用于將激光束聚焦到光盤上的裝置和方法
【專利摘要】本發明提供一種用于將激光束聚焦到光盤上的方法和裝置。根據多方面，所述裝置可包括物鏡，所述物鏡的數值孔徑小于用于光盤的標準的數值孔徑。另外，被用于將激光束聚焦到物鏡上的準直透鏡可位于固定的位置。盡管這一位置固定，但是所述裝置可支持光盤的多個層上的數據記錄和再現。
【專利說明】用于將激光束聚焦到光盤上的裝置和方法
[0001]本申請要求于2013年2月25日提交到韓國知識產權局的第10-2013-0020024號韓國專利申請的權益，所述韓國專利申請的公開內容通過出于各種目的的引用被全部包含于此。
【技術領域】
[0002]下面的描述涉及一種光學拾取器和用于將激光束聚焦到具有多個記錄層的盤上的方法。
【背景技術】
[0003]光學拾取器可被設計為與多種類型的光盤(諸如，致密盤(CD)、數字多功能盤(DVD)和藍光盤(BD)) —起使用。
[0004]包括用于多媒體的光學拾取器的光學系統通常包括用于⑶/DVD的物鏡和用于BD的另一個物鏡，以及分束器、準直透鏡和反射鏡。在現有技術中，與CD/DVD對應的光學系統和與BD對應的光學系統需要彼此不同的光程。因此，當將用于CD/DVD的光學系統和用于BD的光學系統組合到一個結構中時，必須確保光學系統所需的不同的光程。
[0005]與多個光盤對應的傳統的光學拾取器通常具有這樣的結構，其中，與CD/DVD對應的獨立的光學系統和與BD對應的獨立的光學系統被簡單地組合到一個結構中。
[0006]在傳統的光學拾取器中，區域由用于CD/DVD的光學系統和用于BD的光學系統共享，即，由用于CD/DVD的光束和用于BD的光束共享的從分束器到物鏡的光路。準直系統位于光路中，并用于調節每個光盤和光盤的每個記錄層的光程。準直系統通常包括:輸送系統，包括光束透過的準直透鏡；步進電機，用于調節準直透鏡的位置。在這一類型的系統中，輸送系統必須調節準直透鏡和物鏡之間的距離，以恰當地將數據寫入光盤的多個層并從光盤的多個層正確地讀取數據。
【發明內容】
[0007]提供本
【發明內容】
以按照精簡的形式介紹將在下面的【具體實施方式】中被進一步描述的一些概念。本
【發明內容】
并非意在識別所要求保護的主體的關鍵特征或基本特征，也非意在被用于確定所要求保護的主體的范圍。
[0008]一方面，提供一種聚焦激光束的方法，所述方法包括:朝著多層光盤產生激光束，所述多層光盤包括信息被記錄在其上的第一層和第二層；使激光束透過準直透鏡，所述準直透鏡被固定在光盤的第一層和第二層的最佳再現位置之間的中間位置；利用物鏡將穿過準直透鏡的激光束聚焦到所述多層光盤上，所述物鏡包括的數值孔徑(NA)小于用于所述多層光盤的標準的NA。
[0009]標準的NA可以是0.85，物鏡的NA可包括在0.70至0.80之間的范圍。
[0010]標準的NA可以是0.85，物鏡的NA可以包括0.75。
[0011 ] 所述多層光盤可包括藍光盤(BD)。[0012]一方面，提供一種光學拾取器，所述光學拾取器包括:光源，被構造為產生包括信息被記錄在其上的第一層和第二層的多層光盤相對應的波長的激光束；物鏡，被構造為將激光束聚焦到所述多層光盤上，并且所述物鏡具有小于用于所述多層光盤的標準的NA的數值孔徑(NA);準直透鏡，被設置在光源和物鏡之間的光路中，并且被固定在光盤的第一層和第二層的最佳再現位置之間的光路的位置。
[0013]所述光學拾取器還可包括:第二物鏡，和第二光盤對應，第二光盤不同于所述多層光盤；第二光源，和第二物鏡對應。
[0014]所述多層光盤可包括藍光盤(BD)，第二光盤包括數字多功能盤(DVD)和致密盤(CD)中的至少一種。
