CN1512493A - 光学头和光盘设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学头和光盘设备，其能够将每个来自多个光源(100)的不同波长的可选择的光线都通过单个光学系统(210至250)导向到记录媒体，并通过单个的光接收系统(301)能够从记录媒体反射的光中重放信号。

Description

光学头和光盘设备

技术领域

本发明涉及将信息记录在光学信息记录媒体中/从其中重放信息的光学头和光盘设备。

背景技术

作为使用激光束在记录媒体上记录信息的媒体，例如已经广泛地使用CD或DVD标准的光盘。最近，使用半导体激光器元件作为能够输出蓝色或紫色的更短波长光的光源的高密度光盘已经标准化了。

因此，在一个光盘设备中很难提供能够用于各种记录媒体的驱动单元。人们需要一种至少CD和DVD公用的驱动单元。

然而，如果为能够输出不同波长激光束的每一半导体元件准备一个光学头，则不大可能增加封装光源和其它的光学部件的集成密度，并且很难使驱动单元变薄且紧凑。

KOKAI的日本专利申请No.2002-25104公开了一种这样的光学头单元，其中能够输出不同波长激光束的半导体激光器元件具有彼此接近设置的发射位置，以使至少能够给光盘提供不同波长的两个激光束点。这种光学头单元使用单片半导体激光器元件，这种激光器元件具有能够输出两种不同波长激光束的两个光发射部件和输出其波长不同于上面的两个激光束的波长激光束的半导体激光器元件。通过将半导体激光器元件和单片半导体激光器元件设置成彼此平行，通过一个光学头可以获得具有不同波长的三个激光束点。

然而，在由上述专利出版物所公开的光学头单元中，从三个光发射点(光源)发射的所有激光的光轴与光学头的设计光轴不同。因此，在从半导体激光器元件中发射的激光束导向到光盘上时，来自与光学头的光轴分离开的光发射点的光束倾斜地导向到光盘的记录表面上。在这种情况下，像差分量的影响增加，并且正确的稳定记录和重放变得困难。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学头和光盘单元，它能够将不同的波长的光通过单个光学系统从光源导向到记录媒体，并且通过单个光接收系统能够从记录媒体反射的光中播放信号。

根据本发明的一方面，提供一种光学头，包括：在光盘上执行信息的记录和/或重放的光源、通过光盘的光透明层将从光源中发射的光线聚焦到信息记录层的物镜、使从光盘中反射的光通量分流在光源和物镜之间的分支部分、对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜、和接收光线并根据所接收的光线的强度产生光强度信号的光接收部分，其中光源具有多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；以及在光发射部件中设置可选择的光发射部件，以使输出的光线的光轴位于光学系统的光轴上。

根据本发明的另一方面，提供一种光学头，包括光盘设备，该光盘设备包括：光学头，该光学头具有在光盘上执行信息的记录和/或重放所需的光源、通过光盘的光透明层将从光源中发射的光线聚焦到信息记录层的物镜、使从光盘反射的光通量分流在光源和物镜之间的分支部分、对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜、和接收光并根据所接收的光线的强度产生光强度信号的光接收部分，其中光学头的光源具有多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；一个光发射部件设置在光学系统的光轴上；从光学头的选择性光学发射部件中输出具有预定波长的光的激光器驱动电路；基于从光学头的光电检测器中输出的信号播放记录在记录媒体上的信息的信号处理器；和以预定的速度旋转记录媒体的马达。

在下文的描述中将阐述本发明的其它目的和优点，其中部分目的和优点从这些描述中显而易见或通过实践本发明可得知。本发明的目的和优点也可以通过在此具体指出的手段和组合实现。

附图说明

并入在本发明并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的当前优选的实施例，并与上文给出的一般性描述和下文给出的实施例的详细描述一起解释本发明的原理。

附图1A、1B和1C所示为解释实施本发明的光学头的示意图；

附图2A和2B所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图；

附图3A和3B所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源的示意图；

附图4所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图；

附图5所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图；

附图6所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图；

附图7A、7B和7C所示为解释可适用于在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图；

附图8所示为解释使用在附图1A中所示的光学头的光源单元的示意图。

具体实施方式

在下文中参考附图详细解释本发明的实施例。作为实施本发明的用于光学头的信息记录媒体，以相位变化光盘(作为记录和/或播放的目标的信息记录媒体)作为实例。但是，光学头也广泛地应用到具有光透明层的信息记录媒体，该光盘可以由仅一次记录的信息记录媒体、只播放光盘、磁光盘和光卡替代。在下文的实施例中，解释具有不同波长的三个光源的光学拾取头和光盘单元，但本实施例当然可以适用于具有四个以上的光源的光盘单元。

附图1A、1B和1C所示为解释本发明的光学头的实例的示意图。

如附图1A所示，光学头1包括能够输出具有预定波长的激光束的光源单元100；将从光源单元100发射的光导向到作为信息记录媒体的光盘D并将从光盘D中返回的光沿预定方向导向的光学系统200；和接收从光盘D中返回的光并输出对应于该光的电信号的光电检测器301。

