专利名称：光学头及光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有补正照射在光盘上的光点的球面像差的补正系统的光学头、光盘驱动器及光盘装置。
背景技术：
近年来，随着光盘数据记录密度的增高，数据的记录再生所使用的光学头中，激光短波长化和物镜高NA化的趋势不断发展。但是使用高NA物镜的光学头存在着，对由记录介质光盘的覆盖层的厚度所误差引起的球面像差的影响非常敏感的问题。
鉴于该问题，如专利文献1(日本专利公报第3505525号，第4-6页，图4)中所公开，已知有一种设置了球面像差补正单元的光学头。该专利文献1所公开的光学头，以板簧支撑补正球面像差的透镜，进行电磁驱动。
下面，参照图20就上述光学头的结构予以说明。如图20所示，以光轴方向为X轴。透镜固定架44上装载有像差补正透镜41，在该透镜固定架44上卷绕有线圈42。该线圈42由磁石43施以磁场。
像差补正基座46上连接有板簧45。该板簧45主要支撑透镜固定架44使其可沿X方向移动。通过设置两片板簧45，使像差补正透镜41容易地向X轴方向平行移动。此外通过采用折叠板簧45的结构，可抑制因板簧45的挠曲而引起的像差补正透镜41向Y轴方向的移位。设有检测该像差补正透镜41在光轴方向的位置的位置传感器47。本实施例中，位置传感器由光学传感器等构成。
当向线圈42通上规定的DC电流时，在基于磁石43的磁场的作用，透镜固定架44受到向光轴方向的推力，板簧45则随之挠曲。于是，像差补正透镜41相对于像差补正基座46而相对移位。此时，像差补正透镜41静止在板簧45的弹性恢复力和线圈42所受的推力相平衡的位置上。由于传感器47产生与此时像差补正透镜41的位置相对应的信号，因此可根据需要将与目标位置的位置误差反馈控制成线圈42的电流值而进行位置控制。
穿过像差补正透镜41的光束，随其光轴方向(X方向)的位置而改变其发散收敛的状态，产生球面像差。此时产生的球面像差，由于是与射入物镜时因光盘的覆盖层厚度误差所引起的球面像差相反的像差，因此可用像差补正透镜41对照射在光盘上的光点的球面像差加以补正。
发明的内容然而，上述现有的光学头存在以下问题。
即，尽管像差补正透镜41是向X轴方向移动的部件，然而，像差补正透镜41由于受板簧45的支撑，不仅X轴方向，绕Y轴也发生了不少的转动。因此，该系统一旦受到外力干扰产生绕Y轴的振动，就将既无法观测也无法控制。此外，绕Z轴的移位及Y轴方向即板簧挠曲方向的移位也同样。
其结果，像差补正透镜41，即使是在X轴以外的方向振动，由于自像差补正透镜41发出的光束得不到抑制，因此也成为引发光盘记录错误和不能再生等问题的主要原因。
此外，即使是仅使像差补正透镜41不发生移位保持静止，也必须为线圈42持续通电，这样会增大耗电量。
另外，为了更加高密度化，在以多层光盘为对象时，有必要扩大像差补正透镜41的移动范围，但如果是采用现有技术那样由板簧45支撑的结构，若移动范围增大则沿Y轴方向的透镜的移动也变得不容忽视。此外，若像差补正透镜41移位较大，则板簧45的弹性应变能也增加，随之会带来保持电力相应增大的问题。从而，具有实质上无法适应多层光盘的问题。所以，本发明的目的在于提供一种不用电即可保持像差补正透镜、且抗震性良好能精密定位的光学头。
为达到上述目的，本发明所提供的光学头，是激光光源发出的光束通过物镜照射在光盘上的，其中包括在上述激光光源和上述物镜之间保持像差补正透镜的透镜固定架，在与上述光束的光轴平行的方向延伸配置，在该方向上引导上述透镜固定架的驱动轴，设置在上述驱动轴的端部，根据施加电压而在驱动轴方向伸缩的压电元件，和检测在上述驱动轴方向上上述像差补正透镜的位置的位置检测部，其中，通过让上述压电元件的施加电压增大和减小使变化速度互异，令上述透镜固定架相对上述驱动轴在该驱动轴方向上相对移动。
该光学头，在向压电元件施加电压使驱动轴在轴方向振动时，由于驱动轴向一方向移位时和向另一方向移位时的移位速度不同，高速移位时驱动轴和透镜固定架之间发生滑动，低速移位时两者间不发生滑动。因此，通过驱动轴的反复振动，透镜固定架相对驱动轴的位置逐渐变化，可使像差补正透镜逐渐向光轴方向移动。从而，像差补正透镜可以在光轴方向上得到精确地定位。而且，由于仅在使像差补正透镜移位时向压电元件施加电压即可，因此在像差补正透镜保持静止时可以不加电。此外，由于透镜固定架由驱动轴支撑，这样可以抑制像差补正透镜向光轴方向以外的方向移位。
如上所述，根据本发明，不消耗电力即可在驱动轴的任意位置上固定像差补正透镜，且能精密定位。另外，还可以改善抗震性。
图1是本发明实施例1所涉及的光学头的要部的概略示意图。
图2是上述光学头的侧视图。
图3是示意上述光学头中设置的驱动轴和摩擦保持体之间产生的摩擦力和驱动轴的相对速度的关系的特性概略图。
图4是上述光学头中设置的磁石的示意图。
图5是用于说明上述磁石的各剖面的图。
图6(a)是剖面Y1的磁通示意图，(b)是剖面Y2的磁通示意图，(c)是剖面Y3的磁通示意图。
图7是在光轴方向上像差补正透镜的位置和位置信号的关系的特性示意图。
图8是本发明实施例2所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。
图9是本发明实施例3所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。
图10是位置信号的温度变化的特性示意图。
