CN1815582A - 光学拾取器和光盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于多种不同类型的光盘的光学拾取器和光盘装置，其包括：光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；以及第一像差校正装置，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以生成像差来消除物镜导致的慧差。

Description

光学拾取器和光盘装置
技术领域
本发明涉及光学拾取器和光盘装置，光学拾取器可以方便地安装到光盘装置，光学拾取器可以将信息记录到多个不同类型的光盘中的任何一个和从多个不同类型的光盘中的任何一个再现信息。
背景技术
图1是相关技术中的安装在已知光盘装置上的光学拾取器，该光学拾取器利用3光束方法作为跟踪控制方法。
图1清楚地示出了光学拾取器101，其利用回放模式(replay mode)中的光栅103将从激光二极管102发射的光束L100划分成主光束和两个侧光束(下文中将总称为光束L200)。光束L200的一部分透过光束分光器104进入光电探测器106以检测所发射的光线的量，而光束L200的剩余部分被光束分光器104反射进入准直透镜105。
准直透镜105将入射光束L200转换为准直光束，然后通过向上反射镜107使其照射1/4波片108。然后1/4波片108将入射光束L200转换为圆偏振光。然后，光束L200通过物镜109聚焦到光盘110的信息记录表面110A上。
另一方面，由光盘110的信息记录表面110A反射的光束L200的部分(下文称作反射光束L300)通过物镜109进入1/4波片108，并且在其通过向上反射镜107进入到准直透镜105之前被1/4波片108转换为线偏振光。
然后，准直透镜105使入射的反射光束L300转换为聚焦光束，并且通过光束分光器104用该光束照射多透镜111。给入射的反射光束L300带来像散的多透镜111使入射的反射光束L300聚焦到光接收元件112的光接收表面112A上。
在上述布置中，光盘装置获取再现数据并且工作来根据各种信号进行跟踪控制和聚焦控制，这些信号包括根据入射到光接收元件112的光接收平面112A上的反射光束L300从光接收元件112输出的聚焦误差信号、跟踪误差信号和射频(RF)信号。
已知的光盘装置具有表现出衍射透镜结构的物镜109的光学拾取器101，该光学拾取器101适于发射一般来自激光二极管102的光束L100并利用形成在物镜109上的衍射光栅使从光束L100生成的光束L200产生衍射，以将光束聚焦到光盘110的信息记录表面110A上，其中光束L100具有要与其一起使用的光盘110匹配的波长，这些光盘110是从不同类型的光盘中选出的，包括CD光盘(CD)和数字通用光盘(DVD)，参考日本专利申请公开公布NO.10-199026。
发明内容
同时，近些年来，已开发出蓝光光盘(BD)来满足对更高记录密度和更大容量的需求。因此，需要这样的光盘装置，该光盘装置可以将信息记录到三种不同类型的光盘和再现来自这三种不同类型光盘的信息，其中这三种不同类型的光盘包括CD、DVD和BD。
但是，就保护衬底层的厚度和从光盘装置的激光二极管发射出的光线的波长来说，包括CD、DVD和BD这三种不同类型的光盘110彼此不同。更具体地说，CD的保护衬底层为1.2mm厚，DVD的为0.6mm厚，而BD的为0.1mm厚。从用于CD的激光二极管发射出的光束L100的波长为780nm，用于DVD的为650nm，而用于BD的为407nm。因此，必需对由于保护玻璃的厚度差和从光束L100产生的光束L200的波长差所导致的由光束产生的球差进行校正，并且将该光束聚焦到每个光盘110的信息记录表面110A上。
现在，参考图2A到图2C，可以设想出通过下述方法来解决该问题：在物镜109的光接收表面109A一侧布置衍射元件111，以校正可归因于三种不同类型光盘110(包括CD、DVD和BD)的保护衬底层的厚度差的球差、以及可归因于光束L200的波长差的球差，然后将光束L200聚焦到各个光盘110的信息记录表面110A上。
但是，设计既可以校正归因于三种不同类型光盘110(包括CD、DVD和BD)的保护衬底层的厚度差的球差、也可以校正可归因于光束L200的波长差的球差的衍射元件111是极其困难的。例如，如果针对三种类型光盘110之一的保护衬底层的厚度和相应的光束L200的波长优化衍射效率，则对于剩余的两种类型的光盘110的保护衬底层的厚度和相应的光束L200就不是优化的了，因此降低了剩余的两种类型光盘110的记录/再现特性。
如图3A所示，在三种不同类型的光盘110中的CD的CD回放模式中，通过使用发散光的光束L201(包括功率成份)替换照射物镜109的准直光束L200，可以解决这个问题。利用这种技术，在驱动光盘110中的CD以再现信息时，通过利用发散光束而不是利用衍射元件111的衍射效果，可归因于保护衬底层的厚度差的球差以及可归因于波长差的球差得到了校正。另一方面，在驱动三种不同类型的光盘110中的DVD或BD来再现信息时，利用衍射元件111校正球差并且提高了衍射效率。
但是，利用这种技术，在通过驱动物镜109进行跟踪操作而使发散光的光束L201倾斜进入物镜109时，缩小了发散光的光束L201的有限的放大率，如图3B所示。然后，由于跟踪操作导致产生不允许的慧差，结果，由于在光盘110的信息记录表面110A上光斑的变形的剖面，导致三种不同类型的光盘110中的CD的记录/再现特性降低。
