物镜装置、光拾取装置、光盘驱动装置以及物镜的驱动方法

专利名称：物镜装置、光拾取装置、光盘驱动装置以及物镜的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种被配置成执行将信号光学地记录在光记录介质 上和播放被记录的信号中的至少 一个操作的光拾取装置，将在其中实 现的物镜，以及物镜的驱动方法。
背景技术：
迄今为止，已经存在下列物镜一例如在兼容BD (蓝光光碟(注 册商标))、DVD (数字通用光盘)和CD (光盘)三种格式一的光 拾取器内实现的物镜(例如，见日本未审查专利申请公报No. 2005-302163 (段落
和
以 及图7)，为了处理包含BD的三种格式，与BD兼容的物镜的中间 位置被设计成位于上述CD和DVD的各自的中间位置的中心。因此， 可实现沿其聚焦方向的厚度减小。
另一方面，对于日本未审查专利申请公报No. 2005-293770 (段 落[0038)，使用与上述三种格式兼容的三波长兼容物镜。

发明内容
对于日本未审查专利申请公报No. 2005-302163 (段落[0060和 [0061以及图7)的光拾取器，实现了厚度减小，但是如上所述，存 在由CD和DVD的中间位置不同导致的工作距离的差别(AWD), 因此厚度仍过大。
另外，对于日本未审查专利申请公报No. 2005-293770 (段落 [0038)，相当于BD、 DVD和CD的每个覆盖层的厚度的差的空气 中的光路长度(A覆盖层厚度/覆盖层的折射率)因而是三波长兼容物 镜的聚焦行程的中间位置的差(中间位置的差)。因此对于此设计， 行程较长，从而会阻扰实现减小厚度的目标。
另外，对于日本未审查专利申请公报No. 2005-302163(段落[0060J 和[0061以及图7)，双波长兼容物镜的焦距如上所述是恒定的，但 是用于DVD和CD中每一个的每个激光束的NA (数值孔径)不同， 因此在其NA大于CD的NA的DVD的情况下，光束直径会变得不 必要的大。也就是说，通过双波长兼容物镜的用于CD的光束的有效 直径与用于DVD的激光束的有效直径不同。具体的，类似于日本未 审查专利申请公报No. 2005-293770 (段落[0038)，在三波长兼容物 镜的情况下，在具有最大NA的BD的情况下，光束直径进一步增加， 并且物镜也会变得非常大。结果，对于其NA较大的DVD和BD,光学系统所必需的光束有效直径会变得不必要的大，并且在这一点上还 会造成不适于减小厚度的配置。
已经发现希望提供一种可处理三种不同格式的记录介质并且可 实现厚度减小的物镜装置、光拾取装置以及光盘驱动装置，以及该物 镜的驱动方法。
根据本发明的一个实施例的物镜装置包括具有第一数值孔径的 第 一物镜，其可使光会聚到包含具有第 一厚度的第 一覆盖层的盘形第 一光记录介质上，具有小于第一数值孔径的第二数值孔径的第二物 镜，其可使光会聚到包含具有第二厚度的第二覆盖层的盘形第二光记 录介质上，该第二厚度比该第一厚度厚，具有小于第二数值孔径的第 三数值孔径的第三物镜，其使光会聚到包含具有第三厚度的第三覆盖 层的盘形第三光记录介质上，该第三厚度比该第二厚度厚，以及被配 置成整体地保持该第一、第二和第三物镜的透镜支架。
对于上述配置，提供了分别与第一、第二和第三光记录介质兼容 的第一、第二和第三物镜。因此，透镜支架可通过根据每个物镜的工 作距离相对地改变每个物镜的沿聚焦方向的位置来保持每个物镜。每 个物镜被保持在沿聚焦方向的最合适的位置，从而可实现厚度进一 步 减小的物镜装置，并且在其中实现该装置的光拾取装置的厚度减小。
另外，提供了第一、第二和第三物镜，从而可解决透镜变得与现 有兼容物镜一样大的问题。这有助于物镜装置的厚度减小。表述"可 使光会聚"是指包含信号被记录或播放的状态。
第 一物镜包括第 一焦距和第 一透镜主点，第二物镜包括第二焦距 和第二透镜主点，第三物镜包括第三焦距和第三透镜主点，该透镜支 架保持第二物镜以便该第二透镜主点设置在间隔开相当于第一焦距
差(A)和被转换成空气中的距离的第一覆盖厚度差(D)之间的差 (A-D)的距离的位置处，该第一焦距差是第二焦距和第一焦距之间 的差，该第一覆盖厚度差是相当于第二厚度和第一厚度之差的在空气 中的光路长度，并保持第三物镜以便该第三透镜主点设置在间隔开相 当于第二焦距差(C)和被转换成空气中的距离的第二覆盖厚度差(F)之间的差(C-F)的距离的位置处，该第二焦距差是第三焦距和第一 焦距之间的差，该第二覆盖厚度差是相当于第三厚度和第一厚度之差 的空气中的光路长度。
因此，每个物镜的沿聚焦方向的初始位置(下文，被称为"聚焦 初始位置"或"行程中心位置")被透镜支架固定。也就是说，对于所 有物镜，通过日本未审查专利申请公报No. 2005-302163 (段落[0060J 和[0061以及图7)，以及日本未审查申请公报No. 2005-293770 (段 落[0(B8)说明的中间位置恒定，从而中间位置的差可被设定为0。 因此，可实现物镜装置的厚度减小，并且其中实现该装置的光拾取装 置的厚度减小。
本发明阐述了这样的概念，即在第一覆盖层、第二覆盖层和第三 覆盖层中，每两个覆盖层的厚度的差被预先转换成空气中的光路长 度，并被设定为每个物镜的聚焦初始位置。因此，这些差被转换成空 气中的距离，其被称为"空气中的光路长度"。
上述设置基本与下面这样的设置相同，即透镜支架保持第一物镜 以便该第一透镜主点设置在间隔开相当于第一焦距差(-A)和被转换 成空气中的距离的第一覆盖厚度差(-D)之间的差(A-D)的距离的 位置处，该第一焦距差是第一焦距和第二焦距之间的差，该第一覆盖
厚度差是相当于第一厚度和第二厚度之差的在空气中的光路长度，并 保持第三物镜以便该第三透镜主点设置在间隔开相当于第三焦距差
(B )和被转换成空气中的距离的第三覆盖厚度差(E )之间的差(B-E ) 的距离的位置处，该第三焦距差是第三焦距和第二焦距之间的差，该 笫三覆盖厚度差是相当于第三厚度和第二厚度之差的空气中的光路 长度。也就是说，第二物镜的第二透镜主点被设定为基准位置。
其中第三物镜的第三透镜主点被设定为基准位置的情况也相同， 并且在此情况下，透镜支架保持第一物镜以便该第一透镜主点设置在 间隔开相当于第二焦距差(-C)和被转换成空气中的距离的第二覆盖 厚度差(-F)之间的差(F-C)的距离的位置处，该笫二焦距差是第 一焦距和第三焦距之间的差，该第二覆盖厚度差是相当于第一厚度和第三厚度之差的在空气中的光路长度，并保持第二物镜以便该第二透镜主点设置在间隔开相当于第三焦距差(-B)和被转换成空气中的距 离的第三覆盖厚度差(-E)之间的差(E-B)的距离的位置处，该第 三焦距差是第二焦距和第三焦距之间的差，该第三覆盖厚度差是相当 于第二厚度和第三厚度之差的空气中的光路长度。通过此配置，第一、第二和第三物镜中的至少两个可通过整体模制过程。因此，可减小至 少两个物镜之间的间隔，从而可实现物镜装置的大小减小。另外，至 少两个物镜通过整体模制构成，从而可提高在制造物镜装置时的至少 两个物镜的连接位置和倾斜的精度。特别地，第一到第三物镜这三个 物镜被整体模制，其优点明显。根据一个实施例，第一数值孔径是0.8到0.9，第二数值孔径是 0.6到0.7，并且第三数值孔径是0.45到0.55。也就是说，做出了其中 第一光记录介质是BD，第二光记录介质是DVD或HD (高清晰度) DVD并且第三光记录介质是CD的说明。对于本发明的一个实施例，当包含第一物镜、第二物镜、第三物 镜和透镜支架的机械振动系统谐振时，与第一物镜和第二物镜相比， 第三物镜被设置在接近振动系统的振动波腹的位置处。物镜的数值孔 径越大，则焦距越短，并且作为光被物镜会聚到之处的对象的光记录 介质的记录密度越高。光记录介质的记录密度越高，则聚焦伺服和跟 踪伺服就需要越高的精度。因此，数值孔径大的物镜被设置在远离上 述振动系统的波腹的位置以便尽可能地不受振动系统影响，并且数值 孔径最小的第三物镜设置在接近振动系统的波腹的位置。因此，可防 止发生信号的记录错误或播放错误。文中提到的振动系统的谐振是指沿聚焦方向的谐振和沿跟踪方 向的谐振中的至少一个。第三物镜可设置在第一物镜和第二物镜之间。对于包含透镜支架 的振动系统，其中心位置往往是谐振的波腹。因此，可防止发生信号 的记录错误或播放错误。透镜支架可保持第一、第二和第三物镜以便第二物镜的必要最小行程范围、笫一物镜的必要最小行程范围被包含在第三物镜的必要最 小行程范围内。必要最小行程是指相当于对应的光记录介质被容许的表面模糊 的量的距离。