光学拾波器.pdf

一种光学拾波器，包括用于BD的激光二极管、用于DVD和CD的激光二极管、准直透镜、用于BD的物镜。从用于BD的激光二极管发出的蓝色激光束穿过准直透镜以变成平行光线，这些平行光线进入用于BD的物镜。从用于DVD和CD的激光二极管发出的其它红色激光束和红外线激光束穿过准直透镜以变成发散的非平行光线，这些发散的非平行光线进入用于BD的物镜。以此方式，放置光学元件。

1.  一种光学拾波器，包括：
第一光源，用于第一光盘；
第二光源，用于第二光盘，该第二光盘的密度比该第一光盘的密度低；
准直透镜；以及
物镜，用于该第一光盘，其中
从该第一光源发出的第一光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，
从该第一光源至该准直透镜主平面的第一光束的光轴长度与在第一光束波长下的该准直透镜的焦距相等，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第一光束变成平行光线，
从该第二光源发出的第二光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，以及
从该第二光源至该准直透镜主平面的第二光束的光轴长度比在第二光束波长下的该准直透镜的焦距短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第二光束变为非平行光线。

2.  如权利要求1所述的光学拾波器，其中进入用于该第一光盘的物镜的第二光束的非平行度被调节为，使得当用于该第一光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在该第二光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。

3.  如权利要求2所述的光学拾波器，还包括液晶元件，用于纠正在该第二光盘的记录表面上产生的球差。

4.  如权利要求1所述的光学拾波器，还包括：
单片激光二极管芯片，具有该第二光源和用于第三光盘的第三光源，该第三光盘的密度比该第一光盘的密度低，以及
全息元件，放置在从该单片激光二极管芯片至该准直透镜的光路上，其中
从该第三光源发出的第三光束进入该全息元件，
从该全息元件射出的第三光束的光轴与第二光束的光轴重叠，并且
当与第三光束具有相同波长的平行光线进入该准直透镜时，从该第三光源至该准直透镜主平面的第三光束的光轴长度比从该全息元件射出的光被聚焦的位置至该准直透镜主平面的光轴长度短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第三光束变为非平行光线。

5.  如权利要求4所述的光学拾波器，其中进入用于该第一光盘的物镜的第三光束的非平行度被调节为，使得当用于该第一光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在该第三光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。

6.  如权利要求5所述的光学拾波器，还包括液晶元件，用于纠正在该第三光盘的记录表面上产生的球差。

7.  如权利要求2所述的光学拾波器，还包括：
单片激光二极管芯片，具有该第二光源和用于第三光盘的第三光源，该第三光盘的密度比该第一光盘的密度低，以及
全息元件，放置在从该单片激光二极管芯片至该准直透镜的光路上，其中
从该第三光源发出的第三光束进入该全息元件，
从该全息元件射出的第三光束的光轴与第二光束的光轴重叠，并且
当与第三光束具有相同波长的平行光线进入该准直透镜时，从该第三光源至该准直透镜主平面的第三光束的光轴长度比从该全息元件射出的光被聚焦的位置至该准直透镜主平面的光轴长度短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第三光束变为非平行光线。

8.  如权利要求7所述的光学拾波器，其中进入用于该第一光盘的物镜的第三光束的非平行度被调节为，使得当用于该第一光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在该第三光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。

9.  如权利要求8所述的光学拾波器，还包括液晶元件，用于纠正在该第三光盘的记录表面上产生的球差。

10.  如权利要求3所述的光学拾波器，还包括：
单片激光二极管芯片，具有该第二光源和用于第三光盘的第三光源，该第三光盘的密度比该第一光盘的密度低，以及
全息元件，放置在从该单片激光二极管芯片至该准直透镜的光路上，其中
从该第三光源发出的第三光束进入该全息元件，
从该全息元件射出的第三光束的光轴与第二光束的光轴重叠，并且
当与第三光束具有相同波长的平行光线进入该准直透镜时，从该第三光源至该准直透镜主平面的第三光束的光轴长度比从该全息元件射出的光被聚焦的位置至该准直透镜主平面的光轴长度短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第三光束变为非平行光线。

