專利名稱：光學拾取裝置和包含其的光盤驅(qū)動器的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及光學拾取裝置和包含其的光盤驅(qū)動器。本發(fā)明尤其涉及用于從諸如CD(激光唱盤)或DVD(數(shù)字化通用盤)的光盤再現(xiàn)信息以及在這種光盤上記錄信息的光學拾取裝置，特別是，一種用于用前監(jiān)控器方法檢測從激光器發(fā)出的光量以便控制光束能量的光學拾取裝置，以及包括這種光學拾取裝置的光盤驅(qū)動器。
相關技術(shù)描述作為用于執(zhí)行光盤的再現(xiàn)(讀出信息)和記錄(寫入信息)的裝置，已知例如日本未審查的特許公開No.2002-270940中揭示的半導體激光光學裝置。
但是，上述公開中揭示的半導體激光光學裝置不能執(zhí)行兩種或更多種光盤的再現(xiàn)和記錄。
例如，用于執(zhí)行兩種或更多種光盤的再現(xiàn)和記錄的裝置是能執(zhí)行CD和DVD兩者的再現(xiàn)和記錄的裝置。在這種裝置中，必須根據(jù)光盤類型使用相應波長的激光束。
因此，在例如執(zhí)行CD和DVD的再現(xiàn)和記錄時，需要使用一種光學拾取裝置，它能輸入/輸出用于從CD讀取信息或向其寫入信息的激光束，并能輸入/輸出用于從DVD讀取信息或向其寫入信息的激光束。
常規(guī)上，在光學拾取裝置中使用的半導體激光器中，由于環(huán)境溫度的變化和使用老化，其發(fā)射功率的水平常出現(xiàn)波動。
已形成了一種方法，它通過APC(自動功率控制)電路執(zhí)行功率控制以便使向諸如光盤的信息記錄介質(zhì)發(fā)出的光束的功率水平穩(wěn)定。APC的常規(guī)方法包括后監(jiān)控器方法(內(nèi)監(jiān)控器方法)，用于監(jiān)控從與半導體激光器的輻射面相對的端面發(fā)出的光束；以及前監(jiān)控器方法(外監(jiān)控器方法)，用于監(jiān)控從面向半導體激光器的輻射面的端面發(fā)出的光束。
但是，后監(jiān)控器方法具有某些缺點，例如檢測精度；因此，通常使用前監(jiān)控器方法。前監(jiān)控器方法是監(jiān)控從半導體激光器發(fā)出的部分光束并將該光束傳遞回半導體激光器的驅(qū)動電路以便控制該光束功率恒定的方法。
圖8示出了使用前監(jiān)控器方法的常規(guī)光學拾取裝置的光輸出系統(tǒng)。
圖8所示的光學拾取裝置包括用于發(fā)出波長λ1的激光束的第一光源1，用于發(fā)出波長λ2的激光束的第二光源2，通過由波長選擇膜5貼附兩個直角棱鏡3、4構(gòu)成的光束分離器6，前監(jiān)控器PD(光電二極管)7，準直透鏡8，以及上升鏡(risingmirror)9。
波長選擇膜5具有反射大部分來自第一光源1的波長λ1的激光束并透射幾個百分點的激光束的功能。
因此，在經(jīng)波長選擇膜5反射后，波長λ1的激光束的大部分穿過準直透鏡8進入上升鏡9，由該上升鏡9反射，隨后通過物鏡(未示出)輸出。此外，通過波長選擇膜5透射的幾個百分點的波長λ1的激光束進入前監(jiān)控器PD7，由該前監(jiān)控器PD7檢測光量。
波長選擇膜5還具有透射來自第二光源2的波長λ2的激光并反射幾個百分點的該激光束的功能。
因此，在通過波長選擇膜5透射后，多數(shù)波長λ2的激光束通過準直透鏡8、上升鏡9和物鏡(未示出)輸出。由波長選擇膜5反射的波長λ2的幾個百分點的激光束進入前監(jiān)控器PD7，由該前監(jiān)控器PD7檢測光量。
所以，來自第一光源1和第二光源2的兩激光束以相同的光輸出路徑(波長選擇膜5、準直透鏡8、上升鏡9和物鏡)發(fā)射，并進入同一前監(jiān)控器PD7。
