專利名稱：兼容式光學拾取器的制作方法
技術領域：
本發明涉及能夠適用具有不同格式的盤式記錄介質的光學拾取器，更具體地說，涉及一種用于CD族類介質之一的可重寫的小型盤(CD-RW)、和數字視盤式的只讀存儲器(DVD-ROM)的兼容光學拾取器。
近來，人們已經開始要求光學拾取器能夠以高密度在和/或從DVD上記錄和/或再現信息并要求其與CD族類介質例如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。
現存的CD類介質的標準厚度為1.2mm，因此，考慮到盤的傾斜角和物鏡的數值孔徑(NA)的允差，已將DVD的厚度標準化為0.6mm。因而，當利用DVD的光學拾取器在CD上記錄信息或從CD上再現信息時，由于它們之間的厚度差產生了球差。這種球差不能提供足以記錄信息(射頻)信號的光強或者可能降低從CD上所再現信號的品質。此外，DVD和CD類介質利用不同波長的光進行再現CD用大約780nm波長的光作為光源進行再現，而DVD用大約650nm的光作為光源進行再現。因而，為了與CD相兼容，需要一個采用一個能發射不同波長光的光源并能在不同焦點位置處形成光斑的結構的光學拾取器。
參見
圖1，常規的兼容式光學拾取器包括用來發射具有大約650nm波長的光的第一光源21和用來發射具有大約780nm波長的光的第二光源31。第一光源21適合于相對薄的盤DVD 10a，而第二光源31適合于相對厚的盤CD 10b。第一光源21和第二光源31根據所使用的光盤類型DVD或CD來進行選擇性地驅動。
從第一光源21所發出的光通過第一準直透鏡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器27接收。這里，一個用來改變從第一光源21和第二光源31發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、一個可變光闌45和一個用來會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所發出的光通過第二準直透鏡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上形成一個光斑。
由CD 10b反射的光經物鏡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器39接收。
干涉濾光片41，是一個用來根據入射光的波長透射或反射入射光的光學元件，它透射從第一光源21所發出的光并反射從第二光源31所發出的光。
參見圖2，可變光闌45包括一個其尺寸可變的第一區域45a和一個圍繞第一區域45a的第二區域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。第一區域45a，它是對應于具有0.45或更小的NA的物鏡47的區域，完全地透射第一光源21和第二光源31所發出的光。第二區域45b，它是對應于具有0.45-0.6的NA的物鏡的區域，完全地透射具有650nm波長的光并完全反射具有780nm波長的光。
在傳統的兼容式光學拾取器中，可變光闌完全地反射用以記錄CD-R的光束，該光由第二光源發射并入射到具有0.45或更大的NA的區域上，因此它不能用在需要0.5或更大的NA和高的光學記錄效率的CD-RW的光學拾取器上。此外，需要一個具有第一和第二區域的可變光闌，該可變光闌由復雜而昂貴的工藝過程來制造，因此使這種光學拾取器的組裝變得復雜和制造成本昂貴。
本發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)寫或再現信息之外、還能從只讀存儲器式數字視盤(DVD-ROM)再現信息的兼容式光學拾取器，它確保具有高的光功率的780nm波長的輸出、并具有近似0.5或更大的高數值孔徑(NA)。
為了實現這一目的，本發明提供了一種兼容式光學拾取器包括一個用來發射有一預定波長的第一光束的第一光源；一個用來發射具有相對于第一光束的波長較長的第二光束的第二光源；一個用來改變入射光傳播路徑的光路改變裝置；一個用來把第一光束和第二光束分別會聚到具有不同厚度的光盤上的物鏡；和一個用來檢測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和誤差信號的主光電檢測器，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，且主光電檢測器包括一具有四個分割區域的第一光電檢測器、一具有兩個分割區域的第二光電檢測器和一具有兩個分割區域的第三光電檢測器，第二和第三光電檢測器位于第一光電檢測器兩側。
本發明的以上的目的和優點將通過參照附圖對優選實施例進行的詳細描述變得更加清楚，其中圖1為描述常規的兼容式光學拾取器的光學配置的示意圖；圖2為圖1的可變光闌的示意圖；圖3為根據本發明的一個優選實施例的一種兼容式光學拾取器的光學配置的示意圖；圖4為圖3的主光電檢測器的結構的平面圖。
參見圖3，根據本發明的一個優選實施例的兼容式光學拾取器包括用來發射不同波長光的第一光源111和第二光源121，一個用來改變入射光束的光路的光路改變裝置，一個用來會聚入射光以便在光盤100上形成光斑的物鏡137，和一個用來檢測來自光盤100所反射并穿過光路改變裝置的入射光的信息(射頻)信號和誤差信號的主光電檢測器。