光源单元100包括能够发射不同波长的激光束的至少两个半导体激光器元件(光发射部件)，如下文更详细地解释。在本实施例中，光源单元100包括输出能够将20G字节的信息记录在CD大小的光盘上的蓝色激光束(例如，405纳米的波长)的激光器元件；能够输出用于将信息记录在各种不同的扩展DVD标准化光盘上和/或从其上播放该信息的红色激光束(例如，650纳米的波长)的半导体激光器元件；和能够输出用于将信息记录在公知的CD标准化光盘上和/或从其中播放该信息的近红外激光束(例如，780纳米的波长)的半导体激光元件。

光学系统200包括补偿光学构件210(衍射元件211，212)；使分散的激光束的截面平行的准直透镜220；从光盘D中返回的激光束中分离从光源单元100导向到光盘D的激光束的偏振的分束器230；匹配从光盘返回并导向到光盘D的激光束隔离的1/4波片240；将导向在光盘D上光聚焦到在光盘D的记录表面的预定位置上并捕获从光盘D反射回的激光束的物镜250；和获得控制物镜250的位置的信息的检测光学系统260(聚光透镜261和圆柱透镜262)。

补偿光学构件210包括第一衍射元件211和第二衍射元件212。衍射元件211和212具有对应于波长的衍射效率和衍射级。

第一衍射元件211能够发射蓝色和红色激光束，并主要衍射红外激光束。衍射元件212能够发射蓝色和红外激光束，并主要衍射红色激光束。通过控制每个衍射元件的栅槽的深度能够容易地控制衍射元件211和212的衍射效率。通过形成每个衍射元件锯齿状的栅槽并改变倾斜部件的倾斜角度能够容易地控制衍射元件211和212的衍射级。

给定第一衍射元件211栅槽模式，这种栅槽模式相对于红外激光束补偿与准直透镜220组合引起的色差/球面像差。给定第二衍射元件212栅槽模式，这种栅槽模式相对于红色激光束补偿与准直透镜220组合引起的色差/球面像差。

检测光学系统260使用公知的散光系统，该散光系统例如包括聚光透镜261和圆柱透镜262。

光电检测器301可以是如附图1B所示的平行光接收区或如在附图1C中所示的以彼此正交的分隔线划分的公知的第一至第四光接收区301a、301b、301c和301d。

在上述的光学头1中，通过衍射元件21 1和212使从光源单元1 00中发射的激光束L1(a，b，c)具有预定的光学特性，接着通过准直透镜220校准，并导向到偏振分束器230。

从偏振的分束器230朝光盘D导向的激光束L1通过1/4波片240从线性偏振光转换为环形偏振光，然后聚焦在光盘D的记录表面的预定位置上。

导向在光盘D上的激光束L1通过记录表面反射并返回到物镜250作为反射的激光束L2(a，b，c)。

返回到物镜250的反射的激光束L2施加到1/4波片240以与通过光盘D反射之前的光隔离匹配并导向到偏振的分束器230。

导向到偏振的分束器230的反射的激光束L2通过偏振分束表面朝检测光学系统(散光系统)260反射(虽然没有详细解释)。

通过散光检测系统260使反射的激光束L2具有预定的图像形成特性，并根据预定图像形成特性在光电检测器301的预定光接收区中形成图像。通过光电检测器301的每个光接收区获得的检测信号(输出)通过下文参考附图8解释的信号处理器转换为重放信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号。

现在解释应用到在附图1A所示的光学头1中的光源。

如附图2A所示，光源单元100包括能够输出不同波长的至少两个或更多个(在本实施例中为三个)激光束的半导体激光器单元120和通过对于每种波长都不同的层从半导体激光器单元120反射可选择波长的激光束的波长选择器膜块111。

半导体激光器单元120具有第一半导体激光器元件120a、第二半导体激光器元件120b和第三半导体激光器元件120c。

第一激光器元件120a发射如上文所解释的蓝色激光束(例如405纳米的光源波长)。第二激光器元件120b发射如上文所解释的红色激光束(例如650纳米的光源波长)。第三激光器元件120c发射如上文所解释的红外激光束(例如780纳米的光源波长)。

如附图2B所示，半导体激光器单元120控制在垂直方向上从光源到活性层的激光束发射位置。即，激光器元件120a、120b和120c的活性层121a、121b和121c在垂直于活性层区域方向的方向上层叠。激光器元件120a和激光器元件120b在活性层121a和活性层121b之间具有预定的间隔。此外，激光器元件120b和激光器元件120c在活性层121b和活性层121c之间具有预定的间隔。

此外，在从激光束发射侧看时，对应于活性层121a、121b和121c的发射点122a、122b和122c沿垂直于每个活性层区域方向的方向定位在预定的直线M1上。通过在与活性层垂直的方向上控制发射位置的半导体激光器单元120，可能精确地控制在能够输出每个预定波长的激光束的活性层之间的间隔。

