CN1103099C - 光头装置和光盘再现设备 - Google Patents

光头装置和光盘再现设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1103099C
CN1103099C CN97104994A CN97104994A CN1103099C CN 1103099 C CN1103099 C CN 1103099C CN 97104994 A CN97104994 A CN 97104994A CN 97104994 A CN97104994 A CN 97104994A CN 1103099 C CN1103099 C CN 1103099C
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical
object lens
light beam
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN97104994A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1182931A (zh
Inventor
高沢丈晴
伊藤博幸
佐藤政司
濑户秀和
铃木润一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP8079212A external-priority patent/JPH09270147A/ja
Priority claimed from JP8145187A external-priority patent/JPH09306021A/ja
Priority claimed from JP8145189A external-priority patent/JPH09306022A/ja
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1182931A publication Critical patent/CN1182931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1103099C publication Critical patent/CN1103099C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
    • G11B19/12—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing by sensing distinguishing features of or on records, e.g. diameter end mark
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356—Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/139—Numerical aperture control means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0945—Methods for initialising servos, start-up sequences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

本发明提出一种光盘再现设备，它包括：旋转驱动光盘的驱动装置；光头，用于经物镜向旋转光盘发射光束以通过光电检测器检测经所述物镜从所述光盘信号记录面返回的光束；双轴致动器，用于支撑所述物镜沿轴向的运动；根据来自所述光电检测器的检测信号产生再现信号的信号处理电路；以及根据来自光电检测器的检测信号沿两个轴向移动所述光头的物镜的伺服电路。

Description

光头装置和光盘再现设备
技术领域
本发明涉及能够在多种具有不同衬底厚度和材料的不同的层状结构的光记录介质上记录信息信号并再现所记录的信息信号的光头装置和光盘设备。
背景技术
作为光记录介质，已经提出的有直径为120毫米的只读光盘，即小型光盘(CD)。在图1a所示的局部图中，CD100的光盘衬底(透明层)101由高透光、高机械阻力和耐化学性的透明聚碳酸酯树脂或者透明合成树脂材料(例如聚氯乙烯树脂或丙烯酸树脂)模制而成。通过利用做在模制金属模具内的压模的转录，在光盘衬底101的一个主表面上形成了按照同心圆排列的凹坑。所形成的这些凹坑102以周长不同(对应预先设定的信息信号)的微小的编码孔形式构成了记录轨迹。CD100包含一层反射层103，它通过在光盘衬底101的凹坑形成表面上蒸发高反光的铝而形成。随后覆盖一保护层104，从而完成了CD100的制作。
在CD100中，以光盘衬底101上凹坑102的形式记录下来的信息信号由如图2所示结构的光头装置200再现。
参见图2，光头装置200由半导体器件201、光栅202、分束器203、准直透镜204、物镜205和光电检测器207组成。
在上述光头装置中200，半导体器件201发射的光束由光栅200分裂为一主光束和一侧光束。这些光束由分束器203的反射面203a反射并由准直透镜204使其准直为准直光束，随后该光束被物镜205聚会聚＝在CD100信号记录面的某一点上。
由CD100的信号记录面反射回来的返回光束再次经物镜205和准直透镜204到达分束器203。返回光束透射过分束器203到达光电检测器206的光接收部分。
根据光电检测器206光接收部分输出的检测信号，以这种方式再现出CD100信号记录面上记录的信息。
最近，人们正在努力提高作为计算机辅助存储装置或者语音或视频信息装填介质的光盘的记录密度。为了提高记录密度，已知的方法是加大物镜的数值孔径NA使之超过普通小型光盘用光头物镜的数值孔径和利用短波长光源来缩小光斑直径。但是如果加大数值孔径NA，则光盘倾角的允许范围就会减小。
另一方面，由于光盘的信号记录面提供在衬底厚度预先确定(对于小型光盘，通常为1.2毫米)的透明衬底上，所以如果光盘相对于光头物镜的光轴倾斜，则会产生波前象差，从而影响RF信号(回放信号)。在波前象差中，主要是三级彗形象差，它与数值孔径的三次方成正比和大约与偏斜角θ的一次方成正比，并与波长成反比。
对于具有透明衬底(例如为聚碳酸酯)的大量生产的低成本光盘，其偏斜角为±0.5至±1°。这样，由光头装置的半导体激光器器件产生并会聚在光盘上的光斑因波前象差而变为非对称光斑，由此增加了码间干扰，从而无法正确地再现RF信号。
由于如上所述，三极彗形象差正比于光盘衬底的厚度，所以光盘衬底可以设定为例如0.6毫米以明显减小三级彗形象差。
在这种情况下，存在性能不同的两种光盘标准，即较厚光盘的(例如1.2毫米)标准和较薄光盘(例如0.6毫米)的标准。
如果将厚度为t的平面平行板插入光路中，就会产生与t×NA4成正比的球面象差。因此物镜要经过设计以消除球面象差。
与此同时，球面象差随着衬底厚度的不同而不同，因此，如果采用符合0.6毫米光盘衬底厚度标准的物镜在符合1.2毫米光盘衬底厚度的光盘(例如小型光盘、一次写入光盘或磁光光盘)上进行再现，由于衬底厚度不同会产生球面象差，这样就明显超出了光盘衬底厚度允许的误差范围。因此无法从来自光盘的返回光线中正确检测信号，从而导致普通光头无法再现衬底厚度不同的多种类型光盘。
由此曾提出了这样一种系统，它提供了设计用来消除多种光盘球面象差的物镜并且为适应具有不同光盘衬底厚度的多种光盘，根据所要再现光盘的类型将与要再现的光盘类似相适应的物镜插入光路。
但是在这种物镜切换型光头中，为了适应高密度光盘(DVD)，需要采用635-650nm的较短波长光源来缩小束斑直径。
高密度光盘(DVD)需要具备再现CD100的功能。如图3a所示，在DVD再现装置中，采用了用于DVD的物镜107，它针对DVD105的信息信号记录层与光盘衬底的主表面相距0.6毫米这一情况进行了优化。但是，由于CD100的信号记录层与光盘衬底主表面相距1.2毫米，所以供DVD107用的物镜无法使激光光斑最佳会会聚。
因此具有CD-DVD兼容性的再现装置必须能够使激光光线会聚在距离光盘衬底表面为0.6毫米和1.2毫米的信号记录层上。已经提出的兼容CD-DVD的再现装置有轴向滑动型光头装置(其中安装了供CD用和DVD用并且以机械方式切换的物镜)和双焦点型光头装置(其中一部分激光光线经形成于物镜表面上的全息图衍射并且经衍射与未经衍射的激光光线分别形成CD100和DVD105的两个焦点)。还有另一种已知的兼容CD-DVD的再现装置，如图4所示，它在DVD再现装置的激光光路上提供有阻断周围光束的液晶先闸109以将单个物镜107的焦距变为一个适合CD100和一个适合DVD105。
光记录介质不仅可以是上述只读CD100，而且也可以是能够记录信息仅一次的小型可记录光盘CD-R110。CD-R110的物理性质(例如直径、重量或厚度或记录容量)与CD100相似，但是与CD100相比，它能低成本地少量制造并且更耐用，所以它适合于数据存储。这种CD-R110具有透明的聚碳酸酯衬底111，如图1b所示，在衬底上依次有有机染料层112、金反射层113和保护层114。在CD-R110中还形成有由有机染料层112覆盖的激光光线照射导沟(槽)。在激光热量的作用下，有机染料层112与衬底的聚碳酸酯反应供记录信息信号后形成对应所照射激光光线的凹坑115。