例如如上所述的设置使得可实现物镜装置的厚度减小， 并且该物镜装置植入其中的光拾取装置的厚度减小。第二物镜和第三物镜的工作距离可以是0.2到0.5mm。 物镜装置还可包括保护器，该保护器设置在透镜支架内，被配置成防止第一、第二或笫三光记录介质与第一、第二和第三物镜中的至少一个相接触。该保护器可设置在透镜支架内的第 一、第二或第三光记录介质的 沿径向方向的外圆周侧。例如，至少在CD的内圆周部分内设置环形肋部(annular rib)。因此，可防止肋部与保护器相接触。第一、第二和第三物镜中的至少一个可包括自有孔径部分。因此，与其中在透镜支架内设置孔径的现有情况相比，不必获得高定位精 度。特别地，第一、第二和第三物镜中的至少两个可以是被整体模制 的整体式物镜，并且整体式物镜可包括自有孔径部分。根据本发明的 一个实施例的光拾取装置包括光源，该光源被配置 成发射包含笫一波长的第一激光束、包含长于该第一波长的第二波长 的第二激光束以及包含长于该第二波长的第三波长的第三激光束，具 有第 一数值孔径的第一物镜，该第 一物镜可将第 一激光束会聚到包含 具有第 一厚度的笫 一覆盖层的盘形第 一光记录介质上，具有小于该第 一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，该第二物镜可将第二激光束 会聚到包含具有第二厚度的第二覆盖层的盘形第二光记录介质上，该 第二厚度比该第 一厚度厚，具有小于该第二数值孔径的第三数值孔径 的第三物镜，该第三物镜可将第三激光束会聚到包含具有第三厚度的 第三覆盖层的盘形第三光记录介质上，该第三厚度比该第二厚度厚， 被配置成整体地保持第一、第二和第三物镜的透镜支架，以及被配置 成驱动该透镜支架的致动器。"光源，，可以是发射每个激光束的单独的光源，或者可以是其中三个激光束中的至少两个激光束的光源在物理上被构造成一个结构的光源。"笫一波长"，例如是400到410nm，"第二波长"例如是650到 660nm，而"第三波长"例如是770到830nm，但是波长并不局限于这 些范围。"致动器"是被配置成驱动透镜支架以至少沿跟踪方向和聚焦方 向驱动每个物镜以记录或播放信号的驱动机构。对于致动器，例如， 可使用通过驱动原理例如电磁操作、静电操作、压电操作等驱动的致动器o当假设沿聚焦方向的第一和第二物镜的行程中心位置之间的差为AST1,并且相当于第一厚度和第二厚度之差的空气中的光路长度 为Ll时，被致动器驱动的透镜支架可保持该第一和第二物镜以便满 足ASTKL1。可选择地，当假设沿聚焦方向的第二和第三物镜的行程 中心位置之间的差为AST2，并且相当于第二厚度和第三厚度之差的 空气中的光路长度为L2时，被致动器驱动的透镜支架可保持该第二 和第三物镜以便满足AST2〈L2。可选择地，当假设沿聚焦方向的第三 和第一物镜的行程中心位置之间的差为AST3,并且相当于第三厚度 和第一厚度之差的空气中的光路长度为L3时，被致动器驱动的透镜 支架可保持该第三和第一物镜以便满足AST3<L3。光拾取装置还可包括镜子，该镜子是板形的或三棱柱形的，并且 被设置成面向第一物镜且被配置成反射第一激光束以便使从光源发 出的第一激光束入射到第 一物镜。对于其数值孔径最大的第 一物镜， 为了实现大的数值孔径，必须使用具有大的光学能力的透镜，因此除 非使用特殊透镜，否则沿聚焦方向的厚度会变厚。在此情况下，如果 镜子是板形或三棱柱形，则笫 一物镜的沿聚焦方向的空间可得到保 证，因此即使第一物镜的厚度厚，第一物镜仍可被设置在合适的位置。 在此情况下，允许激光束入射到第二和第三物镜的镜子可以是板形或 三棱柱形，或者可通过稍后说明的四棱柱等实现。光拾取装置还可包括第一分色镜和第二分色镜，该第一分色镜被 设置成面对第二物镜，被配置成透射第一激光束和第二激光束中的第一激光束，并反射第二激光束以便使第二激光束入射到第二物镜，而 该第二分色镜被设置成面对第三物镜，被配置成透射第一、第二和第 三激光束中的第 一和第二激光束，并反射第三激光束以便使第三激光 束入射到第三物镜。因此，可实现其中第一、第二和第三物镜排成一 行的状态下的物镜装置。光拾取装置还包括包含该第一分色镜和第二分色镜的棱镜，以及 波长板，该波长板设置在该棱镜内，被配置成改变该第一、第二和第 三激光束的偏振状态。特别地，第三激光束的波长板设置在该棱镜内， 这使得不需要在反射第一激光束的镜子附近设置波长板。也就是说， 例如，不需要在第一物镜附近保证用于第一激光束的波长板用的空 间，这有助于光拾取装置的厚度减小。根据本发明的一个实施例的光盘驱动装置包括旋转驱动机构，该 旋转驱动机构被配置成旋转地驱动包含具有第一厚度的第一覆盖层的盘形第 一光记录介质，包含具有比该第 一厚度厚的第二厚度的第二 覆盖层的盘形第二光记录介质，或包含具有比第二厚度厚的第三厚度 的第三覆盖层的盘形第三光记录介质，将光会聚到第 一光记录介质内 的包括第一数值孔径的第一物镜，将光会聚到第二光记录介质内的包 含小于第 一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，将光会聚到第三光 记录介质内的包含小于第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜，被 配置成整体地保持第一、第二和第三物镜的透镜支架，被配置成驱动 该透镜支架的致动器，以及记录/回放处理单元，该处理单元被配置成 将信号记录在被该旋转驱动机构旋转地驱动的第 一 、第二或第三光记 录介质上，或从该光记录介质播放记录的信号。"记录/回放处理单元" 是指记录或播放信号所必需的部件、功能、处理电路等等。根据本发明的一个实施例的物镜驱动方法包括以下步骤使用包 含第 一数值孔径的第 一物镜将光会聚到包括具有第 一厚度的第 一覆 盖层的盘形光记录介质上，使用具有小于第 一数值孔径的笫二数值孔 径的第二物镜将光会聚到包括具有比第 一厚度厚的第二厚度的第二 覆盖层的盘形光记录介质上，使用包含小于第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜将光会聚到包括具有比第二厚度厚的第三厚度的第三覆盖层的盘形光记录介质上，并驱动被配置成整体地保持该第一、 第二和第三物镜的透镜支架以记录或播放信号。如上所述，根据本发明的实施例，可处理三种格式的记录介质， 并且可实现厚度减小。


图1是根据本发明的一个实施例的光盘驱动装置的示意性透视图；图2是示出在图i的光盘驱动装置内实现的光拾取装置的示意性 平面图；图3是示出图l所示的光盘驱动装置的配置的框图； 图4是图3内所示的光拾取装置的光学系统内包含的物镜装置的 侧视图；图5是激光耦合器的透视图；图6是示出根据本实施例的用于CD、DVD和BD的物镜中的每 一个的(p (有效直径)、f (焦距)和NA的表；图7是示出CD、 DVD和BD的每个覆盖层的厚度的表； 图8是示出根椐本发明的另一个实施例的光拾取装置的平面图； 图9是图8内所示的光拾取装置的物镜装置的周边的侧视图； 图10是示出根据本发明的再一个实施例的光拾取装置的平面图；图IIA是沿图10内的线XIA-XIA获得的横截面视图； 图IIB是沿图IO内的线XIB-XIB获得的横截面视图； 图12是示出根据本发明的再一个实施例的物镜装置的侧视图， 其是示出其中用于BD的物镜设置在中心的物镜装置的图示；图13是示出根据本发明的再一个实施例的物镜装置的透视图； 图14A是其中模拟振动系统的沿聚焦方向的谐振的图示；图14B是其中模拟振动系统的沿跟踪方向的谐振的图示；图15A是示出每个物镜在图14A内的谐振峰值的图形；图15B是示出每个物镜在图14B内的谐振峰值的图形；图16是示出图13内所示的物镜装置的初始位置的示例的示意图；图17是示出图13内所示的物镜装置的初始位置的另一个示例的 示意图；图18是示出根据另一个实施例的包括保护器的物镜装置的透视图；图19是示出每个物镜的必要最小行程和WD的图形； 图20是示出现有的用于CD和DVD的兼容物镜的WD的图形； 图21是示出物镜装置的另一个实施例的图形，其中如图8和9 所示的用于CD的物镜和用于DVD的物镜被整体模制；图22是示出DVD/CD物镜单元和用于BD的物镜安装在其上的透镜支架的透视图；图23是示出图22内所示的用于BD的物镜的偏斜调整状况的图形；图24是在偏斜调整时的用于BD的物镜的横截面视图； 图25是示出包括自有孔径部分的DVD/CD物镜单元的图形； 图26A是示出其中三个物镜被整体地模制的物镜的透视图； 图26B是图26A所示的物镜的侧视图。