第一光源111發射波長大約為650nm的第一光束I。所發射的第一光束I用來從一相對薄的盤100a例如只讀存儲器式數字視盤(DVD-ROM)上再現信息。此外，第二光源121發射波長大約為780nm的第二光束II，且所發射的第二光束II用來到或從一相對厚的光盤100b例如小型盤(CD)或可重寫CD(CD-RW)上記錄或再現信息。要求第二光源121為具有輸出幾十微瓦的高光功率的半導體激光器，它高到足以在CD-RW上寫入信息。一個衍射并透射入射光以便用三光束方法檢測軌跡誤差信號的光柵123，設置在第二光源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級和第±1能級的光。
光路改變裝置包括用來改變第一光源111所發射的第一光束I的傳播路徑的第一光束分離器113，和設置在第一光束分離器113和物鏡137間的第二光束分離器131，此分離器用來改變入射到那里的光的傳播路徑。
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，且使經光盤100反射的第一光束I和第二光束II射向光電檢測器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來改變入射光的傳播路徑。在具有如圖3所示的光學配置的情況下，第二光束分離器133反射第二光源121所發射的第二光束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器140。
在本實施例中，第一光束分離器113和第二光束分離器133為相對于光路成45度角設置的平面光束分離器。優選為，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時產生的球差。此處，通過把第一光束分離器113和第二光束分離器133設置成相對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像差的問題。因此，其成本可相對于采用具有一般立體結構的光束分離器的情況有所降低。
第二光源121所發射光的光功率由監視光電檢測器127檢測。該監視光電檢測器127接收第二光源121發射并透過第二光束分離器133的第二光束II，以檢測其光功率。監視光電檢測器127所檢測的光功率由一自動功率控制器(未示出)控制。
物鏡131具有一個適于DVD-RAM格式的NA，例如0.6的NA，并會聚入射的第一光束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。這種環狀遮光透鏡和光控制裝置在美國專利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。
主光電檢測器140經物鏡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和主光電檢測器140之間，產生使聚焦誤差可由象散方法檢測的象散。主光電檢測器140從所接收的光束中檢測出誤差信號和RF信號。主光電檢測器140的結構如圖4所示。
參見圖4，主光電檢測器140包括第一光電檢測器141、及位于第一光電檢測器141兩側的第二和第三光電檢測器143和145。第一光電檢測器141包括四個分割區域A、B、C和D，第二電檢測器143包括兩個分割區域E1和E2，第三光電檢測器145包括兩個分割區域F1和F2。主光電檢測器140的這一結構用于用差動推挽(DPP)方法檢測誤差信號。
為了從相對薄的光盤100a例如DVD-ROM進行再現，主光電檢測器140用差動相位檢測(DPD)方法檢測尋跡誤差信號和用象散方法檢測聚焦誤差信號。為了在相對厚的光盤100b例如CD-RW上寫信息，主光電檢測器140用DPP方法檢測尋跡誤差信號并用象散方法檢測聚焦誤差信號。為了從光盤100b再現信息，尋跡誤差信號用三光束方法進行檢測，而聚焦誤差信號用象散方法檢測。在相對厚的光盤100b即CD-RW上進行寫操作期間采用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引起的，且當來自光柵123的±0級衍射光束中的一束聚焦到數據記錄區上而其它聚焦到非數據記錄區時會產生反射率的不同。
根據本發明的兼容式光學拾取器還可包括第一和第二準直透鏡125和135。第一和第二準直透鏡125和135使得入射光會聚以使焦距設定在第一和第二光源111和121與光盤100之間。第一準直透鏡125設置在第二光源121和第二光束分離器133間的光路上，并預先會聚第二光源121所發出的發散光。第一準直透鏡125使焦距縮短以使第二光源121所發出的光適合于要求高光功率的CD-RW。第二準直透鏡135設置在第一和第二光束分離器113和133與物鏡137間的光路中，并使光束準直射向光盤100。
根據本發明的具有上述結構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上記錄信息的優點。此外，平面第一和第二光束分離器的使用相對于立體光束分離器的使用的情況可降低制造成本。
