CN1855259B - 光学拾取器和使用其的光盘驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光学拾取器和使用其的光盘驱动装置。通过单个液晶光学元件可以校正球面象差、象散和彗形象差,光学元件中的电极图案可以简化,使光学元件以简单的方式被控制。光学拾取装置包括:光源,发射预定波长的光束;物镜,将从光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;液晶光学元件,位于光源和物镜之间,通过改变折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;检测器,检测来自于光盘信号记录表面的返回光。该液晶光学元件具有一对沿光轴方向彼此对立布置的电极,并具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该对电极上以将其分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的区域所形成的组合可以校正球面象差、象散和彗形象差。
Description
相关申请的交叉引用
本发明包括与2004年9月27日向日本专利局提出的日本专利申请JP2004-280115和2005年3月7日向日本专利局提出的日本专利申请JP2005-063073相关的主题,在这里将其整体内容引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光学拾取器,其向和/或从例如光盘的信息记录媒体记录和/或再现信息。以及涉及用于这种光学拾取器的光盘。
背景技术
众所周知,在光学拾取器中,使用液晶光学元件来分别校正球面象差,象散,彗形象差。例如,已知如图1所示的液晶光学元件具有球面象差校正电极图案201、如图2所示的液晶光学元件具有象散校正电极图案211和如图3所示的液晶光学元件具有彗形象差校正电极图案221、以及一种包含这些元件的光学拾取器。
电极图案201具有多个同轴边界202a和202b,如图1所示,它们把其上提供有电极图案201的电极分成了多个区域。电极图案211具有一个圆形边界212a和多个设置在边界212a的外侧的放射状边界212b到212i,如图2所示,这些边界把其上提供有电极图案211的电极分成了多个区域。另外,电极图案221包括多个边界222a到222b,它们把其上提供有电极图案221的电极分成了多个区域,如图3所示。
该液晶光学元件包含两个电极以及排列在两个电极之间的液晶分子层。两个电极中的每个都在其上形成上面所提及的任一种电极图案。通过控制施加到电极图案的电压,该液晶分子的排列可以与由所施加的电压引发的电场方向相应地偏置,从而改变折射本领,由此来校正所要求的一种象差。
在这种光学拾取器中,由于液晶光学元件仅包含两个电极,该电极图案仅可以校正球面象差,象散,彗形象差中的两种。也就是说,因为一种液晶光学元件不能覆盖所有的象差,因此不得不提供另一种液晶光学元件来校正所有的象差。
然而,向光学拾取器添加液晶光学元件增加了零件的数量,并且必须提供一个电路来驱动另加的液晶光学元件等。因此,包含更多零件的光学拾取器在结构上更复杂也更昂贵。
另外,有一种光学拾取器包含具有可以校正例如球面象差和象散这两种象差象差的电极图案的液晶光学元件。
然而在该光学拾取器中,由于用来校正球面象差和象散的图案是形成在液晶光学元件的一个电极上的,因此不得不在电极的外表面提供放射状和圆周的分边界。
因此,在这种光学拾取器中,由电极图案分割所产生的区域的数目增加,而且每一个区域都必须通过控制校正球面象差和象散的量来驱动。也就是说每个区域都需要独立驱动,因而需要通过一个复杂的驱动电路来驱动液晶光学元件。
因此,提出了在光学拾取器中将透明的液晶电极垂直和水平地划成区域来校正象差(如日本专利申请JP1997-128785)。
然而在这样的光学拾取器中,该液晶驱动电路是很复杂的而且不能以任何简单的方式来控制。同样因为透明电极被分割成很多区域,增加了区域间边界的数量,从而导致了较低的象差校正效率。
发明内容
因此,期望可以提供一个仅使用单个液晶光学元件就能校正球面象差,象散,彗形象差的光学拾取器,从而克服上面所提到的现有技术的缺陷,其中液晶光学元件中的电极图案简单并且可以通过一个更简单的控制来驱动,并在光盘驱动器中使用该光学拾取器。
根据本发明,所提供的光学拾取器包括:光源,发射预定波长的光束;物镜,将从光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;液晶光学元件,位于光源和物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;光电检测器,用于检测来自于光盘信号记录表面的返回光,该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对,以及该液晶光学元件具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在电极对上以将该电极对分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的区域被组合使用以校正球面象差、象散和彗形象差。
另外,根据本发明,提供了用于向和/或从一种类型的第一光盘和另一类型的第二光盘记录和/或再现信息的光学拾取器,该光学拾取器包括:第一光源,发射第一波长的光束;第二光源,发射具有不同于第一波长的第二波长的光束;物镜,将从第一或第二光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;液晶光学元件,位于第一和第二光源以及物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;光电检测器,用于检测来自于光盘信号记录表面的返回光,该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对,以及该液晶光学元件具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该电极对上以将该电极对分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的区域被组合使用以校正球面象差、象散和彗形象差。
另外,根据本发明,所提供的光盘驱动器包括一个用于向和/或从光盘记录和/或再现信息的光学拾取器,一个用于旋转光盘的盘旋转驱动单元,该光学拾取器是上述光学拾取器中的任意一种。
根据本发明的光学拾取器和光盘驱动器能够通过单个液晶光学元件来校正球面象差、象散、彗形象差,其没有任何复杂电极图案和该液晶光学元件的驱动控制,并且具有改进的性能以记录和再现信息。
附图说明
图1是包含在传统的光学拾取器中的液晶光学元件的球面象差校正电极图案平面图;
图2是包含在传统的光学拾取器中的液晶光学元件的象散校正电极图案平面图;
图3是包含在传统的光学拾取器中的液晶光学元件的彗形象差校正电极图案平面图;
图4是根据本发明记录器/播放器的方框图;
图5是根据本发明包含在光学拾取器内的展示一个示例光学系统的光路图;
图6是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件的剖面图;
图7是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的电极图案之一的平面图;
图8是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的另一个电极图案的平面图;
图9展示了当向或从彼此格式不同的第一和第二光盘记录和再现信息信号时,出现的球面象差的波阵面的标准相位分布;
图10展示了本发明的光学拾取器中,出现在第一和第二光束内的球面象差的相位差数量、通过该液晶光学元件校正球面象差的第一和第二相位差量、以及球面象差校正电极图案边界的标准半径三者之间的关系;
图11A展示了本发明的光学拾取器中,出现在第一光束内球面象差的相位分布以及由液晶光学元件添加到第一光束的第一球面象差校正相位差量;图11B展示了当第一球面象差校正相位差量添加到出现在第一光束内时相位差的数量;
图12A展示了根据本发明的光学拾取器中,出现在第二光束内球面象差的相位分布以及由液晶光学元件添加到第二光束的第二球面象差校正相位差量;图12B展示了当第二球面象差校正相位差量添加到出现在第二光束内时相位差的数量;
图13展示了根据本发明的光学拾取器中,在液晶光学元件中的第一与第二球面象差校正相位差量和SA灵敏度或误差灵敏度之间的关系;
图14是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的其他电极图案的另一例子的剖面图;
图15是根据本发明包含在光学拾取器中的不同的液晶光学元件的剖面图;
图16是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的一个电极图案的另一例子的平面图;
图17是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件的其他变化的剖面图;
图18仍然是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的一个电极图案的另一例子的平面图;
图19仍然是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件中的一个电极图案的另一例子的平面图;
图20是根据本发明包含在光学拾取器中的液晶光学元件的能够校正不同格式的彗形象差的其他电极图案的平面图;
图21展示了出现在第一和第二光束内的彗形象差的相位差量、通过该液晶光学元件校正彗形象差的第一和第二相位差量、以及包含在校正彗形象差的电极图案中指定边界位置的标准半径三者之间的关系。
具体实施方式
本发明将在以下结合附图详细描述根据本发明的光盘驱动器实施例:
该光盘驱动器,一般用附图标记10指示,适合用来记录和/或再现信息信号到彼此格式不同的两种类型光盘11。光盘驱动器10用波长为785nm的光束向和/或从致密盘(CD)记录和/或再现信息,这种CD被用作光盘11中的第一种(从此以后只要必要都会用附图标记3来指示),光盘驱动器10用波长为655nm的光束向和/或从数字多用途光盘(DVD)记录和/或再现信息,其被用作光盘11中的第二种(从此以后只要必要都会用附图标记4来指示)。
更具体的来说,光盘驱动器10包括一个用于旋转光盘11的主轴电机12、用来控制主轴电机12的电机控制电路13、向由主轴电机12转动的光盘11上照射光束并且检测从光盘11上返回的光的光学拾取器1、用来放大由光学拾取器1所提供的电信号的RF放大器15、产生用于物镜的聚焦伺服信号和跟踪伺服信号的伺服电路16、以及一个用来提取子码数据的子码提取电路17。
同样光盘驱动器10包含一个记录系统,该记录系统由下列部件组成:连接到例如个人电脑等和主机设备的输入终端、产生要记录的数据的误差校正编码并供应给输入终端18的误差校正编码电路19、对属于误差校正编码的数据进行调制的调制电路20、以及对要被记录的调制数据进行处理以记录到光盘11上的记录处理电路21,该输入终端被提供以记录到光盘11上的数据。
光盘驱动器10另外还包含播放系统,该播放系统由下列部件组成:对从光盘11上再现的数据进行解调的解调电路22、对解调的再现数据进行误差校正解码的误差校正解码电路23、以及提供已经过误差校正解码的数据作为输出的输出终端24。该光盘驱动器10进一步包含向光盘驱动器10输入控制信号的用户控制单元25、用来存储诸如各种控制数据的存储器26、用来控制整个光盘驱动器的控制电路27、以及用来判定光盘11的类型的光盘类型判定器29。
主轴电机12在主轴上提供了托盘,光盘11放置在该托盘上。它旋转放置在托盘上的光盘11。马达控制电路13控制主轴电机12以CLV(恒定线速度)转动光盘。更特别的是,该马达控制电路13基于晶体振荡器的参考时钟以及由PLL电路提供的时钟来控制主轴电机12以CLV转动光盘11。需要注意的是,电机控制电路13也适合控制主轴电机12以CLV,CAV(恒定角速度)或者结合CLV和CAV转动光盘11。
光学拾取器1包含可以向每一种放置在托盘上的光盘11发射光束的光学系统。例如,它含有可以兼容两种不同波长光束的光学系统。光学拾取器1包括光源,比如半导体激光器等,该光源向遵从不同的标准的光盘的信号记录表面发射不同波长的光束,物镜对每种类型的光盘11都有数值孔径并且将光源发射出的光束聚焦,还包括光电检测器,用于检测从光盘11返回的光。当对光盘11上记录的信息进行再现时,光学拾取器1将半导体激光器的输出设置到标准水平并且控制该半导体激光器发射激光束。同样当在光盘11上记录需被记录的信息时,光学拾取器1将半导体激光器的输出设置到一个比再现数据的标准水平更高的记录水平,并且控制半导体激光器发射激光束。也就是说为了在光盘11上记录和/或再现数据,光盘拾取器1将光束照射到光盘11上并且通过光电检测器检测从信号记录表面返回的光,其中光电检测器对检测光进行光电转换。该物镜设置在物镜驱动装置上,例如双轴致动器等,并且基于聚焦伺服信号沿与物镜光轴平行的聚焦方向移动、基于跟踪伺服信号沿与物镜光轴垂直的跟踪方向移动。需要注意的是,有关半导体激光器、物镜、光电检测器等装置的解释将会在后面进行详细介绍。
RF放大器15基于光学拾取器1中的光电检测器提供的电信号产生RF信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号。例如,聚焦误差信号是由象散方法产生的,跟踪误差信号是由3光束法或推挽法产生的。当光学拾取器1从光盘11再现信息时,RF放大器15向解调电路22提供RF信号,向伺服电路16提供聚焦和跟踪误差信号。
