專利名稱：光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光盤或光卡等光介質(zhì)或光磁性介質(zhì)上進(jìn)行信息記錄及/或刪除的光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法，特別是有關(guān)適于在具有多個信息層的光記錄介質(zhì)(例如多層光盤或多層光卡等)上進(jìn)行信息記錄及/或刪除的光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法。
背景技術(shù)：
為擴大光盤的記錄容量，光源趨于短波長化并且聚光透鏡的數(shù)值孔徑(Numerical Aperture，以下簡稱NA)愈來愈大。到目前為止，用于DVD盤的光源的波長為650nm、聚光透鏡的NA為0.6，然而作為下一代光盤予以推出的光學(xué)系統(tǒng)是光源波長為405nm、聚光透鏡的NA為0.85。為進(jìn)一步擴大容量，沿光盤厚度方向按規(guī)定間隔層疊多個信息層的多層光盤也正在研制之中。
如果使聚光透鏡的NA越大，則相對于光盤的基片(substrate of anoptical disk)的厚度偏差(不均勻性)所產(chǎn)生的球面像差(spherical aberration)就越大。在此，基片厚度是指從光盤的光接收側(cè)表面到記錄面為止的基片的厚度。由于因基片厚度偏差而產(chǎn)生的球面像差是與NA的4次方成比例的，因此在光源的波長為405nm、聚光透鏡的NA為0.85的光學(xué)系統(tǒng)中，基片厚度的偏差若有1μm，則會產(chǎn)生10mλ(＝0.01λ)的球面像差。另外，由光盤相對于聚光透鏡的光軸有所傾斜而產(chǎn)生的慧形像差(coma aberration)，隨著NA的變大，即使在傾斜量相同的情況下所產(chǎn)生的像差也相應(yīng)地增大。由于球面像差和慧形像差會導(dǎo)致信息的記錄特性劣化，因此一般采用通過檢測由聚光透鏡所會聚的光點的像差來控制光源的輸出，從而補償記錄特性的技術(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)，例如已被公開在日本專利公開公報第2001-160233號中(專利文獻(xiàn)1)。
另外，作為球面像差的檢測方法，已知的技術(shù)是將來自光盤的反射光在光束的平面內(nèi)進(jìn)行分割，檢測在各區(qū)域的聚焦誤差信號以求出像差。該現(xiàn)有技術(shù)被公開在日本專利公開公報第2000-182254號中(專利文獻(xiàn)2)。
關(guān)于檢測慧形像差的方法，亦已知利用在光學(xué)頭裝置上安裝的傾斜感應(yīng)器來檢測光盤的傾斜、然后根據(jù)該傾斜度求出像差的技術(shù)。
另一方面，在具有多個信息層的多層光盤中由于每個信息層的基片厚度不同，可預(yù)先設(shè)置一個像差補償器，在每個信息層分別校正球面像差。作為像差補償器，已知的有在聚光透鏡與光盤之間插入用于補償球面像差的透明板材；或者組合使用楔形透明塊而調(diào)整從聚光透鏡到信息層的光路的長度使其保持在一定長度上；或者在聚光透鏡與將來自光源的光變?yōu)槠叫泄獾臏?zhǔn)直透鏡之間組合設(shè)置凹透鏡及凸透鏡，并利用音圈電動機(voice coil motor)使透鏡之間的間隔可以改變，從而補償球面像差等技術(shù)。這些像差補償器技術(shù)被公開在例如日本專利公報第2502884號中(專利文獻(xiàn)3)。
聚光透鏡與光盤之間的間隔、即動作距離，例如在使用NA為0.85的透鏡時，則為0.2～0.6mm。所以，若考慮到光盤旋轉(zhuǎn)所引起的搖晃或外部振動的影響，則在聚光透鏡與光盤之間難以插入板材或楔形塊。為此，一般在準(zhǔn)直透鏡與聚光透鏡之間設(shè)置像差補償器。由此在多層光盤上的記錄特性補償是，首先在每個信息層進(jìn)行球面像差補償之后，根據(jù)所檢測到的像差量，再對光源的輸出進(jìn)行控制。
用于具有多個信息層的光盤的光學(xué)頭裝置，需要具備像差補償器等像差補償單元以補償每個信息層的像差。該像差補償單元是用于降低像差的，該像差是指當(dāng)將被設(shè)計為相對于特別指定的基片厚度其像差成為0的聚光透鏡適用于基片厚度不同的信息層時會產(chǎn)生的像差。該像差補償單元被驅(qū)動以使由設(shè)置在光學(xué)頭裝置上的像差檢測單元所檢測的像差量降低到最小。在此，例如采用檢測到的像差為三次球面像差，而像差補償單元可降低三次球面像差的結(jié)構(gòu)，通過利用像差補償單元將射入聚光透鏡的激光作為會聚光或集散光，可使在任何一個信息層上的三次球面像差都能成為0。但是，包括五次以上的高次像差的像差總和卻不能成為0，且每個信息層的像差總和都互不相同。
因此，采用上述結(jié)構(gòu)檢測并降低像差時，對于具有多個信息層的光盤上來說，所檢測到的像差量與實際像差不一致。這種情況，即使將可檢測的像差提高到五次、七次，與其說未檢測到還不如說只要殘存有次數(shù)更高的像差，相同的問題也仍然存在。由此，根據(jù)像差檢測量控制光源的輸出這一現(xiàn)有的記錄特性補償方法中存在著，若檢測到的低次像差量為0則不控制輸出，但是實際上各層還殘存有不同的高次像差，由此無法進(jìn)行最佳記錄特性補償?shù)膯栴}。另外，現(xiàn)有的方法除了所檢測的像差量之外，還另外需要應(yīng)在第幾層信息層上進(jìn)行記錄的有關(guān)信息。因為需要根據(jù)這些信息才能使記錄功率最佳化，這樣需要一種按每個信息層對像差量與最佳記錄功率的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，并將學(xué)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行存儲的程序，因此導(dǎo)致程序的復(fù)雜化。
