CN1244923C - 光读写头与光盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是选择地使用记录密度、厚度等规格不同的光盘，记录或再现信息信号的光读写头及光盘驱动装置，其中设有：对两种不同规格的光盘(22a)(22b)用同一个物镜(17)、分别发出不同波长激光束的两个光源部分(24a)(24b)，以及在光盘的半径方向及光轴方向上调节物镜(17)位置的透镜支承机构(15)。该透镜支承装置(15)设有透镜倾斜角调整机构(30)，该结构与离开第一光盘的信息信号面基准位置的位置改变量略成比例地改变物镜(17)相对光轴的倾斜角度。

Description

光读写头与光盘驱动装置

技术领域

本发明涉及可对规格不同的光盘进行信息信号记录或又可再现被记录信息信号的光读写头，以及利用该光读写头的光盘驱动装置。

背景技术

目前，对盘状光记录媒体即光盘照射激光、进行信息信号记录或再现被记录于光盘的信息信号的光盘驱动装置中，一种可用一个光读写头对厚度、记录密度等规格不同的光盘进行信息信号记录或再现的装置正在被采用。

作为可对规格不同的光盘进行信息信号的记录或再现被记录于光盘的信息信号的光读写头，人们采用具有图1所示结构的装置。如图1所示，光读写头101包括：分别发射出不同波长激光束的激光发光元件即两个半导体激光器102、103；两个分光镜104、105；准直透镜106；物镜107；包含驱动该物镜107使之位置改变的调节器的透镜支承机构108；以及接受从光盘110反射的返回光的感光元件109等。

可是，作为提高记录于光盘的信息信号的记录密度的方法，一般采用使物镜的数值孔径(NA)加大，使读取记录于光盘的信息信号的激光束波长(λ)变短的方法，从而使聚光于光盘的信号面上的激光束光斑直径变小。例如，小型光盘(CD：Compact Disc)作为记录媒体时，使用数值孔径(NA)为0.45、发射波长(λ)为780nm的激光束的光读写头，而如数字式通用光盘(DVD：Digital Versatile Disc)作为记录媒体时，使用数值孔径(NA)为0.6、发射波长(λ)为650nm的激光束的光读写头。因聚光于光盘信号记录面的激光束光斑的直径与λ/NA成比例，所以形成于DVD光盘信号记录面的激光束光斑的直径相当于形成于CD光盘信号记录面的激光束光斑直径的63％左右。

如使物镜的数值孔径(NA)加大，当光盘相对激光束倾斜时，激光束光斑的彗差以NA的3次幂成比例增加并使激光束光斑的形状恶化，因此，将DVD光盘上遮蔽激光束的保护层的厚度减少得比CD更薄，这样可抑制激光束光斑相对于光盘倾斜的恶化程度。

对这两种厚度不同的光盘，例如对于CD和DVD，为了可用一个物镜进行记录或再现信息信号，必须将激光束光斑直径聚焦到适当的大小，以对于不同厚度的光盘所产生的两个不同大小球面像差而言，激光束均能良好地记录或再现信息信号。日本专利第2559006号的说明书所记载的透镜，就是此类物镜之一例。

再者，从外观上看CD和DVD，其直径及厚度大体相同，但如上所述，由于DVD的保护层更薄，记录和读取光盘内信息信号的信号面将产生位置上的差别，基于这种厚度上的差别，可以近似地将CD作为厚度厚的光盘、DVD作为厚度薄的光盘来处理。

另一方面，如薄圆板状光盘由于其结构上的原因，从中心部指向外圆周方向即径向上易弯曲，且旋转时易发生所谓的表面振摆。由光盘的弯曲和表面振摆所引起的彗差，会产生道间串扰，进而不能明确地读取信号。为减少激光束光斑形状的恶化，可采用不同的方法。如日本专利申请特开平11-110802号所公报记载的方法，用电学方法检测光盘的倾斜度、并借由像差修正元件防止在光盘信号记录面上形成的激光束光斑形状的恶化；又如日本专利申请特开平2000-36125号所公报记载的方法，即把物镜放置在三轴调节器上，驱动该调节器可在聚焦方向、纹道方向、及倾斜方向等三轴方向上改变位置。这些专利公报上记载的用以减少形成于光盘信号记录面上的激光束光斑形状恶化的方法，通常都需要设置附加元件，由此带来光读写头及使用该光读写头的光盘驱动装置结构上的复杂化、以及制造成本随之提高的问题。

对此，还提出了如下方法：与相对物镜上预定位置的位置变化成比例地使二轴调节器在径向倾斜，并使之跟随光盘的弯曲，从而防止激光束光斑形状的恶化。为了使两种厚度不同的光盘共用1个物镜来实现信息信号的记录或再现，必须改变其工作距离，即物镜与光盘入射面之间的距离。但是，若两种厚度不同的光盘共用1个支承体，并使物镜倾斜调整成适合于其中一种光盘时，对另一种光盘而言，因须使透镜按工作距离的差值倾斜，从而会使再现信号恶化。