伺服电路16产生用来再现光盘11的伺服信号。具体来说,该伺服电路16基于由RF放大器15提供的聚焦误差信号产生聚焦伺服信号,以致该聚焦误差信号为零,同时还基于由RF放大器15提供的跟踪误差信号产生跟踪伺服信号,以致跟踪误差信号为零。然后伺服电路16提供聚焦和跟踪伺服信号给光学拾取器1上的物镜驱动装置内的驱动电路。该驱动电路基于聚焦伺服信号驱动双轴致动器沿与物镜光轴平行的聚焦方向移动物镜,并且该电路基于跟踪伺服信号驱动双轴致动器沿与物镜光轴垂直的跟踪方向移动物镜。
子码提取电路17从由RF放大器15提供的RF信号提取子码数据并且将提取出的子码数据提供给控制电路27,该电路27识别地址数据等。
输入终端18被电连接到例如个人电脑等的主机接口。该接口可以是SCSI(小型电脑系统接口)、ATAPI(advanced technology attachment packetinterface)、USB(通用串行总线)、IEEE(电气和电子工程师学会)、1394接口等。因此输入终端18被提供诸如音频数据、电影数据、电脑程序、电脑处理数据或类似的要记录的数据,并且将输入的要被记录的数据提供给误差校正编码电路19。
误差校正编码电路19产生误差校正编码例如交叉交织里德-索罗蒙编码(CIRC),里德-索罗蒙乘积编码等,并且提供把进行误差校正编码的要被记录的数据给调制电路20。调制电路20存储了转换表,例如8-14调制、8-16调制等。其将输入的8比特要记录的数据转换成14或16比特,并且提供数据到记录处理电路21。记录处理电路21产生不归零(NRZ)处理、反向不归零(NRZI)处理等、以及由调制电路20提供的对要记录的数据的记录补偿处理,并将这些数据提供给光学拾取器1。
解调电路22存储了与调制电路20的转换表相类似的转换表。该电路将由RF放大器15提供的RF信号由14或16比特转换为8比特,并且将转换后的8比特的再现数据提供给误差校正解码电路23。误差校正解码电路23产生由解调电路22提供的数据的误差校正解码,并且将这些数据传送到输出终端24。输出终端24是与前面提到的主机的接口电连接的。这些传送到输出终端的再现数据会在与主机连接的显示器上显示出来并且被扬声器再现成声音。
用户控制单元25产生各种控制信号用来控制光盘驱动器10,并且将这些控制信号提供给控制电路27。具体来说,用户控制单元25包括位于光盘驱动器10上的弹出按钮25a,另外还提供有用来启动对放置在托盘上的光盘11上记录要记录的数据的记录按钮25b、启动再现记录在光盘11上的数据的播放按钮25c、以及一个停止记录/播放操作的停止按钮25d。记录按钮25b、播放按钮25c、停止按钮25d并不总是与位于光盘驱动器10上的弹出按钮25a一起被提供的,但是记录开始信号、播放开始信号、以及停止信号可以通过操作经由接口从主机提供给控制电路27,接口例如是主机上的键盘、鼠标或主机的类似装置。
存储器26例如是可擦除可编程只读存储器(EP-ROM)。在存储器内存储着各种控制数据,并且存储器还对控制电路27的执行进行编程。更具体的说,在存储器26中存储着各种用来控制线马达28的控制数据,以相应于各种类型光盘11而驱动在光盘11的径向上移动光学拾取器1。
光盘类型判定器29基于光盘11的表面反射率、形状以及轮廓等通过检测光盘11的格式来判定光盘11的类型。构成光盘驱动器10的每一部分都被设计成可以基于放置在光盘驱动器10内的光盘的规格进行信号处理,光盘的规格是与来自光盘类型判定器29的检测结果相对应的。
控制电路27是由微型计算机、CPU等组成,用来控制整个光盘驱动器的操作与来自用户控制单元25的控制信号相对应。同时,相应于通过光盘类型判定器29判定的光盘类型,控制电路27在光学拾取器1中的半导体激光器光源之间和光源的输出能量之间作出一个选择。
接下来,我们将对本发明中的光学拾取器1进行图解和详细说明。
如图5所示,根据本发明的光学拾取器1包含:第一光源31,比如半导体激光器,用来发射第一波长的第一光束;第二光源32,用来发射第二波长的第二光源;将分别由第一或第二光源31或32发出的第一或第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面的物镜;起光路连接作用的第一光束分离器34,该设备可以通过偏转将从第一光源31发出的第一光束的光路引至物镜33并将从第二光源32发出的第二光束的光路与第一光束的光路连接起来;起光路分裂作用的第二光束分裂器35,该设备将通过第一光束分离器34连接到一起的第一光束和第二光束的光路改变并引导至物镜33,而且将从光盘返回光的光路与从第一或第二光源31或32发出的第一或第二光束的光路分离开并向前传送;光电检测器36,用来检测由第二光束分离器35从向前传送的光束中分离出来的返回光。
另外,光学拾取器1包含:反射镜37,该镜面作为一种向上反射的装置被提供在物镜33和第二光束分离器35之间以大约90度向物镜33反射第一光束和第二光束;被提供在反射镜37和物镜33之间的用来通过改变它的折射系数来调整球面象差、象散和彗形象差的数量的液晶光学元件38;以及准直透镜39,该准直透镜39被提供在反射镜37和第二光束分离器35之间用来改变第一和第二光束的发散的角度从而提供平行光束,第一和第二光束的光路是被第二光束分离器35改变的。需要注意的是,尽管液晶光学元件38被提供在反射镜37和物镜33之间,但本发明并不限于这种几何分设置,,而是可以将它设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路上。
另外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间,提供了柱面物镜41,通过调整返回光的光路的长度把从光盘11返回的光聚焦到光电检测器36。
第一光源31向第一光盘3发射波长为785nm的第一光束。第二光源32向第二光盘4发射波长为655nm的第二光束。需要注意的是,尽管光学拾取器1被设计成设置在不同位置的第一或第二光源发射出的第一或第二光束中的任一种都会被用到,但是光学拾取器1可以包含具有用于发射第一光束的第一光束发射器和用于发射第二光束的第二光束发射器的光源。
光学拾取器1还被配置了光源选择器42,用于根据盘类型判定器29所判定的光盘类型在第一和第二光源31和32之间作出选择。因而,光源选择器42根据盘类型判定器29所判定的光盘类型选择第一光源31或第二光源32来发射光束。
物镜33是具有双焦点的双波长物镜。物镜33被可移动地设置在物镜驱动设备例如双轴致动器43之上。物镜33基于从光盘11反射回来并由光电检测器检测到的返回光和产生的跟踪误差信号和聚焦误差信号而被双轴致动器43移动。它沿朝向或远离光盘11的方向双向移动以及沿光盘11的径向移动。
物镜33对由第一或第二光源31或32发出的第一或第二光束进行聚焦,从而当有已聚焦的光束跟踪在光盘11的信号记录表面形成的记录轨迹时使光束总是聚焦在光盘11的信号记录表面。
在物镜33的入射面提供了孔径限制机构(未示出),例如孔径停止器和/或全息屏幕,其提供了对孔径的限制,以将通过物镜33的光束的数值孔径适配于光盘11的格式。该孔径限制机构提供了用来从第一光盘3再现数据的NA=0.45的孔径限制和从第一光盘3记录数据的NA=0.5的孔径限制,以及从第二光盘4再现数据的NA=0.6的孔径限制和NA=0.65的从第二光盘4记录数据的孔径限制。
第一光束分离器34将从第一光源31发射出的第一光束的光路以大约90度偏转,并且允许从第二光源32发射的第二光束通过并与第一光束的光路连接。具体来说,第一光束分离器34在其自身的分离表面34a使从第一光源31发射出的向前传送的波长为第一波长的第一光束的路径向着第二光束分离器35的方向偏转。并且,该分离表面34a象膜一样形成具有这样一种波长依赖关系,其允许向前传送的具有第二波长的第二光束朝向该第二光束分离器35而通过。
第二光束分离器35对向前传送的第一和第二光束进行反射,这些光束的光路在向着准直透镜39的方向上已经被第一光束分离器34以大约90度相互连接在一起,同时允许由光盘11反射的返回第一和第二光束向着柱状物镜41通过。该第二光束分离器35包含分离表面35a,它具有像膜一样的特性或偏转依赖关系,即反射部分入射光而允许光束的其他部分通过。
准直透镜镜39改变了从第二光束分离器反射回的第一和第二光束的发散角度从而产生近乎平行的光束。
液晶光学元件38通过改变折射系数来调整每个球面象差、象散和彗形象差的数量。如图6所示,液晶光学元件38由彼此对立设置的第一和第二玻璃衬底51和52、在玻璃衬底51和52的对立表面形成的且每个都有电极图案的第一和第二电极53和54、以及与第一和第二电极53和54之间的对准层55和56接触的液晶分子层57形成。
如图7所示,设置在玻璃衬底之一(51)上的第一电极53包含第一电极图案,该电极图案将第一电极53划分为多个区域,在第一电极图案外侧设置一个第二电极图案,该电极图案将第一电极53划分为多个区域。
上面提到的第一电极图案用来校正球面象差。它包含第一边界和第二边界61和62,这两个边界通常为圆形而且都与光轴O1同轴。第一电极53被第一和第二边界61和62分为区域A、B和C。
第二电极图案用来校正象散。它包含位于第一电极53的第二边界62外侧的第三到第十边界63至70,也就是说,形成从光轴O1到分割区域C放射的放射状直线。第三到第十边界63到67中,每一个边界与相邻边界成等角度设置,其角度与象散的角度相对应,也就是45度角。第一电极53的区域C被第三边界63到第十边界70细分为八个相等的区域C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8。
如图8所示,设置在另一个玻璃衬底(52)上的第二电极54具有第三电极图案和将第三电极图案的内部和外部区域细分的第四电极图案,该第三电极图案将第二电极54分割成多个区域。
第三电极图案与第一电极图案合起来校正球面象差。它包括第十一边界71和第十二边界72,这两个边界通常为圆形而且都与光轴O2同轴。第二电极54被第十一边界和第十二边界71和72分为区域D、E和F。
第四电极图案用来校正彗形象差。它包含第十三和第十四边界73和74,这两个边界将第二电极54的第十一边界71内部的区域也就是区域D细分为三个区域,它还包含第十五到十八边界75、76、77和78,这些边界将第二电极54上的第十二边界外侧的区域也就是区域F细分为四个区域。
第十三和第十四边界73和74的形状与彗形象差相应。第二电极54中的区域D被第十三和第十四边界73和74细分为区域D1,D2和D3。第十五到十八边界75、76、77和78的形状也与彗形象差对应。第二电极54中的区域F被第十五到十八边界75、76、77和78细分为区域F1、F2、F3和F4。
在这里需要注意的是,在第一电极53上的第二边界62和第二电极54上的第十一边界71分别形成在几乎同一位置,分别关于光轴O1、O2的半径r0几乎相等。
液晶光学元件38包括液晶驱动44用来驱动和控制电位,该电位被施加在第一和第二电极53和54上形成的第一到第四电极图案中的每个。液晶驱动44从控制器27接收到一个信号来控制施加在由第一到第四电极图案分割成的区域上的电位。因而,液晶驱动44能够控制每一个区域内的第一和第二电极间的电压。液晶分子的排列所产生的偏置与用来改变与电极图案相对应的折射系数的电压所形成的电场相对应。也就是说,液晶光学元件38被液晶驱动44控制,该驱动让通过每个区域的光束在光路长度上发生改变并且产生一个增加到象差波阵面的相位差。
在第一电极53,通过液晶驱动44提供给区域C1和C5相同的驱动信号以及施加相同的电位。同时,通过液晶驱动44提供给区域C2和C6相同的驱动信号以及施加相同的电位。进一步,通过液晶驱动44提供给区域C3和C7相同的驱动信号以及施加相同的电位。同时,通过液晶驱动设备提供给区域C4和C8相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第一电极53,为了驱动由第一和第二电极图案所分割出的区域所需的信号有六种,其中除了前面提到的四种信号,还包括驱动和控制施加在区域A和B上的电位的信号。
在第二电极54,通过液晶驱动44提供给区域D1、F1和F2相同的驱动信号以及施加相同的电位。同时,通过液晶驱动44提供给区域D2和F3相同的驱动信号以及施加相同的电位。进一步,通过液晶驱动44提供给区域D3和F4相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第二电极54,为了驱动由第三和第四电极图案所分割出的区域所需的信号有四种,其中除了前面提到的三种信号,还包括驱动和控制施加在区域E上的电位的信号。
在校正球面象差时,施加在第一电极53中的区域B和第二电极54中的区域E上电位是由控制器27和液晶驱动44控制的,因而液晶光学元件38通过增加球面象差的波阵面的相位差来校正球面象差。
另外,在校正象散时,施加在第一电极53中的区域C1和C5、区域C2和C6、区域C3和C7、以及区域C4和C8的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件38通过增加象散的波阵面的相位差来校正象散。
进一步,在校正彗形象差时,施加在第二电极54中的区域D2和F3,区域D3和F4的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件38通过增加彗形象差的波阵面的相位差来校正彗形象差。
