋转方向上的倾斜被调节,使得物镜233的倾斜与物镜232的倾斜大致一致。因此,可以保持穿过物镜232的光的质量与穿过物镜233的光的质量相当。因此,通过调节物镜233,可以保持光学拾取致动器205的移动部件中的光的质量。从而,可以使光学拾取装置具有高可靠性。
在图40和41所示示例中,物镜45的OL主点可以设计成位于凸缘下表面45d上方。但是,如果需要进一步减小光学拾取装置的厚度,则物镜不能保持具有足够的厚度,从而OL主点要设计成在凸缘下表面的下方。
参考图42-45,下面说明物镜处于OL主点设计成在凸缘下表面的下方的情况的实例。
图42是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的平面图,该移动部件与图40和41所示示例的很大的不同点在于,成为物镜232的主点的OL主点设置图45中的凸缘下表面232u的下方,并且附加设置了物镜定位架266,以便绕主点调节物镜232。在图42所示示例中,物镜233被固定,其倾斜处于物镜保持筒235的部件精度的一定公差内,而物镜232的相对倾斜被设置成与物镜233的倾斜一致。
图43是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的物镜和物镜定位架的分解透视图,图46是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的物镜与物镜定位件的组件267的透视图,图45是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的主要部件的剖面图。
在图43中,物镜定位架266设置有定位架上表面266u、物镜接收表面66OL、用于接收物镜外围的物镜外围接收表面266c和定位架下表面266d。物镜232在物镜232的凸缘下表面232d和物镜接收表面66OL处被定位在物镜定位架66中,并且物镜232的凸缘外围和物镜外围接收表面266c用粘接剂(未示出)固定。
物镜232和物镜定位架266的组件267(见图44)由物镜保持筒235调节。
在图45中,物镜保持筒235具有调节裕量和包括该调节裕量的物镜接收表面235,并且组件267可以通过组件267的下表面外围和物镜接收表面235R被调节。
利用图45所示示例,可以调节主点中心位于凸缘下表面下方的物镜。
还可以使得物镜定位架266的定位架上表面266u从物镜232的凸缘上表面232u向光盘1接近,从而利用定位架上表面266u作为光盘201和物镜定位架266的物镜232的防碰撞限位器。
图46是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的两个提升镜的透视图,图47是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的主要部分的示图。图46和47所示示例与图14所示示例的很大的不同点在于用提升镜268和提升镜269替代了直立棱镜231。
在图14中,一个直立棱镜231反射物镜232的光而透射并反射物镜233的光。在图47所示示例中,还可以采用提升镜268反射物镜232的光且透射物镜233的光,而提升镜269反射物镜233的光。
此外,可以通过使用平板玻璃作为提升镜268和提升镜269,进一步降低部件成本。
图48是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的光学拾取致动器205的移动部件的主要部分的剖面图,该移动部件主要部分与图13的不同点在于在光学拾取致动器205的移动部件中添加了四分之一波片702。
通过在光学拾取致动器205的移动部件中添加四分之一波片702,可以减小物镜233的光到达四分之一波片之前在所设置的光学部件,例如分束器227、凸透镜230和直立棱镜231(见图1)中产生的相位差。从而,可以提高光学拾取装置的可靠性。还可以具有在光学拾取致动器205的移动部件中设置四分之一波片702的结构。
同时在物镜拾取致动器205的移动部件进行了透镜偏调的情况下,或者可以提高与第一光相关的信号质量,或者可以提高与第二光相关的信号质量。因此,可以提高光学拾取装置的可靠性。
接下来将参照图49描述物镜保持筒235的刚性的提高。图49是用于说明在根据本发明实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的材料的材料特性表。
尽管含有具有较高比刚性(specific rigidity)的玻璃纤维的LCP(液晶聚合物)或含有碳素纤维的LCP通常被用于物镜保持筒235,但是也可以使用陶瓷材料,以便进一步提高光学拾取致动器205的移动部件的刚性。
LCP被称为液晶聚合物材料。具体而言,例如,所使用的有全芳簇聚酯(total aromatic polyester)、芳簇聚偶氮甲碱(aromatic polyazomethine)、芳簇脂簇聚酯(aromatic aliphatic polyester)、芳簇聚酯碳酸盐(aromatic polyestercarbonate)、或者全芳簇或非全芳簇聚酯氨化物(polyester amide)。
图49示出主要陶瓷材料、含重量比为30%的玻璃纤维的LCP和含重量比为30%的碳素纤维的LCP的特性表。
如图49所示,陶瓷的比重和比刚性大于LCP的比重和比刚性。尽管陶瓷材料具有较大的比重,它能够模制得很薄。因此,可以通过减小陶瓷材料的厚度来减小物镜保持筒235的重量。如果物镜保持筒235的重量可以减小,则可以减小光学拾取致动器205的移动部件的重量,而且,可以提高光学拾取致动器205的移动部件的推力。例如,由于LCP材料的比重约为1.5,所以如果LCP材料形成的物镜保持筒的平均厚度假设为0.5mm,则含有具有较大比重的氧化锆的陶瓷材料的平均厚度为0.12mm,而含有具有较小比重的MAS的陶瓷材料的平均厚度为0.38mm。考虑物镜保持筒的部件容差(尺寸容差)为±10%,希望物镜保持筒的平均厚度应为0.11mm到0.42mm。
另一方面,陶瓷材料可以被减薄,以具有大约0.05mm的厚度。因此,在使用陶瓷材料时,物镜保持筒235的平均厚度更好是在大约0.05mm到0.42mm的范围。
此外,通过提高作为陶瓷材料的另一个特征的孔隙度以及减小表观比重,可以减小物镜保持筒235的重量。
例如,如果假设由LCP材料形成的物镜保持筒的比重为1.5,则为了获得与LCP材料大致相等的比重,含有具有较大比重的氧化锆的陶瓷材料的孔隙度为75%,而含有具有较小比重的MAS的陶瓷材料的孔隙度为25%。考虑物镜保持筒的部件容差(尺寸容差)为±10%,希望由陶瓷材料形成的物镜保持筒的孔隙度应该在从15%到85%的范围。
应该注意到,陶瓷材料的孔隙度的提高成指数地减小了陶瓷材料的刚性。通常,已知以下等式(30):
E=E1×EXP(-b×p)    (30)
E1:孔隙度为0%时的刚性
p:孔隙度
b:常数
E:孔隙度为p时的刚性
“b”表示根据陶瓷材料的孔隙的形状变化的常数,以下将说明在本实施例中采用实验获得的值b=5.4的情况。
如果为了达到LCP的比刚性或以上,陶瓷材料的目标比刚性假设为225,则对于具有较大比重的氧化锆所需的孔隙度为5%,对于具有较小比重的MAS所需的孔隙度为0%,这是不稳定的。对于陶瓷材料中具有较大比刚性的SiC,孔隙度约为30%。尽管各种陶瓷材料的孔隙度是用通过实验得到的b=5.4和25以上的比刚性计算得到的,但是由于“b”随着孔隙的形状变化而较大地改变,所以其可以取除了5.4以外的数值。
因此,从由陶瓷材料形成的物镜保持筒的比重得到的孔隙度在15%到85%的范围,而从由陶瓷材料形成的物镜保持筒的比刚性得到的孔隙度在5%到30%的范围。由此,由陶瓷材料形成的物镜保持筒的孔隙度更优地应该在5%到85%的范围。
当然地,具有高刚性和高推力的光学拾取致动器205的移动部件可以通过减小平均厚度和孔隙度来实现。
另一方面,通过用粘接剂涂覆物镜保持筒235,可以提高陶瓷材料的特定韧性(peculiar tenacity)。
该粘接剂包括单液体(one-liquid)热固型无机粘接剂和耐热环氧粘接剂。为了提高韧性,环氧粘接剂更为优选。
这些粘接剂具有大约为1的比重。因此,即使物镜保持筒235整个地被涂覆了这种粘接剂,也不会对减小物镜保持筒235重量产生大的妨碍。
由陶瓷形成的物镜保持筒235的表面可以部分或者整个地涂覆这些粘接剂。尤其是,通过用这些粘接剂涂覆由陶瓷形成的物镜保持筒与光学拾取装置的其它部件相碰撞的部分,具体而言是陶瓷形成的物镜保持筒235的限位器的附近,可以有效地提高韧性。或者,在物镜保持筒235设置有诸如孔隙之类的中空部分的情况下,物镜保持筒235的孔隙可以部分或者全部地注入这些粘接剂。
此外,通过添加用于将光吸收到这些粘接剂中的添加剂,还可以防止由被物镜保持筒235的表面反射的光中产生杂散光。
例如,通过简单地使这些粘接剂成为黑色的,可以防止杂散光。
图50是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的物镜保持筒的透视图,图51也是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的物镜保持筒的透视图,其从相反侧示出了根据图50的示例的物镜保持筒235。通过使用作为硅的碳化物的SiC作为陶瓷材料,平均厚度为0.1mm的物镜保持筒235可以获得作为期望特性的高刚性和高推力。
图50和51中,物镜保持筒235设置有上限位器271和下限位器272,并且粘接剂273被施加到上限位器271和下限位器272的附近。如上所述,物镜保持筒235的整个表面可以用粘接剂273涂覆。此外,在物镜保持筒235用具有孔隙的陶瓷材料形成的情况下,该孔隙部分可以注入粘接剂273。
图52是示出根据本发明实施例的光学拾取装置中的物镜保持筒的组件的分解透视图,其中物镜保持筒的组件270包括成为树脂构件的上树脂体和下树脂体270u和270d以及由陶瓷材料形成的陶瓷板270c,并且上树脂体270u和下树脂体270d通过外部模制(oursert molding)与陶瓷板270c形成为一体。
如示例中所述,即使具有高刚性的陶瓷材料用作物镜保持筒的一部分,也可以实现具有高刚性的光学拾取致动器205的移动部件。
尽管在图49中采用了典型的陶瓷材料,但是除了典型陶瓷材料以外,也可以将氧化铝和氧化锆的混合材料、氧化铝和其它氧化物的混合材料或者诸如氮化硼、氮化铝或氧化镁之类的陶瓷材料用于物镜保持筒47或陶瓷板270c。
尽管已经描述了图50-52所示示例中的安装了两个物镜的物镜保持筒,但是即使本发明应用于安装一个传统物镜的物镜保持筒,也可以实现本发明的优点。
图53是示出根据图25所示示例的线圈部分的分解视图。在图53中,寻道线圈238和寻道次线圈260彼此电联接。在其中寻道线圈238产生在方向Ftri上的力的情况下,在寻道次线圈260中产生力Fstp。流向寻道线圈238和寻道次线圈260的电流如箭头所示。
类似地,在聚焦线圈236上产生力Ffop的情况下,流向聚焦线圈236的电流的方向如箭头所示。聚焦线圈236可以独立于寻道线圈238被驱动。
因此,可以随意地设计寻道次线圈260的绕组和聚焦线圈236的绕组的方向。
但是,如果寻道次线圈260的绕组的方向设计成与寻道线圈236的绕组的方向相同,则易于判断工人是否在线圈组装工作中正确地组装了线圈。因此,可以缩短线圈组装工序中的节拍时间。从而,可以降低光学拾取装置的价格。
为了最大化光学拾取致动器的移动部件在聚焦方向上的力,聚焦线圈236的宽度被设为聚焦线圈宽度tw236。聚焦线圈宽度tw236被设计成在光学拾取致动器的移动部件的移动范围内达到最大值。
另一方面,作为寻道线圈238宽度的寻道线圈宽度tw238并不作用于产生寻道方向上的力的力。因此,寻道线圈宽度tw238被设计成在光学拾取致动器的移动部件在寻道方向上的移动范围内达到最小值。
作为参考,图27所示的寻道线圈有效长度Ttreff使寻道线圈238产生的力最大化。
在图53所示用于笔记本PC的需要减小尺寸和厚度的光学拾取致动器的情况下,希望聚焦线圈宽度tw236应该小于寻道线圈tw238。
此外,在图53所示示例中,寻道线圈238具有0.9mm的直径,聚焦线圈236具有0.6mm的直径,寻道线圈238的匝数为242,寻道次线圈260的匝数为20,并且聚焦线圈236的匝数为48。在由寻道线圈238在寻道方向上驱动其中推力中心和惯性中彼此不重合的光学拾取致动器的移动部件的情况下,在光学拾取致动器的移动部件中产生绕惯性中心的不必要的力矩。该不必要的力矩通过寻道次线圈260被消除。因此,希望寻道线圈238的匝数应该大于寻道次线圈260的匝数。
由于相同的原因,优选聚焦线圈236的匝数应该大于寻道次线圈260的匝数。
图26示出寻道次线圈260的厚度th260、聚焦线圈236的厚度th236和寻道线圈238的厚度th238。磁轭248的形状采取具有台阶的复杂形状,聚焦磁体244的厚度不同于寻道磁体246的厚度,或者各线圈在物镜保持筒235中的附接位置采取复杂形状,并且聚焦线圈236的厚度th236和寻道次线圈260的厚度th260的总和不需要与寻道线圈238的厚度th38大致相等,这未被示出。