具體而言，使用檢測三次球面像差作為球面像差的像差檢測單元，在距光盤表面(光接收側(cè)的表面)有不同距離的第一信息層及第二信息層上進(jìn)行信息的記錄與再生，根據(jù)由像差檢測單元所獲得的三次球面像差量通過像差補償器進(jìn)行像差校正時，會產(chǎn)生，所檢測的三次球面像差量與最佳記錄補償量之間的關(guān)系、即補償殘存像差在每個信息層都不同的現(xiàn)象。
將光盤的基片厚度作為參數(shù)，基片厚度偏差與三次球面像差及像差總和的關(guān)系示于圖11中。在此，像差總和包含三次球面像差及次數(shù)高于三次的球面像差。在圖11中，由像差補償器加以補償以便在基片厚度為0時三次球面像差為0。此外，在圖11中基片厚度偏差指的是，與第一層、第二層的本來的厚度(例如，第一層為100μm，第二層為110μm)的偏差、即是厚度的相對值，而且它不是能用rms等可以表示的厚度變動的平均值，而是一種瞬時值。如圖11所示，將第一信息層與第二信息層相比，雖然三次球面像差量相同但是殘存的高次像差量卻不同。即使像差檢測單元獲取五次或五次以上的高次像差量，也仍然存在與像差檢測單元沒有檢測到的更高次的像差成份之差。其結(jié)果，由像差檢測單元可以獲取的像差量與最佳記錄補償量之間的關(guān)系，在每個信息層之間都是互不相同的，因此需要相當(dāng)于學(xué)習(xí)單元(未圖示)的程序，以在每個信息層預(yù)先學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系用于記錄補償，并將其結(jié)果存儲。由此，現(xiàn)有技術(shù)中存在，隨著信息層增加而學(xué)習(xí)時間及程序量也相應(yīng)增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，目的在于提供一種光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法，該裝置及方法在采用具有多個信息層的光記錄介質(zhì)時也可以不需要增加為學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系所需的學(xué)習(xí)時間，并且對每個信息層都可以獲得最佳記錄特性。
在本發(fā)明的光學(xué)頭裝置中，輸出控制單元根據(jù)波前變換單元的驅(qū)動量、及有關(guān)該驅(qū)動量與光源的輸出的關(guān)系的信息，對光源的輸出進(jìn)行控制。
本發(fā)明的目的、特征、方面、及優(yōu)點，通過下述詳細(xì)說明及附圖，會變得更為清楚。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的光學(xué)頭裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是在本發(fā)明的實施例1的光學(xué)頭裝置中，表示由像差檢測單元傳送到驅(qū)動單元的驅(qū)動量和與此相對應(yīng)的光源的最佳輸出的關(guān)系的示意圖。
圖3是在本發(fā)明的實施例l的光學(xué)頭裝置中，表示光記錄介質(zhì)的基片厚度和與此相對應(yīng)的驅(qū)動單元的驅(qū)動量之間的關(guān)系的示意圖。
圖4是光記錄介質(zhì)9的俯視圖。
圖5是光記錄介質(zhì)9的部分放大俯視圖。
圖6是表示學(xué)習(xí)的步驟的流程圖。
圖7是表示通過學(xué)習(xí)所得到的驅(qū)動量與最佳記錄功率的關(guān)系的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施例1的光學(xué)頭裝置的另一種結(jié)構(gòu)實例的示意圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施例2的光學(xué)頭裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施例3的多層光記錄裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11是將光盤的基片厚度作為參數(shù)，表示基片厚度偏差與三次球面像差及像差總和的關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進(jìn)行說明。
(實施例1)圖1是表示本發(fā)明的實施例1的光學(xué)頭裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。該光學(xué)頭裝置101包括，光源1、準(zhǔn)直透鏡(collimator lens)2、光束分裂器(beamsplitter)3、波前變換單元(wavefront converting means)4、聚光透鏡8、檢測光學(xué)系統(tǒng)(detection optical system)10、光檢測器(light detector)11、像差檢測單元(aberration detecting means)12及輸出控制單元13。光源1以半導(dǎo)體激光器為佳，射出405nm的激光。準(zhǔn)直透鏡2將由光源1射出的激光轉(zhuǎn)換為平行光。光束分裂器3使光路分枝。波前變換單元4，包括凸透鏡5、凹透鏡6及驅(qū)動單元7。驅(qū)動單元7驅(qū)動凹透鏡6。作為驅(qū)動單元7以采用音圈電動機(voice coil motor)為宜。
