CN1726542A - 具有读取光学载体中存储的数据和/或将数据写入光学载体中的光头的装置及该装置涉及的方法 - Google Patents

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Abstract

本装置包括用于读取存储在圆形光学载体(1)中的数据和/或将数据写入存储到圆形光学载体(1)中的光头(10)，该光学载体包括围绕载体中心盘绕的轨道(100)。这种装置具体包括：构成所述光头的光学组件，其具有由第一激光设备和/或反射镜设备所发射的光的方向所限定的主光路方向(XX’)，以及出射光瞳(63)，光头包括光束整形器(52)，用于在垂直于轨道(100)的移动方向(YY1)上移动所述光头的移动部件(16)，该光路方向和移动方向形成的角度(y)在所述出射光瞳处可获得足够的光强度。这种装置非常适于读取和/或写入CDRW和DVD。

Description

具有读取光学载体中存储的数据和/或将数据写入
光学载体中的光头的装置及该装置涉及的方法
本发明涉及一种包括用于读取圆形光学载体中数据和/或将数据写入到圆形光学载体中的光头的装置，该光学载体包括围绕载体中心盘绕的轨道，这种装置包括：
-构成所述光头的用于在载体上提供光点的光学组件，其具有由第一激光设备和/或反射镜设备所发射的光的方向所限定的主光路方向，以及出射光瞳，
-用于在垂直于轨道的移动方向上移动所述光头的移动部件，该光路的方向和移动方向所形成的角度在所述出射光瞳处可获得足够的光强度。
这种装置具有许多用途，值得注意的是用于由光盘构成的数据载体。为了获得对数据的良好处理，通常要求必须精确限定由激光器生成的光点。
专利文献WO02/089126公开了这样一种装置。尽管这种装置令人满意，但是仍认为希望改进它，从而在不使用额外材料的情况下满足对规定光点的要求。
本发明提出了一种上述的装置，其中提供了轻易获得适当光点的方法。而且，该装置的优点在于光头保持紧凑的形状，而没有浪费不必要的空间。
为此，所述装置包括用于在圆形光学载体中读取和/或写入数据的光头，该光学载体包括围绕载体中心盘绕的轨道，并且所述装置包括：
-构成所述光头的用于在载体上提供光点的光学组件，其具有由第一激光设备和/或反射镜设备所发射的光的方向所限定的主光路方向，以及出射光瞳，和
-用于在垂直于轨道的移动方向上移动所述光头的移动部分，该光路方向和移动方向形成的角度在所述出射光瞳处可获得足够的光强度。
本发明还提出了用于读取和/或写入光学数据载体的方法，包括以下步骤：
-在光头的主光路方向与配置在数据载体中的轨道之间提供夹角，从而满足读取和/或写入该光学数据载体的要求。
必须考虑到当使用光束整形器时，这个夹角几乎不能对读取或写入光点产生任何影响，这是因为其使半导体激光器的非对称光束或多或少地圆对称了。
参照下文中描述的实施例，通过非限定性实例的方式描述本发明的这些以及其它方面，使之显而易见。
图1示出了根据本发明的装置。
图2示出了包含在根据本发明的所述装置中的光头。
图3示出了根据本发明的光头的第一实施例。
图4示出了根据本发明的一个方面提出的夹角。
图5是表示作为该夹角的函数的用于DVD的光强度的图表。
图6是表示作为该夹角的函数的用于CD的光强度的图表。
图7示出了其上安装了光头的结构。
图8示出了在相对于轨道上光点的出射光瞳高度的光强度。
图9示出了适于本发明的光束整形器的定义。
图1示出了其中放置了数据载体1，特别是光盘的装置。以横截面图示出该数据载体。包括透镜12的光头10将激光光束14聚焦到该载体上，电动机3驱动该载体做圆周运动。将该光头10置于使用用于大位移的滑座16和使用用于小位移的致动器(图中未示出)的移动部件中。利用电动机17移动该滑座16。在箭头28表示的方向上进行这些位移。将单元16的输出端处的信号OPT施加到信号分配器27，该分配器为显示单元30提供信号，使得可以将该盘的内容以及一些其它的有用信息显示给该装置的用户。该分配器还为该装置的操作提供其它信号。
图2示出了根据本发明的光头10。该光头包括第一二极管激光器50。光束整形器52将该激光器50提供的光束变为圆形，该整形器可以是二色偏振类型的。该光束穿过三光点光栅54，向二色分束器56传播。有利的是，该分束器具有立方体形状。在该分束器56的输出端，通过准直透镜58使该光束平行，并且由折叠反射镜60反射该光束，由此通过λ/4片62使其偏振态旋转了90°，并且变为圆偏振。边缘63限定了出射光瞳。最终，通过物镜12聚焦该光束。必须注意，必须将元件60、62和12当成旋转90°到垂直于该图的平面中。
在盘1上的反射之后，通过片62将光束的偏振态相对于初始状态旋转了90°。然后，通过反射镜60、透镜58、立方体56、另一二色分束器67和伺服透镜69将光束引导到检测器65，该伺服透镜用于在该装置工作过程中结合机电子系统在盘上聚焦光点。该伺服透镜具有用于为像散聚焦方法生成额外像散的圆柱表面和用于聚焦调整的负球面透镜。这种透镜可以为由平行板67生成的彗差提供一些校正。可以限定这种光头的光轴，例如传播到检测器65的光。在本图中表示为XX’。该轴垂直于激光器50和90发射的光路。
有利的是，该分束器56具有立方形状。由于这种形状，在透射CD光束中没有生成不希望的像差，并且偏振优于其它分束器提供的偏振。
在优选实施例中，本发明提出了在同一光头10中结合另一激光器90。该激光器90发出的光穿过用于将足够的功率耦合到盘1中的预准直透镜92，以及穿过用于按照如所公开的激光器50的相同方式形成三个光点的光栅94，并且通过分束器67将该光引导到立方体分束器56。该光路与另一激光器50到检测器65的光路相同。
如果没有使用额外的偏振旋转组件，例如λ/4片，则由于激光器和分束器的偏振特性耦合了光点和光路方向。这种组件增加了光学拾取器的成本。
图3是其中具有已经提到的光学元件的光头10的剖面图。该图利于更好地理解本发明。
根据本发明的特征，如图4所示，轴XX’与光头的移动方向YY’构成了夹角。YY’方向垂直于轨道，如对于给定的轨道100所示的。该轴可以与箭头28限定的方向相交。通过考虑以下方面来确定XX’与YY’所成的夹角φ。
在图5和6中，出射光瞳63处的边缘光强度R(φ)取决于夹角φ。所示的曲线是针对高斯激光束给出的。在与适于处理DVD盘的激光器50有关的图5中，当使用光束整形器52时，强度变化非常小。由于关于DVD+RW的技术要求需要边缘强度为45-50°，参见该图中的箭头105，因此夹角φ的数量级也是45°。因此，当光点相对于盘上的轨道定向为45°时，典型的出射光瞳和形成在该盘上的光点必须与该盘标准中的DVD+RW光点一致。在与适于处理CDR(W)的激光器90的边缘强度有关的图6中，该强度的变化更强。
图7示出了其上安装了光头10的结构的透视图。附图标记200表示轴的轴承。这些轴承设置在YY’方向上，该图中所示的光头的一些元件不可见，因为它们放置在了该结构之后。传播到检测器65的光的路径确定了轴XX’。
图8表示了在出射光瞳63的边缘处的光强度以及在盘1上轨道100处光点110的形状。应当注意，光点为读取/写入CDR(W)所需的DOS类型(对角线椭圆光点)。
应当补充，写入DVD可记录盘所需的是圆形光点，因此光束整形器是优选的。因此，相对于轨道的光点方向是任意的。
本实例的值是：
  盘的类型   准直透镜的数值孔径   激光束   光束成形器放大率
  DVD   0.14   9×22°   0.8×/1.64×
  CD   0.135   9×17°   1×/1×
DVD+RW标准需要整形光束，因此需要几乎圆形的光点(图5)。具体讲，在DVD+RW标准中，在光瞳边缘处的光强度为径向上的最大强度的35-50％，为切向上的最大强度的45-60％。利用形如DOS的光束也可以满足这些限制，参见图5中的黑点。由于激光器和二色或偏振分束器的偏振特性，可以耦合光点与光路方向。记录特性对于光点形状和方向非常敏感。
对于CDR(W)，该标准是形如DOS的光束，其边缘强度限定为最大强度的57±5％和最小强度的17±5％中的最小值。光点的形状为椭圆形的，方向为45°。如图6所示。
通过本发明的方法获得的优点如下：1-平面平行板的像散适合两个需要的方向：聚焦和推拉方向。该板和圆柱透镜像散可以具有相同的方向，或者不需要圆柱透镜。2-对于CDR(W)，光点在盘上的方向可以是DOS(对角线椭圆光点)。这与CDR(W)橙皮书高速标准中描述的相同。如果该板是非偏振的，那么另一种方向也是可以的。
3-更有效地利用了光学元件的足印(空间)。
4-更有效地制造CDR(W)标准的设备并且将两个激光器结合在一个光头中。
5-不需要额外的偏振定值组件，例如λ/4片。这种组件会提高光学拾取器的成本。
图9示出了适于本发明的光束整形器52的定义。在x和y方向上，光束整形器的放大率分别为Mx和My：
M x = NA out NA inx 和 M y = NA out NA iny
NAout、NAinx和NAiny是输出光束和输入光束的数值孔径。该图9示出了光束整形器的横截面。z轴是光轴。在该图中，x轴平行于X-X’轴。y轴垂直于x和z轴。利用分束器立方体56和反射镜60可以使X和Y轴相对于盘上的轨道成45°投影(参见图3)。