发明内容

本发明的目的在于解决如上所述的传统光读写头及光盘驱动装置的缺点，提供一种新颖的光读写头及使用该光读写头的光盘驱动装置。

本发明的另一目的，是提供一种不使其结构复杂化、而能以简单的结构防止照射于规格不同的光盘而产生的激光束光斑的恶化，并以良好的记录、再现特性进行信息信号的记录或再现被记录的信息信号的光读写头，以及使用该光读写头的光盘驱动装置。

为达成上述目的所被提出的本发明，是一种至少对信息记录密度与厚度不同的两种光盘共用同一物镜进行记录或再现信息信号的光读写头，其特征在于设有：

分别发射不同波长激光束的两个光源部分，以及

在光盘的半径方向与光轴方向上调节所述物镜位置的透镜支承机构；

所述透镜支承机构设有透镜倾斜角调整机构，该机构与离第一光盘的信息信号面基准位置的位置改变成比例地、使物镜相对于光轴的倾斜角度改变；

在所述光读写头中，用于第二光盘记录或再现的第二光源部分位置相对用于第一光盘记录或再现的第一光源部分位置，满足以下条件：

120°≤θ≤240°

式中，

θ：为从用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘的外圆周方向的直线为基准、以逆时针方向旋转至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所测到的角度。

此光读写头，即使在第一光盘存在弯曲时，也可修正由弯曲造成的激光束光斑的恶化程度，使记录或再现的信息信号达到最佳状态，同时也可修正由透镜倾斜角调整机构调斜的物镜对第二光盘的影响。

并且，本发明是一种对信息记录密度、厚度规格不同的两种光盘，使用同一个物镜进行记录或再现信息信号的光盘驱动装置，其特征在于包括：

设有发射出不同波长激光束的两个光源部分，以及在光盘的半径方向及光轴方向上调节所述物镜位置的透镜支承机构光读写头；

所述透镜支承机构设有透镜倾斜角调整机构，该机构和离开第一光盘信息信号面的预定位置的位置改变量成比例地、改变物镜相对于光轴的倾斜角度，

在所述光盘驱动装置中，用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置相对用于第一光盘记录或再现的第一光源部分的位置，被设置得满足以下条件：

120°≤θ≤240°

式中，

θ：为以使用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘外圆周方向的直线为起始半径、以逆时针方向旋转至使用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所形成的角度。

此光盘驱动装置，即使在第一光盘存在弯曲时，也可修正由弯曲造成的激光束光斑的恶化程度，使记录或再现的信息信号达到最佳状态，同时也可修正由透镜倾斜角调整机构调斜的物镜对第二光盘的影响。

本发明的光读写头与光盘驱动装置中，其两个光源部分共用同一个支承件，从而可使整个装置的结构变得紧凑。

另外，本发明的光读写头及光盘驱动装置中，若以S为物镜的倾斜角度(以物镜位于光盘外周侧的一侧接近光盘的方向为正)；δ为相对物镜基准位置的位置改变量(接近光盘方向为正)；R为光盘半径，则其透镜倾斜角调整机构以满足1/4·δ/R≤S≤δ/R的条件为目的来改变物镜的倾斜角度。通过此种结构，即使是在第一光盘弯曲时，也能有效地修正由弯曲造成的激光束光斑的恶化程度。

再有，本发明的光读写头及光盘驱动装置中，设有接受经各光盘反射所形成的返回激光束的感光部件；在该感光部件和物镜之间设有将各光路合成的光路合成装置，以在接收从各光源部分发射出的两种返回激光束的感光部件大致相同的位置处进行感光，由此，可共同感光部件，从而可减少部件的数量。

再有，本发明的光读写头及光盘驱动装置满足如下各条件：-0.3≤T·ΔWD·φ+tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·cosθ≤0.3-0.2≤tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·sinθ≤0.2式中，f为物镜的焦距；β为光学系统的成像放大率；ΔWD为对第一光盘记录或再现时的工作距离和对第二光盘记录或再现时的工作距离之差，这里，所述对第一光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第一光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；所述对第二光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第二光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；φ为物镜相对于第二光盘倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜进行修正时该第二光盘所倾斜的角度；α为激光束对物镜的入射角倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜修正时第二光盘的倾斜的角度(以消除激光束倾斜造成的影响的方向为正)；T为对第一光盘记录或再现时，物镜的倾斜角度相对于偏离基准聚焦位置的位置改变量的灵敏度；ΔL为用于第一光盘记录或再现的第一光源部分的位置和用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置之间的距离；θ为以从用于第一光盘的记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘外圆周方向的直线为基准，以逆时针方向旋转至用于第二光盘的记录或再现的第二光源部分的位置时所形成的角度。由此，即使是对于第二光盘，也可有效减少由透镜倾斜角调整机构所调斜的物镜所发生的彗差等造成的影响。