图11是本发明实施例4所涉及的光学头的要部的概略示意图。
图12是上述光学头的位置信号随在光轴方向上像差补正透镜位置的变化的特性示意图。
图13是本发明实施例5所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。
图14是本发明实施例6所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。
图15是本发明实施例7所涉及的光学头的要部的概略示意图。
图16是上述光学头的侧视图。
图17是本发明实施例8所涉及的光学头的要部的概略示意图。
图18是上述光学头的概略俯视图。
图19(a)是本发明实施例9中磁石和霍尔元件的示意图，(b)为另一结构例的示意图，(c)为又一结构例的示意图。
图20为现有光学头的要部立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。
(实施例1)图1和图2是本发明所涉及的光学头的第1实施例的要部概略示意图。
如图1和图2所示，该光学头包括激光光源3、像差补正透镜4和物镜5。从光源3射出的激光3a，通过像差补正透镜4和物镜5照射在作为记录介质的光盘1上。该光盘1至少具有基板2、覆盖层2a、基板2和覆盖层2a之间的记录层(图示省略)。记录层为相变材料(phase change material)、磁光材料(magneto-optical material)或此外的其他记录材料(or any other recording material)均可。
像差补正透镜4由像差补正基座11支撑。具体而言，像差补正基座11包括底部11a、竖立设置在该底部11a上的一对第1支撑部11b、竖立设置在底部11a上的一对第2支撑部11c。底部11a为俯视T字形的平板状的结构。两第1支撑部11b被分别配置在与激光3a的光轴正交方向的一端(例如图1的左端)，两第2支撑部11c被分别配置在与光轴正交方向的另一端(例如图1的右端)。
两第1支撑部11b以在光轴方向分开一定间隔的状态竖立设置在底部11a上。各第1支撑部11b，呈分别与激光3a的光轴正交方向平行配置的平板状结构。在像差补正基座11的底部11a上，夹着一方(图1的下侧)的第1支撑部11b，在与另一方第1支撑部11b的相反侧竖立设置有固定部11d。该固定部11d，为与第1支撑部11b平行配置的平板状结构。
固定部11d上固定有压电元件6。该压电元件6被配设为可通过施加电压向图示驱动方向即A方向稍许伸长。
各第1支撑部11b上分别形成有驱动轴7的贯穿孔。这些贯穿孔被配置在与激光3a的光轴平行的位置上。从而，使贯穿该贯穿孔的驱动轴7与上述光轴平行配置。
驱动轴7的一端部从上述一方的第1支撑部11b突出。驱动轴7为圆筒状结构。该驱动轴7由于受两第1支撑部11b的支撑，与像差补正基座11隔着间隙予以保持，可在图示的AB方向自由移动。
上述第2支撑部11c以在光轴方向分开一定间隔的状态被竖立设置在像差补正基座11上。各第2支撑部11c，为分别与激光3a的光轴正交方向大致平行配置的平板状结构。
辅助导轴9，由两第2支撑部11c支撑。该辅助导轴9与上述激光3a的光轴大致平行配置，由第2支撑部11c保持而使其在轴方向不移动。于是，上述像差补正透镜4则位于辅助导轴9和驱动轴7之间。
从上述一方的第1支撑部11b突出的驱动轴7的一端部，固定有上述压电元件6。即，该压电元件6，在与激光3a的光轴平行的方向给予驱动轴7加速度、用作使之移动的手段。
透镜固定架10，由驱动轴7和辅助导轴9支撑。在该透镜固定架10上固定有上述像差补正透镜4。透镜固定架10呈矩形平板状，在该透镜固定架10的驱动轴7一侧的端部设有贯穿槽10b，此外在辅助导轴9一侧的端部设有导槽10a。
圆筒状的摩擦保持体8，在透镜固定架10的贯穿槽10b中以贯穿状态被固定。驱动轴7贯穿该摩擦保持体8。由于摩擦保持体8具有充分的长度，因此像差补正透镜4的倾斜得以防止。
摩擦保持体8与驱动轴7互相摩擦结合。即，摩擦保持体8和驱动轴7，通过一定程度的摩擦力的作用，在小于等于静止摩擦力、逐渐增大的外力作用在驱动轴7上时，摩擦保持体8与该驱动轴7成一体移动，另一方面，在作用在驱动轴7上的外力急剧增大，与后述可动部100的质量相应的惯性力超过了静止摩擦力时，则两者间产生滑动，此时仅有驱动轴7移动。例如，如图3所示，静止摩擦力f1在驱动轴7和摩擦保持体8的相对速度还未达到规定速度v1时起作用。当上述惯性力超过静止摩擦力f1时，相对速度移向大于等于v1的动摩擦区域，在两者间产生滑动，此时，比静止摩擦力f1还小的动摩擦力f2起作用。因此，通过根据驱动轴7和摩擦保持体8之间产生的摩擦力和可动部100的质量，适当调整向压电元件6的加压方法，可在摩擦保持体8(透镜固定架10)对驱动轴7相对移位的滑动状态和驱动轴7与摩擦保持体8(透镜固定架10)成一体移动的一体移动状态之间进行切换。通过两状态的反复，可改变摩擦保持体8(透镜保持器10)对驱动轴7的位置关系。
另外，摩擦保持体8与透镜固定架10一体地成形也无妨。
辅助导轴9贯穿上述导槽10a。导槽10a和辅助导轴9在与摩擦保持体8和驱动轴7间作用的摩擦力相比十分小的摩擦力作用的状态下相接触。
另外，在图例中，采用的是将透镜固定架10的端部切下一块构成导槽10a的结构，但亦可取而代之，在透镜固定架10中形成由贯通孔构成的导孔，在该导孔中贯穿辅助导轴9。