具体实施方式
下文将参照

本发明的实施例。图1是根据本发明的一个实施例的光盘驱动装置的示意性透视 图。图2是示出在图1内的光盘驱动装置50内实现的光拾取装置的 示意性平面图。光盘驱动装置50是被配置成使用作光记录介质的光盘(CD、 CD-ROM 、 CD-R/RW 、 DVD、 DVD-ROM 、 DVD±R/RW、 DVD-RAM 、BD、 BD-ROM、 BD-R/RE、 HD DVD等)受到信息的记录/回放的装 置。光盘1可包括单个信号记录层，或可包括多个信号记录层。下文， 光盘1在一些情况下将被称为"BD100"、 "DVD200"或CD300，而且 在一些情况下为了简单起见，这三种光盘(或者包含例如HD DVD等 的光盘的四种光盘)将被总称为"光盘1",光盘驱动装置50包括例如光盘1安装在其中的光盘夹持器3， 在其中实现稍后说明的光学系统等等的光拾取装置6，以及被配置成 容纳这些装置的外壳7。光盘夹持器3具有被配置成保持光盘1的卡盘机构。根据该卡盘 机构，实现其中将光盘1安装在光盘夹持器3上从而光盘1可被旋转 的设置。光拾取装置6包括移动基座4，安装在此移动基座4上的光学系 统30，以及被配置成驱动稍后说明的会聚装置(物镜装置)20的致 动器8。移动基座4连接到图2内未示出的进给电动机的旋转轴，并 且可沿设置在两端上的导向轴5沿光盘1的径向方向滑动。移动基座 4移动的方向通常被称为径向方向。另外，垂直于径向方向的方向通 常被称为切向方向。致动器8是被配置成使物镜装置20沿聚焦方向 和跟踪方向移动以执行驱动控制，例如聚焦伺服、跟踪伺服等的双轴 致动器。但是，致动器并不一定局限于双轴致动器的情况，并且可提 供三轴致动器，其中物镜装置20甚至可沿物镜装置20和光盘1之间 的相对倾角(倾斜角)方向移位。图3是示出图1内所示的光盘驱动装置50的配置的框图。除了 光拾取装置6之外，如图2所示，光盘驱动装置50还包括主轴电动 机9、进给电动机IO、系统控制器ll、伺服控制电路12、预放大器 13、信号调制器/解调器和ECC(纠错码)单元14、接口 15、数/模转 换器和模/数转换器16、视听处理单元17、视听信号输入/输出单元18 和激光控制单元19。主轴电动机9是被配置成旋转地驱动光盘1的电动机。光盘夹持 器3和主轴电动机9构成旋转驱动机构。进给电动机IO是被配置成沿光盘1的径向方向移动图1内所示 的移动基座4的电动机。因此，光拾取装置6沿光盘1的径向方向移 动。系统控制器11被提供用于执行各种控制，例如光盘驱动装置50 的总体、信号处理、伺服控制等等。伺服控制电路12根据从预放大器13获得的信号(聚焦误差信号 和跟踪误差信号)生成聚焦伺服信号和跟踪伺服信号，并将这些信号 传递给光拾取装置6和进给电动机10。预放大器13根据从光拾取装置6获得的信号生成聚焦误差信号 (跟踪误差信号和RF信号)。信号调制器/解调器和ECC (纠错码)单元14对RF信号和记录 信号进行解调，并还执行纠错编码处理。例如，信号调制器/解调器和 ECC单元14向记录信号添加ECC，并对于将4皮播放的信号(RF信 号)执行纠错。接口 15执行与外部计算机27的信号交换。数/模转换器和模/数 转换器16将回放信号从数字信号转换成模拟信号，并还将记录信号 从模拟信号转换成数字信号。视听处理单元17和视听信号输入/输出单元18执行与外部装置 的音频信号或图像信号交换。激光控制单元19根据记录或回放、光 盘1的类型等控制在光拾取装置6内实现的半导体激光器的输出和波 长。如上所述配置的光盘驱动装置50使光盘1受到使用主轴电动机 9的旋转操作，并使进给电动机10受到根据来自伺服控制电路12的 控制信号的驱动控制。因此，光盘驱动装置50将光拾取装置6移动 到对应于光盘1的被选择的信号记录层的预期记录轨道的位置，从而 对光盘1的被选择的信号记录层执行信息的记录/回放。如图2所示，光学系统30包括单波长激光二极管90、激光耦合 器92、光电检测器93、第一调节透镜99、 1/2板96、第一偏振光束 分离器94、第二偏振光束分离器95、第二调节透镜97、镜子98、光栅24、准直透镜84和物镜装置20。单波长激光二极管90发射适合于BD100的波长为400到410nm 的激光束(下文被称为第一激光束)。激光耦合器92发射适合于 DVD200的波长为650到660nm的激光束(下文,皮称为第二激光束)， 以及与适合于CD300的波长为770到830bn的激光束(下文,皮称为 第三激光束)，并且还实现被配置成接收这些第二和第三激光束的光 接收元件。光电检测器93检测第一激光束的从光盘1的返回光束。第二调 节透镜97执行光束直径等的调节，从而光电检测器93可合适地检测 到相关的返回光束。镜子98将从第二调节透镜97发出的第一激光束 引导到光电检测器93。准直透镜84将从第 一偏振光束分离器94透射或反射的每个波长 的激光束转换成平行光束。准直透镜84被透镜支架51支承，并且透 镜支架51的两端还被沿光轴方向延伸的一对导向轴52支承。另外， 透镜支架51被配置成通过与驱动电动机54的导螺杆55接合而沿光 轴方向移动。驱动电动机54的导螺杆55旋转移动使透镜支架51沿 光轴方向移动，从而准直透镜84可校正由表面覆盖层的厚度误差以 及多层盘的表面覆盖层之间的差导致的球面像差，并且还可根据光盘 1的格式设定最合适于波长不同的用于记录/回放的每个激光束的准 直器位置。图4是图2所示的光拾取装置6的光学系统30内包含的物镜装 置的侧视图。光学系统30还包括提升棱镜86、提升镜83、第一k/4 板87和第二X/4板85。提升棱镜86透射已经透射通过准直透镜84的第一激光束，并且 还朝光盘1 一侧提升已经透射通过准直透镜84的第二和第三激光束。 更确切地说，提升棱镜86反射第二和第三激光束，从而第二和第三 激光束入射到用于DVD的物镜22和用于CD的物镜23。提升镜83 朝光盘1 一侧提升已经透射通过准直透镜84和提升棱镜86的第一激 光束，并反射第一激光束，从而第一激光束入射到用于BD的物镜21。第一 X/4板87将被提升棱镜86提升的笫二和第三激光束的偏振 方向从线偏振转换成圆偏振。第一 板87是用于CD和DVD的整 体式板，但是例如可如图21内所示地单独设置而不是整体式的。第 二 板85类似地将已经透射通过提升棱镜86的第一激光束的偏振 方向从线偏振转换成圆偏振。应指出，提升棱镜86包括具有波长依赖性的分离膜，其包括依 赖于对应的物镜的顺序的膜反射和透射特性。但是，如下文将说明的， 在用于DVD的物镜22用作用于HDDVD的物镜的情况下，用于BD 的激光束的波长和用于HD DVD的激光束的波长相同，从而希望合适 地设定分离膜的反射和透射比率。对于单波长激光二极管90，第一激光束被从发光部分发射到第 一偏振光束分离器94。从单波长激光二极管90发出的激光束被光栅 24旋转，该光栅对于第一激光束还起到X/2板的作用，从而偏振方向 对于第一偏振光束分离器94大致变成S偏振。第一激光束被分成三 个光束，该光束被配置成由光栅24使用差分推挽方法生成跟踪误差 信号，随后光束入射到第一偏振光束分离器94。这里，物镜的位置沿切向方向偏离主轴电动机3的中心，因此， 推挽信号的相位由于差分推挽法中的每个主点和副点而移动。可实现 这样的设置，即其中光栅24在副点处沿45度角方向生成散光，从而 抑制由副点导致的推挽信号的幅值。图5是激光耦合器92的透视图。应注意在图5中，省略了一些 部件，例如覆盖激光耦合器92的包装等。激光耦合器92包括例如硅 芯片103，其中在表面区域上设置有被配置成检测第二和第三激光束 的返回光束的光电检测器101和102。光电二极管芯片109安装在硅 芯片103上，并且双波长激光二极管104安装在光电二极管芯片109 上。在专用的回放的情况下，双波长激光二极管104通常经由光电二 极管芯片109连接到硅芯片103上，在该光电二极管芯片中在表面区 域上设置有PIN光电二极管108。设置在光电二极管芯片109上的PIN光电二极管108监视从双波长激光二极管104的背面发出的激光束， 以便控制双波长激光二极管104的输出。
在记录/回放使用的情况下，使用设置在硅芯片103上的未示出 的用于激光功率监视的光电检测器。此光电检测器相当于例如在日本 专利No. 3438482内在图2、 7、 9等等内描述的用于监视的光接收单 元(27)。根据这种用于激光功率监视的光电检测器，监视从双波长 激光二极管104的正面发出的激光束中的没有用于使光会聚在光盘1 内的分量(例如，已经透射通过棱镜105的分量等)。
