CN101315786A - 光头及光盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光头及光盘装置，该光头具有波长455nm频带、波长655nm频带、波长785nm频带的半导体激光器，对于波长455nm频带光束的偏振光切换元件及偏光性光束分离器；设置有将透过偏光性光束分离器的光束变换为大致平行光束的第一准直透镜，第一1/4波长板，将上述大致平行的光束聚光于BD的信号记录面的BD专用物镜，以及接受来自BD的反射光的第一光检测器；进而设置有，对偏光性光束分离器反射的光进行反射、使得从波长655nm频带及波长785nm频带的半导体激光器所射出的光束的大部分透过的合成棱镜，将从上述合成棱镜射出的光束变换为大致平行的光束的第二准直透镜，第二1/4波长板，HD DVD/DVD/CD互换物镜，以及接受来自HD DVD/DVD/CD的反射光的第二光检测器。

Description

光头及光盘装置

技术领域

本发明涉及光头及光盘装置。

背景技术

数字化视频光盘(以下称为DVD)及光盘(以下称为CD)等光盘装置，作为以非接触、大容量、高速存取、低成本的介质为特征的信息记录再现装置，得到广泛普及。而且，近年来，为了记录保存更大容量的信息，还开发了使用波长约为405nm带激光的蓝盘(以下称为BD)及高清晰度DVD(以下称为HD DVD)等不同规格的高密度光盘装置。

在这样的状况下，在市场上，不仅是DVD、CD，而且即使是与BD及HD DVD的两方的规格相对应的互换光头也存在较强需求。

因此，在日本专利特开2006-268899号公报中，是通过使用将3个激光器收束在1个组合件(package)中的3波长激光器，使用偏振光状态变更装置，实现BD/HD DVD/DVD/CD互换光头。而且，在日本专利特开2006-24351号公报中，是通过使用布拉格光栅(ブラツググレ一デイング)，对光路进行切换，同样地达成BD/HD DVD/DVD/CD互换光头。

然而，在日本专利特开2006-268899号公报的实施例1(图1)中，虽然是使用3波长的激光器，但是，由于蓝色激光器使用GaN基板，而红色/红外激光器是使用GaAs基板，所以不能制作在同一基板上配置3个激光器的单片(monolithic)型的3波长激光器。因此，在考虑将蓝色激光器与单片2波长(红色/红外)激光器配置于一条直线上的情况下，蓝色激光器的发光点就会远离2波长激光器的发光点，产生由互换物镜的像高特性而带来的大的像散的问题。而且，由于使各个不同的基板贴合，所以与单片型2波长激光器中发光点偏差相比，蓝色激光器与2波长激光器的发光点偏差量就非常大，会产生光点不能入射到设置于光检测器的受光面的中心的问题。而且，还存在有3波长激光器的成品率低所引起的价格高的问题。

另一方面，虽然是不仅在2波长激光器的发光点的横侧(端侧)，而且在其上侧或下侧也能够配置蓝色激光器的发光点，但是，在这种情况下由于光检测器中受光面设置的制约，所以在TES检测中不能使用DPP方式。而且。在3波长输入到1个光检测器的结构中，如以下说明的实施例1的BD体系那样，不能够将来自光盘的反射光进行多分割而具有与DPP方式同等的效果。在考虑到光盘及主轴电动机的偏心的情况下，由于在通常的推挽方式中没有实用性，所以作为TES检测，只能使用微分相位识别(differential phase detection)方式(以下称为DPD方式)。在这种情况下，在DPD方式的原理上，就不能与对于光盘的信号记录，以及存在有未记录部的光盘的再现相对应。所以，在使用3波长激光器的情况下，在将3个发光点配置为2维的情况下，也存在有与记录不对应，发光点的偏差大，价格高的问题。

以上，在使用3波长激光器的日本专利特开2006-268899号公报的光头中，存在有不能与记录相对应的大的问题。

在日本专利特开2006-24351号公报中，是使2个物镜在光盘的径向并列，使来自蓝色激光器的光束同样，从径向入射。而且，使用布拉格光栅，能够切换光路，使光束入射到BD用物镜及HD DVD用物镜。而且，还能够达到来自光盘的反射光，与BD、HD DVD一起，由同一光检测器所受光。

为了进行高密度的信号记录，BD及HD DVD与CD或DVD相比，其光头所容许的各种余量(margin)小。就是说，更难以确保性能。所以，在制作BD/HD DVD/DVD/CD互换光头的情况下，确保BD及HDDVD的特性是最重要的。但是，在日本专利特开2006-24351号公报中，1)由于BD与HD DVD是使用同一准直透镜及检测透镜，所以不能给予各个最佳的去路倍率及检测系倍率。而且，2)由于如果去除了反射镜及物镜，BD与HD DVD会成为同一光学系统，所以，在BD或HDDVD中的一方的组装调整结束的阶段，另一方的光学系统的调整不能进行。

在以对BD光学系统进行预先调整为例的情况下，理想的状态是，在调整BD光学系统结束的阶段，仅使用布拉格光栅切换光路，就能够使HD DVD也成为最佳状态。但是，在实际的机器中，由于部件的尺寸及折射率等的误差、组装的误差，存在有离开理想状态的偏差。所以，会发生如下现象，在BD中，即使是调整衍射光栅，使光盘上3光点间隔成为最佳，HD DVD中也会发生间隔偏差，或者是，即使是调整得使光点入射到BD中光检测器的理想位置，光点也会入射到HDDVD中偏离光检测器理想位置的位置。这样，如日本专利特开2006-24351号公报中那样，BD与HD DVD具有同一光路的结构中，就难以确保BD与HD DVD的特性。