对于本发明的其他发明目的，以及由本发明所带来的具体优点，将通过参照下列附图的实施例说明进一步加以阐述。

附图说明

图1是表示传统光读写头的光学系统基本结构的侧视图。

图2是表示本发明适用的光盘驱动装置的外观透视图。

图3是表示光盘驱动装置基本结构的部分解透视图。

图4是表示光读写头的二轴调节器的透视图。

图5是表示光读写头的光学系统基本结构侧视图。

图6是透镜倾斜角调整机构的操作说明图。

图7是透镜倾斜角调整机构的操作说明图。

图8是说明光盘弯曲状态的示意图。

图9是说明光盘存在弯曲时、光盘各部分信号面的位置变动的示图。

图10是说明光盘存在弯曲时、光盘半径方向上光盘各部分信号面的位置变动和物镜倾斜的关系的示图。

图11A与图11B是说明为了对规格不同的另一光盘进行记录或再现而变动了位置的物镜的状态的示图。

图12A是说明透镜倾斜产生彗差时的状态的示图，图12B是说明光盘倾斜产生彗差时的示图。

图13是表示物镜或光盘的倾斜与彗差之关系的坐标图。

图14是激光发光元件上两个光源部分配置关系的概略示图。

图15A是表示激光束对物镜的入射角与彗差之关系的坐标图，

图15B是表示光盘倾斜与彗差之关系的坐标图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的光读写头及使用该光读写头的光盘驱动装置进行说明。

在以下所示的实施例中，本发明被应用于采用DVD(DigitalVersatile Disc或Digital Video Disc)规格的光盘(以下简称为DVD)及CD-ROM、CD-R、CD-RW等CD(Compact Disc)规格光盘(以下简称为CD)记录媒体的光盘驱动装置及用于该光盘驱动装置的光读写头。

首先，对应用本发明的光盘驱动装置作概略说明。

如图2所示，光盘驱动装置1由外壳2内包含的各部件及各种机构配置而成。其中外壳2是由盖3和面板4组成，面板4上设有横向的长开口4a，以及有各种操作按钮的操作部分5。

如图3所描述的，外壳2内配置有机架6。该机架6上又配设有各种机构，即装载光盘托盘7的装载机构8和可旋转的底盘9等。并且，底盘9上，设有靠主轴马达10旋转的光盘转台11，以及可在其上移动的光读写头12。光读写头12由底盘9支承，底盘9可使之在安装于光盘转台11上旋转的光盘的径向移动。

如图3所示，光读写头12由移动底座13上配置的各种所需元件组成，在移动底座13的长度方向上的两个端部各设有轴承13a与13b。在该轴承13a及13b中，分别插入互相平行的一对导引轴14、14，在该导引轴14、14的引导下光读写头12可在安装于光盘转台11上旋转的光盘上径向移动。

移动底座13，设有作为透镜支承机构的二轴调节器15。如图4所示的二轴调节器15是由固定部分15a和二轴移动部件15b组成，其中固定部分15a固定于移动底座13，二轴移动部件15b可移动地设置于固定部分15a。二轴移动部件15b由支承件16、物镜17与线圈1 8等组成。并且，支承件16由透镜保持套16a和线圈架16b一体成形，该线圈架16b突出于该透镜保持套16a的侧面。物镜17通过压入或粘结等适当的方式固定于透镜保持套16a内。

接着，就用于具有如上所述结构的光读写头12的透镜倾斜角调整机构30的工作原理，以及由光盘的弯曲和表面振摆造成的光盘倾斜和照射于光盘的激光束光斑之间的关系进行说明。

构成本发明的光读写头12的二轴移动部件15b，通过支承体，即由具有导电性与弹性的材料构成的4条细线状悬挂带19、19...，为固定部分15a所支承并与之电气连接。如后所述，4条细线状悬挂带19根据其配置位置不同其弹簧常数也稍有差异。

固定部分15a上，设有其纵截面大致呈U字形的轭架20，该轭架20是由一对相互对置的轭架片20a、20a组成，在该轭架片20a、20a的相对面上分别固定有两个磁铁21、21，并由这些轭架片20a、20a和磁铁21、21聚焦线圈18a及跟踪线圈18b形成磁路。

如上所述，本发明的光盘驱动装置1是可选择使用DVD光盘和CD光盘的装置，并分开使用650nm和780nm两种不同波长激光束，因此，其物镜17也使用所谓双焦距透镜。

本发明的光盘驱动装置，其面板4上设有操作部分5，输入了能使托盘7弹出至外壳2外部的光盘装卸位置的弹出命令后，通过装载机构8的动作使托盘7从面板4的开口部4a伸出至外壳2的外部，成为可在其装载凹部7a装载光盘的状态。光盘装上装载凹部7a后，再通过操作部分5输入能使托盘7退回至外壳2内部的装载命令后，同样通过装载机构8的动作使托盘7退回至外壳2内部。