11.  如权利要求10所述的光学拾波器，其中进入用于该第一光盘的物镜的第三光束的非平行度被调节为，使得当用于该第一光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在该第三光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。

12.  如权利要求11所述的光学拾波器，还包括液晶元件，用于纠正在该第三光盘的记录表面上产生的球差。

13.  一种光学拾波器，包括：
第一光源，用于蓝光光盘；
单片激光二极管芯片，具有用于DVD的第二光源和用于CD的第三光源；
准直透镜；
物镜，用于蓝光光盘；以及
全息元件，放置在从该单片激光二极管芯片至该准直透镜的光路上，其中
从该第一光源发出的第一光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，
从该第一光源至该准直透镜主平面的第一光束的光轴长度与在第一光束波长下的该准直透镜的焦距相等，以使从该准直透镜射出并进入用于该蓝光光盘的物镜的第一光束变成平行光线，
从该第二光源发出的第二光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，
从该第二光源至该准直透镜主平面的第二光束的光轴长度比在第二光束波长下的该准直透镜的焦距短，以使从该准直透镜射出并进入用于该蓝光光盘的物镜的第二光束变为非平行光线，
该非平行光线的非平行度被调节为，使得当用于该蓝光光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在DVD的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值，
从该第三光源发出的第三光束进入该全息元件，
从该全息元件射出的第三光束的光轴与第二光束的光轴重叠，
当与第三光束具有相同波长的平行光线进入该准直透镜时，从该第三光源至该准直透镜主平面的第三光束的光轴长度比从该全息元件射出的光被聚焦的位置至该准直透镜主平面的光轴长度短，以使从该准直透镜射出并进入用于该蓝光光盘的物镜的第三光束变为非平行光线，
该非平行光线的非平行度被调节为，使得当用于该蓝光光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在CD的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值，并且
设有液晶元件，用于纠正在DVD和CD的记录表面上产生的球差。

