用于将激光束聚焦到光盘上的装置和方法
【专利摘要】本发明提供一种用于将激光束聚焦到光盘上的方法和装置。根据多方面，所述装置可包括物镜，所述物镜的数值孔径小于用于光盘的标准的数值孔径。另外，被用于将激光束聚焦到物镜上的准直透镜可位于固定的位置。尽管这一位置固定，但是所述装置可支持光盘的多个层上的数据记录和再现。
【专利说明】用于将激光束聚焦到光盘上的装置和方法
[0001]本申请要求于2013年2月25日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0020024号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过出于各种目的的引用被全部包含于此。
【技术领域】
[0002]下面的描述涉及一种光学拾取器和用于将激光束聚焦到具有多个记录层的盘上的方法。
【背景技术】
[0003]光学拾取器可被设计为与多种类型的光盘(诸如，致密盘(CD)、数字多功能盘(DVD)和蓝光盘(BD)) —起使用。
[0004]包括用于多媒体的光学拾取器的光学系统通常包括用于⑶/DVD的物镜和用于BD的另一个物镜，以及分束器、准直透镜和反射镜。在现有技术中，与CD/DVD对应的光学系统和与BD对应的光学系统需要彼此不同的光程。因此，当将用于CD/DVD的光学系统和用于BD的光学系统组合到一个结构中时，必须确保光学系统所需的不同的光程。
[0005]与多个光盘对应的传统的光学拾取器通常具有这样的结构，其中，与CD/DVD对应的独立的光学系统和与BD对应的独立的光学系统被简单地组合到一个结构中。
[0006]在传统的光学拾取器中，区域由用于CD/DVD的光学系统和用于BD的光学系统共享，即，由用于CD/DVD的光束和用于BD的光束共享的从分束器到物镜的光路。准直系统位于光路中，并用于调节每个光盘和光盘的每个记录层的光程。准直系统通常包括:输送系统，包括光束透过的准直透镜；步进电机，用于调节准直透镜的位置。在这一类型的系统中，输送系统必须调节准直透镜和物镜之间的距离，以恰当地将数据写入光盘的多个层并从光盘的多个层正确地读取数据。
【发明内容】
[0007]提供本
【发明内容】
以按照精简的形式介绍将在下面的【具体实施方式】中被进一步描述的一些概念。本
【发明内容】
并非意在识别所要求保护的主体的关键特征或基本特征，也非意在被用于确定所要求保护的主体的范围。
[0008]一方面，提供一种聚焦激光束的方法，所述方法包括:朝着多层光盘产生激光束，所述多层光盘包括信息被记录在其上的第一层和第二层；使激光束透过准直透镜，所述准直透镜被固定在光盘的第一层和第二层的最佳再现位置之间的中间位置；利用物镜将穿过准直透镜的激光束聚焦到所述多层光盘上，所述物镜包括的数值孔径(NA)小于用于所述多层光盘的标准的NA。
[0009]标准的NA可以是0.85，物镜的NA可包括在0.70至0.80之间的范围。
[0010]标准的NA可以是0.85，物镜的NA可以包括0.75。
[0011 ] 所述多层光盘可包括蓝光盘(BD)。[0012]一方面，提供一种光学拾取器，所述光学拾取器包括:光源，被构造为产生包括信息被记录在其上的第一层和第二层的多层光盘相对应的波长的激光束；物镜，被构造为将激光束聚焦到所述多层光盘上，并且所述物镜具有小于用于所述多层光盘的标准的NA的数值孔径(NA);准直透镜，被设置在光源和物镜之间的光路中，并且被固定在光盘的第一层和第二层的最佳再现位置之间的光路的位置。
[0013]所述光学拾取器还可包括:第二物镜，和第二光盘对应，第二光盘不同于所述多层光盘；第二光源，和第二物镜对应。
[0014]所述多层光盘可包括蓝光盘(BD)，第二光盘包括数字多功能盘(DVD)和致密盘(CD)中的至少一种。
[0015]一方面，提供一种光盘驱动器，所述光盘驱动器包括:光学系统，具有光学拾取器，所述光学拾取器包括:物镜，用于将激光束聚焦到多层光盘，并且所述物镜具有小于0.85的数值孔径(NA)，准直透镜，被设置在光源和物镜之间的光路中，并且被固定在所述多层光盘的第一层和第二层的最佳再现位置之间的光路的位置；机械系统，用于机械地支撑光学系统；电路单元，用于处理来自光学拾取器的信号并控制机械系统。
[0016]所述光盘驱动器还可包括与⑶和DVD相对应的产生用于⑶的激光束和用于DVD的激光束的光源。
