專利名稱：光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置和光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置和一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，尤其涉及通過使用兩組物鏡用于記錄與再現(xiàn)信息的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法。
在光學(xué)記錄介質(zhì)的記錄與再現(xiàn)裝置中，記錄介質(zhì)上的光斑尺寸d由下面方程(1)表示，當(dāng)光源的波長由符號λ表示，而且物鏡的數(shù)值孔徑由NA(Numerical Aperture)表示時(shí)，d＝λ/NA(1)由方程(1)可知，光源的波長λ越短，物鏡的數(shù)值孔徑NA越大，光斑的尺寸d就越小，并且高密度記錄變?yōu)榭尚小?br> 按照這種關(guān)系，作為增加物鏡數(shù)值孔徑的一種方法，已知使用非球面的兩組物鏡是有效的。JP-A-9-251645由本申請的同一申請人公開了一種記錄介質(zhì)的記錄與再現(xiàn)裝置和一種記錄介質(zhì)的記錄與再現(xiàn)方法，其中通過使用兩組物鏡限制了球面象差的發(fā)生。當(dāng)使用這兩組物鏡時(shí)，實(shí)現(xiàn)兩組物鏡間距離的最優(yōu)化且將波前象差減至最小以使來自記錄介質(zhì)的再現(xiàn)信號最好就變得必要。
與此同時(shí)，由波前象差的均方誤差(λ/14)確定的焦深fd，可由下面方程(2)計(jì)算。
fdλ/NA2(2)從方程(2)可知，當(dāng)使用具有高數(shù)值孔徑的物鏡時(shí)，焦深fd變得非常小。例如，當(dāng)兩組物鏡的數(shù)值設(shè)定為0.85時(shí)，焦深fd就減小到大約為DVD-RAM情況下(物鏡數(shù)值孔徑NA＝0.6)的一半。這里，DVD指的是數(shù)字視盤，而DVD-RAM指的是可再寫入的數(shù)字視盤。
因此，當(dāng)使用具有高數(shù)值孔徑的物鏡時(shí)，就需要更精確的調(diào)焦控制，并且鏡頭需要精確跟隨環(huán)境溫度的變化和時(shí)效變化。
作為一種實(shí)現(xiàn)兩組物鏡間距離最優(yōu)化和使波前象差減至最小的方法，日本專利申請No.8-340903由本申請的同一申請人公開了一種光盤記錄與再現(xiàn)裝置和它的方法，其中在將兩組透鏡一體化并完成調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)的調(diào)焦操作之后，前透鏡獨(dú)立沿光軸方向移動，由此而把波前象差調(diào)整到最小。
另外，作為精確的調(diào)焦控制，日本專利申請No.9-84090由本申請的同一申請人公開了一種調(diào)焦控制裝置和它的方法以及一種光盤裝置，其中在光盤裝置的調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)中使用了由具有高數(shù)值孔徑的兩組物鏡組成的光頭，通過最優(yōu)化焦點(diǎn)偏置，光盤的再現(xiàn)信號被調(diào)到最佳狀態(tài)。
然而，上述兩組物鏡間距離的最優(yōu)化和焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)是基于來自記錄介質(zhì)的同一再現(xiàn)信號，并且兩者是分開調(diào)整的。因此，與由單塊透鏡構(gòu)成的物鏡相比，在調(diào)整中需要長的時(shí)間周期。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)考慮到上述要點(diǎn)，并且本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠在短的時(shí)間周期內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩組物鏡間距的最優(yōu)化調(diào)整和焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置和一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種通過經(jīng)由第一透鏡和第二透鏡組成的兩組透鏡將一束光照射到光學(xué)記錄介質(zhì)上以實(shí)現(xiàn)信息記錄或再現(xiàn)之一的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，該光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置包括相對于第二透鏡用于沿光軸方向移動第一透鏡的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)和用于沿光軸方向移動兩組透鏡的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中通過使用第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于最優(yōu)化第一透鏡和第二透鏡間距的第一種調(diào)整和通過使用第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于最優(yōu)化焦點(diǎn)偏置的第二種調(diào)整，在調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)通過同時(shí)驅(qū)動第一和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)相對于第二透鏡沿光軸方向周期性移動第一透鏡，與通過第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)沿光軸方向周期性移動由第一透鏡和第二透鏡組成的兩組鏡頭同時(shí)，從而同時(shí)進(jìn)行第一和第二種調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中相對于第二透鏡周期性移動第一透鏡的運(yùn)動周期，長于周期性移動包括第一透鏡和第二透鏡的兩組透鏡的運(yùn)動周期。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中該周期運(yùn)動具有正弦波形。