在光学头中设有检测像差补正透镜4在光轴方向的位置的位置检测部20。该位置检测部20包括，作为磁场发生部的一个例子的磁石12和作为磁场检测部的一个例子的霍尔元件(hall element)13。磁石12设于透镜固定架10上。另一方面，霍尔元件13设于像差补正基座11的底部11a上，与上述磁石12相对置。霍尔元件13，如图2所示，被设置成自底部11a的上表面(内侧面)略微突出。
磁石12虽如图4所示呈长方体状，但由被相对其长度方向斜向延伸的界线分成2块楔状区域12a、12b。各区域12a、12b被异极着磁，易磁化轴被设定在与纸面垂直的方向上。
霍尔元件13，被配置成沿底部11a的大致垂直方向(图1纸面的大致垂直方向)上的磁场的灵敏度增高。另外，在此，设定霍尔元件13当受到向下的磁场作用时可得正的输出。即，设定当受到图2中从磁石12到霍尔元件13方向的磁场作用时可得正的输出。
由于透镜固定架10和固定在该透镜固定架10上的像差补正透镜4、摩擦保持体8及磁石12可沿驱动轴7在与光轴平行的方向上滑动，在此，将透镜固定架10、像差补正透镜4、摩擦保持体8和磁石12概括定义成可动部100。于是，将光轴方向中接近光盘1的方向称为A方向，远离光盘1的方向称为B方向。
透镜固定架10，由于受驱动轴7和辅助导轴9两条相互平行的轴支撑，可在光轴方向移动且不会随绕轴转动方向的摇动而摇动。
此处，将由可动部100和使该可动部100移动的驱动部组合而成的单元定义为像差补正单元101。驱动部是指将像差补正基座11、压电元件6、驱动轴7、辅助导轴9和霍尔元件13组合后的部。
以下，就如上所述的实施例1所涉及的光学头的动作动作进行说明。
从光源3射出的激光3a在经像差补正透镜4透射后，通过物镜5和覆盖层2a在记录层上成像。此时，当光盘1发生晃动(side-runout)或偏心(decentering)时，物镜5被位置控制成可在2维空间移动和追踪。
在该动作动作过程中，若逐渐向压电元件6施加电压，压电元件6就向图1所示的A方向伸长。驱动轴7随之向A方向逐渐移动，而与该驱动轴7摩擦结合的摩擦保持体8也与驱动轴7成一体向A方向移动。此时，由于辅助导轴9和导槽10a间的摩擦力十分小，包含摩擦保持体8的可动部100会逐渐向A方向移动，其结果，像差补正透镜4在保持其姿势不变的状态下向A方向移动(一体移动状态)。
在该状态下，若急剧消除加在压电元件6上的电压，压电元件6就急剧地缩短，驱动轴7急剧地向B方向移动返回到原来位置。此时，虽然有使可动部100向B方向加速的力的作用，但在可动部100上还作用着与其质量相应的惯性力。另一方面，摩擦保持体8虽与驱动轴7摩擦结合，其静止摩擦力一旦超过上述惯性力，驱动轴7就在摩擦保持力8之间产生滑动，两者间的相对速度增加，向摩擦力相对较小的动摩擦区域移行。其结果，尽管驱动轴7向B方向移动，然而包含像差补正透镜4的可动部100还是大致停留在其位置上(滑动状态)。
该一体移动状态和滑动状态组成的1次循环的结果是，像差补正透镜4向A方向只移动了压电元件6伸长的那部分距离。由于压电元件6的伸长量微小，因此每次循环像差补正透镜4的移动量也很微小。因此，通过反复循环可获得希望的移动量，可使像差补正透镜4向A方向移动任意量。该移动，是通过将每次循环的纳米级(nano order)的移动量以数百kHz级的高频循环不断反复而进行的。
另一方面，当让像差补正透镜4向B方向移动时，则可急剧增大压电元件6的驱动电压，然后逐渐减小驱动电压。这样，驱动轴7向A方向急速移动时可动部100不动，而驱动轴7向B方向移动时，通过逐渐移动可使可动部100向B方向移动。其结果，像差补正透镜4向B方向移动。
当覆盖层2a有厚度斑(不均匀)等而产生球面像差时，通过以上述方法使像差补正透镜4在光轴方向移动，激光射入物镜5的角度产生变化，从而球面像差的补正得以进行。
由于驱动轴7不是板簧那样的挠曲体，且摩擦保持体8和像差补正透镜4之间实质上可认为是刚性的，故像差补正透镜4不会象以往技术那样在外力干扰振动的影响下发生振动。此外，也不会象以往技术那样在使像差补正透镜4不发生移位保持静止时需要保持电力。即，通过摩擦保持体8与驱动轴7的摩擦结合，透镜固定架10，即使无电力也可以稳定地保持像差补正透镜4。从而，可以减少消耗的电力。
实际的球面像差补正动作是通过探索使光盘1发出的再生信号为最佳的像差补正透镜4的位置来进行的。该像差补正透镜4的最佳位置，因依覆盖层2a的厚度误差而变，因此对每个光盘1都各不相同。
在2层以上的光盘时，是通过分别对各层来探索其信号为最佳的像差补正透镜4的位置来进行的。在层间移动时，不进行再次探索，而是将最佳位置进行存储从而移至最佳位置，这样在时间上较为有利。在本发明中，此时必要的位置信号是从霍尔元件13获得的，该霍尔元件13输出与从磁石12得到的磁场相应的信号。
另外，球面像差的补正动作，也可以在向光盘1施加了聚焦伺服的状态下进行，或者，亦可在球面像差补正后向光盘1施加聚焦伺服。
在使用具有图4所示的楔状区域12a、12b的磁石12时，关于通过霍尔元件13的磁通，用图5和图6进行说明。易磁化轴垂直于纸面。图6(a)概念性地表示了图5所示的从V方向看到的磁石12的剖面Y1的磁通。同样，图6(b)表示剖面Y2的磁通，图6(c)表示剖面Y3的磁通。如图6(a)所示，霍尔元件13在包含剖面Y1的面主要受到向上的磁场。此外，如图6(b)所示，在包含剖面Y2的面主要受到横向的磁场，如图6(c)所示，在包含剖面Y3的面主要受到向下的磁场。
