光学头和光盘装置的制作方法

专利名称：光学头和光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对光盘等信息记录介质光学性地进行信息的记录和 /或者再生的光学头、以及具备这种光学头的光盘装置。
背景技术：
近年，随着音频或视频等声音、影像数据被广播或配信，将它门记录 到光盘中的机会不断增加。伴随要记录的数据量的增大，要求记录密度更 高且容量更大的光盘。为了提高光盘的记录密度，需要减小用于记录和再生的光斑的尺寸。因此，逐渐应用数值孔径(NA: Numerical Aperture)大的物镜。但是，如果数值孔径变大，由于物镜和光盘信息记录层之间的距离变 短，因此在由光盘翘曲而发成倾斜等情况下产生的彗形象差的影响变得无 法忽略。这是因为由于彗形象差的影响，不能正确地进行记录再生。以往的光盘用光学头中，有一种具备检测光盘与物镜光轴相对倾斜 (以下称为"倾斜"。)的功能。通过根据检测的倾斜进行修正，以使光轴 相对于光盘的信息记录层变得垂直，从而能够抑制彗形象差的产生。图15是示意表示专利文献1中记载的以往的光学头以及倾斜检测机 构的构成图。图15的光学头，具备光源IOI，分光器103，物镜104， 检测光学系统106，受光部107和倾斜检测部108。倾斜检测部108，包含 信号运算部109，增幅放大器110和差动放大器111。从光源101发出的具有光轴102的光，透过分光器103，由物镜104 会聚到光盘的信息记录层上。光盘105上反射的光，透过物镜104后，在 分光器103中反射，导向检测光学系统106。透过检测光学系统106的光， 向受光部107入射。图16表示受光部107的受光区域和入射到受光区域的光束。受光部107，包含受光区域107a 107f，受光区域107a 107f被从光盘105得到 的光束112照射。如图16所示，光束112，由受光区域107a 107f分割为6部分检测 出来。光束112的由左右圆弧围成的2个区域，表示由光盘105的信息轨 道的沟衍射的衍射光的0次成分和士1次成分重叠的区域。另外，图中所 示的箭头，表示光盘105的信息轨道的方向。分别从受光区域107a 107f得到的信号，被输入到信号运算部109 中。信号运算部109，利用输入的各信号，根据以下的运算，生成差信号 P01和P02。其中，从受光区域107a 107f得到的信号，用各自的参照符 号表示。P01 = 107a_107bP02= (107c + 107e) — (107d+107f)在倾斜检测部108中，差信号P02被增幅放大器110放大k0倍后， 由差动放大器111从差信号P01中减去，作为倾斜检测信号TLO输出。即， 倾斜检测信号TLO，由下式表示。TL0=P01—kOXP02常数k0，以用差信号P02中产生的偏移来修正由于物镜104光轴与光 学头的光轴102的位置偏移产生的差信号POl的偏移的方式来确定。因此， 倾斜检测信号TLO，可以说是不易受由物镜104的位置偏移所产生影响的 信号。如果相对于光学头的光轴102，光盘105在半径方向上倾斜，也就是 说如果产生所谓的径向倾斜，则此影响作为差信号P01相位与P02相位的 偏移出现。这是由于激光通过光盘105的透明基板时产生彗形象差。彗形 象差，主要使来自信息轨道衍射光的0次成分和土l次成分重叠部分的波 阵面产生变形。由于彗形象差的产生，差信号P01和P02，根据信息轨道 的不同分别受到不同的调制，导致差信号P01的相位和P02的相位偏移。由于作为差信号P01和kOXP02的差求得的倾斜检测信号TLO，也因 径向倾斜产生相位的偏移，因此如果检测光斑跟踪信息轨道中心时的倾斜 检测信号TLO的电平，则可以检测出径向倾斜。因此，由于在已记录信息的信息轨道和未记录信息轨道的反射率不同的、所谓振幅调制型(例如相变型)光盘中，在已记录信息轨道和未记录 的信息轨道的边界(以下称为"记录边界"。)，尤其是因往光盘的聚光状 态的偏移(以下称为"散焦"。)，光束的中央部光强度分布的对称性大幅 变化，因此倾斜检测信号中会产生偏移，发生倾斜检测误差。因此开发了一种具备降低记录边界的倾斜检测信号的偏移的功能的 产品作为光盘用光学头。图17表示专利文献2所述的以往的光学头受光 部107'的受光区域、和入射到受光区域的光束。专利文献2的光学头的 构成要素，除了受光部107'，与图15所示的光学头是一样的。因此，以 下，对受光部107'进行说明。图17表示入射到受光部107'的光束112'、和为了检测入射到各个 区域的光束光量而分割的受光区域117a 117f。光束112'被受光区域 117a 117f6分割成6份而接受，由信号运算部109 (图15)作为2个差 信号P01和P02运算。差信号P01和P02由下式表示。P01 = 117a—117bP02= (117c十117e) — (117d+117f)信号TLO为TL0=P01—k0XP02 (kO为常数)。在图17中，在光束112的中央部、尤其是光强度分布的对称性变化较大的区域(只有衍射光的O次成分的区域)，配置有遮光部113。由此，能够降低差信号P01'和P02'的记录边界处的对称性变化的影响。另外，已经知道通过最优化各受光区域的大小或形状，由修正系数k0同时修正伴随物镜的移动的偏移、和记录边界产生的偏移，能够进一步降低检测误差。专利文献1:特开2003—45058号公报 专利文献2:特开2005 — 141893号公报但是，在上述以往的光头构成中，伴随物镜的移动而产生的差信号P01 和P02的偏移的走势不同，唯一地确定修正系数时，会产生不能完全修正 偏移的问题。这样的问题，例如由作为光源的半导体激光器的远场图形(Far Field Patten; FFP)的强度分布的不均匀性、光学头光学系统的局部污染 而产生。图18表示FFP强度分布不均匀时的差信号P01和P02的走势的例子。一100 100的刻度记述的横轴表示物镜半径方向的位置。