考虑上述情形，因此本发明的目的是提供能够改善多种不同类型的光盘的记录/再现特性的光学拾取器和光盘装置。
在本发明的一个方面中，通过提供一种适用于多种不同类型光盘的光学拾取器实现本发明的上述和其他目的，该光学拾取器包括：光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和第一像差校正装置，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以产生用于消除物镜导致的慧差的像差。
在本发明的另一个方面中，提供了一种适用于多种不同类型光盘的光学拾取器，其中多种不同类型的光盘表现出用于接收光束的透明衬底的不同厚度，该光学拾取器包括：光源，用于有选择地发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；第一像差校正装置，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以产生用于消除物镜导致的慧差的像差；并且第一像差校正装置使从光源发射的第一光束从准直光转换为具有第一像差校正装置剖面并且包含功率成份的波前。
在本发明的又一个方面中，提供了一种装备有适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器的光盘装置，该装置包括：光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和第一像差校正装置，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以产生用于消除物镜导致的慧差的像差。
因此，根据本发明的适用于多种不同类型的光盘的光学拾取器包括：光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和第一像差校正单元，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以产生用于消除物镜导致的慧差的像差。然后，第一光束通过第一像差校正装置和物镜聚焦到第一光盘上，而第二光束通过物镜聚焦到第二光盘上，以使得如果包括多种不同类型的光盘，则可以恒定地将光束聚焦到聚焦光斑的衍射极限。因此，根据本发明，可以实现能够改善多种不同类型光盘的记录/再现特性的光盘拾取器。
类似地，根据本发明的装备有适用于多种不同类型光盘的光学拾取器的光盘装置包括：光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；物镜，用于将从光源发射的第一光束或第二光束聚焦到第一光盘或第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和第一像差校正单元，其被布置在光源和物镜之间的第一光束的光路上，以生成用于消除物镜导致的慧差的像差。然后，第一光束通过第一像差校正装置和物镜聚焦到第一光盘上，而第二光束通过物镜聚焦到第二光盘上，使得如果包括多种不同类型的光盘，则光束可以恒定地被聚焦到聚焦光斑的衍射极限。因此，根据本发明，可以实现能够改善多种不同类型光盘的记录/再现特性的光盘装置。
在结合附图阅读时，本发明的本质、原理和用途将从下面的详细描述变清楚，在附图中，相似的部分用相似的标号或符号表示。
附图说明
在附图中：
图1是已知光学拾取器的示意性图示，其示出了该光学拾取器的配置；
图2A到图2C是已知光学拾取器的示意性图示，其比图1更具体地示出了光学拾取器的配置；
图3A和图3B是由于已知光学拾取器的跟踪操作所导致的慧差的示意性图示；
图4是根据本发明的光学拾取器的实施例的示意性图示，其示出了该光学拾取器的配置；
图5是在CD回放模式中插入和移除图4的实施例的像场校正透镜的示意性图示；
图6A和图6B是图4的实施例的像差校正元件的示意性图示，其示出了该像差校正元件的具体配置；
图7是图4的实施例的像差校正元件的示意性图示，其示出了该像差校正元件的具体配置；
图8是图4的实施例的像场校正透镜、物镜和CD保护玻璃(coverglass)的示意性图示，其示出了它们的具体配置；
图9是图示出了图4的实施例的场圆(field turn)和像差之间的关系的图表；
图10是图示出了已知光学拾取器的场圆和像差之间的关系的图表；
图11是在DVD回放模式中插入和移除图4的实施例的像场校正透镜的示意性图示；
图12是在BD回放模式中插入和移除图4的实施例的像场校正透镜的示意性图示；
图13是根据本发明的光盘装置的实施例的示意性图示，其示出了该光盘装置的配置；
图14是插入和移除图13的实施例的像场校正透镜的示意性图示；
图15是在图13的实施例的像场校正透镜和放大转换元件之间切换的示意性图示；以及
图16是在图13的实施例的像场校正透镜和放大转换元件之间切换的示意性图示。
具体实施方式
现在，将参考图示本发明优选实施例的附图更详细地描述本发明。
(1)本实施例的光学拾取器的配置
参考图4，标号20概括表示本实施例的光学拾取器，其包括激光二极管2、向上反射镜7和物镜9等，其中激光二极管2发射光束L1，光束L1具有与要与本实施例一起使用的三种不同类型的光盘中的任何一种匹配的波长，这些光盘可以是CD、DVD或BD。另外，作为第一像差校正装置工作的像场校正透镜21和作为第二像差校正装置工作的像差校正元件22布置在向上反射镜7和物镜9之间。此外，还提供了用于可移除地插入像场校正透镜21的载运机构23。三种不同类型的光盘的保护衬底层的厚度彼此不同。更具体地说，CD的保护衬底层为1.2mm厚，DVD的为0.6mm厚，而BD的为0.1mm厚。