光学拾波器
技术领域
本发明涉及一种支持多种类型光盘的光学拾波器。
背景技术
JP-A-2005-166173公开了光学拾波器的传统实例，其能够在具有不同记录密度的多种类型的光学光盘上记录和读取信息。
近年来，蓝光光盘(以下称为BD)作为一种记录容量比DVD大的光盘变得可以利用。BD使用具有405nm波长的蓝色激光束和具有0.85数值孔径的物镜以将光盘上激光点的直径减至最小来实现高密度。此外，BD的数值孔径大于DVD(数值孔径＝0.6)的数值孔径，并且在BD中由于光盘的倾斜导致彗差变大。因此，BD的覆盖层的厚度设计为0.1mm，即DVD的覆盖层的1/6。
用于在DB上记录和读取信息的装置安装有光学拾波器，为了保持与传统DVD的兼容性，该光学拾波器既支持BD也支持DVD。所研发出来的这种光学拾波器中的一个安装有用于BD的物镜和用于DVD的物镜。当将信息记录在BD上或从BD上读取信息时，从蓝色激光二极管中发出蓝色激光束(波长为405nm)并且通过具有0.85数值孔径的物镜将该蓝色激光束聚焦到光盘上。当将信息记录到DVD上或从DVD上读取信息时，从红色激光二极管中发出红色激光束(波长为650nm)并且通过具有0.6数值孔径的物镜将该红色激光束聚焦到光盘上。
上述光学拾波器既能够支持BD也能够支持DVD，但是它需要两个物镜及其切换机械装置。因此，组件的数量增加，并且很难避免成本的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够以低成本支持多种类型光盘的光学拾波器。
根据本发明方案的光学拾波器包括：第一光源，用于第一光盘；第二光源，用于第二光盘，该第二光盘的密度比该第一光盘的密度低；准直透镜；以及物镜，用于该第一光盘。从该第一光源发出的第一光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，并且从该第一光源至该准直透镜主平面的第一光束的光轴长度与在第一光束波长下的该准直透镜的焦距相等，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第一光束变成平行光线。此外，从该第二光源发出的第二光束的光轴与该准直透镜的光轴重叠，并且从该第二光源至该准直透镜主平面的第二光束的光轴长度比在第二光束波长下的该准直透镜的焦距短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第二光束变为非平行光线。
根据这种结构，一个物镜能够在两种类型光盘上记录和再现信息，并且降低了球差，从而能够降低光学拾波器的成本。
根据本发明的优选实施例，调节进入用于第一光盘的物镜的第二光束的非平行度，以使当用于第一光盘的物镜沿跟踪方向移动到最大时，在第二光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。因此，能够降低在第二光盘上产生的球差和彗差，从而能够防止再现误差或记录故障。
在本发明的另一优选实施例中，光学拾波器还包括液晶元件，该液晶元件用于纠正在第二光盘的记录表面上产生的球差。因此，就能够纠正在如上所述彗差降低时在第二光盘上产生并留下来的球差。
在本发明的又一优选实施例中，光学拾波器还包括：单片激光二极管芯片，具有第二光源和用于第三光盘的第三光源，该第三光源的密度比该第一光盘的密度低；以及全息元件，放置在从该单片激光二极管芯片至该准直透镜的光路上。此外，从该第三光源发出的第三光束进入该全息元件，从该全息元件射出的第三光束的光轴与第二光束的光轴重叠，并且当与第三光束具有相同波长的平行光线进入该准直透镜时，从该第三光源至该准直透镜主平面的第三光束的光轴长度比从该全息元件射出的光被聚焦的位置至该准直透镜主平面的光轴长度短，以使从该准直透镜射出并进入用于该第一光盘的物镜的第三光束变为非平行光线。
根据这种结构，即使一个单片激光二极管芯片用于支持三种类型的光盘，一个物镜也足够用于实现记录和再现信息，同时降低了球差。
在本发明的又一优选实施例中，将进入用于第一光盘的物镜的第三光束的非平行度调节为，以使当用于第一光盘的物镜沿跟踪方向移动最大时，在第三光盘的记录表面上产生的彗差为公差范围内的值。因此，能够降低在第三光盘上产生的球差和彗差，从而能够防止再现误差或记录故障。
在本发明的又一优选实施例中，光学拾波器还包括液晶元件，该液晶元件用于纠正在第三光盘的记录表面上产生的球差。因此，就能够纠正在如上所述彗差降低时在第三光盘上产生并留下来的球差。