光記錄介質(zhì)9是光學(xué)頭裝置101讀出并寫入數(shù)據(jù)的對象，它具備多個信息層9a、9b及9c。在下面舉出的實例中，雖然以多個信息層為三層為例進(jìn)行說明，但是當(dāng)然不用說，作為本發(fā)明的對象的光記錄介質(zhì)的信息層數(shù)量不只局限于三層。檢測光學(xué)系統(tǒng)10，聚集來自光記錄介質(zhì)9的反射光。像差檢測單元12，例如，根據(jù)通過光檢測器11所得到的信號檢測出三次球面像差，為驅(qū)動驅(qū)動單元7以便降低所檢測的三次球面像差(例如降低到最小)，向驅(qū)動單元7傳輸驅(qū)動量，并將該驅(qū)動量傳送到后面將要說明的輸出控制單元13。輸出控制單元13根據(jù)像差檢測單元12所輸出的驅(qū)動量控制光源1的輸出。
輸出控制單元13包括學(xué)習(xí)單元51，利用該學(xué)習(xí)單元51初期學(xué)習(xí)由像差檢測單元12預(yù)先傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量與最佳記錄功率的關(guān)系。具體而言，學(xué)習(xí)單元51，根據(jù)光記錄介質(zhì)9的各信息層9a～9c的基片厚度(是指從光記錄介質(zhì)9的光接收側(cè)的表面到各信息層的距離)的偏差，學(xué)習(xí)應(yīng)該如何調(diào)整射入到聚光透鏡8的激光強度。該考慮到偏差而學(xué)習(xí)從而獲得的信息，則成為有關(guān)像差總和的最佳記錄功率的信息，該像差總和是將三次球面像差及三次以外的其它球面像差都考慮在內(nèi)的像差總和。學(xué)習(xí)單元51將學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、即通過學(xué)習(xí)所獲得的信息存儲在例如輸出控制單元13所包含的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲器52中。
輸出控制單元13，根據(jù)由學(xué)習(xí)單元51學(xué)習(xí)而獲得的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)及由像差檢測單元12輸出的驅(qū)動量，使脈沖發(fā)光的發(fā)光時間或峰值水平改變，以此控制記錄功率。學(xué)習(xí)單元51，在作為對象的多個信息層9a～9c的光記錄介質(zhì)9被安裝在裝置上時，只要分別進(jìn)行學(xué)習(xí)即可。
輸出控制單元13，或者，輸出控制單元13及像差檢測單元12可采用根據(jù)存儲在ROM(只讀存儲器)等存儲器中的程序運作的電腦來實現(xiàn)。該程序可通過ROM、CD-ROM(只讀光盤)等記錄介質(zhì)提供，也可通過網(wǎng)絡(luò)等傳輸介質(zhì)提供。
圖2是表示由像差檢測單元12傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量和與此相對應(yīng)的光源1的最佳記錄功率的關(guān)系的示意圖。傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量，與為降低由像差檢測單元12檢測的像差(例如降低到最小)而驅(qū)動時的驅(qū)動量相對應(yīng)。如圖所示，傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量與光源1的輸出是1對1的關(guān)系。
若實際像差不包括超過由像差檢測單元12所檢測的像差次數(shù)(例如為三次，以下簡稱“檢測次數(shù)”)的高次球面像差，而且通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定驅(qū)動量使驅(qū)動單元7適當(dāng)動作，從而可使檢測次數(shù)的球面像差不僅僅是單純地降低而且始終保持為0的話，驅(qū)動量與最佳記錄功率的關(guān)系則如曲線C1所示，可用水平直線表示出來。即，此時最佳記錄功率可以不依賴于驅(qū)動量而為一定不變。然而，現(xiàn)實的像差是包括超過檢測次數(shù)的高次像差的，正是因為如此，最佳記錄功率如曲線C所示，是由驅(qū)動量而定的。
一旦像差(aberration)發(fā)生，在信息層9a等上面所形成的聚光點則擴散，由此作為聚光點的中心部位而且有助于讀出并寫入信息的有效部位的功率隨之下降。通過提高光源1所輸出的激光，可以補償有效部位的所下降的功率。這樣，現(xiàn)實的像差越大，最佳記錄功率則越高。
由像差檢測單元12傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量，隨光記錄介質(zhì)的基片厚度而相應(yīng)變化。圖3是表示光記錄介質(zhì)9的基片厚度和與此相對應(yīng)的驅(qū)動單元7的驅(qū)動量的關(guān)系的示意圖。基片厚度，根據(jù)光學(xué)頭裝置101讀出并寫入數(shù)據(jù)的對象、即照射聚光點的對象為信息層9a～9c中的哪一層，而有所不同。為此，當(dāng)作為對象的信息層在9a～9c之間變動時，通過后述的聚焦控制，聚光透鏡8也隨之沿著光軸移動。盡管如此，并非通過聚焦控制就可以消滅像差。如圖3所示，對于與信息層9b相對應(yīng)的基片厚度，即使在驅(qū)動量為0的條件下檢測次數(shù)的球面像差成為0，若因作為對象的信息層不同等原因而基片厚度有所不同，則會產(chǎn)生檢測次數(shù)的球面像差，為了補償此像差，則需要一定的驅(qū)動量。驅(qū)動單元7被驅(qū)動，使得基片厚度越大則射入到聚光透鏡8的光越趨于發(fā)散光；而基片厚度越小則越趨于會聚光。
