CN102385877A - 光拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用波长不同的三种激光对记录在不同格式的光盘中的信号进行读取动作的光拾取装置。在该光拾取装置中设有用于进行第1激光、第2激光及第3激光的光路合成的第1半透半反镜(17)和第2半透半反镜(19)，此外在共用光路内设有三波长对应型的1/4波片(9)，该1/4波片(9)设于上述第2半透半反镜(19)和物镜之间并且使第1激光、第2激光及第3激光的偏振方向从直线偏振光向圆偏振光转换或者从圆偏振光向直线偏振光转换，利用上述第2半透半反镜(19)对发生在第1半透半反镜(17)的像散进行抵消。

Description

光拾取装置

技术领域

本发明涉及一种利用激光对记录在光盘中的信号进行读取动作或者在光盘上进行信号的记录动作的光拾取装置。

背景技术

正在普及一种光拾取装置，该光拾取装置能够通过向光盘的信号记录层照射从光拾取装置照射的激光，从而进行信号的读取动作或者信号的记录动作。

作为光盘装置，通常普及的是使用被称作CD、DVD的光盘的装置，但是最近正在开发使用提高了记录密度的光盘、即Blu-ray格式的光盘的光盘装置。

使用波长为785nm的红外光作为对记录在CD格式的光盘中的信号进行读取动作的激光，使用波长为655nm的红色光作为对记录在DVD格式的光盘中的信号进行读取动作的激光。

此外，CD格式的光盘中的设在信号记录层和光盘的表面之间的透明的保护层的厚度为1.2mm，将用于从该信号记录层进行信号的读取动作的物镜的数值孔径设定为0.47。DVD格式的光盘中的设在信号记录层和光盘的表面之间的透明的保护层的厚度为0.6mm，将用于从该信号记录层进行信号的读取动作的物镜的数值孔径设定为0.6。

相对于这些CD格式及DVD格式的光盘，作为用于对记录在Blu-ray格式的光盘中的信号进行读取动作的激光，使用波长较短的激光，例如波长为405nm的蓝紫色光。

Blu-ray格式的光盘中的设在信号记录层的上表面的保护层的厚度是0.1mm，将用于从该信号记录层进行信号的读取动作的物镜的数值孔径设定为0.85。

为了对记录在设于Blu-ray格式的光盘的信号记录层上的信号进行读取动作或者在该信号记录层上记录信号，需要减小因激光会聚而生成的激光光斑的直径。为了获得期望的激光光斑形状而使用的物镜具有如下特征，即，不仅物镜的数值孔径变大且焦距也变短，因此物镜的曲率半径变小。

正在制造能够对记录在上述CD格式、DVD格式及Blu-ray格式的全部的光盘中的信号进行读取动作或者记录动作的光盘装置产品，通常采用组装有下述结构的光拾取装置作为组装在该光盘装置中的光拾取装置：激光二极管，其用于放射对记录在Blu-ray格式的光盘中的信号进行读取动作的第1激光；第1物镜，其用于使从该激光二极管放射的第1激光会聚在信号记录层上；双波长激光二极管，其用于放射对记录在DVD格式的光盘中的信号进行读取动作的第2激光及对记录在CD格式的光盘中的信号进行读取动作的第3激光；第2物镜，其用于使第2激光及第3激光会聚在各个光盘的信号记录层上(参照专利文献1。)。

专利文献1：日本特开2010-61781号公报

发明要解决的问题

在利用用于放射一种波长的激光的激光二极管、用于放射两种波长的激光的双波长激光二极管及两个物镜对记录在不同格式的三种光盘中的信号进行读取动作的光拾取装置中，在为每一种激光都设置光路的情况下，需要较多的光学零件，因此存在不仅造价较高且不能实现小型化的问题。

作为解决上述问题的方法，如专利文献1中记载的那样提出有一种兼用光路并且兼用光检测器的技术。然而，该技术需要使用两个偏振光分束器作为用于进行光路合成的光学元件，因此存在制造价格升高的问题。

作为解决该问题的方法，正在用的方法是利用一个偏振光分束器和一个半透半反镜实现第1激光、第2激光及第3激光的光路的共用化。参照图2及图3对该结构的以往的光拾取装置进行说明。

