TWI224330B - Optical pick-up and optical disc drive - Google Patents

Description

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發明的技術領域 、本發明係關於可對規格不同之光碟施行資訊訊號之記錄 或其所記錄之資訊訊號之播放之光學拾取裝置及利用此光 學拾取裝置之光碟驅動裝置。 背景技術 在對碟狀光記錄媒體之光碟照射雷射光，以施行資訊訊 號之記錄或光碟所記錄之資訊訊號之播放之光碟驅動裝置 中，已經有人使用可利用一個光學拾取裝置對厚度及記錄 密度等規格不同之光碟施行資訊訊號之記錄或播放之光碟 驅動裝置。 作為可對規格不同之光碟施行資訊訊號之記錄或播放之 光學拾取裝置，通常使用依照圖丨所示方式構成之光學拾 取裝置。圖1所示之光學拾取裝置101係具有輸出波長各異 之雷射光之雷射發光元件之2個半導體雷射1〇2、ι〇3、2個 为光器104、105、準直透鏡1〇6、物鏡1〇7、含驅動物鏡1〇7 使其變位之致動器之透鏡支持機構1〇8、及接受由光碟11〇 反射之反射光之受光元件1〇9等。 然而，一般作為提高光碟所記錄之資訊訊號之記錄密度 之方法’有增大物鏡之數值孔徑（NA)，縮短讀出記錄於光 碟之資訊訊號所使用之光束波長（λ)，藉以縮小聚光於光 碟之訊號面上之射點直徑之方法。例如以音碟（CD : Compact Disc)為記錄媒體時，使用可射出數值孔徑（NA) 為〇·45，光束波長（λ)為780 nm之光束之光學拾取裝置，使 用數位多用途光碟（DVD : Digital Versatile Disc)時，使用 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1224330 A7 B7 五、發明説明 可射出數值孔徑（NA)為0.6，光束波長（λ)為650 nm之光束 之光學拾取裝置。因聚光在光碟之訊號記錄面上之射點直 棱與λ/ΝΑ成比例，故同樣容量下之DVD之直徑為CD直徑 之約63% 。 如增大物鏡之數值孔徑（NA)，光碟對射點傾斜時，聋 形像差會與NA之三次方成比例地增加而使射點形狀變差 ’因此’在DVD中，通常需將覆蓋光碟之雷射光之保護層 设定為比CD之保護層為薄，藉以抑制對光碟傾斜之射點 形狀變差之程度。 對於此等厚度不同之2種光碟（例如CD與DVD)，為了能 夠使用一個物鏡施行資訊訊號之記錄或播放，有必要對不 同厚度之光碟產生之不同球面像差雙方，縮小其射點直徑 ，使其達到可妥善地施行資訊訊號之記錄或播放程度之大 小。可作為此種物鏡之例子，有日本特許第2559〇〇6號案 之專利說明書中所記載之透鏡等。 又’ CD與DVD在外觀上，其直徑及厚度雖約略相同， 但如前所述，DVD之保護層較薄，故施行光碟内之資訊訊 號之記錄或讀出之訊號面之位置會產生差異，故可利用此 差異’擬似地將CD列為厚度較厚之光碟，而將dvd列為 厚度較薄之光碟加以處理。 另一方面’形成圓板狀之光碟，因其製造上之理由，由 中心部向外周方向之徑向方向容易發生翹曲，且在旋轉操 作時’也4易發生所謂面的晃動。為了抑制因光碟翹曲或 面的晃動所產生之彗形像差，導致串訊引起訊號讀取不明 -5- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公爱） 1224330 A7 ___B7 五、發明説明（3"") " ^ ^ 確之射點形狀變差現象，例如有日本特開平U-n〇8〇2號 公報所記載以電性方式檢出光碟之傾斜角，而利用像差補 正兀件防止光碟4訊號記錄面上形成之射點形狀變差現象 二万法、及日本特開2000 — 36 125號公報所記載將物鏡搭 載於可驅動物鏡使其對聚焦、追蹤、傾斜之三軸方向變位 之三軸致動器之方法。此等公報所記載用於抑制光碟之訊 號記錄面上形成之射點形狀變差現象之方法有一個共通之 問題，就是需要使用附加的零件，使得光學拾取裝置及使 用此光學拾取裝置之光碟驅動裝置之構造變得更為複雜， 且製造成本更高。 對此，也有人提出使二軸致動器與由物鏡之特定位置之 變位成比例地向徑向方向傾斜，以便追隨光碟之翹曲而變 位’防止射點形狀變差現象之方法。對於厚度不同之2種 光碟，為了使用一個物鏡施行資訊訊號之記錄或播放，必 須改變物鏡與光碟之入射面之距離（即作動距離）。但利用 共通之支持體支持2種光碟’並為配合一方光碟之需要調 整物鏡之傾斜度時，在使用另一方光碟時，會使物鏡與作 動距離差之部分成比例地傾斜而影響所播放之訊號品質。 發明之揭示 本發明之目的在於提供可解決上述以往光學拾取裝置及 光碟驅動裝置所具有之問題之新穎的光學拾取裝置及使用 此光學拾取裝置之光碟驅動裝置。 本發明之另一目的在於提供可避免構造之複雜化而以簡 單之構造，防止照射於規格不同之光碟之射點形狀變差， -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) "" 一 1224330 A7

