ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, ДИСКОВОД ОПТИЧЕСКОГО ДИСКА И ОПТИЧЕСКОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2011 года по МПК G11B7/135 

Область техники

Изобретение относится к оптической головке считывания и записи информации с использованием механизма коррекции сферической аберрации, в котором применяется устройство привода линзы, обеспечивающее подвижность линзы, формирующей оптическую головку считывания и записи информации, в направлении оптической оси, дисководу оптического диска с использованием оптической головки считывания и записи информации и оптическому информационному устройству.

Предпосылки изобретения

В последнее время разработка устройств с компактным и имеющим большую емкость оптическим диском продвигается в направлении употребления статических изображений и подвижных изображений и т.п. в области записи или воспроизведения информационных сигналов с использованием оптического диска как записывающего носителя информации.

Оптическое дисковое устройство оснащено оптическим устройством считывания и записи информации для формирования светового пятна на поверхности записи информации оптического диска. В оптическом устройстве считывания и записи информации луч света, испускаемый от источника света, подвергается влиянию сферической аберрации при прохождении сквозь прозрачный защитный слой подложки, который защищает записывающий информацию слой оптического диска.

Патентный документ 1 (прошедшая экспертизу публикация патента Японии №200477705) описывает устройство, в котором применена группа линз для коррекции сферической аберрации, между поверхностями пары последовательных линз в группе линз сформирован переменный зазор, и интервал зазора изменяется механическим способом для уменьшения влияния сферической аберрации.

На фиг.8А и 8В показаны виды в кадровом формате конфигурации примера, в котором применяется известное устройство привода линзы, соответствующее патентному документу 1, в оптическом устройстве считывания и записи информации, причем на фиг.8А показан вид в плане оптического устройства считывания и записи информации, и на фиг.8В показан вид сбоку оптического устройства считывания и записи информации.

На фигуре 8В ссылочной позицией 114 обозначен оптический диск, ссылочной позицией 101 обозначен лазерный диод, служащий источником света, ссылочной позицией 102 обозначена коллиматорная линза, ссылочной позицией 103 обозначен расщепитель луча, ссылочной позицией 104 обозначено отражающее вверх зеркало, ссылочной позицией 105 обозначен объектив, ссылочной позицией 106 обозначена линза обнаружения, ссылочной позицией 107 обозначен фотодетектор, включающий фотоэлектрический преобразующий элемент и т.д.

При выполнении записи/воспроизведения на оптическом диске 114 луч света, испускаемый лазерным диодом 101, проходит сквозь расщепитель 103 луча и коллиматорную линзу 102, отклоняется к оптическому диску 114 отражающим вверх зеркалом 104 и фокусируется объективом 105 на поверхности для записи оптического диска 114 как пятно оптического контакта. Луч света, отраженный поверхностью оптического диска 114, проходит сквозь объектив 105, отклоняется отражающим вверх зеркалом 104, проходит сквозь коллиматорную линзу 102, отклоняется расщепителем 103 луча и фокусируется на принимающей свет поверхности фотодетектора 107 линзой 106 обнаружения.

Коллиматорная линза 102 представляет собой линзу для коррекции диффузии и сходимости луча света посредством перемещения положения в направлении оптической оси. Коллиматорная линза 102 удерживается держателем 108 линзы, и держатель 108 линзы удерживается парой из направляющей оси 109 и скользящей оси 110. Направляющая ось 109 и скользящая ось 110 установлены в удерживающем оси элементе 113. Направляющая ось 109 и скользящая ось 110 расположены так, что направление прохождения соответствующей оси параллельно оптической оси коллиматорной линзы 102.

Держатель 108 линзы с возможностью скольжения удерживается направляющей осью 109 и скользящей осью 110. То есть коллиматорная линза 102 может перемещаться в направлении оптической оси, когда держатель линзы с возможностью скольжения перемещается по направляющей оси 109 и скользящей оси 110. Приводной механизм (не показан), образованный зубчатой передачей, шаговым электродвигателем или подобным средством применяется как механизм для перемещения держателя 108 линзы. Держатель 108 линзы перемещается в направлении оптической оси, когда скользящая ось 110 с возможностью скольжения перемещается в направлении осевой нагрузки под действием движущей силы приводного механизма.

Описание изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

В последние годы, однако, продвигается разработка многослойного оптического носителя записи информации, включающего множество слоев для записи информации, для получения более высокой плотности оптического носителя записи информации. С таким многослойным оптическим информационным носителем записи существует потребность осуществления большей коррекции сферической аберрации по сравнению с однослойным оптическим информационным носителем записи. Конфигурация оптической системы становится более сложной для соответствия записи и воспроизведению множества типов оптических информационных носителей записи, и количество частей увеличивается. Сама оптическая головка считывания и записи информации с компакт-диска должна быть миниатюризирована, и, таким образом, существует необходимость конфигурировать оптическую головку считывания и записи информации таким образом, чтобы коррекция сферической аберрации могла быть выполнена в узком и малом пространстве для расположения части.

Кроме того, также предлагается многослойный записывающий диск, имеющий различные толщины защитного слоя как техника следующего поколения, и механизм коррекции сферической аберрации с более широким диапазоном коррекции желателен в оптическом устройстве считывания и записи информации.

Целью настоящего изобретения является получение оптической головки считывания и записи информации, которая более компактна и имеет более широкий диапазон коррекции сферической аберрации, чем оптическая головка считывания и записи информации, предложенная согласно известному уровню техники, дисковода оптического диска с использованием оптической головки считывания и записи информации и оптического устройства записи и воспроизведения информации.