根據(jù)本發(fā)明的第五至第八方面，這樣的解決手段同樣可應(yīng)用于一種通過經(jīng)由一光學(xué)系統(tǒng)將一束光照射到光學(xué)記錄介質(zhì)上用于記錄或再現(xiàn)信息的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，該光學(xué)系統(tǒng)具有的結(jié)構(gòu)包括一由一或多個(gè)透鏡組成的物鏡以及一由一或多個(gè)透鏡組成的中繼透鏡組。這就是說，第一透鏡和第二透鏡之間的關(guān)系僅由中繼透鏡組和物鏡間的關(guān)系所代替。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種通過經(jīng)由第一透鏡和第二透鏡組成的兩組透鏡將一束光照射到光學(xué)記錄介質(zhì)上以實(shí)現(xiàn)信息記錄或再現(xiàn)之一的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中在調(diào)焦距伺服機(jī)構(gòu)已經(jīng)運(yùn)行之后，通過相對于第二透鏡沿光軸方向移動第一透鏡以使第一透鏡和第二透鏡間距離最優(yōu)化的第一種調(diào)整以及通過沿光軸方向移動兩組透鏡以使焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化的第二種調(diào)整是同時(shí)進(jìn)行的。
在這種情況下，如根據(jù)本發(fā)明的第十方面，這些運(yùn)動是周期性的；根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，第一透鏡相對于第二透鏡的運(yùn)動周期長于兩組透鏡的運(yùn)動周期；并且根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，該周期運(yùn)動具有正弦波形；所有這些都類似于上面描述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于一種通過經(jīng)由一光學(xué)系統(tǒng)將一束光照射到光學(xué)記錄介質(zhì)上用于記錄或再現(xiàn)信息的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，該光學(xué)系統(tǒng)具有的結(jié)構(gòu)包括一由一或多個(gè)透鏡組成的物鏡以及一由一或多個(gè)透鏡組成的中繼透鏡組。這就是說，第一透鏡和第二透鏡間的關(guān)系僅由中繼透鏡組和物鏡間的關(guān)系所代替。
在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，這些運(yùn)動是周期性的；根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，相對于物鏡移動中繼透鏡組的運(yùn)動周期長于用于移動物鏡的運(yùn)動周期；并且根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，這些周期性運(yùn)動具有正弦波形，所有這些都類似于那些上面描述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置。
接下去，將對操作作出解釋。
由于第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)置，兩組透鏡可整體上與第一透鏡相對于第二透鏡移動同時(shí)移動。因此，當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)，通過整體移動兩組透鏡進(jìn)行焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整以及通過相對于第二透鏡移動第一透鏡進(jìn)行兩組透鏡間距的最優(yōu)化調(diào)整可以同時(shí)進(jìn)行。
在這種情況下，由球面象差引起的幅度變化和由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化，可按頻帶(in frequency bands)通過周期性分別進(jìn)行總體上兩組透鏡的移動和用于改變兩組透鏡間距的移動并且差分(differentiating)其周期來分開。
更進(jìn)一步，由球差引起的幅度變化，可通過使用于改變兩組透鏡間距的運(yùn)動周期長于總體上兩組透鏡的運(yùn)動周期被精確地檢測。
再進(jìn)一步，通過使總體上兩組透鏡的運(yùn)動和用以改變兩組透鏡間距的運(yùn)動具有正弦波形，對于相應(yīng)調(diào)整所必需的變化的分量可由濾波器(filter)精確地分開。
另外，上述操作在物鏡與中繼透鏡組間距調(diào)整和在其結(jié)構(gòu)包括一由一或多個(gè)透鏡組成的物鏡和一由一或多個(gè)透鏡組成的中繼透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中焦點(diǎn)偏置調(diào)整的情況下，可類似進(jìn)行。


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于光學(xué)拾感頭(optical pickup)的兩組非球面物鏡的結(jié)構(gòu)圖；圖2為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于光盤記錄和再現(xiàn)的光學(xué)拾感頭的結(jié)構(gòu)圖；圖3為表示分為六個(gè)部分的光接收元件排列圖；圖4為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光盤記錄與再現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的電路方框圖；圖5A和5B為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RF信號包絡(luò)線圖，其中圖5A為表示焦點(diǎn)偏置變化圖，而圖5B為表示對應(yīng)于焦點(diǎn)偏置變化的RF信號包絡(luò)線的變化圖；圖6為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)整程序流程圖，并且圖7為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩組物鏡間距離固定型光學(xué)拾感頭的結(jié)構(gòu)圖。