並以良好之記錄播放特性施行資訊訊號之記綠或播放 錄艾資訊訊號之光學拾取裝置及使用此光學拾奘 4 碟驅動裝置。 策罝<光 為達成上述之目的所提案之本發明係對資訊記錄宓产及 厚度等規格不同之2種光碟，使用共通之物鏡施行訊 號之記錄或播放之光學拾取裝置，包含2個光源部，並係 可射出波長各異之雷射光者；及透鏡支持機構，其係2光 碟<半徑方向及光軸方向控制物鏡位置者，透鏡支持機 包含透鏡傾斜角調整機構，其係可與由第一光碟之资訊訊 號面之特定位置之變位量約略成比例地改變物鏡對光軸^ 傾斜角度者，假設0為以朝向記錄或播放時之光碟外周方 向之直線為基準，依反時針方向由第一光碟之記錄或播放 所使用之光源部測量至第二光碟之記錄或播放所使用之光 源部之位置所得之角度時，將對第一光碟之記錄或播放所 使用 < 光源部位置之第二光碟之記錄或播放所使用之光源 邵之位置配置於可以滿足120。$ Θ $ 240。之條件。此光學 拾取裝置即使在第一光碟有翹曲時，也可對翹曲引起之射 占=狀又差以補ι，使記錄或播放之資訊訊號呈現最4圭 狀怨’同B寺對第二光冑，也可利用透鏡傾_角調整機構補 正傾斜之物鏡所產生之影響。 /又，本發明係對資訊記錄密度及厚度等規格不同之2種 光茱使用共通之物鏡施行資訊訊號之記錄或播放之光碟 驅動裝置，包含光學拾取裝置，此光學拾取裝置包含2個 光源部其係可射出波長各異之雷射光者；及透鏡支持機 1224330 A7 B7

五、發明説明（5 構’、其係以光碟之半徑方向及光軸方向控制物鏡位置者， 透鏡支持機構包含透鏡傾斜角調整機構，其係可與由第一 光碟之資訊訊號面之特定位置之變位約略成比例地改變對 物鏡光軸之傾斜角度者，假設0為以朝向記錄或播放時之 光碟外周方向之直線為基準，依反時針方向由第一光碟之 記錄或播放所使用之光源㈣f至第=光碟之記錄或播放 所使用之光源部之位置所得之角度時，將對第一光碟之記 錄或播放所使用之光源部位置之第二光碟之記錄或播放所 使用之光源部之位置配置於可以滿足12〇。$ 0 $ 24〇。之條 件。此光碟驅動裝置即使在第一光碟有翹曲時，也可對翹 曲引起之射點形狀變差加以補正，使記錄或播放之資訊訊 號呈現最佳狀態，同時對第二光碟，也可利用透鏡傾斜角 調整機構補正傾斜之物鏡所產生之影響。 本發明之光學拾取裝置及光碟驅動裝置係將2個光源部 支持於共通之支持構件上，而可將裝置全體構成小型化構 造。 又’本發明之光學拾取裝置及光碟驅動裝置之透鏡傾斜 角碉整機構可改變物鏡之傾斜角度，假設s為物鏡之傾斜 角度（以物鏡位於光碟外周側之侧接近於光碟之方向為正 方向），5為由物鏡之基準位置之變位量（以接近於光碟之 方向為正方向），R為光碟之半徑時，使其可滿足1/4 · j /R $ S s 5 /R之條件。由於具有此種構成，即使在第一光碟 有翹曲時，也可對翹曲引起之射點形狀變差加以補正。 再者，本發明之光學拾取裝置及光碟驅動裝置包含受光 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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五、發明説明（6 %可接又各光碟所反射之反射雷射光束，並在該受光部 二鏡間配置合成各光路之光路合成手段，可在受光部之 、'”略同一位置接受來自各光源部之2種反射雷射光束，藉 以達成受光部之共通化，減少零件數。 、另：、本發明〈光學拾取裝置及光碟驅動裝置在假設f 為物叙之焦距，万為光學系統之成像倍率，為對第 —光碟施行記錄或播放時之作動距離與對第二光碟施行記 錄或播放時之作動距離之差，必為物鏡對第二光碟傾斜單 位角度時，傾、斜補正第二光碟而使記錄或播放訊號呈現最 佳狀怨時S第二光碟之傾斜角度，以為對物鏡之雷射光入 射角傾斜單位角度時，傾斜補正第二光碟而使記錄或播放 訊號呈現最佳狀態時之第二光碟之傾斜角度（以抵消雷射 光傾斜產生I影響之方向為正方向），τ為對第一光碟施行 記錄或播放時，對由基準位置之變位量（以接近於第一光 碟 < 万向為正方向）之物鏡傾斜角度之感度（以物鏡位於第 一光碟外周侧之侧接近於第一光碟之方向為正方向），△[ 為由第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部至第二光 碟之記錄或播放所使用之第二光源部位置之距離，0為以 朝向記錄或播放時之光碟外周方向之直線為基準，依反時 針方向由第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部測量 至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光源部之位置所得 之角度時’可滿足下列各條件： -0.3^T . AWD · ψ +tan-1(AL · | /3 | / f) · α . cosG <0.3 ^ \ /3 \ / f) · a · sinQ <0.2 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1224330 A7