具有倾斜端面105a的棱镜105安装在硅芯片103上，该端面105a 基本成直角地反射从双波长激光二极管104发出的第二和第三激光 束。在倾斜端面105a处反射的激光束前进到第二偏振光束分离器95。 另 一方面，在光盘1的信号记录表面处反射的返回光束透射过棱镜105 的倾斜端面105a，通过棱镜105，并被如上所述的光电检测器101和 102检测。
下文将参照图2说明第 一和第二偏振光束分离器94和95均包含 的波长选择功能。也就是说，第一和第二偏振光束分离器94和95是 根据入射激光束的波长透射或反射入射激光束的元件，该分离器由设 置在棱镜的粘接表面94a和95a上的具有预定结构的光学薄膜构成。 因此，第一偏振光束分离器94不管第二和第三激光束的偏振状态如 何均透射第二和第三激光束，并且还根据第一激光束的偏振状态透射 和反射第一激光束。另外，第二偏振光束分离器95类似地不管第二 和笫三激光束的偏振状态如何均透射第二和第三激光束，并且还根据 第 一激光束的偏振状态透射和反射第 一激光束。
更确切地说，当已从单波长激光二极管90发出并被光栅24转换 成S偏振的第一激光束的返回光的入射角是设计中心值时，第一偏振 光束分离器94通过粘接表面94a朝准直透镜84侧反射所有光束量。 另外，当已在光盘1的信号记录表面处反射并且已被第二 板85 转换成P偏振的第一光束的入射角是设计中心值时，第一偏振光束分 离器94朝第二偏振光束分离器95侧透射所有光束量。上述X/2板96设置在第 一偏振光束分离器94和第二偏振光束分 离器95之间。因此，已透射通过第一偏振光束分离器94并被转换成 P偏振的第一光束的返回光束被再次转换成S偏振，并入射到第二偏 振光束分离器95。当被转换成S偏振的第一激光束的入射角是设计中 心值时，第二偏振光束分离器95以与第 一偏振光束分离器94相同的 方式在粘接表面95a处反射所有光束量。在粘接表面95a处被反射的 返回光束经由第二调节透镜97和镜子98入射到光电检测器93的光 接收面。
物镜装置20包括被配置成使第一激光束会聚在光盘1的信号记 录表面上的用于BD的物镜21，被配置成使第二激光束会聚在光盘1 的信号记录表面上的用于DVD的物镜22，被配置成使第三激光束会 聚在光盘1的信号记录表面上的用于CD的物镜23,以及整体地保持 用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23的透镜支架26。透镜支架 26优选地由树脂构成，但是可由比重小的金属例如铝等构成，或者可 由不同于那些材料的另一种材料构成。
因此，与三种光盘格式兼容的用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23被单独设置，从而通过根据物镜21、 22和23每一个的工作 距离沿聚焦方向相对地改变物镜21、 22和23每一个在聚焦方向上的 位置，物镜21、 22和23每一个可被透镜支架26保持。随后，物镜 21、 22和23每一个被保持在其在聚焦方向上的最合适的位置，从而 可实现厚度进一步減小的物镜装置。稍后将说明物镜21、 22和23每 一个的最合适的保持位置。
另夕卜，用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23被单独地设置， 从而可解决例如与现有的兼容物镜有关的透镜变大的问题。这有助于 减小物镜装置的厚度。下文将对此进行说明。
另外，通过本实施例，对于用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23可单独地实现透镜设计.例如，可单独地考虑用于BD、 DVD 和CD的物镜21、 22和23中的每一个的像差，因此可执行最适合于 具有三个不同波长的各个激光束的透镜设计。提升镜83是由三棱镜构成的棱柱形镜子，并被设置成面对用于 BD的物镜21。对于其数值孔径最大的用于BD的物镜21，为了实现 大的数值孔径，必须使用具有大的光学能力的透镜，因此除非使用专 用透镜，否则沿聚焦方向的厚度会变厚。在此情况下，如果提升镜8 为三棱柱形，则用于BD的物镜21的沿聚焦方向的空间可得到保证， 从而用于BD的物镜21即使其厚度较厚仍可被设置在合适的位置。从 上述含义中当然可想到，提升镜83可为板形。
提升棱镜86通常包括第一分色镜86a和第二分色镜86b,其用 作上述分离膜。第一分色镜86a被设置成面对用于DVD的物镜22， 并且在第一和第二激光束中，透射第一激光束而反射第二激光束以便 使第二激光束入射到用于DVD的物镜22。同样，第二分色镜86b被 设置成面对用于CD的物镜23，并且在第一、第二和第三激光束中， 透射第一和第二激光束，而反射第三激光束以便使第三激光束入射到 用于CD的物镜23。
如上所述，对于提升棱镜86，第一X/4板87和第二X/4板85被 设置成波长板。具体的，用作用于第三激光束的波长板的第二X/4板 85设置在提升棱镜86内，这使得不需要在提升镜83附近设置波长板。 也就是说，例如，不需要在用于BD的物镜21附近保证第二入/4板85 用的空间，从而有助于减小光拾取装置6的厚度。
对于如上所迷的光学系统30，从单波长激光二极管90发出的第 一激光束在经由耦合透镜99调节向外比例因子之后，被发射且同时 其偏振方向被光栅24的板功能旋转，从而S偏振分量在第一偏振 光束分离器94的粘接表面94a处被反射，并且P偏振分量的一部分 还被透射，并且激光束的量由未示出的用于激光功率监视的光接收元 件监视。被反射的第一激光束通过准直透镜84，通过执行位置调整利 用准直透镜84与物镜21的组合可消除BDIOO的球面像差，并且被反 射的第一激光束还通过用于BD的物镜21，并经由BD100的覆盖层 100a会聚在信号记录表面100b上。另外，在BD100的信号记录表面 100b反射的激光束的返回光束在P偏振状态下入射到第一偏振光束分离器94，该返回光束的偏振方向被X/4板85转换成垂直于向外行 程的方向，并透射全部光束量。第一激光束的返回光束的全部光束量 被透射，其偏振方向被就设置在第二偏振光束分离器95之前的 板96转换成垂直方向，并在S偏振状态下入射，从而全部光束量在 第二偏振光束分离器95的粘接表面95a处被反射，并会聚在光电检 测器93的光接收面上。
另外，对于从激光耦合器92发出的第二或第三激光束，所有光 束量透射通过第二偏振光束分离器95、人/2板96和第一偏振光束分离 器94。其全部光束量已被透射的第二或第三激光束通过准直透镜84， 该准直透镜84根据发光点及其波长被设置成位于最适合于DVD200 或CD300的位置，该第二或第三激光束通过用于DVD的物镜22和 用于CD的物镜23,并经由DVD200或CD300的覆盖层200a或300a 会聚在信号记录表面200b或300b上。此外，在DVD200或CD300 的信号记录表面200b或300b反射的第二或第三激光束的返回光束沿 与向外行程相同的光路返回，入射到激光耦合器92,透射通过棱镜 105的倾斜端面105a并会聚在光电检测器101和102上。
应注意，对于本实施例，差分推挽法已被引用作为跟踪伺服方法 的示例，但是可使用另一种已知的方法。对于上述光学系统30，已经 做出了其中只有第一激光束被选择性地透射或反射的设置，但是例如 还可做出这样的设置，即其中根据光源、光电检测器以及第一和第二 偏振光束分离器94和95的偏振分离膜(粘接表面94a和95a)的配 置，只有第二激光束被选择性地透射或反射。
图6是示出根据本实施例的用于CD的物镜23、用于DVD的物 镜22和用于BD的物镜21中的每一个的(p (有效直径)(mm ) 、 f (焦距)(mm )和NA的表。图7是示出CD300、 DVD200和BD100 的覆盖层300a、 200a和100a中的每一个的t (厚度)(mm )的表。 关于(p和f，表中的值仅是示例，其根据物镜的大小的设计改变。对 于CD,在专用回放的情况下，NA通常大约为0.45到0.50，并且在 记录/回放使用的情况下，NA通常大约是0.50到0.55。对于DVD，在专用回放的情况下，NA通常大约为0.60到0.65，并且在记录/回放 使用的情况下，NA通常大约是0.65到0.70。对于BD， NA目前通常 大约为0.85，但是可认为如同CD和DVD —样，考虑到各种条件将 来可在大约0.80到0.90的范围内选择合适的NA。此外关于t，此表 内的值是标准值，从而如果发生不规则和多层光盘等等，则将被使用 的值与这些值是不同的。下文，假设BD的覆盖层的厚度为tl， DVD 的覆盖层的厚度为t2，而CD的覆盖层的厚度为t3 (见图4 )。