要求這種類型的光學拾取裝置很緊湊，并兼容諸如CD和DVD的光盤。
如上所述，在使用前監(jiān)控器方法的常規(guī)光學拾取裝置中，必須通過波長選擇膜將幾個百分點的必要激光束引導到前監(jiān)控器PD；因此，從物鏡發(fā)出的光量不是100％的必要激光束。
但是，由于從物鏡發(fā)出的光量影響可寫光學拾取裝置的寫入速度，因此希望避免發(fā)射光量的減少。
半導體激光器的一般屬性在于，當輸出變高時，波長會波動幾個nm。這里，由于光束分離器的貼附面是波長選擇膜，該波長選擇膜的透射率和反射率會由于波長波動而改變；因此，由物鏡在光盤上會聚光斑處的光量會改變。
通常，向前監(jiān)控器PD發(fā)射的光量等于或小于從半導體激光器發(fā)射的光束的全部光量的約5％。因此，如果光束分離器處波長選擇膜的透射率和反射率改變1％，則前監(jiān)控器PD的輸出將改變約20％，半導體激光器的發(fā)射光的輸出改變約20％，且由物鏡在光盤上會聚光斑處的光量變化約20％。
發(fā)明概述本發(fā)明考慮了上述問題，因此，本發(fā)明的目的在于提供一種光學拾取裝置，其中光盤的讀取和寫入所不必要的光束被引導到前監(jiān)控器PD，從而寫入功率可以輸出到光盤而沒有損耗，且即使特別在半導體激光器的高輸出期間產(chǎn)生了波長波動，也能降低前監(jiān)控器PD的輸出波動同時保持所需的寫入輸出以便實現(xiàn)高質(zhì)量的讀取/寫入性能；以及包含該光學拾取裝置的光盤驅(qū)動器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種光學拾取裝置包括至少兩個光源，用于發(fā)出不同波長的激光束；光束分離器，用于反射或透射來自所述光源的光束；所述光束分離器包括波長選擇膜，它將來自一個光源的基本所有光束反射并將來自另一個光源的基本所有光束透射，準直透鏡，用于將由光束分離器反射或透射的光束準直；上升鏡，用于將所述準直透鏡處準直的光束反射以便使其上升；物鏡，用于將所述上升鏡處反射的激光束透射，至少兩個反射鏡，用于當光束由每個光源發(fā)出并穿過光束分離器和準直透鏡后在上升鏡處被反射時，在進入光束分離器前預先反射不必要上升的光束；以及前監(jiān)控器PD，用于接收所述光束并監(jiān)控在反射鏡處反射的光束的光量。
根據(jù)如上所述配置的光學拾取裝置，通過設置在光束分離器前的至少兩個反射鏡，讀取或?qū)懭牍獗P所不必要的光束被預先引導到前監(jiān)控器PD，從而可以將寫入功率輸出到光盤而沒有損耗。此外，即使特別在半導體激光器的高輸出期間產(chǎn)生波長波動，在反射鏡處反射的光束的光量由前監(jiān)控器PD監(jiān)控；因此，減少了前監(jiān)控器PD的輸出變化同時保持所需的寫入輸出，從而實現(xiàn)高質(zhì)量的讀取和寫入性能。
附圖概述

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光學拾取裝置的光輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖2示出圖1的光學拾取裝置中將光束從第一光源引導到前監(jiān)控器PD的結(jié)構(gòu)；圖3示出圖1的光學拾取裝置中將光束從第二光源引導到前監(jiān)控器PD的結(jié)構(gòu)；圖4示出圖1的光學拾取裝置中耦合透鏡和反射鏡之間的位置關系；圖5示出圖1的光學拾取裝置中反射鏡的外部形狀；圖6示出根據(jù)本發(fā)明另一個較佳實施例的光學拾取裝置的光輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖7示出圖1和6的光學拾取裝置中光源和反射鏡之間的排列關系；以及圖8示出常規(guī)光學拾取裝置的光輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