根据本发明的光学拾取器1,球面象差、象散、彗形象差能够通过液晶光学元件38而被较好的校正,其中球面象差是由第一和第三电极图案来校正的,象散是通过第二电极图案来校正的,彗形象差是通过第四电极图案来校正的,而且液晶光学元件38可以独立地控制由这些电极图案分割成的每一个区域。因此,液晶光学元件中的这些电极图案能被简化,而且液晶光学元件可以被更简单地控制,球面象差、象散、彗形象差能够被更好的校正。根据本发明的光学拾取器能够以改良的性能向和从记录媒体记录和再现数据。
在液晶光学元件38中,关于在第一电极图案上的第一和第二边界61和62以及在第三电极图案上的第十一和十二边界71和72的位置会在下面进行介绍。用来校正球面象差的电极图案被划分的位置会在下面进行解释。
通常,我们都知道球面象差能够用相位分布=SA×(6r4+6r2+1)〔λ〕来描述,其将到光束中心的距离r作为横轴,而将波阵面的相位分布作为纵轴。标准化球面象差以便相位差的最大值为1,且作为取决于数值孔径的距光束中心(光轴O1和O2)D的位置的有效半径为1,这导致了如图9所示的用实线L21标出的相位分布。
因为不同类型的第一和第二光盘3和4的球面象差量之一可以被液晶光学元件38校正,其中第一和第二光盘3和4的球面象差是标准化的,以致于第二光盘4的有效半径的数值孔径(较大的)是1。也就是说,图9中的实线L21描绘了有较大数值孔径的第二光盘4的球面象差波阵面的相位分布。纵轴表示的标准化方式,即第二光盘4的球面象差相位差的最大数量是1。同时,使第一光盘3的球面象差波阵面的相位分布标准化,因此第一光盘3的球面象差相位差的最大数量是1,以及作为依赖于第二光盘4的数值孔径的距光束中心的位置的有效半径为1,从而导致相位分布情况如图9中的虚线L11所标出的位置。
图9中的实线L21描绘了有较大数值孔径的第二光盘4的球面象差波阵面的相位分布。纵轴表示这样的标准化方式,即第二光盘4的球面象差相位差的最大数量是1。虚线L11表示这样的标准,即第一光盘3的球面象差相位差的最大数量是1,以及作为依赖于第二光盘4的数值孔径的距光束中心的位置的有效半径为1。
第一和第十二边界61和72被形成的位置在第二光盘4的球面象差相位差与用来校正球面象差的第二相位差Pc2相等的位置。第二球面象差校正相位差的量Pc2由下面的表达式(1)和(2)决定:
Pc2=y2·Pm2................................................(1)
0.35≤y2≤0.5................................................(2)
这里的y2是第二球面象差校正相位差量Pc2与第二光盘4的球面象差的最大相位差量Pm2的比值(由液晶光学元件38增加的球面象差的波阵面的相位差的量,也就是说校正的数量是通过改变这个比例值来决定的),y2=0.5。
具体来说,在第二球面象差校正相位差的量Pc2与相位分布相等的位置,也就是在第二光盘4的球面象差相位分布是0.5时的标准化半径k1(-k1)和k3(-k3)是由如图7中所示的第一边界61和第十二边界72的标准化半径导出的。进一步,第一边界61的半径是r1·k1,在这里r1是对应于第二光盘4的第一电极53之上的第二光束的有效半径,r2是第二电极54之上的第二光束的有效半径。相似地,第十二边界72的半径r2是r2·k3。同样地,在第二电极54上的第二光束与第一电极53上的第二光束的有效半径近似相等。
第二边界62被形成的位置在第一光盘3的球面象差相位差与用来校正球面象差的第一相位差的量Pc1相等的位置。且第一球面象差相位差的量Pc1与提供第一边界61的位置的第一光盘3的球面象差相位差相等。应当注意的是,当用下面的表达式(3)和(4)表示时,第一球面象差相位差的量Pc1的值是y1=0.8:
Pc1=y1·Pm1................................................(3)
0.5≤y1≤0.8................................................(4)
这里的y1是第一球面象差校正相位差的量Pc1与第一光盘3的球面象差的最大相位差的量Pm1的比例值(由液晶光学元件38增加的球面象差的波阵面的相位差的数量,也就是说校正的数量是通过改变这个比例值来决定的)。
更具体的说,第一球面象差校正相位差的量Pc1与第一边界61位置处的第一光盘3的球面象差相位差相等。将标准半径为k1(-k1)的位置的球面象差的相位差作为第一球面象差校正相位差的量Pc1,且标准值约为0.8。
另外,第一球面象差校正相位差的量Pc1与相位分布相同的位置,也即第一光盘3的球面象差相位分布是0.8处(标准化的第一球面象差校正相位差的量Pc1)的标准半径k2(-k2)是由第二边界62的标准半径导出的。此外,第二边界62的半径是r1·k2,在这里r1是对应于第一光盘3的第一电极53之上的第二光束的有效半径。应当注意的是,在第二电极54之上的第十一边界71的半径与第二边界62的有效半径r1·k2近似相等。
在液晶光学元件38中,当光盘被光盘判定器29识别为第一光盘3时,施加在第一电极53上的第一和第二边界61和62之间的区域即区域B上的电位改变了,以致在第一电极53的区域B和与区域B对立的第二电极54之间的电位差即电压改变了。因而由于在层57内的液晶分子的排列改变了所以折射系数也改变了。当在第一电极53的区域B和在第二电极54的与区域B对立的区域之间的液晶分子层57的折射系数被改变时,在图11A中由实线L12所标示的第一球面象差校正相位差的量Pc1被增加到通过区域B的第一光束,因而相位差的量也就是球面象差的数量如图11B所示被减少了。换句话说,当用实线L12标示的第一球面象差校正相位差的量被增加到图11A中的虚线L11所标出的球面象差相位分布时,相位分布如图11B中实线L13所标示的光束将产生,象差将会被减少。应当注意的是,要被改变的电压的变化由控制器27判定,控制器27由光电检测器36提供信号,并且液晶驱动44将预先确定的电位施加给区域B,该电位的电压的变化将改变预先确定的变化量。
另外,在液晶光学元件38内,当光盘被光盘判定器29识别为第二光盘4时,施加在第一电极53上的第一和第二边界61和62之间的区域,即区域B以及施加在第二54电极上的第十一和第十二边界71和72之间的区域的电位,即区域E的电位改变了,导致电位差改变了,也就是说在第一电极53的区域B和与区域E相对的区域,以及在第二电极54的区域E和与区域B相对的区域之间的电压改变了。因而,在层57之内的液晶分子的排列改变了,所以折射系数也被改变了。当在第一电极53的区域B和与区域E相对的区域以及在第二电极54的区域E和与区域B相对的区域之间的液晶分子层57的折射系数发生改变时,在图12A中由实线L22所标示的第二球面象差校正相位差的量Pc2被增加到通过区域B和E的第二光束,因而相位差的量也就是球面象差数量如图12B所示被减少。换句话说,当用实线L22标示的第二球面象差校正相位差的量Pc2被增加到图12A中的虚线L21所标出的球面象差相位分布时,将导致如图12B中实线L23所标示的具有相位分布的光束,象差将会被减少。应当注意的是,要被改变的电压的变化由控制器27判定,控制器27由光电检测器36提供信号,而且液晶驱动44将预先确定的电位施加给区域B和区域E,该电压的变化通过预先确定的变化来改变。
图13展示了当第一和第二校正相位差的量所依赖的y1和y2改变时的SA灵敏度和误差灵敏度的仿真结果。在图13中,实线LS指示了当表达式(1)到(4)中的y1改变时,SA灵敏度的改变情况,而虚线LE指示了误差灵敏度的改变情况。在这里应当注意的是,当恒定电压被施加到第一和第二电极53和54之间时,SA灵敏度指示了球面象差校正的数量。另外当恒定的球面象差已被校正时,误差灵敏度指示除了球面象差之外的其他球面象差。如图13所示,SA灵敏度和误差灵敏度当y1在0.35≤y1≤0.8的范围内时都可以被优化。另外,SA灵敏度和误差灵敏度当y2在0.35≤y2≤0.5的范围内时都可以被优化。然而,因为液晶光学元件38中的y1和y2彼此关联,所以y1和y2都应当在0.35到0.8的范围之内。因此,当y1和y2分别在0.5≤y1≤0.8和0.35≤y2≤0.5范围内时,SA灵敏度和误差灵敏度都能被优化。
如上文所提到的,液晶光学元件38被控制器27和液晶驱动44控制,以至于在同样条件下分割的区域的组合将会根据由光盘判定器29所判定的光盘类型来选择。在该实施例中,当第一光盘3被放入光盘驱动器中时,施加在第一电极53的区域B上的电位被改变了。另外,当第二光盘4被放入光盘驱动器中时,施加在第一电极53的区域B和第二电极54的区域E的联合区域上的电位被改变了。通过控制施加在第一和第三电极图案上的电压,也就是控制施加在由这两个电极图案分割所形成的区域上的电压,液晶光学元件38能够使用与光盘类型相对应的一种简单的控制方法来更好地调节球面象差。
在根据本发明的光学拾取器1中,由于在液晶光学元件38中的第一和第三球面象差校正电极图案的分割所形成的这些区域的组合,这些图案在相同的条件下被驱动,区域组合将会根据由光盘判定器29所判定的光盘类型来被选择,因此对格式各不相同的第一和第二光盘来说球面象差能够被恰当地校正。
接下来,会对从光学拾取器1中的第一和第二光源31和32发射出的光束的光路进行详细说明。
首先,对从第一光源31发出的第一光束的向前光路进行详细说明。如图5所示,从从第一光源31发出的第一光束在第一光束分离器34的分离表面34a被反射,从而得到以90度偏转的光路。被第一光束分离器34反射的第一光束在第二光束分离器35的分离表面35a被反射,从而得到以90度偏转的光路,该光路的发散角度被准直透镜39改变从而得到一束近乎平行的光束,以及入射在液晶光学元件38上的被反射镜37反射,其中具有以90度倾斜的光束。
入射在液晶光学元件38上的第一光束进行球面象差、象散和彗形象差的校正,然后被投射到物镜33。这时,在液晶光学元件38中,施加在与第一光盘3相对应的第一电极53中的区域B上的电位是被控制器27和与光盘类型判定器29所判定的光盘类型相对应的液晶驱动44以及被加到入射第一光束上来校正球面象差的适合的第一球面象差校正相位差的量Pc1所控制的。另外,液晶光学元件38由光电检测器36提供检测信号,以及施加到每个区域上的用来校正球面象差、象散和彗形象差的电位由控制器27和液晶驱动44判定和控制。
通过液晶光学元件38来校正球面象差的第一光束入射在物镜33上并且将孔径限制成与第一光盘3相对应的数值孔径,然后通过物镜33将光束聚焦到第一光盘3的信号记录表面。
接下来,对第二光源32发出的第二光束的向前光路进行阐述。如图5所示,从第二光源32发出的第二光束被第一光束分离器34的分离表面34a允许通过并且入射到第二光束分离器35上。入射到第二光束分离器35上的第二光束的光路象第一光束一样被第二光束分离器35反射,通过准直透镜39形成一束近乎平行的光束,并被反射镜37反射后入射到液晶光学元件38上。
入射到液晶光学元件38上的第二光束进行球面象差、象散和彗形象差的校正,然后被投射到物镜33。这时,在液晶光学元件38中,施加在与第二光盘4相对应的第一电极53中的区域B和第二电极54的区域E上的电位是被控制器27和与光盘类型判定器29所判定的光盘类型相对应的液晶驱动44所控制,并且适合的第二球面象差校正相位差的量Pc2被加到入射第二光束上来校正球面象差。另外,液晶光学元件38由光电检测器36提供检测信号,施加到每个区域上的用来校正球面象差,象散和彗形象差的电位由控制器27和液晶驱动44判定和控制。
通过液晶光学元件38来校正过球面象差的第二光束入射在物镜33上并且将孔径限制成与第二光盘4相对应的数值孔径,然后通过物镜33将光束聚焦到第二光盘4的信号记录表面。
接下来,对在第一或第二光盘3或4的信号记录表面反射的第一和第二光束的返回光路进行详细解释。如图5所示,聚焦到第一或第二光盘3或4的第一或第二光束被第一或第二光盘3或4反射后经过物镜33、液晶光学元件38、反射镜37和准直透镜39,然后返回入射到第二光束分离器35。入射到第二光束分离器35上的第一或第二光束被允许通过分离表面35a,而且光束的发散角度可以被柱状物镜41改变,然后聚焦到光电检测器36上。
根据本发明的光学拾取器1,球面象差、象散和彗形象差仅仅通过液晶光学元件38来进行优化校正,而不需要复杂的液晶光学元件38中的电极图案,也不需要驱动液晶光学元件38的液晶驱动44的复杂的控制。也就是说,根据本发明的光学拾取器181,球面象差、象散和彗形象差能够通过控制由电极图案的分割而产生的各个区域被很好的控制和解决。因而,液晶光学元件中的电极图案能够被简化,液晶光学元件能够通过更简单的控制来驱动,而且球面象差、象散和彗形象差能够通过液晶光学元件而被很好的校正,从而以改善的性能向光盘记录数据和/或从光盘再现数据。
另外,根据本发明的光学拾取器1,相互格式不同的第一和第三光盘3和4的球面象差都能够被很好的校正。也就是说,根据本发明的光学拾取器1能够向具有不同格式的改进的性能的光盘记录数据和/或从其再现数据,并且能够得到结构更简单的光学元件和电路。
进一步,根据本发明的光学拾取器1能够通过简化它的结构使设计更紧凑。
需要注意的是,尽管前面所提到的光学拾取器1所使用的液晶光学元件38中的第二电极54,如图8所示,被第十一边界71到第十八边界78分割成多个区域,本发明没有被限制这种排列,而是液晶光学元件可以被设计成有电极图案,该图案可以和用来校正球面象差的第一电极53上的第一电极图案以及用来校正彗形象差的电极图案一起发挥作用。
接下来,对使用已经形成可以用来校正球面象差的电极图案的第二电极和用来校正彗形象差的电极图案的其他例子的光学拾取器81参考图5来描述。应当注意的是对与光学拾取器1相同的光学拾取器81中的元件将会用与用在拾取器1中的图解和描述中的参考数字来描述,而不会详细描述。