发明内容

本发明的目的在于，提供BD/HD DVD/DVD/CD互换的记录再现相对应的光头及光头装置。

上述目的是通过对作为其一例的激光器及光检测器的结构与配置进行研究而达到的。

本发明的一方面涉及一种光头，是对应CD、DVD、BD及HD DVD的光头，其特征在于，包括：搭载有CD用激光光源与DVD用激光光源的激光器组合件；BD及HD DVD使用的蓝色系激光光源；第一光检测器，其接受从上述蓝色系激光光源射出并由BD反射的光；和第二光检测器，其接受从上述激光器组合件射出并由CD与DVD反射的光、和从上述蓝色系激光光源射出并由HD DVD反射的光。

本发明的另一方面还涉及一种光头，其特征在于，包括：第一半导体激光器，其射出具有第一波长的光；第二半导体激光器，其射出具有第二波长的光；第三半导体激光器，其射出具有第三波长的光；偏光性光束分离器，其在从上述第一半导体激光器射出的光束的偏振光方向为P偏振光的情况下，透过入射光束的大部分，为S偏振光的情况下，反射入射光束的大部分；在上述第一半导体激光器与上述偏光性光束分离器之间具有能够将入射到上述偏光性光束分离器的光束的偏振光方向切换为大致P偏振光或大致S偏振光的至少2个状态的偏振光切换元件，还包括：第一准直透镜，其将透过上述偏光性光束分离器的光束变换为大致平行的光束；第一1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第一物镜，其将上述大致平行光束集中于第一光盘的信号记录面；和第一光检测器，其接受来自第一光盘的反射光，并且，包括：合成棱镜，其具有使得在上述偏光性光束分离器反射过的光束的大部分反射，并且使得从上述第二半导体激光器及上述第三半导体激光器射出的光束的大部分透过的特性；第二准直透镜，其将在上述合成棱镜射出的光束变换为大致平行的光束；第二1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第二物镜，其将具有第一波长的光束集中于第二光盘的信号记录面，将具有第二波长的光束集中于第三光盘的信号记录面，将具有第三波长的光束集中于第四光盘的信号记录面；和第二光检测器，其接受来自第二、第三、第四光盘的反射光。

本发明还涉及搭载有上述光头的光盘装置。

根据本发明，能够提供BD/HD DVD/DVD/CD互换的记录再现相对应的光头及光头装置。

附图说明

图1是表示本发明的光头中光学系统构成及BD光路的概略平面图。

图2是表示本发明中装载于光头的BD系的偏光性衍射光栅的图形的平面图。

图3是表示本发明中光头的BD用光检测器的受光面图形的平面图。

图4是表示本发明的光头中光学系统构成及HD DVD光路的概略平面图。

图5是表示本发明中光头的HD DVD/DVD/CD用光检测器的受光面图形的平面图。

图6是表示本发明的光头中光学系统构成及DVD/CD光路的概略平面图。

图7是表示薄型(スリム)用光头中各光束的入射方法的概略平面图。

图8是表示本发明中光头的另一实施例的概略平面图。

图9是表示本发明中光盘装置的构成的概略平面图。

图10是表示本发明中光头的BD用光检测器的受光面图形的平面图。

符号说明

1光头

25光盘

40信息处理电路

41步进电动机驱动电路

42激光控制电路

43聚焦控制电路

44跟踪控制电路

45致动器倾斜控制电路

46微机

47主轴控制电路

48主轴电动机

49液晶元件控制电路

具体实施方式

作为用于实施本发明的具体构成，使用实施例1进行以下的说明。

下面使用附图详细说明本发明的实施方式。这里，作为实施方式的一例，对BD/HD DVD/DVD/CD互换光头及装载有该光头的光盘装置进行说明。

首先，使用图1～图3，对BD光学系统进行说明。图1是表示本发明的光头的构成的图，左右方向是光盘的半径方向(＝跟踪方向)17，上下方向是光盘的切线方向18，与纸面垂直的方向是聚焦方向19。

从半导体激光器2a射出、波长约为405nm、偏振光方向与纸面大致平行的发散光，入射到液晶元件5。液晶元件5，在施加驱动电压的情况下，具有将入射的光束的偏振光方向从与纸面大致平行的方向变换为与纸面大致垂直的方向的作用，而在不施加驱动电压时，具有不变换入射的光束的偏振光方向，而是将其原封不动地透过的作用。在本发明的光头的BD系统中，由于不对液晶元件5施加电压，所以入射到液晶元件5的光束，在维持其偏振光方向与纸面大致平行的状态下，从液晶元件5射出。从液晶元件5射出的光束，入射到偏光性光束分离器(以下称为PBS)6，占据入射的光束的大部分的P偏振光成分透过PBS 6，残余的S方向成分反射过PBS 6。还有，该PBS 6具有若Tp＝98％，Rs＝98％，则入射的光束的P偏振光成分大致100％透过，S方向成分大致100％反射的特性。

反射过PBS 6的光束由衍射光栅3b分割为3个光束之后，入射到合成棱镜7的光束被反射，而通过合成棱镜7上侧的光束则原封不动地直进，其一部分入射到前面监视器16。该前面监视器16，是为了检测从半导体激光器2a射出的激光强度的变化而设置，通过将前面监视器16的输出反馈到光盘装置的激光控制电路，就能够使来自半导体激光器2a的出射光强度为一定的值。