作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例，以下將對使用具有高數(shù)值孔徑的兩組非球面物鏡的光盤記錄與再現(xiàn)裝置給出解釋。
首先，將解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于光學(xué)拾感頭的兩組非球面物鏡。
圖1中，兩組物鏡由第一透鏡12和第二透鏡14構(gòu)成，第二透鏡14裝在第二電磁致動器15上，且其數(shù)值孔徑約為0.5。此外，第一透鏡12裝在分開安裝的配置在與第二透鏡14同一光軸上的第一電磁致動器13上，并且構(gòu)成能沿光軸方向被控制配置在任意位置。另外，符號11代表光盤。
第一電磁致動器13構(gòu)成能相對于第二透鏡14沿光軸方向移動第一透鏡12，并且第一透鏡12和第二透鏡14之間的間隔可通過施加在第一電磁致動器13上的電壓來調(diào)整。
第二電磁致動器15是雙軸致動器，并且構(gòu)成能沿光軸方向(調(diào)焦方向)移動第一透鏡12和第二透鏡14以及能沿垂直于光盤11的記錄槽(跟蹤方向)移動第一透鏡和第二透鏡。通過施加一調(diào)焦誤差信號和一跟蹤誤差信號給第二電磁致動器15，從光盤11到第一透鏡12和第二透鏡14的距離可被調(diào)整，并且第一透鏡12和第二透鏡14能沿垂直于光盤11記錄槽的方向移動。
此外，第一和第二電磁致動器13和15也可以是其它驅(qū)動裝置，例如線性馬達(dá)或類似的裝置。
來自于半導(dǎo)體激光器的光束(沒有示出)，經(jīng)由第一透鏡12和第二透鏡14兩者會聚在光盤11上，并且在這種場合下兩組物鏡中的物鏡的有效數(shù)值孔徑約變?yōu)?.85。而且與傳統(tǒng)的光學(xué)拾感頭相比，通過實(shí)現(xiàn)高數(shù)值孔徑，根據(jù)本實(shí)施例物鏡的工作距離被減小，其值約為100μm。
當(dāng)數(shù)值孔徑數(shù)提高時(shí)，扭曲公差值，即光盤記錄與再現(xiàn)裝置中容許的扭曲值一般會減小。當(dāng)由光盤扭曲(X向)造成的波前誤差由賽德爾多項(xiàng)式表示時(shí)，可以建立下面方程(3)W(X，Y)＝W22X2+W31(X2+Y2)+W51(X2+y2) (3)在上述方程中，符號W22表示象散，符號W31表示三級彗差，并且W51表示五級彗差。在W22、W31和W51中，三級彗差W31是主要因子，由方程(4)給出，并且當(dāng)扭曲角θ小到1度或更小時(shí)，彗形象差W31基本上與數(shù)值孔徑NA的立方和光盤基片厚度t成正比。
W31＝(n2-1)n2·sinθ·cosθ/2(n2-sin2θ)2/5·t·NA3/λ (4)因此，在使用兩組非球面物鏡而使數(shù)值孔徑NA的值增加到0.85的光盤記錄與再現(xiàn)裝置中，為確保扭曲公差可與DVD比較，光盤基片厚度需要薄到約為0.1毫米。
圖2為表示根據(jù)本實(shí)施例用于光盤記錄與再現(xiàn)的光學(xué)拾感頭結(jié)構(gòu)圖。
在圖2中，從半導(dǎo)體激光器16發(fā)出的光束通過準(zhǔn)直透鏡17變?yōu)槠叫泄饩€，之后通過用于形成側(cè)斑的衍射光柵18，然后分別通過1/2波片19、分束器20和1/4波片23，并由兩組物鏡中的第二透鏡14和第一透鏡12會聚到光盤11上。發(fā)射光束的一部分為分束器20反射，由透鏡21會聚，導(dǎo)向用于檢測發(fā)射光束功率的光接收元件22，并且用于在光盤11上控制光盤表面輸出。而且，用于檢測發(fā)射光束功率的光接收元件22的入射光量，可通過轉(zhuǎn)動1/2波片19來調(diào)整。
與此同時(shí)，從光盤11反射的光束為上述分束器20反射，然后導(dǎo)入檢測光路。根據(jù)本實(shí)施例，對于調(diào)焦誤差信號使用了一種象散方法，對于跟蹤誤差信號使用了光斑方法。為了形成基于象散方法的調(diào)焦誤差信號，被反射的光束通過凸透鏡24和復(fù)合透鏡25會聚，入射在用于檢測伺服誤差信號的光接收元件26上，且被光電轉(zhuǎn)換。
圖3為表示用在光接收元件26中以檢測伺服誤差信號和RF信號的分為六個(gè)部分的光檢測元件的排列圖。在圖3中，A，B，C，D，E和F六個(gè)光接收元件被安排為，分成四塊的光接收元件的A，B，C和D配置在中心，而且E和F分別配置在記錄槽橫向，關(guān)于記錄槽切線方向?qū)ΨQ。調(diào)焦誤差信號FE可基于圖3所示相應(yīng)的光接收元件A，B，C和D的輸出通過方程(5)計(jì)算來提供。
FE＝(A+C)-(B+D) (5)此外，跟蹤誤差信號TE可基于相應(yīng)的光接收元件E和F的輸出通過對方程(6)的計(jì)算而獲得。
TE＝E-F (6)另外，RF信號可如方程(7)所示通過相應(yīng)光接收元件A，B，C，D的輸出之和計(jì)算出來。
RF＝A+B+C+D (7)接下去，根據(jù)本實(shí)施例，參照圖4所示的方框圖，將對一光盤記錄與再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)做出解釋。
在圖4中，由光學(xué)拾感頭中的光學(xué)系統(tǒng)1接收的信號被供給前置放大器31，并被放大到所需要的預(yù)定電平。被放大的信號S1被均衡來基于方程(7)進(jìn)行計(jì)算，并預(yù)定由RF平衡放大器32表征。來自RF平衡放大器32的輸出信號被作為RF信號S2供給信號處理系統(tǒng)(沒有表示)，并且作為進(jìn)行兩組物鏡間距最優(yōu)化調(diào)整和焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化調(diào)整的信號，供給包絡(luò)線檢測單元A33和包絡(luò)線檢測單元B34。