[0015]一方面，提供一種光盤驅動器，所述光盤驅動器包括:光學系統，具有光學拾取器，所述光學拾取器包括:物鏡，用于將激光束聚焦到多層光盤，并且所述物鏡具有小于0.85的數值孔徑(NA)，準直透鏡，被設置在光源和物鏡之間的光路中，并且被固定在所述多層光盤的第一層和第二層的最佳再現位置之間的光路的位置；機械系統，用于機械地支撐光學系統；電路單元，用于處理來自光學拾取器的信號并控制機械系統。
[0016]所述光盤驅動器還可包括與⑶和DVD相對應的產生用于⑶的激光束和用于DVD的激光束的光源。
[0017]其它的特征和方面將會通過下面的【具體實施方式】、附圖和權利要求而變得明顯。【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是示出光學拾取器的示例的示圖。
[0019]圖2是示出圖1的光學拾取器中的準直透鏡的位置的示例的示圖。
[0020]圖3是示出被使用在傳統的光學拾取器中的準直透鏡輸送系統的示例的示圖。[0021 ] 圖4A和圖4B是示出在不同的物鏡的數值孔徑情形下，循跡誤差電平根據準直透鏡的位置的變化的曲線圖。
[0022]圖5A和圖5B是示出在不同的物鏡的數值孔徑的情形下，抖動特性根據準直透鏡的位置的變化的曲線圖。
[0023]圖6是示出包括光學拾取器的光盤驅動器的示例的示圖。
[0024]圖7是示出光學拾取器的另一示例的示圖。
[0025]圖8是示出將激光束聚焦到包括多個層的光盤上的方法的示例的示圖。
[0026]在附圖及說明書中，除非另外描述或設置，否則相同的附圖標號將被理解為指示相同的元件、特征和結構。附圖可能沒有按比例繪制，并且為了清晰、圖解和方便起見，可能夸大這些元件的相對尺寸、比例以及描繪。
【具體實施方式】
[0027]提供下面的【具體實施方式】是為了幫助讀者獲得對在此描述的方法、裝置和/或系統的全面理解。然而，對于本領域普通技術人員來說，在此描述的方法、裝置和/或系統的各種修改、變型及等同物將是明顯的。所描述的處理步驟和/或操作的程序是示例；然而，處理步驟和/或操作的順序不限于在此所闡述的順序，并且除了必要地以特定的順序發生的步驟和/或操作以外，可以按照本領域所公知的順序進行改變。另外，為了清晰和簡明，將會省略對本領域普通技術人員所公知的功能和結構的描繪。
[0028]在此所描述的特征可以以不同的方式實施，并且不應該被解釋為受限于在此所描述的示例。更確切地說，提供在此所描述的示例，以使本公開將是徹底的和完全的，并將本公開的全部范圍傳達給本領域普通技術人員。
[0029]圖1示出光學拾取器I的示例。具體地說，圖1示出了用于使用具有多層結構的光盤的藍光盤(BD)的光學拾取器的示例。
[0030]參照圖1，光學拾取器I包括:光盤40,具有多個記錄層；傳輸系統10,與雙層藍光盤(DL BD)相對應；光源系統20，包括為BD提供用于從光盤40再現信息和/或將信息記錄到光盤40的單光束的光源21。在這一示例中，光學拾取器I還包括具有光接收器件32的光接收系統30，光接收器件32用于接收從光盤40反射的光束，并產生用于處理數據信號的電信號以及循跡誤差信號(TES)，以再現信息。
[0031]光源系統20包括:用于BD的光源21,可為BD產生激光束；光柵兀件22,在三光束型光學拾取器的情況下，用于將激光束衍射成三道光束。可選擇地，光柵元件22可不被包括在單光束型光學拾取器中。
[0032]光接收系統30包括:光接收器件32，用于檢測由光盤40反射并穿過分束器13的激光束；感測透鏡31，用于將激光束聚焦為適合于光接收器件32的尺寸。