如图4所示，假设用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23的 主点分别是第一透镜主点21a、第二透镜主点22a和第三透镜主点 23a。透镜主点在文中是指透镜的光学中心，并且中心点确定焦距f。 另外，用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23分别具有第一焦距 fl、第二焦距f2和第三焦距f3。
现在，假设笫一焦距fl和第二焦距f2之间的差为Afa( -f2-fl)， 第二焦距f2和第三焦距f3之间的差为Afb (=f3-f2)，而第三焦距f3 和第一焦距fl之间的差为Afc (=fl-f3)。
另外，BD100的覆盖层100a的厚度与DVD200的覆盖层200a 的厚度之差为Ata( =t2-tl) ， DVD200的覆盖层200a的厚度与CD300 的覆盖层300a的厚度之差为Atb (=t3-t2 ),而CD300的覆盖层300a 的厚度与BD100的覆盖层100a的厚度之差为Ate (=tl-t3 )。
对于图6内所示的示例，Afa=0.385， Afb=0.380而Afc=0.765。 另外，Ata=0.5， Atb=0.6而Atc-l.l。
随后，相当于Ata的空气中的激光束的光路差LI,相当于Atb 的空气中的激光束的光路差L2,以及相当于Ate的空气中的激光束的 光路差L3可分别用下面的表达式表示。
Ll-Ata/覆盖层的折射率...(1)
L2-Atb/覆盖层的折射率...(2)
L3-Atc/覆盖层的折射率… (3)
如果BDIOO、 DVD200和CD300的覆盖层例如是聚碳酸酯树脂， 其折射率为大约1.6。对于图6内所示的示例，则获得Ll=0.5/1.6大约等于0.31 … (4) L2=0.6/1.6大约等于0.38 … (5) L3=l.1/1.6大约等于0.69 … (6)
如果用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23使用不同于聚碳 酸酯树脂的另一覆盖层，并且折射率也与上述值不同，当然Ll、 L2 和L3的值也会与上述值不同。
转换成空气中的光路长度原因是在本实施例的概念中，各个覆盖 层100a、 200a和300a的厚度差用空气中的光路长度代替，并且每个 物镜21、 22和23的焦点初始位置被预先偏置。在此提到的焦点初始 位置是指致动器8使透镜支架26所处的行程中心位置。本实施例具 有这样的特征，即其中对于用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和 23，这些行程中心位置的差均被设定为0。
这里，可采用上述表达式(1) 、 (2)和(3)来表示使用现有 的双波长兼容物镜的光拾取器的行程中心位置的差。也就是说，
(a) 在表达式(1)的情况下，假设由用于BD和DVD的兼容 物镜以及用于CD的独立物镜构成的模式。在此情况下，用于CD的 物镜与其他物镜无关，从而行程中心可被任意设定，但是使用用于 BD和DVD的兼容物镜，因此通过被转换成空气的覆盖层的厚度差 Ata获得的光路差Ll保持与行程中心的差相同。
(b) 在表达式(2)的情况下，假设由用于DVD和CD的兼容 物镜以及用于BD的独立物镜构成的模式。在此情况下，用于BD的 物镜与其他物镜无关，从而行程中心可被任意设定，但是使用用于 DVD和CD的兼容物镜，因此通过被转换成空气的覆盖层的厚度差 Atb获得的光路差L2保持与行程中心的差相同。
(c) 在表达式(3)的情况下，假设由用于BD和CD的兼容物 镜以及用于DVD的独立物镜构成的模式。在此情况下，用于DVD的 物镜与其他物镜无关，从而行程中心可被任意设定，但是使用用于 BD和CD的兼容物镜，因此通过被转换成空气的覆盖层的厚度差Atc 获得的光路差L3保持与行程中心的差相同。如下文将说明的，对于本实施例，与现有的任何方法，例如上述
(a)到(c)，相比每个物镜21、 22和23的行程差减少。特别地， 用于BD、 DVD和CD的物镜21、 22和23被透镜支架26保持在以 下位置。
用于BD的物镜21被透镜支架26保持在聚焦方向上的预定位置 处。预定位置可以是任何位置，但是此预定位置作为基准位置。用于 DVD的物镜22被透镜支架26保持成使得第二透镜主点22a被设置在 这样的位置处，即该位置沿聚焦方向(沿离开光盘l的方向的聚焦方 向)与用作其基准位置的第一透镜主点21a相距相当于上述Afa和Ll 之间的差、即Ma-Ll=0.385-0.31=0.075的距离。考虑焦距是因为用于 BD的物镜21、用于DVD的物镜22和用于CD的物镜23中的每一 个均被单独设置，并且每个焦距均不同。
类似地，用于CD的物镜23被透镜支架26保持成使得第三透镜 主点23a被设置在这样的位置处，即该位置沿聚焦方向(沿离开光盘 1的方向的聚焦方向)与用作基准位置的第一透镜主点21a相距相当 于Afc和L3之间的差、即Ma-L3=0.765-0.69=0.075的距离。
因此，可通过透镜支架将各个物镜21、 22和23的行程中心位置 的差的最大值(AST)设定为0，从而可减小物镜装置20的可移动范 围的厚度。结果，可减小光拾取装置6和光盘驱动装置50的大小。
上述"最大值"是指用于BD的物镜21和用于DVD的物镜22的 行程中心位置的差、用于DVD的物镜22和用于CD的物镜23的行 程中心位置的差以及用于CD的物镜23和用于BD的物镜21的行程 中心位置的差这三个差中的最大值。
另外，在此示例的情况下，物镜21、 22和23的有效直径几乎相 同。有效直径cp、 NA和焦距f之间的关系是
(p=2xNAxf
因此，如同日本未审查专利申请公报No. 2005-302163(段落[0060
和[0061以及图7)和日本未审查专利申请公报No. 2005-293770 (段 落0038)一样，如果使用兼容物镜，f固定，则有敢直径会随着NA的比率变大而变大。但是，类似于本实施例，可防止出现其中NA较 大的每一个BD和DVD的有效直径变得不必要的大的情况，该情况 对于减小尺寸以及减小光拾取器的厚度是不利的。此优点是由这样的 设置造成的，即其中通过本实施例，三个物镜21、 22和23独立，并 且焦距可被单独选择。
另夕卜，通过本实施例，即使不使用例如日本未审查专利申请公报 No. 2005-100513内在图2内示出的特殊提升棱镜(31)，仍可减小光 拾取装置5的厚度。
通过本实施例，三个物镜21、 22和23被独立地设置，从而物镜 装置20不会变得特别重。三个物镜21、 22和23中的每一个的大小 均可减小，从而与其中使用大的透镜一例如三波长兼容物镜一的情况 相比总质量不会改变很大。
另外，对于现有的兼容物镜，行程中心位置的差很大，从而必须 在从基准中心位置位移到另一个中心位置时施加直流电流，因此在设
计时需要考虑在每个行程中心的灵敏度变化和偏斜变化。但是，对于 本实施例，行程中心位置的差为零或非常小，因此不需要施加大的直 流电流，并且在设计时也不需要考虑灵敏度变化和偏斜变化。结果， 可设计具有高性能和高可靠性的光拾取装置。
如上所述，最希望将各个物镜21、 22和23的行程中心位置的差 的最大值AST设定为0，但是将最大值AST设定为0不是必要的。 对于本实施例，如果假设用于BD的物镜21与用于DVD的物镜22 的行程中心位置之间的差被记作AST1，则用于BD的物镜21与用于 DVD的物镜22优选地被透镜支架26保持为满足
ASTKL1 … (7)
可选择地，类似地，如果假设用于DVD的物镜22与用于CD的 物镜23的行程中心位置之间的差被记作AST2，则用于DVD的物镜 22与用于CD的物镜23优选地被透镜支架26保持为满足
AST2<L2 … (8)
可选择地，类似地，如果假设用于CD的物镜23与用于BD的物镜21的行程中心位置之间的差被记作AST3，则用于CD的物镜23 与用于BD的物镜21优选地被透镜支架26保持为满足 AST3<U … (9)
当将表达式(7)、 (8)和(9)应用于图6和7内所示的示例 时，表达式U)内所示的大约等于0.31的L1的值是最小值。因此， 最希望满足表达式(7)。