不論是起因于信息層不同，還是起因于基片厚度偏差，基片厚度與驅(qū)動量之間的關(guān)系都是如圖3所示的1對1的關(guān)系。為此，如圖2例示，最佳記錄功率與驅(qū)動量之間也呈現(xiàn)1對1的關(guān)系。圖3例示的基片厚度與驅(qū)動量之間的關(guān)系，反映了當(dāng)使驅(qū)動量為0時的基片厚度與檢測次數(shù)的球面像差之間的關(guān)系。因此，圖2示意的是，有關(guān)作為對象的信息層、基片厚度偏差及檢測次數(shù)的球面像差等的信息是被縮約成驅(qū)動量這一單一的量，而驅(qū)動量與最佳記錄功率之間是1對1的關(guān)系。因此，可以只按驅(qū)動量對激光功率進(jìn)行最佳的設(shè)定。
如圖3例示，當(dāng)聚光點的對象為信息層9c，而且以其本來的基片厚度(例如平均值)t為準(zhǔn)產(chǎn)生了基片厚度的偏差Δt時，像差檢測單元12只要將與基片厚度t相對應(yīng)的驅(qū)動量D沿曲線增加ΔD即可。然后，輸出控制單元13，沿著圖2所示的驅(qū)動量與最佳記錄功率的關(guān)系曲線C，只要將最佳記錄功率從與驅(qū)動量D相對應(yīng)的功率P移動到與驅(qū)動量的變動量ΔD相對應(yīng)的ΔP即可。
最佳記錄功率與用于使檢測次數(shù)的球面像差最小的驅(qū)動量之間的關(guān)系、即如圖2例示的曲線C的形狀，取決于每個光記錄介質(zhì)9的基片厚度、信息層的數(shù)量等結(jié)構(gòu)上的不同點，或光學(xué)頭裝置101本身的特性變動等。為此，如上所述，通過學(xué)習(xí)掌握最佳記錄功率與驅(qū)動量的關(guān)系是比較現(xiàn)實的方法。至于學(xué)習(xí)次序以后另行詳述。
如圖3所示，為校正在光記錄介質(zhì)9所產(chǎn)生的球面像差應(yīng)驅(qū)動的驅(qū)動單元7的驅(qū)動量，根據(jù)聚光點位于作為記錄對象的光記錄介質(zhì)中的哪一個信息層而有所不同。由此，根據(jù)驅(qū)動量的值可以得知聚光點是位于哪一信息層。因此，通過輸出控制單元13接收傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量，輸出控制單元13則可以接收到聚光點是位于光記錄介質(zhì)的信息層9a～9c中的哪一層；三次球面像差及起因于聚光點所在的信息層的基片厚度變動的像差之和(像差總和)等有關(guān)信息。
實施例1的光學(xué)頭裝置101的結(jié)構(gòu)是，將由像差檢測單元12傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量，與由輸出控制單元13預(yù)先學(xué)習(xí)的驅(qū)動量及光源1的最佳功率之間的關(guān)系對應(yīng)起來，從而控制光源1的輸出。
下面返回到圖1，就光學(xué)頭裝置101的運作沿著光的途徑及信號的途徑進(jìn)行說明。由光源1射出的光通過準(zhǔn)直透鏡2被轉(zhuǎn)換為平行光，再通過光束分裂器3該光路被切換并指向聚光透鏡8。波前變換單元(wavefrontconverting means)4，當(dāng)來自像差檢測單元12的校正量(即是驅(qū)動量)的信號為0時將射入的平行光的光束尺寸改變成平行光而射出。
透過波前變換單元4的光，通過聚光透鏡8聚集到光記錄介質(zhì)9的信息層9a、9b、9c中的其中任一層上。聚光透鏡8被設(shè)計成，當(dāng)以驅(qū)動量為0對信息層9b進(jìn)行聚光時，三次球面像差成為0(此時高次的球面像差也最小)，此時在與信息層9b相比基片厚度較大的信息層9c及基片厚度較小的信息層9a上分別產(chǎn)生三次球面像差。來自光記錄介質(zhì)9的反射光，經(jīng)過聚光透鏡8、波前變換單元4、光束分裂器3，再透過檢測光學(xué)系統(tǒng)10而被聚光到光檢測器11上。在光檢測器11，利周知的光點直徑檢測法(spot sizedetection method)或三維激光定位法(three-beam method)等聚焦誤差信號檢測、及跟蹤誤差檢測法，可獲得為驅(qū)動聚光透鏡8所需的伺服信號。
像差檢測單元12，通過光檢測器11的信號，利用在現(xiàn)有技術(shù)中所述的方法檢測球面像差，移動凹透鏡6的位置以降低球面像差(例如降低到最小)。由像差檢測單元12所輸出的驅(qū)動量，不但被傳送到波前變換單元4的驅(qū)動單元7，也被傳送到輸出控制單元13。輸出控制單元13，根據(jù)被輸入的來自像差檢測單元12的輸出(在此實例中是驅(qū)動單元7的驅(qū)動量)控制光源1的輸出。
