CN102682802A - 光拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光拾取装置，该光拾取装置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。该光拾取装置通过使波长不同的第1激光、第2激光及第3激光会聚到设在格式不同的第1光盘、第2光盘及第3光盘中的信号记录层上，从而对记录在各信号记录层中的信号进行读取动作，其中，在该光拾取装置中设有准直透镜(9)，该准直透镜(9)设在1/4波片(8)与物镜之间并且为了调整变更激光的透过角度而能够沿光轴方向位移，在使用从双波长激光二极管(3)放射的第2激光及第3激光时，通过使上述准直透镜(9)向物镜方向移动而使集束光入射到物镜。

Description

光拾取装置

技术领域

本发明涉及一种光拾取装置，其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。

背景技术

正在普及一种光盘装置，其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来进行信号的读取动作或信号的记录动作。

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，但是最近正在开发一种使用提高了记录密度的光盘、即Blu-ray格式的光盘的装置。

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。

另外，CD格式的光盘中的设在信号记录层与光盘的表面之间的透明保护层的厚度为1.2mm，将用于自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。而且，DVD格式的光盘中的设在信号记录层与光盘的表面之间的透明保护层的厚度为0.6mm，将用于自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。

相对于该CD格式及DVD格式的光盘，作为对记录在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，例如使用波长为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上的保护层的厚度为0.1mm，将用于自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。

为了对记录在设置于Blu-ray格式的光盘中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中记录信号，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下述特征，即，不仅物镜的数值孔径变大且焦点距离也变短，因此物镜的曲率半径变小。

正在生产能够对记录在上述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记录动作的光盘装置，但是作为组装到该光盘装置中的光拾取装置，通常采用组装有激光二极管、第1物镜、双波长激光二极管和第2物镜的光拾取装置，上述激光二极管用于放射对记录在Blu-ray格式的光盘中的信号进行读取动作的第1激光，上述第1物镜用于使从该激光二极管放射的第1激光会聚于信号记录层，上述双波长激光二极管用于放射对记录在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，上述第2物镜用于使第2激光和第3激光会聚于各光盘的信号记录层(参照专利文献1)。

另外，在利用一个物镜使入射的不同波长的激光会聚到设在不同格式的光盘中的信号记录层上的光拾取装置中，大多采用在物镜的入射面上形成衍射环带的技术(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2010-61781号公报

专利文献2：日本特开2006-107680号公报

发明内容

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格式不同的三种光盘中的信号进行读取动作的光拾取装置中，在对于每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，使第1激光、第2激光及第3激光的光路共用化，即进行光路合成。参照图2及图3对进行了上述光路合成的以往的光拾取装置进行说明。

在图3中，附图标记1表示用于产生并放射第1激光的激光二极管，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2包括衍射光栅部2a及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级光和-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表示双波长激光二极管，该双波长激光二极管3在同一个壳体内收纳有第1激光元件及第2激光元件，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，其供从组装到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衍射光栅包括衍射光栅部4a及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级光和-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表示半透半反镜，其使透过上述第1衍射光栅2而向该半透半反镜5入射的第1激光反射，并且使后述的自光盘反射来的被称作返回光的激光透过，附图标记6表示发散透镜，其使在上述半透半反镜5处反射来的第1激光透过，并且使自光盘反射来的激光透过，该发散透镜6具有调整入射的激光的发散角度的作用。

附图标记7表示偏振分束器，其使透过上述发散透镜6而向该偏振分束器7入射的第1激光反射，并使透过上述第2衍射光栅4而向该偏振分束器7入射的、从上述双波长激光二极管3放射的第2激光和第3激光透过，该偏振分束器7具有使从光盘反射来的第1激光、第2激光和第3激光的返回光向发散透镜6的方向、即半透半反镜5的方向反射的作用。

附图标记8表示三波长对应型的1/4波片，其设置于在上述偏振分束器7处反射的第1激光、透过了该偏振分束器7的第2激光及第3激光入射的位置，并且该1/4波片8具有将与三种不同波长的激光相对应地入射的激光从直线偏振光转换为圆偏振光、或者相反地从圆偏振光转换为直线偏振光的作用。

附图标记9表示准直透镜，其供透过了上述1/4波片8的激光入射、并将入射的激光转换为平行光，利用该像差校正用电动机10的旋转驱动动作使准直透镜9沿光轴方向位移。该准直透镜9利用该像差校正用电动机10的旋转驱动动作向光轴方向位移，利用该位移动作来校正由光盘的保护层厚度引起的球面像差。