[0033]傳輸系統10包括對應于光盤40的物鏡11、用于改變光路的反射鏡14、準直透鏡(CL)12和分束器13。僅僅作為示例，分束器13可被構造為允許來自光源系統20的光束穿過并朝向物鏡11行進，并朝向光接收系統30引導由光盤40反射的光束，或者反之亦然。
[0034]通常地，BD透鏡所需的一般的或標準的數值孔徑是0.85的數值孔徑。然而，不同于0.85的數值孔徑也可以被應用于物鏡11。例如，根據不同方面的物鏡11 (具體地說，是具有多個記錄層的用于藍光盤的物鏡11)可具有小于0.85的數值孔徑。例如，在此描述的用于藍光盤的物鏡11的數值孔徑可被減小到0.70至0.80的范圍。
[0035]另外，在現有技術中，需要輸送系統將準直透鏡12移動為更靠近和遠離物鏡11，以成功地將數據記錄到多層盤(諸如BD)和從多層光盤(諸如BD)再現數據。在圖3中示出了現有技術中的輸送系統120的示例。即，在現有技術中，需要附加的輸送系統120以記錄到多個記錄層,例如,如圖2中所示的光盤的層LO和LI。這里，LO表示在BD中用于最低記錄層的準直透鏡的光學記錄/再現位置，LI表示在具有多層結構的BD中用于上部記錄層的準直透鏡的光學記錄/再現位置。作為另一個示例，光盤可具有三層(L0、L1和L2)結構或者四層(L0、L1、L2和L3)結構，并且除了 LO和LI以外，可能需要將準直透鏡移動到與L2或L3對應的位置。
[0036]參照圖3描述在傳統的光學拾取器中使用的輸送系統120的不例。在輸送系統120中，準直透鏡12被結合到框架的輸送單元124，輸送單元124與致動器121的絲杠126結合。因此，當致動器121的絲杠126旋轉時，輸送單元124沿著絲杠126的軸向運動。用于引導輸送單元124的輸送的導軸123和125被設置在輸送單元124的相對側，用于沿著一個方向彈性地沖壓輸送單元124的緩沖彈簧122被設置在導軸125上。
[0037]然而，根據多方面，在此描述的準直透鏡12可被設置在固定位置，而不管層如何。例如，參照圖2，在光學拾取器中，準直透鏡12的位置可被固定在準直透鏡12的最佳記錄/再現位置A和C(其與層LO的最佳記錄和再現位置和LI的最佳記錄和再現位置(或L2的最佳記錄和再現位置和L3的最佳記錄和再現位置)相對應)之間的中間位置B。通過將準直透鏡12固定在中間位置，就不需要非常昂貴的輸送系統120，因為可以在制造的時候固定準直透鏡的位置。
[0038]根據多方面，光學拾取器可使用具有低于典型的0.85的數值孔徑的物鏡，并且可不需要上面描述的輸送系統120。因此，不使用需要復雜的裝配程序的高價的多個組件，從而，降低總的生產及裝配成本，并提高光學拾取器的效率。
[0039]此外，即使在物鏡中使用減小的數值孔徑，將信息記錄到具有多個記錄層的光盤(諸如BD)或者從具有多個記錄層的光盤(諸如BD)中再現信息也是沒有問題的。根據示例實驗，在準直透鏡12的位置被固定的狀態下，當用于BD的物鏡11的數值孔徑被減小到
0.85或者更小時，循跡、聚焦、將信息記錄到光學拾取器或從光學拾取器再現信息是沒有問題的。
[0040]圖4A和圖4B是示出根據聚焦激光束的方法的循跡誤差電平的實驗結果的示例的曲線圖。
[0041 ] 圖4A和圖4B的曲線圖示出了物鏡11的數值孔徑是0.85的示例(圖4A)和物鏡11的數值孔徑是0.75的示例(圖4B)中的循跡誤差(TE)電平根據準直透鏡12的位置的變化。