在图3中，附图标记1表示激光二极管，其用于产生并放射第1激光，该第1激光例如为波长405nm的蓝紫色光，附图标记2表示第1衍射光栅，其供从上述激光二极管1放射的第1激光入射，该第1衍射光栅包括衍射光栅部2a和1/2波片2b，该衍射光栅部2a用于将激光分离成作为0级光的主光束、作为+1级光及-1级光的两个副光束，该1/2波片2b用于将入射的激光转换为S方向的直线偏振光。

附图标记3表示在同一个壳体内容纳有第1激光元件及第2激光元件的双波长激光二极管，该第1激光元件用于产生并放射第2激光，该第2激光例如为波长655nm的红色光，该第2激光元件用于产生并放射第3激光，该第3激光例如为波长785nm的红外色光。

附图标记4表示第2衍射光栅，其供从组装在上述双波长激光二极管3中的第1激光元件放射的第2激光及从第2激光元件放射的第3激光入射，该第2衍射光栅4包括衍射光栅部4a和1/2波片4b，该衍射光栅部4a用于将激光分离成作为0级光的主光束、作为+1级光及-1级光的两个副光束，该1/2波片4b用于将入射的激光转换为S方向的直线偏振光。

附图标记5表示发散透镜(divergence lens)，其设在从上述双波长激光二极管3放射的第2激光及第3激光透过上述第2衍射光栅4入射的位置上，该发散透镜5用于调整作为入射的发散光的激光的发散角度。

附图标记6表示半透半反镜，其用于反射透过上述第1衍射光栅2而向该半透半反镜6入射的第1激光的S偏振光，并且该半透半反镜6使作为通过后述的光路而自光盘反射的第1激光、第2激光及第3激光的返回光的P偏振光透过。附图标记7表示偏振光分束器，其用于反射经由上述第2衍射光栅4及发散透镜5而向偏振光分束器7入射的第2激光及第3激光的S偏振光、并且使自上述半透半反镜6反射而向偏振光分束器7入射的第1激光透过，且该偏振光分束器7使作为自光盘反射的第1激光、第2激光及第3激光的返回光的P偏振光透过。

在该结构的偏振光分束器7中，使透过上述第2衍射光栅4及发散透镜5入射的第2激光及第3激光的S偏振光的一部分透过该偏振光分束器7，并且使自半透半反镜6反射而向偏振光分束器7入射的第1激光的S偏振光的一部分被反射。附图标记8表示前置监视二极管(front monitor diode)，其设于在上述偏振光分束器7处反射的第1激光、透过该偏振光分束器7的第2激光及第3激光照射的位置上，该前置监视二极管8用于输出与各个激光的输出功率相对应的检测信号。即，能够以利用从上述前置监视二极管8获得的检测信号来输出期望的激光输出功率的方式控制激光输出功率。

附图标记9表示三波长对应型的1/4波片，其设在透过上述偏振光分束器7的第1激光、在上述偏振光分束器7处反射的第2激光及第3激光入射的位置上，且该三波长对应型的1/4波片9具有将与三种不同波长的激光对应地入射的激光从直线偏振光转换为圆偏振光、反之将激光从圆偏振光转换为直线偏振光的作用。

附图标记10表示准直透镜，其用于供透过上述1/4波片9的激光入射并且将入射的激光转换为平行光，通过使该准直透镜10向光轴方向进行位移动作，从而修正基于光盘的保护层的厚度而产生的球面像差。

附图标记11表示第1物镜，其用于使第1激光在设于第1光盘D1(参照图2)的信号记录层L1上会聚，附图标记12表示第2物镜，其用于使第2激光在设于第2光盘D2的信号记录层L2上会聚并且使第3激光在设于第3光盘D3的信号记录层L3上会聚。在该结构中，第1物镜11及第2物镜12搭载在被称作透镜保持件的构件上，该构件例如被四根支撑线以如下的方式支承，即，该构件能够向与光盘的表面垂直的方向即聚焦方向进行位移动作及向光盘的径向即循道方向进行位移动作。