附图标记11表示第1物镜，其使第1激光会聚到设在第1光盘D1(参照图2)中的信号记录层L1上，附图标记12表示双波长对应的第2物镜，其使第2激光会聚到设在第2光盘D2中的信号记录层L2上并使第3激光会聚到设在第3光盘D3中的信号记录层L3上。在该结构中，第1物镜11和第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承线以如下方式支承，即，使透镜保持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了上述准直透镜9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激光透过并向第2物镜12方向反射第2激光和第3激光。附图标记14表示反射镜，其用于向第1物镜11方向反射透过了上述波长选择性元件13的第1激光。由于上述结构与专利文献1所述的技术相同，因此省略其说明。

在该结构中，透过了准直透镜9的第1激光透过上述波长选择性元件13并在反射镜14处反射而入射到第1物镜11。利用该第1物镜11的会聚动作，使这样地入射到第1物镜11的第1激光会聚到设在第1光盘D1中的信号记录层L1上。

另外，透过了上述准直透镜9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。利用该第2物镜12的会聚动作，使这样地入射到第2物镜12的第2激光会聚到设在第2光盘D2中的信号记录层L2上。而且，透过了准直透镜9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。利用该第2物镜12的会聚动作，使这样地入射到第2物镜12的第3激光会聚到设在第3光盘D3中的信号记录层L3上。

在该结构中，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5、发散透镜6、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9、波长选择性元件13和反射镜14入射到第1物镜11之后，利用该第1物镜11的会聚动作将入射的光作为集束光斑照射到设在第1光盘D1中的信号记录层L1上，照射到上述信号记录层L1的第1激光在该信号记录层L1处作为返回光被反射。

另外，从组装到双波长激光二极管3中的第1激光元件放射的第2激光通过第2衍射光栅4、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9和波长选择性元件13入射到第2物镜12之后，利用该第2物镜12的会聚动作将入射的光作为集束光斑照射到设在第2光盘D2中的信号记录层L2上，照射到上述信号记录层L2的第2激光在该信号记录层L2处作为返回光被反射。

而且，从组装到双波长激光二极管3中的第2激光元件放射的第3激光经由第2衍射光栅4、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9和波长选择性元件13入射到第2物镜12之后，利用该第2物镜12的会聚动作将入射的光作为集束光斑照射到设在第3光盘D 3中的信号记录层L3上，照射到上述信号记录层L3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反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和发散透镜6入射到半透半反镜5。利用上述1/4波片8的相位变更动作，将这样地入射到半透半反镜5的返回光变更为P方向的直线偏振光。从而，该第1激光的返回光不会在上述半透半反镜5处反射，而作为控制用激光透过该半透半反镜5。

另外，从第2光盘D2的信号记录层L2反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和发散透镜6入射到半透半反镜5。利用上述1/4波片8的相位变更动作，将这样地入射到半透半反镜5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5处反射，而作为控制用激光透过该半透半反镜5。

而且，从第3光盘D3的信号记录层L3反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和发散透镜6入射到半透半反镜5。利用上述1/4波片8的相位变更动作，将这样地入射到半透半反镜5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5处反射，而作为控制用激光透过该半透半反镜5。

附图标记15表示光检测器，其供透过了上述半透半反镜5的、从第1光盘D1、第2光盘D2和第3光盘D3反射来的作为返回光的控制用激光照射，在该光检测器15上设有公知的四分割传感器等，利用主光束的照射动作进行随着读取记录在光盘的信号记录层上的信号的读取动作进行的信号生成动作，利用主光束和两束副光束的照射动作进行用于由像散法进行聚焦控制动作的信号生成动作以及用于由推挽法进行循迹控制动作的信号生成动作。上述用于各种信号生成的控制动作是公知的内容，因此省略其说明。

构成了图3所示的以往的光拾取装置，在该结构中，准直透镜9利用像差校正用电动机10的旋转驱动动作沿光轴方向位移，但该位移动作是为了校正与光盘保护层的厚度的差异、变化相应地产生的球面像差而进行的，该位移动作的位移量极小。即，准直透镜9的位移动作是为了校正在利用第1激光、第2激光和第3激光对记录在各光盘中的信号进行读取动作的情况下产生的球面像差而与该像差量相应地进行的。由于该动作通常是公知的内容，因此省略其说明。

如上所述，在图3所示的以往的光拾取装置中，当比较从激光二极管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，可知上述去路兼用了从偏振分束器7到波长选择性元件13的光路。

而且，当对从第1光盘D1的信号记录层L1反射来的第1激光的返回光到达光检测器15的归路、从第2光盘D 2的信号记录层L2反射来的第2激光的返回光到达光检测器15的归路、及从第3光盘D 3的信号记录层L3反射来的第3激光的返回光到达光检测器15的归路时，可知上述归路兼用了从波长选择性元件13到光检测器15的光路。

在图3所示的以往的光拾取装置中，全部的激光兼用了将激光引导到光盘的信号记录层的去路和将从光盘的信号记录层反射来的返回光引导到光检测器15的归路，因此，能够减少光学零件的数量，其结果，具有不仅能够降低制造价格且能够使光拾取装置实现小型化的优点。

