CN1174394C - 光学拾波装置 - Google Patents
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Abstract
光学拾波装置的光学系统包括一个半镜和一个棱镜,其将用于CD的第一激光束和用于DVD的第二激光束引导到光记录介质侧和共同共同光接收元件上。对于第一激光束,半镜具有5∶1的反射与透射的比率,和对于第二激光束,棱镜具有1∶3的反射与透射的比率。第一激光束被引导到光记录介质上,没有光强度损失。同时,反射到光接收元件的反射光也有足够的光强度以用于伺服信号的产生。因此,能够可靠地用第一激光束进行记录操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学拾波装置,其包括多个光源和用于在光记录介质上进行记录和不同光记录介质的重放,更具体地来说,涉及一种光学拾波装置,其能够通过有效地利用从每个光源中发射出的激光束来高精度地进行记录和重放操作。
背景技术
从现有技术已知,一种能够重放不同光记录介质的光学拾波装置,例如与一个CD和DVD一起的CD-R/RW(读/读和写)。例如,已知的一种两光源类型的光学拾波装置,其包括具有780nm波长的半导体激光和具有650nm或670nm波长的半导体激光。
为了构成这样一种紧凑的光学拾波装置,本发明的申请人之一已经提出了一种具有这样结构的光学拾波装置,即每个激光束的一个光学系统被共享以将每个半导体激光通过一共同光学系统引导到光记录介质侧,和一个反射光也被从光记录介质引导到光检测器用于通过日本专利公开号为JP-A-10-112056(JP-A-8-263997)的共同光学系统的信息重放和伺服信号发生。
该光学拾波装置包括一用于发射第一激光束的第一半导体激光器、一用于发射具有与第一激光束不同波长的第二激光束的第二半导体激光器、一用于使第一和第二激光束会聚为在光记录介质上的光点的物镜、一共同光接收元件用于接收从光记录介质发出的反射光,和第一和第二光束分离器,第一激光束穿过第一和第二光束分离器被引导到物镜,第二激光束穿过第二光束分离器被引导到物镜以及反射光穿过第一和第二光束分离器被引导到共同共同光接收元件。此外,第一和第二光束分离器具有一种光学特征,即对每个激光束设置透射率为50%和反射率为50%。
可是,这样构造的光学拾波装置具有多个要改进的方面。具体来说,当具有不同波长的激光束被引导到共同光接收元件时,每个波长的激光束通过每个光束分离器被每一次反射或透射,光的强度就会被减弱。因此,存在的缺点是作为每个激光束的整体具有大的光的强度损失。
为了进行在CD-R/RW(CD和CD-R/RW将通指为CDs),特别是必须减少用于CD记录的激光束的光强度损失,借此在CD记录板上形成具有足够光强度的光点。可是,在具有上述结构的光学拾波装置中,通过光束分离器会产生一半光强度的损失。因此用于记录的激光束的利用效率低。
发明内容
考虑到这样的一个方面,本发明的目的是提供一种光学拾波装置,其能够通过一共同光学系统和共同光接收元件来减少光强度的损失,借此适合的重放CD和DVD和进行在CD上的记录。
为了解决上述问题,本发明提出了一种光学拾波装置,包括:第一半导体激光器,用于发射第一激光束;第二半导体激光器,用于发射具有不同于第一激光束的波长的第二激光束;一个物镜,用于使第一和第二激光束会聚为在光记录介质上的光点,和一个共同光接收元件,用于接收从该光记录介质上发出的反射光,以及第一和第二光束分离器,第一激光束通过第一和第二光束分离器被引导到物镜上,第二激光束通过第二光束分离器被引导到物镜上和反射光通过第一和第二光束分离器被引导到该共同光接收元件上,其中,第一光束分离器具有对于第一激光束大约为70%-90%的反射率以及对于透第二激光束的全射率,和其中,第二光束分离器具有对于第一激光束的全透射率以及对于第二激光束的大约为20%到60%的反射率。对于第一和第二光束分离器,希望第一激光束被设置为P和S偏振光中的之一,第二激光束被设置为与第一激光束正交的偏振光或包括P和S偏振组分的偏振光以用于第一和第二光束分离器。
