專利名稱：兼容式光學(xué)拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠適用具有不同格式的盤式記錄介質(zhì)的光學(xué)拾取器，更具體地說，涉及一種用于CD族類介質(zhì)之一的可重寫的小型盤(CD-RW)、和數(shù)字視盤式的只讀存儲(chǔ)器(DVD-ROM)的兼容光學(xué)拾取器。
近來，人們已經(jīng)開始要求光學(xué)拾取器能夠以高密度在和/或從DVD上記錄和/或再現(xiàn)信息并要求其與CD族類介質(zhì)例如CD、可記錄的CD(CD-R)、CD-RW、交互式CD(CD-I)和加圖形的CD(CD+G)相兼容。
現(xiàn)存的CD類介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)厚度為1.2mm，因此，考慮到盤的傾斜角和物鏡的數(shù)值孔徑(NA)的允差，已將DVD的厚度標(biāo)準(zhǔn)化為0.6mm。因而，當(dāng)利用DVD的光學(xué)拾取器在CD上記錄信息或從CD上再現(xiàn)信息時(shí)，由于它們之間的厚度差產(chǎn)生了球差。這種球差不能提供足以記錄信息(射頻)信號(hào)的光強(qiáng)或者可能降低從CD上所再現(xiàn)信號(hào)的品質(zhì)。此外，DVD和CD類介質(zhì)利用不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行再現(xiàn)CD用大約780nm波長(zhǎng)的光作為光源進(jìn)行再現(xiàn)，而DVD用大約650nm的光作為光源進(jìn)行再現(xiàn)。因而，為了與CD相兼容，需要一個(gè)采用一個(gè)能發(fā)射不同波長(zhǎng)光的光源并能在不同焦點(diǎn)位置處形成光斑的結(jié)構(gòu)的光學(xué)拾取器。
參見

圖1，常規(guī)的兼容式光學(xué)拾取器包括用來發(fā)射具有大約650nm波長(zhǎng)的光的第一光源21和用來發(fā)射具有大約780nm波長(zhǎng)的光的第二光源31。第一光源21適合于相對(duì)薄的盤DVD 10a，而第二光源31適合于相對(duì)厚的盤CD 10b。第一光源21和第二光源31根據(jù)所使用的光盤類型DVD或CD來進(jìn)行選擇性地驅(qū)動(dòng)。
從第一光源21所發(fā)出的光通過第一準(zhǔn)直透鏡23聚光，平行地入射到第一偏振光束分離器(PBS)25上，且之后由第一PBS 25朝DVD 10a反射。當(dāng)被DVD 10a反射后，該被反射的光透射過第一PBS 25且之后由第一光電檢測(cè)器27接收。這里，一個(gè)用來改變從第一光源21和第二光源31發(fā)出的光的路徑的干涉濾光片41、一塊用于延遲入射光的相位以改變偏振特性的1/4波片43、一個(gè)可變光闌45和一個(gè)用來會(huì)聚入射向那里的光的物鏡47均位于第一PBS 25和盤10間的光路上。
從第二光源31所發(fā)出的光通過第二準(zhǔn)直透鏡33聚光，平行地入射到第二PBS 35上、透射過聚光透鏡37，且之后入射到干涉濾光片41上。該光由干涉濾光片41反射并依次通過1/4波片43、可變光闌45和物鏡47以便在CD 10b上形成一個(gè)光斑。
由CD 10b反射的光經(jīng)物鏡47、可變光闌45和1/4波片43入射到干涉濾光片41上，且之后被干涉濾光片41反射向第二PBS 35。該光被第二PBS35反射并由第二光電檢測(cè)器39接收。
干涉濾光片41，是一個(gè)用來根據(jù)入射光的波長(zhǎng)透射或反射入射光的光學(xué)元件，它透射從第一光源21所發(fā)出的光并反射從第二光源31所發(fā)出的光。
參見圖2，可變光闌45包括一個(gè)其尺寸可變的第一區(qū)域45a和一個(gè)圍繞第一區(qū)域45a的第二區(qū)域45b，并可選擇地透射入射到具有0.6或更小的NA的物鏡27上的光束。第一區(qū)域45a，它是對(duì)應(yīng)于具有0.45或更小的NA的物鏡47的區(qū)域，完全地透射第一光源21和第二光源31所發(fā)出的光。第二區(qū)域45b，它是對(duì)應(yīng)于具有0.45-0.6的NA的物鏡的區(qū)域，完全地透射具有650nm波長(zhǎng)的光并完全反射具有780nm波長(zhǎng)的光。