负(一)的符号 表示盘片内周方向，正(+ )的符号表示盘片外周方向。另外左侧的纵轴表示差信号P01和P02的信号电平，右侧的纵轴表示倾斜检测信号TLO 的倾斜检测误差。如果FFP的强度分布不均匀，例如与差信号P01相对物镜的位置大致 线性变化不同，差信号P02在物镜的位置的正负(内周方向和外周方向) 处有时为不同的倾斜。这样的情况下，如果将修正系数k0设定为设计值 k0=2.0，则在物镜位置外周侧倾斜检测信号TLO具有大的偏移，产生倾斜检测的误差。图19表示基于将修正系数k0变为2.0， 1.8， 1.6时的倾斜检测信号 TLO的倾斜检测误差。实际的光学头中，利用图19，确定可使物镜的可动 范围(例如士100/mi)中的倾斜检测信号TLO的倾斜检测误差(即偏移) 为最小的修正系数kO。在图19所示的例子中，修正系数kO确定为1.8。可是，即使将修正系数kO设为1.8，也不能说就能够充分降低倾斜检 测的误差。尤其是在FFP的强度分布的不均匀程度大时，在该方法中不能 充分降低倾斜检测的误差。另外，鉴于由于散焦或球面象差等的影响，检 测误差有可能变得更大，希望倾斜检测误差能尽量的小。并且，在振幅调制型光盘用光学头的倾斜检测中，确定修正系数kO， 以使记录边界偏移也同时修正。因此，如果用上述方法设定了与设计值不 同的修正系数，记录边界的偏移也不能充分降低，进一步成为产生倾斜检 测的误差的主要原因。发明内容本发明的目的在于，实现可降低倾斜检测的误差，进行高精度的倾斜 检测。本发明中的光学头，具有光源；物镜，其将从上述光源放射的光束 会聚到光盘上；受光部，其将上述光盘反射的光束在受光面的多个区域中 分割后接受，根据各区域接受的光的强度输出多个受光信号；倾斜检测部， 其根据各受光信号检测出上述物镜和上述光盘的相对的倾斜，上述倾斜检 测部，根据来自上述多个区域之中的第1多个区域的受光信号生成第1推挽信号PP1，该第l多个区域，关于对应上述光盘的轨道方向的、与光轴 相交的假设的基准线对称地配置，并且根据来自关于上述基准线对称配置 的、与上述第1多个区域不同的第2多个区域的受光信号，生成第2推挽信号PP2，并且，根据上述物镜的上述光盘半径方向的位置改变系数k， 由TLT二PPl—kXPP2生成倾斜检测信号TLT。上述受光面的多个区域中，上述受光面可被沿着上述光盘的半径方向 所对应的第1方向和上述轨道方向所对应的第2方向分割。上述倾斜检测部可具备变位检测部，其检测以规定位置为基准的上述 物镜在上述光盘半径方向的变位量，并根据检测出的上述变位量，改变上 述系数k。上述倾斜检测部，可还具备生成上述第1推挽信号PP1和上述第2推 挽信号PP2的信号演算部，上述信号运算部，可还根据来自与上述第l多 个区域和上述第2多个区域不同的、关于上述基准线对称配置的第3多个 区域的受光信号，生成第3推挽信号PP3，上述变位检测部，根据生成的 上述第3推挽信号PP3，检测出上述变位量。上述倾斜检测部，可还具备生成上述第1推挽信号PP1和上述第2推 挽信号PP2的信号运算部，上述第1多个区域和上述第2多个区域的至少 一方，包含只接收上述光盘反射的光束中的O次光的，关于上述基准线对 称配置的第3多个区域，上述信号运算部，还根据来自上述第3多个区域 的受光信号生成第3推挽信号PP3，上述变位检测部，也可以根据生成的 上述第3推挽信号PP3，检测上述变位量。上述光学头还可以具备具有用于驱动上述物镜的可动部的执行机构， 上述变位检测部，根据上述可动部的变位量检测出上述物镜的变位量。上述光盘，可在已记录信息的记录轨道和未记录信息的未记录轨道反 射率不同，上述第1多个区域和上述第2多个区域，不接收上述光盘反射 的光束中的0次光的一部分。上述第1多个区域和上述第2多个区域各自所包含的、关于上述基准 线对称配置的至少1组多个区域，可被分离配置。上述变位检测部，可以上述物镜在上述光盘半径方向的每一规定变位 量为单位改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的偏移的变动最小。上述变位检测部，可在相对于上述光盘的信息记录层，上述光束焦点 位置错位规定量时，改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的变动 最小。上述变位检测部，可在相对于上述光盘的信息记录层，上述光束产生了规定的球面象差时，改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的变 动最小。上述变位检测部，可根据上述变位量可取的值，保持多个事先设定的 系数k的值，上述变位检测部，选择对应于检测出的上述变位量的系数k。上述变位检测部，可将上述变位量可取的范围划分为多个区间，保存 对应各区间的系数k的值，上述变位检测部，确定检测出的上述变位量所 属的区间，并变为对应所确定的上述区间的系数k。上述变位检测部，可将上述变位量可取的范围，以上述物镜的中立位 置为基准，划分为上述光盘的内周侧区间和外周侧区间，保存对应各区间 的系数k的值。上述变位检测部，可将上述变位量可取的范围，划分为包含上述物 镜的中立位置的第1区间；比上述第1区间更靠上述光盘的内周侧的第2 区间；和比上述第1区间更靠上述光盘外周侧的第3区间，保持对应各区 间的系数k的值。多个上述系数k的值，被在上述光学头的安装调整时设定。 上述变位检测部可，对上述光束照射的每种光盘设定上述系数k。 上述光学头，也可以还具备倾斜修正部，其根据从上述倾斜检测部输 出的上述倾斜检测信号TLT，修正由于上述物镜与上述光盘相对倾斜产生 的象差。上述倾斜修正部，能够根据驱动信号将上述物镜至少在上述光盘的半 径方向上倾斜，上述驱动信号，根据上述倾斜检测信号TLT生成。本发明中的光盘装置，具备上述的任意一个光学头；用于对光盘进 行旋转驱动的电动机；和控制上述光学头和上述电动机的控制部。通过本发明，在从对应光盘轨道方向的、与光轴相交的假设的基准线 所分割的受光区域，生成第1推挽信号PP1和第2推挽信号PP2，计算倾 斜检测信号TLT=PP1—kXPP2 (k为系数)时，可以根据物镜在半径方向的变位变化系数k。由此，即使在半导体激光的FFP强度分布不均匀时，也可以进行高精度的倾斜检测。再有，通过让第1多个区域和第2多个区域，不接收光盘反射的光束 中0次光的一部分，从而即使在记录状态和未记录状态下信息轨道的反射 率不同的所谓振幅调制型光盘的记录边界，也可以进行高精度的倾斜检