在根据本发明的光学拾波装置,第一激光束被相对于激光束具有高反射率的第一光束分离器反射,接着被引导到光记录介质上。因此,在光记录介质上辐照的第一激光束具有足够的强度。因此,可以实现可靠地使用第一激光束进行在光记录介质上的记录。
如果要设置激光束的偏振方向,可低成本地实现具有光学特征的第一和第二光束分离器。通常,有利的是,第二激光束被设置包括大约占30%-70%的P偏振组分和占其它部分的S偏振组分。
于是要设置偏振方向,形成在光记录介质上的第一激光束的椭圆光点被设置为相对于第二激光束的椭圆光点倾斜45度。因此,这两个光点能够形成沿着光记录介质的记录轨迹的切向适合于记录和重放的布置关系。
第一激光束用于进行在光记录介质上的记录,第二激光束用于进行在光记录介质上的重放。
在这个情况下,希望形成在光记录介质上的第一激光束的椭圆光点的主轴线方向与光记录介质的径向方向一致。于是,第一激光束的椭圆光点的主轴线方向与记录凹点方向一致。因此,能够加强分辨能力。
在本发明的另一方面,提出了一种光学拾波装置,包括:第一半导体激光器,用于发射第一激光束;第二半导体激光器,用于发射具有不同于第一激光束的波长的第二激光束;一个物镜,用于使第一和第二激光束会聚为在光记录介质上的光点;一个共同光接收元件,用于接收从该光记录介质上发出的反射光,以及第一和第二光束分离器,第一激光束通过第一和第二光束分离器被引导到物镜上,第二激光束通过第二光束分离器被引导到物镜上和反射光通过第一和第二光束分离器被引导到该共同光接收元件上,其中,第一半导体激光器被用于记录信息,和第一光束分离器被设置在这样的状态下,即对于第一激光束为反射率大于透射率,以及对于第二激光束为全透射率,第一激光束被设置为P和S偏振光中的之一,第二激光束被设置为与第一激光束正交的偏振光或包括P和S偏振组分的偏振光以用于第一和第二光束分离器。
附图说明
图1是显示本发明的光学拾波装置的结构的截面视图;
图2(a)是显示使用用于CD的光源的状态的平面图,和
图2(b)是显示在图1的光学拾波装置中使用用于DVD的光源的状态的平面图;
图3(a)是显示用于CD的第一激光束的偏振方向和在图1的光学拾波装置中形成一个光点的状态的视图;
图3(b)是是显示用DVD的第二激光束的偏振方向和在图1的光学拾波装置中形成一个光点的状态的视图;
图4(a)是显示了在图1的光学拾波装置中半镜的偏振特征的视图;
图4(b)是显示了在图1的光学拾波装置中棱镜的偏振特征的视图;
图5(a)和(b)是显示了在形成在一光记录介质上的光点和一记录轨迹之间的关系。
具体实施方式
以下将参考附图描述根据本发明一个实施例的光学拾波装置。下面将要描述的光学拾波装置是一种重放CD和DVD并在CD-R/RW上进行记录的两光源类型。
图1是显示根据实施例的两光源类型的光学拾波装置的侧结构视图。图2(a)是显示使用用于CD的光源的状态的平面视图,和图2(b)是显示使用用于DVD的光源的状态的平面视图。如上述附图所示,根据实施例的光学拾波装置1具有一个基座2。该基座2沿着与装置构架(未示出)平行固定的两个引导轴3和4被可滑动地连接在光记录介质的径向方向。