微機(jī)41是用于控制全部光盤記錄與再現(xiàn)裝置運(yùn)行的控制單元。微機(jī)41配備有關(guān)于轉(zhuǎn)軸馬達(dá)44的轉(zhuǎn)軸伺服單元43進(jìn)行控制并且調(diào)整物鏡焦點(diǎn)偏置和兩組物鏡之間距離的功能。來自包絡(luò)線檢測單元A33和包絡(luò)線檢測單元B34的輸出供給微機(jī)41，之后根據(jù)后面提到的調(diào)整方法進(jìn)行處理，作為調(diào)整焦點(diǎn)偏置用的控制信號輸出到焦點(diǎn)誤差檢測單元35，并且作為兩組物鏡間距用的指令信號輸出到定位控制單元42。
來自前置放大器31的輸出信號S1也供給焦點(diǎn)誤差檢測單元35和跟蹤誤差檢測單元38。焦點(diǎn)誤差檢測單元35關(guān)于信號S1根據(jù)方程(5)進(jìn)行計(jì)算，并且附加一從微機(jī)41調(diào)整焦點(diǎn)偏置用的控制信號。跟蹤誤差檢測單元38關(guān)于信號S1根據(jù)方程(6)進(jìn)行計(jì)算。來自于焦點(diǎn)誤差檢測單元35和跟蹤誤差檢測單元38的輸出由相位補(bǔ)償單元36和39進(jìn)行相位補(bǔ)償，然后由放大器37和40放大到所需要的信號幅度，并且反饋給光學(xué)系統(tǒng)1。
更進(jìn)一步，兩組物鏡之間的距離被定位控制單元42控制。
下面將為上述硬件結(jié)構(gòu)中調(diào)整兩組物鏡間距的方法和調(diào)整焦點(diǎn)偏置的方法做出解釋。
首先，通過進(jìn)行調(diào)焦操作，導(dǎo)致焦點(diǎn)伺服機(jī)構(gòu)處于正在運(yùn)作的狀態(tài)。其次，為了促進(jìn)調(diào)整的精確，通過進(jìn)行跟蹤操作，導(dǎo)致跟蹤伺服機(jī)構(gòu)處于正在運(yùn)作的狀態(tài)。
圖5A和5B表示RF信號S2的包絡(luò)線的變化，而且RF信號S2是當(dāng)圖1所示的兩組物鏡，在調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)和跟蹤伺服機(jī)構(gòu)處于運(yùn)作的狀態(tài)下由第二電磁致動器15驅(qū)動沿光軸方向以頻率為f2的正弦波形周期性移動時(shí)獲得的。雖然圖5A和5B表示焦點(diǎn)偏置沒有優(yōu)化的情況，但是當(dāng)焦點(diǎn)偏置被優(yōu)化時(shí)，焦點(diǎn)就隨作為中心的光盤11的信號記錄面而變化，并因此在圖5A中周期性位移為零的t3和t4時(shí)，由圖5B表示的RF信號S2的包絡(luò)線為最大。此外，在圖5A中兩組物鏡變得最接近光盤11的t1時(shí)和兩組物鏡變得最遠(yuǎn)離光盤11的t2時(shí)，RF信號S2的包絡(luò)線為最小。
與此同時(shí)，當(dāng)RF信號的幅度A1處于t1時(shí)并且RF信號的幅度A2處于t2時(shí)，時(shí)間t1和t2作為兩組物鏡移動范圍的兩端互不相同，這意味著圖5A所示的正弦波形中心值從焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化值偏移。這種判據(jù)意味著無論焦點(diǎn)配置在光盤11的信號面的這一側(cè)或另一側(cè)，并且如圖5B所示，無論t1時(shí)RF信號的幅度A1和t2時(shí)RF信號的幅度A2間關(guān)系大或小，它都對應(yīng)該誤差信號的極性。
因此，通過調(diào)整焦點(diǎn)偏置以使圖5B所示t1時(shí)RF信號的幅度A1和t2時(shí)RF信號的幅度A2變?yōu)榛ハ嘞嗟?。利用該關(guān)系，兩組物鏡的焦點(diǎn)偏置被調(diào)整到一最佳值。
通過一種非常類似于上面提到調(diào)整焦點(diǎn)設(shè)置的方法，兩組物鏡間的距離被調(diào)整到一最佳值。
這就是說，當(dāng)圖1所示與第一透鏡12一起安裝的第一電磁致動器13以頻率為f1的正弦波形周期移動由此而改變兩組物鏡間的距離時(shí)，RF信號S2在兩組物鏡間距離為最佳距離時(shí)具備最大幅度。在最佳狀態(tài)下，在第一透鏡12變?yōu)樽罱咏獗P11的t1時(shí)以及在第一透鏡12變得最遠(yuǎn)離光盤11的t2時(shí)，RF信號S2的包絡(luò)線都為最小。如圖5A的調(diào)整，“焦點(diǎn)偏置”對應(yīng)于“兩組物鏡間的距離”，而且如圖5B所示，t1時(shí)RF信號的幅度A1和t2時(shí)RF信號的幅度A2變?yōu)榛ハ嘞嗟取?br> 在這種情況下，當(dāng)兩組物鏡間距離的調(diào)整和焦點(diǎn)設(shè)置的調(diào)整同時(shí)進(jìn)行時(shí)，由兩組物鏡間距離變化引起的球差和調(diào)焦伺服誤差(離焦)同時(shí)發(fā)生。當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)不能跟隨調(diào)整時(shí)，RF信號S2顯著地經(jīng)受由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化，而且分開此幅度變化和由球面象差引起的幅度變化變得困難。
為此目的，自然設(shè)置調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)足夠大的增益，并且在它之上，周期性移動兩組物鏡之間距離的周期，要長于調(diào)整焦點(diǎn)偏置用的整體移動兩組物鏡的周期。這就是說，用于移動兩組物鏡間距的頻率f1要做到滿足方程(8)的低頻，并且由球面象差引起的幅度變化和由焦點(diǎn)伺服誤差引起的幅度變化的頻帶被分開。
f1≤f2(8)例如，f1和f2被設(shè)置為f1＝30Hz和f2＝1KHz，并且第一和第二電磁致動器13和15周期性移動。在這種情況下，RF信號S2的包絡(luò)線由30Hz和1KHz的分量合成。通過低通濾波器的f1分量的信號(沒有表示)，在包絡(luò)線檢測單元A33中代表對應(yīng)于兩組物鏡間距變化的包絡(luò)線的變化。作為對照，通過高通濾波器的f2分量的信號(沒有表示)，在包絡(luò)線檢測單元B34中代表由焦點(diǎn)偏置造成的包絡(luò)線變化。
另外，低通濾波器的目標(biāo)歸于把f1分量的信號與f2分量的信號分開，因而它可以是用于通過f1附近頻率的帶通濾波器。與此類似，高通濾波器可以是用于通過f2附近頻率的帶通濾波器。