由于在CD-R110中采用有机染料作为构成信号记录面的薄膜，所以CD-R对于数量级为635-650nm波长的光束具有很强的光吸收。因此由光盘的信号记录面上的记录凹坑反射的光束强度不足。
即，对于采用铝蒸发膜作为信号记录面的反射面的普通CD100，难以检测到光盘反射光束的光量变化，所以在实际应用中无法再现CD-R。
因此可以设想在一台光盘设备中采用一个在较短波长下工作的光头和另一个在较长波长下工作的光头。但是如果采用多个光头装置，则增加了制造成本，同时也加大了光盘设备的体积。
此外，在欧洲专利申请0373365中也揭示了一种光头装置，包括：多个光源、第一光系统部分、第二光系统部分、聚焦透镜和光检测器。然而，该现有技术也同样存在着上述缺点。
发明内容
因此本发明的一个目标是提供一种光头装置和光盘再现设备，不管不同光盘衬底厚度的不同的光盘制式(包括CD-R)如何，都能够通过在唯一物镜和物镜的光入射侧表面上形成偏振全息图来替代可选择切换的物镜，来正确地再现光盘。
本发明的另一个目标是提供一种光头装置和光盘再现设备，尽管尺寸小它们能兼容具有不同层状结构的光记录介质(例如CD，CD-R或DVD)，以实现信息信号的高可靠再现。
按照本发明所提供的光头装置，包括：发射光束的光源；将所述光源发射的光束会聚至光盘信号记录面上的装置；提供于所述光源与所述会聚装置之间的光束分离装置；以及接收从所述光盘的信号记录面上反射的返回光束的光电检测器；其中，所述光源包括：分别发射不同波长的第一和第二光束的第一和第二半导体激光器；并且所述光束分离装置包括：对所述第一光束的透射率基本上为100％而对所述第二光束的反射率不低于50％的波长分离装置；所述波长分离装置透射所述第一光束而反射所述第二光束；所述波长分离装置使所述第一和第二光束导向所述光会聚装置，其中，所述会聚装置包括一个物镜和放置在所述光源与光盘之间光路上的光偏振全息图；所述全息图只对来自第一和第二半导体激光器之一的第一偏振光作为全息图使用并允许来自另一个半导体激光器的第二偏振光直接透射过去以将第一和第二偏振光会聚在光盘的信号记录面上。
本发明还提供一种光盘再现设备，包括：旋转驱动光盘的驱动装置；光头，用于经物镜向旋转光盘发射光束以通过光电检测器检测经所述物镜从所述光盘信号记录面返回的光束；双轴致动器，用于支撑所述物镜沿轴向的运动；根据来自所述光电检测器的检测信号产生再现信号的信号处理电路；以及根据来自光电检测器的检测信号沿两个轴向移动所述光头的物镜的伺服电路；其中，所述光头包括：发射光束的光源；使所述光源发射的光束会聚在所述光盘的信号记录面上的装置；提供在所述光源与所述会聚装置之间的光束分离装置；以及接收从所述光盘的信号记录面上反射的返回光束的光电检测器；分别发射不同波长的第一和第二光束的第一和第二半导体激光器；所述光头进一步包括：对所述第一光束的透射率基本上为100％而对所述第二光束的反射率不低于50％的波长分离装置；所述波长分离装置透射所述第一光束而反射所述第二光束；所述波长分离装置使所述第一和第二光束导向所述光会聚装置，其中，所述会聚装置包括一个物镜和放置在所述光源与光盘之间光路上的光偏振全息图；所述全息图只对来自第一和第二半导体激光器之一的第一偏振光作为全息图使用并允许来自另一个半导体激光器的第二偏振光直接透射过去以将第一和第二偏振光会聚在光盘的信号记录面上。
本发明的光头装置还包括发射激光束的光源装置；物镜装置，它引导光源发射的激光束会聚在光盘的信号记录面上；以及接收从光盘信号记录面反射的返回光束的光电检测器。物镜装置包括多个有选择地放置在光束的光路上的物镜，它们对应于光盘衬底厚度不同的各种类型光盘。光源装置包括发射不同波长激光束的多个半导体激光器。光头装置进一步包括波长分隔装置，它将来自半导体激光器件的出射光束导向物镜。
在上述布局中，提供了发射更长波长光束的第二半导体激光器件，这样的波长对应于有机染料构成的信号记录层的。当来自第一半导体激光器件的光束经波长分隔装置反射或经其透射从而到达物镜，反射或经其透射来自第二半导体激光器件的光束经波长分束装置反射或经其透射也到达物镜。
因此，如果光盘是厚度较厚的第二种光盘(例如CD)，则在光路上插入对应该光盘的物镜，与此同时启动第二半导体激光器件，从而使第二半导体激光器件发射的较长波长光束被相关的物镜准确地会聚在光盘的信号记录面上，而从信号记录面上反射的光束进入光电检测器。
如果光盘是厚度较薄的第一种光盘(例如高密度光盘)，则在光路上插入对应该光盘的物镜，与此同时启动第一半导体激光器件，从而使第一半导体激光器件发射的较短波长光束被相关的物镜准确地会聚在光盘的信号记录面上，而信号记录面上反射的光束进入光电检测器。
另一方面，如果光盘信号记录表面由无机染料形成的光盘(例如CD-R)，则将与该光盘对应的物镜(即与第二种光盘对应的物镜)插入光路，与此同时启动第二半导体激光器件，从而使第二半导体激光器件发射的较长波长的光束经波长分隔装置被相关的物镜准确地会聚在光盘的信号记录面上，而信号记录面上反射的光束进入光电检测器。
由于来自第二半导体激光器件的较长波长光束入射至由有机染料构成的光盘信号记录面，所以反射率较大，从而有足够的返回光束进入光电检测器。
附图简述
图1为表示CD和CD-R结构的剖面示意图。
图2为表示一普通光头装置例的示意图。
图3为表示由普通光头装置会聚激光光线状态的剖面图。
图4为表示由普通光头装置会聚激光光线状态的另一剖面图。
图5为表示装有本发明光头装置的光盘再现设备结构的方框图。
图6为表示实施本发明的光头装置整体结构的方框图。
图7为实施本发明的光头装置双轴致动器的部件分解透视图。
图8为表示双轴致动器透镜支架第一中性点处磁路的平面示意图。
图9为表示图7的双轴致动器内的透镜支架从第一中性点位置到第二中性点位置的移动状态的平面示意图。
图10为表示实施本发明的光头装置的一种光盘判断电路对光盘进行再现的流程图。
图11为表示实施本发明的光头装置的另一种光盘判断电路对光盘进行再现的流程图。
图12为表示实施本发明的光头装置的光学系统的示意图。
图13为表示实施本发明的光头装置的光学系统的示意图。
图14为表示实施本发明的光头装置的改进的光学系统的示意图。
图15为表示实施本发明的光头装置第二实施例结构的示意图。
图16为表示图15的光头装置双波长分隔棱镜光学性质的曲线图。
图17为表示图15所示光头装置内的半导体激光装置光轴位移的示意图。
图18为表示按照本发明的光头装置第三实施例的示意图。
图19为表示按照本发明的光头装置第四实施例的示意图。
图20为表示按照本发明的光头装置第五实施例的示意图，光头装置在对具有较薄光盘衬底的光盘作再现操作。
图21为表示图20所示光头装置内的光接收/发射器件例示结构的剖面图。
图22为表示图20所示光头装置内的光接收/发射器件光学特性例的曲线图。
图23为表示图20光头装置双波长分隔棱镜光学特性的曲线图。
图24为表示按照本发明光头装置第五实施例的示意图，光头装置在对具有较厚光盘衬底的光盘作再现操作。
图25为表示按照本发明的光头装置第六实施例的示意图。
图26为表示按照本发明的光头装置第七实施例的示意图。
图27为表示按照本发明的光头装置第八实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图5-14描述本发明较佳实施例。
现在描述的实施例代表了本发明实施的较佳形式，因此在技术上有所限制。但是，除非另有说明本发明并不局限于这些实施例。
在图5中，示出了其内装有本发明较佳实施例的光头装置的光盘再现装置。
在图5中，光盘再现装置包括光头53和作为旋转驱动光盘51的驱动装置的主轴电动机52。
主轴电动机52受光盘驱动控制器54控制而被驱动从而以预先确定的转速运转。
多种光盘中的任何一种光盘都可以选用来再现。
光头53将信号再现光束照射到旋转光盘51的信号记录面上。此外，光头53检测从信号记录面返回的光线。检测到的信号输入信号解调器56内。
信号解调器56解调的信号由纠错电路57纠错并经接口58输送到外部计算机。这使得外部计算机能够接收记录在光盘51上的信号作为回放信号。
光头存取控制器59与光头53相连，于例如通过轨迹跳跃来移动光头至光盘上记录轨迹。光头53还与用于响应RF放大器输出沿着跟踪和会聚方向移动支撑光头53物镜的双轴致动器的伺服电路60相连。接下来详细描述双轴致动器。
图6示出了由置于光头再现设备50内的光头53以及外围电路组成的光头装置1的较佳实施例。
如图6所示，光头装置1包括作为光盘驱动控制器54的光盘鉴别单元10和CPU11(用来鉴别光盘2的多种类型)、发射波长为635nm和650nm的激光束的半导体激光器3、用于例如DVD的第一类光盘2a的光源和包含用于(对应例如CD或CD-R等第二类光盘)发射波长为780nm的激光束的光发射元件4a的激光耦合器4。由控制器12选择对应于光盘2的半导体激光器3或者光发射元件4a，从而由激光驱动电路13a和13b驱动。