图1是表示实施方式1中光学头ioo构成的图。图2是表示被受光部7分割接收的光束12的图。图3是表示FFP强度分布不均匀时的差信号PP1和PP2、倾斜检测信号TLT的走势的图。图4是表示物镜的位置和差信号PP3信号电平关系的图。图5是表示根据物镜位置变更修正系数k的值时的、物镜位置和倾斜检测的误差关系的图。图6是表示光束12和受光部7分割图案关系的图。图7是示意表示光盘5的信息轨道的剖面的图。图8是表示光斑在跟踪已记录轨道和未记录轨道时产生的倾斜检测信号TLT的检测误差的走势的图。图9是表示关于信息轨道方向的受光部7的分割图案的另一例的图。图10是表示关于信息轨道方向的受光部7的分割图案的另一例的图。图11是表示实施方式3中的光学头200的构成的图。图12是表示实施方式4中的光盘装置50构成的图。图13是表示物镜执行机构206的可动部14和固定部15构成的图。图14是表示光盘装置50中的倾斜检测处理步骤的流程图。图15是说明专利文献1所述的以往的光学头和倾斜检测机构构成的示意图。图16是表示受光部107的受光区域和入射到受光区域的光束的图。 图17是表示专利文献2所述的以往光学头的受光部107'的受光区域， 和入射到受光区域的光束。图18是表示FFP强度分布不均匀时的差信号P01和P02的走势的例子的图。图19是表示基于将修正系数k0变化为2.0， 1.8， 1.6时的倾斜检测信 号TLO的倾斜检测的误差的图。图中l一光源，2—光轴，3 —分光器，4一物镜，5_光盘，6—检测 光学系统，7 —受光部，8 —倾斜检测部，9一信号运算部，IO —增幅放大 器，ll一差动放大器，20、 21—变位检测部，22 —传感器，24 —可动部。
具体实施方式
以下， 一边参照附图， 一边对本发明中的光学头和光盘装置的实施方 式进行说明。以下，对光学头的实施方式1 3进行说明。然后，将采用 实施方式1 3中的任意一个光学头的光盘装置，作为实施方式4进行说 明。(实施方式1)首先， 一边参照图1 图5， 一边对降低倾斜检测信号的偏移(offset) 的光学头的第1实施方式进行说明。图1表示本实施方式中的光学头100的构成。光学头100，具备光 源l，分光器(beamsplitter) 3，物镜4，检测光学系统6，受光部7以及 倾斜检测部8。倾斜检测部8，包含信号运算部9，增幅放大器10，差 动放大器11和变位检测部20。另外PP1， PP2， PP3是由信号运算部9得 到的3个差信号(推挽信号)，TLT表示由倾斜检测部8生成的倾斜检测 信号。图1中，为了说明的方便记载了光盘5。需要注意的是，光盘5不是 光学头100的构成要素。光盘5例如是DVD或蓝光光盘(BD)。从光源1发射出的具有光轴2的激光，透过分光器3，由物镜4通过 光盘5的透明基板，会聚到信息记录层上。光盘5反射的激光，再次通过 物镜4，被分光器3反射，由检测光学系统6导入到受光部7。透过检测 光学系统6的光向受光部7入射，在受光部7中被分割为多个区域后接收。图2是表示被受光部7分割并接收的光束12。光束12的由左右圆弧 包围的2个区域，表示由光盘5的信息轨道的沟衍射的衍射光的0次成分和士l次成分的重叠。图2中的两箭头，表示对应光盘5信息轨道方向的方向。受光部7的受光面，被沿着对应光盘的信息轨道方向的方向分割线28 和对应光盘半径方向的方向的多个分割线(例如分割线29)分割。分割线 28，是根据与光轴相交的假想的基准线27规定的，在图2的例中，在受 光面上基准线27和分割线28是一致的。通过分割受光面，规定图2所示的受光区域7a 7j。 l组受光区域7a 和7b，关于基准线27对称配置。受光区域7c和7d，受光区域7e和7f， 受光区域7g和7h，受光区域7i和7j也是一样的。受光部7，在受光面的多个受光区域7a 7j中，分割接收光盘中反射 的光的光束12。各受光区域7a 7j接收入射的光束12的一部分，将接收 的光，转换为与其受光量相应的输出电信号(受光信号)输出。信号运算部9，通过进行差动运算得到3个差信号PP1， PP2， PP3。 差信号PP1是将光束12的一部分(第1光束)在光盘半径方向上2分割 得到的第1推挽信号，若用从各受光区域7a 7j得到的输出电信号表示， 则由下式得到。PPl=7a_7b。另外，差信号PP2，是将光束12的另一部分(第2光束)在光盘半 径方向上2分割得到第2推挽信号， 一样，由下式得到。 PP2= (7c+7e) — (7d+7f)再有，差信号PP3是将光束12的一部分(第3光束)在光盘半径方 向上2分割得到的第3推挽信号，由下式得到。 PP3= (7g+7i) — (7h+7j)并且，作为一般的光学头，需要有聚焦检测部或跟踪检测部，根据读 出的信息检测信息信号的信息信号检测部等。但是，由于这些构成要素与 本实施方式不相关，这里省略这些的说明，在实施方式4中进行说明。下面，根据图1和图2的构成，对在倾斜检测部8中生成的信号TLT 进行说明。相对于光学头的光轴2，光盘5在半径方向上倾斜时(产生径向倾斜 时)，激光在通过光盘5的透明基板时产生彗形象差。彗形象差，主要使来自信息轨道的衍射光的0次成分和士l次成分重 叠部分的波阵面变形。波阵面的变形程度，在往检测差信号POl的受光区 域的入射光和往检测差信号P02的受光区域的入射光之间不同。即差信号PP1和PP2根据信息轨道分别接受不同的调制。径向倾斜作为差信号PP1 的相位和PP2的相位的错位出现。倾斜检测信号TLT，由下式得到。