接着，用户通过操作部分5输入能使光盘(DVD)22a或光盘(CD)22b进行信息信号的记录或再现命令后，底盘9的旋转使光盘转台11移动至图3所示位置的上方，结果光盘转台11中心部插入于光盘中心孔内，并将光盘夹持于光盘转台11。夹持于光盘转台11的光盘DVD 22a或光盘CD 22b与光盘转台11成为一体并可一起旋转。通过主轴马达10驱使光盘转台11开始旋转，光盘DVD 22a或CD 22b可与光盘转台11一起旋转。光盘转台11旋转时，光读写头12在一对导引轴14的引导下，从与光盘转台11一起旋转的光盘DVD 22a或光盘CD 22b的内圆周向外圆周的方向移动，同时通过支承于二轴调节器15的物镜17使激光束照射于光盘DVD 22a或光盘CD 22b的信号面上，从而对光盘DVD 22a或CD 22b写入信息信号，或从光盘CD 22b或DVD 22a读取被记录的信息信号。

操作设于面板4的操作部分5、输入信息信号再现或记录停止命令后，光盘CD 22b或DVD 22a的旋转就停止，同时光读写头12的移动也停止，由此停止对信息信号的读取或写入操作，底盘9向下即在与上述方向相反的方向，返回图3中的下方位置，光盘CD 22b或DVD 22a在光盘转台11的夹持被解除，光盘被放置于托盘7的装载凹部7a上，底盘9下降至托盘7下方位置。

另外，通过操作部分5输入使托盘7弹出至外壳2的外部的弹出命令后，托盘7从开口部4a伸出至外壳2的外部，从而可取出放置在装载凹部7a的CD 22b或DVD 22a。从装载凹部7a取出CD 22b或DVD 22a后，再通过操作部分5输入使托盘7退回至外壳2内部的装载命令时，托盘7将退回至外壳2内部。

下面，对有关本发明的构成光读写头12的发射激光束的光学系统23进行说明。

光学系统23固定在光学底座23a，除物镜17之外的共用支承件均固定于光学底座23a上，如图5所示，其上设有两个光源部分24a和24b，可分别发射出650nm和780nm波长的两种激光束。其中发射650nm波长激光束的光源部分24a用于DVD，而发射780nm波长激光束的光源部分24b用于CD。发射出不同波长激光束的两个光源部分24a和24b，布置于同一个支承件24c，并一体封装成激光发光元件24。上述光学系统23包含：上述的物镜17；衍射元件25；激光束分光镜26；准直透镜27；感光元件(PDIC)28；光学元件29等。其中，衍射元件25使得用于CD 22b的780nm波长的激光束发生衍射，从而形成用以进行跟踪伺服的激光束光斑；激光束分光镜26用于透过或反射激光束；感光元件28为接受被DVD 22a或CD 22b的信号面反射的返回光的感光部件；而光学元件29是具有光路合成功能，使不同波长的激光束光路合成并聚焦在与感光元件28相同位置上，同时为使两种激光束产生像散，从此通过像散法产生聚焦误差信号的元件。

再有，被用于光盘驱动装置1的DVD 22a和CD 22b，虽然其厚度基本上相同，但其工作点不同，也就是说因其信号记录面的位置不同使聚焦形成激光束光斑时物镜17的位置不同，因此当两种光盘被光盘转台11装载的装载面在相同位置时，从DVD 22a及CD 22b的激光束入射面起算在光轴方向上约有0.6mm的差异。为了修正由该0.6mm的差异所导致的球面像差，并使激光束进行对于DVD 22a及CD 22b均良好的聚焦，采用如上所述的所谓双焦距透镜作为物镜17。虽然DVD 22a和CD 22b其厚度基本上相同，但是因为其信号记录面被置于不同的位置，近似地CD 22b可被看成是厚的光盘，而DVD 22a可被看成是薄的光盘。

然而，即使使用双焦距透镜即物镜17也无法消除0.66mm的工作点差异。由于物镜17是由包含透镜支承机构15的二轴调节器驱动，使其物镜17沿着与光轴平行的聚焦方向及与光轴互相垂直的纹道方向上产生位置的改变，以使该物镜17聚焦激光束形成良好的激光束光斑，正确地扫描DVD 22a及CD 22b的记录纹道并准确地读取和写入。由双焦距透镜构成的物镜17，在使用CD规格的光盘和使用DVD规格的光盘进行信息信号的记录或再现时在聚焦方向上的不同位置形成理论上的工作点。即如图5所示，位置A是使用DVD 22a时的物镜17的工作点(以下称基本工作点)，位置B是使用CD 22b时的物镜17的工作点(基本工作点)。

