專利名稱：用于cd/dvd兼容播放機(jī)的光拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于發(fā)射具有不同波長的多條激光束以從多種不同類型的記錄媒體讀出信息信號的光拾取器，并且尤其涉及用于DVD和CD的光拾取器裝置。
通常，半導(dǎo)體激光二極管被用作光拾取器的光源，以播放光記錄媒體，如CD和DVD。
為滿意地播放記錄媒體，應(yīng)提供具有不同光發(fā)射波長和不同數(shù)值孔徑(NA)的半導(dǎo)體激光二極管來分別用于播放CD和DVD。例如，用發(fā)射650nm波長的激光束的激光二極管和NA為0.6的物鏡播放DVD，而用發(fā)射780nm波長的激光束的激光二極管和NA為0.45的物鏡播放CD。
為使單一播放器播放不同類型的盤，如CD和DVD，已經(jīng)考慮組合了用于發(fā)射兩個具有不同波長，即650nm和780nm的波長的激光束的光源的光拾取器。
圖1示出這種光拾取器的示例。
圖1所示的光拾取器包括用于發(fā)射具有650nm波長的激光束的激光二極管1；用于發(fā)射具有780nm波長的激光束的激光二極管2；組合棱鏡3；半鏡面4；準(zhǔn)直透鏡5；和物鏡6。這些組件按上述順序組裝。另外，在從半鏡面4分支的另一光軸上，設(shè)置光電檢測器7。這個光學(xué)系統(tǒng)配置來使得用于CD播放的從激光二極管到組合棱鏡3的光路不同于用于DVD播放的光路，并且用于CD播放的從組合棱鏡3到記錄媒體8的光路基本上與用于DVD播放的光路相同。從而從各個激光二極管發(fā)射出的光束在通過組合棱鏡3后沿著光軸Y傳播到記錄媒體8。
但是，上面提到的結(jié)構(gòu)需要大量元件，包括組合棱鏡，這導(dǎo)致高成本。另外，兩個激光二極管必須與組合棱鏡對正，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且難以調(diào)整對正。
考慮上面提到的問題，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種具有簡化的結(jié)構(gòu)的使用多條不同波長的激光束的光拾取器裝置，以減小裝置的尺寸。
一方面，本發(fā)明提供一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于發(fā)射具有第一波長的第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于發(fā)射具有比第一波長更長的第二波長的第二激光束的第二光發(fā)射部分；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射光束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)。在光拾取器裝置中，第一光發(fā)射部分和第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸比第二激光束的中心軸更靠近光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
另一方面，本發(fā)明提供一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于以第一波長發(fā)射第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于以比第一波長更長的第二波長發(fā)射第二激光束的第二光發(fā)射部分；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向與其相關(guān)聯(lián)的記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射光束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)。在光拾取器裝置中，第一光發(fā)射部分和第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸定位成使得該中心軸基本上與光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
再一方面，本發(fā)明提供一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于以第一波長發(fā)射第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于以比第一波長更長的第二波長發(fā)射第二激光束的第二光發(fā)射部分；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向與其相關(guān)聯(lián)的記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，其中光學(xué)系統(tǒng)包括用于限制入射到那里的光束所用的孔的物鏡。在光拾取器裝置中，第一光發(fā)射部分和第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸比第二激光束的中心軸更靠近光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
再一方面，本發(fā)明提供一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于以第一波長發(fā)射第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于以比第一波長更長的第二波長發(fā)射第二激光束的第二光發(fā)射部分；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向與其相關(guān)聯(lián)的記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，其中光學(xué)系統(tǒng)包括用于限制入射到那里的光束所用的孔的物鏡。在光拾取器裝置中，第一光發(fā)射部分和第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸定位成使得該中心軸基本上與光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