因此，在像差补正透镜4沿光轴方向移动时，霍尔元件13所受到的磁场，从剖面Y1的向上磁通至剖面Y3的向下磁通连续地变化。其结果，以霍尔元件13的输出为基础的位置信号，如图7所示，呈连续的大致直线状。另外，该位置信号是经过差动放大或量子化处理后的信号。
设相对2层光盘的各记录层L0、L1的最佳像差补正透镜4的位置分别为P0、P1。设表示像差补正透镜位置的位置信号，相对像差补正透镜4的位置P0、P1分别为S0、S1。位置信号可由霍尔元件13的输出信号获得。此处，设位置信号的值S0、S1为存储着的值。
现设像差补正透镜4位于相当于记录层L0的位置P0处。此时，当希望访问记录层L1时，通过比较所存储的位置信号S1和现在的位置信号S0，为使位置信号变成S1而反复上述循环并移动像差补正透镜4，进行向与记录层L1相对应的位置P1处的移动。此外，当返回记录层L0时，采用相反的过程即可。
即使光盘1有多层记录层需要大幅度移动像差补正透镜4，由于本实施例是使像差补正透镜4只移动驱动轴7的长度那一段距离，因此比较容易确保相对较大的移动距离。此外，透镜偏移量及电力也不会象以往技术那样依振幅而增加，即使是多层的光盘也容易应付。
霍尔元件13，虽然尽量靠近磁石12配置能提高其SN比，但若磁石12太靠近像差补正基座11则有碰撞的可能性。因此，在设计上，考虑到误差，一定程度地拉开磁石12和像差补正基座11的距离，仅让霍尔元件13或霍尔元件13及其附带的固定机构对准磁石12的位置接近即可。作为一个例子，例如使霍尔元件13自像差补正基座11的底部11a的主面突出一些即可。
摩擦保持体8，包括与透镜固定架10一体成形的情况在内，其材料可选择锌(zinc)等，也可以是树脂。在选择树脂材料时，若使用包括PTFE(氟类树脂(fluorine-basedresin))等在内的具有自身润滑性的材料，则可预期得到改善摩擦保持体8耐磨损性的效果。而且，由于不需要涂敷润滑剂，也不会有润滑剂飞散到光学系统中。此外，摩擦保持体8，包括与透镜固定架10一体成形的情况在内，亦可由含有氟类化合物(fluorine-based compound)的树脂材料构成。
另外，在本实施例1中，虽然采用在像差补正基座11上配置霍尔元件13，并在可动部100一侧配置磁石12的结构，但也可以采用将该配置反过来的结构。不过，在可动部100一侧配置磁石12的结构，有无须配线的优点。
下面说明实施例1的概要。
(1)如上所述，上述压电元件上所施加的电压是以下二种电压的不断反复，即，随着上述驱动轴相对上述透镜固定架的滑动变化的电压、和随着上述驱动轴与上述透镜固定架成一体移动的变化的电压。
(2)上述位置检测部包括磁场发生部和被配置成可相对该磁场发生部在光轴方向移位的磁场检测部。
(3)上述驱动轴受具有底部的基座支撑，上述磁场检测部被配置成自上述基座的底部突出。
(4)上述透镜固定架通过摩擦保持体与上述驱动轴接触。
(5)上述透镜固定架由含有氟类化合物的树脂材料或氟类树脂构成。
(6)上述像差补正透镜是补正球面像差的透镜。
(实施例2)图8是本发明实施例2所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。该光盘装置的光学头200包括像差补正单元101。该像差补正单元101是实施例1中所说明的像差补正单元，包含像差补正透镜4。在该光学头200中，该像差补正透镜4和物镜5之间设有反射镜15。该反射镜15反射从激光光源3向与光盘1大致平行的方向射出经像差补正透镜4透射的激光。经反射镜15所反射的该激光，其光轴方向与光盘1大致垂直，经物镜5透射，照射在光盘1上。
此处设光盘1是记录层为2层的信息记录介质。即，具有记录层L0和记录层L1。此外，光盘1中设有光盘的固有识别符。光学头200的结构，除设有反射镜15这一点之外其他部分与实施例1基本相同。
光盘装置具有控制部21和存储部22。控制部21根据层切换信号25、来自光学头200的位置信号23和来自存储部22的信息控制压电元件6的驱动信号24。上述位置信号23与实施例1中说明的位置信号相同。此外，控制部21，从再生信息26中抽出必要的信息存入存储部22中。
以下，就如上所述的实施例2所涉及的光盘装置的动作进行说明。
在此首先对存储部22中没有存储盘识别符的情况进行说明。
光盘1被装入(load)光盘装置，进入可再生状态，光盘200首先试图再生光盘的识别符，将其读取的信息作为再生信息26传递给控制部21。该盘识别符即使在有球面像差等时也完全可以读取。控制部21从存储部22中检索盘识别符，当没有检索到时就将盘识别符存入存储部22中。
然后，控制部21一边确认再生信息26一边控制压电元件6的驱动信号24，使像差补正透镜4移到再生记录层L0上所记录的信息的最佳位置上。由此，像差补正透镜4移动到目的位置上。
求得像差补正透镜4相对于记录层L0的最佳的位置的方法有多种。例如，逐渐移动像差补正透镜4，以再生信息26的颤抖(jitter)变成最小的位置为像差补正透镜4的最佳位置的方法，在没有追踪伺服时，以追踪误差信号振幅成为最大的位置为像差补正透镜4的最佳位置的方法等。在通过聚焦控制和追踪控制求得记录层L0上最佳的物镜5的位置的基础上，通过读取预先记录在记录层L0中的记录层识别符或识别信号，则可知该层为记录层L0。
这样，抽出相对记录层L0的位置信号23的最佳值作为S0，并存入存储部22中。对记录层L1也可以相同的过程，将位置信号23的最佳值S1存入存储部22中。这样在存储部22中生成以各盘识别符为索引的像差补正透镜4的最佳位置信号23的表。