如图5所示,根据本发明的光学拾取器81包括例如半导体激光器或类似的第一光源31以发射第一波长的第一光束、例如半导体激光器或类似的第二光源32以发射第二波长的第二光束、用来将第一光源31和第二光源32发射出的第一和第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面的物镜33、作为光路连接方式来通过偏转将从第一光源31发射出的第一光束的光路第一光束引导至物镜33并且将第一光束的光路与从第二光源32发出的第二光束的光路连接到一起的第一光束分离器34、作为光路分离方式来将通过第一光束分离器34连接到一起的第一和第二光束的光路改变并引导至物镜33并且将从第一或第二光源31或32发射出的第一或第二光束的光路与从光盘返回的光线的光路分离开并向前传送的第二光束分离器35、以及用来检测被第二光束分离器35从向前传送的光束中分离的返回光线的光电检测器36。
另外,光学拾取器81包括提供在物镜33和第二光束分离器35之间的用来向物镜33以90度反射第一和第二光束的作为向上反射装置的反射镜37、提供在反射镜37和物镜33之间的用来通过改变折射系数来调节每个球面象差的数量的液晶光学元件88、以及提供在反射镜37和第二光束分离器35之间的用来改变已经被第二光束分离器35所提供的平行光束改变了光路的第一和第二光束的发散角度的准直透镜39。应当注意的是,尽管液晶光学元件88被设置在反射镜37和物镜33之间,本发明并不限于这种几何关系,液晶光学元件也可以被设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路上。
另外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间,提供了柱状物镜41,通过调整返回光的光路长度将从光盘11的返回光聚焦到光电检测器36上。
液晶光学元件88被提供来通过改变其折射系数来调节球面象差、象散和彗形象差之类象差数量。如图6所示,液晶光学元件88由相互对立放置的第一和第二玻璃衬底51和52、和在第一和第二玻璃衬底51和52的对立表面形成的并且都有各自电极图案的第一和第二电极53和84、以及放置在第一和第二电极53和84之间并且与放置在第一和第二电极53和84中的对准层55和56对准的液晶分子层57组成。在玻璃衬底之一上提供的第一电极53同前面提到的液晶光学元件38中的第一电极相类似,因此不再详细介绍。
在另一玻璃衬底52上提供的第二电极84有第五电极图案以及第六电极图案,第五电极图案将第二电极84划分为多个区域,第六电极图案对如图14所示的第五电极图案的内部和外部区域进行细分。
第五电极图案与前面的第一电极图案一起起校正球面象差的作用,而且它还包括第十九和第二十边界91和92,这两个边界通常为圆形而且都与光轴O2同心。也就是说,第二电极84被第十九和第二十边界91和92划分为区域G、H和I。
第六电极图案用来校正彗形象差。它包括第二十一到二十五边界93、94、95、96和97,这些边界将第二电极84的第十九边界91内部的区域也就是区域G划分为五个相等的区域;还包括第二十六到二十九边界98、99、100和101,这些边界将第二电极84的第二十边界92外部的区域也就是区域I划分为四个相等的区域。
第二十一边界93形成在第十九边界91的内部而且与第十九边界91同轴。第二十二到二十五边界94、95、96和97形成以光轴O2为中心的放射性直线而且每两条相邻边界之间形成角度彼此相等。为了校正彗形象差,第二十二到二十五边界94、95、96和97中相邻两条边界所形成的夹角大约90度。第二电极84的区域G被第二十一到二十五边界93、94、95、96和97细分为区域G1、G2、G3、G4和G5。
第二十六到二十九边界98、99、100和101形成以光轴O2为中心的放射性直线而且每两条相邻边界之间形成角度彼此相等。为了校正彗形象差,第二十六到二十九边界98、99、100和101中相邻两条边界所形成的夹角大约90度。另外,第二十六到二十九边界98、99、100和101被排列成与第二十二到二十五边界94、95、96和97的延长线成直线。第二电极84的区域I被第二十六到二十九边界98、99、100和101划分为区域I1、I2、I3和I4。
这里要注意的是在第一电极53上的第二边界62和第二电极84上的第十九边界91分别形成在几乎同一位置,也就是说,分别具有几乎相同的关于光轴O1和O2的半径r0。
液晶光学元件88包括液晶驱动44,该液晶驱动44用来驱动和控制施加在形成在第一电极53和第二电极84上的每个第一、第二、第五和第六电极图案的电位。从控制器27接收到信号后,液晶驱动44控制施加在由第一、第二、第五和第六电极图案分割成的区域上的电位。因而,液晶驱动44能够控制每一个区域内的第一和第二电极之间的电压。液晶分子的排列与用来改变与电极图案相对应的折射系数的电压所形成的电场相对应地偏置。也就是说,液晶光学元件88被液晶驱动44控制,该驱动让通过每个区域的光束在光路长度上发生改变并且产生一个增加到象差波阵面的相位差。
在第一电极53,液晶驱动44提供给区域C1和C5相同的驱动信号以及施加相同的电位。另外,液晶驱动44提供给区域C2和C6相同的驱动信号以及施加相同的电位。此外,液晶驱动44提供给区域C3和C7相同的驱动信号以及施加相同的电位。另外,液晶驱动提供给区域区域C4和C8相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第一电极53,为了驱动由第一和第二电极图案所分割出的区域所需的信号有六种,其中除了前面提到的四种信号还包括驱动和控制施加在区域A和B上的电位的信号。
在第二电极84,液晶驱动44提供给区域G2和I1相同的驱动信号以及施加相同的电位。另外液晶驱动44提供给区域G3和I2相同的驱动信号以及施加相同的电位。此外,液晶驱动44提供给区域G4和I3相同的驱动信号以及施加相同的电位。此外,液晶驱动44提供给区域G5和I4相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第二电极84,为了驱动由第五和第六电极图案所分割出的区域所需的信号有六种,其中除了前面提到的四种信号还包括驱动和控制施加在区域G1和H上的电位的信号。
当校正球面象差时,施加在第一电极53中的区域B和第二电极84中的区域H上电位是由控制器27和液晶驱动44控制的,因而液晶光学元件88通过增加球面象差波阵面的相位差来校正球面象差。
另外,当校正象散时,施加在第一电极53中的区域C1和C5、区域C2和C6、区域C3和C7以及区域C4和C8的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件88通过增加象散波阵面的相位差来校正象散。
此外,当校正彗形象差时,施加在第二电极84中的区域G2和I1、区域G3和I2、区域G4和I3以及区域G5和I4的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件88通过增加彗形象差波阵面的相位差来校正彗形象差。
在根据本发明的光学拾取器81中,球面象差、象散、彗形象差能够通过液晶光学元件88而被较好的校正,其具有用于校正的第一和第五电极图案,用于校正象散的第二电极图案,用于校正彗形象差是通过第六电极图案,而且液晶光学元件88可以独立地控制由这些电极图案分割成的每一个区域。因此,液晶光学元件中的这些电极图案能被简化,而且液晶光学元件可以被更简单的控制,球面象差、象散、彗形象差能够被单个液晶光学元件更好的校正。因而根据发明的光学拾取器81能够以改良的性能来向从记录媒体记录数据和从其再现数据。
要注意的是,在液晶光学元件88中,既然第一电极图案上的第一和第二边界61和62以及第五电极图案上的第十九和二十边界91和92(也就是被划分的球面象差校正图案)所处的位置与在液晶光学元件38中的第一电极图案上的第一和第二边界61和62以及第三电极图案上的第十一和十二边界71和72相类似,因此不再对它们详细介绍。
如上文所提到的,液晶光学元件88被控制器27和液晶驱动44控制,以至于在同样条件下驱动的区域的组合将会根据由光盘判定器29所判定的光盘类型来选择。在该实施例中,当第一光盘3被放入光盘驱动器中时,施加在第一电极53的区域B上的电位被改变了。另外,当第二光盘4被放入光盘驱动器中时,施加在第一电极53的区域B和第二电极84的区域H的组合区域上的电位被改变了。通过控制施加在第一和第五电极图案上的电压,也就是,施加在由这两个电极图案分割所形成的区域上的电压,液晶光学元件88能够使用与光盘类型相对应的一种简单的控制方法来更好地调节球面象差。
在根据本发明的光学拾取器81中,由于在液晶光学元件88中的第一和第五球面象差校正电极图案的分割所形成的在相同的条件下被驱动这些区域的组合将会根据由光盘判定器29所判定的光盘类型来被选择,因此对格式各不相同的第一和第二光盘来说,球面象差能够被恰当地校正。
如上所述构造的光学拾取器81中,从第一和第二光源31和32发射出的光束的光路经过了液晶光学元件88(光学拾取器1中的38),并且可以如光学拾取器1中一样用来校正球面象差、象散、彗形象差。因此我们不再对这些光路进行详细说明。
在根据本发明的光学拾取器81中,球面象差、象散、彗形象差通过单个液晶光学元件88,而不需要复杂的液晶光学元件88中的电极图案也不需要驱动液晶光学元件88的液晶驱动44的复杂控制就能够被很好的校正。也就是说,在根据本发明的光学拾取器81中,球面象差、象散和彗形象差能够通过控制由电极图案的分割而产生的各个区域被很好的控制和解决。因而,液晶光学元件中的电极图案能够被简化,以使液晶光学元件控制和驱动更简单,并且球面象差、象散和彗形象差能够被改进实施的液晶光学元件很好的校正,并向和/或从光盘记录和/或再现数据。
另外,在根据本发明的光学拾取器81中,相互格式不同的第一和第二光盘3和4的球面象差能够被很好的校正。也就是说,根据本发明的光学拾取器81能够通过以改进的性能向和/或从光盘记录和/或再现数据,并且具有结构更简单的光学元件和电路。
进一步,根据本发明的光学拾取器1能够通过简化它的结构使设计更紧凑。
需要注意的是,尽管在前面所提到的光学拾取器1(81)中的液晶光学元件38(88)中的第一电极53,如图7所示,被第一边界61到第十边界70分割成多个区域,本发明并不限于这样安排,而是液晶光学元件可以被设计成具有可以和第二电极54上的第三电极图案以校正球面象差的电极图案以及用来校正象散的电极图案。
接下来,对使用已经形成可以用来校正球面象差的电极图案的第一电极和用来校正彗形象差的电极图案的其他例子的光学拾取器111参考图5来描述。应当注意的是对与光学拾取器1和光学拾取器81相同的光学拾取器111中的元件将会用与用在光学拾取器1和光学拾取器81中的图解和描述中的参考数字来描述,而不会详细描述。
如图5所示,根据本发明,光学拾取器111包括例如半导体激光器或类似的第一光源31发射第一波长的第一光束、例如半导体激光器或类似的第二光源32发射第二波长的第二光束、用来将第一光源31和第二光源32发射出的第一和第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面的物镜33、作为光路连接装置通过偏转从第一光源31发射出的第一光束的光路第一光束引导至物镜33并且将第一光束的光路与从第二光源32发出的第二光束的光路连接到一起的第一光束分离器34、作为光路分离装置来将通过第一光束分离器34连接到一起的第一和第二光束的光路改变并引导至物镜33、将从第一或第二光源31或32发射出的第一或第二光束的光路与从光盘返回光的光路分离开并向前传送的第二光束分离器35、以及用来检测被第二光束分离器35从向前传送的光束中分离的返回光的光电检测器36。
另外,光学拾取器111包括作为向上反射装置被提供在物镜33和第二光束分离器35之间的用来向物镜33以90度反射第一和第二光束的反射镜37、提供在反射镜37和物镜33之间的用来通过改变折射系数来调节每个球面象差的数量的液晶光学元件118、以及提供在反射镜37和第二光束分离器35之间的准直透镜39,该透镜用来改变已经被第二光束分离器35所提供的平行光束改变了光路的第一和第二光束的发散角度。应当注意的是,尽管液晶光学元件118被设置在反射镜37和物镜33之间,本发明并不限于这种几何关系,液晶光学元件也可以被设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路上。
另外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间设置柱状物镜41,通过调整返回光的光路长度使光盘11的返回光聚焦到光电检测器36上。
设置通过改变折射系数来调节球面象差、象散和彗形象差之类像差量的液晶光学元件118。如图15所示,液晶光学元件118由相互对立放置的第一和第二玻璃衬底51和52、在玻璃衬底51和52的对立表面形成的第一和第二电极113和54并且每个电极都有一个电极图案、以及放置在第一和第二电极113和54之间并且与放置在第一和第二电极113和54内部的对准层55和56对准的液晶分子层57组成。
如图16所示,在玻璃衬底其中之一(51)上提供的第一电极113有第七电极图案,该电极图案将第一电极113划分为多个区域,以及第八电极图案,该图案将第一电极113提供的第七电极图案的外部区域划分为多个区域。
第七电极图案是用来校正球面象差的,而且它还包括第三十和第三十一边界121和122,这两个边界接近圆形而且都与光轴O1同轴。也就是说,第一电极113被第三十和第三十一边界121和122划分为区域J、K和L。