輸出控制單元13，如已經(jīng)說明過的那樣，將由像差檢測單元12所輸出的驅(qū)動單元7的驅(qū)動量和與此相對應(yīng)的最佳記錄功率之間的關(guān)系，通過學(xué)習(xí)單元51預(yù)先進(jìn)行學(xué)習(xí)。圖4是光記錄介質(zhì)9的概略俯視圖。光記錄介質(zhì)9除了具有用于記錄用戶數(shù)據(jù)的信息記錄區(qū)域31之外，還具有用于進(jìn)行學(xué)習(xí)動作的試驗記錄區(qū)域32，其中該試驗記錄區(qū)域32是用于試驗性地記錄特別指定的數(shù)據(jù)并測定其信號品質(zhì)，以求得最佳記錄條件的區(qū)域。如圖5所示，在試驗記錄區(qū)域32的多個區(qū)間32(1)～32(K)的每個區(qū)間，記錄有具有不同輸出的試驗數(shù)據(jù)。
圖6是表示學(xué)習(xí)單元51執(zhí)行的學(xué)習(xí)動作的次序的流程圖。學(xué)習(xí)單元51，在開始處理之后，首先將作為寫入試驗數(shù)據(jù)的對象的信息層設(shè)定為第一層(例如信息層9a)(S1)。接下來，學(xué)習(xí)單元51，將適于作為對象的信息層的驅(qū)動量設(shè)定在像差檢測單元12中(S2)。由此，驅(qū)動單元7驅(qū)動波前變換單元4以補償檢測次數(shù)的球面像差。接下來，學(xué)習(xí)單元51，將光源1的輸出P設(shè)定為初始值P0(S3)。接下來，學(xué)習(xí)單元51，通過驅(qū)動光源1，例如在試驗記錄區(qū)域的區(qū)間32(1)寫入試驗數(shù)據(jù)(S4)。接下來，學(xué)習(xí)單元51，判斷輸出P是否為最終輸出(S5)，輸出P若不是最終輸出(在S5回答為No)則增加輸出P(S6)，再次執(zhí)行步驟S3～S5的處理。即學(xué)習(xí)單元51將輸出P由初始值P0依次增加并寫入試驗數(shù)據(jù)直到最終值為止。學(xué)習(xí)單元51，每當(dāng)輸出P增加，則在例如區(qū)間32(1)～32(K)依次記錄試驗數(shù)據(jù)。
試驗數(shù)據(jù)寫入完畢(在S5回答為Yes)之后，學(xué)習(xí)單元51讓光檢測器11例如從區(qū)間32(1)～32(K)依次讀出試驗數(shù)據(jù)(S7)。接下來學(xué)習(xí)單元51測定所讀出來的試驗數(shù)據(jù)的跳變(jitter)(即，被再生的數(shù)據(jù)的位置相對于作為基準(zhǔn)的時鐘的變動量)(S8)。接下來，學(xué)習(xí)單元51判斷與最佳跳變相對應(yīng)的輸出P(S9)。接下來，將所判斷的輸出P作為最佳記錄功率與驅(qū)動量對應(yīng)起來，存儲到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲器52中(S10)。接下來，學(xué)習(xí)單元51，判斷信息層是否為最終層(S11)，若不是最終層，學(xué)習(xí)單元51將作為對象的信息層設(shè)定成下一層(S12)，再次執(zhí)行步驟S2以后的處理。另一方面，在步驟S11的判斷中，信息層若是最終層，學(xué)習(xí)單元51則結(jié)束學(xué)習(xí)動作。
通過以上的學(xué)習(xí)，將與多個驅(qū)動量相對應(yīng)的最佳記錄功率作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)而取得，且存儲到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲器52中。當(dāng)光記錄介質(zhì)9具有三層信息層9a、9b、9c時，例如與圖7所示的三個數(shù)據(jù)點Q1、Q2、Q3相對應(yīng)的驅(qū)動量及最佳記錄功率的組合即可以通過學(xué)習(xí)來取得。由于區(qū)間32(1)～32(K)是沿光記錄介質(zhì)9的大約一周被分配，因此在學(xué)習(xí)過程中，因基片厚度偏差而產(chǎn)生的驅(qū)動量的變動成份、即驅(qū)動量的交流成份(亦稱高頻成份)是很微小的。其結(jié)果，如在圖7中的數(shù)據(jù)點Q1～Q3例示，通過學(xué)習(xí)只獲取了驅(qū)動量不變動的成份、即與信息層的不同所對應(yīng)的驅(qū)動量的直流成份。因此，學(xué)習(xí)單元51，根據(jù)數(shù)據(jù)點Q1～Q3，例如通過利用多項式或樣條函數(shù)(splinefunction)執(zhí)行內(nèi)插，從而獲得如圖7中的曲線所示的最佳記錄功率與驅(qū)動量之間的關(guān)系。所獲得的最佳記錄功率與驅(qū)動量之間的關(guān)系作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)被存儲在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲器52中，用于由輸出控制單元13的輸出控制。
由于輸出控制單元13是根據(jù)通過學(xué)習(xí)所獲得的信息輸出記錄功率的，因此各信息層的像差總和與最佳記錄功率是以1對1的關(guān)系互相對應(yīng)起來的，由此可以按光記錄介質(zhì)的每個信息層9a～9c調(diào)整射入到聚光透鏡8的激光束的會聚及發(fā)散的比例。由于此時輸入到輸出控制單元13的量(也就是傳送到驅(qū)動單元7的驅(qū)動量)中包含如上所述的有關(guān)聚光點是位于光記錄介質(zhì)的信息層9a～9c中的哪一層的信息、及有關(guān)球面像差的信息，因此無需另行測定聚光點是位于光記錄介質(zhì)的信息層9a～9c中的哪一層。