Способ решения проблем

Настоящее изобретение осуществлено, как описано ниже, для достижения указанной выше цели.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения получена оптическая головка считывания и записи информации, содержащая:

объектив для фокусирования выходного света от источника света на поверхность для записи информации носителя записи информации;

линзу коррекции сферической аберрации, имеющую одну поверхность, сформированную с большей кривизной, чем другая поверхность, для коррекции сферической аберрации луча света, сфокусированного на поверхность для записи информации объективом;

зеркало для отклонения выходящего света, проходящего сквозь линзу коррекции сферической аберрации, под по существу прямым углом и направления на входную поверхность объектива;

держатель линзы, конфигурированный более тонким, чем максимальная толщина линзы коррекции сферической аберрации, для удерживания линзы коррекции сферической аберрации таким образом, чтобы поверхность с большой кривизной частично выступала при том, что поверхность с большой кривизной обращена к стороне зеркала;

направляющий элемент, проходящий в направлении оптической оси линзы коррекции сферической аберрации и имеющий конец, расположенный на стороне отражающей поверхности зеркала;

скользящую часть, прикрепленную к держателю линзы, выступающую к стороне зеркала и с возможностью скольжения проходящую вдоль направляющего элемента;

приводной механизм для приведения в движение линзы коррекции сферической аберрации, в котором

линза коррекции сферической аберрации и отражающее вверх зеркало конфигурированы так, чтобы они могли сближаться, пока часть линзы коррекции сферической аберрации, выступающая от держателя линзы, не будет наложена на отражающую поверхность зеркала при том, что выступающая часть скользящей части располагается в пределах боковой поверхности отражающей поверхности зеркала, когда линза коррекции сферической аберрации максимально приближается к отражающему вверх зеркалу.

В вышеупомянутой конфигурации линза коррекции сферической аберрации может быть коллиматорной линзой для преобразования выходящего света от источника света в параллельный луч света или может находиться в расширителе луча для преобразования диаметра луча, когда свет, исходящий от источника света, входит в объектив.

Линза коррекции сферической аберрации может включать элемент цветокоррекции.

Кроме того, линза коррекции сферической аберрации может быть конфигурирована в плоской форме в направлении высоты.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения в оптической головке считывания и записи информации, соответствующей первому аспекту, в котором направляющий элемент сформирован парой осей, расположенных параллельно друг к другу, только одна ось, на которой удерживается скользящая часть, прикрепленная к держателю линзы, выступает к стороне зеркала.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения в оптической головке считывания и записи информации, соответствующей первому аспекту, в котором направляющий элемент сформирован парой осей, расположенных параллельно друг к другу, применена пружина для смещения держателя линзы к стороне зеркала, также расположенная на одной оси, на которой удерживается скользящая часть, прикрепленная к держателю линзы, выступающая к стороне зеркала.

Согласно настоящему изобретению направляющий элемент расположен так, что он проходит к стороне отражающей поверхности зеркала, и скользящая часть, движущаяся по направляющему элементу, конфигурирована так, что она проходит к стороне зеркала за держатель линзы, и, таким образом, линза коррекции сферической аберрации может перемещаться очень близко к отражающему вверх зеркалу, и может быть получен большой диапазон перемещения. Таким образом, может быть получен большой диапазон коррекции сферической аберрации. Поскольку линза коррекции сферической аберрации конфигурирована так, что она выступает к стороне зеркала относительно держателя линзы, выступающая часть линзы коррекции сферической аберрации может располагаться с наложением на отражающую поверхность зеркала, расположенную наклонно. Таким образом, она может пригодным образом использоваться для информационного носителя записи, включающего два или более слоев для записи информации, требующих большого диапазона коррекции сферической аберрации.

Поскольку диапазон перемещения линзы коррекции сферической аберрации может быть расширен, оптическая головка считывания и записи информации может быть конфигурировано компактным устройством относительно абсолютного необходимого диапазона перемещения. Таким образом, достигается дальнейшая миниатюризация относительно известной технологии. Люфт держателя линзы относительно направляющего элемента предотвращается, поскольку сформирована скользящая часть, выступающая относительно держателя линзы.

Так как линза коррекции сферической аберрации и скользящая часть обе выступают к стороне зеркала относительно держателя линзы, их барицентры приближаются друг к другу, и, таким образом, момент, создаваемый инерционной силой, менее вероятно будет прилагаться при приведении в движение держателя линзы. Кроме того, так как линза коррекции сферической аберрации выступает относительно держателя линзы при прикреплении линзы коррекции сферической аберрации к держателю линзы, видимость удовлетворительна и упущение относительно прикрепления линзы предотвращается. Кроме того, так как используется линза, имеющая одну сторону, конфигурированную с большей кривизной, направление прикрепления может легко визуально контролироваться и ориентация передней и задней сторон при прикреплении линзы может легко контролироваться.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты и признаки настоящего изобретения станут понятными из нижеследующего описания, данного в связи с предпочтительными вариантами его осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1А - вид в плане, показывающий в кадровом формате конфигурацию оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, соответствующей первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.1В - вид сбоку в кадровом формате конфигурации оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, соответствующей первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2А, 2В и 2С - виды в плане, конкретно показывающие местоположения держателя линзы во время перемещения коллиматорной линзы;

фиг.3А - вид, показывающий состояние узла держателя линзы и коллиматорной линзы, используемых в оптической головке считывания и записи информации с компакт-диска, показанной на фиг.1А, при взгляде в направлении оптической оси коллиматорной линзы;

фиг.3В - вид, показывающий состояние узла держателя линзы и коллиматорной линзы согласно варианту, используемому в оптической головке считывания и записи информации с компакт-диска, показанной на фиг.1А, при взгляде в направлении оптической оси коллиматорной линзы;

фиг.4А - вид, схематически показывающий вариант коллиматорной линзы, применимой в оптической головке считывания и записи информации с компакт-диска, показанной на фиг.1А;

фиг.4В - вид, схематически показывающий вариант коллиматорной линзы, применимой в оптической головке считывания и записи информации с компакт-диска, показанной на фиг.1А;

фиг.5 - вид, показывающий конфигурацию оптического дисковода, установленного в оптической головке считывания и записи информации с компакт-диска, показанной на фиг.1А;

фиг.6 - вид в плане в кадровом формате конфигурации оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, соответствующей второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7А - вид в плане в кадровом формате конфигурации оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, соответствующего третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7В - вид сбоку в кадровом формате конфигурации оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, соответствующей третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8А - схематический вид, показывающий конструкцию известной оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, описанного в патентном документе 1;

фиг.8В - схематический вид, показывающий конструкцию известной оптической головки считывания и записи информации с компакт-диска, описанного в патентном документе 1.