敫 卩使對第二光碟，也可有效地補正因透鏡傾斜角調 正手段使物鏡傾斜而產生之彗形像差等之影響。 "本發明之其他目的及本發明所能獲得之具體之優點，可 從以下參照圖式所說明之實施形態中，獲得更進一 解。 艰 圖式之簡單說明 圖1係表示以往之光學拾取裝置之光學系統之基本構成 之側面圖。 圖2係表示應用本發明之光碟驅動裝置外觀之斜視圖。 圖3係表示以局部分解方式所顯示之光碟驅動裝置之基 本構成之斜視圖。 圖4係表示光學拾取裝置之二軸致動器之斜視圖。 圖5係表示光學拾取裝置之光學系統之基本構成之侧面 圖。 圖6係表示透鏡傾斜角調整機構之動作之說明圖。 圖7係表示透鏡傾斜角調整機構之動作之說明圖。 圖8係表示說明光碟有翹曲狀態之概略圖。 圖9係表示光碟有麵曲時，各部之訊號面之變位情形之 說明圖。 圖1 〇係表示光碟有翹曲時，在光碟半徑方向之各部之訊 號面之變位情形與物鏡之傾斜之關係之說明圖。 圖11A及圖11B係表示移動至對規格不同之別的光碟施 行記錄或播放用之位置之物鏡之狀態之說明圖。 圖12 A係表示物鏡傾斜時產生彗形像差之情形之說明圖 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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1224330 A7 __________B7 五、發明説明（8 ) ，圖12B係表示光碟傾斜時產生彗形像差之情形之說明圖。 圖1 3係表不物鏡或光碟之傾斜與彗形像差之關係圖。 圖14係表示雷射發光元件之2個光源部之配置情形之概 略圖。 圖 係表示對物鏡之雷射光入射角與彗形像差之關係 圖，圖15Β係表示光碟之傾斜與彗形像差之關係圖。 發明之最佳實施形態 以下，參照圖式說明本發明之光學拾取裝置及使用此光 學拾取裝置之光環驅動裝置。 以下所示之實施形態係將本發明應用於作為記錄媒體使 用 DVD(Digital Versatile Dis(^Digital⑴㈦規格之 光碟（以下簡稱「DVD」）及C]D_R〇M、cd_r、CD-RW等之 CD(C〇mpact Disc)規格光碟（以下簡稱「cd」）之光碟驅動 裝置及使用於此光碟驅動裝置之光學拾取裝置之情形。 首先，說明應用本發明之光碟驅動裝置之概略構成。 光碟驅動裝置1如圖2所示，係在外框2内配設所需之各 種構件及各種機構所構成。外框2由蓋體3與前面板4所形 成，前面板4上設有橫長之開口部4a，同時設置具有各種 操作麵之操作部5。 外框2内如圖3所示，配置著機框6，機框6上配設有各種 機構，即用以裝入光碟托盤7之裝碟機構8、及可轉動狀態 之底座單元9等。底座單元9安裝著藉心軸馬達⑽轉之碟 盤11，並將光學拾取裝置支持成可移動狀態。即光學拾 取裝置12係在可移動至載置於碟盤u上而被旋轉操作之光 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1224330 A7 B7 五、發明説明（9 碟直徑方向之狀態下，被支持於底座單元9。 光學拾取裝置12如圖3所示，係將所需之各構件配置於 移動底座13上所構成，移動底座13之長度方向之兩端部分 別设有軸承邵13a及13b。此等軸承部i3a及13b上分別插通 或支持著互相平行之一對導軸14、14，利用此一對導軸14 14導動整個光學拾取裝置12而向裝定於碟盤η而旋轉之 光碟半徑方向移動。 移動底座13配置二軸致動器1 5，以作為透鏡支持機構。 二軸致動器15如圖4所示，係由安裝於移動底座12之固定 部15a、與移動自如地支持於固定部15 a之二軸可動部 所構成。二軸可動部15b具有保持構件16、物鏡17與線圈 部18等。保持構件16與透鏡座16a、由透鏡座1以侧緣部突 出之線圈軸16b形成為一體。透鏡座16a上利用壓入或黏接 等適當方法支持著物鏡1 7。 其次，說明有關應用於具有上述構成之光學拾取裝置12 之透鏡傾斜角調整機構30之動作原理、及翹曲或面的晃動 等引起之光碟傾斜、與照射於光碟之雷射光之射點之關係。 構成本發明之光學拾取裝置12之二軸可動部15b係經由 支持體，即經由具有導電性及彈簧彈性之材料形成之細線 狀之4條懸吊組件19、19、支持於固定部15b並與其保持 電性連接。又，4條懸吊組件19如後所示，係形成可利用 其配置位置之差異，使各其彈簧常數呈現微妙之不同。 固疋部15a上配設有縱剖面略呈u字形之輛20，在構成 此軛20之一對軛片2〇a、20a互相相對面上分別固定著磁鐵 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)