与第一类光盘2a(例如DVD)对应的光源的波长较好的是不大于680nm，更好的是不大于650nm，从而能正确地读取以高记录密度记录的信号。另一方面，与例如CD或CD-R的第二类光盘2b对应的光源的波长较好的是在780±10nm范围内。
作为与直到信号记录层焦距有关的物镜5，光头装置1包括用于厚度为0.6mm而数值孔径NA较大(例如为0.6)的第一类光盘2a的第一物镜5a和用于厚度为1.2mm而数值孔径NA较小(例如为0.45)的第二类光盘2b的第二物镜5b。第一物镜5a将激光光线会聚在直到的信号记录层厚度为0.6mm的第一光盘2a上，而第二物镜5b将激光光线会聚在直到的信号记录层厚度为1.2mm的第二光盘2b上。
由作为双轴致动器20移动部件的透镜支架23支撑的第一物镜5a或第二物镜5b由物镜切换驱动电路14切换，从而选择使用与光盘2对应的第一物镜5a或第二物镜5b并插入光路。插入的位置以下称为回放位置。物镜5a、5b由下面描述的沿两个轴向(即会聚和跟踪方向)移动的双轴致动器20支撑，并由物镜驱动电路15以这种方式驱动。
激光耦合器4的光电检测器6和光接收元件4b每一个都由多个用于检测记录在光盘2上信息信号和包含在反射激光束中的会聚与道跟踪误差信号的多个光电检测器段。激光耦合器4除了光发射元件4a以外还包括光接收元件4b。光电检测器6和光接收元件4b检测到的会聚和道跟踪信号经转换开关7输出至由道跟踪误差检测电路16a和会聚误差检测电路16b组成的误差信号检测电路16。
物镜驱动电路15检测来自CPU11的控制信号和道跟踪误差检测电路16a和会聚误差检测电路16b的输出信号。物镜驱动电路15利用双轴致动器20驱动物镜5来完成会聚和道跟踪控制，从而使入射光光线始终会聚在旋转光盘2的预先设定信号记录层上。
具体而言，如果激光束的0阶光线正确地扫描光盘2的记录轨道，则+1阶和-1阶光线就以相等的强度对称地照射到记录轨道上。相反，如果0阶光线扫描偏离记录轨道的中心的位置，则根据0阶光线偏离记录轨道的距离的不同，+1阶光线和-1阶光线的强度也有所不同。因此，用现在的光头装置1，为了寻找+1阶光线和-1阶光线，将光电检测器6的光接收面划分为与0阶光线、+1阶光线和-1阶光线有关的区域。道跟踪误差检测电路16a检测来自光电检测器6的光接收面的光头信号以从+1阶与-1阶光线拾取信号之差中检测道跟踪误差信号。物镜驱动电路15利用道跟踪误差检测电路16b输出的信号道跟踪控制物镜5。
另一方面，物镜5根据光电检测器6和光接收元件4b输出的会聚信号以会聚控制的方式相对于光盘2作上下移动。在这种方式下，即使光盘2信号记录层的高度例如随光盘的倾斜而变化，入射激光束也保持于会聚在信号记录层的状态中。
如图7所示，双轴致动器20由双轴基座21、垂直于双轴基座21延伸的支撑轴22以及沿支撑轴22轴向移动和绕其转动的椭圆形或矩形透镜支架23。两个处于不同角位置的物镜5a，5b与透镜支架23转轴保持预先设定的距离，从而使得它们的光轴平行于支撑轴22。
透镜支架23包括呈同心圆柱体并附着在支架23下表面上的会聚线圈24以及一对相对于转轴安装在支架相向两端面的道跟踪线圈25。
在双轴致动器20的双轴基座21上安装了一对会聚轭铁26和一对位于会聚轭铁内侧的一对会聚磁铁27。会聚轭26面对面排列从而面向会聚线圈24的外侧。在双轴致动器20的双轴基座21上还安装了一对道跟踪轭铁28和一对位于道跟踪轭铁28内侧的一对道跟踪磁铁29。道跟踪轭铁28面对道跟踪线圈25外侧放置。
会聚线圈24与道跟踪线圈25隔开一定距离放置，道跟踪线圈为靠近支撑轴22周边表面的小直径线圈。会聚轭铁26和会聚磁铁27排列在靠近支撑轴22的位置上。因此会聚线圈24的总体尺寸减小并具有更长的有效导体长度。
道跟踪磁铁29设计成在相对于轴心沿左右方向极性相反。例如，如图8所示，道跟踪磁铁29相对于支撑轴22沿顺时钟方向磁化为S极29a和N极29b。
在透镜支架23上道跟踪线圈25的两侧圆周处安装了沿轴向延伸的磁铁片，例如铁片30和31被吸引面。通过使铁片30或31向道跟踪磁铁29的两个磁极29a和29b之间的边界29c吸引，透镜支架23可以移动至第一中性点位置(该位置为物镜5a的回放位置)或者第二中性点位置(该位置为物镜5b的回放位置)。
因此，如果例如把物镜5a插入光路，则如图8所示，铁片31面向道跟踪磁铁29的两个磁极29a和29b之间的边界29c。因此透镜支架23位于第一中性点并且磁通量沿着箭头方向流动以使透镜支架23保持在第一中性点位置。通过使驱动电流流过道跟踪线圈25，透镜支架23围绕支撑轴22以第一中性点为参考点振动，从而使物镜5以道跟踪的方式沿道跟踪方向(实际上是切线方向)移动。
如果使相反的电流流过道跟踪线圈25，则道跟踪线圈25内产生的磁场排斥道跟踪磁铁29的磁极29a排斥，从而使道跟踪线圈25移动至面向磁极29b的位置。这使得相对侧的铁片30面向道跟踪磁铁29的两个磁极29a和29b之间的边界29c，从而使透镜支架23移动至第二中性点位置以将第二透镜5b插入光路。道跟踪线圈25、道跟踪磁铁29和铁片30、31构成了物镜切换机构。
如图6所示，为了再现光盘2，由光盘类型判别电路10判别光盘类型，电路的输出送至CPU11以通过控制激光12、透镜切换驱动电路14和物镜驱动电路15来驱动半导体激光器3、激光耦合器4、物镜5和双轴致动器20。
具体而言，光盘类型判别电路10根据反射光量的差异(由装入的光盘2衬底厚度的不同引起)寻找由光电检测器6、激光耦合器4或者其它检测装置检测的结果以给出对光盘2类型的判别。
参见图10，当在步骤1中装入光盘时，光头装置1在步骤2中判别光盘的类型。根据判别结果，CPU11相应于从步骤S3开始的控制流或从步骤S4开始的控制流，切换控制物镜切换驱动电路14、物镜驱动电路15和转换开关7。在步骤S3或S4中，第一物镜5a或第二物镜5b由物镜切换驱动电路14移动至回放位置。在步骤S5或S6，由物镜驱动电路15调整伺服增益以沿道跟踪方向或会聚方向移动物镜5。随后，在步骤S7或S8中，由转换开关7选择光电检测器6或者光接收装置4b，与此同时由激光驱动电路13a或13b驱动半导体激光器3或激光耦合器4(发光器件4a)。在步骤S9，光盘2由回放电路(未示出)再现。
另一种方式是光盘类型判别电路10通过再现记录在光盘2最里面部分上的光盘类型信息可断别光盘2的类型。
如果如图11所示在步骤S11中装入光盘2，则把装入光盘2视为第一类光盘。即，在步骤S12，由物镜切换驱动电路14切换第一物镜5a并将它移动至回放位置。在步骤S13，由物镜驱动电路15调整与第一类光盘有关的伺服增益从而沿道跟踪方向和会聚方向移动第一物镜5a。随后，在步骤S14，对于通过激光驱动电路13驱动半导体激光器3，转换开关7被启动以选择的光电检测器6。在步骤S15，由未示出的回放电路再现光盘2最里面部分上的目录信息。
如果在步骤S16中，再现的光盘2是第一类光盘，则以普通方式再现目录。因此光盘判别电路10判别出光盘2为第一类光盘(DVD)2。在这种情况下，在步骤S17中再现第一类的光盘。如果在步骤S16中，再现光盘2不是第一类光盘(DVD)2a，则CPU11向执行步骤S18下游操作的电路发送切换信号。在步骤S18，由物镜切换驱动电路14切换第二物镜5b并将它移动至回放位置。在步骤S19中，由物镜驱动电路15调整与第二类光盘有关的伺服增益从而沿道跟踪方向和会聚方向移动第二物镜5b。随后，在步骤S20，由激光驱动电路13驱动激光耦合器4(发光器件4a)，与此同时转换开关7被驱动，从而将光接收装置4b的输出送至误差信号检测电路16。在步骤S21，光盘2最里面部分上的目录被再现出来。如果在步骤S22中，再现的光盘2是第二类光盘2b，则以普通方式再现目录。因此光盘判别电路10判别光盘2为第二类光盘(CD-R或CD)2b。在这种情况下，在步骤S23中由再现电路再现第二类光盘2b。如果在步骤S22中，再现光盘2不是第二类光盘(CD-R或CD)2b，则装入的光盘可能既不是第一类也不是第二类的光盘。因此在步骤24中CPU11显示产生回放错误的指示(未示出)以中止处理。
由于上述光头装置1包括半导体激光器3和激光耦合器4作为DVD，CD和CD-R的最佳回放波形的光源，所以激光光线沿两条光路传播。但是，不管把哪个物镜移至回放位置，激光光线都通过光盘2与第一物镜5a或第二物镜5b之间的公共光路。
参见图12，光栅41、准直透镜42、半透镜43、分束器44和光路提升镜45面向半导体激光器3的光出射面在半导体激光器3与沿公共光轴移向回放位置的第一物镜5a或第二物镜5b之间排列。
光栅41使半导体激光器3发射的波长为635nm或650nm的激光光线衍射为沿射向光盘2径向(即沿着信号记录层记录轨迹宽度方向)的0阶光线、+1阶光线和-1阶光线，。即通过光栅41的+1阶和-1阶光线相对于0阶光线会聚在沿记录轨迹宽度相隔预设距离的位置处。
准直透镜42使通过光栅41的发散的光束变为准直光束。因此经准直的激光光束入射到半透镜43上。
半透镜43使得半导体激光器3发射并通过光栅41和准直透镜42的激光线通过，与此同时使光盘2反射的激光光线与来自半导体激光器3的激光光线分开照射。
分束器44使下面将要论述的激光耦合器4的光发射器件4a发射的波长为780nm的激光光线向第二物镜5b折射，与此同时使光盘2反射的激光光线向激光耦合器4的光接收器件4b再折射。