另外，在未使用记录层的识别符时，亦可从记录介质光盘1厚度方向的一方起依次探索记录层，将检知记录层的位置上的位置信号23的值按照记录层的检知顺序存储到存储部22中，由此生成位置信号的表。
在向光盘1进行信息记录或信息再生时，例如在进行在记录层L0上的记录再生时，向层切换信号25赋予L0层切换指令。控制部21从存储部22的位置信号表中取出记录层L0的相应最佳位置信号S0，一边与现在的位置信号23相比较一边控制压电元件6的驱动信号24。而且，至位置信号大致为S0为止，变化驱动信号24，移动像差补正透镜4。
下面，就存储部22中存储有光盘1的盘识别符的有关信息的情况进行说明。
光盘1一旦进入可再生状态，盘识别符则被再生，该盘识别符作为再生信息被传递给控制部21。控制部21，根据盘识别符，从存储部22中读出记录层L0及记录层L1的相应位置信号并作为S0、S1。
当层切换信号25中包含L0层切换指令时，控制部21从存储部22中抽出记录层L0的相应最佳位置信号S0，通过与现在的位置信号23进行比较控制压电元件6的驱动信号24，移动像差补正透镜4直到位置信号大致为S0为止。
这样，在进行层切换时，通过将最佳位置信号S0、S1存入存储部22，多次探索的必要性不需要了，因此可以实现高速的层切换。
此外，通过在存储部22中存入盘识别符及其位置信号，已再生过一次的光盘不用再次探索就可以根据存储部22中所存储的信息，立即进行信息再生、记录。
虽然也有存在无盘识别符的光盘的可能性，但因为在这种情况下，每次插入该光盘时只要探索S0、S1即可，故不会引起什么问题。
另外，即使光盘1的记录层在3层以上，本实施例进行适当变更后也适用。
下面说明实施例2的概要。
(1)如上所述，本实施例2包括，光学头、和根据上述光学头的位置检测部的检测结果调整向上述压电元件施加电压的控制部。
(2)上述控制部被设计成可获取设置在上述光盘中的盘识别信息，并设有存储与上述盘识别信息相应的上述像差补正透镜的设定位置的存储部。
(实施例3)图9是本发明实施例3所涉及的光盘装置的要部的概略示意图。光学头201中设有温度传感器16，在将该温度传感器16的输出作为温度信息27输入控制部28这一点上与实施例2不同，其他方面与实施例2相同。
实施例1中说明的霍尔元件13和磁石12，其特性随温度而变化。例如如图10所示，即使像差补正透镜4被设定在相同位置上，基于霍尔元件13的输出而生成的位置信号随温度的上升呈大致直线地下降。但由于温度系数大致为一定，如果考虑到温度系数的变化则可以进行更为精密的控制。
下面就结构如上的实施例3的光盘装置的动作进行说明。
基本的动作由于与实施例2相同，故省略其说明。本实施例3，在存储部22中，将与记录层相应的位置信号S0、S1和探索这些信号时由温度传感器16检测出的温度作为温度信息27加以存储。此外，若取得盘识别信息时，也存储该识别信息。
当存储部22中未存储盘识别信息时，控制部28记录有该光盘的识别信息和像差补正透镜4位于最佳位置时的位置信号S0、S1，还将探索到该最佳位置时的温度作为温度信息27存入存储部22中。控制部28，在每次探索最佳位置时监测温度，根据存储部22中存储的探索时的温度与现在温度的差和温度系数，对位置信号S0、S1进行补正。
该补正可与阻抗的温度系数补正同样进行。例如，在温度T1的条件下进行位置信号S0的探索时，欲计算温度T2时的位置信号S0，可利用以下的关系式S0(T2)＝S0(T1)×(1+α(T2-T1))在此，α为温度系数，其值大致一定。该值可以容易地通过实验求得。
当存储部22中存储有盘识别信息时，控制部28，根据该盘识别信息，从存储部22中取出表示该盘最佳位置的位置信号S0、S1和探索时的温度。此时也如上以同样方式进行温度补正，计算现在温度下的目标位置，可由此设定像差补正透镜4的最佳位置。
如上所述，根据本实施例3，可通过简单的运算即可进行球面像差的温度补偿，从而使进行更为准确的记录再生成为可能。
下面说明实施例3的概要。
(1)设有检测光学头温度的温度传感器。
(2)具有光学头、和根据上述光学头的位置检测部的检测结果调整向上述压电元件的施加电压的控制部，上述控制部，根据上述温度传感器的检测温度对上述像差补正透镜的设定位置进行补正。
另外，即使在本实施例3中，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例4)图11是本发明实施例4所涉及的光学头的要部示意图。该光学头包括作为第1磁场检测部的霍尔元件13和作为第2磁场检测部的霍尔元件14。除此以外其他部分的结构与实施例1相同。
霍尔元件(hall element)14和霍尔元件(hall element)13由相同类型的霍尔元件构成。上述2个霍尔元件13、14被配置成排列在像差补正元件4的移动方向上，相隔一定距离。
从各霍尔元件13、14输出的位置信号的例子如图12所示。在该图中，霍尔元件13的位置信号用实线表示，霍尔元件14的位置信号用虚线表示。如该图所示，通过配置多个霍尔元件13、14，可以覆盖像差补正透镜4所移动区域的全部。由此可以谋求空间分辨率(spatial resolution)的改善。
有关该结构下的具体动作的说明在此省略，但要说明的是，当使用记录层为2层的光盘时，可设定各霍尔元件的位置信号大致线性度(linearity)良好的中央区域与各记录层的位置相对应。例如，在访问第1记录层L0时根据来自霍尔元件13的位置信号，或在访问第2记录层L1时根据来自霍尔元件14的位置信号，进行像差补正透镜4的位置控制即可。
