專利名稱：光盤裝置和傾斜檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤裝置和傾斜檢測(cè)方法，尤其涉及例如對(duì)DVD和CD這樣的光盤的傾斜(tilt)進(jìn)行檢測(cè)，減少該光盤傾斜的影響的光盤裝置和傾斜檢測(cè)方法。
所謂光盤傾斜造成束點(diǎn)質(zhì)量下降，主要是指產(chǎn)生彗形像差(comaticaberration)，使成像模糊，束點(diǎn)直徑增大，同時(shí)，中心的光強(qiáng)度降低。若束點(diǎn)直徑增大，則不能正確讀出微細(xì)信號(hào)。利用光的熱量來(lái)進(jìn)行記錄的光盤的情況下，如果光的中心強(qiáng)度下降，那么，其溫度達(dá)不到為記錄所必須的規(guī)定值，所以不能記錄；如果為了獲得規(guī)定的溫度而提高整體光量，那么，達(dá)到規(guī)定溫度以上的區(qū)域?qū)U(kuò)大，所以不能進(jìn)行微細(xì)記錄。
所謂光盤傾斜，是指在使用翹曲嚴(yán)重的光盤的情況下發(fā)生的狀態(tài)。光束照射的部分向光盤半徑方向傾斜的狀態(tài)，稱為徑向傾斜；向切線方向傾斜的狀態(tài)稱為切向傾斜。
以下參照

圖1和圖2，詳細(xì)說(shuō)明檢測(cè)這種光盤傾斜，對(duì)其進(jìn)行修正的現(xiàn)有技術(shù)1的方法。在圖1中，作為信號(hào)記錄重放體的光盤1安放到轉(zhuǎn)臺(tái)2上，由主軸馬達(dá)3a帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，接收由光傳感器4來(lái)的光照射，以此在光盤1上記錄信號(hào)，或者重放來(lái)自光盤1上的信號(hào)。光傳感器4由軸5a支承，該軸5a由軸支架5b進(jìn)行支承。軸支架5b被固定在軸支架底盤5c上。而且，上述主軸馬達(dá)3a被固定在主軸馬達(dá)底盤3b上，該主軸馬達(dá)底盤3b和軸支架底盤5c通過(guò)支軸6進(jìn)行連結(jié)，并且，在主軸馬達(dá)底盤3b上設(shè)置了使軸支架底盤5c的端部上下?lián)u動(dòng)用的凸輪7。
而且，如圖2所示，在光傳感器4的內(nèi)部，設(shè)置了檢測(cè)光盤1的傾斜的傾斜檢測(cè)器8。該傾斜檢測(cè)器8是一種檢測(cè)光盤反射面傾斜的電子元件，其檢測(cè)方法是從內(nèi)部LED射出的光在與傾斜檢測(cè)器設(shè)置面相平行的反射面上進(jìn)行反射，以根據(jù)反射光落到內(nèi)部受光傳感器上的位置而輸出的電信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，在反射面傾斜的情況下，根據(jù)輸出信號(hào)的變化來(lái)檢測(cè)出反射光落到內(nèi)部受光傳感器上的位置產(chǎn)生偏移的量。
從光傳感器4射出的光在依靠主軸馬達(dá)3a而旋轉(zhuǎn)的光盤1上進(jìn)行成像，形成微小的束點(diǎn)。光傳感器4依靠驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)而沿軸5a進(jìn)行移動(dòng)。所以，束點(diǎn)能在光盤1上進(jìn)行2維掃描。因此，光傳感器4在從光盤1的表面經(jīng)過(guò)透明的玻璃罩層而深入內(nèi)部的信號(hào)面上記錄信號(hào)，或者從該信號(hào)面上重放信號(hào)。
光盤1的形狀是在徑向上有一定傾斜的狀態(tài)，或者是傾斜度隨半徑尺寸而緩慢變化的狀態(tài)，現(xiàn)說(shuō)明這種把光盤1安裝到設(shè)備上的情況下的動(dòng)作。
傾斜檢測(cè)器8檢測(cè)徑向傾斜量。凸輪7依靠未圖示的驅(qū)動(dòng)源而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使軸支架底盤5c的端部上下?lián)u動(dòng)。其結(jié)果，以支軸6為中心，安裝在該底盤5c上的光傳感器4改變傾斜度。一邊改變光傳感器4的傾斜，一邊用傾斜檢測(cè)器8來(lái)檢測(cè)與光盤1的相對(duì)角度，由此可以在光傳感器4和光盤1達(dá)到互相正好平行的關(guān)系的狀態(tài)下，使凸輪7停止。于是通過(guò)光盤1上的束點(diǎn)消除彗形像差。也就是說(shuō)，利用現(xiàn)有技術(shù)1，根據(jù)由傾斜檢測(cè)器8檢測(cè)出的光盤傾斜量來(lái)改變光傳感器4的傾斜度，以抵消光盤傾斜。
與現(xiàn)有技術(shù)1不同的方法是利用通過(guò)使物鏡傾斜而產(chǎn)生的彗形像差來(lái)抵消由于光盤傾斜而產(chǎn)生彗形像差。利用該現(xiàn)有技術(shù)2，預(yù)先調(diào)查用多大的物鏡傾斜量才能抵消光盤傾斜所產(chǎn)生的彗形像差，根據(jù)檢測(cè)出的光盤傾斜量來(lái)控制物鏡傾斜量。
還有一種不檢測(cè)傾斜量的方法。即現(xiàn)有技術(shù)3，這是設(shè)置一種裝置，使光傳感器整體傾斜，或者使物鏡傾斜，以使重放信號(hào)的波形的振幅，即RF振幅達(dá)到最大，或者使表示信號(hào)時(shí)間搖擺的“晃動(dòng)”達(dá)到最小。
現(xiàn)有技術(shù)4是這樣一種方法不僅使用讀取信號(hào)的主光束，而且使用供跟蹤的次光束，在光盤上預(yù)先形成的小坑或者壓紋結(jié)構(gòu)中的反射光檢測(cè)信號(hào)中選用與光盤傾斜有關(guān)的信號(hào)。按照現(xiàn)有技術(shù)4，一邊檢測(cè)這種信號(hào)，一邊調(diào)整光盤整體的傾斜或物鏡的傾斜，以此來(lái)進(jìn)行傾斜伺服。
現(xiàn)有技術(shù)2的方法與使傳感器整體和光盤傾斜的方法相比，適合于小型化，響應(yīng)性高，但在實(shí)現(xiàn)時(shí)，光盤傾斜和物鏡傾斜兩者必須共同從獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)面上進(jìn)行檢測(cè)，需要使用2個(gè)傾斜檢測(cè)器，所以，用象現(xiàn)有技術(shù)1那樣的傾斜檢測(cè)器很難實(shí)現(xiàn)小型化。
再者，用現(xiàn)有技術(shù)2只檢測(cè)光盤傾斜，可以根據(jù)檢測(cè)出的傾斜量來(lái)使物鏡傾斜。但在此情況下要對(duì)與物鏡傾斜量有關(guān)的物理量進(jìn)行操作。例如在支承物鏡的調(diào)節(jié)器依靠電磁力而動(dòng)作的結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)線圈內(nèi)流過(guò)的電流進(jìn)行操作，使其產(chǎn)生磁場(chǎng)不平衡，對(duì)調(diào)節(jié)器進(jìn)行傾斜。這時(shí)的電流值是物理量。此方法不是反饋控制，而是開(kāi)放式控制，所以，無(wú)法知道調(diào)節(jié)器是否真正僅按所需的角度進(jìn)行傾斜，而且被操作的物理量和傾斜的相對(duì)關(guān)系對(duì)每個(gè)檢測(cè)器都有誤差，所以，不能保證使控制達(dá)到最佳狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)3在記錄時(shí)很難適用。