[0017]其它的特征和方面将会通过下面的【具体实施方式】、附图和权利要求而变得明显。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出光学拾取器的示例的示图。
[0019]图2是示出图1的光学拾取器中的准直透镜的位置的示例的示图。
[0020]图3是示出被使用在传统的光学拾取器中的准直透镜输送系统的示例的示图。[0021 ] 图4A和图4B是示出在不同的物镜的数值孔径情形下，循迹误差电平根据准直透镜的位置的变化的曲线图。
[0022]图5A和图5B是示出在不同的物镜的数值孔径的情形下，抖动特性根据准直透镜的位置的变化的曲线图。
[0023]图6是示出包括光学拾取器的光盘驱动器的示例的示图。
[0024]图7是示出光学拾取器的另一示例的示图。
[0025]图8是示出将激光束聚焦到包括多个层的光盘上的方法的示例的示图。
[0026]在附图及说明书中，除非另外描述或设置，否则相同的附图标号将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可能没有按比例绘制，并且为了清晰、图解和方便起见，可能夸大这些元件的相对尺寸、比例以及描绘。
【具体实施方式】
[0027]提供下面的【具体实施方式】是为了帮助读者获得对在此描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，在此描述的方法、装置和/或系统的各种修改、变型及等同物将是明显的。所描述的处理步骤和/或操作的程序是示例；然而，处理步骤和/或操作的顺序不限于在此所阐述的顺序，并且除了必要地以特定的顺序发生的步骤和/或操作以外，可以按照本领域所公知的顺序进行改变。另外，为了清晰和简明，将会省略对本领域普通技术人员所公知的功能和结构的描绘。
[0028]在此所描述的特征可以以不同的方式实施，并且不应该被解释为受限于在此所描述的示例。更确切地说，提供在此所描述的示例，以使本公开将是彻底的和完全的，并将本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。
[0029]图1示出光学拾取器I的示例。具体地说，图1示出了用于使用具有多层结构的光盘的蓝光盘(BD)的光学拾取器的示例。
[0030]参照图1，光学拾取器I包括:光盘40,具有多个记录层；传输系统10,与双层蓝光盘(DL BD)相对应；光源系统20，包括为BD提供用于从光盘40再现信息和/或将信息记录到光盘40的单光束的光源21。在这一示例中，光学拾取器I还包括具有光接收器件32的光接收系统30，光接收器件32用于接收从光盘40反射的光束，并产生用于处理数据信号的电信号以及循迹误差信号(TES)，以再现信息。
[0031]光源系统20包括:用于BD的光源21,可为BD产生激光束；光栅兀件22,在三光束型光学拾取器的情况下，用于将激光束衍射成三道光束。可选择地，光栅元件22可不被包括在单光束型光学拾取器中。
[0032]光接收系统30包括:光接收器件32，用于检测由光盘40反射并穿过分束器13的激光束；感测透镜31，用于将激光束聚焦为适合于光接收器件32的尺寸。
[0033]传输系统10包括对应于光盘40的物镜11、用于改变光路的反射镜14、准直透镜(CL)12和分束器13。仅仅作为示例，分束器13可被构造为允许来自光源系统20的光束穿过并朝向物镜11行进，并朝向光接收系统30引导由光盘40反射的光束，或者反之亦然。
[0034]通常地，BD透镜所需的一般的或标准的数值孔径是0.85的数值孔径。然而，不同于0.85的数值孔径也可以被应用于物镜11。例如，根据不同方面的物镜11 (具体地说，是具有多个记录层的用于蓝光盘的物镜11)可具有小于0.85的数值孔径。例如，在此描述的用于蓝光盘的物镜11的数值孔径可被减小到0.70至0.80的范围。
[0035]另外，在现有技术中，需要输送系统将准直透镜12移动为更靠近和远离物镜11，以成功地将数据记录到多层盘(诸如BD)和从多层光盘(诸如BD)再现数据。在图3中示出了现有技术中的输送系统120的示例。即，在现有技术中，需要附加的输送系统120以记录到多个记录层,例如,如图2中所示的光盘的层LO和LI。这里，LO表示在BD中用于最低记录层的准直透镜的光学记录/再现位置，LI表示在具有多层结构的BD中用于上部记录层的准直透镜的光学记录/再现位置。作为另一个示例，光盘可具有三层(L0、L1和L2)结构或者四层(L0、L1、L2和L3)结构，并且除了 LO和LI以外，可能需要将准直透镜移动到与L2或L3对应的位置。
