專利名稱：小型雙波長光學拾取頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及雙波長光學拾取頭，其可以用于光盤讀寫裝置。
雙波長光學拾取頭允許使用不同波長的光目的是處理不同厚度的盤和/或不同反射率的反射層的盤。雙波長光學拾取頭可以用于多種目前的光盤讀寫裝置中，例如，DVD-ROM讀取裝置，目的是保持與較早的光盤格式，如CD-R光盤格式向下兼容。為保持向下兼容，至少光盤的兩個特性必須予以考慮，即厚度和光盤的反射率。DVD光盤用0.6mm厚的基片，可以用大約650nm波長的光讀出。CD-R光盤用厚1.2mm的基片，可以用大約780mm波長的光讀出。CD-R光盤具有的缺陷是它不能用大約650nm波長的光讀出，因為覆蓋其表面的特殊染料吸收了后者波長的光。
一名為“用于厚度0.6mm和1.2mm基片的雙波長光學頭”的出版物，作者R.Katayama、Y.komatzu和Y.Ono，在日本期刊《應用物理》1997年1月36卷(1997)No.LB的第一部分460-466頁，公開了一種光學頭，它用全息光學元件型光學部件，或者可變放大率型光學部件。該光學頭可以用于0.6mm和1.2mm基片厚度，包括635nm和785nm的激光二極管。該光學頭包括單個極化光束分離器和一套對635nm和758nm光束的信號檢測光學部件。
消費者產品工業(yè)致力于減少其產品的體積，目的是使其便攜和更便宜。這些努力使構成產品的組件小型化和/或部件數(shù)量減少。例如，這將應用于便攜的和/或更便宜的光盤讀寫裝置的光學頭。另一方面，小的組件應該和它們的大體積等價物同樣可靠。
本發(fā)明的一個目的是找到一個解決方案，既減小光學頭的體積，而又不增加其成本。
根據(jù)本發(fā)明，上前提出的問題的一個解決方案是在用于光盤讀寫裝置中提供一種雙波長光學拾取頭，該雙波長光學拾取頭至少包括用于導引由第一和第二光源發(fā)射的第一和第二波長的光束到光盤的光學裝置。該光學裝置至少包括一波長選擇光束分離器，它至少允許部分改變第一波長的光束的方向，對第二波長的光束是透射的。光學拾取頭還包括用于聚焦光束于光盤的一層的聚焦裝置，用于檢測由該光盤層反射的第一和第二波長的各個光的光檢測裝置，和另一個用于導引由光盤層反射的反射光束到光檢測裝置的光學裝置。該光檢測裝置包括一單檢測器，允許檢測第一或者第二波長的光。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案無需對每個波長的光的單獨的一套光學檢測儀，它允許優(yōu)化盡可能多的對兩種波長的共同組件的使用。這樣光學拾取頭的體積和構成它的部件數(shù)量可以減少。
在根據(jù)本發(fā)明的雙波長光學拾取頭的優(yōu)選實施例中，聚焦裝置包括雙聚焦透鏡物鏡。
該雙聚焦透鏡物鏡允許克服由于不同光盤的不同基片厚度造成的球面象差的補償?shù)膯栴}。
在根據(jù)本發(fā)明的雙波長光學拾取頭的另一個優(yōu)選實施例中，另一光學裝置包括一鏡片，允許部分改變第二波長的光束的方向，對第一波長的光束是透射性的，其如此放置以使發(fā)散的所述反射光束到達所述光檢測裝置。
其它的優(yōu)選實施例允許使用反射光束的散光特性，例如可能用于聚焦控制電路，而無需影響光學拾取頭的致密性。
在根據(jù)本發(fā)明的雙波長光學拾取頭的另一個優(yōu)選實施例中，光學裝置包括偏振片旋轉裝置，以旋轉所述光束的偏振方向。
另一個優(yōu)選實施例允許避免反射光束到達光源。這一特點對于也用于在光盤上寫的光學拾取頭特別有用。
下面將用說明本發(fā)明特點的例子和

圖1和圖2來解釋本發(fā)明，附圖中圖1包含本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的示意表示。
圖2包含本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的示意表示。
以下的敘述中，同樣的標號將用于指圖1和圖2中出現(xiàn)的相同部分。
圖1示意性地示出雙波長光學拾取頭的某些部分，該雙波長光學拾取頭是設計用于光盤讀寫裝置(未示出)的。該光學拾取頭可以用于利用分別從第一光源2和第二光源3發(fā)射的具有第一波長和/或第二波長的光，在光和/或磁光媒體1上讀和/或寫。最好光源2和3是激光二極管。例如，第一和第二波長可以在650nm和780nm左右。應該理解，更短的波長可以考慮在本發(fā)明的范圍之內。