在傳統(tǒng)的兼容式光學(xué)拾取器中，可變光闌完全地反射用以記錄CD-R的光束，該光由第二光源發(fā)射并入射到具有0.45或更大的NA的區(qū)域上，因此它不能用在需要0.5或更大的NA和高的光學(xué)記錄效率的CD-RW的光學(xué)拾取器上。此外，需要一個(gè)具有第一和第二區(qū)域的可變光闌，該可變光闌由復(fù)雜而昂貴的工藝過程來制造，因此使這種光學(xué)拾取器的組裝變得復(fù)雜和制造成本昂貴。
本發(fā)明的目的在于提供一種除了能夠在或從可重寫的小型盤CD(CD-RW)寫或再現(xiàn)信息之外、還能從只讀存儲(chǔ)器式數(shù)字視盤(DVD-ROM)再現(xiàn)信息的兼容式光學(xué)拾取器，它確保具有高的光功率的780nm波長(zhǎng)的輸出、并具有近似0.5或更大的高數(shù)值孔徑(NA)。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提供了一種兼容式光學(xué)拾取器包括一個(gè)用來發(fā)射有一預(yù)定波長(zhǎng)的第一光束的第一光源；一個(gè)用來發(fā)射具有相對(duì)于第一光束的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的第二光束的第二光源；一個(gè)用來改變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓饴犯淖冄b置；一個(gè)用來把第一光束和第二光束分別會(huì)聚到具有不同厚度的光盤上的物鏡；和一個(gè)用來檢測(cè)來自光盤所反射并穿過光路改變裝置的第一和第二光束的信息信號(hào)和誤差信號(hào)的主光電檢測(cè)器，其中光路改變裝置包括一位于第一光源和物鏡之間的光路上的平面第一光束分離器，以改變來自第一光源的光束的傳播路徑，和一位于第一光束分離器和物鏡之間的光路上的平面第二光束分離器，以改變第一和第二光束的傳播路徑，且主光電檢測(cè)器包括一具有四個(gè)分割區(qū)域的第一光電檢測(cè)器、一具有兩個(gè)分割區(qū)域的第二光電檢測(cè)器和一具有兩個(gè)分割區(qū)域的第三光電檢測(cè)器，第二和第三光電檢測(cè)器位于第一光電檢測(cè)器兩側(cè)。
本發(fā)明的以上的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述變得更加清楚，其中圖1為描述常規(guī)的兼容式光學(xué)拾取器的光學(xué)配置的示意圖；圖2為圖1的可變光闌的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一種兼容式光學(xué)拾取器的光學(xué)配置的示意圖；圖4為圖3的主光電檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的平面圖。
參見圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的兼容式光學(xué)拾取器包括用來發(fā)射不同波長(zhǎng)光的第一光源111和第二光源121，一個(gè)用來改變?nèi)肷涔馐墓饴返墓饴犯淖冄b置，一個(gè)用來會(huì)聚入射光以便在光盤100上形成光斑的物鏡137，和一個(gè)用來檢測(cè)來自光盤100所反射并穿過光路改變裝置的入射光的信息(射頻)信號(hào)和誤差信號(hào)的主光電檢測(cè)器。
第一光源111發(fā)射波長(zhǎng)大約為650nm的第一光束I。所發(fā)射的第一光束I用來從一相對(duì)薄的盤100a例如只讀存儲(chǔ)器式數(shù)字視盤(DVD-ROM)上再現(xiàn)信息。此外，第二光源121發(fā)射波長(zhǎng)大約為780nm的第二光束II，且所發(fā)射的第二光束II用來到或從一相對(duì)厚的光盤100b例如小型盤(CD)或可重寫CD(CD-RW)上記錄或再現(xiàn)信息。要求第二光源121為具有輸出幾十微瓦的高光功率的半導(dǎo)體激光器，它高到足以在CD-RW上寫入信息。一個(gè)衍射并透射入射光以便用三光束方法檢測(cè)軌跡誤差信號(hào)的光柵123，設(shè)置在第二光源121和光路改變裝置之間的光路上。光柵123衍射并透射來自第二光源121的光以成為至少第0級(jí)和第±1能級(jí)的光。