光路抬升镜45是光路弯折装置，它把通过分束器44或被分束器44反射的激光光线以90°向位于回放位置的物镜5反射，与此同时它以90度使光盘2反射的光线反射。
光电检测器6由多个光电检测器段组成并包括一个入射激光光线经光线会聚透镜46会聚在其上面的光接收表面。光电检测器6如此放置使得光接收面朝向半透镜43分裂光束后被反射的激光光线的光轴L1x。
以下描述采用上述光头装置1来再现第一类光盘2a的第一激光光路径L1。
在第一类光盘2a(例如DVD)的情况下，激光光斑的尺寸必须比普通CD用的光斑更小。因此采用发射波长为635nm或650nm激光束的半导体激光器3。DVD由两块光盘衬底组成，每块厚度为0.6mm，它们背对背地粘合在一起形成1.2mm的总厚度。因此信号记录层与衬底表面相距0.6mm。因此采用焦矩较矩的第一物镜5a。
因此，为了再现DVD，半导体激光器3发射的激光经光栅41和准直透镜42准直，并通过半透镜43和分束器44，从而由光路抬升镜相对半导体激光器3的光轴Lx抬升90度。该激光入射至由物镜切换驱动电路14切换到回放位置的第一物镜5a上从而较佳地会聚至DVD的信号记录面上。由DVD信号记录层反射的激光光束相对于半导体激光器3的光轴Lx弯折90度并分束，从而经会聚透镜46会聚至光电检测器6的光接收面上。
具体而言，第一光路L1由入射激光束的入射激光光路L1a和反射光束的反射光路L1b组成。入射光路L1a始于半导体激光器3并依次包括光栅41、准直透镜42、半透镜43、分束器44、抬升镜45、第一物镜5a和第一类光盘DVD 2a的信号记录层。反射光路L1b始于第一类光盘DVD 2a的信号记录层并依次包括第一物镜5a、光路抬升镜45、分束器44、半透镜43、会聚透镜45和光电检测器6。
以下描述采用上述光头装置1来再现第二类光盘2b的第二激光路L2。
由于如上所述CD或CD-R之类的第二类光盘2b包括依赖波长的有机染料层，所以采用发射780nm激光光束的激光耦合器4。由于CD和CD-R是厚度为1.2mm的单层光盘衬底，所以采用第二物镜5b。
因此，为了再现诸如CD或CD-R之类的第二类光盘2b，激光耦合器4的发光器件发射的激光光束被分束器44反射并由光路抬升镜弯折90度从而射在由物镜驱动电路14切换到回放位置的第二物镜5b上并会聚在第二类光盘2b(例如CD或CD-R)的信号记录层上。被第二类光盘2b反射的激光束被分束器4反射并相对于光轴Lx弯折90度从而会聚在激光耦合器4的光接收器件4b上作为光轴为L2x的反射激光光束。
即，第二光路L2由入射激光光束的入射光路L2a和反射光光束的反射光路L2b组成。入射光路L2a始于激光耦合器的发光器件4a并依次包括分束器44、光路抬升镜45、第二物镜5b和第二类光盘2b的信号记录层，而反射光路L2b始于第二类光盘2b的信号记录层并依次包括第二物镜5b、光路抬升镜45、分束器44、半透镜43、和激光耦合器4的光接收器件4b。激光光路L1和激光光路L2共有分束器44与光盘2之间的光路。
如上所述，由于现在的光头装置1包括优化读取不同类型光盘2(DVD、CD和CD-R)信息信号的半导体激光器3和激光耦合器4以及对于光盘2的厚度经过优化的物镜5a，5b，所以光盘装置在对各种光盘优化的条件下兼容能够再现信息信号的不同类型光盘。
此外，由于光头装置1的上述光路L1和L2共有从移动至回放位置的物镜5a或5b到光盘2之间的光路，所以装置的尺寸有所减小。
虽然如图12所示，在说明书中采用了半透镜43，但是也可以采用偏振分束器(PBS)47代替并在PBS47与分束器44之间提供四分之一波片48。半导体激光器3发射的激光光束由PBS47和四分之一波片48从只有P分量的线偏振光转换为圆偏振光以沿着与入射激光光束的第一光路L1a相似的光路行进。被光盘2信号记录层反射的激光光束经四分之一波片48由PBS47的反射面反射从而转换为只有S分量的线偏振光以沿着与第一光路L1b相似的光路行进。
在这种方式下，PBS47允许P分量的激光光束基本上100％地通过，与此同时使S分量的激光光束基本上100％地反射，由此提高了半导体激光器3的激光光束的利用效率。
现在回到表示装于图5所示光盘装置50内的光头第二实施例的图15。
参见图15，光头70由作为光源的半导体激光器71、作为衍射装置的光栅72、分束器73、准直透镜74、多个(这里是两个)可切换物镜75、光电检测器76、作为波长分束装置的双波长分离棱镜(分色镜)77以及光接收/发射器件78组成。
半导体激光器71是利用半导体复合辐射的光发射器件并用作光源。半导体激光器71发射的光束导向光栅72。
半导体激光器71的结构适于发射与再现高密度光盘的635-650nm短波长激光束。
光栅72为对入射光进行衍射的光栅并被用来把半导体激光器71发射的光束分裂为至少三条光束，即作为0阶光线的主光束和作为±1阶光线的侧光束。任何其它光分裂装置只要能够分裂为至少三条光束就都可以采用。
分束器73的发射/反射，面73a相对于光轴倾斜45度，并将光盘2a或2b的信号记录层反射的光束与来自光栅72的光束分开。即，半导体激光器71发射的光束被分束器73的反射面73a反射，而返回光束透过分束器73。
准直透镜74为凸透镜并将来自分束器73的光束转换为导向物镜75的准直光束。
如图15所示，物镜75为凸透镜，并且将来自准直透镜25的准直光束会聚至选择光盘2a或2b信号记录面上所需的光道上。
物镜75由两个物镜75a，75b组成，它们由下面将要描述的作为双轴致动器20移动部分的透镜支架引入光路。物镜75a，75b由图7所示用于沿双轴方向(即会聚和道跟踪方向)移动并设计适于容纳两种不同类型光盘的轴向滑动旋转型双轴致动器20支撑。这些透镜由作为双轴致动器20移动部分的透镜支架支撑以插入光路。
光电检测器76在结构上包括接收透过分束器73的返回光束的光接收部分。
半导体激光器71、光栅72、分束器73、准直透镜74和光电检测器被固定在作为双轴致动器20固定部分的双轴基座21上。
如图16所示，通过将两个玻璃三棱镜粘合在一起形成双波长分离棱镜77。在粘合表面上淀积有对780nm的较长波长的光束有所需透射率并对635-650nm的较短波长光束所有所需的光学薄膜77a。
半导体激光器71的较短波长的光束由准直透镜74准直成准直光束并由双波长分离棱镜77反射，从而使其经物镜75a导向光盘2a。反射光束同样由半导体激光器71反射以射在光电检测器上。
光接收/发射器件78的较长波长的光束透射过双波长分离棱镜77经物镜75b直到光盘2b。返回光束同样透射过双波长分离棱镜77以射在光接收/发射器件78的光接收部分。
双波长分离棱镜77分离的光学特性可选地设定范围内使得返回光束具有足够的C/N特性，提供各波长反射率和透射率光电检测器78的光接收部分或者光接收/发射器件78的输出信号被包含在半导体激光器71或光接收/发射器件78光发射部分最大输出的允差范围之内。通常，分离光束特性设定在50％。
光接收/发射器件78由互相靠近的作为光发射部分的半导体激光器和作为光接收部分的光接收器件形成一组件。
光接收/发射器件78的半导体激光器为发射例如适于再现普通CD的780nm波长的红外(IR)激光器。
在光头70的本实施例的上述结构中，假定再现的光盘2a是衬底厚度小于0.6mm的诸如高密度光盘。
半导体激光器71发射光束，与此同时光接收/发射器件78的光发射部分不发射光束。
具有例如635-650nm的波长的半导体激光器71的光束，被光栅72分裂为主光束和侧光离从而被分束器73的反射表面73a反射。反射光束由准直透镜74准直并由双波长分束棱镜77反射从而照射在光盘2a上。
由于物镜75a对于用于较已校正了的薄光盘它的球面像差，所以光束可以准确地会聚至光盘2a的信号记录层上。
光盘2a的返回光束再次经物镜75a由双波长分离棱镜77反射从而透过分束器73以会聚在光电检测器76上。根据光电检测器76的检测信号这再现了记录在光盘2a上的信号。
当再现衬底厚度较大的1.2mm光盘2b时，半导体激光器71不发射光束，而光接收/发射器件78的光发射部分发射光束。
在这种方式下，光接收/发射器件78的光发射部分发射的光束透过双波长分束棱镜77从而经物镜75照射在光盘2b上。
由于光接收/发射器件78的光发射部分的物镜75b已对用于光盘2b校正了球面像差，所以光束可以准确地会聚在光盘2b的信号记录层上。
光盘2b的返回光束再次经物镜75b由双波长分离棱镜77透射从而会聚在光接收/发射器件78的光接收部分。在这种方式下，根据光接收/发射器件78的光接收部分的检测信号再现记录在光盘2b上的信号。
由于照射在光盘26上的光束是来自光接收/发射器件78的光接收部分的较长波长的光束，所以即使光盘为由有机染料构成信号记录面的CD-R，也能获得足够的反射率，从而可以由光接收/发射器件78的光接收部分可靠地检测信号。
与此同时，在图15的光头70中，相对于半导体激光器71发射的光束，准直透镜安排在双波长分离棱镜77的入射面之前。因此，如图17所示，如果半导体激光器71偏离光轴Δε，则透过准直透镜74的光束偏离光轴Δθ。如果准直透镜74的焦距表示为Fc，则偏离Δθ表示为Δθ＝Δε/Fc。如果准直透镜到用于高密度光盘的物镜75a的距离用L表示，则入射在物镜75a上的准直光束的位置偏离ΔL表示为ΔL＝L×Δθ＝L×Δε/Fc。如果位置偏离ΔL变大，则高密度光盘12a再现的光学特性下降。