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A7 B7 五、發明説明（10 21、21，利用此等軛片2〇a、2〇a及磁鐵21、21、聚焦線圈 18a及追縱線圈18b、18b形成磁路。 應用本發明之光碟驅動裝置1如前所述，係選擇性地使 用DVD或CD作為光碟之光碟驅動裝置，雷射光使用65〇nm 與780 nm兩種波長之雷射光，依照使用之光碟分別使用不 同之雷射光，故物鏡17也使用所謂2焦點透鏡。 應用本發明之光碟驅動裝置係由設於前面板4之操作部5 加以操作，當輸入將光碟托盤7移出至外框2外方之光碟裝 卸位置之卸碟指令時，利用裝碟機構8之動作，由前面板4 之開口 4a將光碟托盤7移出至外框2外部，呈現可將光碟載 置於載置凹部7a之狀態。將光碟載置於載置凹部7a後，再 度操作操作部5，並輸入將光碟托盤7移入至外框2内之裝 碟指令時，即可利用裝碟機構8之動作，將光碟托盤7移入 至外框2内部。 其次，利用使用者操作操作部5之動作，輸入對光碟 (DVD)22a或光碟（CD)22b之資訊訊號之記錄或播放之指令 時，底座單元9轉動而使碟盤11向圖3中上方移動，碟盤11 之中心部插入光碟之中心孔，以施行將光碟挾緊於碟盤i i 之動作，並使被此碟盤11所挾緊之光碟之DVD22a或CD22b 處於與碟盤11成一體旋轉之狀態。利用心軸馬達1 〇之驅動 ，使碟盤11旋轉驅動時，DVD22a或CD22b即與碟盤11成 一體旋轉。當碟盤11旋轉時，光學拾取裝置12被一對導軸 14、I4所導動，而由與碟盤11成一體旋轉之DVD22a或 CD22b之内周側向外周侧移動，同時，雷射光經由被二軸 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1224330 A7 B7 五、發明説明（11 ) 致動器15所支持之物鏡17照射於DVD22a或CD22b之訊號 面，以施行對DVD22a或CD22b之資訊訊號之寫入或讀出 DVD22a或CD22b所記錄之資訊訊號。 當操作設於前面板4之操作部5，輸入資訊訊號之播放或 記錄之停止指令時，DVD22a或CD22b即停止旋轉，同時 ，光學拾取裝置12停止移動而結束資訊訊號之讀出或寫入 動作，底座單元9向前述之相反方向之圖3下方轉動，解除 碟盤11對DVD22a或CD22b之挾緊動作，同時將光碟載置 於光碟托盤7之載置凹部7a上，而使底座單元9位於光碟托 盤7之下方位置。 再者，當利用操作部5之操作，而輸入將光碟托盤7移出 至外框2外部之移出指令時，光碟托盤7由開口 4a被移出至 外框2外部，而可取出載置於光碟托盤7之載置凹部7a上之 DVD22a或CD22b。當由載置凹部7a取出DVD22a或CD22b 後，再度操作操作部5而輸入將光碟托盤7移入至外框2内 部之裝碟指令時，即可將光碟托盤7移入至外框2内。 其次，說明構成本發明之光學拾取裝置12之光學系統23 射出雷射光之動作。 光學系統23除了物鏡17以外，均被支持固定於共通之支 持構件之光學底座23a上。如圖5所示，設有2個光源部24a 、24b，可射出650 nm與780 nm之2種波長之雷射光。射出 650 nm波長之雷射光之光源部24a係作為DVD之用，射出 780 nm波長之雷射光之光源部24b係作為CD之用。射出波 長各異之雷射光之2個光源部24a、24b係被配置於同一支 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1224330 A7 B7 ___ 五、發明説明（12 ) 持構件24c上，同時具有被封裝成一體之雷射發光元件24 ，尤其具有使CD22b用之780 nm之雷射光衍射而形成作為 追蹤伺服用之射點之衍射光學元件25、使雷射光透過或反 射之分光器26、準直透鏡27、前述物鏡17、接受在DVD22a 或CD22b之訊號面反射之雷射光之反射光之受光部之受光 元件（PDIC)28及光學元件29等。又，光學元件29具有作為 合成波長不同之雷射光光路而將其聚焦在受光元件28上之 同一位置之光路合成手段之機能，同時也是對雙方之雷射 光產生像散性像差，而利用像散性像差法產生聚焦誤差訊 號之元件。 又，在光碟驅動裝置1所使用之DVD22a與CD22b中，基 本上兩者之厚度雖相同，但因訊號記錄面之位置之不同， 使得凝聚雷射光而形成射點之位置之動作點，在所載置之 碟盤11之載置面為同一位置時，會有距離DVD22a及CD22b 之雷射光入射面，在光軸方向約0.6 mm之差異。為了補正 此0.6 mm之差異所產生之球面像差之差異，以便妥善地將 雷射光聚集在DVD22a及CD22b雙方之光碟上，因此在物 鏡1 7中使用前述所謂2焦點透鏡。而在擬似的觀點上，也 可依據訊號記錄面之位置之不同，將CD22b視為較厚之光 碟，將DVD22a視為較薄之光碟。 使用2焦點透鏡之物鏡17時，也不能吸收0.66 mm之動作 點之差異。因此，物鏡1 7為了能夠在包含透鏡支持機構1 5 之二軸致動器之驅動下，將雷射光聚集成射點，正確地追 蹤DVDUa及CD22b之記錄軌道，以確實地施行讀取或寫 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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入 為利用可向平行於光軸、 ^ ^ ^ 、尤軸万向又万向之聚焦方向及與光 ,,u ^ ^ 、蹤万向變位之2焦點透鏡所補 、取、 兄具她仃資訊訊號之記錄或播放時 足聚焦万向之位置之邏親μ μ 鞞上的動作點因其所使用之光碟屬 於CD規格或DVD規格而有所#^ 肉百所差異。即，如圖5所示，位置 Α為使用DVD22a時之物鏡17之動作點（以下稱「基本動作 點」）’位置B為使用CD22b時之物鏡^之動作點（基本動 作點）。 支持物鏡17,同時驅動此物鏡17使其向聚焦方向及追蹤 方向移動之二軸致動器15如圖6及圖7所示，具有透鏡傾斜 角凋整機構30，例如與距離物鏡17對DVD22a施行記錄或 播放之基本動作點A之變位量（？（111111，以接近光碟之側為 正方向）約略成比例地，可使物鏡17由DVD22a中心部向外 周方向（徑向）傾斜相當於傾斜角s(deg ··以DVD22a外周側 接近於物鏡1 7之方向為i方向）。 透鏡傾斜角調整機構30係利用二軸致動器丨5之機能而使 物鏡17傾斜之機構，在設計上僅在二軸致動器15之構成零 件之一部分施以機械的變更所構成。 即，透鏡傾斜角調整機構30之機能已在本案申請人先前 提出之申請專利案之日本特開2001 — 3 19353號公報及對應 此專利申請案之美國專利申請案09/842868號專利說明書 中有詳細之記載。在此，僅參照上述申請案之專利說明書 之記載，而避免作更詳細之說明。例如，對於將二軸致動 器15之二軸可動部15b支持於固定部15a之多數條（例如4條） -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ---