即使在用于BD的物镜21和用于DVD的物镜22的行程中心位 置例如偏离用于CD的物镜23的行程中心位置大约O.lmm的情况下， 与致动器8的性能以及厚度的减小有关的优点仍基本与AST=0的情 况相同。也就是说，对于BD和DVD,与CD相比，几乎没有规定光 盘的曲率，并且表面模糊的量小。表面模糊的规格对于BD是最大值 士0.3mm，对于DVD是最大值士0.4mm，对于CD是最大值土0.5mm。 也就是说，即使在用于BD的物镜21和用于DVD的物镜22的行程 中心位置偏离用于CD的物镜23的行程中心位置大约O.lmm的情况 下，此偏差仍被包含在表面模糊最大的CD的行程范围内。
图8是示出根据本发明的另一个实施例的光拾取装置的平面图。 图9是此光拾取装置106的物镜装置的周边的侧视图。在下文中，涉 及与根据图2和4内所示的实施例的光拾取装置6相同的部件和功能 等的描述将被简化或省略，并且将主要针对不同之处进行说明。
对于光拾取装置106的物镜装置35,用于DVD的物镜32和用 于CD的物镜33被整体地模制以构成DVD/CD物镜单元34 (整体式 物镜)。在此情况下，用于DVD和CD的物镜32和33可由树脂或 玻璃构成。DVD/CD物镜单元34和用于BD的物镜21是分离的部件， 并且这些物镜被透镜支架36整体地保持。根据这种配置，可减小两 个物镜32和33之间的间隔，因此可减小物镜装置35和光拾取装置 106的大小。另外，根据整体模制，在制造物镜装置35时可提高两个 物镜32和33的连接位置精度和倾斜精度。
因此，根据本实施例的设置并不局限于其中用于DVD和CD的 物镜32和33被整体地模制的设置，而是可做出这样的设置，即其中用于BD和CD的物镜被整体地模制，并且还独立地提供用于DVD 的物镜。此外，如图26A和26B所示，用于BD、 DVD和CD的物镜 可全部被整体地模制。根据这种设置，可减小三个物镜之间的间隔， 从而可减小物镜装置35和光拾取装置106的大小。另外，根据整体 模制，在制造物镜装置35时可提高三个物镜的连接位置精度和倾斜 精度。
图10是示出根据本发明的再一个实施例的光拾取装置的平面 图。图IIA是沿图10A内的线XIA-XIA获得的横截面视图，并且图 11B是沿图10A内的线XIB-XIB获得的横截面视图。对于光拾取装 置206的物镜装置40,用于BD的物镜21和用于CD的物镜23被设 置成沿光盘1的径向方向排列。另夕卜，用于CD的物镜23和用于DVD 的物镜22被z没置成沿光盘1的切向方向排列，并且用于BD、 DVD 和CD的物镜21、 22和23被透镜支架46整体地保持。
对于光拾取装置206，与图2内所示的设置相比，根据物镜21、 22和23的位置，例如单波长激光二极管90的位置和激光耦合器92 的位置对换(reverse)。另外，还提供必要的会聚透镜41、镜子42 等等。
对于此实施例，根据设计内容，例如构成物镜装置40的每个组 件的配置和位置等等，或者根据其中实现光拾取装置206的光盘驱动 装置的各种设计内容，如物镜装置40，可设计每个物镜21、 22和23 的位置。例如，在图10中，用于BD的物镜21的位置和用于CD的 物镜23的位置可相互对换，或者用于CD的物镜23的位置和用于 DVD的物镜22的位置可相互对换。可选择地，用于BD的物镜21的 位置和用于DVD的物镜22的位置可相互对换。另外，每个物镜21、 22和23可被设置成倾斜地排列成一排。
图12是示出根据本发明的再一个实施例的物镜装置的侧视图， 其是示出其中用于BD的物镜设置在中心的物镜装置的图示。对于此 示例，从靠近未示出的光源一侧开始，用于CD的物镜23、用于BD 的物镜21和用于DVD的物镜22被支架26保持以便排成一行。应注意在此情况中，如图4所示，可设置提升棱镜86和提升镜83，但是 在图12内设置单个提升棱镜75。X/4板76设置在提升棱镜75与每个 物镜21、 22和23之间。
本发明并不局限于上述实施例，并且可对其进行许多修改。
对于图2和4内示出的光学系统30的光路，第一、第二和第三 激光束的光路的一部分是共同的，这被引用作为示例。但是，光学系 统30可被配置成使得第一、第二和第三激光束的光路彼此独立。
图4所示的物镜装置20的用于DVD的物镜22可被用作用于 HD DVD的物镜。也就是说，对于光拾取装置6，可通过三个物镜21、 22和23处理四种格式是光盘。DVD和HD DVD通常在NA和覆盖 层的厚度方面相同，而NA和覆盖层的厚度对于设计是重要的。因此， 例如，可使用波长选择性的全息图，从而用于DVD的物镜22可用作 用于HDDVD的物镜。
图13是示出根据本发明的再一个实施例的物镜装置的透视图。 对于根据本实施例的物镜装置45，用于DVD的物镜22、用于CD的 物镜23和用于BD的物镜21从靠近例如激光耦合器92的光源一侧依 次设置，这些物镜21、 22和23被透镜支架56保持。被配置成使透 镜支架56受到双轴或三轴驱动的线圏39安装在透镜支架56的端部 上。此后，用于BD的物镜21、用于DVD的物镜22和用于CD的物 镜23在一些情况中将被称为物镜21到23。
现在，考虑包含用于BD的物镜21、用于DVD的物镜22和用 于CD的物镜23以及透镜支架56的机械振动系统。与另外两个物镜 相比，当振动系统谐振时，用于CD的物镜23设置在靠近振动系统 的振动的波腹的位置。对于图13内所示的示例，用于CD的物镜23 设置在透镜支架56的中心附近。对于此实施例，示出其中用于CD 的物镜23和用于DVD的物镜22如8内所示地被整体地模制的示例。 但是，物镜21到23可以是分离的部件，或者是其中所有物镜21到 23如图26A和26B内所示地被整体地模制的透镜单元。
图14A是其中模拟振动系统的沿聚焦方向(Z轴方向)的谐振的图示。图15A是示出每个物镜21到23在图14A内的谐振峰值的 曲线图。在此情况下，谐振频率(辅助)为27kHz。图14B是其中模 拟振动系统的沿跟踪方向(X轴方向)的谐振的图示。图15B是示出 每个物镜21到23在图14B内的谐振峰值的曲线图。在此情况下，谐 振频率(辅助)为22kHz。从图14A和14B应理解，在透镜支架的中 心附近是沿聚焦方向和跟踪方向的谐振的波腹。
物镜的NA越大，则会聚点变得越小，并且在光盘l的记录密度 变高的同时焦深变小。结果，光盘l的记录密度越高，则聚焦伺服和 跟踪伺服所需的精度越高。因此，具有高NA的用于BD的物镜21 和用于DVD的物镜22设置在远离谐振波腹的位置，以便尽可能地不 受振动系统影响，并且NA最小的用于CD的物镜23设置在靠近谐振 波腹的位置。因此，可防止出现由物镜21到23导致的信号的记录或 回放误差。薄的光盘驱动器常常使用最大为大约5000到6000rpm(对 于CD大约24速，对于DVD大约8速，对于BD大约5速)作为主 轴电动机9的转数，并且尤其在以此高速记录或回放的情况下，需要 非常精确的伺服，因此本实施例是有效的。
在本实施例的情况下，如图16所示，物镜装置45如下所述地设 置在移动基座4上。在光拾取装置156不操作时，物镜装置45被设 置成使得用于CD的物镜23设置在中心线E通过的位置，当光盘1 被光盘夹持器3保持(见图1)时中心线E通过光盘1的中心。可选 择地，如图17所示，当光拾取装置256不操作时，物镜装置45可被 设置成使得用于CD的物镜23被定位在偏离其中心线E的位置。
根据透镜支架56的形状或线圏39的位置等等，谐振的波腹的位 置并不总是在透镜支架56的中心附近。例如，在各个物镜21到23 按图4或图12内所示的顺序设置时，在一些情况下用于CD的物镜 23可设置在最接近振动系统的谐振的波腹的位置。本实施例的概念是 用于CD的物镜23设置在振动系统的谐振的波腹部分。可在制造物 镜装置时有意地设定振动系统的谐振的波腹位置。
另外，对于图13内所示的物镜装置45，在透镜支架56的顶面上设置有保护器37。保护器37用于防止光盘1与三个物镜21到23 (尤其是物镜21到23中的上端面)中的至少一个相接触。也就是说， 保护器的上端面的高度被设置成高于物镜21到23的上端面21b、22b 和23b的高度。
对于保护器37，例如，沿切向方向(Y方向)设置两个保护器， 但是也可设置一个保护器并且该保护器可设置在任何位置。保护器37 的材料是树脂、橡胶、金属等，但是可以是其他材料。
