专利名称：光盘设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用光源(诸如激光器)再现光盘(其可以是包括只再现光盘和记录/再现光盘的多种类型光盘中的任何一种)上的信号的光盘装置，尤其涉及包含彗形像差校正器件的光盘装置，所述彗形像差校正器件用于校正沿光盘径向的光束的彗形像差。
背景技术：
在光盘装置中，光盘的数据表面和与照射在光盘上的光束的光轴垂直的方向未对齐的角度称为倾角。当倾角不为零时，我们说出现了倾斜。已经开发了高密度的光盘，由于光盘和光盘装置出现的倾斜，记录信号或再现信号的抖动退化变得显著，并且难以维持足够水平的性能。
图7是示出投射在光盘的数据表面上的光束的强度分布如何由于倾斜的出现而改变的示意图。图8是示出与再现信号的抖动和出错率(error ratio)相关而出现的倾斜的特征图。如从图7和图8理解的，由于倾斜而出现了彗形像差，并且作为结果，再现信号的抖动退化，并且同时出错率增加。
当由于倾斜出现的像差超过容许值时，在最优条件下不可能执行记录或再现的时候，问题出现了，并且同时数据的可靠性降低了。另外，光盘的记录密度越高，倾斜导致的像差的容许范围变得越小。因此，难于保证装置的记录/再现性能。
为了保证高密度光盘的记录/再现性能，在传统光盘装置中，不仅调整了光学系统和驱动系统的机械定位，而且在装置工作期间检测倾斜，并且为了基于所检测到的结果使物镜倾斜引入了倾斜控制。结果，校正了彗形像差，并且实现了装置的最优记录和再现(见例如参考文件1)。
下文中，将描述传统光盘装置的结构。
图9是示出传统光盘装置的结构的框图。
图9中，光头100包括光源101，准直透镜102，偏振分束器103，四分之一波片104，物镜105，会聚透镜107，检测器108和聚焦激励器(focus actuator)113。
光源101朝光盘106的数据表面发射光束。光源101例如是半导体激光器设备。
准直透镜102将从光源101发射的光束(发散光)转换成准直光。
偏振分束器103是用于全反射从光源101发射的光束的线性偏振光，并且全部透射与从光源101发射的光束的线性偏振光正交的方向上的线性偏振光的光学设备。
四分之一波片104是用于将所透射的光中的偏振光从圆偏振光转换成线性偏振光或从线性偏振光转换成圆偏振光的光学设备。
物镜105将光束会聚在光盘106的数据表面上。
会聚透镜107将通过偏振分束器103的光束会聚在检测器108上。
检测器108是将所接收的光转换成电信号的设备，并且包括多个区。
前置放大器109是将从检测器108的每个区输出的电流转换成电压的电学设备。
FE信号生成单元110是从来自前置放大器109的多个输出信号生成与光束在光盘106的数据表面上的会聚状态相对应的聚焦误差信号(FE信号)的电路。聚焦控制单元111是根据来自FE信号生成单元110的输出信号输出聚焦控制信号的电路。聚焦驱动单元112是用于基于聚焦控制信号输出聚焦激励器驱动信号的电路。聚焦激励器113是沿垂直光盘106的数据表面的方向(下文中，该方向将被称为“聚焦方向”)移动物镜105的元件。倾斜传感器900包括光源901和检测器902。
光源901朝光盘106的数据表面发射光束。光源901例如是发光二极管。
检测器902是用于接收从光源901发射、然后由光盘106的数据表面反射的光束，并且将所接收的光束转换成电信号的设备。检测器902包括多个区。
倾斜信号生成单元903是用于基于来自检测器902的输出信号生成倾斜信号的电路，所述倾斜信号与关于光盘106的数据表面的光轴的倾斜相对应。
倾斜控制单元904是用于基于倾斜信号输出倾斜控制信号的电路。
倾斜驱动单元905是用于基于从倾斜控制单元904输出的信号输出倾斜激励器驱动信号的电路。
倾斜激励器906是用于通过使光头100倾斜来使将要照射在光盘106上的光束的光轴倾斜的元件。
将参考图9描述上述结构的传统光盘的聚焦控制操作和倾斜控制操作。
从光源101发射的光束中的线性偏振光在准直透镜102上入射，并由准直透镜102转换成准直光。由准直透镜102准直的光束入射在偏振分束器103上。由偏振分束器103反射的光束被四分之一波片104转换成圆偏振光束。已经由四分之一波片104转换成圆偏振光束的光束入射在物镜105上，并且然后被会聚在光盘106上。该光束被光盘106反射，通过偏振分束器103，并且然后入射在会聚透镜107上。在会聚透镜107上入射的光束然后入射在检测器908上。入射在检测器908上的光束在检测器908的每个区中被转换成电信号。在光检测器908的每个区中被转换的电信号然后由前置放大器909转换为电压。FE生成单元110计算来自前置放大器909的多个输出信号，从而输出FE信号。FE信号，其是来自FE信号生成单元110的输出信号，被输入到聚焦控制单元111，并且通过相位补偿电路和包括使用例如数字信号处理器(下文中称为“DSP”)的数字滤波器的低频补偿电路，从而成为聚焦驱动信号。将从聚焦控制单元111输出的聚焦驱动信号输入聚焦驱动单元112，将其放大，并且然后将其输出到聚焦激励器113。作为上述操作的结果，实现了聚焦控制，其中，光盘106的数据表面上的光束的会聚状态总被控制在预定的会聚状态。