二轴调节器15在支承物镜17同时，在聚焦方向及纹道方向上驱动该物镜17，其透镜倾斜角调整机构30，如图6及图7所示，例如使物镜17离对DVD 22a进行记录或再现时的基本工作点A的位置改变量δ(mm，接近光盘侧为正)略成比例地从DVD 22a的中心部向外圆周方向倾斜S角(deg，以DVD 22a的外周侧接近物镜17的方向为正)。

透镜倾斜角调整机构30，是利用二轴调节器15的功能使物镜17倾斜的机构，它由二轴调节器15构件的一部分在机械上加以更改而成。

也就是，该透镜倾斜角调整机构30的功能，在由本申请人先前提出的日本专利申请特开2001-319353号公报、与该申请对应的美国专利申请09/842868号说明书里有其详细的记载。在此将不再进行更详细的说明，请参考上述申请的专利说明书。这里要说明的是，例如，通过使二轴调节器15的二轴移动部件15b支承于固定部分15a的4条细线状悬挂带19、19...，可保持直径不变而适当改变其弹簧常数来实现，又可通过适当改变其线径并使之具有不同的弹簧常数来实现。即，使位于光盘内圆周侧的一对细线状悬挂带19的弹簧常数比位于外圆周侧的另一对细线状悬挂带19大、使同样位于内圆周侧的一对细线状悬挂带19的直径比位于外圆周侧的另一对细线状悬挂带19大，由此可使物镜17与离基本工作点A的位置改变量δ略成比例地倾斜指定的角度。

并且，物镜17产生偏离基本工作点的位置变动的原因是：如DVD22a光盘有弯曲或有表面振摆时，DVD 22a信号面与物镜17之间的距离将比通常情况大，此时通常的基本工作点A不能形成焦点，通过二轴调节器15调整使物镜17在聚焦方向上移动，来产生其位置上的改变。

以下，就为了修正DVD 22a进行记录或再现时、由DVD 22a光盘的弯曲或表面振摆所造成的倾斜，通过透镜倾斜角调整机构30的倾斜调整使物镜17达到最佳倾斜角度的方法进行说明。设比例常数为T(deg/mm)，其位置改变量δ和倾斜角S的关系可由以下的式1来表示。

S＝T·δ  ....(1)

式中，比例常数TA由薄光盘DVD 22a的半径R(mm)来决定。

在此，讨论DVD 22a光盘有弯曲现象时的情形。如图8所示，设DVD 22a的半径为R，DVD 22a的最外圆周部的弯曲量为M(mm)，如图所示，其从中心部到外圆周部其弯曲量都相同。又如传统技术所述的那样，一般而言，光盘的弯曲和表面振摆是不可避免的，并由此其信号面发生位置改变，即物镜相对光盘产生倾斜，从而产生彗差，并使聚焦于信号面上的激光束光斑恶化。

透镜倾斜角调整机构30装于二轴调节器15内，并按照式1所示与位置改变量δ成比例地调整物镜17的倾斜角度，使由彗差产生的激光束光斑恶化得到修正，并由此能够良好地进行记录或再现。

如图9所示，设DVD 22a信号记录纹道的最内圆周侧的位置为Rin、最外圆周侧的位置设Rout，对于记录面中央部(Rin+Rout)/2，如选用使透镜的倾斜角S与弯曲的光盘记录面(读取记录信号的一面)的倾斜角M/R·180/π(deg)相等的比例常数T时，可使记录面中央部的由彗差引起的激光束恶化程度变小，此时的记录面的位置改变量

$m=\frac{R_{\mathrm{in}}+R_{\mathrm{out}}}{2R}\·M---\left(2\right)$

m，由以下的式2表示。

然后，使m＝δ(物镜17的位置改变量)，把式2代入式1得到以下的式3。

$\frac{M}{R}\·\frac{180}{\mathrm{\π}}=T\·\frac{R_{\mathrm{in}}+R_{\mathrm{out}}}{2R}\·M---\left(3\right)$

再整理式3，消去M和R，得到以下的式4。

$T=\frac{2}{R_{\mathrm{in}}+R_{\mathrm{out}}}\·\frac{180}{\mathrm{\π}}(\mathrm{deg}/\mathrm{mm})---\left(4\right)$

若比例常数T由式4定义时，物镜17相对于有弯曲的光盘的倾斜角变化如图10所示。即在图10中所示(b)位置为，对信息信号记录面的中央部分进行记录或再现时的物镜17的位置，此时的倾斜角等于光盘的倾斜角M/R。并且，在图10中所示(a)位置是对信息信号记录面的最内圆周部分进行记录或再现时的物镜17的位置，在图10中所示(c)位置是对信息信号记录面的最外圆周部分进行记录或再现时的物镜17的位置。若物镜17在图10中所示(a)位置时，彗差的修正稍微不足，若在(c)所示位置时，彗差的修正稍微过量。例如，对于Rin＝24(mm)、Rout＝58(mm)的光盘，其T＝1.397(deg/mm)。再有，图10中(b)所示位置是信息信号记录面的中央位置。