更進(jìn)一步，為了最大限度地獲取這些濾波器的功能，除f1和f2之外頻率的分量越少，上述的周期變化改進(jìn)就越多。因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)具有低噪聲的正確分隔。所以，具有單一頻率分量的正弦波是最恰當(dāng)?shù)?，并且包括有高次諧波分量如三角形波、梯形波或類似波的變化并非是優(yōu)選的。因此，通過以正弦波形移動第一和第二電磁致動器13和15，則由球面象差引起的幅度變化分量和由離焦引起的幅度變化分量可利用極好的信號噪聲比S/N分開。
下面，將參照圖6所示流程圖對由微機(jī)41按時(shí)間順序完成的上述調(diào)整方法的程序作出解釋。
此外，為便于解釋起見，圖6表示用于調(diào)整如由符號A1和A2標(biāo)示的兩組物鏡之間距離的包絡(luò)線檢測單元A33輸出的幅度，以及用于調(diào)整焦點(diǎn)偏置的來自包絡(luò)線檢測單元B34輸出的幅度，并且焦點(diǎn)偏置是由符號B1和B2標(biāo)示的與A1和A2對應(yīng)的幅度。
圖6中，在步驟S100，焦點(diǎn)偏置以及兩組物鏡間的距離被設(shè)置在予置值。頻率為f1的正弦波形的驅(qū)動信號被加在第一個(gè)電磁致動器13上，從而沿光軸方向周期性地輕微移動第一透鏡。頻率為f2的正弦波形的驅(qū)動信號被加在第二個(gè)電磁致動器15上，從而沿光軸方向周期性地輕微移動兩組物鏡。
在步驟S200，兩組物鏡間的距離被進(jìn)行調(diào)整，而且在步驟S300，焦點(diǎn)偏置被進(jìn)行調(diào)整。步驟S200和S300的處理是以例如20μs的同樣的中斷處理周期由微機(jī)41執(zhí)行的，因此兩者被同時(shí)相互并行進(jìn)行調(diào)整。
首先將對步驟S200給出解釋。
在步驟S201，A1和A2根據(jù)加在第一電磁致動器13上的正弦波形驅(qū)動信號的時(shí)間是t1還是t2從包絡(luò)線檢測單元A33的輸出中被檢測出來。這就是說，來自包絡(luò)線檢測單元A33的幅度在時(shí)間t1時(shí)被檢測為A1，在時(shí)間t2時(shí)被檢測為A2。
在步驟S202，如圖5B所示確定是否A1＝A2。在A1＝A2的情況下，該操作轉(zhuǎn)到步驟S206，否則轉(zhuǎn)到步驟S203。在這種情況下，確定是否A1＝A2包括A1和A2之差落在可允許的予定范圍內(nèi)的情況。
在步驟S203，確定是否A1＞A2。在A1＞A2的情況下該操作轉(zhuǎn)到步驟S204，而在A1＜A2的情況下該操作轉(zhuǎn)到步驟S205。
在步驟S204，進(jìn)行某種控制以使兩組物鏡間的距離更大。這是由于在本實(shí)施例中A1＞A2對應(yīng)于兩組物鏡間距離小于最佳值的情況。隨后該操作返回到步驟S201。在步驟S205，進(jìn)行某種控制以使兩組物鏡間距離更小。這是由于在本實(shí)施例中A1＜A2對應(yīng)于兩組物鏡間距離大于最佳值的情況。隨后該操作返回至步驟S201。
通過重復(fù)S201至S205的步驟，兩組物鏡間距離的最佳值便被計(jì)算出來。
在步驟S206，兩組物鏡間的距離被固定下來，正弦波形的驅(qū)動信號停止施加在第一電磁致動器13上，而且兩組物鏡間距離的調(diào)整便告完成。
接下去，將對步驟S300給出解釋。
在步驟S301，與圖5B中A1和A2對應(yīng)的B1和B2被從包絡(luò)線檢測單元B34中檢測出來。B1和B2根據(jù)加在第二電磁致動器15上的正弦波形驅(qū)動信號的時(shí)間是t1還是t2從包絡(luò)線檢測單元B34的輸出中被檢測出來。這就是說，來自包絡(luò)線檢測單元B34的幅度在時(shí)間t1時(shí)被檢測為B1，在時(shí)間t2時(shí)被檢測為B2。
在步驟S302，確定是否B1＝B2。在B1＝B2的情況下，該操作轉(zhuǎn)到步驟S306，否則轉(zhuǎn)到步驟S303。在這種情況下，確定是否B1＝B2包括B1和B2之差落在可允許的予定范圍內(nèi)的情況。
在步驟S303，確定是否B1＞B2。在B1＞B2的情況下該操作轉(zhuǎn)到步驟S304，而在B1＜B2的情況下該操作轉(zhuǎn)至步驟S305。
在步驟S304，進(jìn)行一種增大焦點(diǎn)偏置的控制。這是由于在本實(shí)施例中B1＞B2對應(yīng)于信號面(signal face)比被調(diào)焦位置更遠(yuǎn)的情況。隨后該操作返回到步驟S301。在步驟S305，進(jìn)行一種減小焦點(diǎn)偏置的控制。這是由于在本實(shí)施例中B1＜B2對應(yīng)于信號面比被調(diào)焦位置更近的情況。隨后該操作返回到步驟S301。
如上所述，通過重復(fù)S301至S305的步驟，焦點(diǎn)偏置的最佳值便被計(jì)算出來。
在步驟S306，焦點(diǎn)偏置被固定下來，正弦波形的驅(qū)動信號停止施加在第二電磁致動器15上，而且焦點(diǎn)偏置的調(diào)整便告完成。
當(dāng)步驟S206和S306均已完成時(shí)，該程序便完成，并且被恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。
此外，如前所述，步驟S200和S300的處理是以相互并行方式由微機(jī)41執(zhí)行的，因此這些調(diào)整是同時(shí)進(jìn)行的。
雖然本實(shí)施例應(yīng)用在使用其結(jié)構(gòu)為兩組物鏡之間距離可變的高數(shù)值孔徑物鏡的光學(xué)拾感頭的光學(xué)系統(tǒng)中，然而本發(fā)明并不局限于該物鏡，而在其鏡頭結(jié)構(gòu)為兩組透鏡間距離可變的光學(xué)拾感頭中遇到類似問題時(shí)也可以應(yīng)用。此外，本發(fā)明可通過一非常類似的方法在一光學(xué)拾感頭的光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，在該光學(xué)拾感頭中使用其兩組物鏡間距離為固定的高數(shù)值孔徑物鏡，或者包括一單透鏡且該透鏡與另一透鏡組合的高數(shù)值孔徑物鏡。
圖7為表示根據(jù)本實(shí)施例的兩組物鏡間距離固定型光學(xué)拾感頭結(jié)構(gòu)的視圖。這是一種用于矯正球差的中繼透鏡27和28被插在1/4波片23和圖2所示第二透鏡14之間的實(shí)施例。在圖7中，中繼透鏡27和28裝在圖中未表示的第一電磁致動器上。與此同時(shí)，兩組物鏡被裝在未予表示的第二電磁致動器上，并且構(gòu)成能沿光軸方向控制在任意位置。