图18示出了减少半导体激光器71光轴偏离的结构。
在图18中，准直透镜74的位置与前面的实施例不同。即，除了在双波长分离棱镜77出射面与物镜75a之间有准直透镜81以外光头80与光头70相似。
采用与图15光头相似的光头80，记录在光盘2a，2b上的信号被确定地再现。如果光盘2b为CD-R，则利用来自光接收/发射器件78光接收部分的较长波长的光束可以获得足够强度的返回光束。
此外，在本实施例中，准直透镜81被放置在双波长分离棱镜77的出射面与物镜75a之间，准直透镜77与物镜75a之间的距离L明显减小。因此，在物镜75a中因半导体激光器71光轴偏离引起的光束位置偏离ΔL明显减小，因此减少了光学性质的变坏。
在这种情况下，由于准直透镜81被放置在光路上，所以用于所谓无限远系统的透镜被用作CD再现的物镜75b。
图19示出了按照本发明光头的第四实施例。
在图19中，除了省略了准直透镜74并且用于有限远光学系统的透镜被用作高密度光盘再现的物镜75a之外，光头82在结构上与图15的光头70相似。
采用与图15光头70相似的光头82，记录在光盘2a，2b上的信号被确切地再现。如果光盘2b为CD-R，则利用来自光接收/发射器件78光接收部分的较长波长的光束可以获得足够强度的返回光束。
此外，由于没有采用准直透镜，所以元件数量减少，元件成本和装配成本降低。
在上述实施例中，提供半导体激光器71、光电检测器76和分束器73用于发射和接收较短波长的光束，而提供光接收/发射器件78用于发射和接收较长波长的光束。但是这种结构也可以反过来。此外，半导体激光器、光电检测器和分束器可以用于两种结构，而光接收/发射器件也可以用于两种结构。
虽然准直透镜74、81提供于双波长分离棱镜77前面或者在该棱镜的光出射面与物镜之间，但是这仅仅是示意性的并且可以进行修改以满足双波长分离棱镜77的设计报告。如果省略了准直透镜，则把一个有限远系统用于物镜。
参见图20-24，以下解释装在图5所示光头装置50中的省略了准直透镜的光头83第五实施例。
参见图20，光头83由光接收/发射装置84、作为波长分离装置的双波长分束棱镜77、作为光束会聚装置的物镜75和作为光源的半导体激光器71组成。
参见图21，光接收/发射器件84包括一个位于第一半导体衬底84a上的光输出用第二半导体衬底84b和位于第二半导体衬底84b之上作为光发射器件的半导体衬底84c。
在半导体衬底84c前面的第一半导体衬底84a上放置了梯形的微棱镜84d作为炮分离装置，其倾斜的表面84e作为导向半导体衬底84c的半透射表面。
在微棱镜84d的倾斜表面84e上形成有光学薄膜77a，它对780nm的较长波长光束的透射率不超过50％，而对635nm-650nm的较短波长光束的透射率不低于50％，并且比较好的是接近100％。
因此半导体衬底84c发射的平行于第二半导体衬底84b表面的光束被微棱镜84d的倾斜表面反射以向上经双波长分离棱镜77和物镜75到达光盘2。
来自光盘2信号记录面的返回光束透射过物镜23和双波长分离棱镜77以到达微棱镜84d的底面。
在微棱镜84d返回光束入射位置下方的第一半导体衬底84a上形成有第一光电检测器84f。
在底面上的反射的返回光束由微棱镜84d的的上面反射以再次落在微棱镜84d的底面。
位于微棱镜84d底面(微棱镜84d上面反射的返回光束落在其上)下方的第一半导体衬底84a上形成有第二光电检测器84g。
第一和第二光电检测器84f和84g每一个分为适于独立输出光接收段的检测信号的多个光接收段。
在第二半导体衬底84b上提供有在半导体激光器84c光发射侧相对侧上的第三光电检测器84h。第三光电检测器84h监视半导体激光器84c的发光强度。
半导体激光器84c为利用半导体复合辐射的发光器件并用作光源。
半导体激光器84c的结构适于发射满足CD再现的较长波长(例如78nm)的光束。
如图23所示，通过将两个三棱镜粘合在一起形成双波长分离棱镜77。在粘合表面上淀积有对780nm的较长波长的激光的透射率大体为100％而对635-650nm较的短波长光束的反射率不小于50％的光学薄膜77a。
在这种方式下，来自半导体激光器84c的较长波长的光束透射过双波长分离棱镜以经物镜75b到达光盘2a。由光盘2b反射的光束同样透射过双波长分束棱镜77以到达光接收/发射器件84的第一和第二光电检测器84f和84g。
来自半导体激光器71的较短波长的光束由双波长分离棱镜77反射不超过50％从而经物镜75a导向光盘2b。返回光束由双波长分离棱镜77透射不超过50％从而入射到光接收/发射器件84的第一和第二光电检测器84f和84g。
物镜75为如图20所示的凸透镜并且地来自准直透镜和双波长分离棱镜的光束会聚在旋转光盘信号记录面所需的光道上。
物镜75由两个物镜75a，75b组成，它们被作为双轴致动器20移动部分的透镜支架支撑以交替插入光路。物镜75a，75b由图7所示轴向滑动和旋转型双轴致动器支撑沿两个轴向(即会聚方向和道跟踪方向)移动，并设计成能适应两种不同类型的光盘。
半导体激光器71是利用复合辐射的发光器件并且结构上适合发射635-650nm的较短波长的光束。
在光头83的本实施例的上述结构中，假定再现的是衬底厚度较小的0.6mm的高密度光盘2a。
参见图24，物镜75a由轴向启动器20插入光路。半导体激光器71发光，而发光器件84的半导体激光器84c不发光。
因此，来自半导体激光器71的例如635-650nm波长的光束由双波长分离棱镜77反射不小于50％从而经物镜75a照射在光盘2a上。
由于物镜75a已对用于较小光盘衬底厚度的光盘校正了球面像差，所以光束可以准确地会聚光盘2a的信号记录层上。
来自光盘2a的返回光束经物镜75a透过双波长分离棱镜77的部分不超过50％从而落在光接收/发射器件84上。返回光束随后透射过棱镜84d倾斜的表面84e以射在光电检测器84f和84g上。在这种方式下，根据光电检测器84f和84g检测到的信号再现记录在光盘2a上的信号，与此同时产生了用于对物镜作会聚伺服和道跟踪伺服的伺服信号。
如图20所示，为了再现衬底厚度为1.2mm(CD或CD-R)的厚光盘，物镜75b由双轴致动器20插入光路。此时，半导体激光器71不发光，而光发射器件84的半导体激光器84c发光。
在这种方式下，激光发射器件84的半导体激光器84c发射的较长波的光束由棱镜84d的倾斜表面84e反射的部分不小于50％并100％地透过双波长分离棱镜77从而经物镜75b照射到光盘2b上。
由于物镜75b已对用于光盘2b校正了球面像差，所以光束可以准确地会聚在光盘2b的信号记录层上。
光盘2a的返回光束经物镜75b大体100％地透射过双波长分离棱镜77并由光接收/发射器件84的棱镜84d的倾斜表面84e部分透射以落在光电检测器84f和84e上。在这种方式下，来自光盘2a的返回光束经物镜75a透过双波长分离棱镜77的部分不超过50％从而落在光接收/发射器件84上。返回光束随后透射过棱镜84d的倾斜的表面84e以落在光电检测器84f和84g上。在这种方式下，根据光电检测器84f和84g检测到的信号再现记录在光盘2b上的信号，与此同时产生了用于由双轴致动器20对物镜完成会聚伺服和道跟踪伺服的伺服信号。
照射在光盘2b上的光束是光接收/发射装置84的半导体激光器84c发射的较长波长的光束，并且因此即使在光盘2b为有机染料构成信号记录面的CD-R时也可实现较高的反射率。这样就可以由光接收/发射器件84的光电检测器84f和84g可靠地检测信号。
图25示出了按照本发明的光头的第六实施例。
在图25中，了可以沿光轴移动的透镜(这里是凹透镜71)提供于双波长分离镜77与半导体激光器71之间以外，光头85在结构上与图20的光头相似。
采用上述，与图20的光头相似的光头85，可以可靠地再现记录在两种光盘上的信号。此外，如果光盘2b为CD-R，则利用来自发光器件84的半导体激光束的较长波长的光束可以获得强度足够大的返回光束。
此外，在本实施例中，由于沿光轴移动的透镜86放置在半导体激光器71的光轴上，所以经光盘2a反射的半导体激光器71的返回光束可以调节从而通过调节透镜86的移动准确地会聚在光接收/发射器件84的光电探测器84f和84g上。在这方式下，在装配后，通过调节透镜86的移动，可以方便地调节半导体激光器71在X，Y，Z三个方向中Z方向上的位置。
图26示出了按照本发明的光头第七实施例。
在图26中，除了可以沿光轴移动的透镜(这里是凹透镜71)安装于双波长分离棱镜77与半导体激光器71之间以外，光头90在结构上与图20的光头83相似。
采用上述，与图20的光头83相似的光头90，可以可靠地再现记录在两种光盘2a，2b上的信号。此外，如果光盘为CD-R，则利用来自发光器件84的半导体激光器84c的较长波长的光束可以获得强度足够大的返回光束。
此外，在本实施例中，由于沿光轴移动的透镜91放置在光接收/发射器件84的光电检测器84f和84g的光路上，所以光发射器件84的半导体激光器84c发射的光束在其前向和返回光路上受透镜91影响，而半导体激光器71的光束只在其于返回光路上受透镜91影响，从而通过调节透镜91的移动将光盘2a反射的半导体激光器71的返回光束准确地会聚在光接收/发射器件84的光电探测器84f和84g上。在这方式下，通过调节透镜86的运动，可以方便地调节半导体激光器71在X，Y，Z三个方向中Z方向上的位置。