实施例4的概要可说明为，上述磁场检测部在上述驱动轴方向排列，配置有多个。
另外，即使在本实施例4，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例5)图13是本发明实施例5所涉及的光盘装置的主要部分的概略示意图。该光盘装置的光学头202装载有与像差补正单元101中装载的霍尔元件13不同的，作为补正用磁场检测部的一个例子的霍尔元件17。除此以外的其他方面的结构与实施例2大致相同。
霍尔元件17和霍尔元件13由相同类型的霍尔元件构成。霍尔元件17被配置成使磁通灵敏度(magnetic flux sensitivity)的方向与霍尔元件13大致相同。霍尔元件17的输出被作为基准信号29输入至控制部30。
霍尔元件一般在受到外部磁场的影响时，其特性基于温度等的变化而变化。由于与位置信号无关的霍尔元件17所受到的外部磁场等的影响，与输出位置信号的霍尔元件13所受到的外部磁场等的影响相同，通过设置霍尔元件17，用霍尔元件17只检测上述影响成为可能。在控制部30，进行通过用来自霍尔元件17的基准信号29对来自霍尔元件13的位置信号予以补正的运算，则可以降低外部磁场或温度特性等的影响。此外，通过设置霍尔元件17，还可降低紧随电源ON之后温度急剧变化的过渡状态的影响。
另外，代替在光学头202中装载霍尔元件17的结构，还可以采用其他结构。例如，可采用通过在运算放大器(operational amplifier)构成的霍尔元件13的输出补正电路中设置霍尔元件17，将自动补正后的位置信号输入至控制部30的结构。此时，需要将霍尔元件17设置为使外部磁场或温度特性等对输出的影响与霍尔元件13正好极性相反。根据该结构，就不需要再在控制部30处进行位置信号的补正了。
下面说明实施例5的概要。
(1)本实施例中，在不受上述磁场发生部的磁场影响的位置上设有使上述磁场检测部和磁场灵敏度方向相一致的补正用磁场检测部。
(2)具有光学头、和根据上述光学头的位置检测部的检测结果调整向上述压电元件的施加电压的控制部，上述控制部根据上述光学头的补正用磁场检测部的检测结果对上述像差补正透镜的设定位置进行补正。
另外，即使在本实施例5中，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例6)图14是本发明实施例6所涉及的光盘装置的主要部分的概略示意图。光学头203在具有作为补正用磁场发生部的一个例子的磁石18这一点上与实施例5不同。其他，基准信号31、控制部32与实施例5中的相同。
磁石18虽然在被固定于光学头203这点上与设置在可移动的透镜固定架10上的像差补正单元101的磁石12不同，但两磁石12、18在分别以同样材料构成这点上有共通之处。
本实施例6中，除降低外部磁场、温度特性及过渡响应等的影响外，还可对实磁场下包含磁石12的温度特性在内的霍尔元件13的动作特性进行补正。在控制部32，可根据霍尔元件17的输出的变化对像差补正单元101的霍尔元件13的输出信号进行补正。例如，由于基于温度变化的增益(gain)变动等与实施例5相比其影响更加明显，故可进行更为准确的补正。
例如，设某基准温度T1下与记录层L0对应的位置P0上的霍尔元件13、17的输出分别为V11、V12。设某基准温度T2下与记录层L0对应的位置P0上的霍尔元件13、17的输出分别为V21、V22。此时，由于增益变动的比率对两霍尔元件13、17来说基本相同，故V21/V11＝V22/V12。
首先将温度T1下记录层L0对应的位置P0上的霍尔元件13、17的输出存储为V11、V12，温度变为T2后由于外力干扰等可动部100移动，霍尔元件13受到伴随磁石12的移位的磁场变化的影响和温度变化的影响。另一方面，由于霍尔元件17只受温度变化的影响，V22可观测。
若假定霍尔元件13在记录层L0对应的位置P0上只受到温度的影响，则由于其输出V21可预测为V21＝V11×(V22/V12)，通过进行对像差补正透镜4的位置调整使霍尔元件13的输出变为V21，可以降低温度的影响，由此可以更为准确地将像差补正透镜4移动到记录层L0对应的位置P0上。
根据本实施例6的结构，对位置信号的补正可将磁石12的温度特性的影响包含在内来进行。即，即使磁石12的特性有随温度变化的情况，也可以降低其影响。此外，由于可以与接近来自磁石12赋予霍尔元件13的磁场强度的平均磁场强度大致相等的磁场强度向霍尔元件17赋予来自磁石18的磁场，因此可以补正该磁场强度下霍尔元件13的灵敏度特性随温度的变换。
实施例6的概要可说明为，在与上述补正用磁场检测部邻接处设有补正用磁场发生部。
另外，即使在本实施例6中，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例7)图15和图16是本发明实施例7所涉及的光学头的要部概略示意图。
光盘1、激光光源3、物镜5、像差补正透镜4、驱动轴7、摩擦保持体8、压电元件6、磁石12及霍尔元件13与实施例1中的结构相同。透镜固定架50、导槽50a、像差补正基座51、底部51a和第2支撑部51c分别实现与实施例1的相应元件相同的功能。
辅助导轴52由软磁体(soft magnetic material)构成。可动部104由透镜固定架50、像差补正透镜4、磁石12和摩擦保持体8构成。