再有，現(xiàn)有技術(shù)4的方法取決于作為光盤形狀的物理規(guī)格，所以，在用一臺(tái)設(shè)備來(lái)在各種物理格式的光盤上進(jìn)行記錄的復(fù)合光盤驅(qū)動(dòng)裝置中，無(wú)法對(duì)作為該驅(qū)動(dòng)裝置的對(duì)象的所有光盤進(jìn)行傾斜伺服。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供新的光盤裝置和傾斜檢測(cè)方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種光盤裝置以及傾斜檢測(cè)方法和裝置，也就是說(shuō)，它在記錄時(shí)也能適用，對(duì)徑向傾斜、傾斜兩者均能檢測(cè)，對(duì)廣泛的光盤物理規(guī)格的光盤也能適用，不使用另外多余的光源，也不需要增加傳感器光源的激光輸出，用小型的裝置就能實(shí)現(xiàn)所需功能。
第一發(fā)明是一種傾斜檢測(cè)方法，在通過(guò)物鏡把來(lái)自準(zhǔn)直儀透鏡的平行光照射到光盤上的光盤裝置中，對(duì)光盤傾斜和/或物鏡傾斜進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于利用平行光中的物鏡光瞳遮擋的光來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
第2發(fā)明是這樣一種光盤裝置，其特征在于具有準(zhǔn)直儀透鏡，其把來(lái)自光源的光變換成平行光；物鏡，其使來(lái)自準(zhǔn)直儀透鏡的平行光在光盤上成像；物鏡支架，其對(duì)物鏡進(jìn)行支承；透光部分，其形成在物鏡支架上的、在光盤的軌跡切線方向上離開(kāi)物鏡的第一位置上，透過(guò)這里的透射平行光照射到光盤上；第一聚光鏡，其接收從光盤反射出來(lái)的透射平行光；以及光盤傾斜檢測(cè)器，其接受從第1聚光鏡來(lái)的入射光而且具有多個(gè)第1受光傳感器。
在此情況下，第1聚光鏡可以是準(zhǔn)直儀透鏡，還可以在離開(kāi)該準(zhǔn)直儀透鏡和光盤傾斜檢測(cè)器之間的光軸的位置上設(shè)置第1棱鏡，光盤傾斜檢測(cè)器也可以接受從該第1棱鏡來(lái)的入射光。
一種光盤裝置，其特征在于還具有反射裝置，其與物鏡一體地進(jìn)行移動(dòng)，而且在光盤的軌跡切線方向上在與第1位置相反的第2位置上對(duì)平行光進(jìn)行反射，輸出反射平行光；第2聚光鏡，其接受反射平行光；以及透鏡傾斜檢測(cè)器，其接受從第2聚光鏡來(lái)的入射光，而且具有多個(gè)第2受光傳感器。
反射裝置包括反射板，該反射板包括與物鏡支架設(shè)置成一個(gè)整體的反射鏡或者物鏡的平坦凸緣。
并且，第2聚光鏡可以是準(zhǔn)直儀透鏡，在此情況下，在準(zhǔn)直儀透鏡和透鏡傾斜檢測(cè)器之間的離開(kāi)光軸的位置上設(shè)置第2棱鏡，透鏡傾斜檢測(cè)器接受從該第2棱鏡來(lái)的入射光。
第1棱鏡和第2棱鏡被設(shè)置在離開(kāi)光軸，互相方向相反的位置上，而且，把光的方向改變成互相與光軸方向相反。
為了檢測(cè)光束落入第1受光傳感器或第2受光傳感器內(nèi)的光束的位置，可以計(jì)算出并排在光束移動(dòng)方向上的一對(duì)傳感器輸出的差、或一對(duì)傳感器組的輸出差，或者，并排在光束移動(dòng)方向上的一對(duì)傳感器輸出的差被和除的比率、或一對(duì)傳感器組的輸出差被和除的比率。
傾斜伺服裝置根據(jù)用光盤傾斜檢測(cè)器檢測(cè)出的光盤傾斜量，利用物鏡傾斜檢測(cè)器來(lái)使物鏡按規(guī)定量進(jìn)行傾斜。作用在正切方向即光盤軌跡切線方向上離開(kāi)物鏡的位置的例如透光部分內(nèi)所透過(guò)的平行光，照射到光盤表面上，由準(zhǔn)直儀透鏡或受光傳感器用的聚光鏡進(jìn)行聚光后，例如射入到光盤傾斜檢測(cè)器的多個(gè)第1受光傳感器內(nèi)。
若光盤傾斜，則由光盤反射的平行光根據(jù)光盤的傾斜度來(lái)改變方向，所以，向準(zhǔn)直儀透鏡或受光傳感器用的聚光鏡內(nèi)射入的方向產(chǎn)生傾斜。其結(jié)果，在光盤傾斜檢測(cè)用的第1受光傳感器上聚光的圖像高度發(fā)生變化。
從各個(gè)第1受光傳感器中，根據(jù)射入的光量而輸出電流或電壓的電信號(hào)。反射光落到光盤傾斜檢測(cè)用的第1受光傳感器上的位置，從沒(méi)有光盤傾斜的狀態(tài)下的位置起進(jìn)行移動(dòng)，所以，從各傳感器來(lái)的輸出平衡也隨位置而變化。輸出平衡的檢測(cè)，采用并排在光束移動(dòng)方向上的一對(duì)傳感器輸出的差。在沒(méi)有光盤傾斜的情況下的分割傳感器的各傳感器輸出平衡作為標(biāo)準(zhǔn)值。
離開(kāi)物鏡在正切方向上，而且與光盤傾斜用的平行光的位置相反的方向上，設(shè)置在物鏡附近，與物鏡一起移動(dòng)的微小反射板或者物鏡的平面法蘭的一部分處進(jìn)行反射的平行光，由準(zhǔn)直儀透鏡或受光傳感器用的聚光鏡進(jìn)行聚光后，面向透鏡傾斜檢測(cè)器，射入到2分割(拼合)或4分割的第2受光傳感器內(nèi)。
若物鏡傾斜，則和物鏡一起傾斜的微小的反射板等的反射裝置處進(jìn)行反射的平行光，根據(jù)物鏡的傾斜度來(lái)改變方向，所以，向準(zhǔn)直儀透鏡或受光傳感器用的聚光鏡內(nèi)射入的方向發(fā)生傾斜。其結(jié)果，在物鏡傾斜檢測(cè)器內(nèi)聚光的圖像高度發(fā)生變化，從各第2受光傳感器中，根據(jù)射入的光量而輸出電流或電壓的電信號(hào)。由于物鏡傾斜，光束落到物鏡傾斜檢測(cè)器上的位置從物鏡沒(méi)有傾斜的狀態(tài)下的光束位置起進(jìn)行移動(dòng)，來(lái)自各傳感器的輸出平衡也隨其位置而變化。輸出平衡的檢測(cè)采用并排在光束移動(dòng)方向上的一對(duì)傳感器輸出的差或者差除以和的比率。在沒(méi)有物鏡傾斜的情況下分割傳感器的各個(gè)傳感器輸出平衡作為標(biāo)準(zhǔn)值。
為了抵消由于光盤傾斜而產(chǎn)生的彗形像差，利用傾斜伺服裝置來(lái)使物鏡進(jìn)行傾斜，達(dá)到在物鏡與光盤相平行的方向上而且是即將達(dá)到平行之前的狀態(tài)為止。預(yù)先調(diào)查光盤傾斜量、以及為消除由此而產(chǎn)生的彗形像差所需要的物鏡傾斜量，在檢測(cè)出光盤傾斜量之后，根據(jù)上述關(guān)系來(lái)使透鏡傾斜。在用一個(gè)光傳感器來(lái)記錄和重放厚度和折射率不同的許多種光盤的情況下，可以對(duì)每種光盤分別調(diào)查光盤傾斜量，以及為消除由此而產(chǎn)生的彗形像差所需要的物鏡傾斜量，據(jù)此，分別進(jìn)行各種傾斜伺服。
在利用裝有各種專用激光器的一個(gè)光傳感器來(lái)記錄或重放許多種光盤的情況下，安裝了沒(méi)有傾斜的光盤時(shí)的分割傳感器的各個(gè)傳感器輸出平衡在使用各種激光器時(shí)并不相同，所以，設(shè)定各種標(biāo)準(zhǔn)值。發(fā)明的效果若采用本發(fā)明，則因記錄時(shí)也能適用，所以，能提高記錄質(zhì)量。并且，因?yàn)閷?duì)經(jīng)問(wèn)傾斜和正切傾斜二者均能適用，所以，能充分消除光盤傾斜所造成的光點(diǎn)變壞。
再者，因?yàn)槟苓m用于廣泛的光盤物理格式，所以，能應(yīng)用于各種光傳感器。
再者，因?yàn)椴皇褂昧硗舛嘤嗟墓庠?，所以能抑制成本上升，再有，為了檢測(cè)傾斜，不需要增加傳感器光源的激光輸出，所以能避免出現(xiàn)因過(guò)熱而造成的不良影響和激光器老化等問(wèn)題。
再者，因?yàn)椴粫?huì)使傳感器總體積增大，所以能利用筆記本電腦中裝備的記錄型光盤裝置用的小型傳感器來(lái)進(jìn)行傾斜伺服。
本發(fā)明的上述目的，其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，從參照附圖進(jìn)行的以下實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中可以看得更清楚。
圖2是表示圖1的現(xiàn)有的光盤裝置的光傳感器的結(jié)構(gòu)的圖示。
圖3是表示把控制電路部分除外的本發(fā)明一實(shí)施例的圖示。