第八电极图案用来校正象散。该图案由从光轴O1线性放射性地形成的第三十二到第三十五边界123、124、125和126组成,而且这些边界将对第一电极113上的第三十一边界122外部的区域即区域L进行划分。为了校正象散,第三十二到三十五边界123、124、125和126中的相邻两条边界之间的夹角相等。相邻边界之间的夹角为90度。第一电极113中区域L被第三十二到三十五边界123、124、125和126细分为四个相同的区域L1、L2、L3和L4。设置在另一玻璃衬底52上的第二电极54同液晶光学元件38所包含的第二电极是相类似的,因此不再详细叙述。
这里要注意的是在第一电极113上的第三十一边界122和第二电极54上的第十一边界71各自被形成在几乎同一位置,也就是说,各自具有几乎相同的关于光轴O1和O2的半径r0。
液晶光学元件118包括液晶驱动44用来驱动和控制施加在形成在第一电极113和第二电极54之上的第七、第八、第三和第四电极图案两端的电位。当从控制器27接收到信号时,液晶驱动44控制施加在由第七、第八、第三和第四电极图案分割成的区域上的电位。因而,液晶驱动44能够控制每一个区域内的第一和第二电极之间的电压。液晶分子的排列所产生的偏移与用来改变与电极图案相对应的折射系数的电位所形成的电场相对应。也就是说,液晶光学元件118被液晶驱动44控制,该驱动让通过每个区域的光束在光路长度上发生改变并且产生增加到象差波阵面的相位差。
在第一电极113,液晶驱动44提供给区域L1和L3相同的驱动信号以及施加相同的电位。另外,提供给区域区域L2和L4相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第一电极113,为了驱动由第七和第八电极图案所分割出的区域所需的信号有四种,其中除了前面提到的两种信号还包括驱动和控制施加在区域J和K上的电位的信号。
在第二电极54,液晶驱动44提供给区域D1、F1和F2相同的驱动信号以及施加相同的电位。另外液晶驱动44提供给区域D2和F3相同的驱动信号以及施加相同的电位。此外,液晶驱动44提供给区域D3和F4相同的驱动信号以及施加相同的电位。
在第二电极54,为了驱动由第三和第四电极图案所分割出的区域所需的信号有四种,其中除了提到的三种信号还包括驱动和控制施加在区域E上的电位的信号。
在校正球面象差时,施加在第一电极113中的区域K和第二电极54中的区域E上电位是由控制器27和液晶驱动44控制的,因而液晶光学元件118通过增加球面象差波阵面的相位差来校正球面象差。
另外,在校正象散时,施加在第一电极113中的区域L1和L3,区域L2和L4的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件118通过增加象散波阵面的相位差来校正象散。
此外,在校正彗形象差时,施加在第二电极54中的区域D2和F3,区域D3和F4的电位由控制器27和液晶驱动44控制,因而液晶光学元件118通过增加彗形象差的波阵面的相位差来校正彗形象差。
根据本发明的光学拾取器111,球面象差、象散、彗形象差能够通过液晶光学元件118而被较好的校正,该元件包括校正球面象差的第七和第三电极图案,校正象散的第八电极图案,校正彗形象差的第四电极图案,而且液晶光学元件118可以独立地控制由这些电极图案分割成的每一个区域。因此,液晶光学元件中的这些电极图案能被简化,而且液晶光学元件可以被更简单的控制,球面象差、象散、彗形象差能够被更好的校正。根据本发明的光学拾取器111能够以改进的性能向/从记录媒体记录/再现数据。
需要注意的是,在液晶光学元件118中,对于第7电极图案下的第30边界121、第31边界122所形成的区域和第3电极图案下的第11边界71、第12边界72所形成的区域,也就是球面象差校正图案要被分割的位置,其定位方式类似于在处理液晶光学元件38中第一电极图案的第1边界61、第2边界62所形成的区域和第3电极图案的第11边界71、第12边界72所形成的区域内的定位。在此不再赘述。
如上所述,在液晶驱动27和44的驱动下,液晶光学元件118被很好的控制,使得相同条件下被驱动的区域的组合将会与由盘判定器29识别的光盘类型相对应地被选择。在这个实施例中,当光盘驱动器装载入第一光盘3中时,施加在第一电极113的区域K的电位开始改变。另外,当光盘驱动器装载入从光盘4时,施加在第一电极113的区域K和第二电极54的区域E的电位也将改变。通过控制施加在第7和第3电极图案的电位,即施加在区域上的电压由这些电极图案的分割而产生,液晶光学元件118在相应于条件下的光盘类型通过简单的控制较佳地调整球面象差。
在根据本发明的光学拾取器111中,被液晶光学元件118的第7和第3球面象差校正电极图案所划分的区域组合将会相应的选择对应条件下的光盘,由于在相同条件下驱动,选择相应于条件下光盘的类型,彼此格式不同的第一和第二光盘的球面象差仍能被合适地校正。
如上所述构造的光学拾取器111,由第一和第二光源31和32所发射的光束路径将不会受液晶光学元件118的影响(光学拾取器1中的38),如同在光学拾取器1里的光束一样,他们会校正球面象差、象散和彗形象差。这里就不详细说明了。
在根据本发明的光学拾取器111中,通过单个液晶元件118可以较佳地校正球面象差、象散、彗形象差,不需要液晶光学元件中复杂的电极图案,不需要驱动液晶光学元件118的液晶驱动44的复杂控制。也就是说,在根据本发明的光学拾取器111中,通过控制由电极图案分割而产生的每个区域,球面象差、象散和彗形象差可以被独立地控制和较好地校正。这样,在液晶光学元件中的电极图案被简化而更简单地驱动并且控制液晶光学元件,通过单个液晶光学元件可以较佳地校正球面象差、象散和彗形象差,采用以改进的性能到和/或从光盘记录和/或再现数据。
另外,在根据本发明的光学拾取器111中,对于彼此格式不同的第一和第二光盘3和4球面象差也可以较佳地校正。也就是说,根据本发明的光学拾取器111可以采用以改进的性能到和/或从具有不同格式的光盘记录和/或再现数据,可以使光学元件和其中的电路更简单。
进一步,根据本发明的光学拾取器111也可以通过简化结构使其设计更加紧凑。
需要注意的是,尽管前文提到的光学拾取器81和111使用的液晶光学元件具有电极图案的其它示例,其中有光学拾取器1中的第一和第二电极53和54之一,该液晶光学元件也可以具有第一电极113和第二电极84。
下面,将参考图5说明由第一电极113和第二电极84构成的光学拾取器131。需要注意的是,对于在该光拾取器131中的与光学拾取器1、81、111相同的电子元件将会用相同的参考数字进行图示和描述,就不再重复说明了。
如图5所示,根据本发明的光学拾取器131包含:由半导体激光或类似装置构成的第一光源31以发射具有第一波长的第一光束;由半导体激光或类似装置构成的第二光源32以发射具有第二波长的第二激光光束;物镜33,其将第一或第二光源发射的第一或第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面;第一光束分离器34作为光路连接装置来导向,通过偏转将第一光源31发射的第一光束导向物镜33,并组合第一光束的光路和由第二光源32发射的第二光束;第二光束分离器35作为光路分离装置以改变和导向第一和第二光束的光路,其通过第一光束分离器34连接在一起,照射到物镜33,分离从光盘的返回光的光路,该返回光由第一和第二光源31和32发射的第一和第二光束并向前传送;光电检测器36,用于检测由第二光束分离器34从向前传送的光束中分离出来的返回光。
另外,该光学拾取器131还包括:位于物镜33和第二光束分离器35之间的反射镜37,用来朝上以90度反射由第一或第二光源产生的光线;位于反射镜37和物镜33之间并面向33的液晶光学元件138,通过在折射系数范围内的变动来对球面象差产生的偏差值施加影响;位于反射镜37和第二光束分离器35之间的准直透镜39,用来改变由第二光束分离器34分离后的第一或第二光束的分离角度从而产生出平行的光线。需要注意的是:尽管液晶光学元件138被设置在反射镜37和物镜33之间,但是本发明并不限于这种几何关系,也可以设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路上。
此外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间设置柱状物镜41,通过调节返回光的光路长度将从光盘11的返回光聚焦在光电检测器36上。
液晶光学元件138通过在改变其折射系数调节球面象差、象散,彗形象差等象差产生的象差值。如图15所示,液晶光学元件138由两个相对放置的第一和第二玻璃衬底51和52构成,具有相反电极图案的第一电极113和第二电极84分别位于第一和第二玻璃衬底51和52的相对表层上,液晶分子层57位于第一电极113和第二电极84之间,与位于第一电极113和第二电极54内部的对准层55和56对准。附着于玻璃衬底51上的第一电极113类似于液晶光学元件118的第一电极,此处不再赘述。另外,附着于玻璃衬底52上的第二电极84也类似于液晶光学元件88的第二电极,此处也不再赘述。
这里要注意的是,第一电极113上的第31边界122和第二电极84上的第19边界91分别形成在几乎相同的位置,也就是分别具有关于光轴O1和O2几乎相同的光轴半径r0。
液晶光学元件138包含液晶驱动44,其驱动和控制施加在第一电极113和第二电极84上分布的第7、第8、第5和第6电极图案的电位。接收到由控制器27发出的信号后,液晶驱动44将控制第7、第8、第3和第4电极图案划分的每个区域的电位。这样,液晶驱动44就可以控制位于第一和第二电极间的每个区域的电位。相应的,液晶分子层就会偏向因为电极图案的折射系数变化而导致电位变化的电子区域。也就是说,液晶光学驱动44控制着液晶光学元件138,使其光束不受通过每一片区域路径长度不同的影响,同时产生一个相位差,这个相位差将会逐步叠加到误差的波阵面。
在第一电极113,通过液晶驱动44给区域L1和L3提供相同的驱动信号和施加相同的电位。另外,通过液晶驱动44给区域L2和L4提供相同的驱动信号和施加相同的电位。
在第一电极113,用于驱动由第7和第8电极图案的分割而产生的区域的必须信号有4种,除前面提到的两种信号之外包括驱动和控制施加到J和K区域的电位的信号。
在第二电极84中,通过液晶驱动44给区域G2和I1提供相同的驱动信号和施加相同的电位。另外,通过液晶驱动44给区域G3和I2提供相同的驱动信号和施加相同的电位。进一步,通过液晶驱动44给区域G4和I3提供相同的驱动信号和施加相同的电位。另外,通过液晶驱动44给区域G5和I4提供相同的驱动信号和施加相同的电位。
在第二电极84,用于驱动由第5和第6电极图案的分割而产生的区域的必需信号有6种,除前面提到的四种信号之外还包括驱动和控制施加到G1和H区域的电位的信号。
在校正球面象差时,通过控制器27和液晶驱动44控制施加到第一电极113的区域K和第二电极84的区域H,这样,液晶光学元件138就能通过增加相位差到球面象差波阵面而校正球形象差。
另外,在校正象散时,通过控制器27和液晶驱动44控制施加到第一电极113的区域L1和L3和区域L2和L4,这样,液晶光学元件138就能通过增加相位差到象散波阵面而校正象散。
另外,在校正彗形象差时,通过控制器27和液晶驱动44控制施加到第二电极84的区域G2和I1和区域G3和I2和区域G4和I3和区域G5和I4,这样,液晶光学元件138就能通过增加相位差到彗形象差波阵面而校正彗形象差。
在根据本发明的光学拾取器131中,球面象差、象散、彗形象差均能通过可以独立的控制不同电极图案分割的不同区域的液晶光学元件138完成校正。其中,该元件包括用于校正球面象差的第7和第5电极图案、用于校正象散的第8电极图案,用于校正彗形象差的第6电极图案。而且,位于元件内的电极图案可以简化,从而使元件的控制达到简化,可以使用单个液晶光学元件较佳地校正球面象差、象散、彗形象差。因此,根据本发明的光学拾取器131可以利用以改进的性能到和从记录媒体记录和再现数据。
需要注意的是,液晶光学元件138中,对于第7电极图案上的第三十边界121、第三十一边界122所形成的区域和第5电极图案下的第十九边界91、第二十边界92所形成的区域,即对于球面象差校正图案要被分割开的位置,其定位类似于液晶光学元件38中第一电极图案下的第一边界61,第二边界62所形成的区域和第三电极图案上的第十一边界71、第十二边界72所形成的区域内的定位。此处不再详述。
如上所述,在控制器27和液晶驱动器44的驱动下,液晶光学元件138被很好的控制,使得在相同驱动条件下受控区域的组合与由磁盘判定器29判定的光盘的类型相对应地被选择。在这个实施例中,当第一光盘3装载到光盘驱动器时,施加到第一电极113的区域K上的电位改变。另外,当第二光盘4装载到光盘驱动器时,施加到第一电极113的区域K和第二电极84的区域H上的电位也改变。通过控制施加到第7和第5电极图案上的电位即施加到由划分这些电极图案得到的区域上的电压,液晶光学元件138可以对应于光盘类型以简单的控制优化地调节球面象差。
在本发明的光学拾取器131中,因为被液晶光学元件138的第7和第5球面象差校正电极图案所划分而得到的区域组合将对应于所考虑的光盘类型选择,他们具有相同的驱动条件,所以可以适于格式不同的第一和第二光盘而校正球面象差。
在如上构造的光学拾取器131中,由第一和第二光源31和32所发射的光束路径将经过液晶光学元件138(光拾取器1中的38),如同在光学拾取器1里的光束一样经过球面象差、象散和彗形象差的校正。这里就不详细说明了。