另一方面，透过PBS6的、偏振光方向与纸面平行的朝向的光束，由准直透镜8a变换为大致平行的光束。该准直透镜8a是安装于未图示的驱动机构，通过沿光轴方向18移动准直透镜8a的位置，能够将射出的光束从大致平行的光变换为弱收敛光或弱发散光的结构。由此，能够改变光盘上聚焦的光点的球面像散量，能够对由于光盘基板的厚度误差所产生的球面像散进行修正。

从准直透镜8a射出的光，入射到偏光性衍射光栅4a。该偏光性衍射光栅4a，在入射了具有与纸面垂直的偏振光的光束的情况下，具有作为衍射光栅的作用，而在入射了具有与纸面平行的偏振光的光束的情况下，不具有作为衍射光栅的作用，光束会原封不动地透过。这里，由于入射的是具有与纸面平行的偏振光的光束，所以光束不被衍射，而是透过。

从偏光性衍射光栅4a所射出的光束，入射到1/4波长板9a，在变换为圆偏振光后，由未图示的直立(立ち上げ)镜，向聚焦方向19弯曲，由装载于致动器10的物镜11a，光聚光(絞り込む)于BD的信号记录面。该物镜11a，是NA＝0.85，一枚玻璃(单片透镜)的BD专用透镜。

光盘所反射的光束，由物镜11a变换为大致平行的光束，由未图示的直立镜反射后，再次入射到1/4波长板9a，其偏振光方向变换为与纸面垂直的方向。从1/4波长板9a射出的光束，入射到偏光性衍射光栅4a，分割为多个光束。而且，从偏光性衍射光栅4a射出的多个光束，由准直透镜8a变换为收敛光，再由PBS 6反射后，入射到光检测器14a。

图2是表示偏光性衍射光栅4a中形成的光栅图形的图。该偏光性衍射光栅4a，由12的偏光性光栅面(a～1)所构成，虚线31表示入射到偏光性衍射光栅4a的光束的直径。而且，由双点画线部与虚线31所包围的(画有斜线)区域32，是表示由BD的轨道反射、衍射的0次光与±1次光相重叠的推挽区域。

入射到该偏光性衍射光栅4a、其偏振光方向为聚焦方向的光束，由于在各个12的偏光性光栅面(a～1)中，分割为±1次光，所以合计射出24的光束。这里，将+1次光与-1次光的强度比设定为1∶5。而且，是不发生0次光的结构。

图3是表示光检测器14a的受光面图形。该光检测器具有18个受光面，对A～J的受光面，入射偏光性衍射光栅4a所衍射的-1次光，对M～T的受光面，入射+1次光。还有，图3中的圆圈(○)，是表示聚焦时照射到各受光面的光束，符号a～1是表示图2中相同符号的偏光性光栅面所衍射的光束。

在本发明的光头的BD系统中，聚焦误差信号(以下称为FES)检测中，使用刀口(knife edge)方式，TES检测中，使用变形DPP方式及DPD方式。各计算式如下。

FES＝(O+N)-(M+P)

TES＝{(A+B+E+F)-(C+D+H+G)}-增益×{(Q+R)-(T+S)}

DPD＝{ph(A+C+E+G)-ph(B+D+F+H)}：相位比较

RF＝A+B+C+D+E+F+G+H+I+J

还有，TES中{(A+B+E+F)-(C+D+H+G)}，是大致与主推挽信号相当。另一方面，子推挽信号具有推挽振幅与伴随透镜移动(レンズシフト)的DC偏移成分的双方，而(Q+R)-(T+S)，如图2所示，由于入射推挽区域以外的信号，所以不具有推挽振幅，仅具有与透镜移动相伴的DC偏移(オフセツト)成分。因此在上述TES中，即使是减去增益×{(Q+R)-(T+S)}，推挽振幅不增加，但是通过适当地设定增益，也能够取消伴随透镜移动的DC偏移。

这样，本发明的光头(光ヘツド)的BD系统中的TES，虽然光盘上的点是一个，但是却具有与通常的DPP方式同等的效果。因此，能够在未记录光盘上记录信号。

接着，使用图4、图5，对HD DVD的光学系统进行说明。

从半导体激光器2a射出、偏振光方向与纸面大致平行的发散光，通过施加了驱动电压的液晶元件5，其偏振光方向变换为与纸面大致垂直。从液晶元件5射出的光束入射到PBS 6，占据光束大部分的S偏振光成分被反射后，入射到衍射光栅3b，为了进行使用DPP方式的TES检测，分割为0次光与±1次光的3个光束。从衍射光栅3b射出的光束内的大部分光束入射到合成棱镜7，入射光束的大致100％被反射。该合成棱镜7，对于波长约为405nm的光束，具有Tp＝98％，Rs＝98％的特性。而且，如后面的说明，对于波长约为655nm及波长约为785nm的光束，具有Tp＝98％，Rs＝98％的特性。另一方面，通过合成棱镜7的上侧的光束保持原有状态地直进，其一部分入射到前面监视器16。

由合成棱镜7反射的偏振光方向与纸面垂直的光束，由准直透镜8b变换为大致平行光束，之后由1/4波长板9b变换为圆偏振光。该1/4波长板9b，是不仅对于波长约为405nm的光束，而且如后面的说明，对于波长约为655nm及波长约为785nm的光束，也具有作为1/4波长板发挥作用的宽频带1/4波长板。

