CN1215883A - 小型双波长光学拾取头 - Google Patents

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Abstract

一种双波长光学拾取头。包括光学装置,用于导引由第一和第二光源发射的第一和第二波长的光束到光盘;双聚焦透镜物镜,用于聚焦所述光束在所述光盘的层上;和单一检测器,允许检测所述第一或所述第二波长的光束。尽可能多的部件的重复使用,减少了该光学拾取头的体积和成本。

Description

小型双波长光学拾取头
本发明涉及双波长光学拾取头，其可以用于光盘读写装置。
双波长光学拾取头允许使用不同波长的光目的是处理不同厚度的盘和/或不同反射率的反射层的盘。双波长光学拾取头可以用于多种目前的光盘读写装置中，例如，DVD-ROM读取装置，目的是保持与较早的光盘格式，如CD-R光盘格式向下兼容。为保持向下兼容，至少光盘的两个特性必须予以考虑，即厚度和光盘的反射率。DVD光盘用0.6mm厚的基片，可以用大约650nm波长的光读出。CD-R光盘用厚1.2mm的基片，可以用大约780mm波长的光读出。CD-R光盘具有的缺陷是它不能用大约650nm波长的光读出，因为覆盖其表面的特殊染料吸收了后者波长的光。
一名为“用于厚度0.6mm和1.2mm基片的双波长光学头”的出版物，作者R.Katayama、Y.komatzu和Y.Ono，在日本期刊《应用物理》1997年1月36卷(1997)No.LB的第一部分460-466页，公开了一种光学头，它用全息光学元件型光学部件，或者可变放大率型光学部件。该光学头可以用于0.6mm和1.2mm基片厚度，包括635nm和785nm的激光二极管。该光学头包括单个极化光束分离器和一套对635nm和758nm光束的信号检测光学部件。
消费者产品工业致力于减少其产品的体积，目的是使其便携和更便宜。这些努力使构成产品的组件小型化和/或部件数量减少。例如，这将应用于便携的和/或更便宜的光盘读写装置的光学头。另一方面，小的组件应该和它们的大体积等价物同样可靠。
本发明的一个目的是找到一个解决方案，既减小光学头的体积，而又不增加其成本。
根据本发明，上前提出的问题的一个解决方案是在用于光盘读写装置中提供一种双波长光学拾取头，该双波长光学拾取头至少包括用于导引由第一和第二光源发射的第一和第二波长的光束到光盘的光学装置。该光学装置至少包括一波长选择光束分离器，它至少允许部分改变第一波长的光束的方向，对第二波长的光束是透射的。光学拾取头还包括用于聚焦光束于光盘的一层的聚焦装置，用于检测由该光盘层反射的第一和第二波长的各个光的光检测装置，和另一个用于导引由光盘层反射的反射光束到光检测装置的光学装置。该光检测装置包括一单检测器，允许检测第一或者第二波长的光。
根据本发明的解决方案无需对每个波长的光的单独的一套光学检测仪，它允许优化尽可能多的对两种波长的共同组件的使用。这样光学拾取头的体积和构成它的部件数量可以减少。
在根据本发明的双波长光学拾取头的优选实施例中，聚焦装置包括双聚焦透镜物镜。
该双聚焦透镜物镜允许克服由于不同光盘的不同基片厚度造成的球面象差的补偿的问题。
在根据本发明的双波长光学拾取头的另一个优选实施例中，另一光学装置包括一镜片，允许部分改变第二波长的光束的方向，对第一波长的光束是透射性的，其如此放置以使发散的所述反射光束到达所述光检测装置。
其它的优选实施例允许使用反射光束的散光特性，例如可能用于聚焦控制电路，而无需影响光学拾取头的致密性。
在根据本发明的双波长光学拾取头的另一个优选实施例中，光学装置包括偏振片旋转装置，以旋转所述光束的偏振方向。
另一个优选实施例允许避免反射光束到达光源。这一特点对于也用于在光盘上写的光学拾取头特别有用。
下面将用说明本发明特点的例子和图1和图2来解释本发明，附图中：
图1包含本发明的第一优选实施例的示意表示。
图2包含本发明的第二优选实施例的示意表示。
以下的叙述中，同样的标号将用于指图1和图2中出现的相同部分。
图1示意性地示出双波长光学拾取头的某些部分，该双波长光学拾取头是设计用于光盘读写装置(未示出)的。该光学拾取头可以用于利用分别从第一光源2和第二光源3发射的具有第一波长和/或第二波长的光，在光和/或磁光媒体1上读和/或写。最好光源2和3是激光二极管。例如，第一和第二波长可以在650nm和780nm左右。应该理解，更短的波长可以考虑在本发明的范围之内。
由第一光源2发射的第一光束4，由光学装置导引到媒体1。这些光学装置包括反射第一光束4的光束分离器5、准直透镜6、平面镜7和物镜8。一般地，物镜8由聚焦控制电路(未示出)控制的驱动器9驱动的，这样可以使光点保持聚焦在媒体1的反射层(未示出)上。所述反射层包含信息。