图27示出了按照本发明的光头第八实施例。
在图27中，除了作为光束会聚装置的单个物镜96和在物镜96的光入射侧表面上形成有偏振全息图以外，光头95在结构上与图20的光头83相似。
物镜96为凸透镜并且设计成对衬底厚度较小的光盘的球面象差进行校正。此外，物镜96由沿着两个轴向(即道跟踪和会聚方向)移动的双轴致动器的支撑。
偏振全息图97为双折射衍射晶格型元件并且构造成作为全息图使用或者在入射偏振光分别为第一或第二偏振光时使光束直接透射。
在这种方式下，来自光接收/发射器件84半导体激光器84c的第一偏振光的1阶光束，经物镜96由作为偏光振全息图97的全息图操作准确会聚在较厚衬底光盘的信号记录表面上。另一方面，来自半导体激光器71的第二偏光振直接透过偏振光全息图97，而其0阶光束经物镜96被准确会聚在较厚衬底光盘的信号记录面上。
虽然偏振光全息图97形成于物镜96的光入射面，但是也可以分开来形成，即在从光接收/发射器件84到光盘2a，2b的光路上提供光偏振全息图97。
采用上述，与图20的光头83相似的光头95可以可靠地再现记录在两种光盘2a，2b上的信号。此外，如果光盘为CD-R，则利用来自半导体激光器84c的长波长的光束可以获得强度足够大的返回光束。
此外，在本实施例中，由于不需根据再现的光盘切换物镜，所以只用少量的元件就足够了。而且，由于本实施例在结构上更简单，所以元件部分的成本有所降低。
在上述实施例中，光接收/发射器件84的光接收部分被安排在双波长分离棱镜77的透光侧。但是光接收/发射器件84的光接收部分也可以提供于光反射侧，在那种情形下，用于各种波长光束的光学系统提供在相对于双波长分离棱镜77的相对侧。双波长分离棱镜77反射薄膜77a和棱镜84d倾斜表面84e的透射率和反射率光学特性与上述实施例不同。
在上述实施例中，利用相关的物镜将激光束会聚在较薄衬底光盘和较厚衬底光盘的信号记录面上。但是这仅仅是示意性的，本发明可以应用于将两块衬底粘合起来的光盘或普通光盘的再现上。

Claims (6)

1.一种光头装置，包括：
发射光束的光源；
将所述光源发射的光束会聚至光盘信号记录面上的装置；
提供于所述光源与所述会聚装置之间的光束分离装置；以及
接收从所述光盘的信号记录面上反射的返回光束的光电检测器；
其特征在于，所述光源包括：
分别发射不同波长的第一和第二光束的第一和第二半导体激光器；并且所述光束分离装置包括：
对所述第一光束的透射率基本上为100％而对所述第二光束的反射率不低于50％的波长分离装置；所述波长分离装置透射所述第一光束而反射所述第二光束；所述波长分离装置使所述第一和第二光束导向所述光会聚装置，
其中，所述会聚装置包括一个物镜和放置在所述光源与光盘之间光路上的光偏振全息图；所述全息图只对来自第一和第二半导体激光器之一的第一偏振光作为全息图使用并允许来自另一个半导体激光器的第二偏振光直接透射过去以将第一和第二偏振光会聚在光盘的信号记录面上。
2.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于所述半导体激光器的第一半导体激光器发射波长不大于680nm的激光光束以再现高密度光盘而第二半导体激光器发射波长不小于780nm的激光光束以再现其它光盘。
3.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于所述会聚装置包括多个有选择地放置在所述光源与光盘之间光路上的物镜，它们对应于光盘衬底厚度不同的多种类型的光盘。
4.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于所述光头装置进一步包括放置在第一或第二半导体激光器之间可沿光轴移动的透镜。
5.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于所述光束分离装置对来自第一和第二光束之中一条光束的透射率基本上为50％而对另一条光束的反射率基本上为100％。
6.一种光盘再现设备，包括：
旋转驱动光盘的驱动装置；
光头，用于经物镜向旋转光盘发射光束以通过光电检测器检测经所述物镜从所述光盘信号记录面返回的光束；
双轴致动器，用于支撑所述物镜沿轴向的运动；
根据来自所述光电检测器的检测信号产生再现信号的信号处理电路；以及
根据来自光电检测器的检测信号沿两个轴向移动所述光头的物镜的伺服电路；
其特征在于，所述光头包括：
发射光束的光源；
使所述光源发射的光束会聚在所述光盘的信号记录面上的装置；
提供在所述光源与所述会聚装置之间的光束分离装置；以及
接收从所述光盘的信号记录面上反射的返回光束的光电检测器；
分别发射不同波长的第一和第二光束的第一和第二半导体激光器；
所述光头进一步包括：
对所述第一光束的透射率基本上为100％而对所述第二光束的反射率不低于50％的波长分离装置；所述波长分离装置透射所述第一光束而反射所述第二光束；所述波长分离装置使所述第一和第二光束导向所述光会聚装置，
其中，所述会聚装置包括一个物镜和放置在所述光源与光盘之间光路上的光偏振全息图；所述全息图只对来自第一和第二半导体激光器之一的第一偏振光作为全息图使用并允许来自另一个半导体激光器的第二偏振光直接透射过去以将第一和第二偏振光会聚在光盘的信号记录面上。
CN97104994A 1996-04-01 1997-04-01 光头装置和光盘再现设备 Expired - Lifetime CN1103099C (zh)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8079212A JPH09270147A (ja) 1996-04-01 1996-04-01 光ピックアップ装置
JP079212/1996 1996-04-01
JP079212/96 1996-04-01
JP145189/96 1996-05-14
JP145187/1996 1996-05-14
JP8145187A JPH09306021A (ja) 1996-05-14 1996-05-14 光学ピックアップ及び光ディスク装置
JP8145189A JPH09306022A (ja) 1996-05-14 1996-05-14 光学ピックアップ及び光ディスク装置
JP145189/1996 1996-05-14
JP145187/96 1996-05-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1182931A CN1182931A (zh) 1998-05-27
CN1103099C true CN1103099C (zh) 2003-03-12

Family

ID=27302951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN97104994A Expired - Lifetime CN1103099C (zh) 1996-04-01 1997-04-01 光头装置和光盘再现设备

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6016301A (zh)
EP (1) EP0800168A3 (zh)
CN (1) CN1103099C (zh)
MY (1) MY115074A (zh)
SG (1) SG47219A1 (zh)
TW (1) TW521857U (zh)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6931654B1 (en) * 1997-08-30 2005-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid disc and method and apparatus for discriminating same
US6377536B1 (en) * 1997-12-22 2002-04-23 Lg Electronics Inc. Optical pick-up apparatus
JPH11213405A (ja) * 1998-01-22 1999-08-06 Sony Corp 光学ヘッド及びトラッキングエラー信号検出方法
DE19807809A1 (de) * 1998-02-26 1999-09-02 Thomson Brandt Gmbh Gerät zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger
JP3560805B2 (ja) * 1998-03-20 2004-09-02 パイオニア株式会社 光ピックアップ
US6091549A (en) * 1998-04-14 2000-07-18 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for adjustable spherical aberration correction and focusing