从1/4波长板9b射出的光束，由未图示的直立镜，向聚焦方向19弯曲，之后通过装载于致动器10的物镜11b，将光聚光于HD DVD的信息记录面。该物镜11b，是一枚(单片透镜)塑料(プラスチツク)的HD DVD/DVD/CD互换物镜，对于HD DVD光束，NA＝0.65。而且，就该物镜11b来说，对于HD DVD光束、DVD光束、CD光束的任意一个，在入射平行光束的情况下，都是按照得到规定特性的方式而设计的3波长无限系的透镜。由此，由一个光检测器14b，就能够接受HD DVD、DVD、CD的各个光束。

光盘所反射的光束，由物镜11b变换为大致平行的光束，由未图示的直立镜反射后，再次入射到1/4波长板9b，其偏振光方向变换为与纸面平行的方向。从1/4波长板9b射出的光束，由准直透镜8b变换为收敛光，之后透过合成棱镜7及大带宽PBS 12，由检测透镜13b导入光检测器14b。

图5表示光检测器14b的受光面图形。受光面是配置了一般使用的、3个4分割检波器34、35、36的结构。但是，如后面的说明，在本发明的光头中，由于在DVD/CD中是使用2波长的激光器，所以进而配置有3个4分割检波器37、38、39。而且，HD DVD的光束及DVD的光束入射到4分割检波器34、35、36，CD的光束入射到4分割检波器37、38、39。

在本发明的光头的HD DVD系中，FES检测中使用像散方式，TES检测中使用DPP方式及DPD方式。各计算式如下。

FES＝(A+C)-(B+D)

TES＝{(A+D)-(B+C)}-增益×{(E1+E4+F1+F4)-(E2+F3+F2+E3)}

DPD+{ph(A+C)-ph(B+D)}：相位比较

RF＝A+B+C+D

如以上所示，在本发明的光头的HD DVD系的TES检测中，由于使用了DPP方式，所以能够在未记录光盘上记录信号。而且，在本发明的光头的光学系统中，由于准直透镜在BD用8a与HD DVD用8b不同，所以能够对它们各自给予最佳的光学倍率。而且，由于BD用的衍射光栅4a与HD DVD用的衍射光栅3b不同，所以在光头的组装阶段，能够将各自的衍射光栅4a、3b调整到最佳的位置/角度，进而，对于光检测器，也是由于BD用的光检测器14a与HD DVD用的光检测器14b不同，所以在光头的组装阶段，能够将各自的光检测器14a、14b调整到最佳位置。而且，由于是由一个蓝色激光器与BD及HD DVD的双方相对应的结构，所以能够小型且廉价。

以上，在本发明的光头中，对于BD系及HD DVD系的双方，都能够得到高的记录/再现质量。

而且，在本发明的光头中，通过在BD系中使用透过PBS 6的光束，以及按照上述方式设定合成棱镜7的反射率及透过率的特性，就能够削除日本专利特开2006-268899号公报的实施例1(图1)中的宽频带1/2波长板(HWP2)。还有，在本发明的光头中，通过将合成棱镜7对于HD DVD光束的反射率设定为大致100％，能够使HD DVD系的光利用效率最大化。

接着，使用图6，对DVD及CD光学系统进行以下的说明。为了削减本发明光头中的部件数目、使之小型化，装载有将在波长约为655nm振荡的半导体激光器与在波长约为785nm振荡的半导体激光器集成在同一基板上的单片型的2波长激光器2c。

从2波长半导体激光器2c射出的、波长约为655nm、偏振光方向与纸面大致平行的发散光，入射到未图示的1/2波长板，其偏振光方向变换为与纸面大致垂直的方向。还有，上述1/2波长板，是对于波长约为655nm及波长约为785nm频带的任意光束，都具有作为1/2波长板的作用的宽频带1/2波长板。

从未图示的1/2波长板射出的光束，入射到波长选择性衍射光栅3c。该波长选择性衍射光栅3c具有以下作用，将入射波长约为655nm的光束分割为0次光，以及对于0次光具有衍射角度θ1的±1次光，而在入射波长约为785nm的光束的情况下，将其分割为0次光，以及对于0次光具有与衍射角度θ1不同的衍射角度θ2的±1次光。通过适当地设置上述θ1与θ2，在DVD系、CD系的各自中，能够使光盘上的主光点与子光点的间隔最优化。通过使用该波长选择性衍射光栅3c，3分割该光束，使得使用DPP方式的TES检测成为可能，能够同时对DVD系、CD系，进行记录的对应。

从波长选择性衍射光栅3c射出的光束，在宽频带PBS 12，大致100％的光束被反射。该宽频带PBS 12，对于波长约405nm、波长约665nm、波长约785nm的任意光束，都具有Tp＝98％，Rs＝98％的特性。还有，本发明的光头结构的基础上，对于波长约405nm的Rs，无论何种情形都可以。

从宽频带PBS12射出的光束，在大致100％地透过合成棱镜7之后，由准直透镜8b变换为大致平行的光束。而且，通过合成棱镜7的上侧的光束在由反射镜15反射后，其一部分入射到前面监视器16。

从准直透镜8b射出的光束，由1/4波长板9b变换为圆偏振光，由未图示的直立镜，向聚焦方向19弯曲，由装载于致动器10的物镜11b，聚光于DVD的信号记录面。该物镜11b对于DVD光束的NA为0.63。

被光盘反射的光束，由物镜11b变换为大致平行的光束，由未图示的直立镜反射后，再次入射到1/4波长板9b，其偏振光方向变换为与纸面平行的方向。从1/4波长板9b射出的光束，在由准直透镜8b变换为收敛光之后，透过合成棱镜7及宽频带PBS12，由检测透镜13b导入光检测器14b。