光路改變裝置包括用來改變第一光源111所發(fā)射的第一光束I的傳播路徑的第一光束分離器113，和設(shè)置在第一光束分離器113和物鏡137間的第二光束分離器131，此分離器用來改變?nèi)肷涞侥抢锏墓獾膫鞑ヂ窂健?br> 第一光束分離器113使第一光束I從第一光源111朝光盤100入射，且使經(jīng)光盤100反射的第一光束I和第二光束II射向光電檢測(cè)器140。
第二光束分離器133通過部分地透射或反射入射其上的第一光束I和第二光束II來改變?nèi)肷涔獾膫鞑ヂ窂健Ｔ诰哂腥鐖D3所示的光學(xué)配置的情況下，第二光束分離器133反射第二光源121所發(fā)射的第二光束II的一部分光以使其射向光盤100，并透射第二光束II的其余部分。此外，第二光束分離器133透射第一光源111所發(fā)射的第一光束I的一部分以使其射向光盤100，并反射第一光束I的其余部分。第二光束分離器133透射一部分已被光盤100反射的光束，以使其射向光電檢測(cè)器140。
在本實(shí)施例中，第一光束分離器113和第二光束分離器133為相對(duì)于光路成45度角設(shè)置的平面光束分離器。優(yōu)選為，第一光束分離器113和第二光束分離器133具有1.5mm或更小的厚度，以便減小光穿過第一光束分離器113和第二光束分離器133時(shí)產(chǎn)生的球差。此處，通過把第一光束分離器113和第二光束分離器133設(shè)置成相對(duì)于光路沿不同方向傾斜，如圖3所示，可消除采用這種平面光束分離器所引起的光學(xué)像差的問題。因此，其成本可相對(duì)于采用具有一般立體結(jié)構(gòu)的光束分離器的情況有所降低。
第二光源121所發(fā)射光的光功率由監(jiān)視光電檢測(cè)器127檢測(cè)。該監(jiān)視光電檢測(cè)器127接收第二光源121發(fā)射并透過第二光束分離器133的第二光束II，以檢測(cè)其光功率。監(jiān)視光電檢測(cè)器127所檢測(cè)的光功率由一自動(dòng)功率控制器(未示出)控制。
物鏡131具有一個(gè)適于DVD-RAM格式的NA，例如0.6的NA，并會(huì)聚入射的第一光束I和第二光束II以便分別在光盤100a和100b上形成光斑。為了把第一光束I和第二光束II會(huì)聚到具有不同厚度的光盤100a和100b的各記錄表面上，可采用環(huán)狀遮光透鏡作為物鏡131，或還可包括有輔助光控制裝置。這種環(huán)狀遮光透鏡和光控制裝置在美國(guó)專利NO.5,665,957、5,822,135、5,909,424和5,987,924公開，并在此引入這些專利作為參考。
主光電檢測(cè)器140經(jīng)物鏡131、第二光束分離器133和第一光束分離器113、及光接收透鏡137接收由光盤100a或100b所發(fā)射的光。光接收透鏡137，位于第一光束分離器113和主光電檢測(cè)器140之間，產(chǎn)生使聚焦誤差可由象散方法檢測(cè)的象散。主光電檢測(cè)器140從所接收的光束中檢測(cè)出誤差信號(hào)和RF信號(hào)。主光電檢測(cè)器140的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
參見圖4，主光電檢測(cè)器140包括第一光電檢測(cè)器141、及位于第一光電檢測(cè)器141兩側(cè)的第二和第三光電檢測(cè)器143和145。第一光電檢測(cè)器141包括四個(gè)分割區(qū)域A、B、C和D，第二電檢測(cè)器143包括兩個(gè)分割區(qū)域E1和E2，第三光電檢測(cè)器145包括兩個(gè)分割區(qū)域F1和F2。主光電檢測(cè)器140的這一結(jié)構(gòu)用于用差動(dòng)推挽(DPP)方法檢測(cè)誤差信號(hào)。