在該調(diào)整機(jī)構(gòu)中，當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，為使RF信號S2的幅度最大，需同時(shí)進(jìn)行中繼透鏡27及28和兩組物鏡之間距離的最優(yōu)化以及焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化。顯然，可以進(jìn)行這種調(diào)整，當(dāng)該調(diào)整是由類似于在其結(jié)構(gòu)為兩物鏡間距離可變的上述實(shí)施例中詳細(xì)解釋的方法來實(shí)現(xiàn)時(shí)。
另外，替代圖7中中繼透鏡27及28的移動，通過移動準(zhǔn)直鏡17，則由中繼透鏡27及28和兩組物鏡之間產(chǎn)生的球差所引起的誤差信號將會變化，因而該球差可被減至最小。在這種情況下，準(zhǔn)直鏡17被安裝在圖中未表示的第一電磁致動器上面。
另外，光盤11可以是能記錄的盤或者對于再現(xiàn)不相容的(exclusive)盤。當(dāng)該裝置應(yīng)用于可記錄的光盤時(shí)，被記錄的信號部分可被利用，或者予先已被浮雕(emboss)的二進(jìn)制信息部分(bit portion)可被利用。
另外，為了如該實(shí)施例所示從RF信號中精確地檢測包絡(luò)線的變化，優(yōu)選在跟蹤伺服機(jī)構(gòu)與調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)一起被啟動的狀態(tài)下進(jìn)行檢測。
根據(jù)上述實(shí)施例，光盤11當(dāng)然可以是其它光學(xué)記錄介質(zhì)，例如其中的記錄或再現(xiàn)通過照射光束進(jìn)行的光學(xué)卡。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整以及兩組透鏡間距離的最優(yōu)化調(diào)整是同時(shí)進(jìn)行的，因而可以提供一種分別進(jìn)行兩種調(diào)整而在短時(shí)間周期內(nèi)完成這些調(diào)整的裝置。因此，在將光學(xué)記錄介質(zhì)插入該裝置之后，在短的時(shí)間周期內(nèi)便造成能記錄或再現(xiàn)信息的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過周期性地移動用于移動兩組透鏡總體的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以及周期性地移動用于改變兩組透鏡間距的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，則由球差引起的幅度變化和由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化可由頻帶的不同而被分開，并可提供一種通過簡單的結(jié)構(gòu)由濾波器進(jìn)行調(diào)整的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過使改變兩組透鏡間距離的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動周期長于移動兩組透鏡總體用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動周期，可以提供一種精確地檢測由球差引起的幅度變化用的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過使移動兩組透鏡總體用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和改變兩組透鏡間距用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以正弦波形移動，對于相應(yīng)調(diào)整所需要的變化的分量可由濾波器分開。因此，可提供一種進(jìn)行精確調(diào)整用的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整以及物鏡和中繼透鏡組之間距離的最優(yōu)化調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，因此可提供一種能夠進(jìn)行比分別進(jìn)行兩種調(diào)整的時(shí)間周期更短的調(diào)整的裝置。由此，在把光學(xué)記錄介質(zhì)插入該裝置之后，便可產(chǎn)生一種能在短的時(shí)間周期內(nèi)記錄或再現(xiàn)信息的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第六方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過周期性地移動光學(xué)鏡頭和移動中繼透鏡組，由球差引起的幅度變化及由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化可以由頻帶的不同而被分開，并可提供一種通過簡單的結(jié)構(gòu)由濾波器進(jìn)行調(diào)整的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第七方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過使中繼透鏡組的運(yùn)動周期長于物鏡的運(yùn)動周期，可以提供一種用于精確地檢測由球差引起的幅度變化的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第八方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過使物鏡和中繼透鏡組以正弦波形式移動，對于相應(yīng)調(diào)整所需要的變化的分量可由濾波器分開。因此，可提供一種進(jìn)行精確調(diào)整用的裝置。