接下来，将描述倾斜控制操作。
从光源901朝光盘106发射的光束被光盘106反射，并入射在检测器902上。入射在检测器902上的光束在检测器902的每个区中被转换成电信号。由倾斜信号生成单元903计算来自检测器902的多个输出信号，从而输出倾斜信号。作为来自倾斜信号生成单元903的输出信号，倾斜信号被输入倾斜控制单元904，并通过相位补偿电路和包括使用DSP(与聚焦控制系统中的相同)的数字滤波器的低频补偿电路，从而成为倾斜驱动信号。将从倾斜控制单元904输出的倾斜驱动信号输入至倾斜驱动单元905，将其放大，并且然后将其输出至倾斜激励器906。作为上述操作的结果，实现了倾斜控制，其中，光束照射在光盘106的数据表面上，总是与数据表面正交。
参考文件1日本公开申请02-122432。
发明内容
传统的倾斜控制具有以下问题。
当使用倾斜传感器900执行倾斜检测时，考虑到空间布置，难于使倾斜传感器900的检测位置与照射在光盘106的数据表面上的光束的位置相匹配。原因是由于光头(尤其物镜105)一直置于数据表面上的光束的照射位置的垂直下方。因此，倾斜传感器900在离开光束的位置不远的位置检测光盘106的倾斜。从而，当光盘106的数据表面的形状弯曲时，倾斜传感器900不能在光束位置处精确地检测倾斜。因此，出现了不能进行精确的倾斜控制的问题。
另外，由于各倾斜传感器900之间的特征变化和倾斜传感器900、光头100以及旋转光盘106的驱动机构的安置误差，在倾斜传感器900检测的倾斜和实际的倾斜之间存在差异(零点偏移(zero pointoffset))，在装配该装置时产生安置误差。为了使零点偏移等于或小于预定值，在装置的装配步骤中，需要对每个光盘装置进行精确的调整。结果，产生了光盘装置的制造成本增加的问题。
此外，即使在装置的装配步骤中调整了零点偏移，由于倾斜传感器900在时间过程上和温度特征上的改变，仍然可以出现误差。在装配步骤之后出现的这样的误差引发了使得倾斜传感器900不能进行精确的倾斜控制的另一个问题。
通常，强烈需要近年来推向市场的信息装备具有小外形。然而，在上述传统光盘装置中，由于需要安装倾斜传感器的空间难于使光头紧凑。另外，因为倾斜调节器906被配置为使光头100倾斜，使得难于使光盘装置紧凑。而且，倾斜传感器本身是增加光盘装置成本的一个原因。
本发明意于解决至少上述问题之一，并且本发明的目的是提供这样一种光盘装置，其包括使用聚焦驱动信号的倾斜检测单元和用于通过使透镜105倾斜来执行倾斜校正的倾斜校正器件。
利用根据本发明的光盘装置中包括的倾斜检测器件和倾斜校正器件，可以进行适当的倾斜控制，从而改善光盘装置的记录/再现操作的可靠性。
此外，利用根据本发明的光盘装置中包括的倾斜检测器件和倾斜校正器件，可以使光盘装置紧凑，并且降低光盘装置的制造成本。
根据本发明的光盘装置包括用于将光束照射在光盘上的光头；用于沿光盘的径向移动光头的光头移动器件；用于校正沿光盘径向的光束的彗形像差的彗形像差校正器件；以及，用于检测光盘在径向上的倾斜的倾斜检测器件，其中，不管光头的位置如何，由彗形像差校正器件执行的校正的量是预定值，并且光头由光头移动器件在预定移动范围内移动，基于倾斜检测器件在预定移动范围内检测到的倾斜的最大值和最小值的平均值确定该预定值。
预定的移动范围可以是在光盘上的基本最内的圆周位置和光盘上的基本最外的圆周位置之间的范围，并且可以基于倾斜检测器件在光盘上基本最内的圆周位置检测的倾斜和倾斜检测器件在光盘上基本最外的圆周位置检测的倾斜的平均值来确定预定值。
光盘可以包括多个数据层，不管光头的位置如何，彗形像差校正器件执行的校正的量对于每个数据层可以是预定值。
根据本发明的光盘装置可以布置为还包括用于校正光束沿光盘的径向的除彗形像差之外的像差的像差校正器件，其中，在通过彗形像差器件校正了彗形像差之后，除彗形像差之外的像差由像差校正器件校正。
像差校正器件可以包括用于校正球面像差的球面像差校正器件。
根据本发明的光盘装置可以布置为，其中，当光盘装置被启动时，在由倾斜检测器件所检测的光盘的倾斜超出预定角度时，重新开始启动光盘装置。
基于倾斜检测器件在光盘上的外圆周位置检测到的光盘的倾斜，重新开始启动光盘装置。
根据本发明的光盘装置可以布置为还包括用于确定基于倾斜检测器件检测的光盘的倾斜，由彗形像差校正器件所执行的校正的量的校正量确定器件，其中，在启动光盘装置的过程中，在由校正量确定器件确定的校正的量超出预定值得情况下，重新开始启动光盘装置。
根据本发明的光盘装置可以布置为，其中，在已经重新开始的光盘装置的启动过程中，在由倾斜检测器件检测的光盘的倾斜再次超出预定角度的情况下，禁止光盘装置的记录操作。
根据本发明的光盘装置可以布置为，其中，在已经重新开始的光盘装置的启动过程中，在由校正量确定器件确定的校正的量再次超出预定值的情况下，禁止光盘装置的记录操作。