較佳地，根據(jù)本發(fā)明的光學拾取裝置進一步包括輔助準直透鏡，用于在一個光源發(fā)出的光束由光束分離器透射前，在光束分離器前基本準直該光束，其中一個所述反射鏡被設置在與所述輔助準直透鏡的位置相同的位置處。
在這種配置中，對于在由光束分離器反射之前的從一個光源發(fā)出的光束，一個反射鏡將對于讀取和寫入光盤所不必要的光束反射和引導到前監(jiān)控器PD。此外，對于在透射通過光束分離器的由另一個光源發(fā)出的光束，另一個反射鏡反射和引導對于讀取和寫入光盤不必要的光束，即光束不穿過輔助準直透鏡到達前監(jiān)控器PD，且它被設置在與輔助準直透鏡的位置相同的位置處。
因此，采用這種配置，可以用簡單的配置可靠地實現(xiàn)將寫入功率輸出到光盤而沒有損耗的效果，且可以方便地在具有分配限制的某些光學元件中設置至少一個反射鏡，從而可以獲得細小的光學拾取裝置。
較佳地，輔助透鏡由圓條狀主體被切成D形從而具有D形的橫截面，它包括一個平側(cè)面和與所述平側(cè)面連接的一個弧側(cè)面。此外，較佳地，該輔助準直透鏡的平側(cè)面是平行于與光學拾取裝置的徑向等效的方向的面。
根據(jù)輔助準直透鏡，在徑向上光穿過的表面積被制成較大，允許光學拾取裝置的致動器在徑向上被開動到特定范圍(例如，約±300μm)。
較佳地，準直透鏡和輔助準直透鏡被設置成夾住光束分離器，且該輔助準直透鏡的平側(cè)面被設置成面向進入該輔助準直透鏡的光束的光源。
根據(jù)這種配置，準直透鏡可以用于兩個光源的光束，且進入輔助準直透鏡的光束的光源更靠近上升鏡側(cè)；因此，允許光學拾取裝置的小型化。
反射鏡例如是由梯形棱鏡配置成的，該梯形棱鏡的一個傾斜表面用作反射表面。
根據(jù)這種配置，由于光學拾取裝置的部件分配限制，其中僅約1mm平方可以由鏡表面占據(jù)，如果使用平面鏡，則其處理是很困難的且裝配期間鏡表面和非鏡表面之間的確定也變得困難，但采用一個傾斜表面用作反射表面的梯形棱鏡，就可以解決這種問題。
用于接收和衰減在每個反射鏡處反射的光束的衰減器可設置在前監(jiān)控器PD之前。
當設置這種衰減器時，如果從光源發(fā)出并經(jīng)由反射鏡由前監(jiān)控器PD接收到的光量大于所需值，則可以衰減其光量。衰減器的實例可以包括光衰減板、針孔板、遮光體等等。
較佳地，通過改變反射鏡的設置位置和/或有效反射表面積，進入前監(jiān)控器PD的光量是可變的。
根據(jù)這種前監(jiān)控器PD，由于反射鏡的被分配位置和/或有效反射表面積，進入前監(jiān)控器PD的光量可以在每個光源處個別改變。
較佳地，通過改變每個反射鏡的反射率，進入前監(jiān)控器PD的光量是可變的。
根據(jù)這種前監(jiān)控器PD，通過改變反射鏡的反射率從而從每個光源到前監(jiān)控器PD的光量是預定值，則可以消除反射鏡的部件屬性變動、前監(jiān)控器PD的部件屬性變動等等，且可以用體電阻將光電會聚電壓電調(diào)節(jié)為預定值。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種光盤驅(qū)動器包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的光學拾取裝置。
根據(jù)如上所述配置的光盤驅(qū)動器，通過由設置在光束分離器前的至少兩個反射鏡預先將讀取或?qū)懭牍獗P所不必要的光束引導到前監(jiān)控器PD，可以將寫入功率輸出到光盤而沒有損耗。此外，即使特別在半導體激光器中高輸出期間產(chǎn)生波長波動，通過用前監(jiān)控器PD監(jiān)控反射鏡處反射的光束的光量，可以減少前監(jiān)控器PD的輸出波動同時保持所需的寫入輸出；因此，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的讀取/寫入性能。