根據(jù)本發(fā)明，具有較短波長的第一激光束的主光束與光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。在另一種設(shè)置中，第一激光束比具有比第一激光束更長的波長的第二激光束的中心軸更靠近光學(xué)系統(tǒng)的光軸。因此，甚至在本發(fā)明的光拾取器用于以不同讀出波長播放多種記錄媒體的任何一個時，記錄表面上光點光學(xué)特性的惡化也最小化。
本發(fā)明的前述方面和其它特征在下面的結(jié)合附圖的說明中進(jìn)行解釋，其中圖1是示出傳統(tǒng)光拾取器的圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的光拾取器的實施例的圖；圖3是示出半導(dǎo)體激光二極管的橫截面圖；圖4是用于解釋“圖像高度”概念的圖；圖5是用于解釋在DVD播放和CD播放期間圖像高度與象差關(guān)系的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的中心軸和兩個激光束之間位置關(guān)系的實施例的圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的中心軸和兩個激光束之間位置關(guān)系的另一實施例的圖；圖8是示出中心軸和兩個激光束之間位置關(guān)系的示例的圖，用以與圖6和7所示的實施例相比。
此后將參考圖2-5具體說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2示出組裝在應(yīng)用本發(fā)明的CD/DVD兼容播放器中的光拾取器的實施例。在圖2中，光拾取器10包括用于發(fā)射具有不同波長的兩個激光束的半導(dǎo)體激光二極管11。光拾取器10還包括準(zhǔn)直透鏡12、半鏡面13、孔限制元件14以及物鏡15，這些組件按上述順序設(shè)置在光軸Y上。沿著從半鏡面13延伸的另一個光軸，光拾取器10具有包括光電檢測器16的光學(xué)系統(tǒng)18。光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y與物鏡15的中心軸對正。
圖3示出半導(dǎo)體激光二極管11的一個示例。圖示的激光二極管11是單片激光二極管，用于發(fā)射波長彼此不同的兩個激光束。半導(dǎo)體激光二極管11形成于單片芯片結(jié)構(gòu)中。半導(dǎo)體激光二極管11具有第一光發(fā)射部分21，其含有第一光發(fā)射點A1，用來以650nm的波長發(fā)射第一激光束；第二光發(fā)射部分22，具有第二光發(fā)射點A2，用來以780nm的波長發(fā)射第二激光束；分離溝槽23，使第一光發(fā)射部分21與第二光發(fā)射部分22分離開；以及在基片20的另一主表面上的后電極24，用來對兩個光發(fā)射部分21，22提供共用電極。而且，對于第一光發(fā)射部分21形成電極25，對于第二光發(fā)射部分22形成電極26。
應(yīng)注意在本發(fā)明中使用的“單一芯片”指的是單片元件。下面給出的是對于單片元件的解釋。在半導(dǎo)體激光二極管11的單個制造過程中，構(gòu)成第一光發(fā)射部分和第二光發(fā)射部分的各個層通過沉積和圖案化處理方式分別形成在單個基片上的。隨后，基片被切割成各個單元結(jié)構(gòu)。然后，各個單元進(jìn)行處理，如粘結(jié)和模壓，以在與形成各個光發(fā)射部分的表面相對的基片的后表面上形成共用后電極。因此，本發(fā)明的“單一芯片”不包括把兩個發(fā)射具有一個波長的激光束的激光二極管連接一起的結(jié)構(gòu)或用于在單一基片上安裝兩個獨立的激光二極管的結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體激光二極管11基于來自激光驅(qū)動器(未示出)的控制信號選擇地發(fā)射第一激光束和第二激光束。半導(dǎo)體激光二極管11不同時發(fā)射兩個光束。但是，第一激光束的中心軸X1基本上與第二激光束的中心軸X2平行，并以限定在它們之間的間距d間隔開。應(yīng)注意在本發(fā)明中激光束的中心軸指的是通過激光束的橫截面上的光強(qiáng)分布中心的線。
孔限制元件14可以是例如孔徑光闌，其限制通過孔限制元件14的光束。
光電檢測器16包括多個分開的光接收元件，每一個相應(yīng)于入射束強(qiáng)度產(chǎn)生一個輸出信號。光電檢測器16的輸出信號被發(fā)送到檢測器電路系統(tǒng)(未示出)。
在上述結(jié)構(gòu)中，從激光二極管11發(fā)射的激光束，第一激光束或第二激光束，通過準(zhǔn)直透鏡12，成為平行光束，該光束被半鏡面13反射。反射的光束被孔限制元件14限制在束直徑中，并進(jìn)入物鏡15。物鏡15把光束聚焦在記錄媒體17的記錄表面上以形成光點。由記錄表面上的信息凹坑調(diào)制后，反射的光束通過物鏡15返回半鏡面13。然后，光束與從激光二極管11延伸的光路分開，并且照射在光電檢測器16上。即，光學(xué)系統(tǒng)18被配置成第一光束的光路基本上與第二光束的光路一致。
光電檢測器16檢測在各個光接收元件上的入射束強(qiáng)度。然后光電檢測器16基于各個光接收元件的輸出信號產(chǎn)生讀出信號、聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號。由磁路和線圈構(gòu)成的致動器(未示出)基于聚焦和跟蹤誤差信號在聚焦和跟蹤方向上控制物鏡15和孔限制元件14，以時刻維持信息軌道上的光點。