根据本发明的光盘装置包括用于将光束照射在光盘上的光头；用于将光头沿光盘的径向移动的光头移动器件；用于校正沿光盘的径向的光束的彗形像差的彗形像差校正器件；以及用于检测沿光盘径向的倾斜的倾斜检测器件，其中，不管光头的位置如何，由彗形像差校正器件执行的校正的量是预定值。通过这样布置，彗形像差校正器件执行的校正的量不根据光头位置的改变而改变。结果，可能缩短光头的访问时间并改善光盘装置的性能。
此外，光头由光头移动器件沿预定的移动范围移动，并且基于所述倾斜检测器件在预定移动范围内检测的倾斜的最大值和最小值的平均值确定所述预定值。通过这样布置，用于光盘装置的倾斜差额(tiltmargin)变得最大，并且可能实现对于光盘的整个圆周来说光学上一直良好的光斑。结果，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
预定的移动范围可以是在光盘上的基本上最内的圆周位置和光盘上的基本上最外的圆周位置之间的范围。在这样的情况下，基于倾斜检测器件在光盘上的基本上最内的圆周位置检测的倾斜和倾斜检测器件在光盘上的基本上最外的圆周位置检测的倾斜的平均值确定该预定值。通过这样布置，可能缩短倾斜检测时间，还可能缩短光盘装置的启动时间。结果，可能改善光盘装置的性能。
光盘可以包括多个数据层。在这样的情况下，彗形像差校正器件执行的校正的量对每个数据层来说是预定值，不管光头的位置如何。
根据本发明的光盘装置可以布置为还包括用于校正光束沿光盘径向的除彗形像差之外的像差的像差校正器件，其中，在彗形像差由彗形像差器件校正之后，除彗形像差之外的像差由像差校正器件校正。通过这样布置，光盘装置的倾斜差额变大，并且同时，可能校正由彗形像差校正引起的除彗形像差之外的像差。因此，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
根据本发明的光盘装置可以布置为其中像差校正器件包括用于校正球面像差的球面像差校正器件。通过这样布置，用于光盘装置的倾斜差额变大，并且同时，可能校正由彗形像差校正引起的球面像差。因此，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
根据本发明的光盘装置可以布置为其中在启动光盘装置的过程中，在由倾斜检测器件检测的光盘的倾斜超出预定角度的情况下，再次开始启动光盘装置。通过这样布置，可能在避免热冲击倾斜的影响的同时，启动光盘装置。因此，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
根据本发明的光盘装置可以布置为其中基于倾斜检测器件在光盘上的外圆周位置检测的光盘的倾斜再次开始启动光盘装置。通过这样布置，可能在避免热冲击倾斜的影响的同时启动光盘装置。因此，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
根据本发明的光盘装置可以布置为还包括校正量确定器件，用于基于倾斜检测器件所检测的光盘的倾斜确定彗形像差校正器件执行的校正的量，其中在启动光盘装置的过程中，在校正量确定器件确定的校正的量超出预定值的情况下，再次开始启动光盘装置。通过这样布置，可能在避免热冲击倾斜的影响的同时启动光盘装置。因此，可能改善光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
根据本发明的光盘装置可以布置为其中在已经重新开始的光盘装置的启动过程中，在倾斜检测器件所检测的光盘的倾斜再次超出预定角度的情况下，禁止对光盘装置的记录操作。通过这样布置，可能阻止来自光源的过多的光发射。因此，可能改善光盘装置的性能。
根据本发明的光盘装置可以布置为其中在已经重新开始的光盘装置的启动过程中，在校正量确定器件所确定的校正的量再次超出预定值的情况下，禁止对光盘装置的记录操作。通过这样布置，可能防止来自光源的过多的光发射。因此，可能改善光盘装置的性能。
图1是示出根据本发明第一实施例的光盘装置的框图；图2是示出根据本发明第一实施例的光盘106的、具有倾斜的数据表面和物镜105的相对位置，以及在光头位置和聚焦驱动信号之间的关系的示意图；图3是示出根据本发明第一实施例的物镜105执行的彗形像差校正操作的示意图；图4是示出根据本发明第一实施例的包括彗形像差校正和球面像差校正的装置启动过程的流程图；图5是根据本发明第一实施例用于说明开始于装置被启动时的倾斜检测操作，并直到计算用于校正彗形像差的透镜倾斜驱动值的过程的示意图；图6是示出根据本发明第一实施例的热冲击倾斜的时间特征的特征图；图7是为了说明传统技术、示出光束强度在光盘上的分布在出现倾斜时怎样改变的示意图；图8是为了说明传统技术、示出当出现倾斜时光盘的倾斜量和再现信号的抖动以及出错率的关系的特征图；图9是示出根据传统技术的光盘装置的框图；图10是示出根据本发明的第二实施例光盘装置的框图；图11是示出根据本发明的第二实施例的双层DVD-ROM盘中的基底材料(base material)的厚度和双层蓝光光盘中的基底材料的厚度的示意图。