圖4是表示圖3實(shí)施例的光傳感器的結(jié)構(gòu)的圖示。
圖5是表示圖4的光學(xué)系統(tǒng)的次光束的圖示。
圖6是表示圖4的光學(xué)系統(tǒng)的yz平面中的次光束的圖示。
圖7是表示圖4的光學(xué)系統(tǒng)的xy平面中的次光束的圖示。
圖8是表示圖3實(shí)施例中傾斜檢測(cè)用傳感器為4分割的情況下的受光傳感器分割布置圖示。
圖9是表示光盤無(wú)傾斜的情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖10是表示在圖9中從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)的圖示。
圖11是表示光盤有傾斜情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖12是表示在圖11中從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)的圖示。
圖13是表示物鏡無(wú)傾斜的情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖14是表示在圖13中從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)的圖示。
圖15是表示物鏡有傾斜的情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖16是表示在圖15中從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像光點(diǎn)的圖示。
圖17是表示在沒(méi)有光線傾斜的情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖18是表示在有光線傾斜的情況下的光束從物鏡向光盤的狀態(tài)的圖示。
圖19是表示圖4的光傳感器的光學(xué)系統(tǒng)中的光線的圖示。
圖20是表示圖4的光學(xué)系統(tǒng)的yz平面中的光線的正面圖。
圖21是表示圖5的光學(xué)系統(tǒng)的zx平面中的光線的上面圖。
圖22是表示圖5的光學(xué)系統(tǒng)的xy平面中的光線的上面23是表示在圖3實(shí)施例中的傾斜檢測(cè)用傳感器為2分割的情況下的受光傳感器的分割布置的圖示。
圖24是表示對(duì)光軸傾斜的光線入射的平行光成像的像高的圖示。
圖25是表示控制電路部分除外的本發(fā)明的其他實(shí)施例的圖示。
圖26是表示圖25實(shí)施例的光傳感器的結(jié)構(gòu)的圖示。
圖27是表示圖26的光傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的圖示。
圖28是表示圖27的光系統(tǒng)的yz平面的正面圖。
圖29是表示圖27的光系統(tǒng)的zx平面的上面圖。
圖30是表示圖27的光系統(tǒng)的xy平面的側(cè)面圖。
圖31是表示在圖25實(shí)施例中的傾斜檢測(cè)用傳感器為2分割的情況下的受光傳感器的分割布置的圖示。
以下參照?qǐng)D3，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光盤裝置10，例如利用DVD-則RW光盤12作為錄放信號(hào)的媒體。而且，在該圖3中，為了表明光盤12下方的結(jié)構(gòu)零件，用點(diǎn)劃線僅表示光盤12的外形。光盤12由轉(zhuǎn)臺(tái)14進(jìn)行支承，由主軸馬達(dá)16帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在光盤12的下方設(shè)置光傳感器18，用來(lái)在該光盤12上記錄信號(hào)，或者從光盤12上重放信號(hào)。該光傳感器18由軸20進(jìn)行支承，使其能在該軸20的軸向上移動(dòng)。并且，該軸20由軸支架22支承，該軸支架22和主軸馬達(dá)16一起被固定在軸24上。
在光盤12的表面上形成透明的玻璃覆蓋層，在其下層的信號(hào)面上用已知的方法來(lái)記錄信號(hào)(未圖示)。信號(hào)的記錄方法，常見(jiàn)的有利用微細(xì)的凹凸的信息坑的方法，利用折射率和反射率的大小不同而進(jìn)行記錄的方以，以及利用磁極性的不同而進(jìn)行記錄的方法等。本發(fā)明能適用于這種任意光盤物理規(guī)格。各種錄放原理是已知的，故其說(shuō)明從略。
從光傳感器18射出的光在光盤12的信號(hào)面上成像，形成微小的束點(diǎn)。光傳感器18通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置沿軸20移動(dòng)。所以由光傳感器18形成的束點(diǎn)在光盤12上進(jìn)行2維掃描。利用該束點(diǎn)的照射來(lái)把信號(hào)記錄到光盤12的信號(hào)面上，并且，利用照射光在信號(hào)面上重放信號(hào)。
適用本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成，根據(jù)錄放方式的上述差異而有所不同。在圖3實(shí)施例中表示光盤12是DVD-R/RW的情況下的光學(xué)系統(tǒng)。但是，本發(fā)明并非僅限于此。
如圖4所示，在光傳感器18的外殼62內(nèi)，設(shè)置了用于信號(hào)錄放的光源的激光二極管26，來(lái)自該激光二極管26的光射入到衍射光柵28內(nèi)。衍射光柵28把入射光分成3束，射入到偏振光束分離器30內(nèi)。偏振光束分離器30根據(jù)該偏振光而使光反射或透射。在偏振光束分離器30的近前邊的側(cè)面上布置了用于檢測(cè)光量的正面監(jiān)視器32。并且，在偏振光束分離器30的前方設(shè)置了用于把放射光變換成平行光用的準(zhǔn)直儀透鏡34，通過(guò)該準(zhǔn)直儀透鏡34的光照射到進(jìn)行直線偏振光和圓偏振光變換的四分之一波長(zhǎng)板36上。
從四分之一波長(zhǎng)板36出來(lái)的通過(guò)反射鏡38被反射，并通過(guò)物鏡40，在光盤12上成像。物鏡40由物鏡支架42進(jìn)行固定和支承。該物鏡支架42的、光盤12軌跡切線方向，即正切方向上的物鏡40附近的第1位置上，形成了作為透光部分使用的通孔44。物鏡支架42由懸置線46進(jìn)行支承，該懸置線46由懸置線板48支承。
如圖4所示，在物鏡40的下方，在上述正切方向上，在與通孔44相反一側(cè)(物鏡40被夾持在中間)的第2位置上設(shè)置了透鏡傾斜反射鏡50，該反射鏡50與物鏡支架42形成一個(gè)整體，用于檢測(cè)物鏡40的傾斜。
并且，從圖4中可以看出，在偏振光束分離器30后面一側(cè)的側(cè)面上布置了用于檢測(cè)傾斜的傾斜棱鏡52，該傾斜棱鏡52如圖5所示，包括以下兩個(gè)一個(gè)是棱鏡54，它被設(shè)置在離開(kāi)光軸的位置上，用于對(duì)光盤12處的反射光進(jìn)行折射，改變?cè)摲瓷涔夥较?；另一個(gè)是棱鏡56，它在與棱鏡54相反的方向上離開(kāi)光軸，使透鏡傾斜反射鏡50處的反射光進(jìn)行折射，把該反射光的方向改變成與棱鏡54相反的方向。在傾斜棱鏡52的后方設(shè)置了產(chǎn)生像散現(xiàn)象的圓柱形透鏡58，受光傳感器60接受從該圓柱形棱鏡58來(lái)的光，將該光變換成電信號(hào)(電流或電壓)。
在此，利用圖5～圖7，說(shuō)明通常信號(hào)重放用的光流。
從激光二極管26射出并形成放射狀的光64a、64b和64c是球面波，由于通過(guò)衍射光柵28，所以，分別被分成具有虛擬光源的3個(gè)球面波。光64c是以準(zhǔn)直儀透鏡34的光軸上的激光二極管26為光源的0次光的主光線，光64a和64b相對(duì)于光軸對(duì)稱，是在YZ平面內(nèi)具有虛擬光源的+1次光和-1次光的主光線。0次光是光量大的主光束，用于錄放信號(hào)，±1次光是光量小的2個(gè)次光束，用于所謂微分推挽法的跟蹤伺服。