并且，为良好地进行记录或再现，比例常数T最好能满足以下的式5。

$\frac{1}{4}\·\frac{1}{R}\·\frac{180}{\mathrm{\π}}\≤T\≥\frac{2}{R_{\mathrm{in}}+R_{\mathrm{out}}}\·\frac{180}{\mathrm{\π}}---\left(5\right)$

再有，比例常数T超过式2指定的上限时，对光盘的外圆周部分进行记录或再现时，由于物镜17的轴外特性使像散比彗差的增大量更大，从而使激光束光斑恶化。若比例常数T越过式2的下限时，由于彗差修正量不足，也会使激光束光斑恶化。

当对DVD 22a进行记录或再现操作时，由于DVD 22a制造中产生的弯曲，和承载DVD 22a并使之旋转的机构上产生的变形(表面振摆)，使物镜17离基本工作点A产生位置改变δ，此时，通过(不需附加新的构件而通过机械上对部分构件加以修改而成的)透镜倾斜角调整机构30，调整使物镜17与其位置改变量略成比例地倾斜S(＝Tδ)角。因此，借由该物镜17倾斜S角度，可使DVD 22a的弯曲或表面振摆引起的彗差造成的激光束光斑恶化得到修正，从而可使记录或再现达到最佳的状态。

其次，就设有透镜倾斜角调整机构30的光读写头12对CD(厚光盘)进行记录或再现的情况进行说明。

如图11A及图11B所示，通过物镜17对CD 22b进行记录或再现时，该物镜17通过二轴调节器15的调节从基本工作点A移动到基本工作点B，即与对薄光盘DVD 22a进行记录或再现时的位置相比，此时接近CD 22b表面ΔWD距离。

接着，由于DVD及CD两种光盘的不同信号面位置所造成的物镜17在光轴方向上的移动，透镜倾斜角调整机构30动作，而基本工作点A与B之间的距离为ΔWD(mm)，通过透镜倾斜角调整机构30的动作，不论CD 22b由于其光盘的弯曲和表面振摆是否倾斜，物镜17在基本工作点B处依上述的式1倾斜S＝T·ΔWD(deg)角。一般，如图12A中所示的相对光轴其物镜倾斜，又如图12B中所示的光盘倾斜时均将产生彗差。例如，物镜的数值孔径(NA)为0.45时，物镜和光盘中不管哪个倾斜，每1°倾角都将产生超过0.06λrms的彗差。

并且，物镜17相对CD 22b倾斜时所产生的彗差C_T，通过倾斜调整CD 22b，也就是使物镜17与CD 22b接近相互平行状态使其彗差得到修正。

更具体地说，如图13中虚线C所示的物镜17相对CD 22b倾斜调整1°所产生的彗差C_T，可通过CD 22b倾斜调整如图中实线D所示的φ(deg)角得到修正。

从而，当对CD 22b进行记录或再现时，CD 22b相对物镜17只要倾斜由以下的式6(deg)所示的角度，即可使彗差得到修正，并且可使记录或再现信号达到最佳的状态。

T·ΔWD·φ ....(6)

当对CD 22b进行记录或再现时，要使CD 22b相对物镜17倾斜式6所示的角度(deg)，除在光盘驱动装置1的结构上增设新的机构之外别无他法。但为了使CD 22b倾斜而增设新的机构，会使光盘驱动装置1的结构复杂化、制造成本也随之增加，这与本发明的目的相矛盾。

因此，本发明不增设新的机构，当对CD 22b进行记录或再现时，由物镜17倾斜所造成的影响不通过CD 22b的倾斜调整来加以消除。其详细说明将在后文叙述，这里要说的是，将对CD 22b进行记录或再现的光源部分24b位置从光轴上错开，使光源部分24b发出的激光束倾斜地入射到物镜17，从而消除物镜17在基本工作点B时倾斜调整所造成的影响。以下，就消除物镜17在基本工作点B对CD 22b进行记录或再现时倾斜调整T·ΔWD角所造成影响的方法进行详细的说明。

如图14所示，用于CD 22b的激光发光元件24的第二光源部分24b的位置，和用于DVD 22a的光轴上的第一光源部分24a的位置之间的距离为ΔL(mm)、角度为θ(以径向的外圆周侧为基准逆时针旋转所测得的角度)。设准直透镜27的焦距设为fCL(mm)，当对CD 22b进行记录或再现时，发生以下式7所示的激光束倾斜γ角。

$\tan \mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{\ΔL}}{\mathrm{fCL}}---\left(7\right)$