TLT=PP1—kXPP2上述运算，将差信号PP2被增幅放大器10放大k倍的信号，由差动 放大器11从差信号PP1减去来进行。作为差信号PP1和PP2的差的倾斜检测信号TLT，也由于径向倾斜也 产生相位的错位。因此，通过检测光斑跟踪信息轨道中心时的倾斜检测信 号TLT的电平，可以进行径向倾斜检测。对于差信号PP3，由于在只有衍射光的O次成分的区域受光，不受根 据信息轨道的调制。因此，可以说差信号PP3是对应于根据物镜4的位置 而在受光部7上移动的光束12的位置的信号。FFP强度分布不均匀时，如背景技术中说明的那样，唯一地确定修正 系数k是很困难的。本发明的特征之一在于，根据物镜的光盘半径方向的位置改变修正系 数k，降低倾斜检测信号TLT的偏移。上述的差信号PP3，为了确定物镜 在光盘半径方向的位置而被使用。下面，对降低倾斜检测信号TLT的偏移的步骤进行具体说明。图3表示FFP的强度分布不均匀时的差信号PP1和PP2，倾斜检测信 号TLT的走势。标记有一100 100的刻度的横轴表示物镜半径方向的位置，负(_) 的符号表示盘片内周方向，正(+ )的符号表示盘片外周方向。另外左侧 的纵轴表示差信号PP1和PP2的信号电平，右侧的纵轴表示倾斜检测信号 TLT的倾斜检测的误差。倾斜检测信号TLT，以将修正系数k作为设计值 的k二2.0为前提计算出来。并且，对应横轴刻度0的物镜的基准位置，对应于没有对用于驱动物 镜的执行机构(后面描述)施加电压的状态下的物镜的位置(中立位置)。在基准位置的状态下，光源1和物镜4的光轴一致。在光源1和物镜4间 存在没有图示的光学元件(例如准直透镜)时，这些光轴也一致。由于FFP的强度分布不均匀，与差信号PP1相对于物镜的位置大致线 性变化相对，差信号PP2在物镜的位置的正负(内周方向和外周方向)处 倾斜度不同。根据上述修正系数k，在物镜位置内周侧，能够大致消除倾 斜检测信号TLT的倾斜检测的误差(偏移)，与此相对，在物镜位置外周 侧不能消除偏移。这是因为固定修正系数k来计算倾斜检测信号TLT。因此，在本实施方式中，根据物镜的位置，变化修正系数k的值。物 镜的位置，根据差信号PP3的信号电平检测得到。图4表示物镜的位置和 差信号PP3的信号电平的关系。如图4所示，差信号PP3的信号电平随物 镜位置大致线性变化。变位检测部20判断差信号PP3的信号电平，检测物镜4在半径方向 上的位置。并且，变位检测部20，在物镜4位于规定范围时，变更增幅放 大器10的修正系数k。举例进行说明。图5是表示根据物镜位置变化修正系数k值时的、物 镜位置和倾斜检测误差的关系。如图5所示，如果根据差信号PP3变位检 测部20检测到物镜4处于一100 0][mi范围，则将增幅放大器10的修正 系数k设定为k二2.0。另一方面，如果根据差信号PP3检测出物镜4处于0 + 100/mi的范 围，变位检测部20在该范围中将修正系数k变更为k二1.6。图5中，用 "〇"表示将修正系数k值从2.0 "修正"到1.6时的倾斜检测的误差。另 一方面，修正系数k维持2.0不变时(没有"修正"时)的倾斜检测误差 由"A"表示。前者的倾斜检测误差的图形，在物镜位置整体范围内均匀， 可以说倾斜检测误差，不论物镜位置如何都被大致一定地降低。因此，通过根据物镜位置改变修正系数k的值，可以在物镜4的可动 范围(在本实施方式中，士100/mi)的整个区域中，消除倾斜检测信号TLT 的偏移，降低倾斜检测的误差。并且，由于在变位检测部20中，通过使用差信号PP3总能够检测出 物镜4的位置，因此可根据物镜4的位置细致地变换关修正系数，以使在 物镜4的各位置上总是为最适当的修正系数。而实际上，只要能选择修正系数，使倾斜检测信号TLT的倾斜检测误差的影响减小到系统上能够忽视 的程度即可。将倾斜检测误差抑制到哪种程度，与设计具有哪种程度性能的光学头密且相关。因此，物镜4的可动范围为士100/mi时，如图5所示，也可以 根据物镜4处于内周侧或处于外周侧，选择性地从2个修正系数中确定。或者，将物镜4的可动范围(物镜4的可变位的范围)划分为3以上 的多个区间，变位检测部20保持有对应各区间的系数k的值。而且，变 位检测部20，使用差信号PP3确定物镜4的位置，通过确定属于哪个区 间，来设定对于其区间的系数k。例如，也可以根据物镜4位于+50/mi +1 OO/xm的范围时，位于包含物镜4的中立位置(O/mi)的+ 50/xm _50ptm 的范围内时，位于一50]Ltm 一100/mi范围时，选择性地从3个修正系数 中确定。或者，将物镜4的可动范围分割为4 9左右的范围，也可以对 各个范围选择适当的修正系数。在这样根据物镜的位置从事先设定的多个修正系数中选择确定修正 系数的方式中，能够使变位检测部20和增幅放大器10的电路构成比较简 化。(实施方式2)下面， 一边参照图6 图10， 一边对降低倾斜检测信号的偏移的光学 头的第2实施方式进行说明。由于本实施方式中的光学头的构成，除了后 面所述的受光部7的构成，都与实施方式l的光学头构成相同，因此省略 通用构成的说明。在本实施方式中，对将所谓的振幅调制型(例如相变化型)光盘作为 对象而动作的光学头进行说明。在这样的光盘中，由于已写入数据的信息 轨道的反射率和未写入的信息轨道的反射率不同，因此在其边界部分，倾 斜检测信号TLT变动，检测误差也受此影响。因此，为了降低此边界部分 的倾斜检测信号TLT的检测误差，采用如下构成。图6表示光束12和受光部7的分割图案的关系。受光部7，在受光面的多个受光区域17a 17j上分割、接收光盘反射 的光的光束12，根据在各区域接受的光的强度，输出多个受光信号。受光 部7的各受光区域7a 7j接收入射的光束12的一部分，将接收的光转换为与其受光量相对应的电信号输出。受光部7具有遮光部13，其存在于受光面的中央部，并配置在只入射衍射光的0次成分(0次光)的区域。遮光部13和各受光区域17a 17j， 由沿着信息轨道方向的2根分割线分割。这2根分割线，沿着与光轴相交 的假设的基准线27平行设置。