根據(jù)本發(fā)明第九方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中焦點(diǎn)偏置的調(diào)整和兩組透鏡間距離的調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，因此，這些調(diào)整可以在比兩種調(diào)整分別進(jìn)行要短的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行。通過該方法，在光學(xué)記錄介質(zhì)被插入光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置之后，便可產(chǎn)生一種能在短的時(shí)間周期內(nèi)記錄或再現(xiàn)信息的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第十方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過周期性地移動兩組透鏡總體和周期性地移動第一透鏡以改變兩組透鏡間的距離，則由球差引起的幅度變化和由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化可以由頻帶的不同而被分開，而且這些調(diào)整可通過簡單的結(jié)構(gòu)由濾波器進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明第十一方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過使用于改變兩組透鏡之間距離的第一透鏡的運(yùn)動周期長于兩組透鏡總體的運(yùn)動周期，由球差引起的幅度變化可被精確地檢測。
根據(jù)本發(fā)明第十二方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過使兩組透鏡總體和用于改變兩組透鏡間距的第一透鏡以正弦波形式移動，對于相應(yīng)調(diào)整所需要的變化的分量可由濾波器精確地分開。因此，可以做到精確的調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明第十三方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整以及物鏡與中繼透鏡組之間距離的最優(yōu)化調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，因而這些調(diào)整可以在比兩種調(diào)整分別進(jìn)行要短的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行。通過該方法，在光學(xué)記錄介質(zhì)被插入光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置之后，便可產(chǎn)生一種能在短的時(shí)間周期內(nèi)記錄或再現(xiàn)信息的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第十四方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過周期性地移動物鏡和移動中繼透鏡組，由球差引起的幅度變化及由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化可以由頻帶的不同而被分開，并可通過簡單的結(jié)構(gòu)由濾波器進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明第十五方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過使中繼透鏡組的運(yùn)動周期長于物鏡的運(yùn)動周期，則由球差引起的幅度變化可被精確地檢測。
根據(jù)本發(fā)明第十六方面的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過使物鏡和中繼透鏡組以正弦波形式移動，對于相應(yīng)調(diào)整所需要的變化的分量可由濾波器精確地分開。因此，精確的調(diào)整可以做到。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過將一光束經(jīng)過由第一及第二透鏡組成的兩組透鏡照射到一光學(xué)記錄介質(zhì)上，至少用來進(jìn)行信息的記錄或者再現(xiàn)之一，所述光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置包括第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于沿光軸方向相對于上述第二透鏡移動上述第一透鏡，和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于沿光軸方向移動上述兩組透鏡，其中通過利用上述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)使上述第一和第二透鏡間距離最優(yōu)化進(jìn)行的第一種調(diào)整，以及通過利用上述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)使焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化進(jìn)行的第二種調(diào)整，是當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)同時(shí)操作上述第一和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)同進(jìn)進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中由上述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)周期性地沿光軸方向相對上述第二透鏡移動上述第一透鏡的同時(shí)，所述由第一及第二透鏡組成的兩組透鏡由第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)周期性地沿光軸方向移動，從而進(jìn)行第一和第二種調(diào)整。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中所述第一透鏡相對第二透鏡周期性移動的運(yùn)動周期，長于包括第一及第二透鏡在內(nèi)的上述兩組透鏡周期性移動的運(yùn)動周期。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中所述的周期性移動具有正弦波形。