Предпочтительный способ осуществления изобретения

Перед тем, как приступить к описанию настоящего изобретения, следует отметить, что подобным частям присвоены одинаковые ссылочные позиции на всех прилагаемых чертежах.

Первый вариант осуществления изобретения

На фиг.1 показан вид в кадровом формате, показывающий конфигурацию оптической головки считывания и записи информации согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, где фиг.1А показывает вид в плане оптической головки считывания и записи информации, и фиг.1В показывает вид сбоку оптической головки считывания и записи информации.

На фиг.1В ссылочной позицией 14 обозначен оптический диск, служащий носителем записи информации, ссылочной позицией 1 обозначен лазерный диод, служащий источником света, ссылочной позицией 2 обозначена коллиматорная линза, служащая линзой коррекции сферической аберрации, ссылочной позицией 3 обозначен расщепитель луча, ссылочной позицией 4 обозначено отражающее вверх зеркало, ссылочной позицией 5 обозначен объектив, ссылочной позицией 6 обозначена линза обнаружения и ссылочной позицией 7 обозначен фотодетектор, включающий фотоэлектрический преобразователь и т.д., ссылочной позицией 20 обозначен шаговый электродвигатель, и ссылочной позицией 21 обозначен шаровой винт. В виде в плане на фиг.1А изображение объектива 5 и оптического диска 14 опущено.

При выполнении записи/воспроизведения относительно оптического диска 14 луч света, исходящий от лазерного диода 1, последовательно проходит сквозь расщепитель 3 луча и коллиматорную линзу 2, отклоняется к оптическому диску 14 отражающим вверх зеркалом 4 и фокусируется на оптическом диске 14 как пятно оптического контакта объективом 5. Информация, таким образом, записывается на поверхность для записи информации оптического диска 14 или информация, записанная на поверхность для записи информации оптического диска 14, считывается.

Кроме того, луч света, отраженный оптическим диском 14, проходит сквозь объектив 5, отклоняется отражающим вверх зеркалом 4, проходит сквозь коллиматорную линзу 2, отклоняется расщепителем 3 луча и фокусируется на принимающей свет поверхности фотодетектора 7 линзой 6 обнаружения, и информация с поверхности для записи информации оптического диска 14 преобразуется в электрический сигнал.

Коллиматорная линза 2 представляет собой выпуклую линзу, имеющую одну поверхность, конфигурированную как плоская поверхность, и другую поверхность, конфигурированную таким образом, что центральная часть становится выпуклой.

Первая направляющая ось 11 и вторая направляющая ось 12 расположены параллельно оптической оси L коллиматорной линзы 2. Оба конца каждой направляющей оси 11, 12 прикреплены к удерживающим оси частям 13а, 13b соответственно.

Удерживающая ось часть 13а первой направляющей оси 11 находится в положении на выходной стороне в направлении оптической оси расщепителя луча 3 и в положении на стороне зеркала 4. Первая направляющая ось 11 проходит между удерживающими ось частями 13а, находящимися в уместных положениях. Удерживающая ось часть второй направляющей оси 12 находится на конце на выходной стороне в направлении оптической оси расщепителя 3 луча и на конце на входной стороне в направлении оптической оси 4. Вторая направляющая ось 12 проходит между расщепителем луча 3 и отражающим вверх зеркалом 4.

В оптической головке считывания и записи информации, показанной на фиг.1В, коллиматорная линза 2 движется вдоль первой направляющей оси 11 и второй направляющей оси 12 таким образом, что параллельный световой поток, входящий в объектив 5, может сходиться или расходиться, посредством чего сферическая аберрация в пятне вследствие разности в толщине защитного слоя оптического диска 14 и сферическая аберрация оптической головки считывания и записи информации регулируется до значения, меньшего или равного допустимому значению. То есть коллиматорная линза 2 преобразует луч света, переданный сквозь коллиматорную линзу 2, в параллельный луч света, когда расстояние от источника 1 света равно фокусному расстоянию коллиматорной линзы 2. Коллиматорная линза 2 имеет функцию рассеивания луча света, когда расстояние от источника света 1 становится короче, чем фокусное расстояние коллиматорной линзы 2, и сосредоточения луча света, когда расстояние от источника света 1 становится большим, чем фокусное расстояние коллиматорной линзы 2.

Узел 8 держателя линзы сформирован основным корпусом 9 держателя линзы для удерживания коллиматорной линзы 2 и первой и второй скользящими частями 15, 16, которые удерживаются первой и второй направляющими осями 11, 12. Основной корпус 9 держателя линзы представляет собой элемент в форме рамы для удерживания коллиматорной линзы 2 таким образом, что сторона искривленной поверхности коллиматорной линзы обращена к отражающему вверх зеркалу 4. Величина толщины основного корпуса 9 держателя линзы задана меньшей, чем максимальная величина толщины коллиматорной линзы 2, таким образом, что коллиматорная линза 2 выступает к отражающему вверх зеркалу 4 больше, чем основной корпус 9 держателя линзы, когда основной корпус 9 держателя линзы удерживает коллиматорную линзу 2.

Поверхность основного корпуса 9 держателя линзы на стороне расщепителя 3 луча представляет собой плоскую поверхность.

Первая и вторая скользящие части 15, 16 с возможностью скольжения удерживаются вдоль первой направляющей оси 11 и второй направляющей оси 12, служащих направляющими элементами.