但是，与图2的例子不同，基准线27和分 割线不一致。另外，各受光区域17a 17j，在沿着对应光盘的半径方向的 方向的多个分割线(例如分割线29)分割这一点上，与图2的例子相同。 信号运算部9，通过进行差动运算得到3个差信号PP1， PP2， PP3。 与实施方式1 一样，图1中的差信号PP1是将第1光束在光盘半径方 向上2分割得到的第1推挽信号，如果使用从各受光区域17a 17j得到的 输出电信号表示，则由下式得到。 PPl二17a—17b另外，差信号PP2是将第2光束在光盘半径方向上2分割得到的第2 推挽信号，同样，由下式得到。PP2二 (17c+17e) — (17d+17f)再有，差信号PP3是将第3光束在光盘半径方向上2分割得到的第3 推挽信号，由下式得到。PP3二 (17g+17i) — (17h+17j)如实施方式l说明的，由于在本实施方式中，差信号PP3也随物镜位 置大致线性变化，因此可由变位检测部20判定差信号PP3的信号电平， 检测物镜4的位置。倾斜检测信号TLT，由实施方式l中所例举的式子TLT=PPl—kX PP2求得。在本实施方式中，通过在检测出光束12的受光区域的中央部设置遮 光部13，使得不对最会受到记录边界的反射率变化的影响的区域进行检 测，可以降低所谓振幅调制型(例如相变化型)光盘中的记录边界处的检 测误差。并且，这里所说的"区域"意味着0次光的一部分。通过最优化 各受光区域的大小和形状，用修正系数k同时修正伴随物镜的移动的偏移、 和在记录边界处产生的偏移，能够降低倾斜检测误差。图7示意表示了光盘5的信息轨道的剖面。各个信息轨道上，附有信息轨道编号1 9。信息轨道1 9中，信息轨道4 6是写入了数据的已记 录轨道，信息轨道1 3和7 9表示没有写入数据的未记录轨道。施加阴 影的己记录轨道4 6的反射率，与未记录1 3和7 9的反射率相比降 低了。图8表示光斑跟踪已记录轨道和未记录轨道时产生的、倾斜检测信号 TLT的检测误差的走势。横轴对应图7的信息轨道编号，4 6表示已记录 轨道，1 3和7 9表示未记录轨道。纵轴表示倾斜检测信号TLT的倾斜 检测的误差。另外，3根曲线，分别表示物镜的位置一100/mi， 0/mi， + lOO^m (详细参照图中的例示)。检测误差，是使用图6所示的受光部7的情况下，对图7所示的3根 已记录轨道和3根未记录轨道周期性重复出现时计算得到的。并且，将光 盘5和物镜4的半径方向的相对倾斜度设为0度。图8表示通过设定修正系数k (例如k=2.0)，以使在物镜的位置士 100/rni范围内抑制倾斜检测信号TLT的变动，从而可以同时降低记录边界 处的倾斜检测摇号TLT的变动这一情况。现在，与实施方式l一样，假设FFP的强度分布是不均匀的。如图3 所示，如果在物镜位置内周侧，将修正系数k设定为设计值k二2.0，能够 基本抵消倾斜检测信号TLT的偏移。另一方面，在物镜位置外周侧，则不 能抵消偏移。对于振幅调制型光盘，只在修正系数k为设计值k二2.0时，记录边界 处的倾斜检测的误差变得最小，因此在图3中的物镜位置内周侧，倾斜检 测信号TLT的偏移，包含记录边界被基本抵消。另外，在本实施方式也和实施方式1 一样，可以使用差信号PP3检测 物镜4的半径方向的位置，选择物镜位置外周侧的适当的修正系数。但是 在本来施方式中，只使伴随物镜移动的倾斜检测的误差变得最小的修正系 数k的确定方法不适合。换而言之，最好设定使规定的物镜位置，例如图 3所示+ 50/mi或+100/mi)的记录边界的倾斜检测误差变得最小的修正系 数。并且，最好设定使在物镜位置0/mi + 100/mi范围内的记录边界的倾 斜检测的误差变得最小的修正系数。此时，也可以如实施方式l中说明的那样，将物镜4的可动范围划分为3以上的多个区间，保存对应各区间的系数k的值。详情由于与实施方 式1的说明相同，这里省略说明。记录边界的倾斜检测的误差，尤其是在产生散焦(defocus)或球面象差时变大。散焦，是指对于光盘的信息记录层，光束的焦点位置错位规定 量以上的状态。所谓球面象差，是指通过物镜内周部分的光的焦点和通过 外周部分的光的焦点错位规定量以上的状态。因此，最好确定修正系数， 以使在有散焦和/或者球面象差的状态下的倾斜检测误差变得最小。另外，生成差信号PP3的受光区域17g 17j和遮光部13，不局限于 图6所示的图案。例如图9，表示与信息轨道方向的受光部7的分割图案相关的另一例。 遮光部13'不设置在受光区域17g'， 17h，， 17i'， 17j，上，在这些区域 所夹着的位置，并且沿着信息轨道方向设置。遮光部13'，还被以不接受 0次光的一部分的方式配置。另外，图10表示与信息轨道方向上受光部7的分割图案相关的再另 一例。遮光部13，'，在受光区域17g'，和17h'，之间，以及，受光区域 17i"和17j"之间不予设置，在夹在这些区域间的位置，并且，沿着信 息轨道方向设置。遮光部13''，还被以不接受0次光的一部分的方式配置。 并且，遮光部13''以线轴形状构成。因此遮光部13''和各受光区域17a 17f的分割线是曲线。另外，图9和图10所示的基准线27和作为一个例子表示的分割线29， 如图2和图6中的说明，是在分割受光区域17a 17f和17g' 17j'，受 光区域17a 17f和17g'， 17j"时规定。另外，在实施方式1和2中，如图2，图6，图9和图10所示，将光 束12在信息轨道方向上分割，作为受光区域7a 7j或者受光区域17a 17j (包含受光区域17g， 17j'， 17g" 17j"。)得到差信号PP1 PP3。 但是，本发明，不局限于这样的分割图案，可对全部的分割光束后接收， 并使用多个差信号(推挽信号)进行倾斜检测的光学头适用。虽然在图2， 图6，图9和图10中，对应光盘半径方向的方向的各分割线(例如分割线 29)是直线，但也可以全部或者一部分是曲线。例如能够将各分割线，以 关于基准线27对称的形状设置。