首先說(shuō)明0次光流。偏振光束分離器30把光的P波成分按規(guī)定比例，例如9∶1分成透射光和反射光，把S波成分按規(guī)定比例，例如0∶10分成透射光和反射光。在該光學(xué)系統(tǒng)中，把激光二極管26的直線偏振光的偏振面布置成與zx平面相平行。所以，從激光二極管26射出的光全部變成P波。所以，全光量的10分之1被反射，作為光66c射入到前面監(jiān)視器32內(nèi)，剩余的光68c進(jìn)行透射。
射入到前面監(jiān)視器32內(nèi)的光66c被變換成電信號(hào)，用于自動(dòng)功率控制。利用控制電路，例如把與目標(biāo)光量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)和前面監(jiān)視器32的輸出之差所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)施加到激光驅(qū)動(dòng)器IC上，以此來(lái)改變供給激光器26的電流值的伺服電路(未圖示)，來(lái)控制供給激光二極管26的電流，使該電信號(hào)保持為規(guī)定值，其結(jié)果，從物鏡40射出的主光束70c被保持在規(guī)定的光功率條件下。
透過(guò)偏振光束分離器30的光68c，通過(guò)準(zhǔn)直儀透鏡34從球面波變換成平面波，換言之，從放射光變換成平行光。方向與光軸平行。
經(jīng)準(zhǔn)直儀透鏡34變換后的平行光射入到四分之一波長(zhǎng)板36上，直線偏振光被變換成圓偏振光。所謂圓偏振光是指光的P波和S波的相位偏離1/4波長(zhǎng)的狀態(tài)。并且，光68c由反射鏡38改變方向，作為光70c射入到物鏡40內(nèi)。該70c在光盤12的信號(hào)面上成像(光72c)，并被反射(光74c)。這時(shí)，由于反射而使光的相位反轉(zhuǎn)，換言之，僅二分之一波長(zhǎng)相位變化，所以，相位偏移四分之一波長(zhǎng)的P波和S波的前后關(guān)系顛倒。也就是說(shuō)，圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向顛倒。
反射光，沿原光路折回，首先被物鏡40變換成平行光76c之后，通過(guò)4分之一波長(zhǎng)板36(光78c)。這時(shí)，從圓偏振光變換成直線偏振光。與原光路不同，圓偏振光是相反方向，所以，變換后的直線偏振光的偏振光面，與偏振光束分離器30中的S波平面，即yz平面相平行。
然后，從4分之一波長(zhǎng)板36來(lái)的平行光被準(zhǔn)直儀透鏡34變換成匯聚光，作為光78c射入到偏振光束分離器30內(nèi)。光78c直線偏振成S波，所以，在偏振光束分離器30中100％地反射，該反射光80c把方向改為受光傳感器60的方向。
由光盤12反射的光78c若返回激光二極管26，則重放信號(hào)上攜帶的雜波非常多。這是所謂“返回光雜波”。通過(guò)使用4分之一波長(zhǎng)板36和偏振光束分離器30，如上所述，能切斷或大大減少返回光。
在面向受光傳感器60的光80c中，有效光束通過(guò)一對(duì)傾斜檢測(cè)棱鏡54和56之間，射入到圓柱形透鏡58內(nèi)。圓柱形透鏡58的棱線，以光軸為X軸方向，向與xy平面形成45度的方向傾斜。所以，在該斷面內(nèi)的光軸上的成像位置，與垂直于該斷面的斷面內(nèi)的成像位置不一致。產(chǎn)生這種像散是因?yàn)樵诰劢顾欧惺褂孟裆⒎āＴ撓裆⒎ㄊ浅Ｓ玫姆椒?，其原理眾所周知，所以，在此其說(shuō)明從略。
光80c利用準(zhǔn)直儀透鏡34和圓柱形透鏡58在受光傳感器60附近的光軸上聚光，不使用“成像”，而使用“聚光”這一說(shuō)法，是因?yàn)槔孟裆⒎?，聚集在受光傳感?0上的光由于像散而不成像。受光傳感器60被布置在由上述圓柱形透鏡58規(guī)定的2個(gè)斷面的各自的成像點(diǎn)的大約中間位置上。
光80c在圖8所示的被布置在光軸位置上的4分割傳感器60a、60b、60c和60d上進(jìn)行聚光。該受光傳感器60進(jìn)行4分割是為了在重放記錄信號(hào)的同時(shí)，用于聚焦伺服。由于該作用是已知的，所以在此其說(shuō)明從略。
以下同樣參照?qǐng)D5～圖7，詳細(xì)說(shuō)明±1次光流。作為從虛擬光源射出的擴(kuò)散光的±1次光的主光線64a和64b相對(duì)光軸傾斜，射入到準(zhǔn)直儀透鏡34內(nèi)，變換成平行光之后仍以和光軸相同的傾斜度前進(jìn)。并且，在反射鏡38上改變方向，通過(guò)物鏡40作為次光束而在光盤12上成像。圖中光68a和68b表示通過(guò)準(zhǔn)直儀中心的±1次光，光72a和72b表示通過(guò)物鏡中心的±1次光。
±1次光72a、72b在光盤12的信號(hào)面上，在從光軸向光盤12的軌跡縱長(zhǎng)方向上互相向相反方向偏離的位置上進(jìn)行成像。該反射光76a和76b在物鏡40內(nèi)變換成平行光，但其方向與射入時(shí)相同。并且，利用準(zhǔn)直儀透鏡34和圓柱形透鏡58在受光傳感器60上進(jìn)行聚光(80a、80b)。不用“成像”而用“聚光”這一述語(yǔ)，其原因與上述情況相同。光80a和80b表示通過(guò)圓柱形透鏡中心的光的方向，在延長(zhǎng)線上進(jìn)行聚光。
光80a和80b如圖8所示，從光軸向y方向射入到互相向反方向分離的2分割傳感器60e、60f、60g和60h內(nèi)。這些2分割傳感器用于檢測(cè)上述微分推挽法的次光束的取消軌跡。關(guān)于分割方向，與上述情況相同，其原理是已知的，所以，在此其說(shuō)明從略。
以下說(shuō)明傾斜伺服。首先說(shuō)明光盤12傾斜的情況和物鏡40傾斜的情況下，光盤信號(hào)面上的束點(diǎn)的惡化，并且說(shuō)明用透鏡傾斜來(lái)抵消光盤傾斜影響的方法。然后，說(shuō)明該實(shí)施例的光路，并且說(shuō)明傾斜檢測(cè)方法。再說(shuō)明傾斜伺服動(dòng)作。
首先考慮僅光盤12傾斜時(shí)的束點(diǎn)。圖9表示無(wú)傾斜時(shí)的光線狀態(tài)。物鏡40設(shè)計(jì)成具有球面像差，以便抵消因光盤厚度不同而產(chǎn)生的球面像差。所以，在光盤12的信號(hào)面上的束點(diǎn)上不會(huì)產(chǎn)生球面像差。圖10是表示在此情況下從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)的模式圖，離開(kāi)光軸的光線的聚光中心與近軸光線的成像中心相一致。
圖11表示光盤12傾斜情況下的光線狀態(tài)。圖12表示在此情況下從與物鏡相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)。從圖12中可以看出，由于光盤12傾斜，離開(kāi)光軸的光線的聚光中心從近軸光線的成像中心偏離到光盤12和物鏡40的間隔變窄的一側(cè)。該狀態(tài)是產(chǎn)生彗形像差的狀態(tài)。
以下考慮僅物鏡40傾斜時(shí)的束點(diǎn)。圖13表示物鏡40沒(méi)有傾斜的情況下的光線狀態(tài)。在圖13中，由于只考慮物鏡傾斜的影響，所以，假定光盤沒(méi)有厚度，另一方面，假定透鏡是單純的球面透鏡。所以，產(chǎn)生球面像差。圖14是表示在此情況下從與物鏡40相反一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)的模式圖，離開(kāi)光軸的光線的聚光中心與近軸光線的成像中心相一致。