但是,在用于笔记本PC的需要减小尺寸和厚度的光学拾取致动器的情况下,希望聚焦线圈236的厚度th236与寻道次线圈260的厚度th60的总和应该与寻道线圈238的厚度th238大致相等,使得磁轭248的形状可以简化。图27示出了磁轭突起部分48a的高度tya、磁轭突起部分248b的高度tyb、磁轭248的磁轭高度tyoke和寻道磁体246的磁体高度tmag。
为了有效的将各个磁体的磁通传导至各线圈,希望磁轭突起部分248a和248b的高度tya和tyb应该至少与磁轭高度tyoke大致相等。
此外,希望磁轭突起部分248a和248b的高度tya和tyb应该大致等于磁体高度tmag。
在该示例中,在磁轭248的磁轭高度tyoke与寻道磁体246的磁体高度tmag之间设有台阶差,并且该台阶部分用粘接剂涂覆,以牢固地固定磁体,从而提高光学拾取致动器的可靠性。
图39示出了寻道线圈238的中心38cen与聚焦线圈236的中心236cen之间的高度ttrfo。在该示例中,聚焦线圈236在不使用寻道次线圈的传统光学拾取致动器的移动部件中被用作平衡物(counter mass)。因此,希望ttrfo应该更大,以便利用聚焦线圈236作为平衡物。
本发明的结构设置了用于蓝光的专用会聚部件和用于红光和红外光的会聚部件。因此,各光可以可靠地聚焦在光盘上。此外,可以简化会聚部件的结构。因此,本发明可以应用于光学拾取装置和光盘装置,它们能够实现以下中的至少一者:减小厚度、减小尺寸和抑制对应于包括蓝色激光束的激光束不同波长的特性的劣化。
(实施例3)
以下将参照附图说明根据本发明实施例3的光学拾取装置。图54是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的平面图,图55是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的侧视图。
在图54和55中,1001表示光盘,其能够通过投射光束进行数据再现和数据记录中的至少一者。具体而言,只能进行数据再现的CD-ROM盘和DVD-ROM盘等、除了数据再现以外还能够进行数据记录的CD-R盘和DVD-R盘等以及除了数据再现以外还能够进行数据记录/擦除的CD-RW盘、DVD-RW盘和DVD-RAM盘等适合用作光盘1001。此外,具有其上能够利用大体上红色的光进行数据记录和数据再现中的至少一者的记录层的盘、具有能够用大体上红外的光在其上进行数据记录和数据再现的记录层的盘和具有能够用大体上蓝色的光至大体上紫色的光在其上进行数据记录或数据再现的记录层的盘可以用作光盘1001。至于光盘1001的尺寸,可以使用各种直径的盘状片,优选适合使用直径为3cm到12cm的盘状片。
1002表示用于旋转光盘1001的主轴电极。主轴电机1002设置有卡盘部件(未示出),用于支持光盘1001。主轴电机1002可以以恒定角速度或可变角速度来旋转光盘1001。主轴电机驱动装置和光盘装置的控制单元(未示出)根据环境在恒定角速度和可变角速度之间进行切换。尽管该实施例中使用了主轴电机1002作为光盘1001的旋转和驱动装置,但是也可以利用其它类型的电机或其它装置来旋转和驱动光盘1001。
1003表示光学拾取器,用于通过将光束投射在光盘1001上,在光盘1001上记录数据和从光盘1001再现数据。
1004表示用作光学拾取器1003的底座的托架,1005表示光学拾取致动器,该致动器大体上三维地移动物镜(以后将说明)。托架1004至少由支撑轴1006和引导轴1007支撑,并且可以在光盘1001的内围和外围之间移动。托架1004设置有光学拾取致动器1005和光学部件或光源。
1008表示具有紫色激光器部分1081、光接收元件部分1082和前部光监测部分1500的集成器件,对它们的详细描述将参照图56给出。激光器部分1081具有产生波长约为405nm的激光束的激光二极管1081a。激光二极管1081a设置在由底座1081b形成的空间中。尽管该实施例使用发射紫光的激光二极管1081a,但是也可以采用发射波长更短的蓝光到紫红色光范围的光的激光二极管。以下的激光二级管适合用作用于发射这样的更短波长的激光束的激光二极管:在GaN中添加例如铟的发光中心而得到的活性层被置于主要由GaN构成并掺以p型杂质的p型层和主要由GaN构成并掺以n型杂质的n型层之间。适合使用所谓氮化物半导体激光器。
在底座1081b上伸出多个端子1081c。端子1081c由接地端子、用于向激光二极管1081a提供电流的端子等构成。通过用保护膜覆盖例如为火焰激光器的激光二极管1081a或者通过将底座1081b形成为具有密封空间并将激光二极管1081a容纳在该空间中来使用激光器部分1081。
1083表示依照结合方法直接或者通过其它构件附接至底座1081b上的棱镜或底座1081b上的类似物。棱镜1083透射从激光二极管1081a发射出的激光束1084,以产生要投射在光盘1001上的光,并且将来自光盘1001的返回光引导到光接收元件部分1082。一分开波长近似为405nm的激光束1084的衍射光栅或全息元件(未示出)附加设置在棱镜1083的光接收元件部分1082侧,以便能够进行聚焦检测、寻道检测、球差检测或记录在光盘1001上的信号等的检测,并且从而可以提取控制信号。在该实施例中,透明光学部件1083a设置在棱镜1083和底座1081b之间。棱镜1083和光学部件1083a构成光学引导构件。
该光学部件1083a依照结合方法等直接或通过其它构件接合到底座1081b上。棱镜1083具有彼此大致平行并且倾斜的倾斜面1083b至1083d。例如分束器膜和全息元件或衍射光栅设置在倾斜面1083b至1083d上。倾斜面1083b至1083d对应于透明玻璃块或树脂块彼此接合的接合面。具体而言,至少一全息元件被形成用于聚焦检测、寻道检测、球差检测或记录在光盘1001上的信号等的检测,以及用于提取控制信号。至少一偏振分束器膜和衍射光栅被形成在倾斜面1083c上。在倾斜面1083d上施加完全透射波长405nm的的膜。尽管在该实施例中设置了三个倾斜面,但是倾斜面的数量可以是一个或者多个。光学部件1083a设置有边缘滤波器1623。边缘滤波器1623置于光学部件1083a的棱镜1083侧,使得与棱镜1083的外围部分接触。尽管在该实施例中设置了光学部件1083a,但是根据具体情况也可以不设置光学部件1083a。如果未设置光学部件1083a,边缘滤波器1623置于棱镜1083的外围表面中从激光二极管1081a发射的光入射的部分上。
尽管在本实施例中使用了边缘滤波器1623,但是如果设置有用于实现光强分布校正的装置,即通过该装置部分改变了光强分布,使得例如光点中心的亮度变低而其外围部分的亮度变高,则也可以使用其它构件。在本实施例中,如图56所示,从激光二极管1081a发射的光从光学部件1083a入射在边缘滤波器1623上。一透射型全息元件或衍射光栅形成在边缘滤波器1623的中心处。从激光二极管1081a发射的光通过边缘滤波器1623被分成至少两个光束。在本实施例中,从该处发出的光被分成两个光束。也就是说,这两个光束是前进至光盘1001的光束1084和前进至前部光监测器1500的监测光束1084a。进入边缘滤波器1623的光的中心部分被设置在边缘滤波器1623处的透射型全息元件或衍射光栅衍射,然后沿不同于激光束1084的方向前进,并被提取作为监测光束1084a。来自边缘滤波器1623的监测光束1084a被设置在倾斜面1083d上的光学薄膜或反射膜反射,并被引导至前部光监测器1500。在前部光监测器1500中,接收光被转变成电信号,该电信号被送往激光器驱动装置(未示出),从而激光器驱动装置调节要被施加到激光二极管1081a上的电流,由此获得预定量的光。从边缘滤波器1623前进至光盘1001的激光束1084在其中心部分具有较低亮度,而在其外围部分具有较高亮度,因为如上所述边缘滤波器1623上的入射光的全部或部分中心部分光通过边缘滤波器1623被用作监测光束1084a。由于通过以这种方式设置边缘滤波器1623,在发射之后的相对较早的时候,从激光器二极管1084a发射出的光可以被分成激光束1084和具有相对于激光束1084的光轴方向倾斜的光轴的光束,所以所获得的监测光1084a非常好。另外,可以在光盘上形成小光点,并且盘上的光强可以通过降低例如作为具有较短波长的紫光的激光束1084的中心部分的亮度来提高。另外,由于该操作可以通过一个光学部件实现,所以可以减小装置尺寸、减小厚度等。
能够进行强度分布校正的象边缘滤波器1623那样的构件可以设置在倾斜面1083c上,即,可以容纳在棱镜1083中,如图72所示。在这种情况下,边缘滤波器1623设置成面对设置在倾斜面1083c上的偏振分束器。此时,边缘滤波器1623设置有反射膜、反射型衍射光栅或反射型全息元件,以便反射入射光的至少一部分。所以,当来自激光二极管1081a的光入射在倾斜面1083c上时,其中心部分光的至少一部分被边缘滤波器1623反射,成为监测光1084a,并可以入射在前部光监测器1500上。此后,中心部分亮度较低的光穿过偏振分束器膜,并成为激光束1084。
此外,如图73所示,边缘滤波器1623可以设置在倾斜面1083d上,从而被容纳在棱镜1083中。边缘滤波器1623设置有反射膜、反射型衍射光栅或反射型全息元件,以便反射入射光的至少一部分。所以,当来自激光二极管1081a的光入射在倾斜面1083d上时,该光中心部分处的至少一部分被边缘滤波器1623反射,从而成为监测光1084a,并可以入射在前部光监测器1500上。此后,中心部分亮度较低的光穿过偏振分束器膜,并成为激光束1084。
尽管图56、图72和图73所示实施例中,反射型或透射型衍射光栅或全息元件被设置在边缘滤波器1623的中心部分处,以便利用监测光,但是反射型或透射型衍射光栅或全息元件也可以环形地设置在边缘滤波器1623的外围部分上。或者,可以根据光学拾取器的具体情况,多个衍射光栅或全息元件可以彼此分开设置,使得在形状和数量上可变。
从作为接合表面从倾斜面1083b至1083d向外突出的粘接剂或者在倾斜表面1083b至1083d上产生的凹入部分可以通过将棱镜1083依照结合方法等附接至光学部件83a上来缓和。换句话说,如果由于光学设计等如上所述,从激光二极管1081a发出的光照射形成于倾斜表面1083b至1083d的外表面上的内凹部分和外凸部分,则就会对记录/再现特性产生影响。所以,由于即使其上形成了内凹部分和外凸部分,不平部分也可以通过在棱镜1083的激光二极管1081a侧设置光学部件1083a来缓和,所以可以防止记录特性等的劣化。
光接收元件部分1082构造成覆盖光接收元件1082a,并且其表面用透明玻璃板1082b覆盖。此外,通常用来电连接至光接收元件1082a的端子(未示出)从壳体1082c引至壳体1082c的表面。此外,显然光接收元件1082c可以以裸露状态设置,即不设置由不受波长405nm的光(蓝光至紫光)劣化的透明构件覆盖的光接收元件部分1082,或者不设置玻璃罩。
1085表示连接构件。该连接构件1085确定激光器部分的位置、光接收元件部分1082的位置和前部光监测器1500的位置,并且每个构件通过焊料或UV粘接剂被固定。柔性板1086被接合至光接收元件部分1082的端子(未示出)。柔性板1086用焊料等连接至其它柔性板。
1010表示包括红色、红外激光器部分1101、激光接收元件部分1102和前部光监测器1501的集成元件。对其的详细描述将参照图57给出。激光器部分1101具有发射波长约为660nm的激光束的激光二极管1103和发射波长约为780nm的激光束的激光二极管1104。这些激光二极管1103和1104置于由底座1101a形成的空间中。
尽管该实施例中在所述空间中设置了作为彼此不同的照明单元的激光二极管1103和1104,但是也可以形成一个照明单元中设置多个发光层而在所述空间中设置一个照明单元的结构。另外,尽管该实施例中安装了相应具有两个不同波长的激光二极管,但是也可以安装相应具有三个或更多不同波长的激光二极管。
在底座1101a上立有多个端子1101b。该端子1101b为接地端子、用于向激光二极管1103、1104提供电流的端子、监测光的输出端子等。1105表示透射激光束1106并将返回光引导至光接收器部分1102的棱镜。棱镜1105具有设置在倾斜面1105c上的聚合物膜,以便通过将激光束1106的一部分反射至前部光监测器1501可以监测激光束1106的输出水平。一分开波长780nm的激光束1106的衍射光栅(未示出)附加设置在光被引向光接收元件部分1102的位置,从而可以进行聚焦检测、寻道检测和记录在光盘1001上的信号以及控制信号的检测。棱镜1105设置有彼此大致平行并且倾斜的倾斜面1105a至1105c。
诸如分束器膜和全息元件之类的光学元件设置在倾斜面1105a至1105c上。具体而言,倾斜面1105a具有形成为最适合于波长780nm的衍射光栅(未示出);倾斜面1105b具有一膜,其对于波长780nm通过偏振分束器透射P波光并反射S波光,而对于波长660nm对光进行透射;倾斜面1105c具有一膜,其对于波长780nm通过分束器反射并透射一部分P波光,而对于波长660nm通过偏振分束器反射并透射一部分P波光并完全反射S波光。
倾斜面1105a至1105c对应于透明玻璃块、树脂块等接合在一起的接合面。尽管该实施例中设置了三个倾斜面,但是也可以设置一个或者多个倾斜面。