波长选择器膜块111包括具有对应于从半导体激光器元件120a至120c中发射光线的透射率和反射率的波长选择器膜111a至111c。

更具体地说，波长选择器膜111a从红色半导体激光器元件120b有效地透射激光束L1b和从红外半导体激光器元件120c有效地透射激光束L1c，并有效地反射从蓝色半导体激光器元件120a发射的激光束L1a。波长选择器膜111b从红外半导体激光器元件120c有效地透射激光束L1c，并从红外半导体激光器元件120b有效地反射激光束L1b。波长选择器膜111c从红外半导体激光器元件120c有效地反射激光束L1c。

设置在定位波长选择器膜块111时的角度θ1和波长选择器膜111a至111c的膜厚度，使得通过每个波长选择器膜(111a，111b和111c)反射的激光束(L1a，L1d和L1c)的每个主光线与在直到物镜250的空间中确定的光学系统的光轴一致。

如上文所解释，在将信息记录在可选择标准的光盘D上和/或从其中重放该信息时，半导体激光器单元120能够根据光盘标准将不同波长的每个激光束导向在光盘上，因为激光束具有改善了的由不同的波长引起的像差。

例如，通过选择器膜111a反射来自蓝色半导体激光器120a的激光束L1a，透过衍射元件211和212，以如下的顺序穿过准直透镜220、偏振的分束器230和1/4波片240，并导向到物镜250并通过物镜250聚焦到光盘D的记录表面上。

通过光盘D反射的激光束L2a穿过物镜250和1/4波片240，返回到偏振的分束器230，在偏振的分束器230中反射激光束并导向到检测光学系统260。

导向到检测光学系统260的反射的激光束L2a具有对应于光电检测器301的检测区模式的预定的图像形成特性并转换为通过相应的检测区301a至301d输出的预定信号。

在另一方面，通过选择器膜111b反射来自红色半导体激光器120b的激光束L1b，通过衍射元件211透射，通过衍射元件212衍射，并导向到准直透镜220。此后，与前文所解释的蓝色激光束L1a一样，通过物镜250透射的激光束L1b导向到光盘D的记录表面上。

与蓝色激光束L1a一样，通过物镜250捕获来自光盘D的记录表面的反射束L2b，该反射束通过偏振的分束器230反射并导向到检测光学系统260。

通过选择器膜111c反射来自红外半导体激光器120c的激光束L1c，通过衍射元件211透射并在预定的方向衍射，通过衍射元件212透射，并导向到准直透镜220。此后，与如上文所解释的蓝色激光束L1a和红色激光束L1b一样，通过物镜250透射的激光束L1c导向到光盘D的记录表面上。

与蓝色激光束L1a和红色激光束L1b一样，来自光盘D的记录表面的反射束L2c通过物镜250捕获，通过偏振的分束器230反射并导向到检测光学系统260。

如上文所解释，由于如附图2A和2B所示的能够输出不同波长的三个激光束的半导体激光器元件在垂直于活性层层叠方向的方向上层叠，因此它可以精确地控制在每个激光器元件的发射点之间的间隔。因此，通过将在波长选择器膜块111的波长选择器膜之间的间隔设定成对应于从发射点122a、122b和122c发射的激光束之间的间隔，可以沿光学系统的光轴将从每个激光器元件中输出的激光束导向到准直透镜220。

因此，可以将准直透镜220、偏振的分束器230、物镜250、检测光学系统260和光电检测器301设置成由不同波长的三个激光束公用。因此，光学头1的部件数量、重量和组装成本可以极大地减小。

衍射元件211和212可以设置在所需的位置上，例如在准直透镜220和偏振的分束器230之间或者在物镜250和偏振的分束器230之间。

通过在一种含氮材料的两侧上形成槽图案可以将补偿光学构件210的衍射元件211和212集成为单个部件以补偿由与准直透镜220组合引起的色差/球面像差。因此，可能简化在组装光学头1时的光学调整。

此外，衍射元件211和212可以通过偏振全息图形成。

在通过3-束法获得记录槽误差信号时，具有所需的间距的第三衍射光栅(未示)可以提供在衍射元件211、212和偏振的分束器230之间。在这种情况下，第三衍射光栅可以位于所需的位置上，如上文所解释，比如在衍射元件211和212之间、在1/4波片240和偏振的分束器230之间。类似地，它也可以通过偏振全息图形成第三衍射光栅，并且提供在所需的位置上，例如在光源单元100和1/4波片240之间。

虽然在附图1A和2A、2B中所示的实例使用能够输出不同波长的激光束的三个半导体激光器元件、对应于激光束波长的波长选择器膜和能够补偿由不同波长引起的色差/球面像差的补偿光学构件(两个衍射元件211和212)；但是通过使用如下的元件也可以获得相同的效果：能够输出不同波长的激光束的四个或更多的半导体激光器元件、对应于每个激光束波长的波长选择器膜和能够补偿由不同的波长引起的色差/球面像差的三个或更多的衍射元件(三种衍射模式)。

现在参考附图3A和3B描述使用在附图2A中所示的波长选择器膜块111的光源单元100的另一实例。

适用于光源单元100的半导体激光器单元130控制在平行于活性层的方向上的激光束发射位置。即，在半导体激光器单元130中，包括激光器元件的活性层131a至131c位于相同的平面上，并且将在发射点132a至132c之间在与活性层平行的相同平面上的预定直线M2的相同方向上对准的间隔控制到预定的值。