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1224330 A7 B7 五、發明説明（14 懸吊組件19、19、…，使其線徑保持相同，而僅對其彈簧 常數作適當變更，或採用改變線徑，使其彈簧常數具有適 當差異之方式加以實現。也就是說，將位於光碟内周侧之 一對懸吊組件19、19之彈簧常數設定為大於位於其外周側 之另一對懸吊組件19、丨9之彈簧常數，或將位於光碟内周 側之一對懸吊組件19、19之線徑設定為大於位於其外周侧 之另一對懸吊組件19、19之線徑，利用將位於光碟内周侧 之一對懸吊組件19、之彈簧常數設定為大於位於其外周 側之另一對懸吊組件19、19之彈簧常數，可使物鏡17與距 離基本動作點A之變位量5成比例地傾斜特定之傾斜角度。 又’物1¾ 17由基本動作點A發生變位之理由係由於在 DVD22a有翹曲或面的晃動時，由DVD22a之訊號面至物鏡 1 7之距離會變得比通常遠之故，此時，由於焦點無法對正 在通常之基本動作點A，故利用二軸致動器丨5使物鏡丨7向 聚焦方向移動，因而有變位之發生。 以下，說明在DVD22a施行記錄或播放動作時，為補正 因DVD22a麵曲或面的晃動而產生之傾斜而求出透鏡傾斜 角調整機構30使物鏡17傾斜之最適當傾斜角之方法。 變位量5與傾斜角S之關係，假設其比例常數為 T(deg/mm)時，傾斜角S可用以下之式1表示： S = T · 5 ·····(1) 又，比例常數T為決定於薄光碟之DVD22a之半徑R(mm) 之常數。 茲就DVD22a有翹曲時之情形加以檢討。如圖8所示， -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公董) 1224330 A7 B7 五、發明説明（15 ) DVD22a之半徑為R，DVD22a之最外周部之翹曲量為M(mm) ，DVD22a之翹曲如圖8所示，由中心部至外周部都一樣。 又，如以往技術之說明所述，一般而言，光碟之叙曲或面 的晃動為不可避免之現象，因此在訊號面發生變位，即發 生物鏡對光碟傾斜現象時，就會發生彗形像差，而使聚集 在訊號面上之射點形狀變差。 將透鏡傾斜角調整機構30組裝於二軸致動器15，並如式 1所示，與變位量5成比例地，使物鏡17傾斜時，即可補 正彗形像差所引起之射點形狀變差量，施行良好之記錄或 播放。 如圖9所示，假設DVD22a之最内周側之位置為Rin，最 外周侧之位置為RQUt時，選定比例常數T，使在記錄面之 中央部（Rin+RQUt)/2之透鏡傾斜角S等於有翹曲之光碟之記 錄面（讀出記錄訊號之侧之面）之傾斜角M/R · 180/π (deg) 時，即可縮小在記錄面之中央部因彗形像差所引起之射點 形狀變差量。在此位置之記錄面之變位m可用以下之式2 加以表示： R〇u

2R •Μ • · (2)

故將式2代入式1，由m = δ 式3 : 及"，+及-·μ · · · R π 2R (物鏡17之變位）可導出以下之 • (3) 將式3加以整理時，可消去Μ與R而成為以下之式4 : -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐） 1224330 A7 B7 五、發明説明（16 )

T 2 180

Rfn^Rou, ^ (deg/ mm) • · (4) 以式4界定比例常數T之定義時，物鏡17對有翹曲之光 碟之傾斜角之變化模式圖如圖10所示。即，圖1〇中（1))之 位置表示在資訊訊號記錄面中央部施行記錄或播放時之物 鏡1 7之位置，此時之傾斜角等於光碟之傾斜角M/R。又， 圖10中（a)之位置表示在資訊訊號記錄面最内周部施行記 錄或播放時之物鏡17之位置，圖1〇中（c)之位置表示在資 訊訊號記錄面最外周部施行記錄或播放時之物鏡丨7之位置 。因此，在物鏡17位於圖1〇中（a)之位置時，彗形像差之 補正稍嫌不足，而在圖10中（c)之位置時，彗形像差之補 正則略有過量。例如，在Rin=24(mm)、R_=58(mm)之光 碟中，T=1.397(deg/mm)。又，圖1〇中（b)之位置表示在資 訊訊號記錄面之中央之位置。 又，為了施行良好之記錄或播放，比例常數T最好能滿 足以下之式5 : • · (5) 1 1 180/T、 2 180 -----s： 1 > ------- 4 R 冗 K R〇ut π 又，比例常數T超過式2之上限時，在光碟外周部之記 錄或播放時，因物鏡1 7之軸外特性，使得像散性像差大於 彗形像差，而引起射點形狀變差。又，比例常數Τ超過式2 之下限時，彗形像差之補正量不足，同樣也會引起射點形 狀變差。 施行對DVD22a之記錄或播放動作時，因DVD22a之製造 上產生之翹曲或因保持DVD22a而使其旋轉之機構上所產 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1224330