與此相反，圖15表示物鏡40傾斜時(shí)的光線狀態(tài)。圖16表示在此情況下從與物鏡40相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)。在此情況下，與前面的光盤傾斜時(shí)(圖12)一樣，由于物鏡40傾斜，離開(kāi)光軸的光線的聚光中心從近軸光線的成像中心偏離到光盤12和物鏡的間隔變窄的一側(cè)而聚光。該狀態(tài)是產(chǎn)生彗形像差的狀態(tài)。
再者，考慮射入到物鏡40內(nèi)的光線傾斜的情況下的束點(diǎn)。在此情況下，受到透鏡傾斜和光盤傾斜這兩者的影響。在沒(méi)有光線傾斜的情況下的光線狀態(tài)和前面的圖13相同，但假定物鏡40是光線容易跟蹤的球面透鏡，而且，光盤12有一定厚度，所以，在此情況下，如圖17所示，在光盤信號(hào)面上的束點(diǎn)上，產(chǎn)生球面像差。在此情況下，從與物鏡40相反的一側(cè)觀看的光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)和前面圖14相同，離開(kāi)光軸的光線的匯聚中心與近軸光線的成像中心相一致。
與此相對(duì)，圖18表示入射光傾斜時(shí)的光線狀態(tài)。在此情況下，信號(hào)面上的成像產(chǎn)生彗形像差，若從與物鏡40相反一側(cè)觀察光盤信號(hào)面上的成像束點(diǎn)，則形成上述圖16那樣的束點(diǎn)。也就是說(shuō)，由于入射光傾斜，離開(kāi)光軸的光線的匯聚中心從近軸光線的成像中心偏離到入射光前進(jìn)方向側(cè)，產(chǎn)生彗形像差。
為了抵消圖11所示的光盤傾斜所造成的彗形像差，可以使物鏡40向與圖15所示相反的方向傾斜。物鏡40應(yīng)當(dāng)是向與光盤12相平行的方向傾斜，但若完全平行，則變成與圖18所示的光線傾斜相同的狀態(tài)，不能抵消彗形像差，所以，以在此之前的傾斜狀態(tài)為宜。
在光傳感器中為了盡量縮小束點(diǎn)，在光量分布盡量均勻的狀態(tài)下把平行光射入到物鏡內(nèi)。也就是說(shuō)，在形成高斯分布的平行光的強(qiáng)度分布中，僅僅使中心部附近的比較平坦的部分射入。所以，剩余的部分被物鏡光鏡遮擋(eclipse)。本發(fā)明為了檢測(cè)傾斜，有效地利用該被遮擋光，所以，不需要另外的光源，也不需要額外增加為生成本來(lái)的光束所用的半導(dǎo)體激光器的輸出。
以下根據(jù)圖19～圖22，詳細(xì)說(shuō)明傾斜檢測(cè)。在這些圖中，表示各種光的參考符號(hào)，預(yù)先指定采用與上述表示通常動(dòng)作的圖5～圖7相同或類似的參考符號(hào)。
從激光器26射出的擴(kuò)散光的一部分，即光64a和64b透過(guò)偏振光束分離器30，變成光67a和67b，通過(guò)準(zhǔn)值儀34變成平行光68a和68b。然后，由反射鏡38反射的光70a和70b不射入到物鏡40內(nèi)，光70a通過(guò)圖4所示的通孔44，照射到光盤12表面上，作為光76a進(jìn)行反射。另外的光70b在固定和支承物鏡40的透鏡支架42的一部分上所安裝的反射鏡50上進(jìn)行反射，變成光76b。
但是，也可以省略反射鏡50，利用物鏡40的無(wú)透鏡效應(yīng)的平坦部分的反射光作為光76b。也就是說(shuō)，可以設(shè)置反射鏡50作為反射裝置，也可以使用物鏡40的平坦凸緣部分作為反射裝置。
物鏡40為了跟蹤，在徑向即圖中x方向上移動(dòng)，所以，很難利用在徑向上被遮擋的光來(lái)檢測(cè)傾斜。另一方面，在正切方向，即圖中z方向上沒(méi)有透鏡移動(dòng)，所以，容易利用在透鏡附近被遮擋的光。在此情況下，在物鏡支架42的透鏡附近，向正切方向偏離的地方，形成通孔44作為透光部分，或者去除(切掉)物鏡支架42的一部分，形成透光部分。
在為檢測(cè)物鏡40的傾斜所需的反射面上，為了限制反射光的光束，防止雜散光對(duì)記錄信號(hào)的檢測(cè)產(chǎn)生不良影響，也可以使用小孔。
反射光76a和76b用反射鏡38來(lái)改變方向，變成光77a和77b，再用準(zhǔn)直儀透鏡34變換成匯聚光78a和78b，然后，用偏振光束分離器30進(jìn)行反射，射入到傾斜檢測(cè)棱鏡52內(nèi)(光79a、79b)。
光盤12上的反射光79a用傾斜檢測(cè)棱鏡54來(lái)改變光的方向，使其成為徑向，即圖中z方向，作為光80a射入到如圖8所示的光盤傾斜檢測(cè)用的4分割傳感器60i、60j、60k和60l。
透鏡傾斜反射鏡中的反射光79b用傾斜檢測(cè)棱鏡56來(lái)改變光的方向，使其成為徑向而且與光79a的方向相反，作為光80b射入到圖8所示的透鏡傾斜檢測(cè)用的4分割傳感器60m、60n、60o和60p內(nèi)。
光80a和80b從光軸偏離到徑向上進(jìn)行反射，所以傳感器60i、60j、60k、60l、60m、60n、60o、60p位于從光軸向徑向偏離的位置上。這是為了在跟蹤中利用微分推挽法的情況下避開(kāi)那種偏離正切方向進(jìn)行反射的±1次光束。
再者，光80a和80b是相反方向的角度，所以，在光軸兩邊分別布置傳感器，能分離并檢測(cè)出各光束。
為了適應(yīng)徑向和正切兩者的傾斜，采用4分割傳感器，但在單獨(dú)檢測(cè)出徑向或正切的傾斜即可的情況下，可以采用2分割傳感器。圖23表示僅檢測(cè)徑向傾斜的情況下的分割傳感器的狀態(tài)。
光67a和78a、光68a和77a、光70a和76a在圖中表示角度相同，方向相反。但這僅僅是在光70a相對(duì)于光盤12垂直進(jìn)行照射的情況下。在未垂直照射的情況下，這些光的角度偏離，方向大致相反。并且，光67b和78b、光68b和77b、光70b和76b，在圖中表示角度相同，方向相反，但這僅僅是在光70b相對(duì)于透鏡傾斜反射鏡50垂直進(jìn)行照射的情況下。在未垂直照射的情況下，角度偏離，方向大致變成相反。
傳感器上的光因采用像差法而散焦，但也可以在不使用像差法的情況下進(jìn)行成像。
因?yàn)榘哑叫泄庹丈涞焦獗P上，所以，光功率不會(huì)集中，即使利用記錄功率進(jìn)行照射，也不會(huì)把已記錄的部分消去或者重寫(xiě)而使其變壞。并且，由于是平行光，所以即使光盤上的反射光匯聚，也不會(huì)受到光盤上信息坑或溝槽所帶來(lái)的衍射作用。
首先，用圖24來(lái)說(shuō)明傾斜檢測(cè)原理。圖24表示一般的凸透鏡、以及與光軸的傾斜角度為θ的光線射入的平行光。光線在離開(kāi)光軸的量為像高y的位置上成像。假定透鏡的焦距為f，則具有以下關(guān)系，即y＝f*sinθ。在θ小的情況下可以近似為sinθθ，所以變成yf*θ，y與θ成正比。所以若能檢測(cè)出像高，則能檢測(cè)出入射光的傾斜。
現(xiàn)把該原理試用于該實(shí)施例的光路。若安裝具有翹曲的光盤12，則變成徑向傾斜和正切傾斜的狀態(tài)。照射到光盤12的平行光70a的反射光76a，由于光盤12的傾斜度而改變方向。由于射入到準(zhǔn)直儀透鏡34的方向也是傾斜的，所以像高隨之進(jìn)行變化。
再者，若利用某種方法來(lái)改變安裝了物鏡40的調(diào)節(jié)器22(圖3)的方向，則在該部分上形成的透鏡傾斜反射鏡50上所照射的平行光70b的反射光76b，由于調(diào)節(jié)器22的傾斜度來(lái)改變方向。于是，射入到準(zhǔn)直儀透鏡34內(nèi)的方向也傾斜，所以，像高隨之變化。
以下說(shuō)明在受光傳感器為4分割傳感器的情況下檢測(cè)像高的方法。為了簡(jiǎn)化，假定在光盤沒(méi)有傾斜的狀態(tài)下反射光80a落到4分割傳感器60i、60j、60k、和60l的中央。
設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ii、Ij、Ik、和Il。如果光束落到4分割傳感器整體的中央，那么，Ii＝Ij＝Ik＝Il。如果偏離中央，那么，就變成不平衡。