如果需要,在棱镜1105的激光器部分1101侧设置用于形成三个光束的衍射光栅(未示出)。例如,设置一三光束衍射光栅,使得一个激光波长不受其它波长的影响。
1108表示连接构件,其确定激光器部分1101的位置、光接收元件部分1102的位置和前部光监测器1501的位置。1109表示具有合束器功能的衍射光栅。该衍射光栅不作用于波长660nm,而作用于波长780nm,使得波长780nm的伪虚拟发光点与波长660nm的虚拟发光点重合。衍射光栅1109即使不具有合束器功能,它也是可透光的。
衍射光栅1109通过将多个平面体彼此叠置而形成。至少一个平面体设置有光栅。衍射光栅1109依照结合方法等被直接接合到底座1101a上。
从激光二极管1103或激光二极管1104发出的光穿过衍射光栅1109和棱镜1105,被引导至光盘1001。被光盘1001反射的光穿过棱镜1105,被引导至光接收元件部分1102。此时,在棱镜1105中,来自光盘1001的反射光在倾斜面1105a和倾斜面1105b之间被反射,并入射在光接收元件部分1102上。
光接收元件部分1102覆盖有壳体1102b,该壳体容纳着一透明构件和光接收元件1102a。一电连接至光接收元件1102a的端子1102c从壳体1102b被引出。
一柔性板(未示出)连接至光接收元件1102的端子1102c,并用焊料等接合至其它柔性板。
类似地,在集成元件1010中可以使用边缘滤波器1623。尽管监测光是通过例如在倾斜面1105c上设置聚合物膜而获得的,但是也可以用边缘滤波器1623代替聚合物膜,或者可以在图56或图72所示位置上设置边缘滤波器1623。换句话说,在集成器件1008和1010的至少一者中,可以利用边缘滤波器1623来引导监测光。优选,边缘滤波器1623特别地设置在控制具有较短波长的光源的集成元件中。
1011表示用于波长405nm的准直透镜。该准直透镜1011用来将从激光器部分1081输出的发散激光束1084改变成大致平行的光。准直透镜1011还具有校正由于波长变化、温度改变等的影响造成的色差的功能。1012表示光束成形棱镜,该棱镜将激光束1084的强度分布大致校正成圆形。1013表示用于分离激光束1084的临界角棱镜。1014表示用于校正由于例如光盘1001的厚度误差引起的球差的像差校正镜。
这里,将参照图58至图61描述像差校正镜。
图58(a)至图58(c)分别是根据本实施例的光学拾取器中使用的像差校正镜的示意性平面图(最上方表面)、沿虚线A-B截取的剖面图和平面视图(最下方表面)的剖面图。
下电极1016、压电物质1017、上电极1018和1019以及弹性体1020形成在板1015上。板1015在相反侧(图中的下侧)具有圆形腔部分1021,其处形成反射膜1022。下电极1016经过构图,并引出一电极极板1023。类似地,上电极1018和1019经过构图,并分别引出电极极板1024和1025。
部分电极1018和1019的结构如图59所示。上电极1018和1019通过绝缘部分1026彼此绝缘。在该示例中,上电极1018是圆形的,并且是其中心与上电极1019的中心大致重合的环形电极。从上电极1018引出一接线,并连接至电极极板1024。类似地,一接线从上电极1019引至电极极板1025。尽管在该实施例中对上电极1018和1019进行了二分,但是也可以进行三分。此外,尽管在该实施例中上电极1018和1019的轮廓形成为圆形的,但是也可以采用多边形,例如方形或由四条或更多线段形成的形状、或者三角形。
图60示出了下电极的结构。下电极1016设置成压电物质1017被夹在下电极1016和上电极1018和1019之间。下电极1016被接线至电极极板1023。
图61(a)示出在上述结构中,下电极1016接地,上电极1018被施以正电压而上电极1019被施以负电压的情况下,反射膜1022的位移轮廓线,图61(b)示出这种情况下的位移示图。在图中,C、C’和D、D’分别对应于绝缘部分1026和腔部分1021的外围部分的位置。
D、D’的位置是腔部分1021的外围部分。由于外围部分受约束,所以位移为零。位移在对应于C-D和C’-D’的环形部分中向下凸出,而在以C和C’为边界的对应于直径C-C’的部分中位移向上凸出。尽管通常校正球差需要非球面形状,C-C’中的弯曲形状恰好是非球面的。因此,本发明中利用了C-C’中的弯曲表面部分,即,反射膜1022与上电极1018或其内侧的形状对应的部分。因此,像差校正镜是一个能够以非常高的精度实现像差校正的功能部件。尽管该实施例设置了使用形成为薄膜状的压电物质1017的像差校正镜,但是该像差校正镜也可以使用块形压电物质;或者,像差校正镜可以使用其它可移位构件来驱动。此外,在不使用压电物质1017的情况下,可以通过将多个透镜组合在一起并移动该多个透镜中的至少一个来校正球差。
1027表示分束器,其对从集成器件1008和1010中发射出的激光束1084和激光束1106进行分束和合束。此外,相对于激光束1084使相位均一化。相对于波长405nm的一四分之一波片1502通过结合装置等被固定在分束器1027的从集成器件1008发出的光的入射侧。
尽管该实施例中在集成器件1008和1010中采用了边缘滤波器1623和前部光监测器1500,这些部件也可以设置在集成器件1008和1010的外部。如果是这样,边缘滤波器1623可以设置在集成器件1008和1010及分束器1027之间,而前部光监测器1500可以设置在其附近。
1029表示具有正放大率的凸透镜,1030表示具有正放大率的凸透镜。分束器1027设置在凸透镜1029和1030之间。激光束1084通过凸透镜1029和1030的组合被放大至具有期望的光束直径。激光束1084在凸透镜1029和1030之间一次聚焦。通过以这种方式在凸透镜1029和1030之间一次聚焦以及通过使凸透镜1029的焦距大致等于凸透镜1029与像差校正镜1014之间的距离,可以控制由于像差校正镜1014产生的用于校正球差的发散光和会聚光所造成的物镜部分中FFP分布的变化。1028表示用于波长660nm和780nm的中继透镜。中继透镜1028通过与凸透镜1030的组合,将从激光器部分1101输出的发散激光束1106改变成大致平行的光。中继透镜1028还可以具有校正由于波长变化和温度改变的影响产生的色差。
1031表示直立棱镜,其第一表面1311由多层膜形成,该多层膜能够反射波长660nm和780nm的激光束1106并透射和反射波长405nm的激光束1106。其第二表面1312可以反射波长405nm的激光束1106,并且相位被均一化。下文将描述的一致动器的刚性可以通过以这种方式由一个棱镜形成直立棱镜1031来提高。1032表示用于波长660nm的光盘(DVD)1001的物镜。物镜1032具有还能够在波长780nm的光盘(CD)1001上以平行光聚焦到期望记录位置上的功能。在本实施例中,物镜1032设置在主轴电机的中心位置,物镜1033设置在相对于物镜1032与凸透镜1030相反的侧上,即,设置在相对于光盘1001的切向上。物镜1033形成为厚度大于物镜1032。在该实施例中,结构被形成为使得从光源发出的光首先在第一表面1311处提升具有相对较长波长的光,而具有相对较短波长的光穿过第一表面1311,并然后在第二表面1312被提升。换句话说,在图54d所示结构中,用于长波长的物镜1032设置在激光器部分1081和1101侧,而物镜1033设置在比物镜1032更加远的位置,从而可以使得光被引出直到光入射在直立棱镜1031上的路径相对较长,由此可以简化光学设计。
但是,如果直立棱镜1031的第一表面1311透射波长660nm和780nm的激光束1106并反射波长405nm的激光束1084,并且如果其第二表面1312反射波长660nm和780nm的激光束1106,则物镜1033可以设置在相对于物镜1032的激光器侧(未示出)。
1034表示小孔全息波片(aperture holo-wave plate)。小孔全息波片1034由用来实现对应于CD和DVD光盘所需的数值孔径的小孔滤波器、对DVD的光敏感的偏振全息元件和四分之一波片构成,并且其由诸如电介质多层膜或全息小孔实现,其中可以对应于DVD光进行聚焦检测、寻道检测和记录在光盘1001上的信号的检测。此外,它对应于波长660nm和780nm的四分之一波片,并且在向外路径和返回路径的偏振方向上形成大约90度的偏振。
接下来,将参照图62和图63描述支持物镜1032和1033的致动器。图62是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的致动器的正视图,图63是其剖面图。
在图62和图63中,1035表示物镜保持筒,该物镜保持筒可以通过例如粘接剂方式固定物镜1032和1033以及小孔全息波片1034。
1036和1037各表示缠绕成环状的聚焦线圈。1038和1039各表示以与聚焦线圈1036和1037相同的方式缠绕成大致环状的寻道线圈。这些聚焦线圈1036和1037以及寻道线圈1038和1039类似地用粘接剂等固定到物镜保持筒1035上。1040和1041各表示吊线。吊线1040和1041将物镜保持筒连接到悬挂支架1042。至少物镜保持筒1035能够相对于悬挂支架1042在预定范围内移位。吊线1040和1041的两端通过插入模制被固定到物镜保持筒1035以及悬挂支架1042上。聚焦线圈1036和1037类似地用焊料等固定到吊线1040。类似地,寻道线圈1038和1039用焊料等电连接到吊线1041。吊线1040和1041各自由圆线或片簧构成,优选是6个或者更多圆线或片簧,使得电力能够供应到串联连接的寻道线圈1038和1039以及聚焦线圈1036和1037。
一柔性板1043用粘接剂等固定到悬挂支架1042上,以便用焊料等将其固定。1044和1045各表示聚焦磁体。聚焦磁体1044和1045形成为在磁体宽度方向(寻道方向)上比聚焦线圈1036和1037小。与距离聚焦线圈1036和1037的线圈中心位置相比更靠近光盘1001外围的聚焦磁体1044相面对地设置在该外围的附近,而位于光盘1001内围侧的聚焦磁体1045相面对地设置在该内围附近。1046和1047各表示寻道磁体。寻道磁体1046和1047设置成分别面对寻道线圈1038和1039。聚焦磁体1044和1045的磁极在聚焦方向上被分开,寻道磁体1046和1047的磁极在寻道方向上被分开。它们的一个极面对聚焦线圈1036、1037和寻道线圈1038、1039的一个大致环形的段,而它们的另一个极面对聚焦线圈1036、1037和寻道线圈1038、1039的另一个大致环形的段。此时,聚焦磁体1044和1045以及磁轭1048构成聚焦磁路,寻道磁体1046和1047以及磁轭1048构成寻道磁路。可以形成聚焦线圈1036和1037依次设置在聚焦磁路中而寻道线圈1038和1039依次设置在寻道磁路中的结构,并且可以通过向每个线圈施加电流彼此独立地控制这些线圈。尽管该实施例中描述了聚焦线圈1036和1037被彼此独立控制的情况,但是所有聚焦线圈1036和1037以及寻道线圈1038和1039可以彼此独立控制。如果是这样,则所需的吊线1040和1041的数量总的至少为8,而当对聚焦对中的一个,例如线圈1036和1037独立控制时,吊线1040和1041的数量仅为6个或更多。
此外,通过将各自具有单个磁极的磁体分开,并且通过在分开时不允许磁体以多极磁化形式被磁化而固定,聚焦磁体1044和1045以及寻道磁体1046和1047可以限制在极之间产生的中性区域,并且可以将由于各线圈的聚焦偏移和寻道偏移造成的磁路特性劣化限制为最小。为了控制倾侧裕量较窄的高密度光盘,必须以这种方式将单极磁体彼此固定,以便提高精度。
为了减小尺寸和减小吊线1040和1041在挠曲方向上的谐振,以V形形状向吊线1040和1041施加拉力。磁轭1048从磁性特征的角度看用作聚焦磁体1044、1045和寻道磁体1046、1047的磁轭,从结构特征的角度看用于支持和固定悬挂支架1042,并且磁轭1048还用于用粘接剂等固定悬挂支架1042。在吊线1040和1041中,悬挂支架1042侧的空间被填充以用于产生阻尼作用的阻尼胶。一种通过例如UV被胶化的物质用作阻尼胶。由物镜保持筒1035、聚焦线圈1036、聚焦线圈1037、寻道线圈1038、寻道线圈1039、物镜1032和1033、以及小孔全息波片1034构成的部分在下文中将被称为“光学拾取致动器移动部件”。
1049表示激光器驱动器。激光器驱动器1049工作用于建立在激光器部分1101中的波长780nm和660nm的半导体激光器的光发射,其具有相对于各个波长施加叠加以减小噪声的功能。激光器驱动器1049与托架1004接触,或者与设置在托架上下方的覆盖金属片(未示出)接触,以便能够有效地散热。1050表示激光器驱动器。
激光器驱动器1050类似地工作用于建立在激光器部分1081中波长405nm的半导体激光器的光发射,其具有相对于各波长施加叠加以减小噪声的功能。象激光器驱动器1049一样,激光器驱动器1050与托架1004接触,或者与设置在托架1004上下方的覆盖金属片(未示出)接触,以便有效地散热。
接下来,将描述该实施例中光学拾取器的光学结构。首先将描述有关波长405nm的情况。