Длина скользящей части, служащей частью для приема направляющей оси, должна быть установлена большой для сдерживания на небольшом уровне наклона, вызванного колебаниями коллиматорной линзы 2 в направлении оптической оси. В настоящем варианте осуществления изобретения размер по толщине первой скользящей части 15 установлен большим, чем толщина в направлении оптической оси коллиматорной линзы 2. Первая скользящая часть 15 прикреплена к основному корпусу 9 держателя линзы таким образом, что она выступает к выходной стороне в направлении оптической оси относительно коллиматорной линзы 2. Колебания коллиматорной линзы 2 в направлении оптической оси L становятся небольшими благодаря формированию длинной первой скользящей части 15 в направлении прохождения направляющей оси 11.

Вторая скользящая часть 16 конфигурирована с размером по толщине, по существу равным толщине основного корпуса 9 держателя линзы. Если вторая скользящая часть 16 сформирована длинной в осевом направлении, увеличивается трение, когда узел 8 держателя линзы движется, таким образом, влияя на перемещение узла держателя линзы.

Вторая скользящая часть 16 прикреплена резьбой к шаровому винту 21, вращаемому шаговым электродвигателем 20, служащим источником генерирования движущей силы. Когда шаговый электродвигатель 20 приводится во вращение, шаровой винт 21 приводится в действие посредством зубчатых колес 22, 23, и относительное положение второй скользящей части 16 и шарового винта 21 изменяется, таким образом, перемещая узел 8 держателя линзы.

В дополнение к шаговому электродвигателю или подобному средству, служащему источником генерирования движущей силы для приведения в движение узла держателя линзы, компактная и простая конфигурация может быть получена благодаря использованию ультразвукового двигателя как источника генерирования движущей силы.

На фиг.2 изображен вид в плане, конкретно показывающий местоположения держателя линзы во время перемещения коллиматорной линзы. На фиг.2(b) показано состояние, в котором коллиматорная линза 2 находится по существу в центре, и на фиг.2(а) и 2(с) показаны состояния, в которых коллиматорная линза 2 перемещена к стороне зеркала 4 и стороне расщепителя 3 луча соответственно.

Коллиматорная линза действует для сведения света от расщепителя 3 луча, когда она максимально приближается к стороне зеркала 4. В этом состоянии сферическая аберрация корректируется таким образом, чтобы фокус был сфокусирован на стороне, близкой к поверхности оптического диска 14. Так как один конец первой направляющей оси 11 удлинен к стороне зеркала 4, первая скользящая часть 15 находится в пределах боковой поверхности зеркала 4, когда коллиматорная линза 2 максимально приближаются к стороне зеркала 4.

Так как коллиматорная линза 2 имеет конфигурацию, выступающую к стороне зеркала 4 больше, чем держатель 8 линзы, она располагается так, что выступающая часть коллиматорной линзы перекрывает отражающую поверхность зеркала 4 с наложением, когда нижний конец зеркала 4 оказывается очень близко к коллиматорной линзе 2. То есть даже если держатель линзы расположен так, что он находится очень близко к отражающему вверх зеркалу 4, коллиматорная линза 2 не входит в контакт с поверхностью зеркала 4. Таким образом, коллиматорная линза 2 может быть перемещена в положение очень близко к отражающему вверх зеркалу 4.

В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, коллиматорная линза 2 может быть перемещена очень близко к отражающему вверх зеркалу 4, и диапазон перемещения коллиматорной линзы 2 может быть увеличен благодаря принятию указанной выше конфигурации. В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, диапазон подвижности коллиматорной линзы 2 большой, и большая коррекция сферической аберрации может быть осуществлена даже с малым пространством.

Как показано на фиг.2(с), коллиматор действует для отклонения света от расщепителя 3 луча, когда он максимально приближается к стороне расщепителя 3 луча. В этом состоянии сферическая аберрация корректируется таким образом, чтобы фокус был сфокусирован на дальней стороне в направлении толщины оптического диска 14. Как показано на фиг.2(с), поскольку поверхность на стороне расщепителя 3 луча узла 8 держателя линзы сформирована как по существу плоская поверхность без выступа, узел держателя линзы может быть перемещен очень близко к коллиматорной линзе 3 и диапазон подвижности может быть увеличен.

Таким образом, в настоящем варианте осуществления изобретения величина перемещения коллиматорной линзы становится большой, и величина коррекции сферической аберрации относительно того же размера становится большой по сравнению с тем, когда настоящая конфигурация не адаптирована.

В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, размер в направлении высоты может быть уменьшен благодаря конфигурированию плоской формы коллиматорной линзы в направлении высоты.

На фиг.3А показано состояние узла 8 держателя линзы и коллиматорной линзы 2 при взгляде по направлению оптической оси коллиматорной линзы 2. В примере, изображенном на фиг.3А, показаны держатель линзы и коллиматорная линза, когда поверхность коллиматорной линзы 2 круглая.

В случае, когда боковое направление на фигуре соответствует направлению отслеживания оптического диска 14, оптически необходимый эффективный диаметр коллиматорной линзы может быть малым в радиальном направлении по сравнению с направлением отслеживания. Это связано с тем, что величина перемещения (сдвига линзы) в направлении отслеживания объектива во время управления слежением может не приниматься во внимание.

Таким образом, в коллиматорной линзе 2а и основном корпусе 9а держателя линзы одна часть в направлении их высоты выполнена в плоской форме, как если бы была срезана, как показано на фиг.3 В. Высота всего узла 8а держателя линзы, таким образом, может быть уменьшена, и может быть конфигурирована тонкая оптическая головка считывания и записи информации.

Величина уменьшения коллиматорной линзы 2а и основного корпуса 9а держателя линзы в направлении высоты составляет, например, длину рабочего диапазона сдвига линзы в радиальном направлении объектива. При создании узла 8а держателя линзы в этой конфигурации предварительно может быть создана эллиптическая линза или верхняя и нижняя части круглой линзы могут быть срезаны.

На фиг.4А и 4В изображены виды, схематически показывающие вариант коллиматорной линзы, применимой в оптической головке считывания и записи информации, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения. Коллиматорные линзы 2b, 2с, показанные на фиг.4А и 4В, имеют особенности, состоящие в том, что на входной поверхности или выходной поверхности линзы сформирован дифракционный оптический элемент 25b, 25с для коррекции цветового искажения.