在根据本发明的光学拾取器131中,虽然液晶光学元件138没有复杂的电极图案,也没有驱动液晶光学元件138的复杂液晶驱动44控制,但是单个液晶光学元件对球面象差、象散、彗形象差仍能被很好地校正。也就是说,通过控制由不同的电极图案所分割的不同区域,球面象差、象散和彗形象差将会互不影响的受控和校正。这样,在液晶光学元件中的电极图案驱动将被简化,对元件的控制也将大大简化。可以使用单个液晶光学元件较佳地校正球面象差、象散和彗形象差,同时以改进的性能向和/或从光盘记录和/或再现数据。
另外,在根据本发明的光学拾取器131中,也可以对格式不同的第一和第二光盘3和4来校正球面象差。也就是说,光学拾取器131不但可以以改进的性能向和/或从具有不同格式的光盘记录和/或再现数据,还可以使光学元件和其中的电路结构更加简单。
进一步,根据本发明的光学拾取器131也可以通过简化结构使其设计更加紧凑。
需要注意的是,尽管在前文提到的光学拾取器1(81、111和131)中,液晶光学元件38(88,118和138)是由具有校正球面象差和象散的电极图案的第一电极53(113)和具有校正球面象差和彗形象差的电极图案的第二电极54(84)构成的,但本发明并不限于这种结构,液晶光学元件也可以由具有校正象散的电极图案的第一电极和具有校正球面象差和彗形象差的电极图案的第二电极构成。
下面,将通过图5参考来说明由具有校正象散的电极图案的第一电极和具有校正球面象差和彗形象差的电极图案的第二电极构成的光学拾取器151。需要注意的是,对于光学拾取器151与光学拾取器1相同的元件将会用相同的附图标记进行图示和描述,就不再重复说明了。
如图5所示,根据本发明的光学拾取器151包含:由半导体激光或类似装置构成的第一光源31以发射具有第一波长的第一光束;由半导体激光或类似装置构成的第二光源32以发射具有第二波长的第二激光光束;物镜33,其将第一或第二光源发射的第一或第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面;第一光束分离器34作为光路连接装置来导向,通过偏转将第一光源31发射的第一光束导向物镜33,并组合第一光束的光路和由第二光源32发射的第二光束;第二光束分离器35,作为光路分离装置以改变和导向第一和第二光束的光路,其通过第一光束分离器34连接在一起,照射到物镜33,分离从光盘的返回光的光路,该返回光由第一和第二光源31和32发射的第一和第二光束并向前传送;以及光电检测器36,用于检测由第二光束分离器34从向前传送的光束中分离出来的返回光。
另外,该光学拾取器151包括:作为向上反射装置的反射镜37,其位于物镜33和第二光束分离器35之间,以90度反射第一和第二光束以朝向物镜33;液晶光学元件158,设置在反射镜37和物镜33之间,通过改变其折射系数以调节每个球面象差的总量;准直透镜39,设置在反射镜37和第二光束分离器35之间,以改变第一和第二光束的发散角度,其光路已经由第二光束分离器35改变为平行光。需要注意的是,尽管液晶光学元件158被设置在反射镜37和物镜33之间,但是本发明并不限于这种几何关系,也可以设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路。
另外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间,设置柱状物镜41,通过调节返回光的光路长度将光盘11的返回光聚焦在光电检测器36上。
该液晶光学元件158通过改变其折射系数调节球面象差、象散,彗形误差以及类似的象差值。如图17所示,液晶光学元件158由两个相对放置的第一和第二玻璃衬底51和52构成,具有相反电极图案的第一电极和第二电极153和154分别位于第一和第二玻璃衬底51,52的相反的表层上,液晶分子层57位于第一电极153和第二电极154间,与位于第一电极153和第二电极154内部的分子层55和56对准。
设置在玻璃衬底之一(51)上的第一电极153具有第九电极图案,其分割第一电极153成多个区域。
上面提到的第九电极图案用于校正象散。它由对于光轴O1几乎环形的第三十六边界161和由光轴O1线性辐射出的第三十七到第四十四边界162到169构成,并分割第三十六边界161的外部区域,也就是后面将详细描述的区域N。也就是说,第一电极153被第一边界161分割为区域M和N。第三十七边界到第四十二边界162到169间相邻的边界形成角度,对于象散彼此相等。两个相邻边界间的角度大概为45度。该第一电极153的区域N被第三十七边界到第四十四边界162到169再分为8个相等的区域N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7和N8。
设置在另一个玻璃衬底52上的第二电极154具有的第十和第十一电极图案,其分割第二电极154成如图19所示的多个区域。
第十电极图案用于校正球面象差,包含第四十五边界到第四十七边界170、171和172,它们几乎在以光轴O2为圆心构成的同心的环状边界。也就是说,第二电极154被第四十五边界到第四十七边界170、171和172分割为区域P、Q、R和S。
第十一电极图案用于校正彗形象差。其由第四十八边界173和第四十九边界174形成,再分第二电极154的第四十六边界171内部的区域,也就是说,区域P被进一步分割为三个相等的区域,区域Q被分割为四个相等的区域,第五十到第五十三边界175、176、177和178将第二电极154的第四十六边界172外部的区域再分,也就是说,区域S被分割为四个相等的区域。
第四十八边界173和第四十九边界174被形成相应于彗形象差。第二电极154的区域P被第四十八边界173和第四十九边界174再分为区域P1、P2和P3。另外,第二电极154的区域Q被第四十八边界和第四十九界限173和174再分为区域Q1、Q2、Q3和Q4。第五十边界到第五十三边界175、176、177和178被形成相应于彗形象差。第二电极154的区域S被第五十边界到第五十三边界175、176、177和178再分为区域S1、S2、S3和S4。
这里要注意的是设置在第一电极153上的第三十六边界161和设置在第二电极154上的第四十六边界171几乎各自形成在相同的位置,也就是说,关于光轴O1和O2各自具有几乎相同的光轴半径r0。
该液晶光学元件158包含液晶驱动器44,以驱动和控制施加到形成在第一电极153和第二电极154上的第九、第十和第十一电极图案上的电位。接收到控制器27的信号后,该液晶驱动器44控制施加到每个由第九、第十和第十一电极图案分割而产生的每一片区域上的电位。这样,该液晶驱动器44就可以控制第一和第二电极之间的每一片区域的电压。该液晶分子的排列基于相应的由电压形成的电场,而改变相应电极图案的折射系数。也就是说,通过该液晶光学驱动44控制该液晶光学元件158,以使光束通过每一片区域并在光路长度上改变,同时产生增加到象差波阵面的一个相位差。
在第一电极153中,区域N1和N5被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。另外,区域N2和N6被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。进一步,区域N3和N7被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。另外,区域N4和N8被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。
在第一电极153中,用于驱动由第九电极图案分割而产生的区域的必需信号有5种,除了前面提到的4种信号之外,还包括用于驱动和控制施加到区域M上的电位的信号。
在第二电极154中,区域P1、S1和S2被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。另外,区域P2和S3被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。进一步,区域P3和S4被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。另外,区域Q1和Q2被供应同样的驱动信号和通过液晶驱动器44被施加相同的电位。
在第二电极154中,用于驱动由第10和第11电极图案分割而产生的区域的必须信号有6种,除了前面提到的4种信号之外,还包括用于驱动和控制施加到每个区域Q2和Q3上的电位的信号。
当校正球面象差时,通过控制器27和液晶驱动器44控制施加到第二电极154区域Q(Q1、Q2、Q3和Q4)和第二电极154区域R上的电位,这样,液晶光学元件158通过增加相位差到球面象差波阵面来校正球面象差。
另外,当校正象散时,控制器27和液晶驱动器44控制施加到第一电极153区域N2和N6、区域N3和N7、区域N4和N8上的电位,这样,液晶光学元件158通过增加相位差到象散波阵面来校正象散。
进一步,当校正彗形象差时,控制器27和液晶驱动器44控制施加到第二电极154区域P2、Q2和S3、区域P3、Q3和S4上的电位,这样,液晶光学元件158通过增加相位差到彗形象差波阵面来校正彗形象差。
在根据本发明的光学拾取器151中,球面象差、象散、彗形象差可以通过液晶光学元件158被校正,该元件具有用于校正球面象差的第十电极图案,用于校正象散的第九电极图案和用于校正彗形象差的第十一电极图案,独立地控制由这些电极图案分割产生的每个区域。因此,液晶光学元件内的电极图案可以被简化,液晶光学元件可以更简单地控制,通过该单个液晶光学元件球面象差、象散、彗形象差可以较好地校正。根据本发明的光学拾取器151可以以改进的性能向和从记录媒体记录和再现数据。
需要注意的是液晶光学元件158,在第十电极图案的第四十五到第四十七边界170、171和172的位置,也就是在球面象差校正图案要被分割的位置,其定位类似于液晶光学元件的第一电极图案的第一边界61、第一边界62(第三电极图案的第十一边界71)和第三电极图案的第十二边界72所形成的区域内的定位。此处不再详细描述。
如上所述,通过驱动器27和液晶驱动器44控制液晶光学元件158,使得在同样条件下的驱动区域的组合相应于通过盘判定器29头标光盘类型被选择。在这个实施例中,当第一光盘3装载到光盘驱动器中时,施加到第二电极154区域Q上的电位改变。另外,当第二光盘4被装载时,施加到第二电极154区域Q和R上的电位也改变。通过控制施加到第10电极图案上的电压,也就是说,施加到由此电极图案产生的区域上的电压,该液晶光学元件158可以相应于光盘类型较好地调节球面象差。
在本发明的光学拾取器151中,液晶光学元件158中的第十球面象差校正电极图案分割产生的区域组合,(它们在同样条件下被驱动)于光盘类型而被选择,因此对于彼此格式不同的第一和第二光盘的球面象差可以被适宜地校正。
如上构建的光学拾取器151中,由第一和第二光源31和32发射的光束的光路通过液晶光学元件158(光学拾取器1中的38),并接受如光学拾取器1中球面象差、象散和彗形象差的校正。所以该光路不详细描述了。
在根据本发明的光学拾取器151中,通过单个液晶光学元件158,球面象差、象散、彗形象差可以被较好地校正,且在液晶光学元件158中没有复杂的电极图案,同样无需液晶驱动器44复杂地控制驱动液晶光学元件158。也就是说,通过控制由不同的电极图案所分割的不同区域,球面象差、象散和彗形象差将会互不影响的受控和校正。这样,在液晶光学元件中的电极图案驱动将被简化,对元件的控制也将大大简化。简化的液晶光学元件可以将三种象差很好的校正,同时采用改进的性能向或从这些光盘中记录、再现数据。
另外,在根据本发明的光学拾取器151,对彼此格式不同的第一和第二光盘3和4球面象差也可以被较好地校正。也就是说,根据本发明的该光学拾取器151通过改进的性能向和/或从具有不同格式的光盘记录和/或再现数据,并可以使其中的电子元件和电路的结构更加简单。
进一步,根据本发明的光学拾取器151也可以通过简化结构使其设计更加紧凑。
需要注意的是,尽管前文提到的光学拾取器1(81、111、131和151)被设计为校正彼此格式不同第一和第二光盘3和4的球面象差,但它们也适于校正彼此格式不同的第一和第二光盘的彗形象差。
下面,将参考图5描述具有第一和第二电极的光学拾取器181,其具有校正彼此格式不同的第一和第二光盘的彗形象差的能力,也就是说,第一电极具有校正球面象差的电极图案和校正象散的电极图案,第二电极具有校正球面象差的电极图案和校正彗形象差的电极图案。需要注意的是,在此光学拾取器181中与其它在光学拾取器1中相同的元件用相同的附图标记标示,如光学拾取器1中图示和描述的,就不详细描述了。
正如图5所示,根据本发明的光学拾取器181包含:如半导体激光器或类似装置的发射第一波长的第一光束的第一光源31;如半导体激光器或类似装置的发射第二波长的第二激光束的第二光源32;将第一或第二光源发射的第一或第二光束聚焦到光盘11的信号记录表面的物镜33,第一光束分离器34作为光路连接装置来导向,通过偏转从第一光源31发射的第一光束的光路到物镜33,并联合第一光束的光路和从第二光源32发射的第二光束;作为光路分离装置的第二光束分离器34以改变和导向第一和第二光束的光路,通过第一光束分离器34合并在一起,照射到物镜33,分离由第一或第二光源31或32发射的第一或第二光束的经光盘返回的返回光的光路并向前传送;光电检测器36,检测由第二光束分离器34从朝前传送的光束中分离的返回光。