在对从激光二极管1放射的波长较短的第1激光、从双波长激光二极管3放射的波长长于第1激光的波长的第2激光和波长长于第2激光的波长的第3激光进行光路合成的情况下，使用第1激光的光路的光学倍率与使用第2激光和第3激光的光路的光学倍率之差较大，因此，除了准直透镜9之外，还需要发散透镜6这样的光路调整用的透镜。

另外，在能够使用不同波长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中，通常优先构成使用波长最短的第1激光的光盘的光学系统。因此，上述准直透镜9等的规格是以优先用于第1激光的光学系统的方式设计的。其结果，使第2激光和第3激光的光学系统的光学倍率升高，产生了用于进行记录动作的激光的输出不足的问题。

本发明欲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

本发明是一种光拾取装置，其特征在于，该光拾取装置包括：半透半反镜，其用于向物镜方向引导从激光二极管放射的第1激光，并向光检测器方向引导从第1光盘的信号记录层反射来的第1激光、从第2光盘的信号记录层反射来的第2激光和从第3光盘的信号记录层反射来的第3激光；偏振分束器，其设在该半透半反镜与物镜之间，并用于向物镜方向引导从双波长激光二极管放射的第2激光和第3激光，而且向上述半透半反镜方向引导从上述第1光盘的信号记录层反射来的第1激光、从第2光盘的信号记录层反射来的第2激光和从第3光盘的信号记录层反射来的第3激光；三波长对应型的1/4波片，其设在该偏振分束器与物镜之间，并用于使第1激光、第2激光和第3激光的偏振方向从直线偏振光转换为圆偏振光或者从圆偏振光转换为直线偏振光；准直透镜，其设在该1/4波片与物镜之间，为了调整变更激光的透过角度而能够沿光轴方向位移；在使用从上述双波长激光二极管放射的第2激光和第3激光时，通过使上述准直透镜向物镜方向移动而使集束光入射到物镜。

本发明的特征还在于，利用入射有第2激光和第3激光的物镜来校正各激光的球面像差。

本发明的特征还在于，在物镜中设有像差校正部件。

本发明的特征还在于，作为像差校正部件，设有衍射环带。

发明的效果

本发明是一种光拾取装置，该光拾取装置通过使波长不同的第1激光、第2激光和第3激光会聚到设在格式不同的第1光盘、第2光盘和第3光盘中的信号记录层上，从而对记录在各信号记录层中的信号进行读取动作，其中，在使用从双波长激光二极管放射的第2激光和第3激光时，通过使准直透镜向物镜方向移动而使集束光入射到物镜，因此，能够增大物镜的物体侧的数值孔径，其结果，能够减小光学倍率。

从而，若采用本发明，即使优先对第1激光进行光学设计，也不仅能够增大第2激光和第3激光的输出，而且能够减小第1激光、第2激光和第3激光之间的光学倍率的差，因此，不使用发散透镜这样的光路调整用的透镜，就能够进行光路合成。

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

本发明涉及一种光拾取装置，该光拾取装置利用从产生单一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，对记录在设置于不同格式的光盘中的信号记录层上的信号进行读取动作。

实施例1

图1是本发明的光拾取装置的一实施例，对与图3所示的光拾取装置具有相同作用的零件标注相同的附图标记。

本发明的特征在于，在使用第2激光和第3激光的情况下，使准直透镜9如虚线9A所示地向第2物镜12侧较大地移动，并利用形成在第2物镜12中的衍射环带来校正球面像差。

即，本发明的特征在于，在使用从双波长激光二极管3放射的激光、即波长短于从激光二极管1放射的第1激光的波长的第2激光和第3激光时，通过利用像差校正用电动机10使准直透镜9向第2物镜12侧较大地位移，从而使入射到第2物镜12的第2激光和第3激光不作为平行光、而作为集束光入射到该第2物镜12。

在入射到第2物镜12的激光成为集束光时，能够增大该第2物镜12的物体侧的数值孔径，其结果，能够缩短双波长激光二极管3与第2物镜12之间的距离，因此，能够减小第2激光和第3激光的光学倍率。从而，即使在使用从双波长激光二极管3放射的第2激光和第3激光的情况下，也能够获得充分的激光输出。

如上所述，在本发明的光拾取装置中，由于利用准直透镜9向9A所示位置的移动动作使集束光入射到第2物镜12，因此，在第2物镜12的作用于入射的第2激光和第3激光的会聚动作的位置处形成用于校正各激光的球面像差的衍射环带。

若采用该结构，从激光二极管1产生并放射的第1激光经由第1衍射光栅2、半透半反镜5、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9、波长选择性元件13和反射镜14而被引导到第1物镜11，利用该第1物镜11的会聚动作使入射的光会聚于第1光盘D1的信号记录层L1。

