专利名称：光拾取器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于读取记录在DVD(数字通用盘)之类的光盘上的信息的光拾取器，更具体的说，本发明涉及一种用于读取具有多个记录层的光盘的光拾取器。
背景技术：
由于作为一种光盘的DVD具有很大的存储容量，因此，DVD可以作为用于记录图像或音频的介质用于各种应用。DVD具有记录层，记录层上记录有信息，记录在记录层上的信息可以被光拾取器光学读取。换句话说，从装配在光拾取器中的发光元件(半导体激光器)发出的光束照射在记录层的信息记录表面上，光拾取器的光接收元件接收其反射光。然后，进行信号处理，以再现DVD的记录信息。此外，最近，具有两层记录层的DVD已经被重点开发，以进一步提高存储容量。
为了以光拾取器读取记录在光盘上的信息，光束的光点需要精确会聚在光盘的信息记录表面上。因此，光拾取器配备有可移动的物镜。当读取具有两个记录层的光盘时，可以移动物镜来满足对要被读取的记录层执行聚焦操作，使从透镜发射的光线可以会聚在要被读取的记录层上。
图4A和4B是具有这种物镜的普通光拾取器的光学系统的图。在附图4A和4B中，1代表由DVD构成并具有两个记录层的光盘，所述两个记录层包括第一记录层1a和第二记录层1b，其上记录有信息。50代表光源，其将激光束施加到光盘1上。51代表准直透镜，用于将激光束53转变为平行光53c。52代表可移动物镜，用于将来自准直透镜51的平行光53c会聚到光盘1的记录层1a和1b上。光拾取器的无限光学系统由这些部件构成。
在图4A中，来自物镜52的会聚光线53a在记录层1a上形成焦点F1，用光拾取器读取记录在记录层1a上的信息。当改变记录层以读取记录在记录层1b上的信息时，物镜52向上移动(在方向C上)，如图4B所示。此时，移动距离y是等于记录层1a与记录层1b之间的间隔的距离。因而，来自物镜52的会聚光线53b在记录层1b上形成焦点F2，用光拾取器读取记录在记录层1b上的信息。
通过上述无限光学系统读取具有多个记录层的光盘的光拾取器已经在例如下述的JP-A-2002-373444中公开。此外，JP-A-2002-373442公开了一种光拾取器，所述光拾取器由准有限光学系统构成，所述系统具有位于光源与分束器之间用于会聚光束的中间透镜，所述文献还公开了一种使用下述光学系统的光拾取器所述光学系统包括位于光源和分束器之间的第一光学元件和位于分束器与物镜之间的第二光学元件。
然而，在使用图4A和图4B所示的无限光学系统的光拾取器的情况下，由于准直透镜52是必需的，因此，部件的数量被不利地增加，从而加大了生产成本。另一方面，在JP-A-2002-373442所公开的光拾取器的情况下，虽然准直透镜不是必需的，但是，必须要适当安置中间透镜或光学元件。因此，部件的数量也很多，生产成本不可避免地增加。
与此相比较，在用于读取CD(光盘)的光拾取器中，采用了这样的有限光学系统从光源发出的光束可以直接入射在物镜上，并会聚在盘上。因此，现在正在尝试这样一种方法将这种有限光学系统用于针对DVD的光拾取器中，以省略准直透镜。具体来说，在有限光学系统中，由于物镜的唯一焦点是固定的，因此在采用具有一个基本记录层的CD的情况下是不会产生问题的。但是，在具有多个记录层的DVD的情况下，再现精度根据设定焦点的层不同而差异很大。上述情况的产生的原因是由于光线衰减或类似原因，致使记录层的反射光量各不相同。因而，即使在焦点略微发散的情况下，也可以读取具有大量反射光的记录层上的信息，然而，当焦点发散时，几乎不能以高精度读取具有少量反射光的记录层上的信息。因此，当用于CD的光拾取器的技术简单转用到用于DVD的光拾取器中时，还存在需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光拾取器，其生产成本可以通过省略准直透镜而降低，并且可以采用该光拾取器以高精度读取记录在任意一个记录层上的信息。
根据本发明的光拾取器涉及一种用于读取光盘的光拾取器，其中，信息被分别记录在多个记录层上。所述光拾取器包括光源，用于将光束施加到光盘；和可移动的物镜，用于将光束会聚在记录层上。包括光源和物镜的光学系统是有限光学系统，其中，从光源发射出来的光束入射到物镜上，而不用穿过准直透镜。将物镜的参考位置设定为使入射光束在光盘的多个记录层中距离光源最远的记录层上形成焦点。当读取其它记录层上的信息时，将物镜从参考位置向光源侧移动来执行聚焦操作。