接著，具體解釋光學(xué)系統(tǒng)18中半導(dǎo)體激光二極管11的定位。如圖3所示，半導(dǎo)體激光二極管11是單片元件，其在單一基片20上具有兩個光發(fā)射點A1,A2。因此不可能同時使兩個激光束的中心軸X1,X2與光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y一致，除非移開半導(dǎo)體激光元件18。這樣，考慮用于讀出CD和DVD的光點的光學(xué)特性，兩個激光束的光軸被定位在光學(xué)系統(tǒng)18中。
通常，為滿意地播放DVD和CD，光源的波長和物鏡的數(shù)值孔徑(NA)如表1那樣限定。
表1
通常，發(fā)現(xiàn)當(dāng)光源Ei被定位在透鏡L的中心軸Y上時用于會聚光線的透鏡可降低會聚光線的束直徑，如圖4所示。因此，認(rèn)為定位在透鏡L的中心軸Y上的光源Ei是理想的光發(fā)射點。但是，光源的實際中心Ea并不總是與光軸Y一致，并且光源從光軸Y的偏離作為“圖象高度”H成為主要光學(xué)特性。
另外，“象差”作為降低光學(xué)特性的因素也存在。圖5分別表示圖象高度與用于DVD播放和CD播放的光學(xué)系統(tǒng)18中半導(dǎo)體激光二極管11的象差之間的關(guān)系。在圖5中，曲線Ⅰ代表當(dāng)播放DVD時的象差對圖象高度曲線，而曲線Ⅱ代表當(dāng)播放CD時的象差對圖象高度曲線。
從圖5和表1可知，由于DVD的NA大于CD的NA，并且DVD的束直徑小于CD的束直徑，無論圖象高度如何，在DVD播放期間的象差大于在CD播放期間的象差。還應(yīng)理解在DVD播放期間的象差增大率(曲線Ⅰ的斜率)大于CD播放期間的象差增大率。還應(yīng)理解，當(dāng)圖象高度等于0時，即當(dāng)光發(fā)射點位于光軸上時，DVD播放期間的象差大于CD播放期間的象差。
從而，考慮圖象高度與象差之間的關(guān)系，為抑制DVD和CD中的象差到最小值，假設(shè)圖6和7中圖示的兩組定位是適合于作為半導(dǎo)體激光二極管11發(fā)出的兩個光束的中心軸與光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y之間的位置關(guān)系的。
定位(1)如圖6所示，在DVD播放期間的光發(fā)射點，即第一光發(fā)射點A1被定位在光軸Y上以使第一激光束的中心軸與光軸Y一致，而在CD播放期間的光發(fā)射點，即第二光發(fā)射點A2與光軸間隔開距離d，以把第二激光束的中心軸定位成遠(yuǎn)離開光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離d。
定位(2)如圖7所示，第一光發(fā)射點A1被定位在遠(yuǎn)離開光軸Y距離d1的地方，以把第一激光束的中心軸X1離開光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y距離d1，而第二光發(fā)射點A2被定位在遠(yuǎn)離開光軸Y距離d2(d2＞d1,d2=d-d1)的地方以把第二激光束的中心軸X2離開光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y距離d2，從而第一激光束的中心軸X1被定位得比第二激光束的中心軸X2更靠近光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y。
為了進(jìn)行參照，圖8圖示定位(3)，其中光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y被定位在第一激光束的中心軸X1與第二激光束的中心軸X2中間。
下面參考圖5解釋圖6和7的定位中光點的光學(xué)特性。
在圖5中，點(P1DVD、P1CD)代表在選擇了定位(1)時在DVD和CD播放期間的象差，而點(P2DVD、P2CD)代表在選擇了定位(3)時在DVD和CD播放期間的象差。如圖5中看到的那樣，尤其在DVD播放期間定位(3)表現(xiàn)出大的象差。另一方面，定位(1)在DVD播放期間表現(xiàn)出最小的象差，這是由于用于DVD的第一光發(fā)射點A1位于光軸Y上，從而第一激光束的中心軸與光學(xué)系統(tǒng)18的光軸一致。還應(yīng)理解，圖象高度等于d/2時，即使來自光軸Y的圖象高度是d，在CD播放期間象差也小于DVD播放期間的象差。
如上所述，象差引起的光學(xué)特性的降低可通過把用于DVD播放的第一激光束的中心軸X1而不是用于CD播放的第二激光束的中心軸X2定位在更靠近光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y而被抑制。另一種情況是，上面的降低可通過使中心軸X1與光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y一致來抑制。與把光學(xué)系統(tǒng)18的光軸Y定位在第一激光束的中心軸與第二激光束的中心軸中間相比，抑制作用被降低。
在前面的實施例中，可按需要把偏轉(zhuǎn)光柵、升高鏡面和多組透鏡組裝到光學(xué)系統(tǒng)18中。
而且，盡管在前面的實施例中，半導(dǎo)體激光二極管11和光電檢測器16以獨立的部件來實施，半導(dǎo)體激光二極管和光電檢測器可集成地形成在單一基片上，作為單芯片元件，不需要半鏡面13來形成光學(xué)系統(tǒng)。
另外，盡管在前面的實施例中，半導(dǎo)體激光二極管帶有發(fā)射不同光波長的兩個光發(fā)射點，可在單一的單片激光二極管中提供彼此具有不同的光波長的三個或多個光發(fā)射點。然后以類似于前面的實施例的方式，相對于包括物鏡的光學(xué)系統(tǒng)的光軸調(diào)整各個光發(fā)射點的中心軸的位置。