从激光器部分1081发出的波长405nm的发散激光束1084通过准直透镜1011变成大致平行的光,然后穿过光束成形棱镜1012,经由临界角棱镜1013到达具有反射镜功能的像差校正镜1014。被像差校正镜1014反射的激光束1084再次入射临界角棱镜1013。此时,进入像差校正镜1014的入射光和反射光在临界角棱镜1013的临界角附近有若干度的倾斜。在临界角棱镜1013a和1013b之间设置一空气间隙。该布置使得可以利用临界角有效地分开波长405nm的激光束1084。
此外,通过在临界角棱镜1013a和1013b面对空气间隙的两侧上施加电介质多层膜等,可以提高光透射率。从临界角棱镜1013发出的激光束1084然后通过具有正放大率的凸透镜1029被聚光,再次作为发散光穿过四分之一波片1502,成为圆偏振光。此后,光束穿过分束器1027,然后经由凸透镜1030入射在直立棱镜1031上,接着折射地穿过第一表面1311,被第二表面1312反射,并折射地穿过第三表面1313。反射的激光束1084通过物镜1033被聚光,在光盘1001上形成光点。从光盘1001返回的激光束1084与向外路径反向前进,穿过四分之一波片,从而与向外路径成大约90度的偏振方向上偏振,最终在棱镜1083中被分束器分束,从而通过形成在光接收元件部分1082处的衍射光栅被引入设置在光接收元件部分1082的光接收元件1082a,并至少产生球差误差信号。由于在波长405nm情况下,波长比传统的要短,所以当例如光盘1001的保护层的厚度改变时造成的球差变大,并且显著地影响记录和再现质量。所以,通过根据前述球差检测信号驱动像差校正镜1014,使得反射表面略微球形变形,从而控制所产生的球差。
尽管这里球差是利用像差校正镜1014来校正的,但是也可以通过沿光轴方向移动凸透镜1029和1030中的一个来校正球差。
接下来,将说明有关波长660nm的情况。从激光器部分1101的激光二极管1103发出的波长660nm的激光束1106穿过具有合束器功能的衍射光栅1109,并经由分开光束的棱镜1105,通过中继透镜1028和凸透镜1030变成大致平行的光。分束器1027设置在中继透镜1028和凸透镜1030之间,使得与前述波长405nm的激光束1084大致共轴。从凸透镜1030发出的大致平行的激光束1106被直立棱镜1031的第一表面1311反射。
反射的激光束1106依次穿过小孔全息波片1034的小孔滤波器、偏振全息元件和四分之一波片,成为圆偏振光,然后通过物镜被聚光,在光盘1001上形成光点。此时,小孔全息波片1034的偏振全息元件不作用于向外路径光的P波,而作用在返回路径光的S波。从光盘1001返回的激光束1106与向外路径反向前进,穿过小孔全息波片1034的四分之一波片,从而在与向外路径成大约90度的偏振方向上偏振。被偏振全息元件衍射成符合需要的光的激光束1106最终被设置在棱镜1105的倾斜面1105c上的偏振分束器分束,并被引导至设置在光接收元件部分1102中的光接收器。
接下来,将说明有关波长780nm的情况。从激光器部分1101的激光二极管1104发出的波长780nm的激光束1106被具有合束器功能的衍射光栅1109衍射,然后穿过专用于780nm的形成三光束的衍射光栅,并经由分束棱镜1105,通过中继透镜1028和凸透镜1030变成大致平行的光。分束器1027设置在中继透镜1028和凸透镜1030之间,使得与前述波长405nm的激光束1084大致共轴。从凸透镜1030发出的大致平行的激光束1106被直立棱镜1031的第一表面1311反射。被反射的激光束1106依次穿过小孔全息波片1034的小孔滤波器、偏振全息元件和四分之一波片,从而成为圆偏振光,然后通过物镜1032被聚光,在光盘1001上形成光点。此时,小孔全息波片的偏振全息元件大致不作用于波长780nm。从光盘1001返回的激光束1106与向外路径反向前进,穿过四分之一波片,从而在与向外路径成大约90度的偏振方向上偏振,最终被设置在棱镜1105的倾斜面1105b上的偏振分束器分束,并被形成在光接收元件部分1102处的衍射光栅(未示出)引导至光接收元件部分1102的光接收器。
通过这种光学结构,实现了由凸透镜1029和凸透镜1030构成的扩束器功能元件,并且通过将校正球差的像差校正镜1014和准直透镜1011设置在集成器件1008处,可以减小像差校正镜1014的部件尺寸。因此,可以缩减准直透镜1011和集成器件1008之间的间隙,并且由于凸透镜1030用作集成元件1010中激光二极管1103和1104的准直透镜的一部分,所以减小了光学拾取器1003的尺寸和厚度。
接下来将说明该实施例中光学拾取致动器移动部件的操作。电力从未示出的电源处通过附接至悬挂支架1042的柔性板1043和连接于其上的吊线1040、1041被供应至聚焦线圈1036、1037和寻道线圈1038、1039。这里设置的吊线1040和1041的数量总共至少为6个。
其中的两个被连接至串联设置的寻道线圈1038、1039,余下四个中的两个连接至聚焦线圈1036,余下的两个连接至聚焦线圈1037。从而,聚焦线圈1036和1037可以彼此独立地控制电流的施加。
当电流沿正向(或负向)被施加于聚焦线圈1036和1037两者时,可以形成能够在聚焦方向上移动的聚焦磁路,并且根据聚焦线圈1036、1037和聚焦磁体1044、1045的布置关系和被二分的磁极之间的极性关系,可以按量控制电流经过方向和聚焦方向。另一方面,当电流沿正方向(或负方向)施加在寻道线圈1038、1039上时,可以形成能够在寻道方向上移动的寻道磁路,并且根据寻道线圈1038、1039和寻道磁体1046、1047之间的布置关系和被二分的磁极之间的极性关系,控制寻道方向。
此外,如上所述,在该实施例中,电流可以彼此独立地施加到聚焦线圈1036和1037上。因此,当施加到这些线圈中的一个上的电流的方向被反向时,在聚焦线圈1036上施加一个沿接近光盘1001的方向的力,在聚焦线圈1037上施加一个离开光盘1001的方向的力。从而,通过相反的力在光学拾取致动器移动部件上产生沿径向旋转的力矩,并且倾侧至力与作用在6个吊线1040和1041上的扭矩平衡的位置。倾侧方向可以根据施加到聚焦线圈1036和1037上的电流的方向和量来控制。
以下将描述物镜1032和1033。
如图63所示,优选t2/t1=1.05~3.60,其中t1是物镜1032的最大厚度,t2是物镜1033的最大厚度。具体而言,如果t2/t1小于1.05,则物镜1033的直径必须增大,从而增大了光学拾取器1003,使得不能减小尺寸。另一方面,如果t2/t1大于3.60,则物镜1033的厚度会变得过分大,不适于减小厚度。
减小装置尺寸可以通过以此方式将对应于较短波长的光束的物镜1033形成为比用于较长波长的物镜1032的厚来实现,尤其是可以通过满足上述厚度比例来减小装置的厚度和尺寸。
接下来,将描述物镜1033自物镜1032向光盘1001方向的突出量。如果光盘装置的厚度等于13mm或更少,则物镜1032、1033与光盘1001之间的间隔变得非常窄。因此,应该理解,当以物镜1032作为基准时,图63所示的突出量t3应该优选设为0.05mm至0.62mm。该突出量用物镜1032的安装光盘一侧的最突出部分与物镜1033的安装光盘1001一侧的最突出部分之间的差来表示。如果t3小于0.05mm,物镜1032和1033中任何一个的透镜直径必须增大。这不适于减小尺寸。如果t3大大超出0.62mm,则与光盘1001接触的可能性变大。
因此,可以通过使对应于波长较短的光的物镜1033如上所述地突出来减小尺寸或提高可靠性。
另外,优选形成这样的结构,即,如图54所示,使得对应于长波长的物镜1032的中心与沿托架1004的移动方向L穿过主轴电机1002的中心的中心线M大致重合。也就是说,该结构使得可以采用在传统光检测方法中最成功的三光束DPP(差分推挽)方法。
以下将描述入射在物镜1032和1033上的光点直径。
尺寸减小可以通过满足图55所示的t5/t4的关系来容易地实现,其中t4是入射在物镜1032上的光点的直径,t5是入射在物镜1033上的光点的直径。考虑到透镜设计等情况,优选t5/t4=0.4~1.0。如果t5/t4小于0.4,将难以制造物镜1033,并且物镜1032被增大了,不适于减小尺寸。如果t5/t4大于1.0,则物镜1033的厚度将变得过大。这不适于减小尺寸。
本发明的一个实施例如上,以下将详细描述本发明的重要部分。图64是示出传统光学拾取装置的光学布置的示意图,图65是示出根据本发明实施例的光学拾取装置的光学布置的示意图。
在图64和图65中,1601表示光学单元。在此,这是发生波长约为405nm的紫色光的激光二极管。波长约为660nm的红色激光器或者波长约为780nm的红外激光器适于用作激光二极管1601。尽管该实施例中使用了发射紫光的激光二极管,但是也可以使用发射蓝色至紫红色光的激光二极管。以下激光二极管适于用作发光的激光二极管1601:在GaN中添加例如铟的发光中心而得到的活性层被夹在主要由GaN构成并掺以p型杂质的p型层和主要由GaN构成并掺以n型杂质的n型层之间。适合使用所谓的氮化物半导体激光器。1602表示被称为准直透镜的透镜。尽管准直透镜1602是由玻璃构成的,它也可以由塑料或者树脂构成。准直透镜1602设置在激光二极管1601的前方,用于将从激光二极管1601发出的光变成大致平行的光。在这种情况下,该光不一定需要是大致平行的,有时候可以是发散光或会聚光。
1623表示称为边缘滤波器的光学元件,其用来校正光强分布。利用边缘滤波器1623对高斯型光分布进行校正,从而可以增加到达光盘1001的光量,并且减小光盘1001上的光点尺寸。边缘滤波器1623由光量校正部分1623a或衍射型光量校正部分1623c以及透明平面构件1623b构成。透明平面构件1623b由诸如玻璃或塑料之类的光学透明材料构成。尽管光量校正部分1623a或衍射型光量校正部分1623c以与透明平面构件1623b相同的方式由光学透明材料构成,但是有时在其表面或内部施加金属膜或电介质多层膜。
以下将参照图69至图71说明边缘滤波器1623的制造方法。首先,将描述具有衍射型光量校正部分1623c的边缘滤波器1623。在图69(a)中制备透明平面构件1623b,在图69(b)中在透明平面构件1623b上施加抗蚀剂1700。在图69(c)中施加光掩膜1701,并照射光。由此,其上照射了光的抗蚀剂1700变得内凹,而没有被照射光的部分保持原样,从而如图69(d)所示在表面上产生不平部分。此后,在图70(a)中利用碱性水溶液等进行被称为“修边(edging)”的操作,以便移除抗蚀剂1700。图70(b)中抗蚀剂1700被移除,完成边缘滤波器1623。这是具有衍射型光量校正部分1623c的透光型边缘滤波器1623。如果衍射型光量校正部分1623c是光反射型的,则在图70(b)的操作之后在图70(c)中进一步附加掩蔽膜1703,在图70(d)中沉积金属膜或电介质多层膜。通过这种方法可以制造具有光反射型的衍射型光量校正部分1623c的边缘滤波器。在具有光量校正部分1623a的边缘滤波器1623的情况下,在图71(a)中首先制备透明平面构件1623b,然后在图71(b)中附加掩蔽膜1704,并在图71(c)中沉积金属膜或电介质多层膜。
边缘滤波器1623具有两个特性,一个是反射或透射一定波长的光的光学特性,另一个是根据边缘滤波器1623的预定位置反射或透射光的位置特性。在该实施例中,位于边缘滤波器1623中心部分的光量校正部分1623a和衍射型光量校正部分1623c各自被构造成达到一种平衡,其中大约15%的光被反射,大约85%的光被透射。这种透射与反射之间的平衡可以根据激光二极管1601的波长或功率调节成具有不同的值。用来校正光量的光学元件不限于边缘滤波器,所要求的是该光学元件能够实现上述功能。
如图68所示,在该实施例中,边缘滤波器1623由衍射型光量校正部分1623c形成。在68(a)中,透明平面构件1623b大致为矩形,并且衍射型光量校正部分1623c大致为圆形。在图68(b)中,透明平面构件1623b大致为矩形,衍射型光量校正部分1623c大致为矩形。在图68(c)中,透明平面构件1623b大致为圆形,衍射型光量校正部分1623c大致为圆形。由此可以理解,图68所示透明平面构件1623b和衍射型光量校正部分1623可以采取任意形状。尽管这里设置了一个衍射型光量校正部分1623c,但是也可以设置多个衍射型光量校正部分1623c。另外,尽管该实施例中衍射行光量校正部分1623c向透明平面构件1623b凸出,但是它也可以是内凹的,或者衍射型光量校正部分1623c和透明平面构件1623b可以成形为夹在光学透明材料之间。图68(d)是衍射型光量校正部分1623c的横截面。衍射型光量校正部分1623c通过在其表面上设置有不平部分而具有衍射功能,其能够通过该功能沿不同于其它光束的方向引导一光束。另外,边缘滤波器1623振荡波长约为405nm的紫光,其还适用于波长约为660nm的红色激光器和波长约为780nm的红外激光器。可以使用发射蓝色至紫红色光的激光二极管。