US6295260B1 (en) * 1998-05-13 2001-09-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disk apparatus and computer with the optical disk apparatus built in
US6545958B1 (en) * 1998-08-31 2003-04-08 Ricoh Company, Ltd. Optical-pickup device and tilt-detecting method thereof
US6831886B1 (en) * 1998-11-27 2004-12-14 Minolta Co., Ltd. Optical head and optical head device
GB9906762D0 (en) * 1999-03-25 1999-05-19 Philips Electronics Nv Optical disc player
US6549504B2 (en) 1999-06-04 2003-04-15 Industrial Technology Research Institute Dual optical pickup head for accessing both DVD and CD disc
KR100461704B1 (ko) * 1999-08-04 2004-12-16 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 광헤드
US7262765B2 (en) * 1999-08-05 2007-08-28 Microvision, Inc. Apparatuses and methods for utilizing non-ideal light sources
US6445362B1 (en) * 1999-08-05 2002-09-03 Microvision, Inc. Scanned display with variation compensation
JP4821081B2 (ja) * 1999-10-06 2011-11-24 ソニー株式会社 光ピックアップ装置
CN1174394C (zh) * 1999-12-02 2004-11-03 株式会社三协精机制作所 光学拾波装置
JP2001176117A (ja) * 1999-12-15 2001-06-29 Olympus Optical Co Ltd 光ピックアップ装置
JP3724999B2 (ja) * 2000-03-08 2005-12-07 パイオニア株式会社 光学式情報再生装置
JP2001338433A (ja) * 2000-05-24 2001-12-07 Hitachi Ltd 光ヘッド及びそれを用いた光ディスク装置
JP2002025096A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体光源、光ピックアップヘッド装置及び情報記録再生装置
US7061594B2 (en) * 2000-11-09 2006-06-13 Burstein Technologies, Inc. Disc drive system and methods for use with bio-discs
JP3834810B2 (ja) * 2001-09-19 2006-10-18 日本電気株式会社 光ヘッド装置
JP2004087089A (ja) * 2002-06-27 2004-03-18 Sharp Corp 光ピックアップ
KR100480630B1 (ko) * 2002-11-13 2005-03-31 삼성전자주식회사 노이즈를 줄일 수 있도록 된 광픽업 및 편광변환기
JP2004185705A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ヘッド装置、および光ヘッド装置用対物レンズ
US20070166682A1 (en) * 2003-01-22 2007-07-19 Realsim Systems, Llc. Medical training apparatus
US7997903B2 (en) * 2003-01-22 2011-08-16 Realsim Systems, Llc Medical training apparatus
EP1463053A3 (en) * 2003-03-25 2006-12-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for recognizing optical discs, optical disc drive, and method and apparatus for distinguishing data storage layers
US7193954B2 (en) * 2003-03-31 2007-03-20 Konica Minolta Holding, Inc. Optical pickup device and objective lens for the optical pickup device
JP2005141892A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Nec Corp 光ヘッド装置および光学式情報記録又は再生装置
JP2005267795A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Sony Corp 光ピックアップ及び光学記録媒体記録再生装置
WO2005093734A1 (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning apparatus and method
KR20060003176A (ko) * 2004-07-05 2006-01-10 삼성전자주식회사 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기
US7352517B2 (en) * 2005-05-09 2008-04-01 Konica Minolta Opto, Inc. Optical pickup apparatus
JP4884018B2 (ja) * 2005-05-12 2012-02-22 パナソニック株式会社 増幅装置、および光ディスクドライブ装置
US7616550B2 (en) * 2005-06-16 2009-11-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup unit
US20070053276A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Hanks D M Optics for double-sided media
WO2007046222A1 (ja) * 2005-10-19 2007-04-26 Pioneer Corporation 光ディスク判別装置、再生装置、光ディスク判別方法、光ディスク判別プログラムおよび記録媒体
WO2008029614A1 (fr) * 2006-09-07 2008-03-13 Panasonic Corporation Dispositif d'enregistrement/de reproduction d'informations

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372365A2 (en) * 1988-12-09 1990-06-13 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355737A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Canon Inc 光学的情報記録再生装置
JPS63146244A (ja) * 1986-12-10 1988-06-18 Hitachi Ltd 波長多重光記録装置
US4881143A (en) * 1988-01-19 1989-11-14 Hewlett-Packard Company Compensated magneto-resistive read head
US5208801A (en) * 1988-02-05 1993-05-04 Tandy Corporation Method and apparatus for correcting focus in an optical recording system
JPH0354740A (ja) * 1989-07-24 1991-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学情報記録部材および光学情報記録再生装置
US5148421A (en) * 1990-04-20 1992-09-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head