在本发明中，由于从光源发射出来的光束直接入射在物镜上，而不穿过准直透镜，因此可以省略准直透镜，减少部件数量。此外，例如，可以将具有两个层的盘作为一个实施例。在这种情况下，第二远离光源的层具有少于更靠近光源的第一层的反射光量。因此，当在光学设计中将光束的焦点形成在第一层时，几乎不能再现记录在第二层上的信息。在本发明中，可以对第二层进行聚焦使得光束的焦点形成在第二层上。从而，记录在具有较少反射光量的第二层上的信息可以被读取出来，从而实现高精度再现。此外，在第一层中，由于反射光量较大，因此，即使在焦点轻微发散时，也可以读取记录的信息。此外，根据本发明，如下所特别描述的，可以减小物镜的球差的影响，提高读取精度。
在本发明中，物镜可以由具有多个焦距的多聚焦透镜构成。多聚焦透镜的使用使得光束的焦点可以精确形成在每个记录层上，从而进一步提高了读取精度。
根据本发明，由于从光源发出的光束直接入射在物镜上，而不用通过准直透镜，因此可以省略准直透镜，减少部件数量。此外，由于将光束的焦点形成在记录层中最远离光源的记录层上，因此，可以精确读取和再现任意记录层上的信息。
本发明的这些和其它目的和优点通过下文中结合附图的详细说明将更加明显，其中图1是采用根据本发明的光拾取器的DVD播放器的方框图；图2A和2B是根据本发明的光拾取器的光学系统的视图；图3A和3B是与本发明相比较的光学系统的视图；图4A和4B是普通光拾取器的光学系统的视图。
具体实施例方式
图1示出了采用根据本发明的光拾取器的DVD播放器的方框图。在图1中，附图标记1代表由DVD构成的光盘，2代表用于将激光束3施加到光盘1上并接收其反射光的光拾取器，4代表用于旋转光盘1的盘马达，5代表用于驱动光拾取器2的拾取器驱动部件，6代表用于驱动盘马达4的盘马达驱动部件。7代表用于驱动其上安装有光盘1的托盘(图解中省略)的托盘驱动部件，8代表由ROM或RAM构成的存储器，9代表由播放器主体中安装的按键或开关构成的操作部件，10代表用于显示各种信息的显示部件，11代表用于从遥控器(图解中省略)接收信号的遥控接收部件，12代表用于再现从光盘1读取的信号或将外部输入信号转换为要写入到光盘1中的信号的记录和再现部件，13代表由CPU构成的控制部件，用于控制记录和再现操作或执行伺服控制等操作。
图2A和2B是光拾取器2中的光学系统的视图。附图标记1代表上述由DVD构成的光盘1，其包括具有第一记录层1a和第二记录层1b的两个记录层，所述记录层上记录有信息。20代表由用于将激光束3施加到光盘1上的半导体激光器构成的光源，21代表用于将自光源20发射的激光束3会聚在记录层1a和1b上的可移动物镜。具有光源20和物镜21的光学系统是有限光学系统，其中，从光源20发射的激光束3入射在物镜21上，而不穿过准直透镜。
在图2A中，来自物镜21的会聚光线3b在记录层1b上形成焦点P2。由此，记录在记录层1b上的信息被光拾取器2读取。当改变要被读取的记录层以读取记录在记录层1a上的信息时，物镜21移动到光源侧(在方向A中)，如图2B所示。此时，移动距离x代表与记录层1a和记录层1b之间的间隔相应的距离。这样，焦点从P2移动到P1，以通过光拾取器2读取记录在记录层1a上的信息。
在本发明中，将物镜21的参考位置设定为使入射到物镜21上的激光束3在光盘1的两个记录层1a和1b中的远离光源20的记录层(下文中将其称为第二层)1b上形成焦点P2。换句话说，可以通过将L2设定为图2A中所示的参考位置来进行光学设计。然后，当读取靠近光源20的记录层(下文中将其称为第一层)1a上的信息时，物镜21从L2的位置移动到L1的位置，以执行聚焦操作。如上所述，这种将激光束会聚在第二层1b上的光学设计是出于下述原因。
第一个原因在于可以确保在第二层1b上获得大量的反射光。从光源20发出的激光束3是以某个角度发出的光通量。因此，如图3A所示，如果其中将物镜21的参考位置设定为L1的光学设计是使得来自物镜21的会聚光线3a在第一层1a上形成焦点Q1，则当物镜21在图3B所示的方向B上移动以在第二层1b上形成焦点Q2时，入射到物镜21上的激光束的光量将如3c所示减少(实线)。因而，来自物镜21的会聚光线3b的光量也减少。光量减少的会聚光线3b在会聚光线穿过第一层1a到达第二层1b的过程中进一步衰减。因此，第二层1b反射的光量远远小于第一层1a反射的光量，实际上为小于等于50％。如上所述，当通过光学设计而聚焦于第一层1a时，第二层1b反射的光量急剧减少。因而，即使在执行物镜21的聚焦操作时，也几乎不能准确读出记录在第二层1b上的信息，从而降低了再现精度。