磁石12被配置在图16中导槽50a的正下方。即，从磁石12到辅助导轴52的方向是与驱动轴7的方向大致垂直的方向。磁石12和辅助导轴52，被基本一致地配置在以驱动轴7为中心的同一圆周上。
辅助导轴52是软磁体制的，受磁石12吸引。因此，如图16所示，透镜固定架50受到图示向上的力F。其结果，可动部104以驱动轴7为中心绕图16的逆时针方向转动，导槽50a和辅助导轴52接触。
一般，若像差补正透镜4发生急剧的摇动，会引起光盘1上的光点的偏差或伺服的不稳定等，因此希望尽可能地降低导槽50a和导轴52之间的间隙(clearance)伴有的松动。然而，若使该间隙过小，则会发生受到来自导槽50a和导轴52之间的约束及来自驱动轴7和摩擦保持体8之间的约束所引起的双重约束。这种情形在导槽50a的宽度有限，驱动轴7和辅助导轴52的位置关系有扭曲的情况下会发生。由于无论采用怎样的机构使位置关系上的误差为0都是不可能的，故若使导槽50a和辅助导轴52之间的间隙过小会成为像差补正单元动作不良的主要原因。通常，留有一定程度的间隙，并使用用于消除松动的压杆弹簧(pressure bar spring)等即可。
在本实施例7中，利用用于像差补正透镜4的位置检测用磁石12的力F来防止松动。因此，在本实施例中，无需追加新的元件，仅利用磁石12的吸引力F就可以消除辅助导轴52和导槽50a之间的间隙带来的松动等的不稳定性。另外，由于霍尔元件13位于辅助导轴52的相反侧，基于该吸引所引起的磁场变化几乎不会影响到位置信号。
此外，本实施例7与实施例1的结构相比，可成为更为小型的结构。
下面说明实施例7的概要。
(1)由软磁体构成，设有与上述驱动轴平行配置的辅助导轴，上述磁场发生部被配置在从该磁场发生部到上述辅助导轴的方向与上述驱动轴相垂直的位置上。
另外，即使在本实施例7中，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例8)图17和图18是本发明实施例8所涉及的光学头的要部概略示意图。本实施例8中，像差补正单元105包含可动部104在内全部与实施例7中说明的结构相同。
本实施例的光学头中，激光光源3相对像差补正透镜4来说被配置在与实施例7相反的一侧，反射镜61被配置在像差补正透镜4和物镜5之间。该反射镜61位于压电元件6的一侧。该光学头中，反射镜61被配置成夹在驱动轴7和辅助导轴之间。通过这样配置，可以有效地利用反射镜61一侧的死角，有助于光学头的小型化。
压电元件6虽然原则上配置在驱动轴7的延长线上，但也可将该压电元件6略微装入反射镜61的侧部。此外，虽然在可动部104移动的同时磁石12也移动，但也可将其装入反射镜的侧部，这样有助于改善空间利用率(space factor)。
下面说明实施例8的概要。
(1)上述驱动轴与光盘平行配置，设有与上述驱动轴平行配置的辅助导轴和使上述激光光源发出的光束偏向上述光盘的法线方向的反射镜，上述反射镜被配置在上述像差补正透镜和上述物镜之间，同时也被配置在上述驱动轴和上述辅助导轴之间。
另外，即使在本实施例8中，霍尔元件13也可与实施例2同样在驱动轴方向配置多个。
(实施例9)在上述各实施例中，磁石12虽如图4和图5所示是由2个楔形区域构成的，但磁石12不仅局限于图4和图5所示。
图19(a)～图19(c)对使用其他形态的磁石时的磁石和霍尔元件的关系进行说明。图19(a)表示使用单纯的条形的磁石12时的主要部分。磁石12和像差补正透镜4与上述各实施例同样，通过像差补正基座11、透镜固定架10等在机构上成一体移动。磁石12和霍尔元件13对置，因该相对位置，加在霍尔元件13上的磁通量发生变化，霍尔元件13则产生与像差补正透镜4的位置相对应的输出信号。该结构，由于可使用简单的磁石，因此能降低元件成本。
图19(b)是与图4和图5的磁石同样的2分楔形磁石，故省略说明。该磁石12也可由2块磁石贴合而成，亦可采用分为2部分进行着磁的结构。该结构，由于灵敏度高，而且像差补正透镜4的配置位置和位置信号的变换特性的线性度良好，因此可以更为准确地进行像差补正。
图19(c)是使用相对较短的条形磁石12的例子，该条形磁石12被配置在对置的2个霍尔元件13a、13b之间，可在该霍尔元件13a、13b之间移动。该结构，由于使用单纯的条形磁石作为磁石12，因此可以减小磁石12所占的体积。此外，由于可将磁石12和霍尔元件13a、13b之间的间隔设定得较大，因此它们彼此接触碰撞的可能性很小。此外，不需要精确地调整磁石12和霍尔元件13a、13b之间的间隙(gap)。此外，通过对2个霍尔元件13a、13b的输出进行差动检测，还可以进行噪声的消除和温度特性的消除。
图19(a)和图19(c)的实施例中，也同样适用图14的磁石18和霍尔元件17的思路。即，将由基准磁石产生的磁通加在基准的霍尔元件上，得到相当于基准位置信号的信号，从而补正图19(a)和图19(c)的霍尔元件的输出信号。在图19(c)的情况下，基准磁石和霍尔元件也可以分别设置2个。
另外，在上述各实施例中虽对磁场检测部采用霍尔元件的例子进行了说明，但本发明并非限定于此。例如还可以使用MR元件。
此外，在上述各实施例中，虽对像差补正基座上装载了作为磁场检测部的霍尔元件的例子进行了说明，但本发明并非限定于此。总之，只要是在相对像差补正基座无相对移动的部分上设置霍尔元件的结构即可。例如，可装载在光学头的基座本身上。