生之變形（面的晃動）而使物鏡17由基本動作點A變位相當 於變位量"，不必重新附加零件，只要利用局部地施行 機械的變更所構成之透鏡傾斜角調整機構3〇之作用，即可 使物鏡17與變位量略呈比例地傾斜S( = T · 5 )度。因此， 可利用傾斜S度之物鏡π ,補正因DVD22a之翹曲或面的晃 動產生彗形像差所引起之射點形狀變差，故可以最適當狀 態施行記錄或寫入動作。 其次，說明利用具有透鏡傾斜角調整機構3〇之光學拾取 裝置12施行對CD(厚光碟）22b之記錄或播放動作之情形。 通過物ϋ 1 7在CD22b施行記錄或播放時，如圖11A及圖 11B所示，物鏡17利用二軸致動器15，由基本動作點a移 動至基本動作點B。即，物鏡17位於比對薄光碟之DVD22a 施行A錄或播放時之位置更接近於CD22b表面約△ WD之 位置。 因此，利用因DVD及CD雙方之光碟之訊號面位置之差 異所引起之向光軸方向之移動，使透鏡傾斜角調整機構3〇 起作用，由於基本動作點A與B之距離為△WD(mm)，故不 管CD22b是否因魅曲或面的晃動而傾斜，均可利用透鏡傾 斜角調整機構30之作用，使物鏡π在基本動作點b依照式 1傾斜S=T · △ WD(deg)。一般而言，如圖12A所示，物鏡 對光軸傾斜，或如圖12 B所示，光碟發生傾斜時，都會發 生彗形像差。例如，在數值孔徑（ΝΑ)0·45之物鏡中，不管 物鏡或光碟之任何一方發生傾斜，每1度之傾斜角，都會 發生超過0.06Xrms之慧形像差。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂

1224330 A7 B7 五、發明説明（18 ) 物鏡17對CD22b傾斜時所生之彗形像差心可利用使 CD22b傾斜，即，利用使物鏡17與CD22b保持接近平行狀 態加以補正。 更具體而言，如圖13所示，物鏡17對CD22b傾斜1。時 所生之圖13中虛線C所示之彗形像差CT顯然如圖13中實線 D所示，可利用使CD22b傾斜0 (deg)加以補正。 因此，在對CD22b施行記錄或播放時，可利用使CD22b 對物鏡17傾斜以下之式6之角度（deg)加以補正，使記錄或 播放訊號呈現最佳狀態： T · Δ WD · φ ----(6) 在對CD22b施行記錄或播放時，要使CD22b對物鏡17傾 斜式6之角度（deg)，除非在光碟驅動裝置1之構造上重新 設置符合此目的之新的機構，否則不可能實現。且設置此 種使CD22b傾斜之機構除了會使光碟驅動裝置1之構造更 趨複雜，導致成本上升以外，也不適合於本發明之目的。 因此，本發明係在不必設置新的機構之情況下，採用不 必使CD22b傾斜之方式來化除在對CD22b施行記錄或播放 時物鏡17傾斜所產生之影響。詳細之情形容後再加敘述， 茲就其概要加以說明時，即，對CD22b，將施行記錄或播 放用之光源部24b位置由光轴上移開而加以配置，使來自 光源部24b之雷射光對物鏡17斜斜地射入，藉以排除在基 本動作點B物鏡17傾斜所產生之影響。以下，針對在對 CD22b施行記錄或播放時之基本動作點B，利用傾斜T · △ WD之物鏡17化除對射點之影響之方法予以詳細說明之。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1224330

使用於CD22b之雷射發光元件24之第二光源部2物如圖 14所不，係被配置於與位於使用於〇¥1)22&之光軸上之第 一光源.部24a相距△L^m)，且偏移角度以徑向方向之 外周侧為基準向反時針方向所測之角度）之位置。假設準 直透鏡27之焦距為fCL(mm)時，在CD22b之記錄或播放動 作時，會產生以下之式7所示之雷射光之光線偏移7 : ▲ ΔΧ 式7中，將光線偏移^在徑向方向及與此垂直之方向（正 切方向）加以分解時，分別成為ycos0 、ysin〇 。 通過物鏡17施行CD22b之記錄或播放時，如圖15A及圖 15B所示，來自光源部24b之入射光線對物鏡17傾斜單位 角度時所產生之慧形像差為C y，假設使c D 2 2 b傾斜而補正 此蓉形像差Cy，使記錄或播放訊號獲得最佳狀態時之傾 斜角為a(deg)(以抵消光線傾斜之方向為正方向）時，物鏡17 對光軸成直角時，如果使CD22b向以下之式8所示方向傾 斜時，可使記錄或播放訊號獲得最佳狀態： (a) 徑向方向：aycos0 (b) 正切方向：ajsin0 · · · · (8) 由式6及式8，可知光學拾取裝置12施行CD22b之記綠或 播放時，如以下之式9所示，使CD22b向徑向方向及正切 方向傾斜時，可使記錄或播放訊號獲得最佳狀態： (a) 徑向方向· △ Tilt(rad) = T · △ WD · 0 +Yacos0 (b) 正切方向：△ Tilt(tan)=Yasin0 · · · · (9) -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐）