在已經參照其優選實施例對本發明進行特別的圖示和描述時，本領域的技術人員將知道可以不脫離附加的權利要求所確定的本發明的精神和范圍而進行各種形式和細節的改變。
權利要求
1.一種兼容式光學拾取器包括一個用于發射具有預定波長的第一光束的第一光源；一個用于發射具有相對于第一光束波長較長的第二光束的第二光源；一個用于改變入射光的傳播路徑的光路改變裝置；一個用于把第一和第二光束分別會聚到具有不同厚度的光盤上的物鏡；一個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信息信號和誤差信號的主光電檢測器；其特征在于所述光路改變裝置包括一個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，且所述主光電檢測器包括一具有四個分割區域的第一光電檢測器、一具有兩個分割區域的第二光電檢測器和一具有兩個分割區域的第三光電檢測器，第二和第三光電檢測器位于第一光電檢測器兩側。
2.如權利要求1所述的兼容式光學拾取器，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產生的球差減小。
3.如權利要求1所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一個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級和第±1能級的光束。
4.如權利要求1所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一個設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直透鏡，以預先會聚和透射該入射光；和一個設置在所述第一和第二光束分離器之間光路上的第二準直透鏡，以會聚和透射該入射光。
5.如權利要求1所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一監視光電檢測器，用于接收從所述第二光源發射的并通過所述第二光束分離器的光束，以檢測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)和只讀存儲器式數字視盤(DVD-ROM)的光學拾取器，其特征在于包括一個用于發射具有近似650nm波長的第一光束的第一光源；一個用于發射具有近似780nm波長的第二光束的第二光源；一個物鏡，用于把第一光束會聚到包括具有約0.6mm厚度的DVD-ROM的光學數字視盤上，并把第二光束會聚到包括具有約1.2mm厚度的CD-RW的光學小型盤(CD)類介質上；一個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；且一個主光電檢測器，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信息信號和誤差信號，所述主光電檢測器包括一具有四個分割區域A、B、C和D的第一光電檢測器、一具有兩個分割區域E1和E2的第二光電檢測器和一具有兩個分割區域F1和F2的第三光電檢測器，所述第二和第三光電檢測器位于所述第一光電檢測器兩側。
7.如權利要求6所述的兼容式光學拾取器，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產生的球差減小。
8.如權利要求6所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一個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級和第±1能級的光束。
9.如權利要求6所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一個設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直透鏡，以預先會聚和透射該入射光；和一個設置在所述第一和第二光束分離器之間的光路上的第二準直透鏡，以會聚和透射該入射光。
10.如權利要求6所述的兼容式光學拾取器，其特征在于還包括一監視光電檢測器，用于接收從所述第二光源發射的并通過所述第二光束分離器的光束，以檢測來自所述第二光源的光束的光功率。
全文摘要
一種兼容數字視盤式只讀存儲器(DVD－ROM)和CD族類介質之一的可重寫小型盤(CD－RW)的兼容式光學拾取器,包括:一用來發射有預定波長的第一光束的第一光源;一用來發射相對于第一光束的波長較長的第二光束的第二光源;一用來改變入射光的傳播路徑的光路改變裝置;一用來將第一和第二光束分別會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信息信號和誤差信號的主光電檢測元件。
文檔編號G11B7/13GK1269579SQ0010838
公開日2000年10月11日 申請日期2000年3月31日 優先權日1999年3月31日
發明者金銀求 申請人:三星電子株式會社