由第一光源2發(fā)射的第一光束4，由光學裝置導引到媒體1。這些光學裝置包括反射第一光束4的光束分離器5、準直透鏡6、平面鏡7和物鏡8。一般地，物鏡8由聚焦控制電路(未示出)控制的驅動器9驅動的，這樣可以使光點保持聚焦在媒體1的反射層(未示出)上。所述反射層包含信息。
由第二光源3發(fā)射的第二光束10也由該光學裝置導引到媒體1。光束分離器5用作第二光束10的光束耦合器，以導引第二光束10到準直透鏡6。
物鏡8可以用由第一光源2發(fā)射的光和媒體1的確定的厚度來進行優(yōu)化。在這種情況下，某些補償光學器件(未示出)對于由第二光源3發(fā)射的光可能是需要的。
最好物鏡8是雙聚焦透鏡物鏡。
第一光束4和第二光束10一般分別用于讀和/或寫第一和第二類信息。所述的第一和第二類信息可能在媒體1上的同一層上或不同厚度的兩層上。所述第一和所述第二類信息也可以分別地包含在第一媒體的層上和第二媒體的層上。應該理解在該時刻只有一個媒體可以被讀取，也就是，或者第一媒體或者第二媒體。第一媒體的層與第二媒體的層相比有不同的厚度。雙聚焦透鏡物鏡允許考慮到不同的厚度，這樣用雙聚焦透鏡物鏡獲得的光點就聚焦在媒體的反射層上。
第一光束4和/或第二光束10從媒體1的反射層反射，所反射的光束由另一光學裝置導引在光檢測裝置11上。另一光學裝置具有和所述的光學裝置一樣的物鏡8、平面鏡7和準直透鏡6。另外，另一光學裝置包括解耦裝置12，以再導引所反射的光束到光檢測裝置11。解耦裝置12比如可以用光束分離器來實現(xiàn)，它設計成至少部分地反射進入表面13上的反射光束和穿過進入表面14的第一光束4和第二光束10。
光檢測裝置11一般包括光檢測器(未示出)。依靠所確定的所反射的光束的幾何特性，光檢測器可能有一個或多個檢測裝置，正如本領域技術人員所熟知的。
如圖1所示的雙波長光學拾取頭，被設計成構成所述光學裝置和所述另外的光學裝置的其大多數(shù)部分是由兩種波長的發(fā)射和反射光束來作用的。與需要更多的組件部分的已知已有技術相比，這使得組件部分的數(shù)目盡可能少，允許減少光學拾取頭的尺寸到最小值。另外，所用的部件是廣泛用于光學拾取頭工業(yè)的，這使得保持該光學拾取的價格在一個低的水平。
圖2包含光學拾取頭的第二實施例的示意性說明。光學裝置包括一光束分離器15，設計成部分地反射第一光束4，以便導引第一光束4到準直透鏡6。該光學裝置還包括鏡片(plate)16，部分地反射進入其表面17的第二光束10，以通過光束分離器15導引它到準直透鏡6。光束分離器15對第二光束10的光有相當高的透射率。媒體1的層反射第一光束4和/或第二光束10，所反射的光通過構成另一光學裝置的物鏡8、平面鏡7、準直透鏡6、光束分離器15和鏡片16導引到光檢測裝置11。這樣，另一光學裝置有許多部件和光學裝置相同。在光學拾取頭內的這一結構允許減少光學拾取頭的尺寸到最小值，如圖1所示的情況一樣。
鏡片16以傾斜的方式放置，以使通過它所反射的光束變成發(fā)散光。這種發(fā)散光反射光束的特性可以被用于執(zhí)行聚焦控制，也就是監(jiān)視在媒體1的反射層上的光點的聚焦。這對本領域的技術人員是熟知的且在已有技術中有描述。一般地，光檢測裝置11有四個檢測元，形成四個象限，基于在光檢測裝置11上由反射光束形成的橢圓形狀，可確定光束的聚焦位置。
一種由圖2中點線所示的，在鏡片16和光檢測裝置11之間的透鏡18和/或圓柱透鏡19組成的光學投影裝置可以被加入到另一光學裝置。該光學投影裝置允許提高在光檢測裝置11上的反射光束的投影的質量。透鏡18用于比如修正發(fā)散的反射光中的散光效果和適應投影的尺寸，這樣，它就更好地匹配檢測器元的表面。圓柱透鏡19用于調整反射光中的散光效果。圓柱透鏡19可以用作替換裝置，以給予反射光束通過它散光，鏡片16可以由簡單的光束分離器(未示出)來取代。
光學裝置可以有選擇地包括衍射裝置，它將第一光束4和/或第二光束10分裂成中央的0級和兩個一級光束。該衍射裝置可以比如用圖2中用點線所示的光柵20和/或21，也用點線示出的分別用于光柵20和/或21的補償器22和/或23來實現(xiàn)。光柵20和/或21放置于第一光束4和第二光束10中。這樣獲得的一級光束可以利用例如本領域技術人員熟知的三光束跟蹤方法，用來執(zhí)行跟蹤。
在優(yōu)化選擇中，衍射裝置利用全息照相代替光柵20和/或21來實現(xiàn)。