[0042]當比較圖4A和圖4B的曲線圖時，在與層LO和層LI對應的位置(B卩，曲線圖中的左側區域和右側區域)，TE電平之間的差異不大。然而，在中間位置(例如，60步處)，與圖4A的曲線圖相比較，圖4B的曲線圖顯示了更好的結果。即，當使用具有0.85的數值孔徑的物鏡時，在位置B (參照圖2)(即，與層LO和層LI對應的位置A和C之間的中間位置)顯示了非常有缺陷(低)的TE電平。相反，當使用具有0.75的數值孔徑的物鏡時，在中間位置顯示了更高品質的TE電平。S卩，當準直透鏡12遠離記錄層的最佳位置A和C時，TE信號的幅度減小，因此，難以控制光盤驅動器。然而，如圖4B中所示，當物鏡的數值孔徑減小時，改善了 TE信號的減小。
[0043]和上面的TE電平實驗結果相似，在圖5A和圖5B中示出了用于比較抖動特性的測驗，示出了與圖4A和圖4B的實驗結果相似的結果。在這一示例中，當使用具有0.85的數值孔徑的物鏡時，在位置B示出了很高(有缺陷)的抖動特性。相反，與0.85的數值孔徑相比較，當使用具有0.75的數值孔徑的物鏡時，在位置B的抖動特性稍微高于曲線的相對側，但在實際應用中不會引起問題。
[0044]S卩，如果準直透鏡關于每個記錄層位于最佳位置，則在物鏡具有0.85的數值孔徑的情形下抖動特性最佳。然而，這樣的系統需要傳統的輸送系統來移動準直透鏡。
[0045]然而，當數值孔徑減小時，根據準直透鏡的移動的變化減小。因此，當準直透鏡被設置在中間位置，并且不在最佳位置之間移動時，在記錄層LO和LI之間的中間位置，物鏡具有0.75的數值孔徑(而不是物鏡具有0.85的數值孔徑)時，抖動特性比較好。根據多方面，在準直透鏡的位置被固定的狀態下，可以在滿足光盤驅動器的TE信號和再現特性的同時，實現與BD對應的光學拾取器。
[0046]根據實驗，如圖2的示例中所示，當準直透鏡固定在中間位置B時，物鏡的合適的數值孔徑可在0.70至0.80的范圍內(例如0.75)。
[0047]在上面的描述中，BD被示例性的描述為需要移動準直透鏡的光盤。然而，本發明的實施例不限于此，本發明的實施例可應用于用于具有多個層的光盤的任何種類的光學系統，其中，光學系統需要移動準直透鏡。
[0048]圖6示出了包括光學拾取器的光盤驅動器的示例。
[0049]參照圖6，光盤驅動器100包括用于從光盤40讀取信息和/或將信息記錄到光盤40中的光學拾取器(例如，如圖1中所示的光學拾取器I)。光學拾取器I可包括上面描述的光學系統，并且另外包括機械系統2a，機械系統2a用于機械地支撐光學系統并觸發物鏡的聚焦操作和循跡操作。光接收器件32可電連接到包括射頻(RF)放大器的前端部分(IC)4，光源21可連接到光源驅動器(或激光二極管驅動器(LDD))6。光源驅動器6可連接到高頻調制(HFM)電路7，以消除HFM分量。
[0050]光學拾取器I的機械系統2a連接到伺服單元5。伺服單元5可被用于控制光學拾取器I的循跡和聚焦操作，但是根據在此的多方面，由于準直透鏡的位置可以被固定，所以伺服單元5可以不控制準直透鏡的位置(這照慣例在光盤驅動器中執行)。在這一示例中，前端部分4、伺服單元5、光源驅動器6和HFM電路7連接到數字信號處理器(DSP) 3。DSP3包括:信息處理單元3a，包括解碼器和編碼器，用于處理來自前端部分4的信號；控制單元3b，用于控制系統中的所有組件(例如，伺服單元5、光源驅動器6和HFM電路7)。
[0051]光學拾取器(例如，圖1中所示出的光學拾取器)具有專用于BD的結構；然而，應該被理解為根據多方面的聚焦激光束的方法可被應用到與多介質對應(即，除了 BD之外，還和⑶/DVD對應)的光學拾取器中。
[0052]圖7示出了與多介質相對應的光學拾取器I的另一示例。