應(yīng)理解前面的說明和附圖列舉了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在前面的教導(dǎo)的暗示下，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不脫離公開的發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種變形、添加和另外的設(shè)計當(dāng)然是很顯然的。從而，應(yīng)理解本發(fā)明并不限制于公開的實施例，而可在后附的權(quán)利要求的整個范圍內(nèi)來實施。
權(quán)利要求
1．一種光拾取器裝置，用于以不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于發(fā)射具有第一波長的第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于發(fā)射具有第二波長的第二激光束的第二光發(fā)射部分，所述第二波長比所述第一波長更長；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一光發(fā)射部分和所述第二光發(fā)射部分設(shè)置在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸比第二激光束的中心軸更靠近所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的光拾取器裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)第一激光束的第一光路和用于引導(dǎo)第二激光束的第二光路，設(shè)置第一光路和第二光路使得第一光路基本上與第二光路一致。
3．一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于發(fā)射具有第一波長的第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于發(fā)射具有第二波長的第二激光束的第二光發(fā)射部分，所述第二波長比所述第一波長更長；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一光發(fā)射部分和所述第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸定位成使得該中心軸基本上與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的光拾取器裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)第一激光束的第一光路和用于引導(dǎo)第二激光束的第二光路，設(shè)置第一光路和第二光路使得第一光路基本上與第二光路一致。
5．一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于發(fā)射具有第一波長的第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于發(fā)射具有第二波長的第二激光束的第二光發(fā)射部分，所述第二波長比所述第一波長更；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于限制入射到那里的光束所用的孔的物鏡，其中，所述第一光發(fā)射部分和所述第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸比第二激光束的中心軸更靠近所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的光拾取器裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)第一激光束的第一光路和用于引導(dǎo)第二激光束的第二光路，設(shè)置第一光路和第二光路使得第一光路基本上與第二光路一致。
7．一種光拾取器裝置，用于以彼此不同的讀出波長讀出記錄在兩種類型的記錄媒體上的信息，包括用于發(fā)射具有第一波長的第一激光束的第一光發(fā)射部分；用于發(fā)射具有第二波長的第二激光束的第二光發(fā)射部分，所述第二波長比所述第一波長更長；以及用于把第一和第二激光束的每一個引向記錄媒體并把從記錄媒體反射的反射束引向光電檢測器的光學(xué)系統(tǒng)，其中光學(xué)系統(tǒng)包括用于限制入射到那里的光束所用的孔的物鏡，其中所述第一光發(fā)射部分和所述第二光發(fā)射部分形成在一個芯片的單個基片上，并且第一激光束的中心軸定位成使得該中心軸基本上與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的光拾取器裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)第一激光束的第一光路和用于引導(dǎo)第二激光束的第二光路，設(shè)置第一光路和第二光路使得第一光路基本上與第二光路一致。
全文摘要
在DVD/CD兼容播放器中提供單片雙波長半導(dǎo)體激光二極管以抑制讀出光點的光學(xué)特性的降低。激光二極管是單片元件,其在單一基片上具有兩個光發(fā)射點,用來發(fā)射波長彼此不同的兩個不同激光束。用于播放DVD的主激光束的中心線定位成比用于播放CD的激光束的中心線更靠近光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y。在另一方案中,用于播放DVD的主激光束的中心線定位成與光學(xué)系統(tǒng)的光軸Y一致。
文檔編號H01S5/02GK1300061SQ0013489
公開日2001年6月20日 申請日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者三浦章 申請人:日本先鋒公司