由此，如果通過預(yù)先初始學(xué)習(xí)從而獲得驅(qū)動量與最佳記錄功率的關(guān)系的話，則無需另行獲得有關(guān)應(yīng)記錄的信息層的信息，且無需像以往一樣必須按每個信息層分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此用簡單的程序即可進(jìn)行記錄功率的最佳化，以此加快裝置的啟動。
另外，與根據(jù)像差量進(jìn)行功率控制的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是即使檢測像差量為0，驅(qū)動量若不是0，則進(jìn)行記錄補償，由此可使基片厚度誤差與記錄補償量之間的關(guān)系更加簡化。
另外，如果通過濾波器將驅(qū)動量分為直流成份(相當(dāng)于圖3的D)及高頻成份(相當(dāng)于圖3的ΔD)，如上所述，直流成份是與各信息層相對應(yīng)的；而高頻成份是與隨光記錄介質(zhì)移動而產(chǎn)生的基片厚度變動(相當(dāng)于圖3的Δt)相對應(yīng)的，因此也可以根據(jù)驅(qū)動量的直流成份與高頻成份的乘積對輸出進(jìn)行控制。如圖7例示，在各數(shù)據(jù)點Q1～Q3的曲線傾斜G1～G3是與驅(qū)動量成比例的，或至少是隨驅(qū)動量一同增大的。因此，通過將驅(qū)動量的高頻成份乘以直流成份，可以以良好的精度獲得最佳記錄功率的高頻成份。如果是圖7中所例示的二次曲線(拋物線)，因為曲線的傾斜G1～G3是與驅(qū)動量成比例關(guān)系的，因此最佳記錄功率的高頻成份(相當(dāng)于圖2的ΔP)是與驅(qū)動量的直流成份D和高頻成份ΔD的乘積成比例的，由此而獲得的最佳記錄功率的高頻成份的精度為最好。
另外，由于高頻成份的變動量一般為微小，而通過使其乘以直流成份，可以加大高頻成份的振幅，這樣不僅僅可以進(jìn)行更高精度的光量控制，而且由于直流成份的大小是隨聚光點所在的信息層而有所不同，因此若能夠發(fā)現(xiàn)直流成份與交流成份的乘積的變動量的最大振幅，還可以獲得有關(guān)現(xiàn)在記錄再生的對象的信息層的位置的信息。
另外，通過將驅(qū)動量分為微小的高頻成份和較大的直流成份，可以分別采用適于各成份的電路系統(tǒng)。而且，不僅僅是可以將高頻成份和直流成份以1比1的關(guān)系相乘來取得，還可以將某一方的比例加大來求得其乘積。
另外，光學(xué)頭裝置101將由像差檢測單元12輸出到波前變換單元4(更詳細(xì)地說是驅(qū)動單元7)的驅(qū)動量原封不動地直接反饋到輸出控制單元13。對此，如圖8所示的光學(xué)頭裝置101A，還可以設(shè)置一用于檢測凹透鏡6的驅(qū)動量的驅(qū)動量檢測單元55，而將所檢測到的驅(qū)動量反饋到輸出控制單元13。作為驅(qū)動量檢測單元55，可以采用以往周知的各種移動量檢測器。
(實施例2)圖9是表示本發(fā)明的實施例2的光學(xué)頭裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖9中對于與圖1相同的部件賦予相同編號因而省略其說明。圖9所示的波前變換單元14，在電極62a與電極62b之間夾入液晶元件61。眾所周知，由于對液晶元件施加電壓則可以改變直線偏振光的相位，因此本發(fā)明設(shè)置周知的同軸排列的多個環(huán)帶電極(coaxially aligned annular electrodes)作為電極62a及電極62b，通過對每個環(huán)帶電極改變驅(qū)動電壓，從而可以校正球面像差。而且，同樣眾所周知，通過使各環(huán)帶電極分割為放射狀，也可以校正慧形像差(coma aberration)。如上所述，實施例2的光學(xué)頭裝置102，由于采用了包括液晶元件61的波前變換單元14，由此可以減少消耗電力，并且還可以校正慧形像差。
(實施例3)下面用圖10對實施例3的光學(xué)頭裝置的光記錄裝置進(jìn)行說明。如圖10所示，該光記錄裝置103包括光學(xué)頭裝置15、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元17、電路板18及電源19。光學(xué)頭裝置15為實施例1或者實施例2的光學(xué)頭裝置101、101A或102。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元17具備電動機，支撐作為光記錄介質(zhì)的一個實例的光盤16并使其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。其中，光盤16具有多個信息層。
光學(xué)頭裝置15，將其與光盤16的位置關(guān)系相對應(yīng)的信號傳送到電路板18。電路板18演算該信號，輸出用于使光學(xué)頭裝置15或光學(xué)頭裝置15內(nèi)的聚光透鏡8微動的信號。光學(xué)頭裝置15或光學(xué)頭裝置15內(nèi)的聚光透鏡8，通過電路板18，對光盤16進(jìn)行聚焦伺服及跟蹤伺服，對光盤16進(jìn)行信息讀出、或?qū)懭牖騽h除。其中，電路板18具有聚焦伺服驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)、跟蹤伺服驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)以及具有用于控制這些驅(qū)動機構(gòu)并進(jìn)行信息讀出、寫入或刪除等動作的電路。電源19也可以為連接至外部電源的連接部。電源19向電路板18、光學(xué)頭裝置的驅(qū)動機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元17及聚光透鏡驅(qū)動裝置提供電力。此外，連接至電源或外部電源的連接接頭，即使在每個驅(qū)動電路上分別被設(shè)置也沒有任何問題。