一个物镜驱动机构5被安装在基座2上。根据实施例的物镜驱动机构5是一个轴滑动和转动类型,包括一个镜头支架7,该镜头支架7可以沿着滑动轴6滑动并能够围绕着滑动轴6转动。一个用于CD的物镜8和一个用于DVD的物镜9间隔90度被安装到镜头支架7上。当镜头支架7通过磁驱动线路(未示出)驱动时,物镜8和9中的一个能够被转换到使用位置。
根据实施例设置在基座2中的光学拾波装置1的光学系统具有第一半导体激光器11和第二半导体激光器12,第一半导体激光器11发射用于CD记录的具有高功率和780nm波长的第一激光束L1,第二半导体激光器12发射用于DVD重放的具有650nm或670nm波长的第二激光束L2。这些半导体激光器11和12彼此相对设置,从而彼此平行地发射出激光束的主光轴。
作为第一光束分离器的半镜13、作为第二光束分离器的棱镜14、一个校准镜头15和一个抬起镜子16被依照这个次序设置在半导体激光器11和12之间向着物镜8和9沿着与发射出的激光束成正交的方向设置在使用位置。此外,半镜13的后表面侧设置有传感器镜头18用于对通过光记录介质17的发射的反射光Lr的伺服信号发生给出一个偏差,和一个共同光接收元件19用于接收已经给出了偏差的反射光。
半镜13的反射膜相对于与第一半导体激光器11处于相对位置的激光器的主光轴倾斜45度。相似地,棱镜14的反射膜相对于与第二半导体激光器12处于相对位置的激光器的主光轴倾斜45度。
因此,当用于CD的物镜8被转换到使用位置以驱动第一半导体激光器11并发射第一激光束L1时,如图2(a)所示,第一激光束L1被半镜13部分地反射并且透射通过棱镜14、被改变成平行光穿过校准镜头15以及接着通过抬起的镜子16向上到物镜8并穿过物镜8在光记录介质(在这个情况下为CD)上的会聚为一个光点,如图2的斜线所示。被光记录介质反射的反射光Lr穿过相同的路径被返回到半镜13,被部分地透射通过以及通过传感器镜头18在光接收元件19上被辐照。
类似地,当用于DVD的物镜被转换到使用位置以驱动第二半导体激光器12并发射第二激光束L2时,如图2(b)所示,第二激光束L2被棱镜14的反射膜部分地反射并且透射通过校准镜头15被改变成平行光以及接着通过抬起的镜子16向上到物镜9并穿过物镜9在光记录介质17(在这个情况下为DVD)上的会聚为一个光点,如图3的斜线所示。被光记录介质17反射的反射光Lr穿过相同的路径被返回到棱镜14,被部分地透射通过半镜13,以及通过传感器镜头18在光接收元件19上被辐照。
在该实施例中,如图3(a)和3(b)所示,用于CD记录的第一半导体激光器11被围绕着光轴调节。于是,第一激光束L1被设置为相对于半镜13和棱镜14的P偏振光。在另一方面,用于DVD重放的第二半导体激光器12被围绕着光轴调节。于是,第二激光束L2被设置为相对于半镜13和棱镜14大约占50%的P偏振组分和占50%的S偏振组分的偏振光。
通过这样的设置,第一激光束L1的椭圆光点F1被形成在物镜8上,该物镜8具有相对于一光学系统的光轴L(一系统的光轴)倾斜ΘL1角度的主光轴。另一方面,第二激光束L2的椭圆光点F2被形成在物镜9上,该物镜9具有相对于一光轴L倾斜ΘL2角度的主光轴,并且相对于光点L1倾斜大约45度的角度。
在该实施例中,半镜13和棱镜14的光学特征(透射和反射)的设置如图4(a)和(b)所示。如图4(a)所示,首先对于具有780nmCD波长的激光束L1,半镜13的反射膜特征为具有大约20%的透射率,和对于具有650nm或670nmDVD波长的激光束L2,半镜13基本被设置为全透射特征,如用于P偏振光的实线所示。类似地,S偏振光基本上具有与P偏振光同样的特征,如虚线所示。