Коллиматорная линза 2b, показанная на фиг.4А, имеет конфигурацию, в которой дифракционная оптическая линза 25b как единое целое отформована с коллиматорной линзой 2b. Коллиматорная линза 2с, показанная на фиг.4В, представляет собой линзу, в которой дифракционный оптический элемент 25с присоединен к поверхности (поверхность на левой стороне на фиг.4В) меньшей кривизны и имеет конфигурацию, в которой элемент 26 коррекции цветового искажения выполнен как единое целое с ним. Дифракционный оптический элемент может быть расположен и на входной стороне, и на выходной стороне коллиматорной линзы.

Светособирающее свойство объектива может быть удовлетворительно обеспечено, даже когда флуктуация длины волны существует в источнике света или длина волны источника света растянута в результате прикрепления дифракционного оптического элемента к коллиматорной линзе.

На фиг.5 изображен вид, показывающий конфигурацию оптического дисковода как пример применения оптической головки считывания и записи информации, показанного на фиг.1А, где ссылочная позиция 50 обозначает узел оптического устройства считывания и записи информации в конфигурации, показанной на фиг.1. Узел 50 оптической головки считывания и записи информации выполнен с возможностью перемещения в радиальном направлении диска 14 приводным механизмом 51 перемещения головки считывания и записи информации.

Приводной механизм 51 перемещения головки считывания и записи информации включает электродвигатель 52 позиционирования, служащий источником мощности, и ходовой винт 53. Узел 50 головки считывания и записи информации удерживается направляющими 54, 55, проходящими в радиальном направлении диска и перемещается по направляющим 54, 55, когда ходовой винт 53 приводится во вращение действием электродвигателя 52 позиционирования.

Шпиндельный электродвигатель 40 представляет собой электродвигатель для вращательного привода оптического диска 14. Считывание и запись информации относительно оптического диска 14 осуществляются посредством перемещения оптической головки 50 считывания и записи информации в направлении поиска при вращательном приведении в действие оптического диска 14 при помощи шпиндельного электродвигателя 40.

Поскольку оптическая головка считывания и записи информации, соответствующая настоящему варианту осуществления изобретения, может быть конфигурирована с малыми размерами, может быть получено компактное оптическое информационное устройство с высокими характеристиками благодаря применению оптического дисковода, установленного с оптической головкой считывания и записи информации в оптическое информационное устройство.

Второй вариант осуществления изобретения

На фиг.6 изображен в кадровом формате вид, показывающий конфигурацию оптической головки считывания и записи информации, соответствующей второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.6 показан лазерный диод 1, служащий источником света, коллиматорная линза 2, служащая линзой коррекции сферической аберрации, расщепитель 3 луча, отражающее вверх зеркало 4, объектив 5, фотодетектор 7, включающий фотоэлектрический преобразователь, шаговый электродвигатель 20 и шаровой винт 21, имеющий такую же конфигурацию, как в первом варианте осуществления изобретения, и, таким образом, его описание будет опущено. Ссылочной позицией 31 обозначен монитор для обнаружения количества светового потока лазерного диода 1 посредством определения светового потока света, отраженного от оптического диска 14.

В настоящем варианте осуществления изобретения ближайшее местоположение объектива корпуса 30 для размещения каждого элемента, формирующего оптическую головку считывания и записи информации, снабжено вырезом 33 таким образом, что шпиндельный электродвигатель 40 и корпус 30 не создают взаимных помех. Если оптическая головка считывания и записи информации оказывается максимально близко к шпиндельному электродвигателю 40, шпиндельный электродвигатель 40 находится в вырезе 33 таким образом, что объектив оптической головки считывания и записи информации может быть расположен вблизи шпиндельного электродвигателя. Таким образом, считывание и запись информации в положении близко к центру оптического диска 14 могут быть выполнены.

При выполнении записи/воспроизведения относительно оптического диска, луч света, испускаемый от лазерного диода 1, отражается и отклоняется расщепителем 3 луча, проходит сквозь коллиматорную линзу 2, отклоняется к оптическому диску 14 отражающим вверх зеркалом 4 и фокусируется на оптическом диске 14 как пятно оптического контакта объективом (не показан). Информация, таким образом, записывается на поверхность для записи информации оптического диска 14 или информация, записанная на поверхность для записи информации оптического диска 14, считывается.

Кроме того, луч света, отраженный оптическим диском 14, проходит сквозь объектив, отклоняется отражающим вверх зеркалом 4, проходит сквозь коллиматорную линзу 2, передается сквозь расщепитель 3 луча и фокусируется на принимающей свет поверхности фотодетектора 7, и информация от поверхности для записи информации оптического диска 14 преобразуется в электрический сигнал.

Первая направляющая ось 41 и вторая направляющая ось 42 расположены параллельно оптической оси L коллиматорной линзы 2. Направляющие оси 11, 12 имеют оба конца, установленные в удерживающих оси частях 43а, 43b соответственно.

Удерживающая ось часть 43а первой направляющей оси 41 находится на конце на выходной стороне в оптическом направлении расщепителя 3 луча и на конце на входной стороне в направлении оптической оси зеркала 4. Первая направляющая ось 41 находится в положении близко к шпиндельному электродвигателю 40 относительно коллиматорной линзы 2 и, таким образом, не находится на стороне зеркала благодаря вырезу 33 в оптической головке считывания и записи информации, включающей вырез 33. Удерживающая ось часть 43b второй направляющей оси 42 находится на конце на выходной стороне в направлении оптической оси расщепителя 3 луча и в положении на стороне зеркала 4.

В оптической головке считывания и записи информации на фиг.6 коллиматорная линза 2 перемещается вдоль первой направляющей оси 11 и второй направляющей оси 12 таким образом, что параллельный световой поток, входящий в объектив 5, может сходиться или расходиться, посредством чего сферическая аберрация в положении пятна вследствие разности толщины защитного слоя оптического диска 14 и сферическая аберрация оптической головки считывания и записи информации корректируются до величины, меньшей или равной приемлемой величине.