图66和图67示出了边缘滤波器1623的一个实施例,图64所示光量校正部分1623a与图65所示衍射型光量校正部分1623c不相同。即,在图65所示结构中,衍射型光量校正部分1623c设置有全息元件。以下两种方法可以作为用于设置该全息元件的方法。这两个方法中的一个是如图66所示在衍射型光量校正部分1623c上设置反射型全息元件。另一个方法是如图67所示在衍射型光量校正部分1623c中设置透射型全息元件。根据反射型和透射型中的任何一个,提高了信号的S/N比,相应地提高了数据读取和数据写入中的准确度和可靠性。此外,可以提高光的利用率。在衍射型光量校正部分1623c中不仅可以使用全息元件,也可以使用偏振滤波器或半透半反镜。
1500和1501各表示用于光检测的前部光监测器。前部光监测器1500和1501各为由至少一个构成的光接收元件,其特征在于测量光的强度。在图64中,前部光监测器1500被设置用于监测来自分束器1605(以后将描述)的光束,在图65中,前部光监测器1501被设置用来监测来自边缘滤波器1623的光束。
在图64和图65中,1605表示分束器,它在本实施例中是一个偏振分束器。分束器1605透射从激光二极管1601发出的激光束,使得被用作向光盘1001上投射的投射光,并且分束器1605将从光盘1001返回的光引导至光接收元件部分1607。一分开激光束的衍射光栅(未示出)被附加设置在光向着光接收元件部分1607被引导的位置,使得能够进行聚焦检测、寻道检测、球差检测和记录在光盘1001上的信号的检测,并且能够提取控制信号。分束器设置有偏振膜(电介质多层膜涂层),使得表现出以下特性,即透射电振荡表面平行于入射表面的光(P波光),而反射电振荡表面垂直于入射表面的光(S波光)。尽管在该实施例中设置了一个倾斜面,也可以设置多个倾斜面。
1606表示透镜,1607表示光接收元件部分。尽管透镜1606由玻璃构成,它也可以由树脂构成。透镜1606具有将光聚集在光接收元件部分1607上的功能。光接收元件部分1607是由至少一个构成的光接收元件,其结构如上所述形成。
1608表示四分之一波片。四分之一波片1608由例如石英的双折射率晶体构成,用于将线偏振的光转变成圆偏振的光和将圆偏振的光转变成线偏振的光。从激光二极管1601发出的光穿过分束器1605,并穿过四分之一波片1608。此后,被光盘1001反射并由光盘1001出射的光再次穿过四分之一波片1608。通过使前向光和返回光以这种方式两次从其中穿过,偏振光的P波光被转变成S波光。
1609表示物镜。尽管物镜1609由玻璃构成,它也可以由树脂构成。物镜1609具有将光聚集在光盘1001上的功能。这里对于CD,该透镜的数值孔径约为0.45;对于DVD或AOD,约为0.6;而对于蓝光光盘,约为0.85。物镜1609的周围用相互独立的圆形线圈(未示出)围住,当向其施加电流时,产生一与例如线圈的匝数成比例的力。利用这个力进行寻道或聚焦调节。
1001表示光盘。光盘1001通过照射光束,可以进行数据再现和数据记录中的至少一者。具体而言,只能进行数据再现的CD-ROM盘、DVD-ROM盘等、除了数据再现以外还能够进行数据记录的CD-R盘、DVD-R盘等、除了数据再现以外还能够进行记录/擦除的CD-RW盘、DVD-RW盘、DVD-RAM盘等适合用作光盘1001。另外,具有在其上能够利用大致红色的光进行数据记录和数据再现中的至少一者的记录层的盘、具有在其上能够利用大致红外的光进行数据记录或数据再现的记录层的盘、以及具有在其上能够利用大致蓝色的光至大致紫色的光进行数据记录或数据再现的盘可以用作光盘1001。至于光盘1001的尺寸,可以使用具有不同直径的盘状片,优选适用直径为3cm到12cm的盘状片。
在本发明的边缘滤波器1623中,光量校正部分1623a可以仅仅用作例如如图64所示的半透半反镜,或者用作如图65所示的衍射型光量校正部分1623c。通过采用这种结构,传统上为了校正光强分布被浪费的光,被引导至前部光监测器1501,从而可以监测该激光束的光量。传统光学拾取器中的激光束光量是利用前部光监测器1500通过观察分束器1605的部分光来测量的。但是,这在光的利用和信号的S/N方面比较差。由于在该实施例中,在光量校正部分1623a或衍射型光量校正部分1623c中测量了光中心附近的强度,所以提高了信号的S/N比,并相应地提高了数据读取和数据写入中的准确度和可靠性。还可以提高光的利用率。另外,如果采用了图65中具体示出的结构,被引导的光可以利用衍射变成会聚光,并且,可以使得前部光监测器1501比前部光监测器1500更小,从而可以减小尺寸和厚度。
(工业应用性)
本发明可以对于任何波长实现以下至少一个效果:提高信号灵敏度、提高光利用率、减小装置尺寸和减小厚度;本发明可应用于在诸如DVD的高密度记录盘或诸如紧致光盘的光盘中进行记录和再现的光学拾取装置。
本发明是一种光学拾取装置,其中一准直透镜设置在第一光学单元和校正装置之间。由于从第一光学单元出射的光可以被改变成近似准直的光,所以即使在光路相对较长的情况下,光损失也相对较小。
本发明是一种光学拾取装置,其中一用于对光束进行成形的光束成形装置被设置在第一光学单元和校正装置之间。可以改善记录或再现特性。
本发明是一种光学拾取装置,其中一临界角光学装置被设置在第一光学单元和校正装置之间。从第一光学单元出射的光通过临界角光学装置被引导至校正装置,在该校正装置处对球差进行校正,此后所述光被临界角光学装置向光盘引导。从光盘反射的光可以在结构上通过临界角光学装置进入校正装置,并此后返回到第一光学单元。这样,可以有效地校正球差。此外,可以实现在光利用效率方面良好的光学拾取器。
本发明是一种光学拾取装置,其中扩束装置被设置在校正装置和聚焦装置之间。这可以缩减各光学单元与准直透镜之间的间距,使得能够减小光学拾取器的尺寸。此外,由于校正装置部分可以在光的直径上被减小,所以可以利用小尺寸的校正装置形成结构。这样,可以实现尺寸和厚度小且成本低的光学拾取装置。
本发明是一种光学拾取装置,其中校正装置是一可变形的反射镜。通过使反射镜的镜面部分任意变形,可以容易地校正球差。
本发明是一种光学拾取装置,其中反射镜通过压电元件被移位。镜面部分可以被准确驱动。球差可以有效地被校正。
本发明是一种光学拾取装置,其中光接收装置被分成至少两个,第一光接收装置安装在第一光学单元上,用于接收第一波长的光,而第二光接收装置安装在第二光学单元上,用于接收波长比第一波长长的光。由于可以为每种光采用具有优选形式的光接收装置,所以可以获得正确的RF信号、聚焦误差信号、寻道误差信号和球差校正信号。
本发明是一种光学拾取装置,其中聚焦装置具有至少主要用于聚焦第一波长的光的第一聚焦部分和主要用于聚焦波长比第一波长长的光的第二聚焦部分。这有利于设计聚焦装置,从而简化了结构。
本发明是一种光学拾取装置,其中第一聚焦部分和第二聚焦部分按照从第一和第二光学单元的一侧开始的顺序并置。这可以减小聚焦装置等的尺寸。
本发明是一种光学拾取装置,其在聚焦装置和光学装置之间还包括至少具有第一和第二倾斜表面的提升装置,第一倾斜表面允许第一波长的光和波长比第一波长长的光中的一个通过,第二倾斜表面反射那些光中所述的一个,在第一和第二倾斜表面上被反射的光进入第一聚焦部分和第二聚焦部分的一个中。这可以有效地将光引导至预定的聚焦装置,从而减小尺寸。
本发明是一种光学拾取装置,其包括用于驱动光盘的驱动装置和安装有光学拾取装置并相对于所述驱动装置可移动地被安装的托架。这可以实现厚度减小和尺寸减小中的至少一者。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括能够支持物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件;以及第三线圈,该第三线圈设置成靠近第一线圈或第二线圈。光学拾取致动器移动部件的推力可以得到增大,并且光学拾取装置的性能可以得到改善。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的惯性中心之间的距离与第一线圈的推力的乘积与从第三线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的距离与第三线圈的推力的乘积大致相等。可以消除绕光学拾取致动器移动部件的惯性中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中,从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离与第一线圈的推力的乘积与从第三线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离与第三线圈的推力的乘积大致相等。可以消除绕光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的惯性中心的距离为0.05mm到40mm。可以消除绕光学拾取致动器移动部分的惯性中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。此外,可以减小光学拾取装置的厚度。
本发明涉及根据本发明第一至第四方面中的任何一个的光学拾取装置,其中从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离为0.05mm到40mm。可以消除绕光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。此外,可以进一步减小光学拾取装置的厚度。
本发明涉及根据本发明第一至第五方面中的任何一个的光学拾取装置,其中从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的惯性中心之间的距离与从第一线圈的推力中心到光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离大致相等。可以消除绕光学拾取致动器移动部件的惯性中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。此外,可以消除绕光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的不必要的力矩。因此,可以控制DC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括能够支持物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;以及用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件,其中物镜保持筒具有线圈定位部分,并且第一线圈和第二线圈中的至少一个通过该线圈定位部分被定位。可以简化或者不再需要物镜保持筒和线圈组装工具。因此,可以降低组件成本,此外可以降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及根据本发明第七方面的光学拾取装置,其中线圈定位部分用作光学拾取致动器移动部件的配重。因此,不再需要配重,使得可以降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括能够支持物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;以及用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件,其中物镜保持筒由陶瓷材料形成。可以提高物镜保持筒的刚性,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中物镜保持筒的平均厚度为0.05mm到0.42mm。可以减小物镜保持筒的重量,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中物镜保持筒的陶瓷材料具有5%到85%的孔隙度。可以减小物镜保持筒的重量,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中物镜保持筒部分或者整个地具有粘接剂。可以提高物镜保持筒的韧性,从而提高光学拾取装置的的可靠性。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中粘接剂具有吸收光的添加剂。可以抑制物镜保持筒中对光的反射,从而提高光学拾取装置的的可靠性。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括能够支持物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;以及用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件,其中物镜保持筒被构造成含有陶瓷材料和塑性材料。可以增大光学拾取致动器移动部件的刚性,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中塑性材料为液晶聚合物材料。可以进一步增大光学拾取致动器移动部件的刚性,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于会聚第一光的第一物镜;用于会聚第二光的第二物镜;能够支持第一物镜和第二物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括第一物镜、第二物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件;具有反射功能用于反射第一光的第一提升镜;以及具有反射功能用于反射第二光的第二提升镜。