在本发明的光头中，DVD系的光束，与HD DVD的光束同样，入射到图5的受光面34、35、36，作为FES检测使用像散方式及差动像散方式，作为TES检测使用DPP方式及DPD方式。

对于CD系的光束，也是通过与DVD光束同样的光路，导入光检测器14b。物镜11b对于CD光束的NA为0.51。而且，在本发明的光头中，CD系的光束入射到图5的受光面37、38、39，作为FES检测使用像散方式，作为TES检测使用DPP方式及DPD方式。

如以上所示，在本发明的光头中，对DVD系与CD系，在TES检测中都是使用DPP方式，能够与记录相对应。

图7是表示笔记本电脑中装载的薄型光头(以下称为薄型用光头)中光学系统配置的概略图。

BD与HD DVD，由于使用的激光器的波长相同，所以在由一个物镜对BD与HD DVD进行互换的情况下，BD及/或HD DVD的光利用效率低下。至少是一方的记录不能使用。所以，为了与BD及HD DVD的双方的记录相对应，就必须在光头中安装BD用物镜与HD DVD用物镜。而且，在BD与HD DVD之外，对于DVD及CD对应记录的情况，考虑了以下2种方式：1)追加DVD/CD互换物镜的3物镜方式；2)在上述BD用物镜及/或HD DVD用物镜附加互换作用的2物镜方式。对于1)，增加了致动器的体积与重量，难以确保加速度及振动特性，向薄型用光头的安装也困难。所以在本发明的光头中，使用2)的2物镜方式。

在2物镜方式的情况下，所考虑的与物镜相对应的介质(媒体)的组合，有表1所示的4个。

表1

#	BD用物镜	HD DVD用物镜
			a	--	DVD/CD
b	DVD	CD
			c	CD	DVD
d	DVD/CD	--

BD由于其NA为0.85的大小，且存在有温度特性(伴随温度的变化，像散增加)的问题，所以，由一枚塑料(单片透镜)难以制作BD用透镜。因此，必须使用2枚塑料的组合透镜，或一枚玻璃(单片透镜)透镜。在一枚玻璃(单片透镜)透镜的情况下，通过将玻璃切成衍射光栅，使其具有与其它媒体的互换性，虽然在技术上是可行的，但是，带有衍射光栅的玻璃透镜，批量生产性差，价格很高。所以，如表1的b、c、d，在使BD用物镜具有互换作用的情况下，只能采用2枚塑料的组合透镜(在塑料透镜上制作互换用的衍射光栅)，或者在1枚玻璃透镜上组合另外的衍射光栅的组合透镜，无论是哪种情况，都需要2枚进行组合的透镜，使透镜厚度增大，在薄型用光头中实际安装是很困难的。

与此相比，由于HD DVD物镜的NA为0.65，可以由1枚塑料透镜所构成，所以能够在物镜的表面制作互换用衍射光栅，能够具有DVD与CD的互换性。根据以上的理由，在本发明的光头中，采用表1中a的结构，使用1枚玻璃(单片透镜)的BD专用物镜与1枚塑料(单片透镜)的HD DVD/DVD/CD互换物镜。

接着，对物镜及光学系统的配置加以说明。上述，作为BD用物镜与HD DVD/DVD/CD互换物镜在薄型用光头中的配置方法，考虑了以下2种方式：1)将2个物镜配置于光盘的半径方向17；2)将2个物镜配置于光盘的切线方向18。如图7(a)～(c)所示，在1)的情况下，由于两个物镜11a、11b都能够配置于从光盘的中心向光盘的驱动方向延伸的轴20上，所以对于全部的BD/HD DVD/DVD/CD，都能够使用通常使用3光点的DPP方式。与此相比，如图7(d)～(f)所示，在2)的情况下，由于至少有一方的物镜不能配置于上述轴20上，所以，如果使用通常的DPP方式，则在偏心一侧，则在光盘的内周与外周上，轨道对于3光点的角度就发生变化。因此，不能够使用通常的DPP方式。还有，虽然也可以考虑1)及2)以外的配置方式，即不是在半径方向17及切线方向18上，而是倾斜地配置2个透镜，但是即使是这样的配置，也与2)同样，至少一方的物镜偏心，不能使用DPP方式。

在薄型用光头中，通过致动器10、致动器固定部23、以及连接双方的悬挂杆(bar suspension)22，使用了光头的接近一半空间。所以，使光学系统小型化，必须能够实际安装在余下的空间内。

在2透镜方式的情况下，考虑了以下的方法：如(a)、(d)，从切线方向18入射光束的方法，如(b)、(e)，从切线方向18及半径方向17入射光束的方法，如(c)、(f)，从半径方向17入射光束的方法。其中(c)、(f)，由于没有光学单元21d、21b的安装空间，从而必须使致动器具有特殊的形状，使得悬臂杆22不遮挡从半径方向17入射的光束，所以不适合于薄型用光头。而且，(b)、(e)虽然能够确保安装空间，但是与(c)、(f)同样，也必须使致动器具有特殊的形状，将光学单元21b、21c、21f、21g分为2个，所以仅由一个蓝色激光器就难以与BD及HD DVD相对应，存在有必须装载2个高价的蓝色激光器的问题。