通过在与活性层平行的方向上控制其光发射点的上述半导体激光器单元130，与插入在能够输出预定波长激光束的每个活性层中堆放激光器元件的方法相比，减小了产生激光器元件所需的时间。

现在参考附图4描述使用在附图2A中所示的波长选择器膜块111的光源单元100的另一实例。

适用于光源单元100的半导体激光器单元140包括根据来自可选择的激光器元件的激光束通过波长选择器膜块111的波长选择器膜111a至111c的距离位于预定的位置上的光发射点142a至142c或活性层141a至141c。

即，从光发射点142a的位置起，半导体激光器元件140b的光发射点142b位于沿朝波长选择器膜块111的光学系统的光轴偏移基本等于波长选择器膜111a的厚度的距离的位置上，以及半导体元件140c的光发射点142c朝波长选择器膜块111偏移基本等于波长选择器膜111a和111b的厚度之和的距离。

如上设置的半导体激光器单元140使波长选择器膜块111具有与通过改善球面像差的技术获得的效果类似的效果，并且能够改善由在每个激光器元件140a至140c和准直透镜220之间的距离的变化引起的像差。

附图5所示为解释使用光学头1的光源单元400替代在附图2A、2B和附图3A、3B和附图4中所示的光源单元100的实例的示意图。

如附图5所示，光源单元400包括能够输出不同波长的至少两个或更多的激光束(在本实施例中为三个激光束)的半导体激光器单元150。

半导体激光器单元150由在预定的位置上顺序地层叠第一半导体激光器元件150a、第二半导体激光器元件150b和第三半导体激光器元件150c形成。

第一激光器单元150a发射蓝色激光束(例如405纳米的波长)。第二激光器元件150b发射红色激光束(例如650纳米的波长)。第三激光器元件120c发射红外激光束(例如780纳米的波长)。

如附图5所示，半导体激光器单元150控制在与活性层垂直的方向上的激光束发射位置。即，激光器元件150a、150b和150c的活性层151a、151b和151c在垂直于活性层的区域方向的方向上层叠。激光器元件150a和激光器元件150b相对于输出激光束的波长在活性层151a和活性层151b之间具有预定的间隔。此外，激光器元件150b和激光器元件150c相对于输出激光束的波长在活性层151b和活性层151c之间具有预定的间隔。

因此，相应的发射点152a至152c可以沿与每个活性层的区域方向正交的预定的直线M3对齐。在发射点152a和152b(活性层151a和151b)之间的距离d1和在发射点152b和152c(活性层151b和151c)之间的距离d2都根据具有不同波长的激光器元件150a至150c的每个激光束设定。距离d1和d2优选较短，并能够通过将半导体激光器元件150a至150c的层形成得较薄而可以控制它们。

在附图5中所示的半导体激光器单元150不要求波长选择器膜块，并且可以减小包括组装(包括光学调整)的成本。

然而，由于很难使所有的激光束的主光线与在物镜之间确定的光学系统的光轴一致，因此，不可避免的是产生了其色彩可能受像差影响的激光束。

因此，可取的是设置激光器单元150，使得输出较短的波长的光(比如蓝色激光束)的激光器元件150a的主光线与包括光学头1的光学系统的光轴一致。因此，基于激光器元件150a的光发射点152a相对于从半导体激光器元件150b和150c中输出的激光束的波长在光发射点之间的上述距离d1和d2被控制到预定的间隔。虽然在本发明的实施例中输出蓝色、红色和红外激光束的半导体激光器元件在激光器单元150中以这种顺序设置，但是可以理解的是在每个光发射点上在垂直于活性层方向上的顺序和距离可以通过上述的元件设置。

附图6所示为解释不同于参考附图5所解释的光源单元400的另一实例的示意图。

如附图6所示，光源单元400包括能够输出不同波长的至少两个或更多的激光束(在本实施例中为三个激光束)的半导体激光器单元160。

半导体激光器单元160具有需要最高位置精度的蓝色激光束的半导体激光器元件160a、红色激光束的半导体激光器元件160b和红外激光束的半导体激光器元件160c。半导体激光器元件160b和160c是单片集成的2-波长激光器元件(例如，T-WIN-LD结构)，它的光发射点162b和162c在相同的平面上在平行于活性层161b和161c的方向上对齐。

在光发射点162a和162b或活性层161a和161b之间的距离α、在光发射点162b和162c或活性层161b和161c之间的距离β和在光发射点162a和162c或活性层161a和161c之间的距离γ根据半导体激光器元件160a至160c的每个激光束波长设置。与通过参考附图5所解释的半导体激光器单元150一样，在光发射点162a、162b和162c之间的距离α和β优选较短，并且通过将半导体元件的每个层形成得较薄可以控制它。

因此，可以将成本降低到比在附图5中所示的光源单元的成本更低。激光器元件的光发射点162a至162c优选设置成彼此接近。通过在光盘D中的每个激光束的剖面束点的大小和用于输送安全地记录和播放信息的能量的区域设定近度。