為了從相對(duì)薄的光盤100a例如DVD-ROM進(jìn)行再現(xiàn)，主光電檢測(cè)器140用差動(dòng)相位檢測(cè)(DPD)方法檢測(cè)尋跡誤差信號(hào)和用象散方法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。為了在相對(duì)厚的光盤100b例如CD-RW上寫信息，主光電檢測(cè)器140用DPP方法檢測(cè)尋跡誤差信號(hào)并用象散方法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。為了從光盤100b再現(xiàn)信息，尋跡誤差信號(hào)用三光束方法進(jìn)行檢測(cè)，而聚焦誤差信號(hào)用象散方法檢測(cè)。在相對(duì)厚的光盤100b即CD-RW上進(jìn)行寫操作期間采用DPD方法的原因是為了防止因光分布和反射率不同帶來的可能的尋跡偏差。光分布不同是由光盤的傾斜和物鏡的移動(dòng)引起的，且當(dāng)來自光柵123的±0級(jí)衍射光束中的一束聚焦到數(shù)據(jù)記錄區(qū)上而其它聚焦到非數(shù)據(jù)記錄區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射率的不同。
根據(jù)本發(fā)明的兼容式光學(xué)拾取器還可包括第一和第二準(zhǔn)直透鏡125和135。第一和第二準(zhǔn)直透鏡125和135使得入射光會(huì)聚以使焦距設(shè)定在第一和第二光源111和121與光盤100之間。第一準(zhǔn)直透鏡125設(shè)置在第二光源121和第二光束分離器133間的光路上，并預(yù)先會(huì)聚第二光源121所發(fā)出的發(fā)散光。第一準(zhǔn)直透鏡125使焦距縮短以使第二光源121所發(fā)出的光適合于要求高光功率的CD-RW。第二準(zhǔn)直透鏡135設(shè)置在第一和第二光束分離器113和133與物鏡137間的光路中，并使光束準(zhǔn)直射向光盤100。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的兼容式光拾取器具有可在需要0.5或更大的NA和高光功率的CD-RW上記錄信息的優(yōu)點(diǎn)。此外，平面第一和第二光束分離器的使用相對(duì)于立體光束分離器的使用的情況可降低制造成本。
在已經(jīng)參照其優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行特別的圖示和描述時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道可以不脫離附加的權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神和范圍而進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種兼容式光學(xué)拾取器包括一個(gè)用于發(fā)射具有預(yù)定波長(zhǎng)的第一光束的第一光源；一個(gè)用于發(fā)射具有相對(duì)于第一光束波長(zhǎng)較長(zhǎng)的第二光束的第二光源；一個(gè)用于改變?nèi)肷涔獾膫鞑ヂ窂降墓饴犯淖冄b置；一個(gè)用于把第一和第二光束分別會(huì)聚到具有不同厚度的光盤上的物鏡；一個(gè)用于從光盤所反射并透過該光路改變裝置的第一和第二光束檢測(cè)信息信號(hào)和誤差信號(hào)的主光電檢測(cè)器；其特征在于所述光路改變裝置包括一個(gè)位于所述第一光源和所述物鏡之間的光路上的平面第一光束分離器，以改變來自所述第一光源的光束的傳播路徑，和一個(gè)位于所述第一光束分離器和所述物鏡之間的光路上的平面第二光束分離器，以改變第一和第二光束的傳播路徑，且所述主光電檢測(cè)器包括一具有四個(gè)分割區(qū)域的第一光電檢測(cè)器、一具有兩個(gè)分割區(qū)域的第二光電檢測(cè)器和一具有兩個(gè)分割區(qū)域的第三光電檢測(cè)器，第二和第三光電檢測(cè)器位于第一光電檢測(cè)器兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于所述第一和第二光束分離器各具有近似1.5mm或更小的厚度以使光束通過該第一和第二光束分離器時(shí)產(chǎn)生的球差減小。
3.如權(quán)利要求1所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一個(gè)在所述第二光源和所述第二光束分離器之間光路上的光柵，該光柵衍射并透射來自所述第二光源的光束以成為至少第0級(jí)和第±1能級(jí)的光束。
4.如權(quán)利要求1所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在所述第二光源和所述第二光束分離器之間光路上的第一準(zhǔn)直透鏡，以預(yù)先會(huì)聚和透射該入射光；和一個(gè)設(shè)置在所述第一和第二光束分離器之間光路上的第二準(zhǔn)直透鏡，以會(huì)聚和透射該入射光。