再有，对于检测物镜4位置的差信号PP3，设使用来自与差信号PP1，PP2所相关的受光区域7a 7f (或者17a 17f)不同的、只有0次光的受 光区域7g 7j (或者17g 17j， 17g， 17j，， 17g，， 17j，，)的信号生 成。但是，将由下面计算得到的推挽信号PP4作为物镜的位置检测信号使 用也能得到一样的效果。即推挽信号PP4，例如进一歩分割受光区域7a 7f，利用其一部分的只有O次光的区域生成。 (实施方式3)下面， 一边参照图ll， 一边对降低倾斜检测信号的偏移的光学头的第 3实施方式进行说明。本实施方式中的光学头的构成中，对于实施方式1 和2的光学头中设置的相同的构成要素，赋予同一的符号，以下省略其说 明。图11表示本实施方式中的光学头200的构成。光学头200，具有变 位检测部21 ，传感器22和物镜执行机构的可动部24。光学头200，不必使用实施方式1和2中说明的差信号PP3，就能够 确定物镜4在光盘半径方向的位置。变位检测部21检测物镜的变位。变位检测部21，根据传感器22的输 出电气信号，检测物镜执行机构的可动部24的位置，更具体的说，检测 光盘半径方向的位置。由于可动部24被与物镜4固定，如果确定可动部 24的位置，就确定了物镜4在光盘半径方向的位置。由此，与实施方式l 和2—样，变位检测部21，在物镜4处于规定的范围内时，可以将增幅放 大器10的修正系数k变更为适当的值。物镜执行机构是具备可动部24的单元，固定、保持物镜4的同时， 根据对可动部24施加的电压驱动物镜4。关于物镜执行机构， 一边参照图 12和图13， 一边在后面描述。传感器22对物镜执行机构的可动部24照射LED等的光，检测其反 射光。然后，输出与物镜执行机构可动部24在光盘半径方向上的位置相 应的电信号(驱动信号)。由此，能替代推挽信号PP3，确定物镜4在光 盘半径方向的位置。以上，在实施方式1 3中，说明了检测物镜的位置，根据物镜的位 置确定适当的修正系数k的步骤。确定修正系数k的时机，可以是光学头安装调整时，也可以是实际的记录再生动作开始时或者开始前。在光学头的安装调整时，使用规定基准的光盘，事先确定与物镜位置 相应的修正系数k，在实际的记录再生动作时，通过根据物镜位置检测信 号切换修正系数k，从而具有电路构成较为简单的优点。另一方面，在实际的记录再生动作前(例如起动时)，对该光盘确定与物镜位置相应的修正系数k，并在记录再生动作时，使用这里所确定的修正系数k的这一方法，具有针对光盘沟形状和反射率等的偏差，进一步 降低倾斜检测误差的优点。(实施方式4)下面， 一边参照图12和图13， 一边对本实施方式中的光盘装置进行 说明。图12表示本实施方式中的光盘装置50的构成。图示的构成要素被安 装在壳体(图中没有表示)中。在本实施方式中，例示了再生专用的光盘 装置，但本发明能够适用于记录专用、或者进行记录和再生的光盘装置。光盘装置50，具备光盘驱动部51、控制部52、光学头53、控制系 统204和再生信号处理系统205。光盘驱动部51，具有用于载置光盘5的转台，将光盘5装载在转台上 进行旋转驱动。光学头53是实施方式1 3中的任意一个所述的光学头。在实施方式 1 3的光学头中，以倾斜检测部被内置为例进行了说明，但在图12中为 了便于记载，将倾斜检测部8置于光学头53的外部。另外，也可以将光学头功能抑制到需要的最小限度，谋求低成本化。 此时，也可以将倾斜检测部8以后的倾斜控制系统，后面所述的聚焦错误 信号生成部211以后的聚焦控制系统，跟踪错误信号生成部212以后的跟 踪控制系统，波形均衡部220以后的再生控制系统，安装到例如被称为光 盘控制器的芯片电路中。控制部52，具有驱动和控制光盘驱动部51和光学头53的功能，并且， 具有对光学头53接收的控制信号、信息信号进行信号处理的功能，和在 壳体的外部和内部进行信息信号通信的接口功能。物镜执行机构206连接在物镜4上。物镜执行机构206，起到将物镜4向与信息记录层5a垂直的方向(a)(称为聚焦方向)和平行的方向(b) (称为跟踪方向)移动的聚焦修正部和跟踪修正部的功能。另外，起到使 光盘5半径方向的倾斜角变化，来向倾斜方向(c)移动的倾斜修正部的 功能。物镜执行机构206，具备驱动物镜4的可动部和固定部。图13表示物 镜执行机构206的可动部14和固定部15的构成。可动部14除了可以将 物镜4向聚焦方向(a)和跟踪方向(b)移动之外，还可将其在径向倾斜 方向(c)的3轴上移动。固定部15相对于光学头53固定。物镜执行机构206中，能够采用驱动光盘装置物镜的众所周知的驱动 机构。例如，可采用使用线圈和磁铁，由电磁力驱动或使物镜变位的结构。横向驱动部207连接在光学头53上，使光学头53整体向光盘5的半 径方向移动。控制系统204，进行光盘5的旋转控制，以及控制会聚到光盘5的信 息记录层5a的光的聚光状态以及聚光位置。具体的说，进行光盘驱动部 51，横向驱动部207和物镜执行机构206的控制。因此，控制系统204， 具备实施方式1 3的任意一个所述光学头53的受光部7、倾斜检测部8、 聚焦错误信号生成部211、跟踪错误信号生成部212、相位补偿部214 216 和驱动信号生成部218。聚焦错误信号生成部211，从受光部7接收多个信号，并生成表示会 聚到信息记录层5a上的光的聚光状态偏离规定状态到何种程度的聚焦错 误信号。相位补偿部214，补偿聚焦错误信号的相位，并作为聚焦控制信 号，向驱动信号生成部218输出。驱动信号生成部218，接收聚焦控制信 号，并向物镜执行机构206输出使物镜4向与信息记录层5a垂直的方向 231移动的聚焦驱动信号。由此，进行控制以使会聚到信息记录层5a上的 光保持一定的聚光状态。跟踪错误信号生成部212，从受光部7接收多个信号，生成表示会聚 在信息记录层5a上的光偏离轨道到何种程度的跟踪错误信号。相位补偿 部215，补偿跟踪错误信号的相位，作为跟踪控制信号，向驱动信号生成 部218输出。