另一方面,如图4(b)所示,对于具有780nmCD波长的激光束L1和具有650nm或670nmDVD波长的激光束L2,棱镜14的反射膜基本上被设置为全透射特征,如用于P偏振光的实线所示。对于S偏振光,透射率大约为50%,反射率大约50%,如虚线所示。
因此,在根据实施例的光学拾波装置1中,大约80%(100%-20%)的用于CD的为P偏振光的第一激光束L1被半镜13反射并且反射的激光束L1透射过棱镜14并通过物镜8在光记录介质17上会聚为一光点。因此,在光记录介质上形成光点具有足够的光强度,并且比现有技术的光强度损失少。从光记录介质上发出的反射光Lr通过棱镜14,其大约20%的反射光穿过半镜13射出并返回到光接收元件19。于是可以可靠地产生伺服信号。
另一方面,用于DVD的包括与P偏振组分和S偏振组分的第二激光束L2具有在棱镜14中的透射与反射的比率,其是P偏振组分和S偏振组分的比率的中间值。因此,在这个实施例中,从图4(b)中明显看出可以获得大约70%的透射率。因此,25%(100%-75%)的第二激光束L2被棱镜14反射并通过物镜9被辐照在光记录介质17的记录平面上。在这个情况下,优选进行重放操作。因此,可以得到足够的光强度。从光记录介质17发出的75%的反射光Lr被发射穿过棱镜14,穿过半镜13的射出并被引导到光接收元件19。因此,被光接收元件19接收的光强度也足够大用于产生产生重放信息和伺服信号。
于是,如上所述,在这个实施例中,对于第一激光束L1,将反射率设置大约为20%。然而,本发明并不局限于这个实施例。根据发明人的经验,已经确认对于第一激光束L1希望被设置的反射率大约为70%到90%,以作为半镜13的反射膜特征。在上述设置范围,根据到达接收元件19的光强度来进行计算。例如,当反射率为100%(透射率为0%)时,引导到光记录介质17上的第一激光束L1的光强度变大,从光记录介质17上发出的反射光Lr将很少通过半镜13。于是到达接收元件19上的光强度很弱。因此,对于接收元件19很难探测到光的强度。进而,然后到达接收元件19的光强度太弱,则在波长、制造、温度等状况下由于半镜的不均匀性(散射)所造成的影响将变强。于是考虑到上述到达接收元件19的光强度和不均匀性,将对第一激光束L1的反射率大约在70%-90%之内。此外,已经确认对第二激光束L2的反射率希望设置为大约20%到60%。这个范围的设置也考虑到上述到达接收元件19的光强度和不均匀性。
在根据实施例的光学拾波装置1中,用于CD记录的第一激光束L1被设置为P偏振光,和用于DVD重放的第二激光束L2被设置为包括大约占50%的P偏振组分和大约占50%的S偏振组分的偏振光。结果,用于记录的光点F1和用于重放的光点F2形成在具有大约45度的倾斜角的物镜上,如上述附图3(a)和3(b)所示。
在这个情况下,用于记录的光点P1和用于重放的光点P2被形成在光记录介质17的记录平面上,其相对于在物镜上形成的光点转动90度,如图5(a)和(b)分别所示。因此,如果用于记录的光点P1被设置到一个适合于记录标记的方向,即与在记录表面上的记录轨迹T正交的方向,用于重放的光点P2相对于记录轨迹T倾斜45度,从而它被设置到有利于包括镜头移动特征的重放特征的方向。根据这个实施例,可以可靠地操作记录和重放操作。
如上所述,在这个实施例中,第二激光束L2设置为包括大约占50%的P偏振组分和大约占50%的S偏振组分的偏振光。本发明并不局限于这个实施例。用于DVD重放的第二激光束被设置执行DVD重放抖动(记录信息阅读精度),而没有不利的影响。根据发明人的经验,设置P偏振组分大约占30%-70%和S偏振组分大约占其余的比例。当在实施例中第一激光束为P偏振光时,它也可以是S偏振光。在这个情况下,优选的是,半镜13和棱镜14的反射膜的特征应当被设置为与此相应的透射与反射比率。