然而，由于即使使用在附图6中所示的结构也很难使所有的激光束的主光线与在物镜240之间确定的光学系统的光学轴线一致，因此不可避免地产生了可能受像差影响的彩色的激光束。

因此，可取的是，设置激光束单元160以使例如输出蓝色激光束的激光器元件160a的主光线例如与包括光学头1的光学系统的光轴一致，并将输出红色激光束的活性层161b和161a设置成彼此靠近。因此，可以如下地减小在光发射点之间的上述距离α：通过形成每个半导体元件的层以使设置在光学头1的光轴上的激光器元件160a的光发射点162a变得接近半导体激光器160b的光发射点。

在附图6中所示的实例中，虽然用于红外束的激光器元件160c的光发射点162c变得距离光轴最远，这在实际中不会造成问题，因为红外激光器束的截面束点尺寸比红色激光器束的截面束点尺寸更大。

在通过参考附图6所解释的实例中，蓝色激光器元件160a的光发射点162a和红色激光器元件160b的光发射点162b在垂直于活性层的方向上对齐。可以允许的是，红色激光160b的活性层161b与蓝色激光器元件160a的活性层161a基本平行，并且它们的光发射点设置成彼此靠近。

附图7A、7B和7C所示为解释使用不同于光学头1的光源单元400的另一光源单元替代在附图2A、2B和附图3A、3B和附图4中所示的光源单元100的实例的示意图。

在上述的光源单元100和400中，来自都输出不同波长的每个激光束的三个半导体激光器的三个激光束中的至少一个激光束定位成使激光束的主光线与包括光学头1的光学系统的光轴一致。然而，在实际中，要求精确地控制波长选择器膜块的选择器膜的厚度或专门设置活性层。

因此，作为半导体激光器单元，可以使用三个易于得到的激光束：将来自输出不同波长的每个激光束的三个半导体激光器元件的三个激光束L1(参见附图1)沿包括光学头1的光学系统的光轴从物镜250导向在光盘D上，并将通过光盘D反射的激光束L2导向到光电检测器301。

例如，如附图7A所示，将三个半导体激光器元件U、V和W设置在相同的圆圈上并将包括光学头1的光学系统的光轴设置在这样的区域中：其中表示来自半导体激光器元件的每个激光束的可允许的像差的像差允许圆圈u、v和w相重叠。因此，通过以单个光学系统将来自三个半导体激光器元件的激光束导向到光盘D上或者通过将光盘反射的激光束导向到光电检测器301(参见附图1)可以使像差最小。

如附图7B所示，在将半导体激光器元件作为光源并入在光学头1中时，半导体激光器单元710具有安装在可选择的位置上的半导体激光器元件710a、710b和710c。可选择的位置意味着这样的位置：其中三个光源711a、711b和711c的主光线通过上升镜(光学通路弯曲镜)701a、701b和701c基本垂直地弯曲，并在与光学系统的光轴垂直的平面上存在由具有可选择直径的圆圈A所指示的光学头1。

这就极大地增加了在设置半导体激光器元件710a、710b和710c时的自由度。在这种方法中，不需要将半导体激光器元件710a、710b和710c并入在相同的包装中，并且三个光源能够容易地设置在垂直于光学头1的光学系统的光轴的平面上的圆圈上。设置圆圈A的直径以使像差之和或对半导体激光束聚集在光盘上的每个焦点和将来自光源的光束导向到光盘的光学系统的光轴的平移最小。

如附图7C所示，也可以在圆圈A上设置三个激光器元件720a、720b和720c。

在这种情况下，允许将半导体单元720固定在可选择的固定构件上，因此激光器元件720a、720b和720c(可取的是，光发射点721a、721b和721c)都设置在圆圈A上。如附图7C所示，固定构件例如是等边三角形，并且每个半导体激光器固定到三角形的每个侧边上。

在半导体单元720中，来自半导体激光器元件的激光束的主光线不与光学头的光轴一致，但与在半导体制造过程比如生长中层叠的半导体单元相比，可以简化制造过程。

如上文所解释，通过本发明的光源单元710和720，通过使用在其中存在单个光轴的公共光学系统，可以将从可选择数量的半导体激光器元件中输出的多个激光束导向在光盘的记录表面上，并将来自光盘的反射光导向到单个光电检测器中。

在通过参考附图7A、7B和7C所解释的实例中，通过单个的光学系统可以使用不同波长的三个激光束。该实例也可适用于例如四个不同波长的激光束。即，通过将不同波长的三个激光束导向到在设置的圆圈A的区域内的物镜中以使像差之和变得最小，单个光学系统可用于任何波长的激光束。通过应用这种结构，与在其中专门设置半导体激光器单元的附图5和6中所示的实例和使用波长选择器膜块的附图2至4中所示的实例相比，虽然降低了部件的集成度，但是通过单个光学系统以较低的成本可以将不同波长的多个激光束导向在光盘上，并且通过相同的信号处理系统处理来自光盘的反射激光束，而不影响光盘的尺寸。