驱动信号生成部218，接收跟踪控制信号，向物镜执行机构 206输出将物镜4向与信息记录层5a平行的半径方向232移动的跟踪驱动信号。由此，控制以使会聚在信息记录层5a上的光总是跟踪轨道。受光部7和倾斜检测部8，构成倾斜检测装置241 。倾斜检测装置241 ， 从受光部7接收多个受光信号，生成倾斜检测信号TLT。相位补偿部216， 补偿倾斜检测信号TLT的相位，作为倾斜控制信号，向驱动信号生成部 218输出。驱动信号生成部218，接收倾斜控制信号，向物镜执行机构206 输出将物镜4向倾斜方向(c)移动的倾斜驱动信号。由此，进行控制使 得会聚到信息记录层5a上的光的光轴与信息记录层5a垂直。另外，虽然在本实施方式中，物镜执行机构206起到聚焦修正部、跟 踪修正部和倾斜修正部的功能，但也可以让物镜执行机构具有聚焦修正部 和跟踪修正部的功能，并在物镜执行机构之外另行设置倾斜修正部。例如， 也可以在物镜4和分光器3之间，设置通过根据倾斜控制信号改变折射率， 从而修正通过的光的波阵面象差的液晶元件。聚焦错误信号生成部211 ，跟踪错误信号生成部212，相位补偿部214 216以及驱动信号生成部218，具备以往的光盘装置中使用的众所周知的 构成。另外，聚焦错误信号的生成，能够由非点象差法等的众所周知的方 法生成。跟踪错误信号，能够由相位差法、推挽法、3束法等生成。另外， 受光部7，可以具备用于分别生成聚焦错误信号、跟踪错误信号和倾斜错 误信号的通用的检测元件，也可以分别具备各不相同的检测元件。控制系统204，除此之外，还包含用于驱动横向驱动部207的驱动信 号生成部224，和用于驱动光盘驱动部51的驱动信号生成部224。驱动信 号生成部224，根据光盘装置201的动作状态，从控制部52接受指令，使 得光斑跳到信息记录层5a的规定轨道的位置，或伴随记录和再生动作， 光斑连续地对轨道进行跟踪。根据从控制部52接受的指令，驱动信号生 成部224，生成用于驱动横向驱动部207的驱动信号，移动光学头53。驱 动信号生成部204，从控制部52接收指令，生成驱动光盘驱动部51的驱 动信号，以使光盘5以规定的旋转速度旋转。再生信号处理系统205，包含有波形均衡部220， PLL部221和译码 器222，再生记录在光盘5的信息记录层5a中的信息，生成再生信号。波 形均衡部220从受光部7接受包含记录在信息记录层5a中的信息的信号， 将此信号，在规定频带中放大，输出RF信号。PLL部221接收RF信号，生成与RF信号同步的时钟信号。译码器222，使用时钟信号解密RF信号， 输出记录在信息记录层5a中的信息。由于光学头53是实施方式1 3的任意一个所述的光学头，因此可以 进行检测误差小的径向倾斜检测。通过使物镜执行机构的可动部24在径 向倾斜方向(c)倾斜，以使检测出的径向倾斜变为零，能够降低物镜4 和光盘5的相对径向倾斜，因而可以降低由倾斜产生的彗形象差。这里，对光盘装置50动作中的倾斜检测处理进行说明。图14表示光 盘装置50中的倾斜检测处理的步骤。首先步骤Sll中，光学头53对装入的光盘5照射激光。在下一步骤 S12中，设置在光学头53的倾斜检测部8中的信号运算部9，根据反射光 的受光信号，生成推挽信号PP1， PP2和PP3。歩骤S13中，倾斜检测部8的变位检测部20，根据推挽信号PP3的 信号电平，检测物镜半径方向的位置。然后，在步骤S14中，变位检测部 20根据检测出的物镜的位置，确定偏移修正系数k。其结果，倾斜检测部 8，根据推挽信号PP1和PP2以及决定的修正系数k，生成倾斜检测信号 TLT。在步骤S16中，光盘装置50的相位补偿部216根据倾斜检测信号TLT 检测出倾斜量。更具体地说明，相位补偿部216，补偿倾斜检测信号TLT 的相位，检测出应该修正的倾斜量。然后，生成对应此倾斜量的倾斜控制 信号，向驱动信号生成部218输出。在步骤S17中，驱动信号生成部218输出对应倾斜量的倾斜驱动信号， 物镜执行机构206根据其倾斜驱动信号，修正物镜4的倾斜，以使会聚到 信息记录层5a上的光的光轴与信息记录层5a垂直。通过使用倾斜检测信号的闭环，能够实时地修正由于光盘的盘面振动 产生的径向倾斜。另外，对于光盘装置整体的小型化等也有效果。另外，物镜执行机构206，并不局限于象本实施方式中所述的将可动 部4倾斜的方法，例如采用倾斜光学头整体等的其他方法也能够得到一样 的效果。上述各实施方式的说明中，尤其是光学头的变位检测部选择修正系数 k，并根据此修正系数k生成倾斜检测信号的处理，可以由计算机程序实现。具有倾斜检测部的光学头，或者，光盘控制器的计算机，通过执行记 录在存储器(图中没有表示)的这样的计算机程序，实现上述处理。计算 机程序，记录在CD — ROM等的记录介质而在市场中流通，或者，通过互联网等的电气通信回路传送。本发明的光学头，即使在激光光源的FFP强度分布不均匀时，也可以 进行高精度的径向倾斜检测。另外，还通过以不接受光盘反射的光束中的 0次光的一部分的方式构成受光部，从而对于记录轨道和未记录轨道反射 率不同的振幅调制型光盘进行信息记录或者再生的光学头和光盘装置都 有用。尤其是，对于具有通过将物镜倾斜来修正由径向倾斜产生的彗形象差 的功能的光学头和光盘装置有用。
权利要求
1、一种光学头，具有光源；物镜，其将从上述光源放射的光束会聚到光盘上；受光部，其将上述光盘反射的光束在受光面的多个区域中分割接受，根据各区域接受的光的强度输出多个受光信号；倾斜检测部，其根据各受光信号检测出上述物镜和上述光盘的相对的倾斜，上述倾斜检测部，根据来自上述多个区域之中的第1多个区域的受光信号生成第1推挽信号PP1，该第1多个区域，关于对应上述光盘的轨道方向的、与光轴相交的假设的基准线对称地配置，上述倾斜检测部，还根据来自关于上述基准线对称配置的、与上述第1多个区域不同的第2多个区域的受光信号，生成第2推挽信号PP2，并且，根据上述物镜在上述光盘半径方向的位置改变系数k，由TLT＝PP1-k×PP2生成倾斜检测信号TLT。