利用图2所示的光学系统将透过上述准直透镜10的第1激光、第2激光及第3激光引导到第1物镜11及第2物镜12。在图2中，附图标记13表示波长选择性元件，其使第1激光透过并且将第2激光及第3激光向第2物镜12的方向反射。附图标记14表示反射镜，其用于使透过上述波长选择性元件13的第1激光向第1物镜11的方向反射。该结构与记载于专利文献1的技术相同。

在该结构中，使透过准直透镜10的第1激光透过上述波长选择性元件13并且在反射镜14处反射而入射到第1物镜11。使这样入射到第1物镜11的第1激光利用该第1物镜11的会聚动作而会聚到设于第1光盘D1的信号记录层L1上。

此外，使透过准直透镜10的第2激光在上述波长选择性元件13处反射而入射到第2物镜12。使这样入射到第2物镜12的第2激光利用该第2物镜12的会聚动作而会聚到设于第2光盘D2的信号记录层L2上。使透过准直透镜10的第3激光在上述波长选择性元件13处反射而入射到第2物镜12。使这样入射到第2物镜12的第3激光利用该第2物镜12的会聚动作而会聚到设于第3光盘D3的信号记录层L3上。

在该结构中，在从激光二极管1放射的第1激光经由第1衍射光栅2、半透半反镜6、偏振光分束器7、1/4波片9、准直透镜10、波长选择性元件13及反射镜14而入射到第1物镜11之后，利用该第1物镜11的会聚动作使入射的光作为会聚光斑照射在设于第1光盘D1的信号记录层L1上，照射在上述信号记录层L1上的第1激光在该信号记录层L1处作为返回光被反射。

此外，从双波长激光二极管3的第1激光元件放射的第2激光经由第2衍射光栅4、发散透镜5、偏振光分束器7、1/4波片9、准直透镜10及波长选择性元件13入射到第2物镜12之后，利用该第2物镜12的会聚动作使入射的光作为会聚光斑照射在设于第2光盘D2的信号记录层L2上，照射在上述信号记录层L2上的第2激光在该信号记录层L2处作为返回光被反射。

从双波长激光二极管3的第2激光元件放射的第3激光经由第2衍射光栅4、发散透镜5、偏振光分束器7、1/4波片9、准直透镜10及波长选择性元件13入射到第2物镜12之后，利用该第2物镜12的会聚动作使入射的光作为会聚光斑照射在设于第3光盘D3的信号记录层L3上，照射在上述信号记录层L3上的第3激光在该信号记录层L3处作为返回光被反射。

从第1光盘D1的信号记录层L1反射的第1激光的返回光经由第1物镜11、反射镜14、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9及偏振光分束器7入射到半透半反镜6。利用由上述1/4波片9产生的相位变更动作将这样入射到半透半反镜6的返回光变更为P方向的直线偏振光。因此，该第1激光的返回光不会在上述半透半反镜6处被反射，而是作为控制用激光透过该半透半反镜6。

此外，从第2光盘D 2的信号记录层L2反射的第2激光的返回光经由第2物镜12、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9及偏振光分束器7入射到半透半反镜6。利用由上述1/4波片9产生的相位变更动作将这样入射到半透半反镜6的返回光变更为P方向的直线偏振光。从而，该第2激光的返回光不会在上述半透半反镜6处反射，而是作为控制用激光通过该半透半反镜6。

从第3光盘D 3的信号记录层L3反射的第3激光的返回光经由第2物镜12、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9及偏振光分束器7入射到半透半反镜6。利用由上述1/4波片9产生的相位变更动作将这样入射到半透半反镜6的返回光变更为P方向的直线偏振光。从而，该第3激光的返回光不会在上述半透半反镜6处反射，而是作为控制用激光透过该半透半反镜6。