参考图5，更具体地说，在用于回放CD的CD回放模式中，从激光二极管2发射出的具有与该CD匹配的波长(780nm)的光束L1通过光栅透镜3被划分为主光束和两个侧光束(在下文中总地简称为光束L2)，并且然后被准直。然后，准直光束L2通过光束分光器4、准直透镜5、向上反射镜7和1/4波片8进入像场校正透镜21。
如图5所示，使用透明基体构件形成像场校正透镜21，该透明基体构件一般由玻璃制成，并且具有表现为预定曲线状剖面的光接收表面21A和平面光发射表面21B，以作为非球面透镜工作。
利用这种布置，像场校正透镜21使入射光束L2从准直光转换为根据像场校正透镜21的曲线状剖面的发散光(具有像场校正透镜21的曲线状剖面并且包含功率成份的波前)，并且将其发射到像差校正元件22。这样，利用该发散光束，校正了可归因于光盘10之间的保护衬底层的厚度差的球差和可归因于波长差的球差。
如图5所示，使用透明基体构件形成像差校正元件22，该透明基体构件一般由玻璃制成，并且具有光接收表面22A和光发射表面22B，这两个表面都是平面。
现在参考图6，像差校正元件22的光接收表面22A由同心铺设的圆形衍射元件24形成，这些圆形衍射元件24一个在另一个上面，并且每个都具有预定的波长选择属性，这使它们表现出各自的高度。例如，它们中的一个透射具有适于BD的波长(407nm)的光束L2和具有适于CD的波长的光束L2而不使它们衍射，但是使具有适于DVD的波长(680nm)的光束L2衍射。因此，利用这种布置，例如在回放三种不同类型的光栅10中的CD或BD中合适的光盘的CD回放模式或BD回放模式中，与用于将光束L2从准直光转换为衍射光并将其聚焦到光盘10的信息记录表面10A上的布置相比，都可以在不使用衍射的情况下使光束L2以更大量的光线聚焦到光盘10的信息记录表面10A上。
因此，利用这种布置，像差校正元件22仅在具有适于DVD的波长的光束L2透过衍射元件24时使其衍射，以相对应物镜9对具有适于DVD的波长的光束L2的球差进行校正。
另外，如图7所示，每个具有预定波长选择属性的用于多个不同波长的波长滤波薄膜25被镀到像差校正元件22的光发射表面22B。
波长滤波薄膜25一般以下述方式布置。第一波长滤波薄膜25A被布置在将物镜9的数值孔径限定为等于0.45的中心圆区域25D的外侧并且在将物镜9的数值孔径限定为等于0.6的圆区域的内部，使得基本上全透射具有适于DVD的波长的光束L2和具有适于BD的波长的光束，但是基本上全反射具有适于CD的波长的光束L2；第二波长滤波薄膜25B被布置在将物镜9的数值孔径限定为等于0.6的圆区域的外侧并且将物镜9的数值孔径限定为等于0.85的圆区域的内部，使得基本上全透射具有适于BD的波长的光束L2，但是基本上全反射具有适于DVD的波长的光束L2和具有适于CD的波长的光束L2；而第三波长滤波薄膜25C被布置在将物镜9的数值孔径限定为等于0.85的圆区域的外侧，使得基本上全反射具有适于BD的波长的光束L2、具有适于DVD的波长的光束L2和具有适于CD的波长的光束L2。
利用这种布置，像差校正元件22可以选择具有适于BD的波长的光束作为匹配0.85数值孔径的光束L2以及具有适于DVD的波长的光束作为匹配0.6数值孔径的光束L2，同时其可以选择具有适于CD的波长的光束作为匹配0.45数值孔径的光束L2。
这样，光学拾取器20将入射到像场校正透镜21的具有适于CD的波长的光束L2从准直光转换为发散光以校正可归因于保护衬底层的厚度差的球差和可归因于波长差的球差，并且将其发射到像差校正元件22。然后，其限制发散光束L2进入像差校正元件22的孔径以便使其匹配0.45数值孔径，然后利用物镜9将该光束聚焦到光盘10的信息记录表面10A上。
注意，像场校正透镜21的曲线状剖面被限定为使得没有相对于CD的像差，其中CD是三种不同类型的光盘10之一。
因此，由于通过像场校正透镜21、像差校正元件22和物镜9，具有适于CD的波长的光束L2被聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，所以光学拾取器20可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。
随后，在使由CD或光盘10反射的反射光束L3通过物镜9和像差校正元件22进入像场校正透镜21之后，与在上述回放模式的情形中一样，通过1/4波片8、向上反射镜7、准直透镜5、光束分光器4和多透镜11，光学拾取器20将光束L3聚焦到光接收元件12的光接收表面12A上。
另外，在CD回放模式中，光学拾取器20校正在跟踪操作中引起的慧差，在跟踪操作中，物镜9在光盘10的径向方向上平行于光盘10的记录表面移动。
更具体地说，在物镜9的视像场被驱动来作出移动物镜9的跟踪操作时，在移动物镜9的跟踪操作中，光学拾取器20校正由于倾斜进入物镜9的光束L2所导致的慧差，这是由于该慧差被由于像场校正透镜21和物镜9的光轴偏心所导致的慧差所抵消。
因此，即使在倾斜进入物镜9的光束L2被聚焦到光盘10的信息记录表面10A上时，光学拾取器20也可以在消除了慧差的状态中在信息记录表面10A上将光斑聚焦到衍射极限。