[0053]參照圖7，光學拾取器I包括:傳輸系統10，與諸如⑶/DVD和BD的多種類型的介質相對應；光源系統20，提供用于從光盤40中再現信息和/或將信息記錄到光盤40中的光束；光接收系統30,用于接收從光盤40反射的光束，以產生電信號，從而再現信息。
[0054]例如,光源系統20包括用于⑶/DVD的第一光源21a和用于BD的第二光源21b。用于⑶/DVD的光柵兀件22a和用于BD的光柵兀件22b被分別設置在第一光源21a和第二光源21b的前面。兩個光柵兀件22a和22b可被用于衍射來自第一光源21a和第二光源21b的激光束，以分別形成主光束、正一級副光束和負一級副光束。這樣，包括主光束和副光束的激光束可被朝向傳輸系統10引導。
[0055]傳輸系統10包括:分束器13b,確定激光束的行進方向；準直透鏡12,可被用于基于光盤40的類型以及光盤的存取層的變化而補償球面像差；物鏡11，將來自光源系統20的激光束聚焦到光盤40上。例如，準直透鏡12可在被固定到一個位置的狀態下通過調整光束通量來校正形成在光盤40上的激光束光斑的像差。
[0056]光接收系統30包括:光接收器件32，用于接收從光盤40穿過分束器13b入射的激光束；感測透鏡31，用于將激光束會聚成適合于光接收器件32的尺寸。
[0057]在圖7中，代表性地示出了光盤40，并可包括CD/DVD40a和BD40b。傳輸系統10中的分束器13b可使來自光源系統20的激光束朝著物鏡11行進，并可使從光盤40反射的光束朝著光接收系統30行進。物鏡11可包括用于⑶/DVD的物鏡Ila和用于BD的物鏡lib。
[0058]在上面的結構中，用于BD的物鏡Ilb具有小于被普遍用作標準的0.85的數值孔徑，例如，物鏡Ilb可具有0.75的數值孔徑。另外，準直透鏡可被固定在位置B。因此，根據多方面，不需要用于CD/DVD的準直透鏡以及用于BD的準直透鏡的位置調整。這里，CD和DVD可比BD對準直透鏡的位置變化更不敏感；然而，⑶和DVD可關于準直透鏡被最佳化，通過適當地調整光程將其位置固定在一點。
[0059]圖8示出了將激光束聚焦到包括多個層的光盤上的方法的示例。
[0060]參照圖8,在801中，所述方法包括:朝向多層光盤產生激光束，多層光盤包括信息被記錄在其上的第一層和第二層。
[0061]在802中，所述方法還包括:激光束透過準直透鏡，所述準直透鏡被固定在光盤的第一層的最佳再現位置和第二層的最佳再現位置之間的中間位置。例如，準直透鏡可被固定在和圖2中所示的位置A與C之間的B對應的位置。
[0062]在803中，所述方法還包括:利用物鏡將穿過準直透鏡的激光束聚焦到多層光盤上，所述物鏡具有小于用于多層光盤的標準NA的數值孔徑(NA)。例如，物鏡的NA可具有小于標準值0.85的值(例如，0.70或0.80)。
[0063]根據多方面，可朝向光盤產生激光束，所述光盤具有信息被記錄在其上的第一層和第二層，并且利用數值孔徑小于光盤的標準的數值孔徑(0.85)的物鏡，激光束可被聚焦到光盤的第一層和第二層上。這里，激光束可在穿過物鏡之前穿過準直透鏡，所述準直透鏡可被固定在與光盤的第一層和第二層相對應的兩個位置A和C之間的位置。結果，不需要傳統的輸送系統在用于在光盤的多個層上記錄的最佳位置之間移動準直透鏡。
[0064]雖然本公開包括具體示例，但是對于本領域普通技術人員明顯的是，在不脫離權利要求及其等同物的精神和范圍的情況下，可以對這些示例進行形式和細節的各種改變。在此描述的示例被認為僅僅是描述意義上的，而不用于限制的目的。每個示例中的特征或方面的描述被認為是可適用于其它的示例中相似的特征或方面。如果所描述的技術以不同的順序執行和/或如果所描述的系統、架構、設備或電路中的組件被以不同方式被組合和/或被另外的組件或其等同物替代或增補，則可以實現合適的結果。因此，本公開的范圍不是由【具體實施方式】來限定，而是由權利要求限定，并且在權利要求及其等同物的范圍內的所有的變化被解釋為包括在本公開中。