但一般在可施行多數種光碟之記錄或播放之光學拾取裝 置中’如考慮到因成本面或構造上之理由，不得不使用共 通之構件（例如碟盤U等）來支持光碟並使其旋轉之構件時 ，實際上要使CD22b傾斜顯然不可能，因此，如果使式9 之⑷及（b)均為〇，則在CD22b也可抵消射點形狀之變差現 象’施行良好之記錄或播放。 實際上，在式9之（a)中，因t、AWD、07、α通常 均為正值’故只要使第二項之cos㊀變成負值即可。又， 如考慮到式9之（b)時，0最好在120。$ 0 $ 24〇。之範圍。 另外，考慮到製造上之誤差而在正切方向將其抑制在土 〇·2° ’在徑向方向將其抑制在土 〇 3。以内時，在CD22bi 記錄或播放時，資訊訊號之不良量在容許範圍内，只要能 滿足以下之式1 〇即可： (a) | ATilt(rad) | < 0.3 (b) I ATilt(tan) | < 0.2 · · · · (10) 因此’由式6至式1〇’可知在光學拾取裳置i2及光碟驅 動裝置1中，假設冷為光學系統23之成像倍率時，只要能 滿足以下之式11，如圖11A及圖11B所示，即使在基本動 作點B ’物鏡17因透鏡傾斜角調整機構3 0而傾斜時，也可 使對CD22b施行記錄或播放訊號處於良好狀態。又，{>為 物鏡17之焦距。 • α · cosQ ^ 0.3 α · sin0 S 〇·2 ····(") (a)-0.3<Τ · Δ WD · 0 +tan~ 1 (b)~ 0.2<tan- 1 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1224330 A7 B7 五、發明説明（21 ) 對CD22b施行記錄或播放時，移動至基本動作點b而利 用透鏡傾斜角調整機構30，將雷射發光元件24之CD用光 源部24b配置於與光軸上之DVD用之光源部24a相距△[, 且偏移角度Θ之位置，藉以使來自光源部2仆之雷射光斜 斜地射入物鏡1 7時，即可抵消傾斜s( = t · △ wd)度之物鏡 1 7所產生之彗形像差，故可在無射點形狀變差之良好狀態 下，施行記錄或播放。 如以上所述，本發明係在可對CD與DVD等厚度及記錄 企度不同（即規格不同）之2種光碟，利用1個物鏡施行資訊 訊號之記錄或播放之光學拾取裝置12及光碟驅動裝置1中 ，對於DVD22a，不必附加新的零件等而只要利用簡單之 機械的變更所構成之透鏡傾斜角調整機構3〇，使物鏡17傾 斜，即可對光碟製造上產生之翹曲或因挾持光碟而使其旋 轉之機構上所產生之變形或旋轉時發生之面的晃動引起之 射點形狀變差加以補正；對於CD22b，則利用使光源部24b 位置由光軸上移開而使雷射光對物鏡17斜斜地射入之方式 ，、抵消因物鏡17比DVD22a之情形更接近於訊號面導致透 鏡傾斜角調整機構3 〇促使物鏡丨7傾斜之影響，因此，對於 雙方之光碟，均可在有效補正射點形狀變差量之狀態下， 施行最適當之記錄或播放動作。 又，上述實施形態所揭示之各部之具體的形狀及構造均 僅係實施本發明之際之具體化之一例而已，故不應因此而 對本發明之特徵作限定性之解釋。 -24« ^紙張尺度適用準(CNS) μ規格(2l0x^^---

Claims (1)

1. 申请專利範圍 1.::光學拾取裝置’其係至少對資訊記錄密度及厚度等 :見格不同〈2種光碟’使用共通之物鏡施行資訊訊號之 冗錄或播放者，其特徵在於包含： 2個光源部，其係可射出波長各異之雷射光者，及 透鏡支持機構，其得方氺雄>、， 你在光碟又丰徑万向及光軸方向矜 制上述物鏡位置者； 二 上逑透鏡支持機構包含透鏡傾斜角調整手段，其係可 與由第一光碟之資訊訊號面之特定位置之變位量二略成 比例地，改變物鏡對光軸之傾斜角度者；又， 相2第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部的位 置，第二光碟之記錄或播放所使用之第二光源部之位置 係配置成可以滿足以下之條件者： 120。$ 0 $ 240。 其中， e ··以朝向記錄或播放時之光碟外周方向之直線為基 +，依反時針方向由第一光碟之記錄或播放所使用之第 一光源部測量至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光 源部之位置所得之角度。 2·如申凊專利範圍第1項之光學拾取裝置，其中上述2個光 源部係被支持於共通之支持構件上者。 3.如申請專利範圍第1項之光學拾取裝置，其中上述透鏡 傾斜角調整手段係使物鏡之傾斜角度發生變化而滿足以 下之條件者： 1/4 · 5 /R$ SS 5 /R -26- A BCD 1224330

   其中， s :物鏡之傾斜角度、 δ :由物鏡之基準位置之變位量、 R :光碟之半徑。 4.如申請專利範圍第！項之光學拾取裝置，其中包含受光 邛其係用於接受由光碟所反射之折返雷射光者，且在 該受光部與物鏡間配置合成各光路之光路合成手段其 係可在受光部之約略同一位置接受來自各光源部之2種 折返雷射光者。 5·如申請專利範圍第！項之光學拾取裝置，其中可滿足以 下之條件者： 一 〇·3 S T · AWD · 0 十tan-1(ZXL · !沒 j /f) · α · e〇s0 $ 〇 3 0.2 ^ tan\AL · | )5 | / f) · α · sinG ^ 〇.2 其中， f:物鏡之焦距、 β :光學系統之成像倍率、 △ WD ·對第一光碟施行記錄或播放時之作動距離與 對第一光碟施行記錄或播放時之作動距離之差、 Φ ·物叙對第二光碟傾斜單位角度時，傾斜補正第二 光碟而使記錄或播放訊號呈現最佳狀態時之第二光碟之 傾斜角度、 α ·對物鏡之雷射光入射角傾斜單位角度時，傾斜補 正第二光碟而使記錄或播放訊號呈現最佳狀態時之第二 光碟足傾斜角度（以抵消雷射光傾斜產生之影響之方向 -27-