图18是示出根据另一个实施例的包括保护器的物镜装置的透视 图。根据本实施例的保护器38沿光盘1的径向方向设置在外圆周侧， 而没有设置在内圆周侧。也就是说，保护器38从差不多是透镜支架 66的顶面的中心位置朝沿光盘的径向方向的外圆周侧设置。因此，可 防止保护器38与在CD的内圆周部分上形成的环形肋部(未示出) 相接触。应注意，肋部的最大高度被指定为0.4mm。
在图18中，保护器38从差不多是透镜支架66的顶面的中心位 置朝沿光盘的径向方向的外圆周侧设置，但是只要可防止保护器38 与CD的内圆周部分的肋部接触，则保护器38可设置在透镜支架66 的任何位置。
应注意，图13内示出的物镜装置45的概念可应用于图8或图 10内所示的物镜装置35和40，或者可应用于根据下文将说明的另一 个实施例的物镜装置。
接下来，将说明用于BD的物镜21、用于DVD的物镜22和用 于CD的物镜23的相对高度位置的另一个实施例。图19是示出物镜 21到23中的每一个的必要最小行程(必要最小聚焦行程)和WD的 图示。应注意在图19中，物镜21到23的大小被表示为与其尺寸值 (以mm为单位) 一样小。
对于本实施例，用于BD的物镜21和用于DVD的物镜22中的 每一个的必要最小行程被包含在用于CD的物镜23的必要最小行程 范围内。物镜21到23中的每一个的WD被设定。在此提到的必要最 小行程是指相当于光盘1的容许表面模糊量(标准值)的距离。例如，用于CD的物镜23的必要最小行程是CD的容许的表面模糊量 士0.5mm(最大1.0mm )。用于DVD的物镜22的必要最小行程是DVD 的容许表面模糊量士0.4mm (最大0.8mm )。用于BD的物镜21的必 要最小行程是BD的容许表面模糊量士0.3mm (最大0.6mm)。也就 是说，本实施例的概念是透镜支架56保持每个物镜21到23以便用 于DVD和BD的物镜22和21中的每一个的必要最小行程被包含在 CD的容许表面模糊量士0.5mm的范围内，其是必要最小行程。根据这 种设置，即使在制造物镜装置时实现厚度的减小，用于DVD和BD 的物镜22和21中的每一个的高度位置仍可在士0.5mm的范围内被任 意设定。
对于本实施例，每个物镜21到23的WD被z没定为0.2mm，0.4mm 和0.4mm。
图20是示出现有的用于CD和DVD的兼容物镜的WD的图示。 如从此附图可理解，使用兼容物镜79就不可避免地会增加物镜的必 要最小行程，并且WD也要正好增加那么多。在CD的情况下WD是 0.7mm，而在DVD的情况下WD是0,3 mm。 如曰本未审查专利申请 公报No. 2005-302163 (段落[0060和0061以及图7)所述，在两个 WD之间存在差值(AWD)，因而在光盘200和300的情况下，兼容 物镜79的中间位置不同。因此，相当于该差值的空间需要被保证， 因而(空间)将被保证的物镜装置的可移动范围增加。
图21是示出其中例如图8和9内所示的用于CD的物镜和用于 DVD的物镜被整体地模制的物镜装置的另一个实施例的图示。对于整 体模制的DVD/CD物镜单元134，用于CD的物镜23的上端面23b 和用于DVD的物镜22的上端面22b被设定为相同高度。另外，如果 用于BD的物镜21的上端面21b也被设定为与DVD/CD物镜单元134 的上端面23b和22b相同的高度，则有助于制造，并且上述保护器37 和38也可被容易地设置，而且每个透镜碰撞光盘的可能性被抑制到
此外，DVD/CD物镜单元134的WD被设定为0.2到0.5mm。对于图21内所示的示例，其WD被设定为0.4mm。
下面将说明上述0.2mm的下限值。在CD的情况下，在CD的 外圆周部分内设置最大O.lmm的环形肋部。另外，指定厚度为 1.2士0.1mm的覆盖层，从而具有厚度为1.3mm的覆盖层的CD被假定 用作具有最厚的覆盖层的CD。因此，物镜逼近1.3mm的光盘0.06mm (大约等于0.1/1.6 )，其是相当于作为1.2mm和1.3mm的差的O.lmm 的空气转换的距离。因此，即使仅通过外圆周部分的肋部避免碰撞， 仍需要保证WD的0.16mm (0.1+0.06)的下限。此外，考虑到例如 在CD (或DVD )被夹持机构夹住时的光盘的倾斜，或者被透镜支架 66保持的DVD/CD物镜单元134的倾斜等等，WD变成0.16mm+( 0.02 到0.04mm) =0.2mm。
下面将说明上述0.5mm的上限值。CD和DVD的每个覆盖层厚 度的差为1.2-0.6=0.6mm。当将此距离转换成空气距离时，其变为0.36 (大约等于0.6/1.6 )。将上述0.2mm的下限值与0.36mm加起来并除 去其小数部分，从而得到0.5mm。
如果DVD/CD物镜单元134的WD被这样设定，则对于用于BD 的物镜21的WD，要对每个用于BD的物镜21和用于CD的物镜23 的必要最小行程(单侧)的0.2mm的差加以考虑，对于图21内所示 的示例，在DVD/CD物镜单元134的WD被设定为0.4mm时，用于 BD的物镜21的WD被设定为0.2mm。
图22是示出例如DVD/CD物镜单元134和用于BD的物镜21 安装在其上的透镜支架的透视图。DVD/CD物镜单元134安装在凹陷 部分57内，而物镜21安装在凹陷部分58内。
例如，当制造物镜装置45时，首先将DVD/CD物镜单元134固 定在凹陷部分57内。此时的DVD/CD物镜单元134的沿径向和切向 方向的偏斜值被当作基准值。工人调节用于BD的物镜的沿切向方向 的偏斜，以便使用于BD的物镜21的沿切向方向的偏斜与DVD/CD 物镜单元134的基准偏斜值匹配。即使没有执行偏斜调整，仍可在记 录或回放时使用双轴或三轴致动器调整用于BD的物镜21的径向方向。
图23示出此偏斜调整状况。图24是在偏斜调整时的用于BD的 物镜21的横截面视图。例如，在具有两个螺旋式销(tap pin) 72和 73的调整工具中，单个销72的高度被调整，从而执行偏斜调整。
因此，DVD/CD物镜单元134的大小大，从而与调整DVD/CD 物镜单元134的偏斜相比，可通过调整用于BD的物镜21的偏斜容易 地执行偏斜调整。
根据上述各个实施例的物镜21到23中的至少一个可包括自有孔 径部分。因此，与类似于现有设置在透镜支架内提供孔径的情况相比， 不需要提供高定位精度。
具体的，DVD/CD物镜单元34和134可具有自有孔径部分。图 25是示出包含自有孔径部分122a和123a的DVD/CD物镜单元的图 示。对于图25内的示例，如日本未审查专利申请^^艮No. 2000-30278 内所述，DVD/CD物镜单元234具有示出具有预定功能的曲面，从而 形成环形的自有孔径部分122a和123a。
通常，从用于CD的物镜123 (或用于DVD的物镜122)的径向 方向(Y方向)入射到预定半径的激光束会聚在CD300 (或DVD200 ) 的凹坑(pit)上(会聚光a)。在上述预定半径外入射到自有孔径部分 123a (或122a)的激光束即使是平行光束p、发散光束或会聚光束， 仍会被作为无助于记录/回放处理的光束被反射。也就是说，即使不存 在其中孔径与物镜分隔开的现有设置，则DVD/CD物镜单元234也包 括孔径功能。因此，可实现物镜装置的大小和厚度减小。
如果现有孔径以及用于CD和DVD的物镜23和22的孔径均设 置在透镜支架内，则难以使每个孔的中心与用于CD和DVD的物镜 23和22每一个的中心(光轴的位置)匹配。另一方面，对于本实施 例，DVD/CD物镜单元234的用于CD和DVD的物镜123和122分 别具有自有孔径部分123a和122a，从而不存在上述问题。
应注意，自有孔径部分122a和123a并不局限于被限定具有曲面 功能的情况。只要激光束作为平行光束发射或者被该设置漫射，则可使用任何设置。
本领域的那些技术人员应理解，根据设计要求以及其他因素可实 现多种变型、组合、自组合和改变，并且它们都在所附权利要求或其 等同物的范围内。
权利要求
1.一种物镜装置，包括具有第一数值孔径的第一物镜，该第一物镜可使光会聚到包含具有第一厚度的第一覆盖层的盘形第一光记录介质上；具有小于所述第一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，该第二物镜可使光会聚到包含具有第二厚度的第二覆盖层的盘形第二光记录介质上，该第二厚度比所述第一厚度厚；具有小于所述第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜，该第三物镜可使光会聚到包含具有第三厚度的第三覆盖层的盘形第三光记录介质上，该第三厚度比所述第二厚度厚；以及被配置成整体保持所述第一、第二和第三物镜的透镜支架。