另外,该光学拾取器181包括:用作向上反射装置的反射镜装置37,其设置在物镜33和第二光束分离器35之间,以90度反射第一和第二光束以朝向物镜33;液晶光学元件188设置在反射镜37和物镜33之间,通过改变折射系数来调整每个球面象差的值;准直透镜39设置在反射镜37和第二光束分离器34之间,以改变第一和第二光束分离的角度,其光路由第二光束分离器35改变为平行光。需要注意的是,尽管液晶光学元件188设置在反射镜37和物镜33之间,但是本发明并不仅限于这种几何结构,也可以设置在第一光束分离器34和物镜33之间的光路上。
另外,在第二光束分离器35和光电检测器36之间,设置柱状物镜41,通过调节返回光的光路长度将光盘11的返回光聚焦到光电检测器36上。
该液晶光学元件188设置为通过改变其折射系数来调节球面象差、象散、彗形象差和类似的象差总量。如图6所示,该液晶光学元件188设置在彼此相对放置的第一和第二玻璃衬底51和52上,第一电极53和第二电极184形成在第一和第二玻璃衬底51和52的相对表层上并具有各自的电极图案,液晶分子层57位于第一电极53和第二电极184之间,并且与位于第一和第二电极53和184内部的对准层55和56对准。附着于玻璃衬底的一侧(51)上的第一电极53类似于该液晶光学元件38,此处不再赘述。
如图20所示,附着于玻璃衬底52上的第二电极184具有第十二电极图案,以分割第二电极184成多个区域,并且第十三电极图案再分割第十二电极图案的内部和外部区域。
第十二电极图案与前文提到的第一电极图案共同校正球面象差。它包含第五十四边界190和第五十五边界191,一般而言,彼此是以光轴O2为圆心构成的同心的环状边界。也就是说,第二电极184被第五十四边界190和第五十五边界191分割为区域T、U和V。
第十三电极图案是用来校正彗形象差的。它包括第五十六到第五十九边界192、193、194和195,并再分割第二电极184的第五十四边界190内部的区域,也就是区域T分割成五个区域,第六十到第六十三边界196、197、198和199再分割第二边界第五十五边界191外部的区域,也就是区域V分割成四个区域。
第五十六边界192和第五十七边界193相应于第一和第二光盘3和4的彗形象差而形成,另外,第五十八边界194和第五十九边界195相应于第一光盘3的彗形象差而形成。第二电极184的区域T被第五十六到第五十九边界192-195再分割为区域T1、T2、T3、T4和T5。第六十到第六十三边界196、197、198和199相应于第一和第二光盘3和4的彗形象差而形成。第二电极184的区域V被第六十到第六十三边界196、197、198和199再分割为区域V1、V2、V3和V4。
这里要注意的是设置在第一电极53上的第二边界62和设置在第二电极184上的第五十中边界190几乎位于相同的位置,也就是各自对于光轴O1和O2具有几乎相同的半径r0。
液晶光学元件188包含液晶驱动器44,以驱动和控制施加到第一、第二、第十二和第十三电极图案上的电位,这些电极图案设置于第一和第二电极53和184上。接收到控制器27的信号后,该液晶驱动器44控制施加到每个由第一、第二、第十二和第十三电极图案分割产生的区域上的电位。这样,该液晶驱动器44可以控制位于第一和第二电极之间的每一个区域上的电压。基于相应的由电压形成的电场的液晶分子的排列的偏置导致相应的电极图案的折射系数变化。也就是说,通过该液晶光学驱动器44控制该液晶光学元件188,以使其光束通过每一个区域在光路长度上改变,产生将被增加到象差的一个相位差。
在第一电极53,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域C1和C5并施加相同的电位。另外,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域C2和C6并施加相同的电位。进一步。通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域C3和C7并施加相同的电位。另外,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域C4和C8并施加相同的电位。
在第一电极53,用于驱动由第一和第二电极图案分割产生的区域的必需信号有6种,除前面提到的4种信号外包括驱动和控制施加到每个区域A和B上的电位的信号。
在第二电极184,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域T1,V1和V2并施加相同的电位。另外,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域T2和V3并施加相同的电位。进一步,通过液晶驱动器44提供相同的驱动信号到区域T3和V4并施加相同的电位。
在第二电极184,用于驱动由第12和第13电极图案分割产生的区域的必需信号有6种,除前面提到的3种信号外包括驱动和控制施加到每个区域U、T4和T5上的电位的信号。
当校正球面象差时,通过控制器27和液晶驱动器44控制施加到第一电极53的区域B和第二电极184的区域U以及第二电极184的区域R上的电位,因此该液晶光学元件188通过增加相位差到球面象差波阵面来校正球面象差。
另外,当校正象散时,通过控制器27和液晶驱动器44控制施加到第一电极53的区域C1和C5、区域C2和C6、区域C3和C7和区域C4和C8上的电位,因此该液晶光学元件188通过增加相位差到象散波阵面来校正象散。
进一步,当校正彗形象差时,通过控制器27和液晶驱动器44控制施加到第二电极184的区域T2和V3、区域T3和V4、区域T4和V5上的电位,因此该液晶光学元件188通过增加相位差到彗形象差波阵面来校正彗形象差。
在根据本发明的光学拾取器181中,球面象差、象散、彗形象差可以被该液晶光学元件188较好地校正,该液晶光学元件具有用于校正球面象差的第一和第十二电极图案,用于校正象散的第二电极图案,用于校正彗形象差的第十三电极图案,独立地控制由这些电极图案分割产生的每个区域。因此,位于液晶光学元件内的该电极图案可以简化,从而更简化液晶光学元件的控制,球面象差、象散、彗形象差可以被该单个的液晶光学元件较好地校正。根据本发明的光学拾取器181可以用改进的性能向和从记录媒体记录和再现数据。
需要注意的是液晶光学元件188中,第一电极图案上的第一和第二边界61和62以及第十二电极图案上的第五十四和第五十五边界190和191,也就是,球面象差校正图案的位置将被分割,其定位类似于前述液态光学元件38中第一电极图案上的第一和第二边界61和62以及第三电极图案上的第十一和第十二边界71和72,在此将不详细描述。
如上所述,液晶光学元件188由控制器27和液晶驱动器44控制,同样条件下区域的组合将被选择,相应于通过盘判定器29指示光盘类型。在本实施例中,当第一光盘3装载到光盘驱动器中时,施加到第一电极53的区域B的电位开始改变。另外,当第二光盘4装载时,施加到第一电极53的区域B和第二电极184的区域U的电位也发生改变。通过控制施加到第十电极图案上的电压,也就是,施加到区域上的电压导致这种电极图案,液晶光学元件188可以在相应于光盘类型较好地调节球面象差。
接下来,将描述液晶光学元件188中第十三电极图案的第五十六到第五十九边界192、193、194和195以及第六十到第六十三边界196、197、198和199的位置,也就是由电极图案分割的位置以校正彗形象差。
一般的,取从光束的中心的距离r作为横轴,波阵面的相位分布距离作为竖轴以将彗形像差标准化,以便相位差的最大值为1,依赖数值孔径的距光束中心(光轴O1和O2)位置的有效半径也为1,导致相位分布如图21所示的实线L41。
通过单个液晶光学元件188可以校正不同类型的第一和第二光盘的彗形象差,其中的第一和第二光盘3和4的彗形象差是标准化的,因此数值孔径大的第二光盘的有效半径为1。也就是说,图21所显示的实线L41描绘了数值孔径大的第二光盘4的彗形球面象差的波阵面相位分布图。竖轴显示标准的第二光盘4的球面象差相位差的最大值也是1。另外,标准化第一光盘3的彗形球面象差的波阵面相位分布,以致第一光盘3的球面象差的相位差最大值为1,依赖第二光盘4的数值孔径的距光束中心位置的有效半径为1,导致相位分布如图21所示的虚线L31。
也就是说,图21所显示的实线L41描绘了数值孔径大的第二光盘4的彗形波阵面相位分布图。竖轴显示标准的第二光盘4的球面象差相位差的最大值也是1。另外,标准化第一光盘3的波阵面相位分布,使得第一光盘3的球面象差的相位差最大值为1,并且标准化距离光束中心的位置,使得依赖第二光盘4的数值孔径的距光束中心位置的有效半径为1,导致相位分布如图21所示的实线L31。
第五十六和五十七边界192和193以及第六十到六十三边界196、197、198和199设置在这样的位置上,即第二光盘4的彗形象差相位差等于第二预定彗形象差校正相位差总量。更特别的是,第五十六边界192以及第六十和第六十一边界196和197的位置由标准半径-k6和-k4得到,其由第二光盘4的彗形象差相位分布得到第二彗形象差校正相位差总量的标准值-y4。也就是说,区域T2、T4和V3的位置基于标准半径-k6和-k4被确定,其由图21中的X1和X3描述。与此类似,第五十七边界193以及第六十二和第六十三边界198和199的位置由标准半径k4和k6得到,其第二光盘4的彗形象差相位分布得到第二彗形象差校正相位差总量的标准值y4。也就是说,区域T3、T5和V4的位置由基于标准半径k4和k6确定,其由图21中的X2和X4表示。
另外,第五十八和第五十九边界194和195形成在这样的位置上,即第一光盘3的彗形相位差等于第一预定彗形象差校正相位差总量。更特别的是,第五十八边界194的位置由标准半径-k5得到,其由第一光盘3的彗形象差相位分布得到第一彗形象差校正相位差总量的标准半径-y3。也就是说,区域T2的位置基于标准半径-k5被确定,其由图21中的X1描述。与此类似,第五十九边界195的位置由标准半径k5得到,其由第一光盘3的彗形象差相位分布得到第一彗形象差校正相位差总量的标准值y3。也就是说,区域T3的位置基于由图21中的X2描述的标准半径k4以及上述的标准半径k5被确定。
在液晶光学元件188中,当通过光盘判定器29指示光盘为第一光盘3时,电位也就是电压会改变,即施加在第二电极184的区域T2和V3的组合,区域T3和T4的组合,区域T1、U、V1和V2的组合,第一电极53上的区域T2和V3、区域T3和T4以及区域T1、U、V1和V2上的电位,液晶分子层57内的液晶分子排列也发生改变,从而使折射系数发生变化。当位于区域T2和V3、区域T3和V4、区域T1、U、V1和V2和相对于上述区域的第一电极53的区域之间的液晶分子层57的折射系数发生变化时,该第一彗形象差校正的相位差的总量将累加到第一光束并通过区域T2和V3、区域T3和V4、区域T1、U、V1和V2,因此相位差总量也就是彗形象差总量被减少。应当注意的是,本例中将改变的电压值变化是由控制器27从光电检测器36提供的信号和预定的电位来判定的,电位的改变由液晶驱动器44施加到区域T2和V3、区域T3和V4、区域T1、U、V1和V2上的预定总量而产生。
另外,在液晶光学元件188中,当通过光盘判定器29指示光盘为第二光盘4时,电位也就是电压会改变,即施加在第二电极184的区域T2、V4和V3的组合、区域T3、T5和V4的组合、区域T1、U、V1和V2的组合、第一电极53上的区域T2、T4和V3、区域T3、T5和V4以及区域T1、U、V1和V2上的电位,液晶分子层57内的液晶分子排列也发生改变,从而使折射系数发生变化。当位于第二电极184的区域T2、T4和V3、区域T3、T5和V4、区域T1、U、V1和V2和相对于上述区域的第一电极53的区域之间的液晶分子层57的折射系数发生变化时,该第二彗形象差校正的相位差的总量将累加到第二光束并通过区域T2、T4和V3、区域T3、T5和V4、区域T1、U、V1和V2,因此相位差总量也就是彗形象差总量被减少。应当注意的是,本例中将改变的电压值变化是由控制器27从光电检测器36提供的信号和预定的电位来判定的,电位的改变由液晶驱动器44施加到区域T2、T4和V3、区域T3、T5和V4、区域T1、U、V1和V2上的预定总量而产生。
如上所述,在液晶光学元件188中,当第一光盘3装载在该光盘驱动器中时,施加在第二电极184上的区域T1、U、V1和V2组合,区域T2和V3组合,区域T3和V4组合上的电位发生改变。当第二光盘4装载时,施加在第二电极184上的区域T1、U、V1和V2组合,区域T2、T4和V3组合,区域T3、T5和V4组合上的电位发生改变。通过控制施加在第十三电极图案上的电压,该液晶光学元件188可以相应于光盘类型通过简单的控制较好地调整彗形象差。
因为根据本发明的光学拾取器181被如此控制,使得由液晶光学元件188中的第一和第十二球面象差校正电极图案分割而产生的在同样条件下被驱动的组合,这些区域的组合相应于光盘类型被选择,由第十三彗形象差校正电极图案分割而产生的在同样条件下被驱动的那些区域的组合,相应于光盘类型被选择,对校正彼此格式不同的第一和第二光盘的球面象差和彗形象差来说是可能的。
如上构造的光学拾取器181中,从第一和第二光源31和32发射的光束的光路通过该液晶光学元件188(光学拾取器1中的38),在光学拾取器1中经球面象差、象散和彗形象差的校正。因此,该光路将不详细描述。
根据本发明的光学拾取器181中,通过该液晶光学元件中没有复杂电极图案的简单液晶光学元件188和没有复杂液晶驱动器44控制驱动的液晶光学元件188,球面象差、象散、彗形象差被较好地校正。也就是说,根据本发明的光学拾取器181,通过控制由电极图案分割产生的每个区域,球面象差、象散和彗形象差可以独立地被控制以及很好地校正。因此,液晶光学元件中的电极图案可以被简化,该液晶光学元件在简单的控制下被驱动,球面象差、象散和彗形象差可以通过单个液晶光学元件被较好地校正,因此可以改进的性能向和/或从光盘记录和/或再现数据。