現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的兩個較佳實施例。應注意，本發(fā)明不限于這些實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個較佳實施例的光學拾取裝置的光輸出系統(tǒng)。該光學拾取裝置包括第一光源1、第二光源2、通過用波長選擇膜5貼附兩個直角棱鏡3和4構(gòu)成的光束分離器6、前監(jiān)控器PD7、準直透鏡8、上升鏡9、反射鏡D10、反射鏡C11和物鏡(未示出)。
第一光源1發(fā)射波長λ1的激光束。第二光源2發(fā)射波長λ2的激光束。光束分離器6反射來自第一光源1的光束，并透過來自第二光源2的光束。即，光束分離器6中的波長選擇膜5基本反射100％來自第一光源1的光束，并基本透射100％來自第二光源2的光束。
準直透鏡8將光束分離器6處反射或透射的光束準直。上升鏡9將準直透鏡8處被準直的光束反射以便使其上升。物鏡使上升鏡9處反射的激光束透過。
為了使光學拾取裝置小型化，第二光源2必須設置得更靠近上升鏡9的側(cè)邊。準直透鏡8和耦合透鏡12排列成將光束分離器6夾在其中，以使來自第二光源2的光束變成平行光束。耦合透鏡12用作輔助準直透鏡，在光束進入光束分離器6之前，該輔助準直透鏡在光束從第二光源2發(fā)出并透過光束分離器6之前將該光束準直成幾乎平行的光束。
為了減少部件數(shù)量，用于來自第一光源1的光束的準直透鏡8通常也用作用于來自第二光源2的光束的準直透鏡。
波長選擇膜5反射基本100％的來自第一光源1的波長λ1的激光束。因此，在波長選擇膜5處反射的基本100％的波長λ1的激光束經(jīng)由準直透鏡8進入上升鏡9，在該上升鏡9處被反射，并通過物鏡輸出。
波長選擇膜5透射基本100％的來自第二光源2的波長λ2的激光束。波長λ2的激光束穿過耦合透鏡12，且基本100％的透射光經(jīng)由波長選擇膜5透過，并通過準直透鏡8、上升鏡9和物鏡而輸出。
對于波長λ1的激光束，在反射鏡D10處反射不用于寫入光盤或信號再現(xiàn)(讀出)的不必要的光束。該激光束進入前監(jiān)控器PD7，并在該前監(jiān)控器PD7處檢測光量。
圖2示出從圖1中方向100觀察的光學拾取裝置。波長λ1的激光束如標號13表示般散布，用于寫入光盤或用于信號再現(xiàn)的區(qū)域僅僅是標號14表示的區(qū)域。如圖所示地安排反射鏡10，通過將寫入期間或者信號再現(xiàn)期間不必要的光束引導到前監(jiān)控器PD 7來執(zhí)行光量的檢測。
對于波長λ2的激光束，在與耦合透鏡12相同的位置處設置的反射鏡C11處反射不用于寫入光盤或信號再現(xiàn)的不必要的光束，該光束進入前監(jiān)控器PD7，在該前監(jiān)控器PD7處檢測光量。
圖3示出從圖1中方向200觀察的光學拾取裝置。波長λ2的激光束如標號15表示般散布，且不穿過設置在光束分離器6之前的耦合透鏡12的光是不必要的光束。因此，如圖所示地安排反射鏡C11，并通過將不必要的光束引導到前監(jiān)控器PD 7來執(zhí)行光量的檢測。
因此，從第一光源1和第二光源2發(fā)出的光束都進入同一個前監(jiān)控器PD7。
圖4示出耦合透鏡12和反射鏡C11之間的位置關系。耦合透鏡12從圓條狀主體被切成D形以形成D形的橫截面，并包括一個平側(cè)面和一個弧側(cè)面，即與平側(cè)面連接的圓柱側(cè)面。