通过将基于第一提升镜的部件分为第一光学功能部件,将基于第二提升镜的部件分为第二光学功能部件,可以增大批量生产,并降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及根据本发明第十六方面的光学拾取装置,其中第一提升镜具有透射第二光的透射功能。通过在第一提升镜的反射表面上设置用于透射第二光的透射膜,可以减小光学拾取装置的尺寸。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中第一提升镜和第二提升镜中的至少一个是平板玻璃。通过将提升镜设置成平板玻璃,可以提高可加工性,从而进一步降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于会聚第一光的第一物镜;用于会聚第二光的第二物镜;能够支持第一物镜和第二物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括第一物镜、第二物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;以及用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件,其中光学拾取致动器移动部件具有用于改变第一光的偏振方向的第一波片和用于改变第二光的偏振方向的第二波片中的至少一个。可以抑制由于其它光学部件对第一光产生的相位差或者由于其它光学部件对第二光产生的相位差,从而提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中光学拾取致动器移动部件具有第一波片和第二波片。可以抑制由于其它光学部件对第一光产生的相位差和由于其它光学部件对第二光产生的相位差两者,从而提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中第一波片和第二波片中的至少一个具有全息元件。同时在光学拾取致动器移动部件使透镜偏移的情况下,可以提高有关第一光的信号质量或提高有关第二光的信号质量。因此,可以提高光学拾取装置的可靠性。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于会聚第一光的第一物镜;用于会聚第二光的第二物镜;能够支持第一物镜和第二物镜并在寻道方向和聚焦方向上移动的物镜保持筒;能够产生推力用于在寻道方向上驱动物镜保持筒的第一线圈;能够产生推力用于在聚焦方向上驱动物镜保持筒的第二线圈;包括第一物镜、第二物镜、物镜保持筒、第一线圈和第二线圈的光学拾取致动器移动部件;以及用于支撑光学拾取致动器移动部件和向第一线圈和第二线圈供电的弹性支撑件,其中物镜保持筒具有一接收表面,该表面能够绕在两个物镜中的至少一个上的物镜的主点调节。可以使两个物镜的倾斜彼此相对一致。因此,可以提高光学拾取致动器移动部件的无缺陷比率,并降低光盘驱动装置的成本。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中光学拾取致动器移动部件具有物镜定位架,使得可以调节第一物镜。即使主点的位置位于凸缘的下表面下方,也可以使得物镜定位架中的两个物镜的倾斜彼此相对一致。因此,可以提高光学拾取致动器移动部件的无缺陷比率,并降低光盘驱动装置的成本。
本发明涉及一种光盘装置,其包括用于旋转光盘的光盘旋转驱动装置和安装根据本发明第一至第二十三方面的光学拾取装置并可移动地附接至光盘旋转驱动装置的托架。可以实现减小厚度和减小尺寸中的至少一者。
本发明涉及一种用于物镜,其具有与光盘相对的凸缘上表面;确定凸缘厚度的凸缘下表面;以及将光会聚到光盘上的主点,其中主点设置在自凸缘下表面起的光盘侧。在透镜保持筒中可以容易地调节物镜。从而,可以提高光盘装置的可靠性。
本发明涉及一种光学拾取装置,其中一致动器移动部件具有物镜。在透镜保持筒中可以容易地调节物镜。从而,可以提高光盘装置的可靠性。
本发明涉及一种光盘装置,其包括用于旋转光盘的光盘旋转驱动装置和安装根据本发明第二十五方面的光学拾取装置并可移动地附接至光盘旋转驱动装置的托架。可以实现减小厚度和减小尺寸中的至少一者。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于将第一激光束会聚到光盘上的第一物镜;用于将第二激光束会聚到光盘上的第二物镜;用于保持第一物镜和第二物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动物镜的寻道线圈;设置有与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体和磁轭并且支撑安装有两个物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中仅聚焦线圈和寻道线圈中的一个设置在由磁体和磁轭构成的磁路部分中。可以以高精度驱动聚焦线圈和寻道线圈,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于将第一激光束会聚到光盘上的第一物镜;用于将第二激光束会聚到光盘上的第二物镜;用于保持第一物镜和第二物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动第一物镜和第二物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动第一物镜和第二物镜的寻道线圈;设置有与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体并且支撑安装有第一物镜和第二物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中聚焦线圈由两个线圈构成,并设置成关于第一物镜和第二物镜的中心大致对称。可以相对于物镜中心以高精度驱动聚焦线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括用于将第一激光束会聚到光盘上的第一物镜;用于将第二激光束会聚到光盘上的第二物镜;用于保持第一物镜和第二物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动第一和第二物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动第一和第二物镜的寻道线圈;设置有与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体和磁轭并且支撑安装有两个物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中寻道线圈由两个线圈构成,并设置成关于第一物镜和第二物镜的中心大致对称。可以相对于物镜中心以高精度驱动寻道线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中聚焦线圈和寻道线圈中的每一个由两个线圈构成。可以相对于物镜中心以高精度驱动聚焦线圈和寻道线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其中可以向两个聚焦线圈中的每一个供电,使得可以独立地控制聚焦线圈。可以控制DC倾侧。因此,可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中设置了至少六个弹性构件来供电,使得可以独立控制两个聚焦线圈。可以进行寻道控制,此外还可以控制DC倾侧。因此,可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中聚焦线圈缠绕成大致环形形状的。可以低成本地制造聚焦线圈,从而可以降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中寻道线圈缠绕成大致环形形状的。可以低成本地制造寻道线圈,从而可以降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中设置成与缠绕成大致环形形状的聚焦线圈相对的聚焦磁体在聚焦方向上被极化为两个部分,一段聚焦线圈和另一面具有彼此不同的极性。与传统聚焦线圈相比,聚焦线圈产生推力的有效长度可以翻倍。因此,推力可以翻倍,此外还可以提高对聚焦线圈的利用效率,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中设置成与缠绕成大致环形形状的寻道线圈相对的寻道磁体在寻道方向上被极化为两个部分,一段寻道线圈和另一面具有彼此不同的极性。与传统寻道线圈相比,寻道线圈产生推力的有效长度可以翻倍。因此,推力可以翻倍,此外还可以提高对寻道线圈的利用效率,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括至少一个物镜;用于支持物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动物镜的寻道线圈;用于在聚焦方向上驱动物镜的寻道次线圈;设置有与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体和磁轭并且支撑安装有物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中仅聚焦线圈和寻道线圈中的一个设置在由磁体和磁轭构成的磁路部分中。可以以高精度驱动聚焦线圈和寻道线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括至少一个物镜;用于支持物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动物镜的寻道线圈;用于在聚焦方向上驱动物镜并且设置成靠近聚焦线圈的寻道次线圈;设置有与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体并且支撑安装有物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中聚焦线圈由两个线圈构成,它们设置成关于物镜的中心大致对称。可以相对于物镜的中心以高精度驱动聚焦线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其包括至少一个物镜;用于支持物镜的物镜保持筒;用于在聚焦方向上驱动物镜的聚焦线圈;用于在寻道方向上驱动物镜的寻道线圈;用于在聚焦方向上驱动物镜并且设置成靠近聚焦线圈的寻道次线圈;设置有分别与聚焦线圈和寻道线圈相对的磁体并且支撑安装有物镜的移动部件的弹性构件;以及具有用于固定弹性构件的另一端的悬挂支架的光学拾取致动器,其中寻道线圈由两个线圈构成,它们设置成关于物镜的中心大致对称。可以相对于物镜的中心以高精度驱动寻道线圈,从而可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中聚焦线圈和寻道线圈中的每一个由两个线圈构成。可以相对于物镜的中心以高精度驱动聚焦线圈和寻道线圈,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中可以向两个聚焦线圈供电,使得可以独立控制聚焦线圈。可以控制DC倾侧,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中设置了至少六个弹性构件来进行供电,使得可以独立控制两个聚焦线圈。可以进行寻道控制,此外还可以控制DC倾侧。因此,可以改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中聚焦线圈被缠绕成大致环形形状。可以低成本地制造聚焦线圈。从而降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中寻道线圈被缠绕成大致环形形状。可以低成本地制造寻道线圈。从而降低光学拾取装置的成本。
本发明涉及一种光学拾取装置,其中设置成与缠绕成大致环形形状的聚焦线圈相对的聚焦磁体在聚焦方向上被极化为两个部分,一段聚焦线圈和另一面具有彼此不同的极性。与传统聚焦线圈相比,聚焦线圈产生推力的有效长度可以翻倍。因此,推力可以翻倍,此外还可以提高对聚焦线圈的利用效率,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及所述光学拾取装置,其中设置成与缠绕成大致环形形状的寻道线圈相对的寻道磁体在寻道方向上被极化为两个部分,一段寻道线圈和另一面具有彼此不同的极性。与传统寻道线圈相比,寻道线圈产生推力的有效长度可以翻倍。因此,推力可以翻倍,此外还可以提高对寻道线圈的利用效率,从而改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光学拾取装置,其中聚焦线圈和寻道次线圈具有大致相同的形状。可以消除绕光学拾取致动器移动部件的惯性中心的不必要的力矩。因此,可以控制AC倾侧的量,并提高光学拾取装置的可靠性。另外,可以增大聚焦线圈的推力,还可以提高光学拾取致动器移动部件的刚性。因此,还可以迅速改善光学拾取装置的性能。