注意，例如第一光盘是BD，第二光盘是DVD，以及第三光盘是CD。
根据本发明，能够以低成本提供支持多种类型光盘的光学拾波器。
附图说明
图1示出根据本发明实施例支持在BD、DVD和CD上记录和再现信息的光学拾波器的总体结构；
图2示出从用于DVD和CD的激光二极管至准直透镜的光学系统；
图3A示出从单片激光二极管芯片的用于DVD的光发射点至用于BD的物镜的光学系统；
图3B示出用于彗差仿真的光学系统；
图4为示出当用于BD的物镜移动最大时在DVD上产生的彗差的仿真结果的坐标图；
图5为示出在DVD的记录表面上产生的彗差和当时测量的再现信号的跳动之间关系的实例的坐标图；
图6示出从单片激光二极管芯片的用于CD的光发射点至用于BD的物镜的光学系统；
图7为示出当用于BD的物镜移动最大时在CD上产生的彗差的仿真结果的坐标图；
图8为示出在CD的记录表面上产生的彗差和当时测量的再现信号的跳动之间关系的实例的坐标图。
具体实施方式
现在，参照附图描述本发明的实施例。图1示出根据本发明的实施例支持在BD、DVD和CD上记录和再现信息的光学拾波器的总体结构。
光学拾波器包括用于BD的激光二极管1、二向棱镜2、全息元件3、用于DVD和CD的激光二极管4、偏振光束分光器5、波长选择焦点位置可变元件6、柱面透镜7、光电检测器8、准直透镜9、反射镜10，波长选择光圈11、液晶元件12、四分之一波长板13、用于BD的物镜14、透镜支架15以及致动器16。
首先，当在BD上再现或记录信息时，用于BD的激光二极管1发射波长为405nm的蓝色激光束。从用于BD的激光二极管1所发出的蓝色激光束依次穿过二向棱镜2和偏振光束分光器5进入准直透镜9。
这里，蓝色激光束从用于BD的激光二极管1中包括的激光二极管芯片的光发射点发出，并且将蓝色激光束的光轴调节为与准直透镜9的光轴重叠。而且，从该光发射点至准直透镜9的主平面的蓝色激光束的光轴长度被调节为与在蓝色激光束波长下的准直透镜9的焦距相等。因此，进入准直透镜9的蓝色激光束变成平行光线并且从准直透镜9射出。
从准直透镜9射出的为平行光线的蓝色激光束被反射镜10反射并进入波长选择光圈11。波长选择光圈11根据波长限制其光圈并允许蓝色激光束通过。通过波长选择光圈11的蓝色激光束进入液晶元件12。液晶元件12根据液晶驱动器(未示出)提供的电压来改变穿过的激光束的波前。这里，由于没有对液晶元件12施加电压，因此没有改变穿过的蓝色激光束的波前。穿过液晶元件12的蓝色激光束进一步穿过四分之一波长板13并作为平行光线进入用于BD的物镜14。然后，蓝色激光束在穿过覆盖层(厚度为0.1mm)之后被具有0.85数值孔径的用于BD的物镜14聚焦在光盘17的记录表面上。
被光盘17的记录层反射的蓝色激光束依次穿过用于BD的物镜14、四分之一波长板13、液晶元件12以及波长选择光圈11。然后，该蓝色激光束被反射镜10反射，穿过准直透镜9，进入偏振光束分光器5。由于该蓝色激光束已经穿过四分之一波长板13两次(以两种方式)，所以该蓝色激光束被偏振光束分光器5反射以使其光路弯曲并进入波长选择焦点位置可变元件6。波长选择焦点位置可变元件6根据穿过该元件的激光束的波长来调节激光束的焦点位置，但是它允许该蓝色激光束穿过。穿过波长选择焦点位置可变元件6的蓝色激光束被柱面透镜7散光并且被聚焦在光电检测器8的接收表面上。
从光电检测器8的输出信号产生再现信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号。然后，致动器16根据聚焦误差信号和跟踪误差信号来驱动透镜支架15、四分之一波长板13、液晶元件12和波长选择光圈11，其中透镜支架15支撑用于BD的物镜14。更具体地，致动器16沿聚焦方向(即与光盘表面垂直)来驱动透镜支架15，用于实现聚焦伺服，并且致动器16沿跟踪方向(即光盘的径向方向)驱动透镜支架15，用于实现跟踪伺服。
接下来，当在DVD上再现和记录信息时，用于DVD和CD的激光二极管4发射波长为650nm的红色激光束。从用于DVD和CD的激光二极管4发出的红色激光束穿过全息元件3并且被二向棱镜2反射，以使其光路弯曲。然后，该红色激光束穿过偏振光束分光器5并且进入准直透镜9。