100 光头101 光源102 准直透镜103 偏振分束器104 四分之一波片105 物镜106 光盘107 会聚透镜108 检测器109 前置放大器110 聚焦误差(FE)信号生成单元111 聚焦控制单元112 聚焦驱动单元113 聚焦激励器114 加法器115 减法器116 微计算机117 存储器118 准直透镜移动电机驱动单元119 准直透镜移动电机120 移动电机驱动单元121 移动电机900 倾斜传感器901 光源
902 检测器903 倾斜信号生成单元904 倾斜控制单元905 倾斜驱动单元906 倾斜激励器具体实施方式
下文中，将参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)图1是示出根据本发明第一实施例的光盘装置的结构的框图。应该注意到，也包含在传统光盘装置中的组成元件由相同的参考标号标注，并且因此将省略对其的描述。
在图1中，加法器114是用于对聚焦驱动信号和来自微计算机116的输出执行加法的电路。减法器115是用于对聚焦驱动信号和来自微计算机116的输出执行减法的电路。第一聚焦驱动单元112a是用于基于来自加法器114的输出信号输出聚焦激励器驱动信号的电路。第二聚焦驱动单元112b是用于基于来自减法器115的输出信号输出聚焦激励器驱动信号的电路。安置第一聚焦激励器113a和第二聚焦激励器113b使得在它们之间插入物镜105，从而沿光盘106的径向彼此对称。第一聚焦激励器是用于沿聚焦方向移动物镜105的外圆周侧的元件。第二聚焦激励器是用于沿聚焦方向移动物镜105的内圆周侧的元件。存储器117是用于在其中存储数据的存储电路。准直透镜移动电机驱动单元118是用于放大从微计算机116输出的准直透镜移动电机驱动信号并输出放大后的信号的电路。准直透镜移动电机119是用于沿这样的方向移动准直透镜102的元件，所述方向平行于光束的方向。移动电机驱动单元120是用于放大从微计算机116输出的移动电机驱动信号并输出放大后的信号的电路。移动电机121是用于沿光盘106的径向移动光头100的元件。
如上所述，光头100包括光源101、准直透镜102、偏振分束器103、四分之一波片104、物镜105、会聚透镜107、检测器108、聚焦激励器113a和113b以及准直透镜移动电机119。光头移动器件包括微计算机116、移动电机驱动单元120和移动电机121。彗形像差校正器件包括微计算机116、加法器114、减法器115、聚焦驱动单元112a和112b、聚焦激励器113a和113b以及物镜105。倾斜检测器件包括光头100、前置放大器109、FE生成单元110、聚焦控制单元111、微计算机116、存储器117、加法器114、减法器115、聚焦驱动单元112a和112b以及光头移动器件。像差校正器件包括微计算机116、准直透镜移动电机驱动单元118、准直透镜移动电机119和准直透镜102。
将描述配置为上述的光盘装置的聚焦控制操作。
如在传统光盘装置的操作中所述的，从光源101发出的光束通过准直透镜102、偏振分束器103和四分之一波片104，入射在物镜105上，并且然后会聚在光盘106上。光盘106反射的光束通过偏振分束器103和会聚透镜107，并入射在检测器108上。入射在检测器108上的光束在检测器108的每个区中被转换为电信号。在检测器108的区中转换的电信号由前置放大器109转换为电压。多个来自前置放大器109的输出信号通过FE生成单元110计算，使得输出FE信号。作为来自FE生成单元110的输出信号，FE信号被输入聚焦控制单元111，通过相位补偿电路和低频补偿电路，并且变为聚焦驱动信号。
从聚焦控制单元111输出的聚焦驱动信号和来自微计算机116的输出信号由加法器114加在一起。来自加法器114的输出信号被输入到第一聚焦驱动单元112a，被放大并且然后被输出到第一聚焦激励器113a。从聚焦控制单元111输出的聚焦驱动信号被输入到减法器115的正极端子。来自微计算机116的输出信号被输入到减法器115的负极端子。从减法器115输出减法的结果。来自减法器115的输出信号被输入至第二聚焦驱动单元112b，被放大，并且然后被输出到第二聚焦激励器113b.
由于上述操作，可能实现聚焦控制，其中，光束在光盘106的数据表面上的会聚状态总是被控制为预定的会聚状态。
接下来，将参考图2描述根据本发明使用聚焦驱动信号进行倾斜检测的原理。
光束轴关于光盘的数据表面的倾斜可以被分为沿光盘的径向的分量和沿光盘的周向的分量。通常，配置再现信号处理电路使得通过信号处理消除来自周向分量的倾斜的影响。本发明针对沿光盘径向的倾斜。下文中，光盘半径方向上的倾斜(沿径向的倾斜)将被简单称为倾斜。
图2的部分(a)是示出当光盘106存在倾斜时物镜105和光盘106的数据表面的相对位置的示意图。图2的部分(b)是示出光头相对光头的径向的位置(下文中，称为“半径位置”)和径向位置处的聚焦驱动信号值的关系的示意图。
如上所述，在光盘装置中，通过驱动聚焦激励器来执行聚焦控制操作，使得光束在光盘106的数据表面上总是处于预定会聚状态。因此，执行聚焦控制操作的同时，不论半径位置如何，在光盘106的数据表面和物镜105之间的距离是预定长度(L)。在光盘106被倾斜的情况下，因为物镜105的位置相应改变，在半径位置d1处的物镜105的位置和在半径位置d2处的物镜105的位置之间的差值是Zr。