至于像场校正透镜21的曲线状剖面，如果光轴的高度为Y mm，曲率半径为R mm、锥形常数(conical constant)为K，并且Y4项、Y6项、Y8项、Y10项、Y12项、Y14项和Y16项的非球面系数分别为A、B、C、D、E、F和G，则从表面顶点的深度X mm由下面所示非球面方程(1)给出。因此，可以使用下述公式设计像场校正透镜21的非球面剖面。
X＝Y2/R/1+{1-(1+k)(Y/R)2}1/2+AY4+BY6+CY8+DY10+EY12+FY14+GY16…(1)
图8示出了像场校正透镜21的光接收表面21A的剖面、光发射表面21B的剖面、曲率半径、到下一个表面的轴上厚度、对于具有适于CD的波长的光束L2的折射率和针对具有适合于CD的波长的光束L2的非球面常量，以及物镜9的对应参数。
图9示出了在以图8中列出的方式设计像场校正透镜21、物镜9和光盘10(其是CD)时相对于物镜9的场圆的球差、慧差和像散。另一方面，图10示出了在下述情况时相对于物镜9的场圆的球差、慧差和像散，所述情况是在激光二极管2的发光点与物镜9隔开22.82mm并且发散光的光束L2在如图3所示没有插入像场校正透镜21的情况下进入物镜9时。
从试验结果可知，很清楚，在以上述方式设计像场校正透镜21、物镜9和光盘10(或CD)时所观测到的相对于物镜9的场圆的总像差远小于在如图3所示未插入像场校正透镜21的情况下使发散光的光束L2从与物镜9隔开22.82mm的激光二极管2发光点进入物镜9时所观测到的相对于物镜9的场圆的总像差。
具体地说，与在如图3所示未插入像场校正透镜21的情况下使发散光的光束L2从与物镜9隔开22.82mm的激光二极管2发光点进入物镜9的布置相比，在试验中可以确认利用上述布置可以显著减小三次(thirddegree)慧差。
另一方面，在图11所示的用于回放作为光盘10的DVD的DVD回放模式中，光学拾取器20利用光栅透镜3将从激光二极管2发射的具有适于DVD的波长(650nm)的光束L1划分来产生在上述回放模式中使用的光束L2。然后，光束L2被准直，并且通过光束分光器4、准直透镜5、向上反射镜7和1/4波片8进入像差校正元件22。
此刻，从图11清楚可见，光学拾取器20驱动载运机构23从向上反射镜7和像差校正元件22之间拉出像场校正透镜21。
像差校正元件22利用衍射元件24使具有适于DVD的波长的入射光束L2发生衍射，并且在其通过物镜9将光束聚焦到光盘10的信息记录表面10A上之前，通过限制孔径从而使该光束匹配0.6数值孔径。
从而以此方式，当通过像差校正元件22和物镜9将具有适于DVD的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上时，光学拾取器20可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。
随后，在使反射光束L3通过物镜9进入像差校正元件22之后，与在上述回放模式的情形中一样，通过1/4波片8、向上反射镜7、准直透镜5、光束分光器4和多透镜11，光学拾取器20将光束L3聚焦到光接收元件12的光接收表面12A上。从而，具有适于DVD的波长的光束L2被衍射元件24衍射，以校正可归因于光盘10(或DVD)的保护衬底层的厚度差的球差、以及可归因于波长差的球差。
另一方面，参考图12，在用于回放BD的BD回放模式中，与在上述回放模式的情形中一样，利用光栅透镜3将从激光二极管2发射的具有匹配BD的波长(407nm)的光束L1划分来产生光束L2。然后，使准直光束L2通过光束分光器4、准直透镜5、向上反射镜7和1/4波片8进入像差校正元件22。
此刻，从图12清楚可见，与在上述DVD模式的情形中一样，光学拾取器20驱动载运机构23从向上反射镜7和像差校正元件22之间拉出像场校正透镜21。
然后，在像差校正元件22通过物镜9将光束聚焦到光盘10的信息记录表面10A上之前，其通过限制孔径从而使入射光束L2匹配0.85数值孔径。
从而以此方式，当通过像差校正元件22和物镜9将具有适于BD的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上时，光学拾取器20可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。注意，本实施例的光学拾取器20最适于回放作为光盘10的BD，而不要求像差校正元件22的衍射效果来在发射具有匹配BD的波长的光束L2时校正可归因于光盘10(或BD)的保护衬底层的厚度差的球差、以及可归因于波长差的球差。
随后，在使反射光束L3通过物镜9进入像差校正元件22之后，与在上述回放模式的情形中一样，通过1/4波片8、向上反射镜7、准直透镜5、光束分光器4和多透镜11，光学拾取器20将光束L3聚焦到光接收元件12的光接收表面12A上。
(2)光盘装置实施例的配置
图13是通过应用上述根据本发明的光学拾取器20实现的根据本发明的光盘装置30的实施例的示意图。光盘装置30在CD、DVD或BD上记录数据并再现来自CD、DVD或BD的数据。
更具体地说，在记录模式中，光盘装置30的系统控制器31利用伺服控制部分32控制并驱动主轴马达33，以使安装在光盘装置30中的光盘10在预定状态中旋转。
此刻，光盘装置30的信号处理部分34被提供有通过接口36来自外部设备35的记录操作所必需的各种数据，这些数据包括视频/音频数据和计算机数据。然后，信号处理部分34为了调制和其他目的对所提供的数据进行处理，然后将所获得的要被记录的数据作为激光器驱动数据施加到激光器控制部分37。