图2示出从用于DVD和CD的激光二极管4到准直透镜9的光学系统。用于DVD和CD的激光二极管4包括单片激光二极管芯片4a、子托台4d、底座4e、芯柱(stem)4f和尾销4g。底座4e安装在具有盘式形状的芯柱4f上，子托台4d安装在底座4e上，单片激光二极管芯片4a安装在子支架4d上。此外，多个尾销4g穿透芯柱4f并且用导线(未示出)连接到单片激光二极管芯片4a。单片激光二极管芯片4a由支持两个波长的单芯片制成并且包括用于DVD的光发射点4b和用于CD的光发射点4c。当通过尾销4g向单片激光二极管芯片4a施加驱动电流时，从用于DVD的光发射点4b发出红色激光束(波长为650nm)，或者从用于CD的光发射点4c发出红外线激光束(波长为780nm)。如图2所示，从用于DVD的光发射点4b发出的红色激光束的光轴被调节为与准直透镜9的光轴重叠。然后，进入准直透镜9的红色激光束作为下述发散的非平行光线从准直透镜9射出。
再次参照图1，从准直透镜9射出的为非平行光线的红色激光束被反射镜10反射并进入波长选择光圈11。红色激光束在其数值孔径被波长选择光圈11限制到0.6之后，进入液晶元件12。液晶元件12被施加来自液晶驱动器(未示出)的电压，并且液晶元件12改变穿过的红色激光束的波前。因此，能够纠正在光盘17的记录表面上产生的球差。
然后，红色激光束穿过四分之一波长板13并且作为非平行光线进入用于BD的物镜14。此后，红色激光束在穿过覆盖层(厚度为0.6mm)之后被具有0.6数值孔径的用于BD的物镜14聚焦在光盘17的记录表面上。
被光盘17的记录层反射的红色激光束依次穿过用于BD的物镜14、四分之一波长板13、液晶元件12以及波长选择光圈11。然后，该红色激光束被反射镜10反射，穿过准直透镜9，并进入偏振光束分光器5。由于该红色激光束已经穿过四分之一波长板13两次(以两种方式)，所以该红色激光束被偏振光束分光器5反射以使其光路弯曲并进入波长选择焦点位置可变元件6。在波长选择焦点位置可变元件6调节红色激光束的焦点位置之后，红色激光束被柱面透镜7散光并被聚焦在光电检测器8的接收表面上。
以与上述BD的情况类似的方式，从光电检测器8的输出信号产生再现信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号，以执行聚焦伺服和跟踪伺服。
接下来，当在CD上再现和记录信息时，用于DVD和CD的激光二极管4发射波长为780nm的红外线激光束。如图2所示，从用于CD的光发射点4c发出并且进入全息元件3的红外线激光束的光轴相对于全息元件3而言是倾斜的，并且从全息元件3发出的红外线激光束的光轴被全息元件3偏转以与从用于DVD的光发散点4b发出的红色激光束的光轴重叠。从全息元件3发出的红外线激光束被二向棱镜2反射以使其光路弯曲。然后，该红外线激光束穿过偏振光束分光器5并进入准直透镜9。进入准直透镜9的红外线激光束变成发散的非平行光线并从准直透镜9射出。
在图1中，从准直透镜9射出的为非平行光线的红外线激光束被反射镜10反射并进入波长选择光圈11。波长选择光圈11将红外线激光束的数值孔径限制为0.45，并且该红外线激光束进入液晶元件12。液晶元件12被施加来自液晶驱动器(未示出)的电压以改变穿过的红外线激光束的波前。因此，能够纠正在光盘17的记录表面上产生的球差。
然后，红外线激光束穿过四分之一波长板13并作为非平行光线进入用于BD的物镜14。然后，红外线激光束在穿过光盘的覆盖层(厚度为1.2mm)之后被具有0.45数值孔径的用于BD的物镜14聚焦在光盘17的记录表面上。
被光盘17的记录层反射的红外线激光束依次穿过用于BD的物镜14、四分之一波长板13、液晶元件12以及波长选择光圈11。然后，该红外线激光束被反射镜10反射，穿过准直透镜9，并进入偏振光束分光器5。由于该红色激光束已经穿过四分之一波长板13两次(以两种方式)，所以该红色激光束被偏振光束分光器5反射以使其光路弯曲并进入波长选择焦点位置可变元件6。然后，由波长选择焦点位置可变元件6调节红外线激光束的焦点位置，并且红色激光束在被柱面透镜7散光之后聚焦在光电检测器8的接收表面上。
以与上述BD的情况类似的方式，从光电检测器8的输出信号产生再现信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号，以执行聚焦伺服和跟踪伺服。
如上所述，当在DVD上再现和记录信息时，进入用于BD的物镜14的红色激光束是发散的非平行光线。如果红色激光束作为平行光线进入用于BD的物镜14，则由于红色激光束与用于BD的蓝色激光束的波长之间的差异或者由于DVD光盘和BD光盘的覆盖层厚度之间的差异而导致在DVD的光盘记录表面上产生球差。为了降低该球差，进入用于BD的物镜14的红色激光束被调节成为发散的非平行光线。