2、 根据权利要求l所述的光学头，其特征在于， 上述受光面的多个区域中，上述受光面被沿着上述光盘的半径方向所对应的第1方向和上述轨道方向所对应的第2方向分割。
3、 根据权利要求1所述的光学头，其特征在于， 上述倾斜检测部具备变位检测部，其检测以规定位置为基准的上述物镜在上述光盘半径方向的变位量，并根据检测出的上述变位量，改变上述 系数k。
4、 根据权利要求3所述的光学头，其特征在于， 上述倾斜检测部，还具备生成上述第1推挽信号PP1和上述第2推挽信号PP2的信号演算部，上述信号运算部，还根据来自与上述第1多个区域和上述第2多个区 域不同的、关于上述基准线对称配置的第3多个区域的受光信号，生成第 3推挽信号PP3，上述变位检测部，根据生成的上述第3推挽信号PP3，检测出上述变位量。
5、 根据权利要求3所述的光学头，其特征在于， 上述倾斜检测部，还具备生成上述第1推挽信号PP1和上述第2推挽信号PP2的信号运算部，上述第1多个区域和上述第2多个区域中至少一方，包含只接收上述 光盘反射的光束中的0次光的、关于上述基准线对称配置的第3多个区域，上述信号运算部，还根据来自上述第3多个区域的受光信号，生成第 3推挽信号PP3，上述变位检测部，根据生成的上述第3推挽信号PP3，检测出上述变位量。
6、 根据权利要求3所述的光学头，其特征在于， 还具备具有用于驱动上述物镜的可动部的执行机构， 上述变位检测部，根据上述可动部的变位量检测出上述物镜的变位
7、 根据权利要求1所述的光学头，其特征在于，上述光盘，在已记录信息的记录轨道和未记录信息的未记录轨道反射 率不同，上述第1多个区域和上述第2多个区域，不接收上述光盘反射的光束 中的0次光的一部分。
8、 根据权利要求7所述的光学头，其特征在于，上述第1多个区域和上述第2多个区域各自所包含的、关于上述基准 线对称配置的至少1组多个区域，被分离配置。
9、 根据权利要求3所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，以上述物镜在上述光盘半径方向的每一规定变位量为单位改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的偏移的变动最小。
10、 根据权利要求9所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，在相对于上述光盘的信息记录层，上述光束焦点位置错位规定量时，改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的变动最 小。
11、 根据权利要求9所述的光学头，其特征在于，上述变位检测部，在相对于上述光盘的信息记录层，上述光束产生了规定的球面象差时，改变上述系数k，以使上述倾斜检测信号TLT的变动最小。
12、 根据权利要求3所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，根据上述变位量可取的值，保持多个事先设定的系数k的值，上述变位检测部，选择对应于检测出的上述变位量的系数k。
13、 根据权利要求12所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，将上述变位量可取的范围划分为多个区间，保存对应各区间的系数k的值，上述变位检测部，确定检测出的上述变位量所属的区间，并变为对应 所确定的上述区间的系数k。
14、 根据权利要求13所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，将上述变位量可取的范围，以上述物镜的中立位置为基准，划分为上述光盘的内周侧区间和外周侧区间，保存对应各区间的 系数k的值。
15、 根据权利要求13所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，将上述变位量可取的范围，划分为包含上述物镜的中立位置的第1区间；比上述第1区间更靠上述光盘的内周侧的第2区 间；和比上述第1区间更靠上述光盘外周侧的第3区间，保持对应各区间的系数k的值。
16、 根据权利要求12所述的光学头，其特征在于，多个上述系数k的值，在上述光学头的安装调整时被设定。
17、 根据权利要求12所述的光学头，其特征在于， 上述变位检测部，对上述光束照射的每种光盘设定上述系数k。
18、 根据权利要求1所述的光学头，其特征在于， 还具备倾斜修正部，其根据从上述倾斜检测部输出的上述倾斜检测信号TLT，修正由于上述物镜与上述光盘相对倾斜产生的象差。
19、 根据权利要求18所述的光学头，其特征在于， 上述倾斜修正部，能够根据驱动信号将上述物镜至少在上述光盘的半径方向上倾斜，上述驱动信号，根据上述倾斜检测信号TLT生成。
20、 一种光盘装置，其特征在于，具备 权利要求1 19的任意一项所述的光学头； 用于对光盘进行旋转驱动的电动机；和控制上述光学头和上述电动机的控制部。
全文摘要
本发明提供一种可以降低倾斜检测的误差，进行高精度的倾斜检测的光学头，其具有物镜，其将来自光源的光束聚集到光盘上；受光部，其将由光盘反射的光束用受光面的多个区域分割后受光，输出来自各区域的受光信号；和，倾斜检测部，其根据各受光信号检测出物镜和光盘的相对倾斜。倾斜检测部，根据来自多个区域中，对应光盘半径方向的、关于与光轴相交的假设的基准线对称配置的第1多个区域的受光信号，生成第1推挽信号PP1，根据来自关于基准线对称地配置的、与第1多个区域不同的第2多个区域的受光信号，生成第2推挽信号PP2，并且，根据物镜在光盘半径方向上的位置改变系数k，根据TLT＝PP1-k×PP2，生成倾斜检测信号TLT。
文档编号G11B7/09GK101243502SQ20068003034
公开日2008年8月13日 申请日期2006年10月10日 优先权日2005年10月12日
发明者山崎文朝, 爱甲秀树, 荒井昭浩 申请人:松下电器产业株式会社