激光器控制部分37驱动光学拾取器20中的激光二极管2(图4)，使其根据提供给其的激光器驱动数据以预定功率水平闪光。结果，根据激光二极管2的闪光操作闪光的光束L2从光学拾取器20发射出，并且照射光盘10。从而，结果数据被记录到光盘10上。
同时，光学拾取器20将根据在光束L2被光盘10反射时由光束L2产生的反射光束L3从光接收元件12(图4)输出的各种信号施加到前置放大器38。
然后，前置放大器38根据所提供的各种信号生成聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号，并且将聚焦误差信号和跟踪误差信号传输到伺服控制部分32，将RF信号传输到信号处理部分34。
从而，在必需时，伺服控制部分32驱动进给马达(feed motor)39以使光学拾取器20在光盘10的径向方向移动，并且驱动双轴执行器(未示出)以根据提供给其的聚焦误差信号和跟踪误差信号保持光学拾取器20中的物镜9，以使从光学拾取器20发射出的光束L2恰当地聚焦到并跟随光盘10的信息记录表面10A上的正确轨道。
另一方面，在回放模式中，光盘装置30的系统控制器31利用伺服控制部分32控制并驱动主轴马达33，以使安装在光盘装置30中的光盘10与在记录模式中一样在预定状态中旋转。
激光器控制部分37驱动光学拾取器20中的激光二极管2(图4)，使其以预定功率水平闪光。结果，光束L2连续从光学拾取器20朝向光盘10发射出，并且根据在光束L2被光盘10反射时所产生的反射光束L3从光接收元件12(图4)输出的各种信号被施加到前置放大器38。
然后，与记录模式中一样，前置放大器38根据所提供的各种信号生成聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号，并且将聚焦误差信号和跟踪误差信号传输到伺服控制部分32，将RF信号传输到信号处理部分34。
从而，与记录模式中一样，光盘装置30在伺服控制部分32的控制下，根据聚焦误差信号和跟踪误差信号工作来执行聚焦控制和跟踪控制。
另外，信号处理部分34以预定方式处理提供给其的RF信号来进行解调、纠错等，并且通过接口36将所获得的要被再现的数据传输到外部设备35。
这样，光盘装置30可以将数据记录到光盘10和再现来自光盘10的数据。
除了上述布置，光盘装置30还检测要用来记录数据或再现数据的光盘10，从而发现其是处于记录模式或回放模式中的CD、DVD或BD中那种合适的。然后，其生成光盘检测数据并将其传输到信号处理部分34。
在记录模式中，信号处理部分34将指示与从光学拾取器20提供的盘检测数据对应的波长的激光器驱动数据施加到激光器控制部分37。然后，激光器控制部分37驱动光学拾取器20中的激光二极管2(图4)，以使其根据所提供的激光器驱动数据以匹配光盘10的波长用预定功率水平闪光。
另一方面，在回放模式中，信号处理部分34将指示与从光学拾取器20提供的盘检测数据对应的波长的激光器驱动数据施加到激光器控制部分37。从而，激光器控制部分37可以以匹配上述光盘10的波长用预定功率水平导通激光二极管2(图4)。
然后，信号处理部分34将从光学拾取器20提供的盘检测数据传送到系统控制器31。
系统控制器31根据盘检测数据利用伺服控制部分32控制载运机构23，以使其在光盘装置30驱动CD作为光盘10来记录或回放时，驱动载运机构23将像场校正透镜21(图4)插入到向上反射镜7(图4)和像差校正元件22(图4)之间，而在光盘装置30驱动DVD或BD作为光盘10时其驱动载运机构23将像场校正透镜21(图4)从向上反射镜7(图4)和像差校正元件22(图4)之间拉出。
这样，取决于安装到其中的光盘10的类型，光盘装置30驱动载运机构23，以将像场校正透镜21(图4)插入到向上反射镜7(图4)和像差校正元件22(图4)之间，或者将像场校正透镜21(图4)从向上反射镜7(图4)和像差校正元件22(图4)之间拉出。从而，在CD回放模式中，其通过像场校正透镜、像差校正元件和物镜将具有适于CD的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，而在DVD回放模式或BD回放模式中，其通过像差校正元件和物镜将具有适于DVD或BD(任一合适的)的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，从而其总是可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。
(3)本实施例的操作和优点
利用上述布置，在光盘装置30驱动载运机构23将像场校正透镜21插入到向上反射镜7和像差校正元件22之间，并且还驱动物镜9以进行跟踪操作时，可以用像场校正透镜21的光轴和物镜9的光轴偏心所导致的慧差来抵消在没有像场校正透镜21的情况下物镜9的跟踪操作所导致的慧差，从而校正该慧差。
从而，在CD回放模式中，光盘装置30利用像场校正透镜21、像差校正元件22和物镜9将具有适于CD的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，而在DVD回放模式或BD回放模式中，其利用像差校正元件22和物镜9将具有适于DVD或BD(任一个合适的)的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，从而其总可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。