本发明涉及一种光盘装置,其包括用于旋转光盘的光盘旋转驱动装置以及托架,该托架安装有根据本发明第三十八至第四十八方面中的任何一个的光学拾取装置并且可移动地附接至光盘旋转驱动装置。可以减小尺寸和厚度。
本发明是一种光学拾取装置,其特征在于包括发光的光学单元、光强分布校正装置和用于将光聚集在光盘上的聚光装置,光强分布校正装置用于校正从光源单元发出并且进入该校正装置的入射光的至少一部分光强分布,其中,在光强分布校正装置中,直接或间接从光源单元发出的光束至少被分成方向彼此不同的第一光束和第二光束,使得第一光束被聚光装置聚光,而第二光束用于其它目的。因此,通过将光强分布校正装置用于从光源单元发出的光,可以提高信息写入和读取的准确度,并且通过在光强校正装置的作用下将方向不同于另一光束的光束用于其它目的,可以有效地利用传统上被浪费的光。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光源单元包括激光二极管,该激光二极管发射从大致蓝色到大致紫色范围以及从大致红外到大致红色范围中至少一个光束。因此,可以对对应于高密度记录的光盘和对具有传统记录密度的光盘实现数据记录和数据再现中的至少一者。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于第二光束用于对光源单元的光量监测,从而可以提高光利用率。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光强分布校正装置是能够校正光强分布的光强分布校正元件,该光强分布校正元件形成全息元件,并将第二光束作为会聚光束引导至光接收装置。因此,可以提高光利用率、提高信号灵敏度、减小或者减小厚度。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光强分布校正装置是能够校正光强分布的光强分布校正元件,该光强分布校正元件具有偏振滤波器。因此,可以提高光利用率、提高信号灵敏度、减小或者减小厚度。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光强分布校正装置是能够校正光强分布的光强分布校正元件,该光强分布校正元件具有能够以一定比例透射光并且以一定比例反射光的反射镜。因此,可以提高光利用率、提高信号灵敏度、减小或者减小厚度。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光强分布校正元件具有特定波长的光被反射或透射的光学特性,并具有根据光强分布校正元件的位置对光进行反射或透射的位置特性。因此,可以提高光利用率、提高信号灵敏度、减小或者减小厚度,并且可以对对应于高密度记录的光盘和对具有传统记录密度的光盘两者实现数据记录和数据再现中的至少一者。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光量监测器由至少一个测量光强的光接收元件形成,从而可以监测光强。
本发明是所述光学拾取装置,其特征在于光强分布校正装置是边缘滤波器,从而可以容易地使一个元件具有各项功能,并且可以减小尺寸。
本发明是一种光学拾取装置,其特征在于包括光源;光接收元件;用于将从光源发出的光引导至光盘或者将从光盘反射的光引导至光接收元件的光引导构件;用于校正从光源发出并进入其中的入射光的至少一部分强度分布的光强分布校正装置,该光强分布校正装置容纳在光引导构件中或设置在一外围表面上;用于监测光源的光量的监测元件;以及用于将光源、光接收元件、光引导构件和监测元件固定在一起以便具有预定位置关系的连接构件,其中,在光强分布校正装置中,从光源直接或间接发出的光束被至少分成方向彼此不同的第一光束和第二光束,使得第一光束从光引导构件被引导至光盘,而第二光束被引导至监测元件。因此,通过将光强分布校正装置用于从光源单元发出的光,可以提高信息写入和读取的准确度,并且通过在光强校正装置的作用下将方向不同于另一光束的光束用于其它目的,可以有效地利用传统上被浪费的光。

Claims (76)

1.一种光学拾取装置,其包括:
一第一光学单元,其发射第一波长的光;
一第二光学单元,其发射比所述第一波长长的至少一个或更多波长的光;
一光接收部件,其接收从一光盘反射的光;
一校正部件,其校正所述第一波长的球差;
一光学部件,其将所述第一波长的光和所述波长比第一波长长的光引导至大致相同的一光路上;以及
一聚焦部件,其聚焦来自所述光学部件的光,
其中,从所述第一光学单元发出的第一波长的光穿过所述校正部件和光学部件,然后被所述聚焦部件聚焦并照射到光盘上,并且在光盘上反射的所述第一波长的光穿过所述聚焦部件、光学部件和校正部件,然后进入所述光接收元件。
2.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述第一光学单元安装有一个激光二极管,而所述第二光学单元独立安装有多个激光二极管或者安装有在一个构件中具有多个发光层的激光二极管。
3.如权利要求2所述的光学拾取装置,其中,所述安装在第一光学单元中的激光二极管发射从大致蓝色至大致蓝紫色的光,而所述安装在第二光学单元中的激光二极管发射从大致红外至大致红色的光。
4.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,一准直透镜设置在所述第一光学单元和所述校正部件之间。
5.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,一用于对光束成形的光束成形构件设置在所述第一光学单元和所述校正部件之间。
6.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,一临界角光学部件设置在所述第一光学单元和所述校正部件之间。
7.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,一扩束部件设置在所述校正部件和所述聚焦部件之间。
8.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述校正部件是一可变形的反射镜。
9.如权利要求8所述的光学拾取装置,其中,所述反射镜可通过压电元件变位。
10.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述光接收部件被分成至少两个,其中,一第一光接收部件安装在所述第一光学单元上,并接收所述第一波长的光,而一第二光接收部件安装在第二光学单元上,并接收波长比第一波长长的光。
11.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于主要至少聚焦所述第一波长的光的一第一聚焦部分和主要用于聚焦波长比第一波长长的光的一第二聚焦部分。
12.如权利要求11所述的光学拾取装置,其中,所述第一聚焦部分和第二聚焦部分按照从所述第一和第二光学单元的一侧开始的顺序被并置。
13.如权利要求11所述的光学拾取装置,其中,还包括位于所述聚焦部件和光学部件之间的、至少具有第一和第二倾斜表面的一提升构件,所述第一倾斜表面透射所述第一波长的光和所述波长比第一波长长的光中的一个并反射另一光,所述第二倾斜表面反射所述的一个光,从而在所述第一和第二倾斜表面上被反射的光进入所述第一和第二聚焦部分中的一个中。
14.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,被光盘反射的所述第一波长的光通过所述聚焦部件、光学部件和校正部件进入所述光接收元件,并且所述第一波长的光在光路中形成至少一个焦点。
15.如权利要求7所述的光学拾取装置,其中,所述扩束部件是通过组合一对聚焦部件构成的。
16.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,还包括一中继透镜,其设置在所述第二光学单元和用于将多个激光引导至一大致相同的轴上的光学部件之间。
17.如权利要求11所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦透镜使用一对凸透镜。
18.如权利要求7所述的光学拾取装置,其中,比所述扩束部件焦距短的一凸透镜的焦距设成与用于校正部件的反射镜之间的距离大致相等。
19.如权利要求7所述的光学拾取装置,其中,还包括设置在所述扩束部件中的光学部件。
20.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,从所述第一光学单元发出的光横跨至少一点。
21.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,从所述第二光学单元发出的光线性进入所述光学部件,并在所述第一光源单元中反射多次,然后进入所述光学部件。
22.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述第一和第二光学单元布置成使得从所述第二光学单元发出的光和从所述第一光学单元发出的光之间交叉。
23.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述第一光学单元通过回路将光引导至所述聚焦部件。
24.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,还包括用于接收从所述第二光源单元发出的光并校正所接收光的强度分布的一光强分布校正部件,所述光强分布校正部件将从所述第二光源单元直接或间接发出的光通量至少分成沿彼此不同方向分开传播的第一和第二光通量,所述第一光通量被所述聚焦部件聚焦,而所述第二光通量被用于其它目的。
25.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述第二光通量用于所述光源单元的光量监测器。
26.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述光强分布校正部件是能够校正光强分布的光强分布校正元件,该光强分布校正元件形成全息元件,用来将一第二光以会聚光形式引导至所述光接收部件。
27.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述光强分布校正部件是能够校正光强分布的光强分布校正元件,所述光强分布校正元件具有偏振滤波器。
28.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述光强分布校正部件是能够校正光强分布的光强分布校正元件,所述光强分布校正元件具有能够以一定百分比透射光并以一定百分比反射光的镜元件。
29.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述光强分布校正部件具有反射一定波长的光而反射一定波长的光的光学特性,并具有根据所述光强分布校正部件的位置进行反射和透射的位置特性。
30.如权利要求25所述的光学拾取装置,其中,所述光量监测器是数量上构造成至少一个或多个的光接收元件。
31.如权利要求24所述的光学拾取装置,其中,所述光强分布校正部件是边缘滤波器。
32.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有支持物镜并在寻道和聚焦方向上可移动的一物镜保持筒;能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑构件;以及一第三线圈,其中所述第三线圈设置成靠近所述第一和第二线圈中的任一个。
33.如权利要求32所述的光学拾取装置,其中,从所述第一线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的惯性中心的距离与所述第一线圈的推力的乘积大致等于从所述第三线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的惯性中心的距离与所述第三线圈的推力的乘积。
34.如权利要求32所述的光学拾取装置,其中,从所述第一线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的惯性中心的距离大于等于0.05mm、小于等于40mm。
35.如权利要求32所述的光学拾取装置,其中,从所述第一线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离大于等于0.05mm、小于等于40mm。
36.如权利要求32所述的光学拾取装置,其中,从所述第一线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的惯性中心的距离大致等于从所述第一线圈的推力中心到所述光学拾取致动器移动部件的弹性支撑中心的距离。