2. 根据权利要求1的物镜装置，其中所述第一物镜包括笫一焦 距和第一透镜主点；并且其中，所述第二物镜包括第二焦距和第二透镜主点； 并且其中，所述第三物镜包括第三焦距和第三透镜主点； 并且其中，所述透镜支架保持所述第二物镜，以便所述第二透镜 主点被设置在与所保持的第一物镜的所述笫一透镜主点间隔开相当 于第一焦距差(A)和被转换成空气中的距离的第一覆盖厚度差(D) 之间的差(A-D)的距离的位置处，该第一焦距差是所述第二焦距和 所述第一焦距之间的差，该笫一覆盖厚度差是相当于所述第二厚度和 所述第一厚度之差的空气中的光路长度；并且其中，所述透镜支架保持所述第三物镜，以便所述第三透镜 主点被设置在与所述第一透镜主点间隔开相当于第二焦距差(C)和 被转换成空气中的距离的第二覆盖厚度差(F)之间的差(C-F)的距 离的位置处，该第二焦距差是所述第三焦距和所述第一焦距之间的 差，该第二覆盖厚度差是相当于所述第三厚度和所述第一厚度之差的 空气中的光路长度。
3. 根据权利要求1的物镜装置，其中通过整体模制构成所述第一、第二和第三物镜中的至少两个。
4. 根据权利要求1的物镜装置，其中所述第一数值孔径是0.8 到0.9;并且其中，所述第二数值孔径是0.6到0.7; 并且其中，所述第三数值孔径是0.45到0.55。
5. 根据权利要求1的物镜装置，其中当包含所述第一物镜、所 述第二物镜、所述第三物镜和所述透镜支架的机械振动系统谐振时， 与所述第 一物镜和所述第二物镜相比，所述第三物镜被设置在接近振 动系统的振动波腹的位置处。
6. 根据权利要求5的物镜装置，其中所述第三物镜被设置在所 述第 一物镜和所述第二物镜之间。
7. 根据权利要求l的物镜装置，其中所述透镜支架保持所述第 一、第二和第三物镜，以便所述第二物镜的必要最小行程范围和所述第一物镜的必要最小行程范围被包含在所述第三物镜的必要最小行 程范围内。
8. 根据权利要求l的物镜装置，其中所述第二物镜和所述第三 物镜的工作距离是0.2到0.5mm。
9. 根据权利要求l的物镜装置，该物镜装置还包括 被设置在所述透镜支架内的保护器，该保护器被配置成防止所述第一、第二或第三光记录介质与所述第一、第二和第三物镜中的至少 一个相接触。
10. 根据权利要求9的物镜装置，其中在可将所述保护器被设置 在所述透镜支架内的所述第一、第二或第三光记录介质的径向方向上 的外圆周侧。
11. 根据权利要求l的物镜装置，其中所述第一、第二和第三物 镜中的至少一个包括自有孔径部分。
12. 根据权利要求l的物镜装置，其中所述第一、第二和第三物镜中的至少两个是整体模制的整体式物镜；并且其中，所述整体式物镜包括自有孔径部分。
13. 根据权利要求3的物镜装置，其中通过整体模制构成所述第 一、第二和第三物镜。
14. 一种光拾取装置，包括光源，该光源被配置成发射包含第一波长的第一激光束、包含长 于所述第一波长的第二波长的第二激光束，以及包含长于所述第二波 长的第三波长的第三激光束；具有第一数值孔径的第一物镜，该第一物镜可使所述第一激光束 会聚到包含具有第 一厚度的第 一覆盖层的盘形第 一光记录介质上；具有小于所述第 一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，该第二 物镜可使所述第二激光束会聚到包含具有第二厚度的第二覆盖层的 盘形第二光记录介质上，该第二厚度比所述第一厚度厚；具有小于所述第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜，该第三 物镜可使所述第三激光束会聚到包含具有第三厚度的第三覆盖层的 盘形第三光记录介质上，该第三厚度比所述第二厚度厚；被配置成整体保持所述第一、第二和第三物镜的透镜支架；以及被配置成驱动所述透镜支架的致动器。
15. 根据权利要求14的光拾取装置，其中，当假设沿聚焦方向 的所述第一和第二物镜的行程中心位置之间的差为AST1,并且相当 于所述笫一厚度和所述第二厚度之差的空气中的光路长度为Ll时， 由所述致动器驱动的所述透镜支架保持所述第一和第二物镜以便满 足ASTKL1。
16. 根据权利要求14的光拾取装置，其中，当假设沿聚焦方向 的所述第二和第三物镜的行程中心位置之间的差为AST2,并且相当 于所述第二厚度和所述第三厚度之差的空气中的光路长度为L2时， 由所述致动器驱动的所述透镜支架保持所述第二和第三物镜以便满 足AST2《2。
17. 根据权利要求14的光拾取装置，其中，当假设沿聚焦方向 的所述第三和第一物镜的行程中心位置之间的差为AST3，并且相当 于所述第三厚度和所述第一厚度之差的空气中的光路长度为L3时，由所述致动器驱动的所述透镜支架保持所述第三和第一物镜以便满足AST3<L3。
18. 根据权利要求14的光拾取装置，该光拾取装置还包括 镜子，该镜子是板形的或三棱柱形的，并且被设置成面向所述第一物镜且被配置成反射所述第一激光束以便使从所述光源发出的所 述第 一激光束入射到所述第 一物镜。
19. 根据权利要求18的光拾取装置，该光拾取装置还包括 第一分色镜，被设置成面对所述第二物镜，被配置成透射所述第一激光束和所述第二激光束中的所述第 一激光束，并反射所述第二激 光束以便使所述第二激光束入射到所述第二物镜中；以及第二分色镜，被设置成面对所述第三物镜，被配置成透射所述第 一、第二和第三激光束中的所述第一和第二激光束，并反射所述第三 激光束以便使所述第三激光束入射到所述第三物镜中。
20. 根据权利要求19的光拾取装置，该光拾取装置还包括 包括所述第一分色镜和所述第二分色镜的棱镜；以及 被设置在所述棱镜内的波长板，该波长板被配置成改变所述第一、第二和第三激光束的偏振状态。
21. —种光盘驱动装置，包括旋转驱动机构，被配置成旋转地驱动包含具有第一厚度的第一覆 盖层的盘形第一光记录介质、包含具有比所述第一厚度厚的第二厚度 的第二覆盖层的盘形第二光记录介质、或包含具有比所述第二厚度厚 的第三厚度的第三覆盖层的盘形第三光记录介质；包括第 一数值孔径的第 一物镜，用于将光会聚到所述第 一光记录 介质上；包含小于所述第 一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，用于将 光会聚到所述第二光记录介质上；包含小于所述笫二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜，用于将 光会聚到所述第三光记录介质上；透镜支架，被配置成整体保持所述第一、第二和第三物镜；致动器，被配置成驱动所述透镜支架；以及记录/回放处理单元，被配置成将信号记录在被所述旋转驱动机 构旋转地驱动的所述第一、第二或第三光记录介质上，或从所述第一、 第二或第三光记录介质播放记录的信号。
22. —种物镜驱动方法，包括以下步骤使用包含第一数值孔径的第一物镜将光会聚到包括具有第一厚度的第一覆盖层的盘形光记录介质上;使用包含小于所述第一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜将 光会聚到包括具有比所述第 一厚度厚的第二厚度的第二覆盖层的盘 形光记录介质上；使用包含小于所述第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜将 光会聚到包括具有比所述第二厚度厚的第三厚度的第三覆盖层的盘 形光记录介质上；以及驱动配置成整体保持所述第一、第二和第三物镜的透镜支架记录 或播放信号。
全文摘要
一种物镜装置，其包括具有第一数值孔径的第一物镜，该第一物镜可使光会聚到包含具有第一厚度的第一覆盖层的盘形第一光记录介质上；具有小于该第一数值孔径的第二数值孔径的第二物镜，该第二物镜可使光会聚到包含具有第二厚度的第二覆盖层的盘形第二光记录介质上，该第二厚度比该第一厚度厚；具有小于该第二数值孔径的第三数值孔径的第三物镜，该第三物镜使光会聚到包含具有第三厚度的第三覆盖层的盘形第三光记录介质上，该第三厚度比该第二厚度厚，以及配置成整体地保持该第一、第二和第三物镜的透镜支架。
文档编号G11B7/12GK101303866SQ20071016927
公开日2008年11月12日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年5月8日
发明者中野文昭, 宫本隆浩, 山本健二, 西纪彰 申请人:索尼株式会社