另外,根据本发明的光学拾取器181,对彼此格式不同的第一和第二光盘3和4球面象差和彗形象差也可以被较好地校正。也就是说,根据本发明的光学拾取器181可以采用改进的性能向和/或从具有不同格式的这些光盘记录和/或再现数据,其中的光学元件和电路结构更加简化。
进一步,根据本发明的光学拾取器181也可以通过简化结构使其设计更加紧凑。
需要注意的是,尽管在前文提到的光学拾取器1(81,111,131,151和181)中,该液晶光学元件38(88,118,138,158和188)设置在其一侧,其中向前行进的光入射到第一电极53(113),该第一电极53(113)具有校正球面象差的电极图案和校正象散的电极图案或该第一电极153具有校正象散的电极图案,并且还设置在其一侧,其中向前行进的光从第二电极54(84,154和184)出射,该第二电极54(84,154和184)具有校正球面象差的电极图案和校正彗形象差的电极图案,但本发明不仅限于这种结构,也可以使在光入射侧的电极图案和那些在光出射侧的彼此相互交换。也就是说,该液晶光学元件设置其一侧其中向前行进的光入射到一个电极,该电极具有校正球面象差的电极图案和校正彗形象差的电极图案,并且还设置在其另一侧,其中该向前行进的光从一个电极出射,该电极具有校正球面象差的电极图案和校正象散的电极图案或具有校正象散的电极图案。
下面,将描述使用前面提到的光学拾取器1的光盘驱动器10以记录和再现数据到和从光盘11再现数据的过程。需要注意的是以下描述也适用于使用光学拾取器81、111、131、151和181的光盘驱动器10。首先,描述光盘拾取器1将数据记录到光盘11的过程。
用户按下用户控制单元25上的记录按钮25b后,待记录的数据就会提供到光盘驱动器10的输入终端18。相应于光盘11的类型,在误差校正编码电路19内待记录数据接受误差校正编码,之后相应于光盘11的类型在调制电路20内调制,在记录处理电路21内接受记录处理,以及之后提供给光学拾取器1。光学拾取器1将从半导体激光器发出一束相应于光盘11类型的具有预定波长的光束到光盘的记录层,由光电检测器检测从光盘11反射层反射的返回光,对检测到的光束进行光电转换并将该电信号提供给RF放大器15。该RF放大器15产生聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号并提供给伺服电路16,该伺服电路16基于由RF放大器15提供的的聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号产生聚焦和跟踪伺服信号,同时将该信号提供给光学拾取器1的物镜驱动装置的驱动电路。因此,该物镜基于聚焦和跟踪伺服信号通过物镜驱动装置在平行于光轴的聚焦方向和垂直于光轴的跟踪方向移动。进一步,马达控制电路13产生旋转伺服信号,以致于基于寻址坑产生的时钟与水晶振荡器得到的参考时钟同步。该主轴马达12基于旋转伺服信号以CLV旋转光盘11。之后,该子码提取器17在导入区提取地址数据,例如从RF信号提取坑图案,并将其提供给控制电路27。该光学拾取器1由该控制电路27控制基于提取的地址数据以访问预定的地址,并记录已经在记录处理电路21内进行过记录处理的的数据,驱动半导体激光器到记录水平并发射一束光束到光盘11的记录层以记录要记录的数据。当要记录的数据记录到该光盘11时,该光学拾取器1由线马达(thread motor)28顺序馈送以记录数据到该光盘11内径和外径间的区域中。
下面,将描述光盘拾取器1用于再现记录在光盘11的数据的过程。
用户按下用户控制单元25上的播放按钮25c。如记录过程一样,该光学拾取器1将从半导体激光器发出一束相应于光盘11类型的具有预定波长的光束到光盘的记录层,由光电检测器检测从光盘11反射层反射的返回光,对检测到的光束进行光电转换并将该电信号提供给RF放大器15。该RF放大器15产生一个聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号,并提供给伺服电路16。该伺服电路16基于由RF放大器15提供的的聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号产生聚焦和跟踪伺服信号。物镜基于这些信号被控制以聚焦和跟踪。进一步,马达控制电路13产生一个旋转伺服信号,以致于基于同步信号产生的时钟与水晶振荡器得到的参考时钟同步。该主轴马达12基于旋转伺服信号以CLV旋转光盘11。另外,该子码提取器17从RF信号提取子码数据并提供该提取的子码数据到控制电路27。为再现预定的数据,该光学拾取器1基于包括提取的子码数据的地址数据访问一个预定的地址,驱动半导体激光器到再现水平并发射一束光束到光盘11的记录层,检测从该反射层反射的返回光。因此,该光学拾取器1再现记录在该光盘11的数据。但数据从该光盘11再现时,该光学拾取器1由线马达28继续进给以再现记录在光盘11内径和外径区域间的数据。
由RF放大器15产生的RF信号在解调电路22中解调,以相应于数据记录时的调制模式,在误差校正解码电路23中接受误差校正解码并递送至输出端24。而后,递送至该输出端24的该数据从扬声器、显示器或类似装置以原形式(以数字状态)输出或在D-A转换器内从数字方式转换为模拟方式后输出。
正如前文所描述的,根据本发明的光盘驱动器10可以以改进的性能记录和再现数据,这种改进的性能的实现是通过简化液晶光学元件38(88,118,138和188)的结构来合适地校正各种不同格式光盘11的球面象差,并无需复杂控制液晶驱动器44以驱动该液晶光学元件38(88,118,138,158和188)。
根据本发明的光学拾取器1(81,111,131,151和181)用于一个光盘驱动装置以记录和再现数据。然而,该光学拾取器1可以适用于只读或只写光盘驱动器。另外,本发明也适用于前文中没有提到的光盘格式。
应当明白,本领域的技术人员在依据设计要求和其他因素范围内可以产生各种修改、合并、分解和替换,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
Claims (13)
1.一种光学拾取器,其包括:
光源,发射预定波长的光束;
物镜,将从光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;
液晶光学元件,位于光源和物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;以及
光电检测器,用于检测来自于光盘的信号记录表面的返回光,
该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对;并且
该液晶光学元件具有校正球面象差的图案、校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该电极对上以将该电极对分割为多个区域,由图案分割电极对而产生的所述多个区域被组合地用于校正球面象差、象散和彗形象差,
其中,该光学拾取器进一步包括控制器,用于基于光电检测器检测到的信号,控制在由液晶光学元件中的一个和另一个电极的分割而产生的每个区域中施加的电位。
2.如权利要求1所述的光学拾取器,其中:
所述电极对中的一个电极上提供有第一图案,将该电极分割为多个区域用以校正球面象差,还提供有设置在第一图案外侧的第二图案,用以校正象散;以及
所述电极对中的另一个电极上提供有第三图案,将该另一电极分割为多个区域用以校正球面象差,还提供有设置在第三图案的外侧和内侧的第四图案,用以校正彗形象差。
3.如权利要求2所述的光学拾取器
其中,在该液晶光学元件中,控制器控制施加到由第一图案和第三图案的分割而产生的每个区域中的电位来校正球面象差,且控制施加到由第二图案的分割而产生的每个区域中的电位来校正象散,以及控制施加到由第四图案的分割而产生的每个区域中的电位来校正彗形象差。
4.如权利要求2所述的光学拾取器,其中:
该第一图案包括多个同心图案,其将一个电极分割成多个区域;以及
该第三图案包括多个同轴图案,其将另一个电极分割成多个区域。
5.如权利要求1所述的光学拾取器,其中:
所述电极对中的一个电极上提供有第一图案,将一个电极分割为多个区域以校正象散;以及
所述电极对中的另一个电极上提供有第二图案,将该另一个电极分割为多个区域以校正球面象差,并提供有第三图案,将该另一个电极分割为多个区域以校正彗形象差。
6.一种光学拾取器,用于到和/或从一种类型的第一光盘和另一种类型的第二光盘记录和/或再现信息,该光学拾取器包括:
第一光源,发射具有第一波长的光束;
第二光源,发射具有不同于第一波长的第二波长的光束;
物镜,将从第一或第二光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;
液晶光学元件,位于第一和第二光源以及物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;以及
光电检测器,用于检测从光盘信号记录表面的返回光,
该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对;以及该液晶光学元件具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该电极对上以将该电极对分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的多个区域被组合地用于校正球面象差、象散和彗形象差,
其中,该光学拾取器进一步包括控制器,用于基于光电检测器检测到的信号,控制在由液晶光学元件中的一个和另一个电极的分割而产生的每个区域中施加的电位。
7.如权利要求6所述的光学拾取器,其中:
所述电极对中的一个电极上提供有第一图案,将该电极分割为多个区域用以校正球面象差,还提供有设置在第一图案外侧的第二图案,用以校正象散;以及
所述电极对中的另一个电极上提供有第三图案,将该另一电极分割为多个区域用以校正球面象差,还提供有设置在第三图案的外侧和内侧的第四图案,用以校正彗形象差。
8.如权利要求7所述的光学拾取器,其中:
该液晶光学元件通过改变施加到由第一图案和第三图案的分割而产生的每个区域上的电位来校正球面象差;以及
该液晶光学元件上由第一图案分割产生的区域和那些由第三图案分割产生的区域二者的组合相应于光盘的类型被选择,并且对于一个组合,其中的区域在相同的条件下被驱动。
9.如权利要求7所述的光学拾取器,其中:
该液晶光学元件通过改变施加到由第四图案的分割而产生的每个区域的电位来校正彗形象差,以及
该液晶光学元件上那些由第四图案分割产生的区域的组合相应于光盘的类型被选择,并且对于一个组合,其中的区域在相同的条件下被驱动。
10.如权利要求8或9所述的光学拾取器,进一步包括盘判定器,基于由光电检测器检测到的信号来判定光盘的类型,
在相同条件下驱动的区域的组合相应于通过盘判定器确定的光盘的类型被选择。
11.一种光盘驱动器,包括用于记录和/或再现信息到光盘的光学拾取器和用于使光盘旋转的光盘旋转驱动单元,其中:
该光学拾取器包括:
光源,发射预定波长的光束;
物镜,将从光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;
液晶光学元件,位于光源和物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差、象散、彗形象差;
光电检测器,用于检测来自于光盘信号记录表面的返回光,
该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对;
以及该液晶光学元件具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该电极对上以将该电极对分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的多个区域被组合地用于校正球面象差、象散和彗形象差,
其中,该光学拾取器进一步包括控制器,用于基于光电检测器检测到的信号,控制在由液晶光学元件中的一个和另一个电极的分割而产生的每个区域中施加的电位。
12.如权利要求11所述的光盘驱动器,其中:
所述电极对中的一个电极上提供有第一图案,将该电极分割为多个区域用以校正球面象差,并提供有第一图案外侧的第二图案,用以校正象散;以及
所述电极对中的另一个电极上提供有第三图案,将该另一电极分割为多个区域用以校正球面象差,还提供有设置在第三图案的外侧和内侧的第四图案,用以校正彗形象差。
13.一种光盘驱动器,包括用于记录和/或再现信息到第一和第二盘的光学拾取器和用于旋转第一或第二光盘的光盘旋转驱动单元,其中:
该光学拾取器包括:
第一光源,发射具有第一波长的光束;
第二光源,发射具有不同于第一波长的第二波长的光束;
物镜,将从第一或第二光源发射的光束聚焦到光盘的信号记录表面;
液晶光学元件,位于第一和第二光源以及物镜之间,通过改变它的折射系数来校正球面象差,象散,彗形象差;以及
光电检测器,用于检测从光盘信号记录表面的返回光,
该液晶光学元件具有沿光轴方向彼此相对布置的电极对;以及该液晶光学元件具有校正球面象差的图案,校正象散的图案和校正彗形象差的图案,这些图案分散地布置在该电极对上以将该电极对分割为多个区域,这些由图案分割电极对而产生的多个区域被组合地用于校正球面象差、象散和彗形象差,
其中,该光学拾取器进一步包括控制器,用于基于光电检测器检测到的信号,控制在由液晶光学元件中的一个和另一个电极的分割而产生的每个区域中施加的电位。
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