   1224330 A BCD 六、申請專利範圍 為正方向）、 τ:對第一光碟施行記錄或播放時，相對由基準位置 之變位量（以接近第一光碟之方向為正方向）之物鏡傾斜 角度之感度（以物鏡位於第一光碟外周侧之側接近第一 光碟之方向為正方向）、 △ L :由第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部 至第一光碟之1己錄或播放所使用之第二光源部位置之距 離、 Θ :以朝向記錄或播放時之光碟外周方向之直線為基 準’依反時針方向由第一光碟之記錄或播放所使用之第 一光源部測量至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光 源部之位置所得之角度。 6· —種光碟驅動裝置，其係對資訊記錄密度及厚度等規格 不同之2種光碟，使用共通之物鏡施行資訊訊號之記錄 或播放者，其特徵在於包含： 光學拾取裝置，其係包含：2個光源部，其係可射出 波長各異之雷射光者；及透鏡支持機構，其係在光碟之 半徑方向及光軸方向控制上述物鏡之位置者； 上述透鏡支持機構包含透鏡傾斜角調整手段，其係可 與由第一光碟之資訊訊號面之特定位置之變位量約略成 比例地，改變物鏡對光軸之傾斜角度者；又， 相對第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部的位 置’第一光碟之1己錄或播放所使用之第二光源部之位置 係配置成可以滿足以下之條件者： -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公董）

   θ ^ 240° 其中， $ θ 以朝向記錄或播放時之光碟外周方向之直線為基 :、’依反時針方向由第_光碟之記錄或播放所使用之第 、光源部測量至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光 源部之位置所得之角度。 7.如申請專利範圍第6項之光碟驅動裝置，其中上述2個光 源部係被支持於共通之支持構件上者。 申明專利範圍第6項之光碟驅動裝置，其中上述透鏡 "斜角凋正手段係用於使物鏡之傾斜角度發生變化，藉 以滿足以下之條件者： 1/4 · (5 /R^ 5 /R 其中， S ··物鏡之傾斜角度、 δ :由物鏡之基準位置之變位量、 R :光碟之半徑。 9.如申請專利範圍第6項之光碟驅動裝置，其中包含受光 邵，其係用於接受由光碟所反射之折返雷射光者，且在 茲受光邵與物鏡間配置合成各光路之光路合成手段其 係可在受光部之約略同一位置接受來自各光源部之2種 折返雷射光者。 10·如申請專利範圍第6項之光碟驅動裝置，其中可滿足以 下之條件者： / -0.3 ^ T-AWD· 0+tan-1(AL· | β |/f).a ·00δθ ^ 〇.3 -29- 1224330 A B c D 夂、申請專利範圍 -0.2 ^ tan-^AL · | yS | /f) . α · sin0 ^ 0.2 其中， f :物鏡之焦距、 β :光學系統之成像倍率、 △ WD :對第一光碟施行記錄或播放時之作動距離與 對第二光碟施行記錄或播放時之作動距離之差、 Φ :物鏡對第二光碟傾斜單位角度時，傾斜補正第二 光碟而使記錄或播放訊號呈現最佳狀態時之第二光碟之 傾斜角度、 α :對物鏡之雷射光入射角傾斜單位角度時，傾斜補 正第二光碟而使記錄或播放訊號呈現最佳狀態時之第二 光碟之傾斜角度（以抵消雷射光傾斜產生之影響之方向 為正方向）、 Τ ··對第一光碟施行記錄或播放時，相對由基準位置 I變位量（以接近於第一光碟之方向為正方向）之物鏡傾 =角度之感度（以物鏡位於第一光碟外周側之侧接近於 第一光碟之方向為正方向）、 △ L ·由第一光碟之記錄或播放所使用之第一光源部 至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光源部位置之距 離、 θ 4朝向記錄或播放時之光碟外周方向之直線為基 準，依反時針方向由第一光碟之記錄或播放所使用之第 -光源部測量至第二光碟之記錄或播放所使用之第二光 源部之位置所得之角度。 -30- 1224330 A8 B8 C8

   11· 一種光學拾取裝置，其係在於包含： 2個光源部，其係可射出波長各異之雷射光者，及 透鏡支持機構，其係在光碟之半徑方向及光轴 制上述物鏡之位置者； 上述透鏡支持機構包含透鏡傾斜角調整手段，其係可 與由第一光碟之資訊訊號面之基準位置之變位量約略成 比例地，改變物鏡對光軸之傾斜角度者；又， 上述透鏡傾斜角調整手段係使物鏡之傾斜角度發生變 化而滿足以下之條件者： 1/4 · δ /R^ δ /K 其中， S :物鏡之傾斜角度（以物鏡位於光碟外周侧之侧接近 光碟之方向為正方向）、 δ :由物鏡之基準位置之變位量（以接近光碟之方向 為正方向）、 R :光碟之半徑。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

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