由第二光源3发射的第二光束10也由该光学装置导引到媒体1。光束分离器5用作第二光束10的光束耦合器，以导引第二光束10到准直透镜6。
物镜8可以用由第一光源2发射的光和媒体1的确定的厚度来进行优化。在这种情况下，某些补偿光学器件(未示出)对于由第二光源3发射的光可能是需要的。
最好物镜8是双聚焦透镜物镜。
第一光束4和第二光束10一般分别用于读和/或写第一和第二类信息。所述的第一和第二类信息可能在媒体1上的同一层上或不同厚度的两层上。所述第一和所述第二类信息也可以分别地包含在第一媒体的层上和第二媒体的层上。应该理解在该时刻只有一个媒体可以被读取，也就是，或者第一媒体或者第二媒体。第一媒体的层与第二媒体的层相比有不同的厚度。双聚焦透镜物镜允许考虑到不同的厚度，这样用双聚焦透镜物镜获得的光点就聚焦在媒体的反射层上。
第一光束4和/或第二光束10从媒体1的反射层反射，所反射的光束由另一光学装置导引在光检测装置11上。另一光学装置具有和所述的光学装置一样的物镜8、平面镜7和准直透镜6。另外，另一光学装置包括解耦装置12，以再导引所反射的光束到光检测装置11。解耦装置12比如可以用光束分离器来实现，它设计成至少部分地反射进入表面13上的反射光束和穿过进入表面14的第一光束4和第二光束10。
光检测装置11一般包括光检测器(未示出)。依靠所确定的所反射的光束的几何特性，光检测器可能有一个或多个检测装置，正如本领域技术人员所熟知的。
如图1所示的双波长光学拾取头，被设计成构成所述光学装置和所述另外的光学装置的其大多数部分是由两种波长的发射和反射光束来作用的。与需要更多的组件部分的已知已有技术相比，这使得组件部分的数目尽可能少，允许减少光学拾取头的尺寸到最小值。另外，所用的部件是广泛用于光学拾取头工业的，这使得保持该光学拾取的价格在一个低的水平。
图2包含光学拾取头的第二实施例的示意性说明。光学装置包括一光束分离器15，设计成部分地反射第一光束4，以便导引第一光束4到准直透镜6。该光学装置还包括镜片(plate)16，部分地反射进入其表面17的第二光束10，以通过光束分离器15导引它到准直透镜6。光束分离器15对第二光束10的光有相当高的透射率。媒体1的层反射第一光束4和/或第二光束10，所反射的光通过构成另一光学装置的物镜8、平面镜7、准直透镜6、光束分离器15和镜片16导引到光检测装置11。这样，另一光学装置有许多部件和光学装置相同。在光学拾取头内的这一结构允许减少光学拾取头的尺寸到最小值，如图1所示的情况一样。
镜片16以倾斜的方式放置，以使通过它所反射的光束变成发散光。这种发散光反射光束的特性可以被用于执行聚焦控制，也就是监视在媒体1的反射层上的光点的聚焦。这对本领域的技术人员是熟知的且在已有技术中有描述。一般地，光检测装置11有四个检测元，形成四个象限，基于在光检测装置11上由反射光束形成的椭圆形状，可确定光束的聚焦位置。
一种由图2中点线所示的，在镜片16和光检测装置11之间的透镜18和/或圆柱透镜19组成的光学投影装置可以被加入到另一光学装置。该光学投影装置允许提高在光检测装置11上的反射光束的投影的质量。透镜18用于比如修正发散的反射光中的散光效果和适应投影的尺寸，这样，它就更好地匹配检测器元的表面。圆柱透镜19用于调整反射光中的散光效果。圆柱透镜19可以用作替换装置，以给予反射光束通过它散光，镜片16可以由简单的光束分离器(未示出)来取代。
光学装置可以有选择地包括衍射装置，它将第一光束4和/或第二光束10分裂成中央的0级和两个一级光束。该衍射装置可以比如用图2中用点线所示的光栅20和/或21，也用点线示出的分别用于光栅20和/或21的补偿器22和/或23来实现。光栅20和/或21放置于第一光束4和第二光束10中。这样获得的一级光束可以利用例如本领域技术人员熟知的三光束跟踪方法，用来执行跟踪。
在优化选择中，衍射装置利用全息照相代替光栅20和/或21来实现。
同样，光学装置可以有选择地包括偏振片旋转装置24，以旋转所述光束的偏振方向。这些偏振片旋转装置可以比如用四分之一波片来实现。这个特点对于避免反射光束到达光源2和/或3是特别有用的。这个特点在特别设计用于写的光学拾取头中特别有用。
组成图1和图2中所示的光学拾取头的实施例的部件几何上彼此相关地放置，以使物镜8、第一光束4，第二光束10和反射光束的光轴包含在一个平面内。然而，组成光学头的各部在空间彼此相关的几何位置的变化，可以由本领域技术人员完成，保留在本发明的范围内。这种变化的一个例子可以是在图2中绕穿过光检测装置11和镜片16的光轴25，旋转物镜8、驱动器9和平面镜7为90°。这种变化的另一个例子可以是绕所述光轴25，旋转第一光源2和光束分离器15。