采用本發(fā)明的光學(xué)頭裝置的光記錄裝置的優(yōu)點是，可簡化對每個信息層的記錄補償學(xué)習(xí)，也使記錄補償程序簡化，從而可加快裝置啟動的速度。
(實施例的概括)如上所述，本發(fā)明的各種實施例可以概括成如下。
本發(fā)明的光學(xué)頭裝置包括光源、將來自所述光源的光聚光到具有多個信息層的光記錄介質(zhì)的所希望的信息層上的聚光單元、設(shè)置在所述光源與所述聚光單元之間的波前變換單元、檢測在所述所希望的信息層的聚光點的像差的像差檢測單元以及控制所述光源的輸出的輸出控制單元；其中所述波前變換單元被驅(qū)動以降低由所述像差檢測單元所檢測的像差量，所述輸出控制單元具有預(yù)先學(xué)習(xí)所述波前變換單元的驅(qū)動量與所述光源的輸出之間的關(guān)系的信息，根據(jù)按所述聚光點的像差的所述波前變換單元的驅(qū)動量與所述信息，對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
采用上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)頭裝置，由于利用提供給波前變換單元的輸出信號對光源的輸出進(jìn)行控制，不但可以簡單地進(jìn)行對多個信息層的記錄補償，而且由于不是像以往的裝置一樣必需按每個信息層分別學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系、而只要對波前變換單元的驅(qū)動量與光源的輸出的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)即可，因此還可以縮短學(xué)習(xí)所需的時間，也可以減少用于學(xué)習(xí)的程序量，從而可以加快啟動速度。
而且，所述光學(xué)頭裝置，還可以包括用于檢測所述波前變換單元的驅(qū)動量的驅(qū)動量檢測單元，而所述輸出控制單元根據(jù)由所述驅(qū)動量檢測單元所檢測的驅(qū)動量對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，可在校正與光記錄介質(zhì)的各信息層相對應(yīng)各球面像差的同時，對光源功率進(jìn)行最佳的控制。
另外，所述輸出控制單元，還可以根據(jù)輸入到所述波前變換單元的驅(qū)動量的直流成份與交流成份之乘積對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，由于可以加大高頻成份的振幅，因此可以進(jìn)行精度更高的光量控制，而且若能夠查到直流成份與交流成份的乘積的變動量的最大振幅，則可以獲得有關(guān)現(xiàn)在成為記錄再生的對象的信息層的位置的信息，由此輸出控制單元可以對光源功率進(jìn)行控制以達(dá)到對光記錄介質(zhì)的各信息層來說都是最佳的光量。
而且，所述波前變換單元還可以是液晶元件。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，可在校正光記錄介質(zhì)的各信息層各有的球面像差的同時，對光源功率進(jìn)行最佳的控制。
另外，所述波前變換單元最好還包括多個透鏡及驅(qū)動所述多個透鏡中的任何一個以改變所述多個透鏡之間的距離的透鏡驅(qū)動單元，其中所述透鏡驅(qū)動單元最好被驅(qū)動以降低由所述像差檢測單元所檢測的像差量。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，可在校正光記錄介質(zhì)的各信息層各有的球面像差的同時，對光源功率進(jìn)行最佳的控制。
而且，所述輸出控制單元還可以根據(jù)所述驅(qū)動量及所述信息，對所述光源的輸出進(jìn)行控制，以補償通過所述波前變換單元無法補償?shù)母叽吻蛎嫦癫睢?br> 此外，本發(fā)明還提供一種光記錄裝置，包括所述光學(xué)頭裝置及使光記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元。
根據(jù)本發(fā)明的上述光記錄裝置，不但可以簡單地進(jìn)行多個信息層的記錄補償，而且由于不是像以往的裝置一樣按每個信息層分別學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系、而是學(xué)習(xí)波前變換單元的驅(qū)動量與光源的輸出的關(guān)系的，因此還可以縮短學(xué)習(xí)所需的時間，也可以減少用于學(xué)習(xí)的程序量，從而可以加快啟動速度。
另外，本發(fā)明還提供一種光記錄方法，在具有多個信息層的光記錄介質(zhì)上通過光源的聚光點來記錄信息，它預(yù)先學(xué)習(xí)在使波前變換單元運作以降低所述聚光點的像差時的驅(qū)動量與所述光源的輸出之間的關(guān)系，之后檢測所述聚光點的像差，驅(qū)動波前變換單元以降低所述像差，并根據(jù)所述波前變換單元的驅(qū)動量控制所述光源的輸出。
根據(jù)本發(fā)明的上述光記錄方法，不但可以簡單地進(jìn)行多個信息層的記錄補償，而且由于不是像以往的裝置一樣必需按每個信息層分別學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系、而是學(xué)習(xí)波前變換單元的驅(qū)動量與光源的輸出的關(guān)系，因此還可以縮短學(xué)習(xí)所需的時間，也可以減少用于學(xué)習(xí)的程序量，從而可以加快啟動速度。