图3A示出从单片激光二极管芯片4a的用于DVD的光发射点4b到用于BD的物镜14的光学系统。但是，省略了除单片激光二极管芯片4a、准直透镜9、波长选择光圈11和用于BD的物镜14之外的其它光学元件。如图3A所示，将单片激光二极管芯片4a和准直透镜9设置成使得从用于DVD的光发射点4b到准直透镜9的主平面S的红色激光束的光轴长度小于在红色激光束波长下的准直透镜9的焦距。因此，从准直透镜9发射的红色激光束变成发散的非平行光线，并且进入用于BD的物镜14的红色激光束变成发散的非平行光线。
如果将进入用于BD的物镜14的红色激光束的非平行度设为较大的值，则球差可以基本为零。但是，如果将非平行度设为过大的值，则彗差增大并且超过允许值，其中该彗差是在通过跟踪伺服沿跟踪方向移动用于BD的物镜14时在光盘的记录表面上产生的。如果彗差超过允许值，则由于串扰会产生再现误差或记录故障。为了避免这种情况，本发明采用以下对策。
如图3B所示，假设：将红色光源18放置在距离用于BD的物镜14的表面为R的位置上；沿跟踪方向移动用于BD的物镜14，以使用于BD的物镜14的光轴从红色光源18发射的红光的光轴处移动；以及将放置在红色光源18与用于BD的物镜14之间的波长选择光圈11与用于BD的物镜14作为一个整体也一起移动。如上所述，由于用于BD的物镜14和波长选择光圈11安装在相同的透镜支架15上，因此它们实际上可作为一个单元移动。在这种情况下，对在光盘记录表面上产生的彗差进行仿真。
图4示出当用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大同时改变距离R时产生的彗差的仿真结果。在图4的坐标图中，水平轴为1/R。当1/R为零即R为无穷大时，进入用于BD的物镜14的光变成平行光线，并且不会产生彗差(变为零)。1/R从零增加得越大，则进入用于BD的物镜14的光的非平行度增加，从而导致彗差增加。
图5示出在DVD记录表面上产生的彗差和当时测量的再现信号的跳动之间的关系的实例。在本实例中，当彗差变为零时，该跳动变为最小值6.4％。如图5所示，如果跳动的允许值(最大值)为7.4％即比最小值6.4％大1％，则彗差的公差变为-0.028至0.028(λrms)。由于当在图4中的1/R为0.012(1/mm)时彗差变为0.028(λrms)，所以在1/R小于或等于0.012(1/mm)的条件下，即使用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大，彗差也仍然落入公差范围内。
下面的公式(1)表示一种条件，即进入如图3A所示的光学系统中用于BD的物镜14的红色激光束的非平行度与进入如图3B所示的在用于BD的物镜14的表面和红色光源18之间具有距离R的光学系统中用于BD的物镜14的红光的非平行度相同。
           |f²/Z|+d＝R   ……(1)
这里，f是在红色波长下的准直透镜9的焦距，Z是焦距f与从用于DVD的光发射点4b至准直透镜9的主平面S的红色激光束的光轴长度之间的差，d是从准直透镜9的主平面与用于BD的物镜14的表面之间的距离中减去焦距f得到的距离。
然后，能够通过指定一个值以使在公式(1)中上述1/R变为0.012(1/mm)到R来获得Z。当将Z设为小于或等于确定值的值时，进入用于BD的物镜14的红色激光束的非平行度调节为以便即使用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大，彗差也落入公差范围内。
而且，如上所述，当在CD上再现或记录信息时，进入用于BD的物镜14的红外线激光束是发散的非平行光线。如果红外线激光束作为平行光线进入用于BD的物镜14时，由于红外线激光束和用于BD的蓝色激光束的波长差异，或者CD光盘和BD的光盘覆盖层的厚度差异将导致在CD的光盘记录表面上产生球差。为了降低球差，进入用于BD的物镜14的红外线激光束被调节为发散的非平行光线。
图6示出从单片激光二极管芯片4a的用于CD的光发射点4c至用于BD的物镜14的光学系统。但是，省略了除单片激光二极管芯片4a、全息元件3、准直透镜9、波长选择光圈11和用于BD的物镜14之外的其它光学元件。如图6所示，将从用于CD的光发射点4c到准直透镜9的主平面S的红外线激光束的光轴长度设为，小于当红外线激光束作为平行光线进入准直透镜9、从准直透镜9射出、进入全息元件3并被全息元件3聚焦时从红外线激光束的焦点到准直透镜9的主平面的红外线激光束的光轴长度f’的值。因此，从准直透镜9发射的红外线激光束变成发散的非平行光线，并且进入用于BD的物镜14的该红外线激光束变成发散的非平行光线。