附图标记15表示AS板，其用于供透过上述半透半反镜6的控制用激光入射，该AS板具有为了生成聚焦错误信号而将在该半透半反镜6处产生的像散的大小扩大为适当的大小的作用，并且具有对在该半透半反镜6处发生的慧差进行修正的作用。附图标记16表示供控制用激光经由上述AS板15照射的光检测器，在该光检测器16上设有公知的四分割传感器等，其用于进行聚焦错误信号生成动作和循道错误信号生成动作，该聚焦错误信号生成动作用于利用主光束的照射动作进行信号生成动作及利用像散法进行的聚焦控制动作，上述信号生成动作伴随着记录在光盘的信号记录层上的信号的读取动作，该循道错误信号生成动作用于利用两个副光束的照射动作来进行循道控制动作。上述用于各种信号生成的控制动作是公知的内容，因此省略说明。

当比较如上所述地从激光二极管1放射的第1激光到达第1光盘D1的信号记录层L1的去路、从双波长激光二极管3放射的第2激光到达第2光盘D2的信号记录层L2的去路及从双波长激光二极管3放射的第3激光到达第3光盘D3的信号记录层L3的去路时，发现上述去路兼用了从偏振光分束器7到波长选择性元件13的光路。

另外，当比较自第1光盘D1的信号记录层L1反射的第1激光的返回光到达光检测器16的归路、自第2光盘D2的信号记录层L2反射的第2激光的返回光到达光检测器16的归路及自第3光盘D3的信号记录层L3反射的第3激光的返回光到达光检测器16的归路时，发现上述归路兼用了从波长选择性元件13到光检测器16的光路。

在图3所示的以往的光拾取装置中，兼用向光盘的信号记录层引导激光的去路及将自光盘的信号记录层反射的返回光引导到光检测器16的归路，因此能够减少光学零件的数量，结果，具有不仅能够降低制造价格而且能够使光拾取装置实现小型化的优点。

该结构的光拾取装置为了防止在将从激光二极管1放射出的第1激光引导到第1光盘D1的去路中产生像散，存在偏振光分束器7需要使用棱镜型的分束器的制约，并且存在需要将激光二极管1配置在半透半反镜6的反射面侧的制约。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够解决上述问题的光拾取装置。

用于解决问题的方案

在该光拾取装置中组装有激光二极管和双波长激光二极管，该激光二极管用于放射对记录在第1光盘上的信号进行读取动作的第1波长的激光，该第1光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离较短，该双波长二极管用于放射对记录在第2光盘上的信号进行读取动作的第2波长的激光和对记录在第3光盘上的信号进行读取动作的第3波长的激光，该第2光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第1光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离，该第3光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第2光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离，其特征在于，该光拾取装置包括：第1半透半反镜，其用于向物镜方向引导从上述双波长激光二极管放射的第2激光及第3激光，并且向光检测器方向引导自上述第1光盘的信号记录层反射的第1激光、自第2光盘的信号记录层反射的第2激光及自第3光盘的信号记录层反射的第3激光；第2半透半反镜，其设在该第1半透半反镜和物镜之间，并且用于向物镜方向引导从上述激光二极管放射的第1激光、透过上述第1半透半反镜的第2激光及第3激光，且向上述第1半透半反镜方向引导自上述第1光盘的信号记录层反射的第1激光、自第2光盘的信号记录层反射的第2激光及自第3光盘的信号记录层反射的第3激光；三波长对应型的1/4波片，其设在该第2半透半反镜和物镜之间，并且用于使第1激光、第2激光及第3激光的偏振方向从直线偏振光转变为圆偏振光或者从圆偏振光转变为直线偏振光，利用上述第2半透半反镜对由第1半透半反镜产生的像散进行抵消。

发明的效果

本发明的光拾取装置通过使波长不同的第1激光、第2激光及第3激光会聚在设于格式不同的第1光盘、第2光盘及第3光盘的信号记录层上，从而利用波长不同的第1激光、第2激光及第3激光对记录在各信号记录层的信号进行读取动作，其中，由于将两个半透半反镜作为用于进行光路合成的光学元件，因此与使用棱镜型的偏振光分束器的情况相比较，能够降低制造价格。

附图说明

图1是表示本发明的光拾取装置的一实施例的概略图。

图2是表示本发明的光拾取装置的实施例的一部分的图。

图3是表示以往的光拾取装置的一实施例的概略图。

具体实施方式

本发明涉及一种以利用从产生单一的激光的激光二极管和产生不同波长的两种激光的双波长激光二极管放射的激光来对记录在设于不同格式的光盘的信号记录层上的信号进行读取动作的方式构成的光拾取装置。