[0036]参照图3描述在传统的光学拾取器中使用的输送系统120的不例。在输送系统120中，准直透镜12被结合到框架的输送单元124，输送单元124与致动器121的丝杠126结合。因此，当致动器121的丝杠126旋转时，输送单元124沿着丝杠126的轴向运动。用于引导输送单元124的输送的导轴123和125被设置在输送单元124的相对侧，用于沿着一个方向弹性地冲压输送单元124的缓冲弹簧122被设置在导轴125上。
[0037]然而，根据多方面，在此描述的准直透镜12可被设置在固定位置，而不管层如何。例如，参照图2，在光学拾取器中，准直透镜12的位置可被固定在准直透镜12的最佳记录/再现位置A和C(其与层LO的最佳记录和再现位置和LI的最佳记录和再现位置(或L2的最佳记录和再现位置和L3的最佳记录和再现位置)相对应)之间的中间位置B。通过将准直透镜12固定在中间位置，就不需要非常昂贵的输送系统120，因为可以在制造的时候固定准直透镜的位置。
[0038]根据多方面，光学拾取器可使用具有低于典型的0.85的数值孔径的物镜，并且可不需要上面描述的输送系统120。因此，不使用需要复杂的装配程序的高价的多个组件，从而，降低总的生产及装配成本，并提高光学拾取器的效率。
[0039]此外，即使在物镜中使用减小的数值孔径，将信息记录到具有多个记录层的光盘(诸如BD)或者从具有多个记录层的光盘(诸如BD)中再现信息也是没有问题的。根据示例实验，在准直透镜12的位置被固定的状态下，当用于BD的物镜11的数值孔径被减小到
0.85或者更小时，循迹、聚焦、将信息记录到光学拾取器或从光学拾取器再现信息是没有问题的。
[0040]图4A和图4B是示出根据聚焦激光束的方法的循迹误差电平的实验结果的示例的曲线图。
[0041 ] 图4A和图4B的曲线图示出了物镜11的数值孔径是0.85的示例(图4A)和物镜11的数值孔径是0.75的示例(图4B)中的循迹误差(TE)电平根据准直透镜12的位置的变化。
[0042]当比较图4A和图4B的曲线图时，在与层LO和层LI对应的位置(B卩，曲线图中的左侧区域和右侧区域)，TE电平之间的差异不大。然而，在中间位置(例如，60步处)，与图4A的曲线图相比较，图4B的曲线图显示了更好的结果。即，当使用具有0.85的数值孔径的物镜时，在位置B (参照图2)(即，与层LO和层LI对应的位置A和C之间的中间位置)显示了非常有缺陷(低)的TE电平。相反，当使用具有0.75的数值孔径的物镜时，在中间位置显示了更高品质的TE电平。S卩，当准直透镜12远离记录层的最佳位置A和C时，TE信号的幅度减小，因此，难以控制光盘驱动器。然而，如图4B中所示，当物镜的数值孔径减小时，改善了 TE信号的减小。
[0043]和上面的TE电平实验结果相似，在图5A和图5B中示出了用于比较抖动特性的测验，示出了与图4A和图4B的实验结果相似的结果。在这一示例中，当使用具有0.85的数值孔径的物镜时，在位置B示出了很高(有缺陷)的抖动特性。相反，与0.85的数值孔径相比较，当使用具有0.75的数值孔径的物镜时，在位置B的抖动特性稍微高于曲线的相对侧，但在实际应用中不会引起问题。
[0044]S卩，如果准直透镜关于每个记录层位于最佳位置，则在物镜具有0.85的数值孔径的情形下抖动特性最佳。然而，这样的系统需要传统的输送系统来移动准直透镜。
[0045]然而，当数值孔径减小时，根据准直透镜的移动的变化减小。因此，当准直透镜被设置在中间位置，并且不在最佳位置之间移动时，在记录层LO和LI之间的中间位置，物镜具有0.75的数值孔径(而不是物镜具有0.85的数值孔径)时，抖动特性比较好。根据多方面，在准直透镜的位置被固定的状态下，可以在满足光盘驱动器的TE信号和再现特性的同时，实现与BD对应的光学拾取器。
[0046]根据实验，如图2的示例中所示，当准直透镜固定在中间位置B时，物镜的合适的数值孔径可在0.70至0.80的范围内(例如0.75)。
[0047]在上面的描述中，BD被示例性的描述为需要移动准直透镜的光盘。然而，本发明的实施例不限于此，本发明的实施例可应用于用于具有多个层的光盘的任何种类的光学系统，其中，光学系统需要移动准直透镜。
[0048]图6示出了包括光学拾取器的光盘驱动器的示例。