Узел 32 держателя линзы сформирован основным корпусом 9 держателя линзы для удерживания коллиматорной линзы 2 и первой и второй скользящими частями 35, 36, которые взаимодействуют с первой и второй направляющими осями 41, 42. Основной корпус 9 держателя линзы удерживает коллиматорную линзу 2 таким образом, что сторона искривленной поверхности коллиматорной линзы обращена к стороне зеркала 4. Коллиматорная линза 2 выступает к стороне зеркала 4 больше, чем держатель 8 линзы, когда основной корпус 9 держателя линзы удерживает коллиматорную линзу 2.

Поверхность на стороне расщепителя 3 луча основного корпуса 9 держателя линзы представляет собой плоскую поверхность.

Первая и вторая скользящие части 35, 36 с возможностью скольжения удерживаются на первой направляющей оси 41 и второй направляющей оси 42, служащих направляющими элементами.

Величина второй скользящей части 36 конфигурирована более толстой, чем толщина в направлении оптической оси коллиматорной линзы 2, для сдерживания на малом уровне наклона, вызванного колебаниями коллиматорной линзы 2 в направлении оптической оси. Вторая скользящая часть 36 установлена на основном корпусе 9 держателя линзы таким образом, что она выступает к выходной стороне в направлении оптической оси относительно коллиматорной линзы 2. Колебания коллиматорной линзы 2 в направлении оптической оси L становятся малыми благодаря формированию длинной второй скользящей части 36 в направлении прохождения направляющей оси 42.

На второй направляющей оси 42 расположена пружина 39 для подпружинивания узла 32 держателя линзы к отражающему вверх зеркалу 4. Люфт в направлении оптической оси L узла 32 держателя линзы устранен, и колебания в направления оптической оси могут быть предотвращены благодаря применению пружины 39.

Вторая скользящая часть 36 включает соединительную часть 37, соединенную резьбой с шаровым винтом 21, вращаемым шаговым электродвигателем 20, служащим источником генерирования движущей силы. Когда шаговый электродвигатель 20 приводится во вращение, шаровой винт 21 приводится посредством зубчатых колес 22, 23 и относительное положение второй скользящей части 36 и шарового винта 21 изменяется, таким образом, перемещая узел 8 держателя линзы.

В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, также, вторая скользящая часть 36 конфигурирована для расположения в пределах боковой поверхности зеркала 4 и расположена таким образом, что выступающая часть коллиматорной линзы перекрывает отражающую поверхность зеркала 4 с наложением, когда коллиматорная линза максимально приближается к стороне зеркала 4. Таким образом, коллиматорная линза 2 может перемещаться в положение очень близко к отражающему вверх зеркалу 4 и диапазон движения коллиматорной линзы 2 может быть увеличен.

Поскольку поверхность на стороне расщепителя 3 луча узла 8 держателя линзы сформирована как по существу плоская поверхность без выступов, узел держателя линзы может перемещаться очень близко к коллиматорной линзе 3 и диапазон подвижности может быть увеличен.

В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, также, размер в направлении высоты может быть уменьшен посредством конфигурирования коллиматорной линзы в плоской форме в радиальном направлении, как показано на фиг.3В. Могут использоваться коллиматорные линзы 2b, 2с, имеющие дифракционный оптический элемент 25b, 25с для коррекции цветового искажения, сформированный на входной поверхности или выходной поверхности линзы, показанной на фиг.4А и 4В.

Третий вариант осуществления изобретения

На фиг.7А и 7В изображены виды в кадровом формате, показывающие конфигурацию оптической головки считывания и записи информации, соответствующей третьему варианту осуществления настоящего изобретения, где фиг.7А показывает вид в плане оптической головки считывания и записи информации, и фиг.7В показывает вид сбоку оптической головки считывания и записи информации.

На фиг.7А и 7В лазерный диод 1, служащий источником света, расщепитель 3 луча, отражающее вверх зеркало 4, объектив 5, фотодетектор 7, включающий фотоэлектрический преобразователь, шаговый двигатель 20 и шаровой винт 21 имеют такую же конфигурацию, как в первом варианте осуществления изобретения, и, таким образом, их описание будет опущено. Ссылочной позицией 31 обозначен монитор для определения количества светового потока лазерного диода 1 посредством определения светового потока света, отраженного от оптического диска 14.

В настоящем варианте осуществления изобретения установлена коллиматорная линза 2 для преобразования лазерного излучения в параллельный луч света. Узел 60 расширителя луча для изменения системы луча света от источника света находится между коллиматорной линзой 2 и отражающим вверх зеркалом. Узел 60 расширителя луча действует как линза коррекции сферической аберрации.

Узел 60 расширителя луча включает две линзы, причем первая линза расположена на стороне расщепителя 3 луча и вторая линза расположена на стороне зеркала 4. Первая линза 63 неподвижна, и вторая линза 64 подвижна в направлении оптической оси L.

При выполнении записи/воспроизведения относительно оптического диска, луч света, испускаемый от лазерного диода 1, отражается и отклоняется расщепителем 3 луча, проходит сквозь коллиматорную линзу 2 и узел расширителя луча 60, отклоняется к оптическому диску 14 отражающим вверх зеркалом 4 и фокусируется на оптическом диске 14 как пятно оптического контакта объективом (не показан). Информация, таким образом, записывается на поверхности для записи информации оптического диска 14 или информация, записанная на поверхности для записи информации оптического диска 14, считывается.

Кроме того, луч света, отраженный оптическим диском 14, проходит сквозь объектив, отклоняется отражающим вверх зеркалом 4, проходит сквозь узел 60 расширителя луча и коллиматорную линзу 2, передается сквозь расщепитель 3 луча и фокусируется на принимающей свет поверхности фотодетектора 7 и информация от поверхности для записи информации оптического диска 14 преобразуется в электрический сигнал.