Claims (9)

1.一种包括用于读取圆形光学载体中的数据和/或将数据写入到圆形光学载体中的光头的装置，该光学载体包括围绕载体中心盘绕的轨道，这种装置包括：
-构成所述光头的用于在载体上提供光点的光学组件，其具有由第一激光设备和/或反射镜设备所发射的光的方向所限定的主光路方向，以及出射光瞳，
-用于在垂直于轨道的移动方向上移动所述光头的移动部件，该光路方向和移动方向形成的角度在所述出射光瞳处可以获得足够的光强度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述夹角的数量级为45°。
3.根据权利要求2所述的装置，所述夹角的大小为45°±1。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中考虑到处理所述载体上的数据所需的对角线椭圆光点，所述夹角可通过所述出射光瞳的正确照射来给定。
5.根据权利要求1到4所述的装置，其适于DVD可记录类型的光学载体，其中该光点是相对于轨道方向呈45°定向的对角线光点。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的装置，其中在激光器的光路中提供光束整形器。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的装置，其中提供了第二激光器设备。
8.一种用于读取和/或写入光学数据载体的方法，包括以下步骤：
-在光头的主光路方向与配置在数据载体中的轨道之间提供夹角，从而满足读取和/或写入该光学数据载体的要求。
9.一种适用于根据权利要求1到7所述的装置的光头。
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