D形切面，即耦合透鏡12的平側(cè)面需位于y方向上，相當于光學拾取裝置的徑向。其原因在于光學拾取裝置的致動器在約±300μm的范圍內(nèi)沿徑向開動；因此，光穿過的表面積必須在徑向上較大。因此，耦合透鏡12的D形切面是平行于圖4所示的y方向的面，且反射鏡C11設置在該切面下方。
圖5示出反射鏡D10和反射鏡C11的形狀。反射鏡D10、C11包括梯形棱鏡，其中前表面的形狀是梯形形狀且其中的一個斜面用作反射表面。
反射鏡D10、C11由梯形棱鏡構(gòu)成是出于以下原因。由于分配光學拾取裝置的部件的限制，其中僅1mm平方可以由鏡表面占據(jù)，如果使用平面鏡，則其處理將變得比較困難，且裝配期間鏡表面和非鏡表面之間的確定也變得困難。使用其中一個傾斜表面用作反射表面的梯形棱鏡就解決了這種問題。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一個較佳實施例的光學拾取裝置。該光學拾取裝置具有與圖1所示的相同配置，除了其中包括設置在前監(jiān)控器PD7之前的衰減器16，它用于衰減進入前監(jiān)控器PD7的光量。
當從第一光源1發(fā)出的光量和從第二光源2發(fā)出的光量都大于目標值(所需值)時，衰減器16被安置在前監(jiān)控器PD7之前以便衰減進入的光量。衰減器16的實例可以包括光衰減板、針孔板(pin hole plate)、遮光體等等。
圖7示出光源1(2)和反射鏡D10(C11)的設置關系。圖7中，從光源1(2)發(fā)出的激光束的光量在點19處是最大值，在離開點19的z方向上光量減少。換句話說，當反射鏡D10(C11)更靠近點19時，進入前監(jiān)控器PD7的光量增加，而當反射鏡D10(C11)進一步遠離點19時，進入前監(jiān)控器PD的光量減少。
應注意，不能自由地設計反射鏡D10(C11)的分配位置。
換句話說，+z方向由用于寫入光盤或再現(xiàn)信號的區(qū)域(必要光范圍)18限定，而-z方向由光學拾取裝置的厚度限制限定。此外，+x方向具有與-z方向相同的效果，從而使得進入前監(jiān)控器PD7的光量較少。另一方面，-x方向具有與+z方向相同的效果，從而使得進入前監(jiān)控器PD7的光量較大。
但是，考慮到外圍光學部件，反射鏡D10(C11)的分配空間還限制在x方向；因此，必須在限制范圍內(nèi)獲得合適的光量。反射鏡D10(C11)的有效反射表面積還必須在必要光限制和厚度限制的范圍內(nèi)變化，這與分配或排列限制類似。
改變進入前監(jiān)控器PD7的光量的方法包括改變反射鏡D10(C11)的反射率。
在這種方法中，光學拾取裝置的限制沒有影響。但是，反射率不能等于或大于100％；因此，不能增加光量。此外，當反射率極小，例如10％時，如果反射鏡D10(C11)的反射率被改變1％，則前監(jiān)控器PD7的輸出將改變約10％。此外，半導體激光器的發(fā)射光的輸出改變約10％，且通過物鏡在光盤上會聚光的斑點處的光量改變約10％；因此，不能解決常規(guī)問題。
考慮到上述問題，需要通過有效反射表面積和光學拾取裝置限制內(nèi)的反射鏡D10(C11)的排列使得進入前監(jiān)控器PD7的光量處于所需值。相反，不希望使得反射率極小。
用體電阻(volume resistance)將光電轉(zhuǎn)換電壓被電調(diào)節(jié)到預定值從而從兩個光源1、2進入前監(jiān)控器PD7的光量處于預定值，從而吸收了反射鏡D10(C11)的部件屬性的變化和前監(jiān)控器PD7的部件屬性的變化。
體電阻的調(diào)整范圍通常是約0.5倍到2.0倍；因此，考慮到部件屬性的變化，應設計裝置使得光量在該范圍內(nèi)。
因此，可以用一個前監(jiān)控器PD7控制從兩個光源1、2發(fā)出的光量。