实施例1

在图1中表示本发明的光拾取装置的一实施例，参照图1及图2对本发明进行说明。另外，对于与图3所示的光拾取装置的零件作用相同的零件，标注与图3相同的附图标记。

附图标记17表示第1半透半反镜，其用于使经由第2衍射光栅4向该第1半透半反镜17入射的第2激光及第3激光的大部分S偏振光透过并且使一部分S偏振光作为监视光被反射，且使作为自光盘反射的第1激光、第2激光及第3激光的返回光的P偏振光向光检测器16的方向反射。

附图标记18表示第1前置监视二极管，其设于在上述第1半透半反镜17处被反射的第2激光及第3激光的监视光照射的位置上，该第1前置监视二极管18用于输出与第2激光及第3激光的输出功率相对应的检测信号。即，能够以利用从上述第1前置监视二极管18获得的检测信号来将从双波长激光二极管3放射的第2激光及第3激光的输出功率变为期望的输出功率的方式进行控制。

附图标记19表示第2半透半反镜，其用于反射经由第1衍射光栅2而进行入射的第1激光的大部分S偏振光并且使一部分S偏振光作为监视光透过该第2半透半反镜19，该第2半透半反镜19使透过上述第1半透半反镜17的第2激光及第3激光向物镜方向透过并且使作为自光盘反射来的第1激光、第2激光及第3激光的返回光的P偏振光向第1半透半反镜17的方向透过。

附图标记20表示第2前置监视二极管，其设在透过上述第2半透半反镜19的第1激光的监视光照射的位置上，该第2前置监视二极管20用于输出与第1激光的输出功率相对应的检测信号。即，能够以利用从上述第2前置监视二极管20获得的检测信号来将从激光二极管1放射的第1激光的输出功率变为期望的输出功率的方式进行控制。

在该结构中，在本发明的光拾取装置中，利用使第2激光及第3激光透过第2半透半反镜19时发生的像散对使第2激光及第3激光透过第1半透半反镜17时发生的像散进行抵消。即，通过以使发生在两个半透半反镜上的像散的方向相反的方式对两个半透半反镜进行设定，从而能够抵消像散，因此能够除掉包含在入射到第2物镜12的第2激光及第3激光中的像差。因而，本发明能够提供一种可以良好地对记录在第2光盘及第3光盘上的信号进行读取动作的光拾取装置。

在该结构中，使从激光二级管1生成并放射的第1激光经由第1衍射光栅2、第2半透半反镜19、1/4波片9、准直透镜10、波长选择性元件13及反射镜14而引导到第1物镜11，利用该第1物镜11的会聚动作使第1激光在第1光盘D1的信号记录层L1上会聚。

此外，使自上述第1光盘D1的信号记录层L1发射的第1激光的返回光经由第1物镜11、反射镜14、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9、第2半透半反镜19及第1半透半反镜17而照射到光检测器16。

然后，进行下述动作：使一部分从激光二极管1放射的第1激光透过第2半透半反镜19而照射到第2前置监视二极管20。

这样，由于进行从激光二极管1放射的第1激光向第1光盘D1的信号记录层L1会聚的会聚动作、自该信号记录层L1反射的返回光向光检测器16照射的照射动作及监视光向第2前置监视二极管20照射的照射动作，因此，能够通过进行聚焦控制动作、循道控制动作及激光的输出控制动作来对记录在第1光盘D1的信号记录层L1上的信号进行读取动作。

接下来，使从双波长激光二极管3生成并放射的第2激光经由第2衍射光栅4、第1半透半反镜17、第2半透半反镜19、1/4波片9、准直透镜10及波长选择性元件13而被引导到第2物镜12，利用该第2物镜12的会聚动作来使第2激光会聚到第2光盘D2的信号记录层L2上。

此外，使自上述第2光盘D2的信号记录层L2反射的第2激光的返回光经由第2物镜12、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9、第2半透半反镜19及第1半透半反镜17照射到上述光检测器16。