若光盤12向徑向傾斜，則反射光80a落下的位置在傳感器60i和傳感器60j并排的方向或者傳感器60l和傳感器60k并排的方向上移動(dòng)。若向正切方向傾斜，則反射光80a落射的位置在傳感器60i和傳感器60l的并排方向或者傳感器60j和60k的并排方向上移動(dòng)。
作為表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ii+Il)-(Ij+Ik)，對(duì)正切方向采用(Ii+Ij)-(Ii+Ik)。
同樣，對(duì)物鏡傾斜的情況進(jìn)行說(shuō)明。為了簡(jiǎn)化，假定在透鏡沒(méi)有傾斜的狀態(tài)下，反射光80b射入到4分割傳感器60m、60n、60o、和60p的中央。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Im、In、Io和Ip。如果反射光射入到光束4分割傳感器整體的中央，那么，Im＝In＝Io＝Ip。如果偏離中央，那么就變成不平衡。
若物鏡40即透鏡傾斜反射鏡50向徑向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60m和傳感器60n的并排方向或者傳感器60p和傳感器600的并排方向上移動(dòng)。若向正切方向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60m和傳感器60p的并排方向或者傳感器60n和傳感器60o的并排方向上移動(dòng)。
表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Im+Ip)-(In+Io)。對(duì)于正切方向采用(Im+In)-(Ip+Io)。
根據(jù)這些特性值的符號(hào)，可以檢測(cè)出傾斜方向即角度的正負(fù)。圖中雖未示出，但這些計(jì)算可以用專用的硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在對(duì)電流值進(jìn)行AD變換后輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算。也就是說(shuō)，實(shí)施例的光盤裝置10具有控制電路(未圖示)，該控制電路包括計(jì)算電路或計(jì)算機(jī)。
以上在4分割傳感器的情況下進(jìn)行了說(shuō)明，但在檢測(cè)徑向傾斜或正切傾斜中的某一種的情況下，可以采用2分割傳感器，在此情況下也同樣可以檢測(cè)。以檢測(cè)徑向傾斜的情況為例，用圖23僅說(shuō)明與4分割傳感器情況下的不同點(diǎn)。
反射光80a射入到2分割傳感器60i和60j內(nèi)。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ii和Ij。若光盤12向徑向傾斜，則反射光80a射入的位置在傳感器60i和傳感器60j的并排方向上移動(dòng)。作為表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ii-Ij)。
同樣，反射光80b射入到傳感器60k和傳感器601內(nèi)。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ik和Il。若物鏡40即透鏡傾斜反射鏡50向徑向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60k和傳感器601的并排方向上移動(dòng)。作為表示像高即電流的不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ik-Il)。
為了利用由于物鏡傾斜而產(chǎn)生的彗形像差來(lái)抵消由于光盤傾斜而產(chǎn)生的彗形像差，按照與光盤傾斜相同的方向使物鏡傾斜即可。透鏡應(yīng)當(dāng)按照與光盤相平行的方向進(jìn)行傾斜，但是，若完全平行，則變成與光線傾斜相同的狀態(tài)，不能抵消彗形像差，所以，以在此之前的傾斜狀態(tài)為宜。
因此，可以預(yù)先調(diào)查光盤傾斜量以及為消除這樣的彗形像差所需要的物鏡傾斜量，在檢測(cè)出光盤傾斜量之后，根據(jù)上述關(guān)系使透鏡傾斜即可。這取決于透鏡設(shè)計(jì)，所以，不需要對(duì)每個(gè)傳感器分別設(shè)定。
作為實(shí)際的動(dòng)作，是對(duì)光盤傾斜特性值和透鏡傾斜特性值中的某一個(gè)乘上系數(shù)后，對(duì)物鏡傾斜度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行伺服控制，使兩者的差達(dá)到零。也就是說(shuō)，利用運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)來(lái)決定使物鏡傾斜的方向，用運(yùn)算結(jié)果的絕對(duì)值來(lái)決定傾斜量，不斷地重復(fù)進(jìn)行檢測(cè)、運(yùn)算和調(diào)整的循環(huán)動(dòng)作。
在沒(méi)有傾斜的情況下、光80a和80b分別射入到4分割傳感器整體的大致中央處，但不一定要是準(zhǔn)確的中央。若偏離中央，則特性值不能達(dá)到零，但也可以把該值看作是偏移值，從特性值中減去這一部分，相應(yīng)地增加傾斜伺服中的目標(biāo)值即可。即使正好位于正中央，也可以利用4分割傳感器輸出或者其他電路輸出的偏移，使特性值產(chǎn)生偏移。該偏移值在制造過(guò)程中是可以預(yù)先測(cè)量的。對(duì)沒(méi)有翹曲的光盤，把傳感器相對(duì)于光盤調(diào)整到正規(guī)狀態(tài)，以免在光盤上產(chǎn)生彗形像差，為此，測(cè)量出在物鏡傾斜狀態(tài)下的各特性值即可。
在利用一個(gè)光傳感器來(lái)記錄或重放DVD和CD兩者的光盤的情況下，必須用相同的物鏡來(lái)適應(yīng)2種光盤厚度的傾斜。在此情況下，在使用CD時(shí)和使用DVD時(shí)，分別調(diào)查光盤傾斜量以及為消除由此而帶來(lái)的彗形像差所需要的物鏡傾斜量，按此分別進(jìn)行傾斜伺服即可。
再者，在利用一個(gè)光傳感器來(lái)記錄或重放DVD和CD兩種光盤的情況下，在光傳感器內(nèi)部分別采用不同的光源的情況下，安裝了無(wú)翹曲的水平的光盤時(shí)的傾斜檢測(cè)信號(hào)在兩個(gè)光源的情況下不一定一致。這是因?yàn)槿魞蓚€(gè)光源位置有誤差，則通過(guò)準(zhǔn)直儀透鏡面向光盤的平行光的方向不一致。這時(shí)分別測(cè)量偏移值即可。在此，以CD和DVD為例，但其他種類的光盤也適用。
關(guān)于接受光盤傾斜的檢測(cè)，實(shí)際調(diào)整物鏡傾斜的方法，已有許多種公開(kāi)，本發(fā)明不局限于特定的方法。<第2實(shí)施例>
以下參照?qǐng)D25～圖31，詳細(xì)說(shuō)明第2實(shí)施例，這是僅把第1實(shí)施例中所述的光盤傾斜檢測(cè)方法用于現(xiàn)有技術(shù)1的情況。
在圖25所示的光盤裝置10中，作為信號(hào)錄放體的光盤12放置在轉(zhuǎn)臺(tái)14上，由主軸馬達(dá)16帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，接受光傳感器18的光照射，以此在光盤12上記錄信號(hào)，或者從光盤12上重放信號(hào)。光傳感器18由軸20a進(jìn)行支承并能在軸20的軸向上移動(dòng)，該軸20由軸支架22進(jìn)行支承。軸支架22被固定在軸支架底盤24上。
上述主軸馬達(dá)16被固定在主軸馬達(dá)底盤84上，該主軸馬達(dá)底盤84和軸支架底盤24由支軸86進(jìn)行連結(jié)。并且，使軸支架底盤24的端部上下?lián)u動(dòng)的凸輪88被設(shè)置在主軸馬達(dá)底盤84上。