[0049]参照图6，光盘驱动器100包括用于从光盘40读取信息和/或将信息记录到光盘40中的光学拾取器(例如，如图1中所示的光学拾取器I)。光学拾取器I可包括上面描述的光学系统，并且另外包括机械系统2a，机械系统2a用于机械地支撑光学系统并触发物镜的聚焦操作和循迹操作。光接收器件32可电连接到包括射频(RF)放大器的前端部分(IC)4，光源21可连接到光源驱动器(或激光二极管驱动器(LDD))6。光源驱动器6可连接到高频调制(HFM)电路7，以消除HFM分量。
[0050]光学拾取器I的机械系统2a连接到伺服单元5。伺服单元5可被用于控制光学拾取器I的循迹和聚焦操作，但是根据在此的多方面，由于准直透镜的位置可以被固定，所以伺服单元5可以不控制准直透镜的位置(这照惯例在光盘驱动器中执行)。在这一示例中，前端部分4、伺服单元5、光源驱动器6和HFM电路7连接到数字信号处理器(DSP) 3。DSP3包括:信息处理单元3a，包括解码器和编码器，用于处理来自前端部分4的信号；控制单元3b，用于控制系统中的所有组件(例如，伺服单元5、光源驱动器6和HFM电路7)。
[0051]光学拾取器(例如，图1中所示出的光学拾取器)具有专用于BD的结构；然而，应该被理解为根据多方面的聚焦激光束的方法可被应用到与多介质对应(即，除了 BD之外，还和⑶/DVD对应)的光学拾取器中。
[0052]图7示出了与多介质相对应的光学拾取器I的另一示例。
[0053]参照图7，光学拾取器I包括:传输系统10，与诸如⑶/DVD和BD的多种类型的介质相对应；光源系统20，提供用于从光盘40中再现信息和/或将信息记录到光盘40中的光束；光接收系统30,用于接收从光盘40反射的光束，以产生电信号，从而再现信息。
[0054]例如,光源系统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的光栅兀件22a和用于BD的光栅兀件22b被分别设置在第一光源21a和第二光源21b的前面。两个光栅兀件22a和22b可被用于衍射来自第一光源21a和第二光源21b的激光束，以分别形成主光束、正一级副光束和负一级副光束。这样，包括主光束和副光束的激光束可被朝向传输系统10引导。
[0055]传输系统10包括:分束器13b,确定激光束的行进方向；准直透镜12,可被用于基于光盘40的类型以及光盘的存取层的变化而补偿球面像差；物镜11，将来自光源系统20的激光束聚焦到光盘40上。例如，准直透镜12可在被固定到一个位置的状态下通过调整光束通量来校正形成在光盘40上的激光束光斑的像差。
[0056]光接收系统30包括:光接收器件32，用于接收从光盘40穿过分束器13b入射的激光束；感测透镜31，用于将激光束会聚成适合于光接收器件32的尺寸。
[0057]在图7中，代表性地示出了光盘40，并可包括CD/DVD40a和BD40b。传输系统10中的分束器13b可使来自光源系统20的激光束朝着物镜11行进，并可使从光盘40反射的光束朝着光接收系统30行进。物镜11可包括用于⑶/DVD的物镜Ila和用于BD的物镜lib。
[0058]在上面的结构中，用于BD的物镜Ilb具有小于被普遍用作标准的0.85的数值孔径，例如，物镜Ilb可具有0.75的数值孔径。另外，准直透镜可被固定在位置B。因此，根据多方面，不需要用于CD/DVD的准直透镜以及用于BD的准直透镜的位置调整。这里，CD和DVD可比BD对准直透镜的位置变化更不敏感；然而，⑶和DVD可关于准直透镜被最佳化，通过适当地调整光程将其位置固定在一点。
[0059]图8示出了将激光束聚焦到包括多个层的光盘上的方法的示例。
[0060]参照图8,在801中，所述方法包括:朝向多层光盘产生激光束，多层光盘包括信息被记录在其上的第一层和第二层。
[0061]在802中，所述方法还包括:激光束透过准直透镜，所述准直透镜被固定在光盘的第一层的最佳再现位置和第二层的最佳再现位置之间的中间位置。例如，准直透镜可被固定在和图2中所示的位置A与C之间的B对应的位置。
[0062]在803中，所述方法还包括:利用物镜将穿过准直透镜的激光束聚焦到多层光盘上，所述物镜具有小于用于多层光盘的标准NA的数值孔径(NA)。例如，物镜的NA可具有小于标准值0.85的值(例如，0.70或0.80)。
[0063]根据多方面，可朝向光盘产生激光束，所述光盘具有信息被记录在其上的第一层和第二层，并且利用数值孔径小于光盘的标准的数值孔径(0.85)的物镜，激光束可被聚焦到光盘的第一层和第二层上。这里，激光束可在穿过物镜之前穿过准直透镜，所述准直透镜可被固定在与光盘的第一层和第二层相对应的两个位置A和C之间的位置。结果，不需要传统的输送系统在用于在光盘的多个层上记录的最佳位置之间移动准直透镜。