5.一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，通過將一光束經(jīng)過其結(jié)構(gòu)包括一(由一或多個(gè)透鏡組成的)光學(xué)鏡頭及一(由一或多個(gè)透鏡組成的)中繼透鏡組的光學(xué)系統(tǒng)照射到一光學(xué)記錄介質(zhì)上，至少用來進(jìn)行信息的記錄或者再現(xiàn)之一，所述光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置包括第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于沿光軸方向相對于上述物鏡移動上述中繼透鏡組，和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于沿光軸方向移動上述物鏡，其中通過利用第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)使上述中繼透鏡組和上述物鏡間距離最優(yōu)化進(jìn)行的第一種調(diào)整，以及通過利用第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)使焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化進(jìn)行的第二種調(diào)整，是當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)操作上述第一和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中這些調(diào)整是通過沿光軸方向周期性地移動上述物鏡和上述中繼透鏡組進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中所述中繼透鏡周期性移動的運(yùn)動周期，長于所述物鏡周期性移動的運(yùn)動周期。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)裝置，其中所述的周期性移動具有正弦波形。
9.一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過將一光束經(jīng)過由第一及第二透鏡組成的兩組透鏡照射到一光學(xué)記錄介質(zhì)上，至少進(jìn)行信息的記錄或者再現(xiàn)之一，其中通過沿光軸方向相對于所述第二透鏡移動所述第一透鏡使所述第一和第二透鏡間距離最優(yōu)化進(jìn)行的第一種調(diào)整，以及通過沿光軸方向移動上述兩組透鏡使焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化進(jìn)行的第二種調(diào)整，是當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)同時(shí)進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述移動為周期性移動。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述第一透鏡相對于所述第二透鏡周期性移動的運(yùn)動周期，長于由第一及第二透鏡組成的所述兩組透鏡的周期性移動的運(yùn)動周期。
12.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述的周期性移動具有正弦波形。
13.一種光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，通過將一光束經(jīng)過其結(jié)構(gòu)包括一(由一或多個(gè)透鏡組成的)物鏡及一(由一或多個(gè)透鏡組成的)中繼透鏡組的光學(xué)系統(tǒng)照射到一光學(xué)記錄介質(zhì)上，至少用于進(jìn)行信息的記錄或者再現(xiàn)之一，其中通過沿光軸方向相對于所述物鏡移動所述中繼透鏡組使所述中繼透鏡組和所述物鏡間距離最優(yōu)化進(jìn)行的第一種調(diào)整，以及通過沿光軸方向移動所述物鏡使焦點(diǎn)偏置最優(yōu)化進(jìn)行的第二種調(diào)整，是當(dāng)調(diào)焦伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)同時(shí)進(jìn)行的。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述的移動為周期性移動。
15.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述中繼透鏡組沿光軸方向相對于所述物鏡周期性移動的運(yùn)動周期，長于所述物鏡沿光軸方向周期性移動的運(yùn)動周期。
16.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)記錄與再現(xiàn)方法，其中所述周期性移動具有正弦波形。
全文摘要
為了在調(diào)焦啟動(operate)之后的短時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行第一和第二透鏡之間距離的最優(yōu)化調(diào)整,以及兩組物鏡焦點(diǎn)偏置的最優(yōu)化調(diào)整,在兩組物鏡的第一與第二透鏡間距離由第一電磁致動器進(jìn)行調(diào)整、兩組物鏡整體上由第二電磁致動器移動的同時(shí),在RF信號S2中產(chǎn)生的由球面象差引起的幅度變化以及由調(diào)焦伺服誤差引起的幅度變化,由包絡(luò)線檢測單元A33和B34公開,而且兩種調(diào)節(jié)同時(shí)進(jìn)行。
文檔編號G11B7/135GK1244006SQ9911048
公開日2000年2月9日 申請日期1999年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月17日
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