【權利要求】
1.一種聚焦激光束的方法，所述方法包括: 朝向多層光盤產生激光束，所述多層光盤包括第一層和第二層，信息被記錄在第一層和第二層上； 使激光束透過準直透鏡，所述準直透鏡被固定在光盤的第一層的最佳再現位置和第二層的最佳再現 位置之間的中間位置； 利用物鏡將穿過準直透鏡的激光束聚焦到所述多層光盤上，所述物鏡具有小于用于所述多層光盤的標準的數值孔徑的數值孔徑。
2.如權利要求1所述的方法，其中，標準的數值孔徑是0.85，所述物鏡的數值孔徑具有在0.70至0.80之間的范圍。
3.如權利要求2所述的方法，其中，標準的數值孔徑是0.85，所述物鏡的數值孔徑是0.75。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述多層光盤包括藍光盤。
5.一種光學拾取器，所述光學拾取器包括: 光源，被構造為產生包括與多層光盤對應的波長的激光束，所述多層光盤包括第一層和第二層，信息被記錄在第一層和第二層上； 物鏡，被構造為將激光束聚焦到所述多層光盤上，并且具有小于用于所述多層光盤的標準的數值孔徑的數值孔徑； 準直透鏡，被設置在光源和物鏡之間的光路中，并且被固定在光盤的第一層的最佳再現位置和第二層的最佳再現位置之間的光路的位置。
6.如權利要求5所述的光學拾取器，其中，所述光學拾取器還包括:第二物鏡，和不同于所述多層光盤的第二光盤相對應；第二光源，和第二物鏡相對應。
7.如權利要求6所述的光學拾取器,其中,所述多層光盤包括藍光盤，第二光盤包括數字多功能盤和致密盤中的至少一種。
8.如權利要求5所述的光學拾取器，其中，標準的數值孔徑是0.85，所述物鏡的數值孔徑具有在0.70至0.80之間的范圍。
9.如權利要求8所述的光學拾取器，其中，標準的數值孔徑是0.85，所述物鏡的數值孔徑是0.75。
10.一種光盤驅動器，所述光盤驅動器包括: 光學系統，具有光學拾取器，所述光學拾取器包括物鏡和準直透鏡，物鏡用于將激光束聚焦在多層光盤上，并具有小于0.85的數值孔徑，準直透鏡被設置在光源和物鏡之間的光路中，并且被固定在多層光盤的第一層的最佳再現位置和第二層的最佳再現位置之間的光路的位置； 機械系統，機械地支撐光學系統； 電路單元，處理來自光學拾取器的信號并控制機械系統。
11.如權利要求10所述的光盤驅動器，其中，所述光盤驅動器還包括:第二物鏡，與不同于所述多層光盤的第二光盤相對應；第二光源，與第二物鏡相對應。
12.如權利要求10所述的光盤驅動器，其中，所述多層光盤包括藍光盤，第二光盤包括數字多功能盤和致密盤中的至少一種。
13.如權利要求12所述的光盤驅動器，其中，所述物鏡的數值孔徑具有在0.70至0.80之間的范圍。
14.如權利要求10所述的光學拾取器，其中，所述物鏡的數值孔徑是0.75。
15.如權利要求12所述的光盤驅動器，其中，所述光盤驅動器還包括與致密盤和數字多功能盤相對應的 產生用于致密盤的激光束和用于數字多功能盤的激光束的光源。
【文檔編號】G11B7/135GK104008759SQ201410064164
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2013年2月25日
【發明者】鄭真鎬, 金銀求 申請人:東芝三星存儲技術韓國株式會社