同樣，光學裝置可以有選擇地包括偏振片旋轉裝置24，以旋轉所述光束的偏振方向。這些偏振片旋轉裝置可以比如用四分之一波片來實現(xiàn)。這個特點對于避免反射光束到達光源2和/或3是特別有用的。這個特點在特別設計用于寫的光學拾取頭中特別有用。
組成圖1和圖2中所示的光學拾取頭的實施例的部件幾何上彼此相關地放置，以使物鏡8、第一光束4，第二光束10和反射光束的光軸包含在一個平面內。然而，組成光學頭的各部在空間彼此相關的幾何位置的變化，可以由本領域技術人員完成，保留在本發(fā)明的范圍內。這種變化的一個例子可以是在圖2中繞穿過光檢測裝置11和鏡片16的光軸25，旋轉物鏡8、驅動器9和平面鏡7為90°。這種變化的另一個例子可以是繞所述光軸25，旋轉第一光源2和光束分離器15。
權利要求
1．在光盤讀寫裝置中使用的雙波長光學拾取頭，至少包括光學裝置(5,6,7；15,16)，用于導引由第一和第二光源(2,3)發(fā)射的第一和第二波長的光束(4,10)到一光盤(1)，所述光學裝置至少包括一波長選擇光束分離器(15)，允許至少部分改變所述第一波長的光束的方向，對所述第二波長的光束是透射的；聚焦裝置(8)，用于聚焦所述光束在所述光盤的層上；光檢測裝置(11)，用于檢測由所述光盤的所述層反射的所述第一或所述第二波長的每一個的光；另一光學裝置(6,7,12；15)，用于導引由所述層反射的反射光束到所述光檢測裝置，其特征在于所述光檢測裝置包括單一檢測器，允許檢測或者所述第一或者所述第二波長的光束。
2．如權利要求1所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述聚焦裝置包括一雙聚焦透鏡物鏡(8)。
3．如權利要求1或2之一所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述單一檢測器有多個檢測元。
4．如權利要求3所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述另一光學裝置包括一鏡片(16)，允許部分改變所述第二波長的光束的方向，對所述第一波長的光束是透射性的，其如此放置以使發(fā)散的所述反射光束到達所述光檢測裝置(11)。
5．如權利要求4所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述另一光學裝置包括投影裝置(18,19)以投影反射光束在所述單一檢測器的所述多個檢測元上。
6．如權利要求1至5中之一所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述光學裝置包括衍射裝置(20,21)，用于在所述第一或所述第二波長的所述光束任一之中產生衍射。
7．如權利要求6所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述衍射裝置包括光柵。
8．如權利要求6所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述衍射裝置包括全息圖。
9．如權利要求1至8中之一所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述光學裝置包括偏振片旋轉裝置，以旋轉所述光束的偏振方向。
10．如權利要求9所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述偏振片旋轉裝置包括一四分之一波片。
11．如權利要求1至10之一所述的雙波長光學拾取頭，其特征在于所述第一和所述第二波長的所述光束保持在一個平面，該平面包含所述聚焦裝置的光軸。
全文摘要
一種雙波長光學拾取頭。包括光學裝置,用于導引由第一和第二光源發(fā)射的第一和第二波長的光束到光盤;雙聚焦透鏡物鏡,用于聚焦所述光束在所述光盤的層上;和單一檢測器,允許檢測所述第一或所述第二波長的光束。盡可能多的部件的重復使用,減少了該光學拾取頭的體積和成本。
文檔編號G11B7/135GK1215883SQ9812080
公開日1999年5月5日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權日1997年10月27日
發(fā)明者鄧遼金, 克里斯托弗·迪特里希, 哈特穆特·里克特, 海因茨-喬爾格·施羅德 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司