该值Zr等于光盘106的半径位置d1的数据表面的高度和半径位置d2的数据表面的高度之间的差值Zd。因为关于光盘的水平面的倾角θd等于在用于连接物镜105在半径位置d1和d2处的位置的线和水平面之间的角度θr，所以可能使用以下示出的公式(1)，基于在半径位置d1和d2之间的值Zr和差值R来获得光盘106的数据表面的倾角(即倾斜)。
θd＝θr＝tan-1(Zr/R)(1)并且，因为聚焦驱动信号值和物镜105的位置的改变之间的关系可以事先被辨识，可能根据聚焦驱动信号值获得物镜105沿聚焦方向的位置，所述聚焦驱动信号值是用于控制聚焦激励器113a和113b的驱动输入。当聚焦驱动信号值和物镜105沿聚焦方向105的位置改变量之间的关系被表示为Kf，并且用于半径位置d1和d2的聚焦驱动信号值之间的差值被表示为Vf时，基于公式(1)，可以使用以下示出的公式(2)表示θd。
θd＝tan-1(Kf×Vf/R)(2)在该情况下，因为光盘106(例如CD或DVD)出现的倾斜大约为1度，θd可以如下所示的公式(3)近似，其几乎不会引起任何误差θd≌Kf×Vf/R(3)如上所述，关于半径位置的聚焦驱动信号值的改变近似等于数据表面关于径向的偏差(warp)量的改变。因此，基于该关系，可能通过检测用于每个预定半径位置的聚焦驱动信号值来检测该倾斜。
接下来，将参考图3描述根据本实施例使用物镜105进行的彗形像差校正操作。
如图3的部分(a)中所示，安置第一聚焦激励器113a和第二聚焦激励器113b使得在它们之间插有物镜105，从而使他们沿光盘106的径向彼此对称。第一聚焦激励器113a安置在物镜105的外圆周侧，并且第二聚焦激励器113b安置在物镜105的内圆周侧。
在相等的电压被输入到第一聚焦驱动单元112a和第二聚焦驱动单元112b的情况下，物镜105的两端的位置沿聚焦方向(沿图中的上下方向)改变相同的量，即F0，如图3的部分(b)中所示。
另一方面，在输入第一聚焦驱动单元112a的电压和输入第二聚焦驱动单元112b的电压之间存在差异的情况下，物镜105的两端的位置沿聚焦方向的改变量分别是Fin和Fout，如图3的部分(c)中所示。因此，在Fin和Fout之间存在差值。该位置的改变量之间的差值和输入电压的差值相对应。结果，物镜105沿光盘106的径向倾斜θ。
根据本实施例，使用这样的布置可能操纵物镜105的倾斜(下文中称为“透镜倾斜”)，即其中，通过加法器114和减法器115，将来自微计算机116的输出信号(下文中称为“透镜倾斜驱动信号”)或者加到从聚焦控制单元111输入到第一聚焦驱动单元112a和第二聚焦驱动单元112b的信号中，或者从该信号中减去。
当物镜105的光轴关于光束的光轴沿光盘106的径向倾斜时，在径向出现彗形像差。并且，当关于光束的光轴光盘106沿径向倾斜时，在径向出现彗形像差。
因此，可能通过利用透镜倾斜驱动信号在向第一聚焦驱动单元112a的输入信号和向第二聚焦驱动单元112b的输入信号之间制造差值，从而使在径向出现透镜倾斜，来抵消由于光盘106沿径向的倾斜引起的彗形像差。
在该情况下，因为可以事先辨识透镜倾斜驱动信号值V1和透镜倾斜量θ1之间的关系，该关系被表示为K1，使得获得以下所示的公式(4)θ1＝K1×V1(4)并且，假设当光盘的倾斜θd等于θ1时可能抵消彗形像差，基于公式(3)和公式(4)，V1可以被表示为如以下的公式(5)中所示的V1＝Kf/K1×Vf/R(5)换句话说，当光盘106具有沿径向的倾斜时，通过基于聚焦驱动信号值之间的差值Vf确定透镜倾斜驱动信号值V1，可能减小彗形像差，所述聚焦驱动信号值是通过检测倾斜获得的。
一般来说，如附加信息，在物镜105关于光束的光轴倾斜的情况下，还出现除彗形像差之外的其他类型的像差。
随着已经开发出具有高密度的光盘，由于彗形像差之外的、由透镜倾斜引起的像差，有时难以保证记录和再现性能。这是使用透镜倾斜的彗形像差校正的问题。
例如，对于蓝光光盘，通过使用波长为405nm的蓝紫色激光器作为光源101，并且通过设置物镜105的数值孔径(NA)为0.85实现光盘的高密度。在这种情况下，当使用单一透镜实现物镜105时，为了实现0.85的高数值孔径，透镜的厚度不可避免地变大。
使用这样的光学系统，当关于光束的光轴使物镜105倾斜时，同时不仅出现彗形像差，还出现球面像差。
此外，因为其特征，不可能总是执行上述倾斜检测。为此，在光盘106的温度和光盘装置内部的温度之间存在差异的情况下，当光盘106被插入到光盘装置中时，出现所谓的热冲击倾斜，即在短时间段内快速改变倾斜的程度。因此，当倾斜控制的误差变大时出现问题。因而，这些问题使得难以保证光盘装置的性能。
为了解决这些问题，根据以下描述的在光盘装置的启动期间的过程执行根据本发明的倾斜控制操作。图4是用于示出装置启动期间执行的过程序列的流程图。该流程图将在下文中描述。