与之相比较，在本发明中，如图2A所示，可以将物镜21的参考位置设定为使焦点P2在正常状态下形成在第二层1b上。从而，当读取第二层1b上的信息时，从光源20发射的激光束3全部入射到物镜21上。因此，会聚光线3b的光量不会减少，可以确保第二层1b的反射光的光量达到或超过规定值，其中，上述会聚光线3b从物镜21照射到光盘1。由于焦点P2形成在第二层1b上，因此，可以精确读取记录在第二层1b上的信息。此外，当物镜21执行如图2B所示的聚焦操作以读取第一层1a上的信息时，物镜21向靠近光源20的方向移动，从光源20发射出来的激光束3完全入射到物镜21上。因此，会聚光线3a的光量不会减少，从而，可以精确读出记录在第一层1a上的信息，其中，所述会聚光线3a从物镜21照射到光盘1上。
通过光学设计将焦点会聚在第二层上的第二个原因是为了减小球差的影响。球差是一种在由透镜的光轴附近通过的光线形成的焦点与由通过透镜的外周部分的光线形成的焦点之间产生偏差的现象。当通过光学设计将焦点会聚在第一层1a上时，如图3A所示，物镜21向远离光源20的方向(方向B)移动来执行聚焦操作，如图3B所示。因而，入射在物镜21上的激光束3c同样存在于透镜的外周部分21a上。因此，存在有由于物镜21的外周部分21a的光引起的球差的影响。结果，会聚光线3b的焦点Q2并不设定为一个。这样，当焦点Q2发散时，由于第二层1b的反射光量下降，如上所述，因此，更难以高精度读取记录在第二层1b上的信息，从而导致了再现精度的下降。
与之相比较，当根据本发明的光学设计将焦点会聚在第二层1b上时，物镜21在聚焦操作过程中相对于第一层1a向靠近光源20的方向(方向A)移动，如图2B所示。因此，激光束3并不入射到靠近物镜21的外周部分21a的部分上。结果，可以消除由于透镜的外周部分的光线而引起的球差的影响，会聚光线3a的焦点P1基本设定为一个点。此外，即使在焦点P1形成在略微偏离第一层1a的位置上时，第一层1a的反射光量也基本不会由于光线衰减而减少。因而，可以遮盖焦点偏移的影响，从而实现对记录在第一层1a上的信息的精确读取。
在上述实施例中，将普通透镜用作物镜21。然而，也可以采用双焦点透镜作为物镜21。双焦点透镜是在物镜的光轴上具有两个焦距的透镜。可以使用双焦点透镜，以便在物镜21执行如图2B所示的聚焦操作时，焦点P1可以精确形成在第一层1a上。从而能够提高读取精度。
在上述实施例中，将具有两个记录层的光盘作为多层盘的一个实施例。然而，本发明也适用于具有三个或三个以上记录层的多层盘。在这种情况下，将物镜的参考位置设定为使焦点形成在最远离光源的记录层上，透镜从该位置向光源侧移动来执行聚焦操作。
在上述实施例中，将DVD作为光盘的一个实施例。然而，本发明还适用于除DVD之外的光盘的读取的情况。
附图标记5、拾取器驱动部件；6、盘马达驱动部件；7、托盘驱动部件；8、存储器；9、操作部件；10、显示部件；11、遥控接收部件；12、记录和再现部件；
权利要求
1.一种用于读取光盘的光拾取器，其中，信息分别记录在第一记录层和第二记录层上，该光拾取器包括光源，用于将激光束加到光盘；和可移动的物镜，用于将激光束会聚在第一和第二记录层上，其中包括光源和物镜的光学系统是有限光学系统，其中，从光源发射出来的激光束入射到物镜上，而不穿过准直透镜；将物镜的参考位置设定为使入射激光束会聚在光盘的第一和第二记录层中距离光源更远的一个记录层上；和当读取更靠近光源的记录层上的信息时，将物镜从参考位置向光源侧移动来执行聚焦操作。
2.一种用于读取光盘的光拾取器，其中，信息被分别记录在多个记录层上，该光拾取器包括光源，用于将光束加到光盘；和可移动的物镜，用于将光束会聚在记录层上；其中包括光源和物镜的光学系统是有限光学系统，其中，从光源发射出来的光束入射到物镜上，而不穿过准直透镜；将物镜的参考位置设定为使入射光束会聚在光盘的多个记录层中距离光源最远的记录层上；和当读取其它记录层上的信息时，将物镜从参考位置向光源侧移动来执行聚焦操作。
3.根据权利要求1所述的光拾取器，其中，物镜由多焦点透镜构成。
4.根据权利要求2所述的光拾取器，其中，物镜由多焦点透镜构成。
全文摘要
本发明采用了一种有限光学系统，其中来自光源的激光束可以直接入射在物镜上，而不用通过准直透镜。可以将物镜的参考位置设定为使来自物镜的会聚光线在光盘的两个记录层中距离光源较远的记录层上形成焦点。物镜从参考位置向靠近光源侧的方向移动来执行聚焦操作，读取记录在靠近光源的记录层上的信息。
文档编号G11B7/00GK1617239SQ20041009255
公开日2005年5月18日 申请日期2004年11月15日 优先权日2003年11月14日
发明者船越秀明 申请人:船井电机株式会社