圖26所示的光傳感器18除以下各點(diǎn)外，均與圖4所示的光傳感器18相同，在此使用相同或類似的參考符號(hào)，并對(duì)重復(fù)的說(shuō)明予以省略。也就是說(shuō)，在該第2實(shí)施例中，僅檢測(cè)光盤傾斜，所以在偏振光束分離器30和圓柱形透鏡58之間僅設(shè)置一個(gè)棱鏡54。
在表示第2實(shí)施例的光線狀態(tài)的圖27～圖30中，省略了在表示第1實(shí)施例的前面的圖19～圖22中為檢測(cè)物鏡傾斜所用的光，即帶有“b”的光。所以，在圖27～圖30中，采用和圖19～圖22相同或類似的參考符號(hào)，因此，省略重復(fù)的說(shuō)明。
并且，光盤傾斜檢測(cè)用的光79a如圖27～圖30所示，利用光盤傾斜檢測(cè)棱鏡54來(lái)把光的方向改變到徑向上即圖中z方向上，變成光80a，射入到圖31所示的光盤傾斜檢測(cè)用的2分割傳感器60i和60j內(nèi)。
因?yàn)楣?0a從光軸向徑向偏離而入射，所以把傳感器60i和60j布置到從光軸向徑向偏離的位置上。這是為了在利用微分推挽法進(jìn)行跟蹤的情況下，避開(kāi)那種離開(kāi)正切方向而入射的±1次光束。在此，為了僅適應(yīng)徑向傾斜，采用2分割傳感器。
傾斜檢測(cè)原理在第1實(shí)施例中進(jìn)行了說(shuō)明，所以在此將其省略。
產(chǎn)生徑向傾斜的翹曲的光盤12上照射的平行光70a的反射光76a根據(jù)光盤12的傾斜度來(lái)改變方向。所以，射入到準(zhǔn)直儀透鏡34內(nèi)的方向也傾斜，因此，像高隨之變化。
檢測(cè)像高的方法與第1實(shí)施例相同，所以，簡(jiǎn)單加以說(shuō)明。因?yàn)槭莾H檢測(cè)徑向傾斜，所以在受光傳感器為2分割傳感器的情況下進(jìn)行說(shuō)明。為了簡(jiǎn)化，在光盤無(wú)傾斜的狀態(tài)下，假定反射光80a射到2分割傳感器60i和60j的中央。設(shè)光量對(duì)應(yīng)的電流為Ii和Ij。
若光束落到2分割傳感器整體的中央，則為Ii＝Ij，若偏離中央，則其變成不平衡。
若光盤12向徑向傾斜，則反射光80a射到的位置在傳感器60i和60j的并排方向上移動(dòng)。表示像高，即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ii-Ij)。
利用這些特性值的符號(hào)，能檢測(cè)出傾斜方向即角度的正負(fù)。并且，利用傳感器輸出的差除以總和的比率，能把光的落射位置作為以2分割傳感器的大小為基準(zhǔn)的相對(duì)值檢測(cè)出來(lái)，所以，如果2分割傳感器的大小和形狀、布置相同，那么，即使反射率不同的各種光盤，也能同樣地對(duì)這些特性值進(jìn)行處理。
和前面的實(shí)施例一樣，這些計(jì)算可以用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在對(duì)電流值進(jìn)行AD變換后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算而求出。
首先，用上述方法來(lái)檢測(cè)光盤的徑向傾斜量。并且，圖25所示的凸輪88利用未圖示的驅(qū)動(dòng)源進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使軸支架底盤84的端部上下?lián)u動(dòng)。其結(jié)果，以支軸86為中心安裝在該底盤84上的光傳感器18改變傾斜度。一邊改變光傳感器18的傾斜度，一邊用上述方法來(lái)檢測(cè)光盤12和光傳感器的相對(duì)角度，如果在光盤上的束點(diǎn)正好達(dá)到良好的狀態(tài)下使凸輪88停止，那么，就能從光盤上的束點(diǎn)消除彗形像差。
在沒(méi)有傾斜的情況下，光80a分別射入到2分割傳感器整體的大致中央處。但不一定正好在正中央。若偏離中央，則特性值不能達(dá)到零，但也可以把該值看作是偏移值，從特性值中減去這一部分，將傾斜伺服中的目標(biāo)值相應(yīng)地增大即可。并且，即使正好位于正中央，也可以利用2分割傳感器輸出和其他電路輸出的偏移來(lái)使特性值產(chǎn)生偏移，該偏移值可以在制造過(guò)程中預(yù)先測(cè)量。對(duì)無(wú)翹曲的光盤，把傳感器相對(duì)于光盤調(diào)整到正規(guī)狀態(tài)，對(duì)物鏡進(jìn)行傾斜使光盤上不產(chǎn)生彗形像差，在此狀態(tài)下測(cè)量各特性值即可。
在利用一個(gè)光傳感器來(lái)記錄或重放DVD和CD兩種光盤的情況下，在光傳感器內(nèi)部分別采用不同的光源的情況下，安裝了無(wú)翹曲的水平的光盤時(shí)的傾斜檢測(cè)信號(hào)在兩個(gè)光源的情況下不一定一致。這是因?yàn)槿魞蓚€(gè)光源位置有誤差，則通過(guò)準(zhǔn)直儀透鏡面向光盤的平行光的方向不一致。這時(shí)分別測(cè)量偏移值即可。在此，以CD和DVD為例，但其他光盤也適用。<第3實(shí)施例>
在第1實(shí)施例中，檢測(cè)與傾斜量成正比的像高，即射到分割傳感器上的光的位置，其方法是在與想要檢測(cè)的傾斜的方向相垂直的對(duì)稱軸處分為2部分，把該傳感器輸出的差作為特性值。但在此要說(shuō)明的方法是將輸出的差除以總和的比率作為特性值。該第3實(shí)施例也適應(yīng)于第2實(shí)施例。
光盤裝置10及其光學(xué)系統(tǒng)和光路，以及傾斜的檢測(cè)方法，與第1實(shí)施例完全相同，所以，其說(shuō)明從略。
以下說(shuō)明在受光傳感器為4分割傳感器的情況下檢測(cè)像高的方法。為了簡(jiǎn)化，假定在光盤設(shè)有傾斜的狀態(tài)下，反射光80a(圖22和圖30)落到圖8所示的4分割傳感器60i、60j、60k、和60l的中央。
設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ii、Ij、Ik、和Il。如果光束落到4分割傳感器整體的中央，那么，Ii＝Ii＝Ik＝Il。如果偏離中央，那么，這些就變成不平衡。
若光盤12向徑向傾斜，則反射光80a入射的位置在傳感器60i和傳感器60j并排的方向或者傳感器60l和傳感器60k并排的方向上移動(dòng)。若向正切方向傾斜，則反射光80a入射的位置在傳感器60i和傳感器60l的并排方向或者傳感器60j和60k的并排方向上移動(dòng)。
作為表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用((Ii+Il)-(Ij+Ik))/(Ii+Il+Ij+Ik)。對(duì)正切方向采用((Ii+Ij)-(Ii+Ik))/(Ii+Il+Ij+Ik)。
同樣，對(duì)物鏡傾斜的情況進(jìn)行說(shuō)明。為了簡(jiǎn)化，假定在透鏡沒(méi)有傾斜的狀態(tài)下，反射光80(圖22、圖30)射入到4分割傳感器60m、60n、60o、和60p的中央。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Im、In、Io和Ip。如果反射光射入到光束4分割傳感器整體的中央，那么，Im＝In＝Io＝Ip。如果偏離中央，那么這些就變成不平衡。
若物鏡40即透鏡傾斜反射鏡50向徑向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60n和傳感器60n的并排方向或者傳感器60p和傳感器60o的并排方向上移動(dòng)。若向正切方向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60m和傳感器60p的并排方向或者傳感器60m和傳感器60o的并排方向上移動(dòng)。
表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用((Im+Ip)-(In+Io))/(Im+Ip+Io+Ip)。對(duì)于正切方向采用((In+Im)-(Ip-Io))/(Im+In+Io+Ip)。