首先，执行从启动装置开始到倾斜检测之间的操作(S0)。使用聚焦驱动值在内圆周和外圆周处执行倾斜检测(S1)。然后，从检测结果计算透镜倾斜驱动值用于彗形像差校正(S2)。接着，确定是否出现了热冲击倾斜(S3)。在确定没有出现热冲击倾斜的情况下，微计算机116输出透镜倾斜驱动值(S4)。校正由于透镜倾斜出现的像差(S5)，并且完成该过程序列。之后，继续启动装置，以便完成(S6)。
在步骤S3确定出现了热冲击倾斜的情况下，进一步确定这是否是所确定的结果第一次显示出现了热冲击倾斜(S7)。在是第一次的情况下，中断对装置的启动，并且等待预定的时间长度(S8)。在结束等待期之后，从步骤S0重现开始该过程。在步骤S7确定为第二次的情况下，该装置被设置为其后禁止记录操作的模式(S9)。之后，执行步骤S4到S6中的过程。
下文中，将详细描述该过程中的每个步骤。本发明假定了其中由于透镜倾斜而出现球面像差的系统。
首先，将参考图5描述步骤S1。
图5的部分(a)是示出用于倾斜检测的光盘的形状和检测中使用的聚焦驱动值的检测半径位置的设置的示意图。微计算机116具有光头移动单元，由光头移动器件将光头100顺序地移动至检测半径位置A到D中的每一个，检测在每个检测半径位置处的聚焦驱动值，并且将每个聚焦驱动值存储在存储器117中。在图5的部分(b)中示出聚焦驱动值检测的结果。基于存储在存储器117中的聚焦驱动值检测的结果，微计算机116使用公式(3)计算基本上最内圆周处和基本上最外圆周处的倾斜，并且将所计算的倾斜存储在存储器117中。倾斜检测的结果在图5的部分(c)中示出。
接着，将参考图5的部分(d)描述步骤S2。
基于步骤S1中的倾斜检测的结果，微计算机116计算基本上最内圆周处和基本上最外圆周处的倾斜的平均值。此外，基于所计算的倾斜的平均值和公式(5)，微计算机116计算透镜倾斜驱动值。
接着，将描述步骤S3。
如图6所示，热冲击倾斜具有时间特征。可以观察到在外圆周处的倾斜的改变变得极大。在满足下面的判定条件之一的情况下，确定出现了热冲击倾斜<判定条件1>步骤S1中检测到的基本上最外圆周处的倾斜的绝对值大于预定值；和<判定条件2>步骤S2中计算的透镜倾斜驱动值的绝对值大于预定值。
接着，将描述步骤S5。
通过光头移动器件微计算机116将光头移动到测试区域。在测试区域中没有记录信号的情况下，将执行记录。从微计算机116将信号输出到准直透镜移动电机驱动单元118。由准直透镜移动电机驱动单元118放大后的信号驱动准直透镜移动电机119，并且改变准直透镜102的位置。当准直透镜102和光源101之间的距离改变时，从准直透镜102发射的光从准直光变为发散光和会聚光。因此，从物镜105会聚在光盘106上的光束在数据表面上的球面像差改变。因此，可能调整球面像差，使得通过利用微计算机116改变准直透镜102的位置，再现所记录的信号并且检测再现信号中的抖动(图中未示出)，来优化再现的抖动。
最后，将描述步骤S7到S9。
为了避免存在热冲击倾斜，需要等待直到光盘106的温度接近光盘装置内部的温度为止。为此，在确定出现热冲击倾斜的情况下，在等待预定时间段使得光盘106的温度变得接近光盘装置内部的温度之后，执行装置的再次启动。此外，即使在等待时间段之后再次启动中还确定出现了热冲击倾斜的情况下，其被认为没有热冲击倾斜，而是光盘存在极大的光盘倾斜。可能使用在具有大倾斜的光盘上的透镜倾斜来执行彗形像差校正；然而，在这样的情况下，将出现下述问题。
换句话说，通常由透镜倾斜引起的像差相对于透镜倾斜而增加，具有二次函数或更高阶函数的特征。为此，即使如同在根据本发明的实例中校正了球面像差，还出现其他类型的像差，并且光斑的状态被光学地退化了。当在这样的条件下试图执行适当的记录时，需要通过增加记录功率来补偿像差引起的退化；然而，这对于多少半导体激光器的光发射功率可以作为光源增加了限制。因此，为了保护光源，需要具有这样的布置，其中如果透镜倾斜的角度等于或大于预定值，则光盘装置不执行记录操作。
通过这样的布置，可以一直保持大的光盘装置的倾斜差额，并且还校正了由于彗形像差校正而出现的球面像差。
因此，对于整个光盘的圆周可能实现光学上一直良好的光斑。从而，改善了光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
而且，进行了这样的布置，其中，来自彗形像差校正的透镜倾斜不根据半径位置而改变。因此，当执行其中光头100的位置很大程度地改变的搜索操作时，不需要校正与透镜倾斜的改变相应的球面像差，这缩短了执行搜索操作所需的时间段，由此改善了光盘装置的性能。
而且，因为仅仅在基本上最内的圆周和基本上最外的圆周处执行倾斜检测，这缩短了倾斜检测所需的时间段，即缩短了启动光盘装置所需的时间段，由此改善了光盘装置的性能。
此外，可以进行这样的布置，其中，确定在光盘装置的启动过程中是否出现了热冲击倾斜，并且，当确定出现了热冲击倾斜时，该过程等待直到解决了热冲击倾斜为止。因此，可能在避免了热冲击倾斜的影响的同时执行启动，由此改善了光盘装置的记录和再现的可靠性。