接着，参考附图8解释具有在附图1中所示的光学头1的光盘单元的实例。

在此，重点解释通过光学头1获得的信号的重放。

光电检测器301包括第1至第4区域光电二极管301A、301B、301C和301D。通过第1至第4放大器21a、21b、21c和21d将这些光电二极管的输出A、B、C和D放大到预定的电平。

在来自放大器21a至21d的输出A至D中，通过第一加法器22a将A和B相加，通过第二加法器22b将C和D相加。加法器22a和22b的输出施加给第三加法器23，在第三加法器中从(A+B)中减去(C+D)，并将输出输送给聚焦控制电路31作为聚焦误差信号以使物镜7的位置与焦距一致，即，使在通过物镜7聚焦的光所在的距离和在光盘D的记录表面上的没有示出的记录槽或未示的系列凹坑的预定深度的位置一致。

在另一方面，加法器24产生了(A+C)，加法器25产生了(B+D)。这些(A+C)和(B+D)都施加给相差检测器32。即使物镜250平移了，相差检测器32对于精确地输出跟踪误差信号仍然很有用。

加法器26从(A+B)中计算(C+D)，并将它输送给跟踪控制电路作为跟踪误差信号。

此外，加法器27将(A+B)和(B+D)相加，并将它们转换为(A+B+C+D)信号或者重放信号，并存储在缓冲存储器34中。

APC电路39从光源单元100的可选择的激光器元件中接收返回光的强度，并基于存储在记录数据存储器36中的记录数据将从光源单元100的可选择的激光器元件中发射的光强度控制到预定的水平。

在具有上述的信号检测系统的光盘单元中，在光盘D设置转盘14上并通过CPU 38启动预定的程序时，马达驱动电路35以预定的速度旋转驱动马达13，并且激光器驱动单元37控制光源单元100以从可选择的激光器元件将重放激光束辐射到光盘D的记录表面上。

此后，光源单元100的另一可选择的激光器元件连续地发射重放激光束，并启动信号重放操作，但在此省去了详细的描述。

本发明并不限于上述的实施例，在不脱离它的精神和基本特征的前提下还可以以其它的具体形式实施。只要可能的话通过适当地组合也可以实施每个实施例。在这种情况下，可以实现组合的效果。

如上文所解释，通过一对准直透镜、分束器和物镜，本发明的光学头可以将从能够输出不同波长的激光束的多个激光器元件中发射的可选择波长的激光束导向到记录媒体，并通过公共检测光学系统、光电检测器和信号处理系统从具有记录媒体反射的波长中的一种波长的光中能够获得重放信号。因此，构成光学头的部件的数量、重量和尺寸及其组装成本可以极大地减小。

本发明并不限于上文描述的实施例，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以以各种形式改变它。

例如，本发明可以提供一种光学头，它包括：多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；

集成的光源，该集成的光源包括波长选择器膜以将来自光发射部件的每条光线的光轴转换为单个光轴；

输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理。

本发明还可以提供一种光学头，它包括：多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；

集成的光源，该集成的光源包括波长选择器膜以将来自光发射部件的每条光线的光轴转换为单个光轴；

输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中在垂直于包括光发射点的活性层的区域方向的方向上层叠光发射部件；和

光发射点以所需的间隔连续设置，通过活性层厚度可控制该间隔。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；

集成的光源，该集成的光源包括波长选择器膜以将来自光发射部件的每条光线的光轴转换为单个光轴；

输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中包括光发射部件的光发射点的活性层设置在相同的平面上；和

光发射点以所需的间隔设置在单条直线上。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；

集成的光源，该集成的光源包括波长选择器膜以将来自光发射部件的每条光线的光轴转换为单个光轴；

输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中根据要改变的光学通路长度的变化在光发射部件的每个光发射点和记录媒体的记录表面之间的距离中校正波长选择器膜块。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光线；

集成的光源，该集成的光源包括波长选择器膜以将来自光发射部件的每条光线的光轴转换为单个光轴；

输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中光发射部件至少为三个或更多；

在垂直于包括光发射点的活性层的区域方向的方向上至少层叠两个光发射部件；

至少两个光发射部件的光发射点以所需的间隔连续设置，通过活性层的厚度控制该间隔；和

其余的光发射部件包括光发射点，这些光发射点在所说的两个光发射部件中的一个光发射部件和与所说的两个光发射部件的活性层中的一个活性层的区域方向平行地设置的活性层之间以所需的间隔设置在单条直线上。