5.如權(quán)利要求1所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一監(jiān)視光電檢測(cè)器，用于接收從所述第二光源發(fā)射的并通過所述第二光束分離器的光束，以檢測(cè)來自所述第二光源的光束的光功率。
6.一種兼容可重寫的小型盤(CD-RW)和只讀存儲(chǔ)器式數(shù)字視盤(DVD-ROM)的光學(xué)拾取器，其特征在于包括一個(gè)用于發(fā)射具有近似650nm波長(zhǎng)的第一光束的第一光源；一個(gè)用于發(fā)射具有近似780nm波長(zhǎng)的第二光束的第二光源；一個(gè)物鏡，用于把第一光束會(huì)聚到包括具有約0.6mm厚度的DVD-ROM的光學(xué)數(shù)字視盤上，并把第二光束會(huì)聚到包括具有約1.2mm厚度的CD-RW的光學(xué)小型盤(CD)類介質(zhì)上；一個(gè)位于所述第一光源和所述物鏡之間光路上的第一平面光束分離器，以改變來自所述第一光源的光束的傳播路徑；一個(gè)位于所述第一光束分離器和所述物鏡之間光路上的第二平面光束分離器，以改變第一和第二光束的傳播路徑；且一個(gè)主光電檢測(cè)器，用于從所述光盤反射并通過第二和第一光束分離器的所述第一和第二光束檢測(cè)信息信號(hào)和誤差信號(hào)，所述主光電檢測(cè)器包括一具有四個(gè)分割區(qū)域A、B、C和D的第一光電檢測(cè)器、一具有兩個(gè)分割區(qū)域E1和E2的第二光電檢測(cè)器和一具有兩個(gè)分割區(qū)域F1和F2的第三光電檢測(cè)器，所述第二和第三光電檢測(cè)器位于所述第一光電檢測(cè)器兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于所述第一和第二光束分離器各具有近似1.5mm或更小的厚度以使光束通過該第一和第二光束分離器時(shí)產(chǎn)生的球差減小。
8.如權(quán)利要求6所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一個(gè)在所述第二光源和所述第二光束分離器之間光路上的光柵，該光柵衍射并透射來自所述第二光源的光束以成為至少第0級(jí)和第±1能級(jí)的光束。
9.如權(quán)利要求6所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在所述第二光源和所述第二光束分離器之間光路上的第一準(zhǔn)直透鏡，以預(yù)先會(huì)聚和透射該入射光；和一個(gè)設(shè)置在所述第一和第二光束分離器之間的光路上的第二準(zhǔn)直透鏡，以會(huì)聚和透射該入射光。
10.如權(quán)利要求6所述的兼容式光學(xué)拾取器，其特征在于還包括一監(jiān)視光電檢測(cè)器，用于接收從所述第二光源發(fā)射的并通過所述第二光束分離器的光束，以檢測(cè)來自所述第二光源的光束的光功率。
全文摘要
一種兼容數(shù)字視盤式只讀存儲(chǔ)器(DVD－ROM)和CD族類介質(zhì)之一的可重寫小型盤(CD－RW)的兼容式光學(xué)拾取器,包括:一用來發(fā)射有預(yù)定波長(zhǎng)的第一光束的第一光源;一用來發(fā)射相對(duì)于第一光束的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的第二光束的第二光源;一用來改變?nèi)肷涔獾膫鞑ヂ窂降墓饴犯淖冄b置;一用來將第一和第二光束分別會(huì)聚到具有不同厚度的光盤上的物鏡;一用來從由光盤反射并通過該光路改變裝置的第一和第二光束檢測(cè)信息信號(hào)和誤差信號(hào)的主光電檢測(cè)元件。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1269579SQ0010838
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期2000年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月31日
發(fā)明者金銀求 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社