如上所述,本发明提供了多光源类型的光学拾波装置,其具有这样的结构,即第一和第二激光束通过共同光学系统被引导到光记录介质,和从光记录介质发出的反射光通过共同光学系统被引导到共同光接收元件上,其中在第一光束分离器中的第一激光束的反射率为70%到90%,第一光束分离器用于反射第一激光束以被引导到光记录介质上。因此,可以减少被引导到光记录介质上的第一激光束的光强度的损失。特别是,在第一激光束被用于记录的情况下,可以在光记录介质上形成足够光强度的光点。同时,返回发送到光接收元件的反射光也有足够的光强度以用于伺服信号的产生。因此,能够实现可靠地记录操作。
此外,在本发明中,激光束中的一个是P或S偏振光,和另外的激光束是具有P偏振组分和S偏振组分相混合的偏振光。因此,可以低成本低实现第一和第二光束分离器的反射膜特征,该分离器用于将每个激光束引导到光记录介质上并将其反射光引导到光接收元件上。此外,通过成一大约45度的角度的第一和第二激光束1和2能够在光记录介质上形成椭圆光点。因此,可以形成适合用于记录和重放的状态的光点。
Claims (6)
1.一种光学拾波装置,包括:
第一半导体激光器,用于发射第一激光束;
第二半导体激光器,用于发射具有不同于第一激光束的波长的第二激光束;
一个物镜,用于使第一和第二激光束会聚为在光记录介质上的光点,和一个共同光接收元件,用于接收从该光记录介质上发出的反射光,以及
第一和第二光束分离器,第一激光束通过第一和第二光束分离器被引导到物镜上,第二激光束通过第二光束分离器被引导到物镜上和反射光通过第一和第二光束分离器被引导到该共同光接收元件上,其中,第一光束分离器对于第一激光束具有在70%到90%之内的反射率以及对于第二激光束具有全透射率,和
其中,第二光束分离器对于第一激光束具有全透射率以及对于第二激光束具有在20%到60%之内的反射率,其中第一激光束被设置为P和S偏振光中的之一,第二激光束被设置为与第一激光束正交的偏振光或包括P和S偏振组分的偏振光以用于第一和第二光束分离器。
2.根据权利要求1所述的光学拾波装置,其特征在于:第二激光束包括有占30%到70%的P偏振组分和占其余比例的S偏振组分。
3.根据权利要求1到2之一所述的光学拾波装置,其特征在于:形成在光记录介质上的第一激光束的椭圆光点被设置为相对于第二激光束的椭圆光点倾斜45度。
4.根据权利要求1到2之一所述的光学拾波装置,其特征在于:第一激光束用于进行在光记录介质上的记录,第二激光束用于进行在光记录介质上的重放。
5.根据权利要求4所述的光学拾波装置,其特征在于:形成在光记录介质上的第一激光束的椭圆光点的主轴线方向与光记录介质的径向方向一致。
6.一种光学拾波装置,包括:
第一半导体激光器,用于发射第一激光束;
第二半导体激光器,用于发射具有不同于第一激光束的波长的第二激光束;
一个物镜,用于使第一和第二激光束会聚为在光记录介质上的光点;
一个共同光接收元件,用于接收从该光记录介质上发出的反射光,以及
第一和第二光束分离器,第一激光束通过第一和第二光束分离器被引导到物镜上,第二激光束通过第二光束分离器被引导到物镜上和反射光通过第一和第二光束分离器被引导到该共同光接收元件上,
其中,第一半导体激光器被用于记录信息,和第一光束分离器被设置在这样的状态下,即对于第一激光束为反射率大于透射率,以及对于第二激光束为全透射率,第一激光束被设置为P和S偏振光中的之一,第二激光束被设置为与第一激光束正交的偏振光或包括P和S偏振组分的偏振光以用于第一和第二光束分离器。
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