与此相比，(a)、(d)具有以下的优点；容易确保安装的空间，容易确保致动器的性能，由一个蓝色激光器能够与BD及HD DVD相对应。

但是，(d)与日本专利特开2006-24351号公报同样，是BD与HDDVD具有同一光路的结构，所以就难以确保BD及HD DVD的特性，而与此相比，由于(a)的结构是独立地设计及调整BD及HD DVD，所以能够确保BD及HD DVD的特性。

以上所示，在本发明的光头中，BD专用物镜11a与HDDVD/DVD/CD互换物镜11b在半径方向17上并列，光束从切线方向入射，通过这样的结构，能够实现小型且廉价的薄型用光头。

接着对本发明中的光盘装置加以说明。

图8是表示本发明中光盘装置的构成的概略图(为了简化，用2维表示，同时省略了光头的部件)。在本发明的光盘装置中，装载有上述本发明的光头1。这里为了避免重复，对光头的说明予以简略，同时对本发明光盘装置的BD系统加以说明。

本发明的光头1，是BD/HD DVD/DVD/CD互换光头，作为激光器，装载有一个波长约为405nm的半导体激光器2a，与将波长约为655nm的半导体激光器及波长约为785nm的半导体激光器收存在一个组合件中的一个2波长激光器2c。而且，物镜是在致动器10上，在光盘的半径方向17上并排设置2个BD专用物镜11a与HDDVD/DVD/CD互换物镜11b。还有，致动器10能够沿聚焦方向19移动，沿跟踪方向17移动，以及沿光盘的半径方向17倾斜，成为倾斜致动器。而且，作为光检测器，装载有BD用光检测器14a与HDDVD/DVD/CD用光检测器14b的2个，作为前面监视器16，装载有BD/HD DVD/DVD/CD用前面监视器的1个。而且，还装载有用于切换BD系与HD DVD系光路的液晶元件5，以及为了修正BD中球面像散而在光轴方向驱动准直透镜8a的步进电动机26。

从半导体激光器2a射出的光束，透过液晶元件5及PBS 6，由准直透镜8a变换为大致平行的光束，之后由物镜11a聚光于BD 25的信号记录面。来自光盘25的反射光，通过物镜11a、准直透镜8a，由PBS6反射后，入射到光检测器14a。入射到光检测器14a的光束在变换为电气信号之后，在信息处理电路40中检测出伺服信号及RF信号等。

信息处理电路40中生成的FES供给到聚焦控制电路43。在该聚焦控制电路43中，生成致动器10的控制信号，并输出，由此将物镜11a控制于聚焦方向19，实现反馈循环的聚焦控制，经常保持对于光盘25的记录层处于聚焦点的状态。

另一方面，上述信息处理电路40中生成的TES供给到跟踪控制电路44。在跟踪控制电路44中，生成致动器10的驱动信号，并输出，由此将物镜11a控制于跟踪方向17，实现反馈循环的跟踪控制，经常保持处于光盘25的记录层的轨道上的状态。

而且，从跟踪控制电路44所输出的控制信号，也供给到未图示的线程(thread)控制电路。而且在该线程控制电路中，与物镜11a对于跟踪方向的偏差量相对应，生成控制未图示的线程电动机的驱动信号，输出到线程电动机。由此，线程(thread)电动机启动，光头全体向光盘25的半径方向17移动。

而且，在信息处理电路40中，将从光盘25读取的旋转周期信息供给到主轴控制电路47。而且，在主轴控制电路47中，基于上述旋转周期信息，生成驱动主轴电动机48的信号，将其输出到主轴电动机48。而且，通过将前面监视器16的输出反馈到激光控制电路42，使得从半导体激光器2a射出的光强度维持为一定。

微型计算机(以下称为微机)46，进行电路的初始化等，同时进行对于激光控制电路42的激光点亮/关灭及激光功率的指示，而且，对于准直透镜驱动用步进电动机26的驱动电路41，进行驱动信号生成/非生成的指示；对于聚焦控制电路43，进行聚焦伺服循环的开(オ一プン)/关(クロ一ズ)的指示；对于跟踪控制电路44，进行跟踪伺服循环的开/关的指示；对于主轴控制电路47，进行主轴的旋转/停止及旋转速度的指示等。

而且，通过对致动器倾斜(アクチユエ一タチルト)控制电路45发出输出电压的指示，从致动器倾斜控制电路45向致动器输出驱动电压。

而且，为了切换BD与HD DVD，对液晶元件控制电路49发出对液晶元件5施加驱动电压、或解除施加驱动电压的指示。在本发明的光盘装置中，在进行BD的记录/再现的情况下，不驱动液晶元件5；在进行HD DVD的记录/再现的情况下，驱动液晶元件5。在进行DVD或CD的记录/再现的情况下，也不驱动液晶元件5。

而且，在进行BD的记录/再现的情况下，BD用光检测器14a为工作(活动)状态，而HD DVD/DVD/CD用光检测器14b为休止(sleep)状态；在进行HD DVD、DVD、或CD的记录/再现的情况下，光检测器14a为休止状态，而光检测器14b为工作状态。而且，与光盘的种类、及记录或再现相对应，能够切换光检测器14a、14b及前面监视器16的增益(ゲイン)。

以上，通过装载本发明的光头，切换液晶元件5的驱动电压，能够实现对于BD与HD DVD的双方都具有良好记录质量的小型、廉价的光盘装置。

接着，对与第一实施方式不同的另一实施方式进行说明。图9是表示本发明中另一实施例的光头的光学结构。本实施例与图1所示的光学系统相比，由于仅是BD的部分不同，所以对BD进行简单的说明。