如果将进入用于BD的物镜14的红外线激光束的非平行度设为较大的值，则球差可以基本为零。但是，如果将非平行度设为过大的值，则彗差增大并超过允许值，其中该慧差是在用于BD的物镜14沿跟踪方向移动时在光盘的记录表面上产生的。如果彗差超过了允许值，则由于串扰会产生再现误差或记录故障。为了避免这种情况，本发明采用以下对策。
以与上述参照图3B的相同的方式，假设：将红外线光源放置在距离用于BD的物镜14的表面为R的位置上；沿跟踪方向移动用于BD的物镜14，以使用于BD的物镜14的光轴从红外线光源发射的红外线光的光轴处移动；以及将放置在红外线光源和用于BD的物镜14之间的波长选择光圈11与用于BD的物镜14作为一个整体也一起移动。在这种情况下，对在光盘记录表面上所产生的彗差进行仿真。
图7示出当用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大同时改变距离R时产生的彗差的仿真结果。在图7的坐标图中，水平轴为1/R。当1/R为零即R为无穷大时，进入用于BD的物镜14的光变成平行光线，并且不会产生彗差(变为零)。1/R从零增加得越大，则进入用于BD的物镜14的光的非平行度增加，从而导致彗差增加。如上所述，在DVD上再现或记录信息时使得即使用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大时彗差仍落入公差范围内的1/R的最大值是0.012λrms。在这种情况下，在图7中的慧差为0.012(λrms)。
图8示出在CD记录表面上产生的彗差和当时测量的再现信号的跳动之间的关系的实例。在本实例中，当彗差为零时，跳动变为最小值3.4％。如图8所示，如果跳动的允许值(最大值)为4.4％即比最小值3.4％大1％，则彗差的公差变为-0.04(λrms)至0.05(λrms)。因此，如果如上所述1/R为0.012(1/mm)，则即使用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大时，彗差也仍然落入公差范围内。
下面的公式(2)表示一种条件，即进入如图6所示的光学系统中用于BD的物镜14的红外线激光束的非平行度与进入用于BD的物镜14的表面与红外线光源之间的距离为R的光学系统中用于BD的物镜14的红外线激光束的非平行度相同。
         |f’²/Z’|+d’＝R  ……(2)
这里，f’是当为平行光线的红外线激光束进入准直透镜9、从准直透镜9射出、进入全息元件3并被全息元件3聚焦时，从红外线激光束的焦点位置到准直透镜9的主平面的红外线激光束的光轴长度。而且，Z’是长度f’与从用于CD的光发射点4c到准直透镜9的主平面S的红外线激光束的光轴长度之间的差，d’是从准直透镜9的主平面与用于BD的物镜14的表面之间的距离中减去长度f’得到的距离。
由于如上所述设置Z的值并确定用于DVD的光发射点4b的位置，因此同时确定了用于CD的光发射点4c的位置。因此，如果全息元件被设计和放置为使公式(2)中的R值满足如上所述的关系式1/R＝0.012(1/mm)，则进入用于BD的物镜14的红外线激光束的非平行度被调节为：即使用于BD的物镜14沿跟踪方向移动到最大时，彗差仍落入公差范围内。
如上所述，在考虑彗差的前提下设置在DVD和CD上再现或记录信息时，进入用于BD的物镜14的激光束的非平行度。但是，在这种情况下，存在球差。因此，在本发明中，液晶元件12(参见图1)用于纠正球差。液晶元件12包括液晶材料和夹在液晶材料之间的多个电极。在至少一个电极上形成波带板(zone plate)图形。然后，将来自液晶驱动器的驱动电压提供给电极，以改变穿过液晶元件12的激光束的波前并纠正球差。关于施加到电极上的电压，在制造光盘装置阶段对于DVD和CD中的每一个，检测使再现信号的跳动变得最小的电压图形，并且将检测到的电压图形存储在光盘装置的存储器中。当在DVD或CD上再现或记录信息时，从存储器中读出电压图形并且将其施加至电极上。而且，可以在每次交换光盘时测量再现信号的跳动同时改变施加到电极上的电压图形，从而能够确定使再现信号的跳动变为最小的电压图形。所确定的电压图形可被用于将电压施加至电极来再现或记录信息，以便对光盘的个性差异作出响应。