利用上述布置，在光盘装置30驱动载运机构23将像场校正透镜21插入到向上反射镜7和像差校正元件22之间，并且还驱动物镜9以进行跟踪操作时，可以用像场校正透镜21的光轴和物镜9的光轴偏心所导致的慧差来抵消在没有像场校正透镜21的情况下物镜9的跟踪操作所导致的慧差，从而校正该慧差。从而，在CD回放模式中，光盘装置30利用像场校正透镜21、像差校正元件22和物镜9将具有适于CD的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，而在DVD回放模式或BD回放模式中，其利用像差校正元件22和物镜9将具有适于DVD或BD(任一个合适的)的波长的光束L2聚焦到光盘10的信息记录表面10A上，以使其总可以在信息记录表面10A上将聚焦光斑聚焦到衍射极限。因此，可以实现用于多种不同类型光盘的具有改进的记录/再现特性的光盘装置。
(4)其他实施例
尽管针对回放光盘10(其可以是CD、DVD或BD)的回放模式描述了上述实施例，但是本发明决不限于此，换言之，上述描述完全适用于在光盘10(其可以是CD、DVD或BD)上记录信息的记录模式。
尽管针对利用光学拾取器在预定第一光盘或不同于第一光盘的第二光盘上记录数据和再现来自第一光盘或第二光盘的数据中任一种合适的描述了上述实施例，其中第一光盘可以是CD并且第二光盘可以是DVD或BD，但是本发明决不限于此。换言之，除了CD、DVD和BD之外的光盘同样可以用于本发明的目的。
尽管在上述实施例中，布置在光源和物镜之间的光路上以产生像差来抵消由于物镜产生的慧差的第一像差校正装置被操作来驱动物镜9在光盘10的径向方向并且平行于光盘10的记录表面移动以进行跟踪，但是本发明决不限于此，而是诸如倾斜物镜之类的多种不同技术中的任何一种可以用于本发明的目的，以便抵消由于物镜所导致的慧差。
尽管在上述实施例中，像场校正透镜21作为第一像差校正装置布置在光源和物镜之间的光路上，以产生像差来抵消由于物镜所导致的慧差，但是本发明决不限于此，例如，象上述像场校正透镜21一样工作的液晶器件或某些其他类似的像差校正装置可用于本发明的目的。具体地说，当使用液晶器件时，其可以通过根据要使用的波长控制所施加的电压，从而控制要施加到传输波前的相位分布，以使其不再必需根据波长插入像场校正透镜21或拉出像场校正透镜21。
尽管在上述实施例中，载运机构被布置来驱动像场校正透镜21以便将其插入和拉出，具有匹配CD、DVD和BD、或者三种不同类型的光盘的不同波长的光束分别被发射过相同的光路，并聚焦到记录表面上，但是本发明决不限于此。例如，像场校正透镜可以布置在光源和物镜之间，并且可以提供弯折光路来绕过该像场校正透镜，以使具有适于CD(一类光盘)的波长的光束通过像场校正透镜和物镜聚焦到光盘(其是CD)的信息记录表面上，而具有适于DVD或BD(另一类光盘)的波长的光束通过未布置像场校正透镜的弯折光路聚焦到光盘(其是DVD或BD中任一合适的)的信息记录表面上。从而，根据本发明的光学拾取器可以这样改变以通过下述光路将光束聚焦到记录表面上：该光路取决于选择为与多种不同类型光盘中的任何一种匹配的光束的波长而改变。
尽管在上述实施例中，布置在光源和物镜之间的像场校正透镜21工作来使光束L2从准直光转换为发散光，但是本发明决不限于此。例如，可替换地，在CD回放模式中，可以驱动载运机构23来从光束分光器4和向上反射镜7之间拉出准直透镜5，或者可以提供多个激光二极管，以使在使发散光光束L2进入图14所示的像场校正透镜50，并且物镜9被驱动以进行跟踪操作时，由于像场校正透镜21的光轴和物镜9的光轴偏心可以产生慧差。
此外，尽管在实施例的上面的描述中，在回放作为光盘10的CD时载运机构23被驱动来将像场校正透镜21插入到向上反射镜7和像差校正元件22之间，而在回放DVD或BD时，载运机构23被驱动来将像场校正透镜21从向上反射镜7和像差校正元件22之间拉出，但是本发明决不限于此。例如，在回放作为光盘10的BD时，具有预定剖面的放大转换元件51可以可替换地插入到向上反射镜7和像差校正元件22之间。
利用这种布置，对于其发光点基本布置在相同位置的多个不同波长的激光光束中的任何一个，可以选择最优的光放大，从而改善记录/再现特性。
尽管在上述实施例中，用于CD的光束L2从准直光被转换为发散光，该发散光波前具有第一像差校正装置的曲线状剖面，并且包含功率成份，但是本发明决不限于此。例如，除了发散光外的任何包含功率成份的各种波前中的任一种都可替换地用于本发明的目的。
尽管在上述实施例中，衍射元件24形成在像差校正元件22的光接收表面22A上，并且波长滤波薄膜25被镀到作为布置在第一像差校正装置和物镜之间的第二像差校正装置的像差校正元件22的光发射表面22B上，但是本发明决不限于此。例如，可替换地，可以利用衍射、使用衍射滤波薄膜和孔径限制元件、或者利用孔径限制技术校正像差。
尽管在上述实施例中，利用取决于实际使用的波长的波长滤波薄膜来使各种不同波长的光束中的任何一种透射或反射，但是本发明决不限于。例如，可替换地，各种不同波长的光束中的任何一种可以被透射、吸收或衍射。实质在于除了具有用于CD、DVD或BD的有效直径的光束之外，其他任何光束都不参与聚焦光斑。
尽管在上述实施例中，光学拾取器20检测要用于记录/再现的光盘10的类型，换言之，光盘10是CD、DVD或BD，但是本发明决不限于此。可以利用任何适当的替换技术来检测光盘10的类型。
尽管在上述实施例中，系统控制器31利用伺服控制部分32驱动载运机构23，但是本发明决不限于此。例如，可替换地，可以提供与系统控制器31分开的用于驱动载运机构23的载运装置。