本发明进一步还提供一种光学头，它包括：

在光盘上执行信息的记录和/或重放的光源；

通过光盘的光透明层将从光源发射的光线聚焦到信息记录层的物镜；

将从光盘反射的光通量分流到光源和物镜之间的分支部分；

对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜；和

接收光线并根据所接收光线的强度产生光强度信号的光接收部分；其中

光源具有许多光发射部件，每个光发射部件都输出不同波长的光线；和

在垂直于物镜的光轴的平面上的圆圈中设置该光发射部件。

本发明进一步还提供一种光学头，它包括：

在光盘上执行信息的记录和/或重放的光源；

通过光盘的光透明层将从光源发射的光线聚焦到信息记录层的物镜；

将从光盘反射的光通量分流到光源和物镜之间的分支部分；

对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜；和

接收光线并根据所接收光线的强度产生光强度信号的光接收部分；其中

光源具有许多光发射部件，每个光发射部件都输出不同的波长的光线；和

在垂直于物镜的光轴的平面上的圆圈中设置该光发射部件；其中光源的光发射部件设置在一个圆圈中而不层叠三个或更多的半导体激光器元件；和

所说的三个或更多的半导体激光器元件都封装在一个元件中。

本发明进一步还可以提供一种光盘设备，它包括：

光学头，该光学头具有每个都输出不同波长的光线的多个光发射部件、包括将光发射部件的光轴转换为单个光轴的波长选择器膜的集成的光源、输出对应于入射光的信号的光电检测器、将来自集成光源的光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统、和将来自光源的光线沿单个光轴导向到能够执行光的信号处理的光电检测器的反射光学系统；

从光学头的可选择的光发射部件输出预定波长的光的激光器驱动电路；

基于从光学头的光电检测器中输出的信号播放记录在记录媒体上的信息的信号处理器；和

以预定的速度旋转记录媒体的马达。

本发明进一步还可以提供一种光盘设备，它包括：

光学头，该光学头具有在光盘上执行信息的记录和/或重放的光源、通过光盘的光透明层将从光源中发射的光聚焦到信息记录层上的物镜、将从光盘反射的光通量分流到在光源和物镜之间的分支部分、对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜、和接收光并根据所接收的光的强度产生光强度信号的光接收部分，其中光学头的光源具有多个光发射部件，每个光发射部件都输出不同波长的光线，并且在垂直于物镜的光轴的平面上的圆圈中设置该光发射部件；

从光学头的可选择的光发射部件中输出预定波长的光的激光器驱动电路；

基于从光学头的光电检测器中输出的信号播放记录在记录媒体上的信息的信号处理器；和

以预定的速度旋转记录媒体的马达。

本发明进一步还可以提供一种光盘设备，它执行光盘的记录和重放中的至少一种并具有光学头，该光盘具有信息记录层和保护信息记录层的光透明层，该光学头包括：

执行光盘的信息的记录和重放中的一种所需的光源；

通过光盘的光透明层将从光源中发射的光聚焦到信息记录层上的物镜；

将从光盘反射的光通量分流在光源和物镜之间的分支部分；

对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜；

接收光并根据所接收的光的强度产生光强度信号的光接收部分；

不同波长的多个光源；和

通过使用具有不同波长选择器膜的上升镜使不同的波长的多条光线的光轴对齐的封装的光源。

本发明进一步还可以提供一种光盘设备，它执行光盘的记录和重放中的至少一种并具有光学头，该光盘具有信息记录层和保护信息记录层的光透明层，该光学头包括：

执行光盘的信息的记录和重放中的一种所需的光源；

通过光盘的光透明层将从光源中发射的光聚焦到信息记录层上的物镜；

将从光盘反射的光通量分流到光源和物镜之间的分支部分；

对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜；

接收光并根据所接收的光的强度产生光强度信号的光接收部分；和

不同波长的多个光源；其中一个光源设置在光学系统的光轴上，以及通过形成较薄的激光器元件膜使多个光发射点彼此靠近地设置来减小像差。

本发明进一步还可以提供一种光盘设备，它执行光盘的记录和重放中的至少一种并具有光学头，该光盘具有信息记录层和保护信息记录层的光透明层，该光学头包括：

执行光盘的信息的记录和重放中的一种所需的光源；

通过光盘的光透明层将从光源中发射的光聚焦到信息记录层上的物镜；

将从光盘反射的光通量分流到光源和物镜之间的分支部分；

对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜；

接收光并根据所接收的光的强度产生光强度信号的光接收部分；和

不同波长的多个光源；其中

光学头设置在垂直于进入物镜的光轴的平面上的圆圈中。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：

多个光发射部件，每个光发射部件都能够输出不同波长的光线；

能够输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中

波长选择器膜块，该波长选择器膜块根据不同的波长在不同的位置上反射来自光源的光发射点的光，并将光定位在相同的轴线上或在该轴线的附近，且位于在光源和光学系统之间。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：

多个光发射部件，每个光发射部件都能够输出不同波长的光线；

能够输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中

包括能够输出不同波长的光的三个或更多个光发射点的光源，来自光发射点的光集中在与通过光学系统的轴线正交的平面上的圆圈中。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：

多个光发射部件，每个光发射部件能够输出不同波长的光线；

能够输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中

包括能够输出不同波长的光的三个或更多个光发射点的光源，基于根据光波长的固有平移量将来自光发射点的光相对于通过光学系统的轴线设置。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：

多个光发射部件，每个光发射部件能够输出不同波长的光线；

能够输出对应于入射光的信号输出的光电检测器；

将来自集成光源的每条光线沿单个光轴导向到记录媒体的记录表面的光学系统；和

将来自记录表面的每条反射光线沿单个光轴导向到光电检测器的反射光学系统，该光电检测器执行来自所说的光源的每条光线的信号处理；其中

包括能够输出不同波长的光的三个或更多个光发射点的光源，来自光发射点的光具有能够提供大到足够在记录媒体的记录表面上记录信息的束点的能量，并且一部分束点设置成具有至少与通过光学系统的轴线正交的平面重叠的区域。