另外，从激光二极管1放射的第1激光经由上述光路会聚于第1光盘D1的信号记录层L1，从上述第1光盘D1的信号记录层L1反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和半透半反镜5照射到光检测器15。

能够通过这样地使第1激光的返回光照射到光检测器15，从而获得用于进行光拾取装置的聚焦控制动作的聚焦控制信号和用于进行循道控制动作的循道控制信号。

接下来，从双波长激光二极管3产生并放射的第2激光经由第2衍射光栅4、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9、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的会聚动作使入射的光会聚于第2光盘D 2的信号记录层L2。

从双波长激光二极管3放射的第2激光经由上述光路会聚于第2光盘D2的信号记录层L2，从上述第2光盘D2的信号记录层L2反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和半透半反镜5照射到光检测器15。

由于如上所述地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的会聚动作及返回光向光检测器15的照射动作，因此，能够对记录于第2光盘D2的信号进行读取控制动作。

而且，从双波长激光二极管3产生并放射的第3激光与第2激光同样地经由第2衍射光栅4、偏振分束器7、1/4波片8、准直透镜9和波长选择性元件13而被引导到第2物镜12，利用该第2物镜12的会聚动作使入射的光会聚于第3光盘D3的信号记录层L3。

从双波长激光二极管3放射的第3激光经由上述光路会聚于第3光盘D3的信号记录层L3，从上述第3光盘D3的信号记录层L3反射来的第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9、1/4波片8、偏振分束器7和半透半反镜5照射到光检测器15。

由于如上所述地进行从双波长激光二极管3放射的第3激光向第3光盘D3的信号记录层L3的会聚动作及返回光向光检测器15的照射动作，因此，能够对记录于第3光盘D3的信号进行读取控制动作。

另外，在本实施例中，能够通过使准直透镜9沿光轴方向位移来校正随着设于各光盘的透明保护层的厚度变化而产生的球面像差。

另外，在本实施例中，对使用第1物镜11和第2物镜12这两个物镜的光拾取装置进行了说明，上述第1物镜11用于使从激光二极管1放射的第1激光会聚于第1光盘D1的信号记录层L1，上述第2物镜12用于使从双波长激光二极管3放射的第2激光会聚于第2光盘D2的信号记录层L2、及使第3激光会聚于第3光盘D3的信号记录层L3，但是本发明当然能够用在以下的光拾取装置中，该光拾取装置利用一个物镜使第1激光、第2激光和第3激光会聚到设在第1光盘D1中的信号记录层L1、设在第2光盘D2中的信号记录层L2和设在第3光盘D3中的信号记录层L3。

另外，虽然用于使波长较短的第1激光会聚到第1光盘的信号记录层上的第1物镜11相对于第2物镜12配置在光盘的内周侧，但该第1物镜11也可以相反地配置在光盘的外周侧。

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。

附图标记说明

1、激光二极管；3、双波长激光二极管；8、1/4波片；9、准直透镜；10、像差校正用电动机；11、第1物镜；12、第2物镜；15、光检测器。

Claims (4)

1.一种光拾取装置，该光拾取装置组装有激光二极管和双波长激光二极管，上述激光二极管用于放射第1波长的第1激光，该第1波长的第1激光用于对记录在从光盘的表面到信号记录层的距离较短的第1光盘中的信号进行读取动作，上述双波长激光二极管用于放射第2波长的第2激光和第3波长的第3激光这两种激光，该第2波长的第2激光用于对记录在从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第1光盘中的距离的第2光盘中的信号进行读取动作，该第3波长的第3激光用于对记录在从光盘的表面到信号记录层的距离长于上述第2光盘中的距离的第3光盘中的信号进行读取动作，该光拾取装置的特征在于，

该光拾取装置包括：

半透半反镜，其用于向物镜方向引导从上述激光二极管放射的第1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来的第1激光、自第2光盘的信号记录层反射来的第2激光及自第3光盘的信号记录层反射来的第3激光；

偏振分束器，其设在该半透半反镜与物镜之间，并且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，而且向上述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，其设在该偏振分束器与物镜之间，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换为圆偏振光以及从圆偏振光转换为直线偏振光；

准直透镜，其设在该1/4波片与物镜之间，并且为了调整变更激光的透过角度而能够沿光轴方向位移，

在使用从上述双波长激光二极管放射的第2激光及第3激光时，通过使上述准直透镜向物镜方向移动而使集束光入射到物镜。

2.根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，

利用用于入射第2激光及第3激光的物镜来校正各激光的球面像差。

3.根据权利要求2所述的光拾取装置，其特征在于，

在物镜中设有像差校正部件。

4.根据权利要求3所述的光拾取装置，其特征在于，

作为像差校正部件，在物镜上设有衍射环带。

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