尽管在上面的描述中，根据本发明的光盘装置具有图12所示的配置，但是本发明决不限于此。换言之，根据本发明的光盘装置可以具有根据上边示出并描述的光盘装置的配置。
简言之，本发明可以应用于各种不同类型的光盘装置。
本领域的技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素，可以作出各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求及其等同物范围内。

Claims (22)

1.一种适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器，所述光学拾取器包括：
光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和
第一像差校正装置，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差。
2.如权利要求1所述的光学拾取器，其中：
所述第一光束或所述第二光束有选择地从所述光源发射出，并且通过相同的光路聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的所述记录表面上；并且
所述光学拾取器还包括，
载运装置，用于载运所述第一像差校正装置，以在使用所述第一光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置插入到所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中，在使用所述第二光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置从所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中拉出。
3.如权利要求1所述的光学拾取器，其中：
所述第一像差校正装置使从所述光源发射的所述第一光束从准直光转换为具有所述第一像差校正装置剖面并且包含功率成份的波前。
4.如权利要求1所述的光学拾取器，还包括：
第二像差校正装置，其布置在所述第一像差校正装置和所述物镜之间；并且
所述第二像差校正装置使所述第二光束、或者多个不同类型的第二光束之一发生衍射，以将其聚焦到所述相应的第二光盘的所述记录表面上而使所述第一光束透射。
5.如权利要求4所述的光学拾取器，其中：
所述第二像差校正装置向所述第一光束或所述第二光束施加孔径限制，以使得符合所述第一光束的数值孔径或所述第二光束的数值孔径。
6.如权利要求1所述的光学拾取器，其中：
所述光源发射具有与第三光盘匹配的波长的第三光束；并且
所述物镜将所述第三光束聚焦到所述第三光盘的所述记录表面上。
7.如权利要求6所述的光学拾取器，其中：
通过与所述第一光束和所述第二光束的光路相同的光路，所述第三光束被聚焦到所述第三光盘的所述记录表面上；并且
所述光学拾取器还包括，
载运装置，用于载运所述第一像差校正装置，以在使用所述第一光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置插入到所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中，在使用所述第二光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置从所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中拉出。
8.如权利要求7所述的光学拾取器，还包括：
第二像差校正装置，其布置在所述第一像差校正装置和所述物镜之间；并且
所述第二像差校正装置使所述第二光束发生衍射，以将所述第二光束聚焦到所述相应的第二光盘的所述记录表面上而使所述第一光束和所述第三光束透射。
9.一种适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器，所述多种不同类型的光盘表现出用于接收光束的透明衬底的不同厚度，所述光学拾取器包括：
光源，用于有选择地发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；
第一像差校正装置，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差；并且
所述第一像差校正装置使从所述光源发射的所述第一光束从准直光转换为具有所述第一像差校正装置剖面并且包含功率成份的波前。
10.如权利要求9所述的光学拾取器，其中：
所述第一光束或所述第二光束有选择地从所述光源发射出，并且通过相同的光路聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的所述记录表面上；并且
所述光学拾取器还包括，
载运装置，用于载运所述第一像差校正装置，以在使用所述第一光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置插入到所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中，在使用所述第二光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置从所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中拉出。