JPH046628A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Nippon Steel Corp 光記憶装置
US5235581A (en) * 1990-08-09 1993-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical recording/reproducing apparatus for optical disks with various disk substrate thicknesses
JP3081307B2 (ja) * 1991-11-05 2000-08-28 株式会社日立製作所 光情報記録再生方法およびその装置
JP2986587B2 (ja) * 1991-08-21 1999-12-06 松下電器産業株式会社 光学的情報記録／再生装置
US5295125A (en) * 1992-02-03 1994-03-15 Hitachi, Ltd. Optical head device for recording/reproduction for recording medium using plural light spots
JPH05242551A (ja) * 1992-02-26 1993-09-21 Casio Comput Co Ltd 光ディスク装置
JPH06333255A (ja) * 1993-05-25 1994-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド装置
US5729510A (en) * 1994-01-19 1998-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical head used for recording on optical recording medium having various thicknesses, warpage and the like
JP3240846B2 (ja) * 1994-08-12 2001-12-25 松下電器産業株式会社 光ヘッド
US5696747A (en) * 1994-08-26 1997-12-09 Eastman Kodak Company System and method for high resolution optical recording using dual optical sources and an induced shift in media absorption
JP3519804B2 (ja) * 1994-11-10 2004-04-19 オリンパス株式会社 光ピックアップ装置
KR100213282B1 (ko) * 1994-12-27 1999-08-02 전주범 다층 디스크용 광 픽업
EP1150281B1 (en) * 1995-02-02 2004-05-12 Pioneer Electronic Corporation Optical pickup apparatus and identification apparatus for identifying the type of optical record medium
DE69625728T2 (de) * 1995-02-20 2003-10-23 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Objektivlinsenantriebsvorrichtung und optische Informationsaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung
US5526338A (en) * 1995-03-10 1996-06-11 Yeda Research & Development Co. Ltd. Method and apparatus for storage and retrieval with multilayer optical disks
KR100373673B1 (ko) * 1995-05-08 2003-05-09 산요 덴키 가부시키가이샤 광학기록·재생장치및광픽업
US5717674A (en) * 1995-06-30 1998-02-10 Sanyo Electrics Co., Ltd. Three-beam generating diffraction grating, transmission type holographic optical element and optical pickup apparatus using the same
JPH0991700A (ja) * 1995-09-25 1997-04-04 Sony Corp 光学記録媒体の初期化方法とこれに用いる初期化装置
US5673247A (en) * 1995-11-29 1997-09-30 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup having two objective lenses
JP3062099B2 (ja) * 1996-02-06 2000-07-10 日本電気株式会社 光ヘッド装置
US5696749A (en) * 1996-06-28 1997-12-09 Eastman Kodak Company Dual-wavelength optical recording head utilizing grating beam splitter and integrated laser and detectors
JPH1064097A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Minebea Co Ltd 光ピックアップ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372365A2 (en) * 1988-12-09 1990-06-13 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US6016301A (en) 2000-01-18
EP0800168A3 (en) 1998-09-16
SG47219A1 (en) 1998-03-20
TW521857U (en) 2003-02-21
US6034939A (en) 2000-03-07
EP0800168A2 (en) 1997-10-08
CN1182931A (zh) 1998-05-27
MY115074A (en) 2003-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1103099C (zh) 光头装置和光盘再现设备
CN100336122C (zh) 光学拾取器
CN1174389C (zh) 光学传感器及光盘播放机
CN1192375C (zh) 聚束元件、光头、光信息存储再生装置及光信息存储再生方法
CN1725322A (zh) 光学头、用于装配透镜的设备和方法
CN1725327A (zh) 光学拾取设备、记录器和/或复制器
CN1194343C (zh) 用于高密度记录/再现的兼容的光学头
CN1885419A (zh) 光学拾取器和光盘装置
CN1196122C (zh) 光拾取装置
CN1326187A (zh) 光录放装置、光头装置、光驱装置、跟踪控制方法及光盘
KR20060051246A (ko) 광픽업 및 디스크 드라이브 장치
CN1825446A (zh) 光拾取头以及盘驱动装置
CN1716403A (zh) 集成式光学系统及制造方法以及信息记录和/或再现装置
CN1084912C (zh) 光拾取装置及光盘驱动装置
CN1167314A (zh) 光学头
CN1221953C (zh) 像差检测方法和使用其的光记录再现方法与光记录再现装置
CN1925035A (zh) 兼容的光学拾取器以及光学记录和/或再现设备
JP3972958B2 (ja) 光ピックアップ装置
CN100424767C (zh) 光学拾取装置
CN1773613A (zh) 光学拾取设备
CN1199161C (zh) 光学拾取器和光盘驱动器
US7428194B2 (en) Integrated optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus using the same
CN1967677A (zh) 光学拾波器
CN1577545A (zh) 兼容型光学拾取头和使用其的光学记录及/或重放装置
CN1831976A (zh) 会聚光学装置、光学拾取头和光盘装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20030312