37.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有支持物镜并在寻道和聚焦方向上可移动的一物镜保持筒、能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑构件,其中所述物镜保持筒具有一线圈定位部分,所述第一和第二线圈中的至少一个通过该线圈定位部分被定位。
38.如权利要求37所述的光学拾取装置,其中,所述线圈定位部分还用作所述光学拾取致动器移动部件的质量平衡物。
39.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有支持物镜并在寻道和聚焦方向上可移动的一物镜保持筒、能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑构件,其中所述物镜保持筒是陶瓷材料制成的。
40.如权利要求39所述的光学拾取装置,其中,所述物镜保持筒具有大于等于0.05mm、小于等于0.42mm的平均壁厚。
41.如权利要求39所述的光学拾取装置,其中,所述物镜保持筒的陶瓷材料具有大于等于5%、小于等于85%的孔隙度。
42.如权利要求9所述的光学拾取装置,其中,所述物镜保持筒在其部分或全部上具有粘接剂。
43.如权利要求42所述的光学拾取装置,其中,所述粘接剂具有用于吸收光的添加剂。
44.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述所述聚焦部件具有支持物镜并在寻道和聚焦方向上可移动的一物镜保持筒、能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑构件,其中所述物镜保持筒构造成包括陶瓷材料和塑性材料。
45.如权利要求44所述的光学拾取装置,其中,所述塑性材料为液晶聚合物材料。
46.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于聚焦第一光的一第一物镜;用于聚焦第二光的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜并用于在寻道和聚焦方向上移动所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述第一和第二物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑件,其中还具有能够反射所述第一光的一第一提升镜和能够反射所述第二光的一第二提升镜。
47.如权利要求46所述的光学拾取装置,其中,所述第一提升镜具有透射所述第二光的功能。
48.如权利要求46所述的光学拾取装置,其中,所述第一和第二提升镜中的至少任何一个由平板玻璃构成。
49.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于聚焦第一光的一第一物镜;用于聚焦第二光的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜并用于在寻道和聚焦方向上移动所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述第一和第二物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑件,其中所述光学拾取致动器移动部件具有用于偏移所述第一光的偏振方向的一第一波片和用于偏移所述第二光的偏振方向的一第二波片中的至少任一个。
50.如权利要求49所述的光学拾取装置,其中,所述光学拾取致动器移动部件具有所述第一和第二波片。
51.如权利要求49所述的光学拾取装置,其中,在所述第一和第二波片中的至少任一个中还包括一全息元件。
52.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于聚焦第一光的一第一物镜;用于聚焦第二光的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜并用于在寻道和聚焦方向上移动所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;能够产生推力用于在所述寻道方向上驱动所述物镜保持筒的一第一线圈;能够产生推力用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜保持筒的一第二线圈;具有所述第一和第二物镜、物镜保持筒以及所述第一和第二线圈的一光学拾取致动器移动部件;以及支撑所述光学拾取致动器移动部件并向所述第一和第二线圈供电的一弹性支撑件,其中所述两个物镜中的至少一个具有一接收表面,用于绕所述物镜的一主点调节所述物镜保持筒的摆动。
53.如权利要求52所述的光学拾取装置,其中,所述光学拾取致动器移动部件具有一物镜定位架,使得可以调节所述第一物镜的摆动。
54.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述具有构件具有用于将光聚焦到光盘上的一物镜,该物镜具有与光盘相对的一凸缘上表面、确定凸缘厚度的一凸缘下表面和一主点,所述主点比所述凸缘下表面更靠近光盘。
55.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于将一第一激光聚焦到光盘上的一第一物镜;用于将一第二激光聚焦到光盘上的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述物镜的一寻道线圈;布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的磁体和磁轭;支撑安装了所述两个物镜的一移动部件的一弹性构件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中仅所述聚焦线圈和寻道线圈中的一个被布置在由所述磁体和磁轭构成的磁路部分中。
56.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于将一第一激光聚焦到光盘上的一第一物镜;用于将一第二激光聚焦到光盘上的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述第一和第二物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述第一和第二物镜的一寻道线圈;布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的磁体和磁轭;支撑安装了所述第一和第二物镜的一移动部件的一弹性构件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中所述聚焦线圈由两个线圈构成,并且布置成关于所述第一和第二物镜的中心大致对称。
57.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦部件具有用于将一第一激光聚焦到光盘上的一第一物镜;用于将一第二激光聚焦到光盘上的一第二物镜;支持所述第一和第二物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述物镜的一寻道线圈;布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的磁体;支撑安装了所述两个物镜的一移动部件的一弹性构件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中所述寻道线圈由两个线圈构成,并且布置成关于所述第一和第二物镜的中心大致对称。
58.如权利要求57所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦线圈和寻道线圈各自由两个线圈构成。
59.如权利要求57所述的光学拾取装置,其中,可以向每个聚焦线圈供电,使得所述两个聚焦线圈可以被独立地控制。
60.如权利要求58所述的光学拾取装置,其中,所述弹性构件数量上至少为六个,使得所述两个聚焦线圈可以被独立地控制。
61.如权利要求55、56和58中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦线圈缠绕成大致环形形式。
62.如权利要求55、57和58中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述寻道线圈缠绕成大致环形形式。
63.如权利要求55、56和58中任何一个所述的光学拾取装置,其中,布置成与缠绕成大致环形形式的所述聚焦线圈相对的所述聚焦磁体是在聚焦方向上被极化成两部分的磁体,所述聚焦线圈在一个段和另一面之间处于不同的极。
64.如权利要求55、56和58中任何一个所述的光学拾取装置,其中,布置成与缠绕成大致环形形式的所述寻道线圈相对的所述寻道磁体是在寻道方向上被极化成两部分的磁体,所述寻道线圈在一个段和另一面之间处于不同的极。
65.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中所述聚焦部件具有至少一个物镜;支持所述物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述物镜的一寻道线圈;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜并且设置成靠近所述聚焦线圈的一寻道次线圈;布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的磁体和磁轭;支撑安装了所述物镜的一移动部件的一弹性构件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中仅所述聚焦和寻道线圈中的一个被布置在由所述磁体和磁轭构成的磁路部分中。
66.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中所述聚焦部件具有至少一个物镜;支持所述物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述物镜的一寻道线圈;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜并且设置成靠近所述聚焦线圈的一寻道次线圈;布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的一磁体;支撑安装了所述物镜的一移动部件的一弹性构件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中所述聚焦线圈由两个线圈构成,并布置成关于所述物镜的中心大致对称。
67.如权利要求1所述的光学拾取装置,其中所述聚焦部件具有至少一个物镜;支持所述物镜的一物镜保持筒;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜的一聚焦线圈;用于在所述寻道方向上驱动所述物镜的一寻道线圈;用于在所述聚焦方向上驱动所述物镜并且设置成靠近所述聚焦线圈的一寻道次线圈;各自布置成与所述聚焦和寻道线圈相对的多个磁体;支撑安装了所述物镜的一移动部件的一弹性支撑件;以及固定所述弹性构件的另一端的一悬挂支架,其中所述聚焦线圈由两个线圈构成,并布置成关于所述物镜的中心大致对称。
68.如权利要求65和66中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦和寻道线圈各由两个线圈构成。
69.如权利要求66和68中任何一个所述的光学拾取装置,其中,可以向每个聚焦线圈供电,使得所述两个聚焦线圈可以被独立地控制。
70.如权利要求68所述的光学拾取装置,其中,所述弹性构件数量上至少为六个,使得所述两个聚焦线圈可以被独立地控制。
71.如权利要求65、66和68中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦线圈缠绕成大致环形形式。
72.如权利要求65、67和68中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述寻道线圈缠绕成大致环形形式。
73.如权利要求65、66和68中任何一个所述的光学拾取装置,其中,布置成与缠绕成大致环形形式的所述聚焦线圈相对的所述聚焦磁体是在聚焦方向上被极化成两部分的磁体,所述聚焦线圈在一个段和另一面之间处于不同的极。
74.如权利要求65、66和68中任何一个所述的光学拾取装置,其中,布置成与缠绕成大致环形形式的所述寻道线圈相对的所述寻道磁体是在寻道方向上被极化成两部分的磁体,所述寻道线圈在一个段和另一面之间处于不同的极。
75.如权利要求65至74中任何一个所述的光学拾取装置,其中,所述聚焦线圈和所述寻道次线圈形状大致相同。
76.一种光盘装置,其特征在于:其安装了一光盘旋转驱动构件和如权利要求1所述的一光学拾取装置。
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