[0064]虽然本公开包括具体示例，但是对于本领域普通技术人员明显的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式和细节的各种改变。在此描述的示例被认为仅仅是描述意义上的，而不用于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为是可适用于其它的示例中相似的特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件被以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或增补，则可以实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由【具体实施方式】来限定，而是由权利要求限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有的变化被解释为包括在本公开中。
【权利要求】
1.一种聚焦激光束的方法，所述方法包括: 朝向多层光盘产生激光束，所述多层光盘包括第一层和第二层，信息被记录在第一层和第二层上； 使激光束透过准直透镜，所述准直透镜被固定在光盘的第一层的最佳再现位置和第二层的最佳再现 位置之间的中间位置； 利用物镜将穿过准直透镜的激光束聚焦到所述多层光盘上，所述物镜具有小于用于所述多层光盘的标准的数值孔径的数值孔径。
2.如权利要求1所述的方法，其中，标准的数值孔径是0.85，所述物镜的数值孔径具有在0.70至0.80之间的范围。
3.如权利要求2所述的方法，其中，标准的数值孔径是0.85，所述物镜的数值孔径是0.75。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多层光盘包括蓝光盘。
5.一种光学拾取器，所述光学拾取器包括: 光源，被构造为产生包括与多层光盘对应的波长的激光束，所述多层光盘包括第一层和第二层，信息被记录在第一层和第二层上； 物镜，被构造为将激光束聚焦到所述多层光盘上，并且具有小于用于所述多层光盘的标准的数值孔径的数值孔径； 准直透镜，被设置在光源和物镜之间的光路中，并且被固定在光盘的第一层的最佳再现位置和第二层的最佳再现位置之间的光路的位置。
6.如权利要求5所述的光学拾取器，其中，所述光学拾取器还包括:第二物镜，和不同于所述多层光盘的第二光盘相对应；第二光源，和第二物镜相对应。
7.如权利要求6所述的光学拾取器,其中,所述多层光盘包括蓝光盘，第二光盘包括数字多功能盘和致密盘中的至少一种。
8.如权利要求5所述的光学拾取器，其中，标准的数值孔径是0.85，所述物镜的数值孔径具有在0.70至0.80之间的范围。
9.如权利要求8所述的光学拾取器，其中，标准的数值孔径是0.85，所述物镜的数值孔径是0.75。
10.一种光盘驱动器，所述光盘驱动器包括: 光学系统，具有光学拾取器，所述光学拾取器包括物镜和准直透镜，物镜用于将激光束聚焦在多层光盘上，并具有小于0.85的数值孔径，准直透镜被设置在光源和物镜之间的光路中，并且被固定在多层光盘的第一层的最佳再现位置和第二层的最佳再现位置之间的光路的位置； 机械系统，机械地支撑光学系统； 电路单元，处理来自光学拾取器的信号并控制机械系统。
11.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述光盘驱动器还包括:第二物镜，与不同于所述多层光盘的第二光盘相对应；第二光源，与第二物镜相对应。
12.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述多层光盘包括蓝光盘，第二光盘包括数字多功能盘和致密盘中的至少一种。
13.如权利要求12所述的光盘驱动器，其中，所述物镜的数值孔径具有在0.70至0.80之间的范围。
14.如权利要求10所述的光学拾取器，其中，所述物镜的数值孔径是0.75。
15.如权利要求12所述的光盘驱动器，其中，所述光盘驱动器还包括与致密盘和数字多功能盘相对应的 产生用于致密盘的激光束和用于数字多功能盘的激光束的光源。
【文档编号】G11B7/135GK104008759SQ201410064164
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】郑真镐, 金银求 申请人:东芝三星存储技术韩国株式会社