从半导体激光器2a射出的、波长约为405nm、偏振光方向与纸面大致平行的发散光，入射到液晶元件5。液晶元件5，在施加驱动电压的情况下具有将入射的光束的偏振光方向从与纸面大致平行的方向变换为与纸面大致垂直的方向的作用；而在不施加驱动电压时，具有不改变入射的光束的偏振光方向，而使其透过的作用。在本发明光头的BD系中，由于对液晶元件5不施加电压，所以入射到液晶元件5的光束，其偏振光方向维持与纸面大致平行的状态从液晶元件5射出，入射到偏光性衍射光栅4。该偏光性衍射光栅4，在入射了具有与纸面平行的偏振光的光束的情况下，具有作为衍射光栅的作用，入射光束被分割为0次光及±1次光的至少3个光束；而入射了具有与纸面垂直的偏振光的光束的情况下，不具有作为衍射光栅的作用，使得入射光束原封不动地透过。在BD系中，由于入射了具有与纸面大致平行的偏振光的光束，所以光束被分割为至少3个光束，入射到PBS 6。占据入射的光束的大部分的P偏振光成分透过PBS 6，余下的S方向成分被PBS 6所反射。

还有，在HD DVD的情况下，为了对液晶元件5施加电压，将偏振光方向变换为与纸面大致垂直的方向，入射到偏光性衍射光栅4的光束透过，在由PBS 6反射后，在衍射光栅3b中，分割为0次光及±1次光的至少3个光束。就是说，由于偏光性衍射光栅4具有BD专用衍射光栅的作用，衍射光栅3b具有作为HD DVD专用衍射光栅的作用，所以能够各自独立地进行调整。如上所述，在本发明的光头中，2个物镜11a、11b在光盘的半径方向17上并列，且物镜11a、11b的中心，在从光盘的中心向光头驱动方向延伸的轴上一致，由此，在BD/HDDVD/DVD/CD的TES检测中，全部可以使用DPP方式。

透过PBS 6、偏振光方向与纸面平行的光束，由准直透镜8a变换为大致平行的光束，该准直透镜8a安装于未图示的驱动机构，从准直透镜8a射出的光束，入射到偏光性衍射光栅4a。从偏光性衍射光栅4a射出的光束，入射到1/4波长板9a，变换为圆偏振光之后，由未图示的直立镜，向聚焦方向19弯曲，由装载于致动器10的物镜11a，聚光于BD的信号记录面。光盘所反射的光束，由物镜11a变换为大致平行的光束，由未图示的直立镜反射后，再次入射到1/4波长板9a，其偏振光方向变换为与纸面垂直的方向。从1/4波长板9a射出的光束，由准直透镜8a变换为收敛光，经PBS 6反射后，由检测透镜13a而导向光检测器14a。

该光检测器14a的受光面图形示于图10。本发明光头的BD系的受光面，是配置了一般使用的、3个4分割检波器27、28、29的结构，FES检测中使用像散方式，TES检测中使用DPP方式及DPD方式。

以上，在本发明的光头中，由于对于全部的BD/HD DVD/DVD/CD都能够使用DPP方式，所以能够与全介质中的记录相对应。而且在BD与HD DVD中能够实现记录/再现信号质量高，且小型、廉价的光头。而且，装载有本发明的光头的光盘装置，能够与BD/HD DVD/DVD/CD之全部地记录相对应，同时能够实现BD与HD DVD中具有优异的记录/再现性能，且小型、廉价的光盘装置。

在以上所示的实施例中，在偏振光方向的切换中使用的是液晶元件，但是，也可以装载旋转1/2波长板的机构，或者是使1/2波长板在光路中出入的机构，取代液晶元件。而且，图1中是偏光性衍射光栅4a配置于1/4波长板9a与PBS 6之间，也可以取代为无偏光性的衍射光栅配置于PBS 6与光检测器14a之间。但是，在这种情况下，由于入射到衍射光栅的光束的有效直径减小，所以虽然光栅图形与图2同样，但有效直径小的部分，同样缩小。而且，在DVD/CD系中也可以不使用2波长激光器2c，而是分别装载DVD用激光器与CD用激光器。而且，本发明的光学系统中，当然也可以适当地追加使光路弯曲的反射镜及液晶像散修正元件等光学元件。

还有，上述实施方式仅是为了实施本发明的具体化的例子，并不能由此对本发明的技术范围进行限定性的解释。就是说，本发明在不脱离其技术思想、或其主要特征的前提下，能够以各种形式进行实施。

Claims (14)

1.一种光头，是对应CD、DVD、BD及HD DVD的光头，其特征在于，包括：

搭载有CD用激光光源与DVD用激光光源的激光器组合件；

BD及HD DVD使用的蓝色系激光光源；

第一光检测器，其接受从所述蓝色系激光光源射出并由BD反射的光；和

第二光检测器，其接受从所述激光器组合件射出并由CD与DVD反射的光、和从所述蓝色系激光光源射出并由HD DVD反射的光。

2.根据权利要求1所述的光头，其特征在于，还包括：

偏振光方向变更模块，其对从所述蓝色系激光光源射出的光的偏振光进行变更；

光束分离器，其使通过了所述偏振光方向变更模块的光透过，使来自BD的反射光反射；和

合成棱镜，其使通过了所述偏振光方向变更模块的光反射，使来自HD DVD的反射光透过。

3.根据权利要求2所述的光头，其特征在于，还包括：

第一物镜，其将从所述蓝色系激光光源射出的光聚光于BD；

第二物镜，其将从所述激光器组合件射出的光聚光于CD与DVD，将从所述蓝色系激光光源射出的光聚光于HD DVD，并且，

所述第一物镜与所述第二物镜相对于盘沿半径方向配置。

4.一种光头，其特征在于，包括：

第一半导体激光器，其射出具有第一波长的光；

第二半导体激光器，其射出具有第二波长的光；

第三半导体激光器，其射出具有第三波长的光；

偏光性光束分离器，其在从所述第一半导体激光器射出的光束的偏振光方向为P偏振光的情况下，透过入射光束的大部分，为S偏振光的情况下，反射入射光束的大部分；

在所述第一半导体激光器与所述偏光性光束分离器之间具有能够将入射到所述偏光性光束分离器的光束的偏振光方向切换为大致P偏振光或大致S偏振光的至少2个状态的偏振光切换元件，