Первая линза 63 узла 60 расширителя луча представляет собой выпуклую линзу, сформированную таким образом, что обе поверхности являются искривленными поверхностями, и вторая линза 64 представляет собой выпуклую линзу, имеющую одну поверхность, конфигурированную как плоская поверхность, и другую поверхность, конфигурированную так, что ее центральная часть выпуклая.

Первая линза 63 удерживается и зафиксирована первым держателем 62 линзы. Первый держатель 62 линзы имеет величину толщины, которая шире или равна толщине первой линзы 63, и первая линза 62 конфигурирована таким образом, что она не выступает больше, чем первый держатель линзы.

Вторая линза 64 установлена во втором основном корпусе 9d держателя линзы, служащем элементом конфигурации узла 8d держателя линзы, и конфигурация узла 8d держателя линзы будет далее описана подробно.

Первая направляющая ось 71 и вторая направляющая ось 72 расположены параллельно оптической оси L коллиматорной линзы 2. Направляющие оси 71, 72 имеют оба конца, прикрепленные к удерживающим оси частям 73а, 73b соответственно.

Удерживающая ось часть 73а первой направляющей оси 71 находится в положении на выходной стороне в направлении оптической оси первой линзы 63 и на конце на входной стороне в направлении оптической оси зеркала 4. Удерживающая ось часть 73b второй направляющей оси 72 находится на конце на входной стороне в направлении оптической оси первой линзы 63 и в положении на стороне зеркала 4. Удерживающая ось часть 73b второй направляющей оси 72 проходит до конца на входной стороне в направлении оптической оси первой линзы 63 и расположена ближе к входной стороне, чем конец первой направляющей оси для обеспечения пространства для размещения пружины 39, когда узел 9d держателя линзы находится максимально близко к первой линзе 63, как описано далее.

В оптической головке считывания и записи информации, показанной на фиг.7А, вторая линза 64 перемещается по первой направляющей оси 11 и второй направляющей оси 12 для изменения расстояния первой и второй линз и обеспечения схождения или расхождения светового потока таким образом, что сферическая аберрация может корректироваться.

Узел 8d держателя линзы сформирован основным корпусом 9d держателя линзы для удерживания второй линзы 64, первой и второй скользящими частями 15d, 16d, которые удерживаются первой и второй направляющими осями 71, 72, и соединительной частью 17d, соединенной со второй скользящей частью. Основной корпус 9d держателя линзы представляет собой элемент в форме рамы для удерживания второй линзы 64 таким образом, что сторона искривленной поверхности второй линзы 64 обращена к стороне зеркала 4. Величина толщины основного корпуса 8d держателя второй линзы меньше, чем максимальная величина толщины второй линзы 64, таким образом, что вторая линза 64 выступает к стороне зеркала 4 больше, чем основной корпус 9d держателя линзы, когда основной корпус 9d держателя линзы удерживает вторую линзу 64.

Поверхность на стороне первой линзы 63 основного корпуса 8d держателя линзы представляет собой плоскую поверхность.

В настоящем варианте осуществления изобретения величина второй скользящей части 16d должна быть толще, чем величина толщины в направлении оптической оси второй линзы 64, для сдерживания на малом уровне наклона, вызванного колебаниями второй линзы 64 в направлении оптической оси. Вторая скользящая часть 16d установлена на основном корпусе 9d держателя линзы таким образом, что она выступает к выходной стороне в направлении оптической оси относительно второй линзы 64. Колебания коллиматорной линзы 2 в направлении оптической оси L становятся малыми благодаря формированию второй скользящей части 16d длинной в направлении прохождения направляющей оси 72.

Пружина 39 находится на второй направляющей оси 72 для смещения узла 9d держателя линзы к отражающему вверх зеркалу 4. Люфт в направлении оптической оси L узла держателя линзы 8d устранен, и колебания в направлении оптической оси могут быть предотвращены благодаря применению пружины 39.

Вторая скользящая часть 16d соединена с соединительной частью 17d, соединенной резьбой с шаровым винтом 21, вращаемым шаговым электродвигателем 20, служащим источником генерирования движущей силы. Когда шаговый электродвигатель 20 приводится во вращение, шаровой винт 21 приводится в действие при помощи зубчатых колес 22, 23, и относительное положение второй скользящей части 16d и шарового винта 21 изменяется, таким образом, перемещая узел 8 держателя линзы.

В оптической головке считывания и записи информации, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, вторая скользящая часть 16d также конфигурирована для расположения в пределах боковой поверхности зеркала 4 и расположена таким образом, что выступающая часть коллиматорной линзы перекрывает отражающую поверхность зеркала 4 с наложением, когда вторая линза 64 максимально приближается к стороне зеркала 4. Таким образом, вторая линза 64 может перемещаться в положение очень близко к отражающему вверх зеркалу 4 и диапазон движения второй линзы 64 может быть увеличен.

Поскольку поверхность на стороне первой линзы 63 стороны узла 8d держателя линзы сформирована как по существу плоская поверхность без выступов и первая линза 63 не выступает от первого держателя 62 линзы, узел 8d держателя линзы может перемещаться очень близко к первому держателю 62 линзы, и диапазон движения узла держателя 8d линзы может быть увеличен.

В настоящем варианте осуществления изобретения размер в направлении высоты также может быть уменьшен посредством конфигурирования плоской формы линзы, образующей узел 60 расширителя луча, в направлении высоты, как показано на фиг.3В. Могут использоваться коллиматорные линзы, имеющие дифракционный оптический элемент для коррекции цветового искажения, сформированный на входной поверхности или выходной поверхности линзы, показанной на фиг.4А и 4В.

Оптическая головка считывания и записи информации, соответствующая данному примеру, может применяться с двухслойным диском или будущим многослойным диском из трех или более слоев, таким образом, что оптическая головка считывания и записи информации может быть конфигурирована с малым размером.

Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами, и могут быть осуществлены различные другие варианты. В настоящем примере направляющая часть находится на стороне держателя линзы таким образом, что она с возможностью скольжения перемещается на направляющей оси, но направляющая ось может быть соединена на стороне держателя линзы таким образом, чтобы направляющая ось с возможностью скольжения перемещалась в направляющей канавке.