根據(jù)這些特性值的符號(hào)，可以檢測(cè)出傾斜方向即角度的正負(fù)。并且，利用與欲檢測(cè)的方向相垂直的對(duì)稱軸來(lái)分成兩部分，利用互相補(bǔ)充的傳感器輸出的差除以總和的比率，能把光的入射位置作為以4分割傳感器的大小為基準(zhǔn)的相對(duì)值檢測(cè)出來(lái)，所以，如果4分割傳感器的大小和形狀、布置相同，那么，即使對(duì)于反射率不同的各種光盤和透鏡傾斜反射鏡各自的反射光，也能同樣地對(duì)這些特性值進(jìn)行處理。當(dāng)然，同樣的原因，也能適用于反射率不同的各種光盤。
和前面的第1實(shí)施例和第2實(shí)施例一樣，這些計(jì)算可以用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在對(duì)電流值進(jìn)行AD變換后進(jìn)行計(jì)算而求出。
以上在4分割傳感器的情況下進(jìn)行了說(shuō)明。但在檢測(cè)徑向傾斜或正切傾斜中的某一種的情況下，可以采用2分割傳感器，在此情況下也同樣可以檢測(cè)。以檢測(cè)徑向傾斜的情況為例，用圖23來(lái)僅僅說(shuō)明與4分割傳感器情況下的不同點(diǎn)。
反射光80a射入到圖23所示的2分割傳感器60i和60j內(nèi)。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ii和Ij。若光盤12向徑向傾斜，則反射光80a射入的位置在傳感器60i和傳感器60j的并排方向上移動(dòng)。作為表示像高即電流不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ii-Ij)/(Ii+Ij)。
同樣，反射光80b射入到傳感器60k和傳感器60l內(nèi)。設(shè)與光量對(duì)應(yīng)的電流為Ik和Il。若物鏡40即透鏡傾斜反射鏡50向徑向傾斜，則反射光80b射入的位置在傳感器60k和傳感器60l的并排方向上移動(dòng)。作為表示像高即電流的不平衡的特性值，對(duì)徑向采用(Ik-Il)/(Ik+Il)。
關(guān)于傾斜伺服的動(dòng)作，與第1實(shí)施例相同，所以，其說(shuō)明從略。
權(quán)利要求
1.一種傾斜檢測(cè)方法，在通過(guò)物鏡把來(lái)自準(zhǔn)直儀透鏡的平行光照射到光盤上的光盤裝置中，對(duì)光盤傾斜和/或物鏡傾斜進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于上述利用平行光中的物鏡光瞳遮擋的光來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
2.一種光盤裝置，其特征在于具有準(zhǔn)直儀透鏡，其把來(lái)自光源的光變換成平行光；物鏡，其使來(lái)自上述準(zhǔn)直儀透鏡的平行光在光盤上成像；物鏡支架，其對(duì)上述物鏡進(jìn)行支承；透光部分，其形成在上述物鏡支架上的、在光盤的軌跡切線方向上離開(kāi)物鏡的第一位置上，透過(guò)這里的透射平行光照射到上述光盤上；第一聚光鏡，其接收從上述光盤反射出來(lái)的透射平行光；以及光盤傾斜檢測(cè)器，其接受從第1聚光鏡來(lái)的入射光而且具有多個(gè)第1受光傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的光盤裝置，其特征在于上述第1聚光鏡是上述準(zhǔn)直儀透鏡，還具有在離開(kāi)該上述準(zhǔn)直儀透鏡和上述光盤傾斜檢測(cè)器之間的光軸的位置上設(shè)置的第1棱鏡，上述光盤傾斜檢測(cè)器接受從上述第1棱鏡來(lái)的入射光。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光盤裝置，其特征在于還具有反射裝置，其與上述物鏡一體地進(jìn)行移動(dòng)，而且在上述光盤的軌跡切線方向上在與第1位置相反的第2位置上對(duì)上述平行光進(jìn)行反射，輸出反射平行光；第2聚光鏡，其接受上述反射平行光；以及透鏡傾斜檢測(cè)器，其接受從上述第2聚光鏡來(lái)的入射光，而且具有多個(gè)第2受光傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的光盤裝置，其特征在于上述反射裝置包括反射板。
6.如權(quán)利要求5所述的光盤裝置，其特征在于上述反射板包括上述物鏡的平坦凸緣。
7.如權(quán)利要求4至6中的任一項(xiàng)所述的光盤裝置，其特征在于上述第2聚光鏡是準(zhǔn)直儀透鏡，還具有在準(zhǔn)上述直儀透鏡和上述透鏡傾斜檢測(cè)器之間的離開(kāi)光軸的位置上設(shè)置的第2棱鏡，上述透鏡傾斜檢測(cè)器接受從上述第2棱鏡來(lái)的入射光。
8.如權(quán)利要求7所述的光盤裝置，其特征在于上述第1棱鏡和上述第2棱鏡被設(shè)置在離開(kāi)光軸，互相方向相反的位置上，而且，把光的方向改變成互相與光軸方向相反。
9.如權(quán)利要求2或4所述的光盤裝置，其特征在于，為了檢測(cè)落入上述第1受光傳感器或上述第2受光傳感器內(nèi)的光束的位置，還具有可以計(jì)算出并排在光束移動(dòng)方向上的一對(duì)傳感器輸出的差、或一對(duì)傳感器組的輸出差的裝置。
10.如權(quán)利要求2或4所述的光盤裝置，其特征在于，為了檢測(cè)落入上述第1受光傳感器或上述第2受光傳感器內(nèi)的光束的位置，還具有可以計(jì)算出在光束移動(dòng)方向上并排的一對(duì)傳感器輸出的差被和除的比率、或一對(duì)傳感器組的輸出差被和除的比率的裝置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的光盤裝置，其特征在于在沒(méi)有光盤傾斜或物鏡傾斜的情況下，將上述第1受光傳感器或上述第2受光傳感器的各傳感器輸出平衡作為標(biāo)準(zhǔn)值。
12.如權(quán)利要求4所述的光盤裝置，其特征在于具有這樣一種傾斜伺服裝置根據(jù)利用上述光盤傾斜檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)出的光盤傾斜量，利用物鏡傾斜檢測(cè)器使物鏡按規(guī)定量進(jìn)行傾斜。
13.如權(quán)利要求12所述的光盤裝置，其特征在于上述規(guī)定量預(yù)先根據(jù)光盤被設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光盤裝置和傾斜檢測(cè)方法。來(lái)自激光二極管26的光用準(zhǔn)直儀透鏡34變成平行光，用反射鏡38反射到物鏡40的方向。通過(guò)設(shè)置在物鏡支架42上的通孔44的平行光在光盤上反射，該反射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直儀透鏡、偏振光分離器30和棱鏡52、54，射入到受光傳感器60內(nèi)。由反射鏡反射的平行光在與物鏡支架形成一體的反射鏡50上進(jìn)行反射，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直儀透鏡、偏振光分離器和棱鏡52、56，射入到受光傳感器60內(nèi)。從受光傳感器60的分割受光傳感器的輸出信號(hào)中，檢測(cè)出光盤傾斜和/或物鏡傾斜。本發(fā)明的效果是能對(duì)小型傳感器形成傾斜伺服機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1414546SQ0214288
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者日比野清司 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社