11.如权利要求9所述的光学拾取器，还包括：
第二像差校正装置，其布置在所述第一像差校正装置和所述物镜之间；并且
所述第二像差校正装置使所述第二光束、或者多个不同类型的第二光束之一发生衍射，以将其聚焦到所述相应的第二光盘的所述记录表面上而使所述第一光束和其他第二光束透射。
12.如权利要求11所述的光学拾取器，其中：
所述第二像差校正装置向所述第一光束或所述第二光束施加孔径限制，以使得符合所述第一光束的数值孔径或所述第二光束的数值孔径。
13.一种装备有适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器的光盘装置，所述装置包括：
光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和
第一像差校正装置，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差。
14.如权利要求13所述的装置，其中：
所述第一光束或所述第二光束有选择地从所述光源发射出，并且通过相同的光路聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的所述记录表面上；并且
所述光盘装置还包括，
载运装置，用于载运所述第一像差校正装置，以在使用所述第一光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置插入到所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中，在使用所述第二光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置从所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中拉出。
15.如权利要求13所述的装置，其中：
所述第一像差校正装置使从所述光源发射的所述第一光束从准直光转换为具有所述第一像差校正装置剖面并且包含功率成份的波前。
16.如权利要求13所述的装置，还包括：
第二像差校正装置，其布置在所述第一像差校正装置和所述物镜之间；并且
所述第二像差校正装置使所述第二光束、或者多个不同类型的第二光束之一发生衍射，以将其聚焦到所述相应的第二光盘的所述记录表面上而使所述第一光束和其他第二光束透射。
17.如权利要求13所述的装置，其中：
所述第二像差校正装置向所述第一光束或所述第二光束施加孔径限制，以使得符合所述第一光束的数值孔径或所述第二光束的数值孔径。
18.如权利要求13所述的装置，其中：
所述光源发射具有与第三光盘匹配的波长的第三光束；
通过与所述第一光束和所述第二光束的光路相同的光路，所述第三光束被所述物镜聚焦到所述第三光盘的所述记录表面上；并且
所述装置还包括，
载运装置，用于载运所述第一像差校正装置，以在使用所述第一光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置插入到所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中，在使用所述第二光盘用于记录/再现时，将所述第一像差校正装置从所述光源和所述物镜之间的所述第一光束和所述第二光束的所述光路中拉出。
19.如权利要求18所述的装置，还包括：
第二像差校正装置，其布置在所述第一像差校正装置和所述物镜之间；并且
所述第二像差校正装置使所述第二光束发生衍射，以将所述第二光束聚焦到所述相应的第二光盘的所述记录表面上而使所述第一光束和所述第三光束透射。
20.一种适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器，所述光学拾取器包括：
光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和
第一像差校正单元，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差。
21.一种适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器，所述多种不同类型的光盘表现出用于接收光束的透明衬底的不同厚度，所述光学拾取器包括：
光源，用于有选择地发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；
第一像差校正单元，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差；并且
所述第一像差校正单元使从所述光源发射的所述第一光束从准直光转换为具有所述第一像差校正单元剖面并且包含功率成份的波前。
22.一种装备有适用于操作多种不同类型光盘的光学拾取器的光盘装置，所述装置包括：
光源，用于发射具有与第一光盘匹配的波长的第一光束或具有与第二光盘匹配的波长的第二光束；
物镜，用于将从所述光源发射的所述第一光束或所述第二光束聚焦到所述第一光盘或所述第二光盘中合适的光盘的记录表面上；和
第一像差校正单元，其被布置在所述光源和所述物镜之间的所述第一光束的光路上，以消除所述物镜导致的慧差。
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