然后，进行下述动作：使从双波长激光二极管3放射的第2激光的一部分在第1半透半反镜17处反射而照射到第1前置监视二极管18。

这样，由于进行从双波长激光二极管3放射的第2激光向第2光盘D2的信号记录层L2会聚的会聚动作、自该信号记录层L2反射的返回光向光检测器16照射的照射动作及监视光向第1前置监视二极管18照射的照射动作，因此，能够通过进行聚焦控制动作、循道控制动作及激光的输出控制动作来对记录在第2光盘D2的信号记录层L2上的信号进行读取动作。

此外，将从双波长激光二极管3生成并放射的第3激光经由第2衍射光栅4、第1半透半反镜17、第2半透半反镜19、1/4波片9、准直透镜10及波长选择性元件13而引导到第2物镜12，利用该第2物镜12的会聚动作使第3激光会聚到第3光盘D 3的信号记录层L3上。

此外，使自上述第3光盘D3的信号记录层L3反射的第3激光的返回光经由第2物镜12、波长选择性元件13、准直透镜10、1/4波片9、第2半透半反镜19及第1半透半反镜17而照射到上述光检测器16。

然后，进行下述动作：使从双波长激光二极管3放射的第3激光的一部分在第1半透半反镜17处反射而照射到第1前置监视二极管18。

这样，由于进行从双波长激光二级管3放射的第3激光向第3光盘D3的信号记录层L3会聚的会聚动作、自该信号记录层L3反射的返回光向光检测器16照射的照射动作及监视光向第1前置监视二极管18照射的照射动作，因此，能够通过进行聚焦控制动作、循道控制动作及激光的输出控制动作来对记录在第3光盘D3的信号记录层L3上的信号进行读取动作。

由于如上所述地利用第1半透半反镜17及第2半透半反镜19这两个半透半反镜来抵消像散，因此能够不使用棱镜型而使用板状的分束器作为第1半透半反镜17及第2半透半反镜19。

产业上的可利用性

虽然上述内容是对将本发明用在对记录在CD格式、DVD格式及Blu-ray格式的光盘中的信号进行读取动作的光拾取装置的情况进行说明的，但是本发明也能够用在能够对记录在其它不同格式的光盘中的信号进行读取动作的光拾取装置。

Claims (3)

1.一种光拾取装置，

在该光拾取装置中组装有激光二极管和双波长激光二极管，

该激光二极管用于放射对记录在第1光盘上的信号进行读取动作的第1波长的激光，该第1光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离较短，

该双波长二极管用于放射对记录在第2光盘上的信号进行读取动作的第2波长的激光和对记录在第3光盘上的信号进行读取动作的第3波长的激光，该第2光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第1光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离，该第3光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第2光盘的从光盘的表面到信号记录层的距离，其特征在于，

该光拾取装置包括：

第1半透半反镜，其用于向物镜方向引导从上述双波长激光二极管放射的第2激光及第3激光，并且向光检测器方向引导自上述第1光盘的信号记录层反射的第1激光、自第2光盘的信号记录层反射的第2激光及自第3光盘的信号记录层反射的第3激光；

第2半透半反镜，其设在该第1半透半反镜和物镜之间，并且用于向物镜方向引导从上述激光二极管放射的第1激光、透过上述第1半透半反镜的第2激光及第3激光，且向上述第1半透半反镜方向引导自上述第1光盘的信号记录层反射的第1激光、自第2光盘的信号记录层反射的第2激光及自第3光盘的信号记录层反射的第3激光；

三波长对应型的1/4波片，其设在该第2半透半反镜和物镜之间，并且用于使第1激光、第2激光及第3激光的偏振方向从直线偏振光转变为圆偏振光或者从圆偏振光转变为直线偏振光，

利用上述第2半透半反镜对由第1半透半反镜产生的像散进行抵消。

2.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

利用第1半透半反镜的反射将从双波长激光二极管放射的第2激光及第3激光的一部分引导到第1前置监视二极管，利用该第1前置监视二极管监视第2激光及第3激光的输出功率。

3.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

使从激光二极管放射的第1激光的一部分透过第2半透半反镜而引导到第2前置监视二极管，利用该第2前置监视二极管监视第1激光的输出功率。

Images