还包括：第一准直透镜，其将透过所述偏光性光束分离器的光束变换为大致平行的光束；第一1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第一物镜，其将所述大致平行光束集中于第一光盘的信号记录面；和第一光检测器，其接受来自第一光盘的反射光，并且，

包括：合成棱镜，其具有使得在所述偏光性光束分离器反射过的光束的大部分反射，并且使得从所述第二半导体激光器及所述第三半导体激光器射出的光束的大部分透过的特性；

第二准直透镜，其将在所述合成棱镜射出的光束变换为大致平行的光束；

第二1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第二物镜，其将具有第一波长的光束集中于第二光盘的信号记录面，将具有第二波长的光束集中于第三光盘的信号记录面，将具有第三波长的光束集中于第四光盘的信号记录面；和

第二光检测器，其接受来自第二、第三、第四光盘的反射光。

5.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

所述第一物镜与第二物镜，被保持在一个致动器，所述两个物镜沿光盘的大致半径方向排列。

6.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

在所述偏光性光束分离器与所述合成棱镜之间，设置有衍射光栅，该衍射光栅具备将具有所述第一波长的光束至少分割为3个光束的作用。

7.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

在所述第一1/4波长板与所述偏光性光束分离器之间，设置有偏光性衍射光栅，所述偏光性衍射光栅，在相对于所述偏光性光束分离器入射了成为S偏振光的光束的情况下，作为分割光束的衍射光栅发挥作用，在入射了成为P偏振光的光束的情况下，不具有作为衍射光栅的作用。

8.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

在所述偏振光切换元件与所述偏光性光束分离器之间，设置有偏光性衍射光栅，所述偏光性衍射光栅，在相对于所述偏光性光束分离器入射了成为P偏振光的光束的情况下，作为将光束至少分割为3个的衍射光栅发挥作用，在入射了成为S偏振光的光束的情况下，不具有作为衍射光栅的作用。

9.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

所述合成棱镜，在入射了具有第一波长的S偏振光的光束的情况下，具有大致100％的反射率，在入射了具有第一波长的P偏振光的光束的情况下，具有大致100％的透过率，并且对于具有第二及第三波长的光束，P偏振光与S偏振光的透过率都是大致100％。

10.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

在所述合成透镜与第二光检测器之间，配置有宽频带偏光性光束分离器，该宽频带偏光性光束分离器具有对于第一、第二、第三这三者的任意波长都是P偏振光透过大致100％，S偏振光反射大致100％的特性。

11.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

所述偏振光切换元件包含液晶元件，通过驱动所述液晶元件，改变入射到所述偏光性光束分离器的光束的偏振光状态。

12.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

所述第二半导体激光器与所述第三半导体激光器，是收存于同一组合件中的2波长激光器。

13.根据权利要求4所述的光头，其特征在于：

所述第一波长是405nm频带，所述第二波长是655nm频带，所述第三波长是785nm频带，所述第一光盘的保护层的厚度为0.1mm，所述第二光盘的保护层的厚度为0.6mm，所述第三光盘的保护层的厚度为0.6mm，所述第四光盘的保护层的厚度为1.2mm。

14.一种光盘装置，其特征在于，

搭载有光头，该光头包括：

第一半导体激光器，其射出具有第一波长的光；

第二半导体激光器，其射出具有第二波长的光；

第三半导体激光器，其射出具有第三波长的光；

偏光性光束分离器，其在从所述第一半导体激光器射出的光束的偏振光方向为P偏振光的情况下，透过入射光束的大部分，为S偏振光的情况下，反射入射光束的大部分；

在所述第一半导体激光器与所述偏光性光束分离器之间具有能够将入射到所述偏光性光束分离器的光束的偏振光方向切换为大致P偏振光或大致S偏振光的至少2个状态的偏振光切换元件，

还包括：第一准直透镜，其将透过所述偏光性光束分离器的光束变换为大致平行的光束；第一1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第一物镜，其将所述大致平行光束集中于第一光盘的信号记录面；和第一光检测器，其接受来自第一光盘的反射光，并且，

包括：合成棱镜，其具有使得在所述偏光性光束分离器反射过的光束的大部分反射，并且使得从所述第二半导体激光器及所述第三半导体激光器射出的光束的大部分透过的特性；

第二准直透镜，其将在所述合成棱镜射出的光束变换为大致平行的光束；

第二1/4波长板，其将入射的光束的偏振光方向变换为大致圆偏振光；第二物镜，其将具有第一波长的光束集中于第二光盘的信号记录面，将具有第二波长的光束集中于第三光盘的信号记录面，将具有第三波长的光束集中于第四光盘的信号记录面；和

第二光检测器，其接受来自第二、第三、第四光盘的反射光。

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