而且，可以进行这样的布置，其中在即使避免了热冲击倾斜的影响，用于彗形像差校正的光盘倾斜或透镜倾斜仍然大的情况下，在启动了装置后禁止记录操作。从而，可能保护光源，由此改善了光盘装置的性能。
在以上描述中，在光盘装置的启动过程中要执行的操作的过程被用作实例；然而，本发明的范围不由该过程中的序列执行的定时来限制。可以通过用这样的布置执行该过程中的上述序列来实现解决该问题的相同效果，在这种布置中，例如，在启动装置之后再次执行倾斜检测，使得在该时间过程上跟踪倾斜的改变，并且根据倾斜检测的结果改变透镜倾斜。
而且，在以上实例中，基于在基本上最内的圆周和基本上最外的圆周处检测的倾斜的平均值获得透镜倾斜驱动值；然而，可能具有这样的布置，其中，基于径向的倾斜最大值和最小值的平均值来获得透镜倾斜驱动值。这的原因是因为光盘是扁平盘形状的，并且，通常，径向的横截面的形状是所谓的或者被弯曲的或者被垂下的碗状。在这种情况下，倾斜单调地增加或减小，并且最内的圆周和最外的圆周处的倾斜等于沿径向的倾斜的最小值和最大值(或者最大值和最小值)。
在这种情况下，因为光盘装置的倾斜差额变得最大，改善了光盘装置进行的记录和再现操作的可靠性。
此外，根据本发明，使用基于准直透镜102的位置改变和测试区域中的信号再现的抖动改变之间的关系的方法，来执行图4中步骤S5中的球面像差的校正；然而，本发明不限于使用该方法。
(第二实施例)图10是示出根据本发明第二实施例的光盘装置的结构的框图。应该注意到，也包括在根据第一实施例和常规技术的光盘装置中的那些组成元件被使用相同的参考标记表示，并且因此省略了对其的描述。
光盘206是具有多个数据层(即，两个或更多的数据层)的光盘(多层光盘)。这里，光盘206是具有两层的双层光盘。图10中示出的光盘装置能够在双层光盘上执行记录和再现操作。
如同在第一实施例中，根据本发明的光盘装置使用物镜105执行彗形像差校正。因此，可能改善在双层光盘上的记录和再现操作的性能的可靠性。
由倾斜导致的彗形像差的程度通常与基底材料的厚度呈正比。因此，在多层光盘中，由光盘倾斜(例如光盘的弯曲或下垂)引起的每个数据层中出现的彗形像差是在各数据层之问不同的。
当已经开发了具有高密度的光盘时，由于在不同数据层中出现的彗形像差之间存在差异，有时难以保证记录和再现的性能。这是使用透镜倾斜来进行彗形像差校正的问题。
例如，在双层DVD-ROM光盘中，如图11的部分(a)所示，每层中基底材料的厚度，对于L0层是0.573mm，对于L1层是0.628mm。如上所述，由于由倾斜引起的彗形像差的程度与基底材料的厚度呈正比，所以在L1层中出现的彗形像差和在L0层中出现的彗形像差的比率为0.628/0.573。
例如，使用双层DVD-ROM，当对L0层执行彗形像差校正时，并且如果在相同条件下对L1层执行彗形像差，在这些层之间的彗形像差校正的误差接近10％。
另一方面，在具有比DVD-ROM光盘的密度更高的密度的双层蓝光光盘中，如图11的部分(b)中所示，每层的基底材料的厚度，对于L0层是0.1mm，对于L1层是0.075mm。在L1层中出现的彗形像差和在L0层中出现的彗形像差的比率为0.075/0.1。
结果，在这些层之间的彗形像差校正的误差接近30％。在具有高密度的光盘上的记录和再现操作中，这样的误差数量太大而不能被忽略。
为了解决该问题，根据本发明，如下所述对于这两层中的每一层确定透镜倾斜驱动量，即L0层和L1层。
如同在第一实施例中，在假定当在L0层中检测的倾斜θd等于透镜倾斜量θL0时可能抵消彗形像差的条件下，可能使用下面示出的公式(6)表示θL0θL0＝θd(6)如同在第一实施例中，因为可以事先辨识在透镜倾斜驱动信号值VL0和透镜倾斜量θL0之间的关系，该关系被表示为K1，使得可以使用以下所示的公式(7)表示VL0VL0＝θd/K1(7)如上所述，由倾斜θd引起的彗形像差与基底材料的厚度呈正比，并且光盘中每种基底材料的厚度是根据标准确定的已知值。因此，当L0层中的基底材料的厚度和L1层中的基底材料的厚度分别表示为tL0和tL1时，抵消L1层中由倾斜θd引起的彗形像差的透镜倾斜量θL1可以使用下面示出的公式(8)来表示θL1＝θL0×tL1/tL0(8)因此，对于L1层，可以使用下面示出的公式(9)表示透镜倾斜驱动信号VL1VL1＝θd×tL1/tL0/K1(9)换句话说，当光盘206具有沿径向的倾斜时，通过基于倾斜检测的结果和基底材料厚度的比率tL1/tL0来确定透镜倾斜驱动信号VL0和VL1，可能减小每层中的彗形像差，即L0层和L1层。
换句话说，通过将透镜倾斜驱动信号布置为L0层的VL0和L1层的LV1，可能对每层执行优化的彗形像差校正操作，所述透镜倾斜驱动信号是来自微计算机116的输出信号。
使用上述布置，可能实现对于多层光盘装置中的每层光学上一直良好的光斑。因此，可能实现光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