本发明进一步还可以提供一种光学头，它包括：

光源单元，该光源单元能够输出至少三种不同波长的光线，使得在与在记录媒体之间确定的轴线正交的平面中的至少一种波长的光线或每种重叠的光的一部分定位在记录媒体之间形成的轴线上；

补偿从光源单元输出的可选择的波长的光的像差的补偿光学系统；

包括聚焦透镜并将通过补偿光学系统补偿的可选择的波长的光导向到记录媒体的光传输系统；

接收来自通过聚焦透镜捕获的记录媒体的反射光并输出对应于该光的强度的信号的光电转换器；和

将通过记录媒体反射的光引导到光电转换器的光接收系统。

本领域普通技术人员容易理解其它的优点和改进。因此，在广义上本发明并不限于在此所示出并描述的具体的细节和有代表性的实施例。因此，在不脱离如附加的权利要求和它们等效方案所界定的一般发明原理的精神或范围的前提下可以作出各种修改。

Claims (10)

1.一种光学头，包括：在光盘上执行信息的记录和/或重放的光源、通过光盘的光透明层将从光源中发射的光线聚焦到信息记录层的物镜、使从光盘反射的光通量分流在光源和物镜之间的分支部分、对通过分支部分分流的光线进行聚焦的检测透镜、和接收光线并根据所接收的光线的强度产生光强度信号的光接收部分，其特征在于：

光源具有多个光发射部件，每个光发射部件都输出不同波长的光线；和

设置在光发射部件中的可选择的光发射部件，以使输出的光线的光轴位于光学系统的光轴上。

2.根据权利要求1所述的光学头，其特征在于所说的光源的多个光发射部件在包括光发射点的活性层的垂直的方向上连续层叠；和

通过控制活性层的厚度彼此靠近地连续设置光发射点。

3.根据权利要求2所述的光学头，其特征在于所说的光源的多个光发射部件包括单片2-波长的激光器元件和能够输出蓝色激光束的半导体激光器元件；和

在与单片2-波长激光器元件的活性层的正面方向垂直的方向上层叠半导体激光器元件的活性层。

4.根据权利要求2所述的光学头，其特征在于：

每个所说的光发射部件被构造成使α＜β≤γ，假设具有最短波长的光源的光发射点是A，具有其次最短波长的光发射点是B，以及具有最长波长的光发射点是C，并假设在A和B之间的距离是α，在B和C之间的距离是β，以及在C和A之间的距离是γ。

5.根据权利要求3所述的光学头，其特征在于：

每个所说的光发射部件被构造成使α＜β≤γ，假设具有最短波长的光源的光发射点是A，具有其次最短波长的光发射点是B，以及具有最长波长的光发射点是C，并假设在A和B之间的距离是α，在B和C之间的距离是β，以及在C和A之间的距离是γ。

6.一种光盘设备，其特征在于包括：

光学头，该光学头具有在光盘上执行信息的记录和/或重放所需的光源、通过光盘的光透明层将从光源中发射的光聚焦到信息记录层的物镜、使从光盘反射的光通量分流在光源和物镜之间的分支部分、对通过分支部分分流的光进行聚焦的检测透镜、和接收光并根据所接收的光线的强度产生光强度信号的光接收部分，其中光学头的光源具有多个光发射部件，每个光发射部件输出不同波长的光；一个光发射部件设置在光学系统的光轴上；

从光学头的选择性光学发射部件中输出具有预定波长的光的激光器驱动电路；

基于从光学头的光电检测器中输出的信号播放记录在记录媒体上的信息的信号处理器；和

以预定的速度旋转记录媒体的马达。

7.根据权利要求6所述的光学头，其特征在于所说的光源的多个光发射部件在包括光发射点的活性层的垂直的方向上连续层叠；和

通过控制活性层的厚度彼此靠近地连续设置光发射点。

8.根据权利要求7所述的光学头，其特征在于所说的光源的多个光发射部件包括单片2-波长的激光器元件和能够输出蓝色激光束的半导体激光器元件；和

在与单片2-波长激光器元件的活性层的正面方向垂直的方向上层叠半导体激光器元件的活性层。

9.根据权利要求7所述的光学头，其特征在于：

每个所说的光发射部件被构造成使α＜β≤γ，假设具有最短波长的光源的光发射点是A，具有其次最短波长的光发射点是B和具有最长波长的光发射点是C，以及假设在A和B之间的距离是α，在B和C之间的距离是β，以及在C和A之间的距离是γ。

10.根据权利要求8所述的光学头，其特征在于：

每个所说的光发射部件被构造成使α＜β≤γ，假设具有最短波长的光源的光发射点是A，具有其次最短波长的光发射点是B，以及具有最长波长的光发射点是C，并假设在A和B之间的距离是α，在B和C之间的距离是β，以及在C和A之间的距离是γ。

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