若对式7中的激光束倾斜度γ，在径向和与径向垂直的方向(切线方向)上分解，分别为γcosθ和γsinθ。

但如图15A和图15B所示，通过物镜17对CD 22b进行记录或再现时，从光源部分24b发出的入射光线对物镜17倾斜单位角度将产生彗差Cy，假如为了修正该彗差Cy使记录或再现信号达到最佳的效果而倾斜CD 22b的话，所要倾斜的角度为α(deg)(消除光线倾斜度方向为正)，在物镜17与光轴垂直的情况下，如使CD 22b倾斜以满足以下式8所示的方向，就可使记录或再现信号达到最佳。

(a)径向：αγcosθ

(b)切线方向：αγsinθ  (8)

而且，依据式6和式8，光读写头12对CD 22b进行记录或再现时，若使CD 22b在径向和切线方向的倾斜满足如下式9所示的角度，可使记录或再现信号达到最佳。

(a)径向：ΔTilt(rad)＝T·ΔWD·φ+γαcosθ

(b)切线方向：ΔTilt(tan)＝γαsinθ    .....(9)

但一般来说，可对多个光盘进行信息信号的记录或再现的光读写头，出于制造成本与结构简单化的考虑，须共用承载光盘并使之旋转的部件(例如，光盘转台11等)，且实际上又不可能使CD 22b倾斜，因此如把式9中的(a)和(b)都置为0时，就CD 22b而言，就可消除激光束光斑的恶化，并能够良好地记录或再现信息信号。

实际上，式9(a)中的T、ΔWD、φ、γ、α通常为正数，因此，最好使第二项中的cosθ置为负数。并且，如考虑到9(b)，θ最好限定在120°≤θ≤240°范围内。

另外，考虑到制造上的误差，如能使倾斜角度θ的误差控制在切线方向上达到±0.2°以内，径向上达到±0.3°以内，则对CD 22b进行记录或再现时所造成的信息信号的失真程度可在容限之内，即满足以下的式10。

(a)|ΔTilt(rad)|≤0.3

(b)|ΔTilt(tan)|≤0.2 ....(10)

由式6至式10，光读写头12及光盘驱动装置1中，如设β为光学系统23的成像倍率、f为物镜17的焦距，当满足以下的式11时，如图11A和图11B所示，即使物镜17在工作点B由透镜倾斜角调整机构30的调整而倾斜一定角度，也可使对CD 22b的记录或再现信号达到良好的状态。

$\left(a\right)-0.3\≤T\·\mathrm{\ΔWD}\·\mathrm{\φ}+\mathrm{ta}{n}^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}\·\left|\mathrm{\β}\right|}{f}\right)\·\mathrm{\α}\·\cos \mathrm{\θ}\≤0.3$

$\left(b\right)-0.2\≤\mathrm{ta}{n}^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}\·\left|\mathrm{\β}\right|}{f}\right)\·\mathrm{\α}\·\sin \mathrm{\θ}\≤0.2---\left(1.1\right)$

当对CD 22b进行记录或再现时，被移至基本工作点B，由于透镜倾斜角调整机构30的倾斜调整使该物镜17倾斜S(＝T·ΔWD)角，由此产生彗差；而用于CD 22b的激光发光元件24的光源部分24b离用于DVD 22a的光源部分24a距离为ΔL、所形成的角度为θ，由于从光源部分24b发出的激光束倾斜入射于物镜17，因此可消除上述的彗差，使激光束光斑不恶化，并可以良好的状态记录或再现。

在以上所述的本发明，即对于如CD和DVD那样厚度和记录密度不同、即规格不同的两种光盘用同一物镜来实现信息信号的记录或再现的光读写头12及光盘驱动装置1中：使用DVD 22a时，仅仅通过简单的机械更改而成的、无需增设新部件等的透镜倾斜角调整机构30，对于光盘制造过程中形成的弯曲和夹持光盘并使之旋转时所产生的机构上变形及由旋转时产生的表面振摆所带来的激光束光斑的恶化，即可通过对物镜17倾斜调整来加以修正；同时，使用CD22b时，因光源部分24b与光轴错开，使其发射出的激光束倾斜入射于物镜17，由此可抵消由于物镜17比使用DVD 22a时更接近于其光盘的信号面而被透镜倾斜角调整机构30倾斜，由此，使用两种规格不同的光盘时都能修正激光束光斑的恶化，并使其记录或再现达到最佳状态。

再有，上述实施例所揭示的各部分具体的形状及构造，均仅为本发明的具体实施方式之一例，不能以此限定地理解本发明的特征。

工业上的适用性

综上所述，本发明光读写头及使用该光读写头的光盘驱动装置，用同一个物镜选择使用信息记录密度、厚度等规格不同的两种光盘，并可记录或再现信息信号，其对使用两种规格不同的光盘时都能防止激光束光斑恶化，并以良好的状态记录或再现信息信号。特别是，即使一种光盘存在弯曲，也可在修正因弯曲造成的激光束光斑的恶化后进行信息信号的记录或再现；而对另一种光盘，也可修正由透镜倾斜角调整机构倾斜的物镜所造成的影响，从而对两种光盘中的任一种，都可以良好的记录再现特性进行信息信号的记录或再现。