Произвольные варианты различных описанных выше вариантов конструкции могут быть надлежащим образом скомбинированы для получения соответствующих эффектов.

Хотя настоящее изобретение было полностью описано в связи с предпочтительными вариантами его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, следует отметить, что для специалиста в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации. Такие изменения и модификации следует рассматривать как включенные в объем настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения, если они не выходят за ее пределы.

Промышленное применение

Оптическая головка считывания и записи информации, дисковод оптического диска и оптическое устройство записи и воспроизведения информации, соответствующие настоящему изобретению могут использоваться для магнитного оптического записывающего устройства и оптического устройства записи и воспроизведения информации с использованием оптических дисков, таких как компакт-диски, компакт-диски высокой плотности, устройства с диском Blu-ray и т.п. Настоящее изобретение может также применяться для оптической системы или устройства голографической записи или будущего устройства записи и воспроизведения сверхвысокой плотности.

Предложено оптическое устройство считывания информации с компакт-диска с широким диапазоном коррекции сферической аберрации. Устройство включает линзу коррекции сферической аберрации, имеющую одну поверхность, сформированную с большей кривизной, чем другая поверхность, и скользящую часть, скользящую вдоль направляющего элемента. Выступающая часть скользящей части конфигурирована так, что она устанавливается в пределах боковой поверхности отражающей поверхности отражающего вверх зеркала, и часть линзы коррекции сферической аберрации, выступающая от держателя линзы, накладывается на отражающую поверхность отражающего вверх зеркала, когда линза коррекции сферической аберрации максимально приближается к отражающему вверх зеркалу. Техническими результатами являются уменьшение размеров устройства и увеличение диапазона коррекции сферической аберрации. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Оптическая головка считывания и записи информации, содержащая:
объектив (5) для фокусирования выходного света от источника (1) света на поверхность для записи информации носителя (14) записи информации;
фотодетектор (7), включающий фотоэлектрический преобразователь для преобразования света, отраженного от поверхности, для записи информации носителя (14) записи информации в электрический сигнал;
линзу (2, 64) коррекции сферической аберрации, имеющую одну поверхность, сформированную с большей кривизной, чем другая поверхность, для коррекции сферической аберрации луча света, сфокусированного на поверхность для записи информации объективом (5);
зеркало (4) для отклонения выходящего света, проходящего сквозь линзу (2) коррекции сферической аберрации, под, по существу, прямым углом и направления выходящего света на входную поверхность объектива;
держатель (9) линзы для удерживания линзы коррекции сферической аберрации с поверхностью с большей кривизной, обращенной к стороне зеркала;
направляющий элемент (11, 42, 72), проходящий в направлении оптической оси линзы коррекции сферической аберрации и имеющий конец, расположенный на стороне отражающей поверхности зеркала;
скользящую часть (15, 36, 16d), прикрепленную к держателю линзы и выступающую к стороне зеркала (4) и с возможностью скольжения вдоль направляющего элемента; и
приводной механизм (20) для приведения в движение линзы коррекции сферической аберрации; в котором
выступающая часть скользящей части установлена в пределах боковой поверхности отражающей поверхности зеркала (4), когда линза (2) коррекции сферической аберрации максимально приближается к зеркалу (4).

2. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой между обращенной к зеркалу боковой поверхностью линзы (2) коррекции сферической аберрации, приводимой в движение приводным механизмом, и поверхностью зеркала сформирован изменяемый зазор.

3. Оптическая головка считывания и записи по п.1, которая дополнительно содержит пружину для смещения держателя линзы.

4. Оптическая головка считывания и записи информации по п.3, в которой направляющий элемент сформирован парой осей, расположенных параллельно друг другу, причем пружина (39) смещает держатель линзы в направлении к одной из осей, которая взаимодействует со скользящей частью прикрепленной к держателю линзы и выступающей к стороне зеркала (4).

5. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой держатель линзы выполнен меньшим по толщине, чем максимальная толщина линзы (2) коррекции сферической аберрации, и удерживает линзу коррекции сферической аберрации таким образом, что поверхность с большей кривизной частично выступает из держателя линзы, и линза (2) коррекции сферической аберрации и зеркало (4) конфигурированы так, чтобы они могли сближаться, пока часть линзы коррекции сферической аберрации, выступающая из держателя линзы, не будет наложена на отражающую поверхность зеркала (4), когда линза (2) коррекции сферической аберрации максимально приближается к зеркалу (4).

6. Оптическая головка считывания и записи информации по п.5, в которой линза (2) коррекции сферической аберрации представляет собой коллиматорную линзу для преобразования выходящего света от источника (1) света в параллельные лучи света.

7. Оптическая головка считывания и записи информации по п.5, в которой линза коррекции сферической аберрации находится в расширителе (60) луча для преобразования диаметра луча, когда выходящий свет от источника света входит в объектив.

8. Оптическая головка считывания и записи информации по п.6, в которой линза (2) коррекции сферической аберрации включает элемент (26) цветокоррекции.

9. Оптическая головка считывания и записи информации по п.6, в которой линза (2) коррекции сферической аберрации имеет плоскую форму в радиальном направлении, полученную посредством срезания ее верхней и нижней частей.

10. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой направляющий элемент сформирован парой осей, расположенных параллельно друг другу, причем указанная пара осей включает только одну ось, к которой прикреплена скользящая часть, прикрепленная к держателю линзы, при этом выступающая к стороне зеркала (4) часть проходит к стороне зеркала.

11. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой приводной механизм (20) представляет собой шаговый электродвигатель.

12. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой приводной механизм (20) представляет собой ультразвуковой двигатель.

13. Оптическая головка считывания и записи информации по п.1, в которой носитель (14) записи информации включает два или более слоев для записи информации.

14. Устройство дисковода оптического диска, содержащее оптическую головку (50) считывания и записи информации по любому из пп.1-13.

15. Оптическое устройство записи и воспроизведения информации, содержащее устройство дисковода оптического диска по п.14.