在本实施例中，使用其中光盘具有两层的实例，即L0层和L1层；然而，本发明的范围不受该层数的限制。换句话说，即使在光盘具有三层或更多层的情况下，通过基于L0层的透镜倾斜驱动信号VL0，和L0层和其他层之间的基底材料的厚度比率来确定每层的透镜倾斜驱动信号，并执行彗形像差校正操作，可能实现解决该问题的相同效果。
此外，在本实施例中，L0层的透镜倾斜驱动信号VL0被用作参考，以便基于基底材料的其他层的厚度相对于L0层的比率来确定每层的透镜倾斜驱动信号；然而，本发明的范围不受使用该方法的该确定方法的限制。通过使用多个数据层中的至少一个的透镜倾斜驱动信号作为参考，并且基于多层之一和其他层之间的基底材料厚度的比率来确定每层的透镜倾斜驱动信号，并且然后执行彗形像差校正操作，可能实现解决该问题的相同的效果。
此外，在本发明中，在假定每层的基底材料的厚度是已知值的条件下，计算基底材料的厚度比率，并且基于所计算的基底材料的厚度的比率确定每层的透镜倾斜驱动信号；然而，本发明的范围不受计算该基底材料的厚度比率的方法限制。例如，可以接受的是具有这样的布置，其中，在光盘装置包括检测每层的基底材料厚度的基底材料厚度检测单元的情况下，根据检测的结果计算基底材料的厚度。而且在该情况下，通过使用所计算的基底材料的厚度确定每层的透镜倾斜驱动信号并且执行彗形像差校正操作，可能实现解决该问题的相同效果。
工业实用性根据本发明的光盘装置对于具有径向倾斜的光盘具有一直比较大的径向倾斜差额。该光盘装置还具有校正其他类型像差的作用。因此，在改善用于记录和再现光盘的装置的可靠性中该光盘装置是有用的。
此外，根据本发明的光盘装置具有缩短在启动装置过程中的调整时间的作用。因此，在改善对光盘执行再现和记录操作的装置的性能方面，该光盘装置是有用的。
权利要求
1.一种光盘装置，包括光头，用于将光束照射在光盘上；光头移动器件，用于沿所述光盘的径向移动所述光头；彗形像差校正器件，用于校正沿所述光盘的径向的所述光束的彗形像差；以及倾斜检测器件，用于检测沿所述径向的所述光盘的倾斜，其中，由所述彗形像差校正器件执行的所述校正的量是预定值，与所述光头的位置无关，并且由所述光头移动器件在预定移动范围内移动所述光头，并且根据所述倾斜检测器件在所述预定移动范围内检测到的所述倾斜的最大值和最小值的平均值，确定所述预定值。
2.根据权利要求1所述的光盘装置，其中，所述预定移动范围是在所述光盘上基本最内的圆周位置和所述光盘上基本最外的圆周位置之间的范围，以及所述预定值是根据所述倾斜检测器件在所述光盘上基本最内的圆周位置处检测的所述倾斜和所述倾斜检测器件在所述光盘上基本最外的圆周位置处检测的所述倾斜的平均值而确定的。
3.根据权利要求1所述的光盘装置，其中，所述光盘包括多个数据层，并且对于所述多个数据层中的每一个，由所述彗形像差校正器件执行的所述校正的量是预定值，与所述光头的位置无关。
4.根据权利要求1所述的光盘装置，还包括像差校正器件，用于校正沿所述光盘的径向的所述光束的、除所述彗形像差之外的像差，其中在由所述彗形像差校正器件校正了所述彗形像差之后，除所述彗形像差之外的像差由所述像差校正器件校正。
5.根据权利要求4所述的光盘装置，其中，所述像差校正器件包括用于校正球面像差的球面像差校正器件。
6.根据权利要求1所述的光盘装置，其中，所述光盘装置是启动的，在由所述倾斜检测器件检测的所述光盘的所述倾斜超出预定角度的情况下，重新开始对所述光盘装置的启动。
7.根据权利要求6所述的光盘装置，其中，根据所述倾斜检测器件在所述光盘上的外圆周位置处检测的所述光盘的所述倾斜，重新开始对所述光盘装置的启动。
8.根据权利要求6所述的光盘装置，还包括校正量确定器件，用于根据所述倾斜检测器件检测的所述光盘的所述倾斜，确定由所述彗形像差校正器件执行的所述校正的量，其中，所述光盘装置是启动的，在由所述校正量确定器件确定的所述校正的量超出预定值的情况下，重新开始对所述光盘装置的启动。
9.根据权利要求6所述的光盘装置，其中，在已经重新开始的所述光盘装置的启动过程中，在由所述倾斜检测器件检测的所述光盘的所述倾斜再次超出预定角度的情况下，禁止所述光盘装置的记录操作。
10.根据权利要求9所述的光盘装置，其中在已经重新开始的所述光盘装置的启动过程中，在由所述校正量确定器件确定的所述校正的量再次超出预定值的情况下，禁止所述光盘装置的记录操作。
全文摘要
根据本发明的光盘装置包括倾斜检测器件、彗形像差校正器件和球面像差校正器件。根据倾斜检测结果，确定由彗形像差校正器件进行的校正的量，使得在整个光盘的圆周上该校正的量恒定，并且然后由球面像差校正器件校正所述球面像差。因此，在保证倾斜差额的同时，可以校正由彗形像差校正器件所引起的球面像差。由此改善了所述光盘装置的再现和记录的可靠性。此外，在该装置的启动过程中出现热冲击倾斜的情况下，根据本发明的光盘装置被构造为等待直到热冲击倾斜停止为止。因此，可以在避免了热冲击倾斜的影响的同时执行启动，由此改善了光盘装置的记录和再现操作的可靠性。
文档编号G11B7/125GK101027722SQ20058003229
公开日2007年8月29日 申请日期2005年7月21日 优先权日2004年7月23日
发明者近藤健二, 山田真一, 日野泰守 申请人:松下电器产业株式会社