根據(jù)依照本發(fā)明的光學拾取裝置和配備該光學拾取裝置的光盤驅(qū)動器，通過將對光盤的讀取和寫入不必要的光束引導到前監(jiān)控器PD，可以將寫入功率輸出到光盤而沒有損耗，且即使特別在半導體激光器中高輸出期間產(chǎn)生波長波動，也可以減少前監(jiān)控器PD7的輸出波動同時保持所需的寫入輸出以實現(xiàn)高質(zhì)量的讀取/寫入性能。
權(quán)利要求
1.一種光學拾取裝置，其特征在于，包括至少兩個光源，用于發(fā)出不同波長的激光束；光束分離器，用于反射或透射來自所述光源的光束；所述光束分離器包括波長選擇膜，它將來自一個光源的基本所有光束反射并將來自另一個光源的基本所有光束透射，準直透鏡，用于將由光束分離器反射或透射的光束準直；上升鏡，用于將所述準直透鏡處準直的光束反射以便使其上升；物鏡，用于將所述上升鏡處反射的激光束透射，至少兩個反射鏡，用于當光束由每個光源發(fā)出并穿過光束分離器和準直透鏡后在上升鏡處被反射時，在進入光束分離器前預先反射不必要上升的光束；以及前監(jiān)控器PD，用于接收所述光束并監(jiān)控在反射鏡處反射的光束的光量。
2.如權(quán)利要求1所述的光學拾取裝置，其特征在于，還包括輔助準直透鏡，在光束分離器之前，用于把從一個光源發(fā)出并由光束分離器透射前的光束基本準直，其中一個所述反射鏡被設置在與所述輔助準直透鏡的位置相同的位置處。
3.如權(quán)利要求2所述的光學拾取裝置，其特征在于，所述輔助透鏡由圓條狀主體被切成D形從而具有D形的橫截面，它包括一個平側(cè)面和與所述平側(cè)面連接的一個弧側(cè)面。
4.如權(quán)利要求3所述的光學拾取裝置，其特征在于，所述輔助準直透鏡的平側(cè)面是平行于與光學拾取裝置的徑向等效的方向的面。
5.如權(quán)利要求3所述的光學拾取裝置，其特征在于，所述準直透鏡和輔助準直透鏡被設置成夾住所述光束分離器，且所述輔助準直透鏡的平側(cè)面被設置成面向進入該輔助準直透鏡的光束的光源。
6.如權(quán)利要求1所述的光學拾取裝置，其特征在于，所述反射鏡是由梯形棱鏡制成的，該梯形棱鏡的一個傾斜表面用作反射表面。
7.如權(quán)利要求1所述的光學拾取裝置，其特征在于，還包括衰減器，用于接收和衰減在每個反射鏡處反射的光束，它被設置在前監(jiān)控器PD之前。
8.如權(quán)利要求1所述的光學拾取裝置，其特征在于，通過改變反射鏡的設置位置和/或有效反射表面積，所述進入前監(jiān)控器PD的光量是可變的。
9.如權(quán)利要求1所述的光學拾取裝置，其特征在于，通過改變每個反射鏡的反射率，進入前監(jiān)控器PD的光量是可變的。
10.一種光盤驅(qū)動器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1到9中任一項所述的光學拾取裝置。
全文摘要
一種光學拾取裝置包括至少兩個光源，用于發(fā)出不同波長的激光束；光束分離器，用于反射或透射來自所述光源的光束；所述光束分離器包括波長選擇膜，它將來自一個光源的基本所有光束反射并將來自另一個光源的基本所有光束透射，準直透鏡，用于將由光束分離器反射或透射的光束準直；上升鏡，用于將所述準直透鏡處準直的光束反射以便使其上升；物鏡，用于將所述上升鏡處反射的激光束透射，至少兩個反射鏡，用于當光束由每個光源發(fā)出并穿過光束分離器和準直透鏡后在上升鏡處被反射時，在進入光束分離器前預先反射不必要上升的光束；以及前監(jiān)控器PD，用于接收所述光束并監(jiān)控在反射鏡處反射的光束的光量。
文檔編號G11B7/125GK1577541SQ200410063319
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者得能真一 申請人:夏普株式會社