此外，在上述各实施例中，虽采用了使用像差补正基座的结构，但并非限定于此，例如亦可采用作为光学头的一部分的结构构成。采用该结构也可以完全无差别地实现本发明的功能。总之，只要是能够实现透镜固定架、摩擦保持体、像差补正基座的功能的结构体即可。
此外，制造装载实施例4、7、8的光学头的光盘装置在技术上没有任何问题，例如可以用与实施例2、3等相同的结构构成光盘装置。上述场合下本发明的效果可作为装置得到有效地发挥。
产业上的利用可能性本发明可用于将激光光源发出的光束通过物镜照射在光盘上的光学头上。
权利要求
1.一种光学头，将激光光源发出的光束通过物镜照射在光盘上，其特征在于包括透镜固定架，在上述激光光源和上述物镜之间保持像差补正透镜；驱动轴，被配置成沿与上述光束的光轴平行的方向延伸，在该方向上引导上述透镜固定架；压电元件，被设置在上述驱动轴的端部，根据施加电压在驱动轴方向伸缩；以及位置检测部，检测上述像差补正透镜在上述驱动轴方向上的位置；其中，通过让上述压电元件的施加电压增大和减小使变化速度互不相同，令上述透镜固定架相对上述驱动轴在该驱动轴方向相对移动。
2.根据权利要求1所述的光学头，其特征在于上述压电元件上被反复施加有伴随上述驱动轴相对上述透镜固定架滑动变化的电压、和伴随上述驱动轴与上述透镜固定架成一体移动变化的电压。
3.根据权利要求1或2所述的光学头，其特征在于上述位置检测部包括磁场发生部和磁场检测部，上述磁场检测部被配置成可相对该磁场发生部在光轴方向移位。
4.根据权利要求3所述的光学头，其特征在于上述驱动轴受具有底部的基座支撑；上述磁场检测部被配置成自上述基座的底部突出。
5.根据权利要求3或4所述的光学头，其特征在于上述磁场检测部在上述驱动轴方向排列，配设有多个。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的光学头，其特征在于在不受上述磁场发生部的磁场影响的位置上，设有使上述磁场检测部和磁场灵敏度方向一致的补正用磁场检测部。
7.根据权利要求6所述的光学头，其特征在于在上述补正用磁场检测部邻接处设有补正用磁场发生部。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的光学头，其特征在于还包括辅助导轴，由软磁体构成，被配置成与上述驱动轴平行；其中，上述磁场发生部，被配置在自该磁场发生部到上述辅助导轴的方向与上述驱动轴垂直的位置上。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光学头，其特征在于上述透镜固定架通过摩擦保持体与上述驱动轴接触。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光学头，其特征在于上述驱动轴与光盘平行配置；所述光学头还包括与上述驱动轴平行配置的辅助导轴、和使上述激光光源发出的光束向上述光盘的法线方向偏向的反射镜；其中，上述反射镜被配置在上述像差补正透镜和上述物镜之间，同时也被配置在上述驱动轴和上述辅助导轴之间。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的光学头，其特征在于上述摩擦保持体由含有氟类化合物的树脂材料或氟类树脂构成。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光学头，其特征在于还包括检测光学头温度的温度传感器。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的光学头，其特征在于上述像差补正透镜是用于补正球面像差的。
14.一种光盘装置，其特征在于包括光学头，如权利要求1至13中任一项所述；和控制部，根据上述光学头的位置检测部的检测结果，调整向上述压电元件所施加的电压。
15.根据权利要求14所述的光盘装置，其特征在于还包括存储部，其中上述控制部被设计成可获取设于上述光盘中的盘识别信息；上述存储部存储与上述盘识别信息相对应的上述像差补正透镜的设定位置。
16.一种光盘装置，其特征在于包括光学头，如权利要求6所述；和控制部，根据上述光学头的位置检测部的检测结果，调整向上述压电元件所施加的电压；其中，上述控制部，根据上述光学头的补正用磁场检测部的检测结果，对上述像差补正透镜的设定位置进行补正。
17.根据权利要求16所述的光盘装置，其特征在于上述光学头中，在与上述补正用磁场检测部邻接处还设有补正用磁场发生部。
18.一种光盘装置，其特征在于包括光学头，如权利要求12所述；和控制部，根据上述光学头的位置检测部的检测结果，调整向上述压电元件所施加的电压；其中，上述控制部，根据上述温度传感器的检测温度对上述像差补正透镜的设定位置进行补正。
全文摘要
本发明提供一种不用电即可保持像差补正透镜、且抗震性良好能精密定位的光学头。在激光光源(3)和物镜(5)之间配置像差补正透镜(4)，透镜固定架(10)通过摩擦保持体(8)与驱动轴(7)摩擦结合。驱动轴(7)的一端部设有压电元件(6)。压电元件(6)在施加电压的作用下伸缩。使增大和减小压电元件(6)的施加电压时的变化速度互异，并令透镜固定架(10)相对驱动轴(7)在该驱动轴方向相对移动。
文档编号G11B7/125GK1914672SQ20058000396
公开日2007年2月14日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年7月6日
发明者水野修, 爱甲秀树, 山元猛晴 申请人:松下电器产业株式会社