Claims (8)

1.一种至少对信息记录密度与厚度不同的两种光盘共用同一物镜进行记录或再现信息信号的光读写头，其特征在于设有：

分别发射不同波长激光束的两个光源部分，以及

在光盘的半径方向与光轴方向上调节所述物镜位置的透镜支承机构；

所述透镜支承机构设有透镜倾斜角调整机构，该机构与离第一光盘的信息信号面基准位置的位置改变成比例地、使物镜相对于光轴的倾斜角度改变；

在所述光读写头中，用于第二光盘记录或再现的第二光源部分位置相对用于第一光盘记录或再现的第一光源部分位置，满足以下条件：

120°≤θ≤240°

式中，

θ：为从用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘的外圆周方向的直线为基准、以逆时针方向旋转至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所测到的角度。

2.如权利要求1所述的光读写头，其特征在于所述的两个光源部分为同一支承件所支承。

3.如权利要求1所述的光读写头，其特征在于设有接受经光盘反射所形成的返回激光束的受光部件；在该受光部件和物镜之间设有将各光路合成的光路合成部件，以在与受光部件相同的位置接受从各光源部分返回的两种返回激光束。

4.如权利要求1所述的光读写头，其特征在于满足以下条件：

-0.3≤T·ΔWD·φ+tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·cosθ≤0.3

-0.2≤tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·sinθ≤0.2

式中，

f：物镜的焦距；

β：光学系统成像放大率；

ΔWD：对第一光盘进行记录或再现时的工作距离与对第二光盘进行记录或再现时的工作距离之差，这里，所述对第一光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第一光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；所述对第二光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第二光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；

φ：物镜相对第二光盘倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜以作修正时该第二光盘所倾斜的角度；

α：激光束对物镜的入射角倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜以作修正时该第二光盘所倾斜的角度，该角度以消除激光束倾斜之影响的方向为正；

T：对第一光盘进行记录或再现时，物镜的倾斜角度相对于物镜离基准聚焦位置的位置改变量的灵敏度；

ΔL：用于第一光盘记录或再现的第一光源部分的位置至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置之间的距离；

θ：以从用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘的外圆周方向的直线为基准，逆时针方向旋转至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所测到的角度。

5.一种对信息记录密度、厚度规格不同的两种光盘，使用同一个物镜进行记录或再现信息信号的光盘驱动装置，其特征在于包括：

设有发射出不同波长激光束的两个光源部分，以及在光盘的半径方向及光轴方向上调节所述物镜位置的透镜支承机构光读写头；

所述透镜支承机构设有透镜倾斜角调整机构，该机构和离开第一光盘信息信号面的预定位置的位置改变量成比例地、改变物镜相对于光轴的倾斜角度，

在所述光盘驱动装置中，用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置相对用于第一光盘记录或再现的第一光源部分的位置，被设置得满足以下条件：

120°≤θ≤240°

式中，

θ：为以使用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘外圆周方向的直线为起始半径、以逆时针方向旋转至使用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所形成的角度。

6.如权利要求5所述的光盘驱动装置，其特征在于所述两个光源部分为同一支承件所支承。

7.如权利要求5所述的光盘驱动装置，其特征在于设有接受经光盘反射所形成的返回激光束的受光部件；在该受光部件和物镜之间设有将各光路合成的光路合成部件，以在与受光部件相同的位置接受从各光源部分返回的两种返回激光束。

8.如权利要求5所述的光盘驱动装置，其特征在于满足以下条件：

-0.3≤T·ΔWD·φ+tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·cosθ≤0.3

-0.2≤tan^-1(ΔL·|β|/f)·α·sinθ≤0.2

式中，

f：物镜的焦距；

β：光学系统成像放大率；

ΔWD：对第一光盘进行记录或再现时的工作距离与对第二光盘进行记录或再现时的工作距离之差，这里，所述对第一光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第一光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；所述对第二光盘进行记录或再现时的工作距离是，激光束对第二光盘的信号面对焦时的物镜的第二光盘侧的面与光盘间的距离；

φ：物镜相对第二光盘倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜以作修正时该第二光盘所倾斜的角度；

α：激光束对物镜的入射角倾斜单位角度时，为了使记录或再现信号达到最佳，使第二光盘倾斜以作修正时该第二光盘所倾斜的角度，该角度以消除激光束倾斜之影响的方向为正；

T：对第一光盘进行记录或再现时，物镜的倾斜角度相对于物镜离基准聚焦位置的位置改变量的灵敏度；

ΔL：用于第一光盘记录或再现的第一光源部分的位置至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置之间的距离；

θ：以从用于第一光盘记录或再现的第一光源部分朝向记录或再现时的光盘的外圆周方向的直线为基准，逆时针方向旋转至用于第二光盘记录或再现的第二光源部分的位置时所测到的角度。

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