Claims (11)

1．在光盘读写装置中使用的双波长光学拾取头，至少包括：
光学装置(5,6,7；15,16)，用于导引由第一和第二光源(2,3)发射的第一和第二波长的光束(4,10)到一光盘(1)，所述光学装置至少包括一波长选择光束分离器(15)，允许至少部分改变所述第一波长的光束的方向，对所述第二波长的光束是透射的；
聚焦装置(8)，用于聚焦所述光束在所述光盘的层上；
光检测装置(11)，用于检测由所述光盘的所述层反射的所述第一或所述第二波长的每一个的光；
另一光学装置(6,7,12；15)，用于导引由所述层反射的反射光束到所述光检测装置，其特征在于所述光检测装置包括单一检测器，允许检测或者所述第一或者所述第二波长的光束。
2．如权利要求1所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述聚焦装置包括一双聚焦透镜物镜(8)。
3．如权利要求1或2之一所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述单一检测器有多个检测元。
4．如权利要求3所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述另一光学装置包括一镜片(16)，允许部分改变所述第二波长的光束的方向，对所述第一波长的光束是透射性的，其如此放置以使发散的所述反射光束到达所述光检测装置(11)。
5．如权利要求4所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述另一光学装置包括投影装置(18,19)以投影反射光束在所述单一检测器的所述多个检测元上。
6．如权利要求1至5中之一所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述光学装置包括衍射装置(20,21)，用于在所述第一或所述第二波长的所述光束任一之中产生衍射。
7．如权利要求6所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述衍射装置包括光栅。
8．如权利要求6所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述衍射装置包括全息图。
9．如权利要求1至8中之一所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述光学装置包括偏振片旋转装置，以旋转所述光束的偏振方向。
10．如权利要求9所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述偏振片旋转装置包括一四分之一波片。
11．如权利要求1至10之一所述的双波长光学拾取头，其特征在于所述第一和所述第二波长的所述光束保持在一个平面，该平面包含所述聚焦装置的光轴。
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