雖然對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，然而如上所述的說明只是對本發(fā)明的一種舉例，并不是對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的前提下，還可以想到尚未舉出的無數(shù)變形實例。
工業(yè)實用性本發(fā)明的光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法，在采用具有多個信息層的光記錄介質(zhì)時也不需要增加為學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量之間的關(guān)系所需的學(xué)習(xí)時間，可以獲得每個信息層的最佳記錄特性，因此具有實用性。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)頭裝置，其特征在于包括光源；將來自所述光源的光聚光到具有多個信息層的光記錄介質(zhì)的所希望的信息層上的聚光單元；設(shè)置在所述光源與所述聚光單元之間的波前變換單元；檢測在所述所希望的信息層的聚光點的像差的像差檢測單元；以及控制所述光源的輸出的輸出控制單元；其中，所述波前變換單元被驅(qū)動以使由所述像差檢測單元所檢測的像差量降低；所述輸出控制單元具有預(yù)先學(xué)習(xí)了所述波前變換單元的驅(qū)動量與所述光源的輸出之間的關(guān)系的信息，根據(jù)與所述聚光點的像差相對應(yīng)的所述波前變換單元的驅(qū)動量和所述信息，對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于還包括，檢測所述波前變換單元的驅(qū)動量的驅(qū)動量檢測單元，其中，所述輸出控制單元，根據(jù)由所述驅(qū)動量檢測單元所檢測的驅(qū)動量，對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于，所述輸出控制單元，根據(jù)輸入到所述波前變換單元的驅(qū)動量的直流成份與交流成份之乘積，對所述光源的輸出進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一項所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于，所述波前變換單元為液晶元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一項所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于，所述波前變換單元包括多個透鏡及驅(qū)動所述多個透鏡中的任何一個以改變所述多個透鏡之間的距離的透鏡驅(qū)動單元，其中，所述透鏡驅(qū)動單元被驅(qū)動以使由所述像差檢測單元所檢測的像差量降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任何一項所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于，所述輸出控制單元，根據(jù)所述驅(qū)動量及所述信息，對所述光源的輸出進(jìn)行控制，以補償通過所述波前變換單元無法補償?shù)母叽吻蛎嫦癫睢?br> 7.一種光記錄裝置，其特征在于包括，根據(jù)權(quán)利要求1至6的任何一項所述的光學(xué)頭裝置；及使光記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元。
8.一種光記錄方法，在具有多個信息層的光記錄介質(zhì)上通過光源的聚光點記錄信息，其特征在于包括以下的步驟在預(yù)先學(xué)習(xí)了使波前變換單元動作以降低所述聚光點的像差時的驅(qū)動量與所述光源的輸出之間的關(guān)系之后；檢測所述聚光點的像差；驅(qū)動所述波前變換單元以降低所述像差；根據(jù)所述波前變換單元的驅(qū)動量來控制所述光源的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法，其目的在于當(dāng)采用具有多個信息層的光記錄介質(zhì)時不需要增加為學(xué)習(xí)像差量與最佳記錄補償量的關(guān)系所需的學(xué)習(xí)時間，也可以獲得每個信息層的最佳記錄特性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光學(xué)頭裝置、光記錄裝置及光記錄方法，驅(qū)動波前變換單元4以降低由像差檢測單元12所檢測的像差量。輸出控制單元13具有預(yù)先學(xué)習(xí)了波前變換單元14的驅(qū)動量與光源1的輸出的關(guān)系而獲得的學(xué)習(xí)信息，并根據(jù)波前變換單元4的驅(qū)動量及該學(xué)習(xí)信息，對光源1的輸出進(jìn)行控制。
文檔編號G11B7/135GK1692415SQ20038010036
公開日2005年11月2日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者伊藤達(dá)男, 鹽野照弘, 山本博昭, 西野清治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社