專(zhuān)利名稱(chēng)：一種與數(shù)字通用盤(pán)和可錄入光盤(pán)兼容的光拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有兩個(gè)光源的光拾取器，該兩個(gè)光源的波長(zhǎng)互不相同，尤其涉及一種具有兩個(gè)光源和一物鏡的光拾取器。
一種光拾取器包括一激光二極管、一物鏡和一光電探測(cè)器，用于記錄和再現(xiàn)諸如視頻、音頻或高密度數(shù)據(jù)的信息。一用作記錄介質(zhì)的光盤(pán)包括一具有均勻厚度的塑料或玻璃介質(zhì)，光線通過(guò)該塑料或玻璃介質(zhì)從激光二極管入射；和一位于該介質(zhì)上的信號(hào)記錄表面，該信號(hào)記錄表面上記錄有信息。
近來(lái)，有一種商品化的數(shù)字視盤(pán)叫做數(shù)字通用盤(pán)(DVD)，與現(xiàn)有的具有基底層厚度為1.2mm的光盤(pán)(CD)或可錄入CD(CD-R)相比，該DVD基底層厚度削減為0.6mm而記錄密度卻很高。
為了制作這樣與現(xiàn)有CD兼容的DVD，已提出了適于光拾取器的使用波長(zhǎng)為650nm的光束的各種方法。這些方法有環(huán)形屏蔽法、雙透鏡法，全息照相法以及液晶遮光器法。
對(duì)于波長(zhǎng)為780nm的光束，CD-R反射率為70％或更大。該反射率與現(xiàn)有CD的反射率相同。然而，對(duì)于用于DVD的波長(zhǎng)為650nm的光束，CD-R的反射率降到10％或更小。結(jié)果，使用上述方法的光拾取器與DVD和CD都兼容，而不可能使該上述的光拾取器與DVD和CD-R都兼容。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)提出了多種用于構(gòu)成使用780nm波長(zhǎng)和650nm波長(zhǎng)光兩種光的光拾取器的技術(shù)。其中提出來(lái)的一種技術(shù)使用包括一物鏡和一光電探測(cè)器的兩個(gè)光拾取器。其另一種技術(shù)使用包括兩個(gè)光源、一物鏡和一光電探測(cè)器的一光拾取器。
由于該第一種技術(shù)使用兩個(gè)光拾取器，因此它能與DVD、CD及CD-R兼容，但它增加了制作成本并使得小型化困難。該第二種技術(shù)在一光拾取器中匯集了一透鏡和兩個(gè)光源。這樣的結(jié)合，需要許多光學(xué)元件。結(jié)果，不僅削減元件個(gè)數(shù)困難，而且小型化也困難。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的光拾取器，該光拾取器能與DVD、CD和CD-R兼容。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種與使用不同波長(zhǎng)光束的盤(pán)兼容的光拾取器，該光拾取器包括第一和第二光源，用于各自發(fā)射具有互不相同的波長(zhǎng)并同樣線偏振的第一和第二光束，其中第一和第二光源中的一個(gè)按照裝入盤(pán)發(fā)射光；一物鏡；一偏振光束分離器；一四分之一波長(zhǎng)晶片和一全反射元件，其中該偏振光束分離器、四分之一波長(zhǎng)晶片和全反射元件這樣設(shè)置形成第一光路，其中由第一光源發(fā)射的第一光束經(jīng)由該偏振光束分離器和物鏡射向裝入盤(pán)，且由裝入盤(pán)反射的第一光束經(jīng)由該物鏡和該偏振光束分離器射向第一光源；形成第二光路，其中由第二光源發(fā)射的第二光束經(jīng)由該偏振光束分離器、四分之一波長(zhǎng)晶片、全反射元件、四分之一波長(zhǎng)晶片、偏振光束分離器和物鏡射向裝入盤(pán)，且由裝入盤(pán)反射的第二光束經(jīng)由該物鏡、偏振光束分離器、四分之一波長(zhǎng)晶片、全反射元件、四分之一波長(zhǎng)晶片和偏振光束分離器射向第二光源。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種與使用不同波長(zhǎng)光束的盤(pán)兼容的光拾取器，該光拾取器包括第一和第二光源，用于各自發(fā)射具有互不相同的波長(zhǎng)并同樣線偏振的第一和第二光束，其中第一和第二光源中的一個(gè)按照一裝入盤(pán)發(fā)射光；一物鏡；和一光耦合器，其中該光耦合器反射第一光束，使得由該第一光源反射的第一光束經(jīng)由物鏡達(dá)到該盤(pán)，并使得由該盤(pán)反射并通過(guò)物鏡的該第一光束射向該第一光源，并且該光耦合器改變第二光束的光路，使得由該第二光源發(fā)射的第二光束經(jīng)由物鏡射向該盤(pán)，并使得由該盤(pán)反射并通過(guò)物鏡的第二光束射向第二光源。
參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，附圖中

圖1A和圖1B是解釋按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖2是解釋按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖，該光學(xué)系統(tǒng)不同于圖1A和圖1B的光學(xué)系統(tǒng)；圖3展示了其中集成了用于具有不同波長(zhǎng)的兩束光中的每束光的光源和光電探測(cè)器的光拾取器；
圖4展示了其中集成了用于單個(gè)特定光束的一光源和一光電探測(cè)器的光拾取器；和圖5展示了其中光源和光電探測(cè)器彼此分離的光拾取器。
將參照附圖對(duì)本明的優(yōu)選實(shí)施例加以詳述。
圖1A和圖1B大略地示出按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)，其中，為便于理解，稍微夸大了由光學(xué)系統(tǒng)形成的光路。在圖1A和圖1B中，光源11和12產(chǎn)生具有互不相同的波長(zhǎng)和相同的S-偏振分量的第一和第二線偏振光束。在此，S-偏振分量是基于將在后述的一偏振光束分離器14來(lái)限定的。光耦合器13包括一偏振光束分離器14、一四分之一波長(zhǎng)晶片15和一全反射元件16。圖1A和圖1B中示出的光耦合器13是一集成了偏振光束分離器14、四分之一波長(zhǎng)晶片15和全反射元件16的單模塊。光耦合器13使得第一和第二光束的光路互不相同，并且將從光源11和12入射的第一和第二光束傳送到物鏡17。物鏡17將從光耦合器13入射的第一或第二光束聚焦在一相應(yīng)盤(pán)的信號(hào)記錄表面。具有用于傳送或反射線偏振光的光學(xué)特征的偏振光束分離器14被如此構(gòu)造和安排，即，使得從光源11入射的第一光束反射到物鏡，并且從光源12入射的第二光束反射到四分之一波長(zhǎng)晶片15。四分之一波長(zhǎng)晶片15是在偏振光束分離器14的表面垂直于物鏡17的光學(xué)軸而形成的，并且全反射元件16在四分之一波長(zhǎng)晶片15的表面依次形成。該全反射元件16是借助于鍍膜或類(lèi)似手段用一種具有全反射特性的材料制成并形成于四分之一波長(zhǎng)晶片15的表面。
參照?qǐng)D1A示出的由光源11產(chǎn)生的第一光束的光路，從光源11入射到光耦合器13的第一光束具有S-偏振分量，并由偏振光束分離器14反射。反射的第一光束由物鏡17入射到盤(pán)18。由盤(pán)18反射的第一光束再一次通過(guò)物鏡17，然后由偏振光束分離器14反射。該反射后的第一光束傳送到光源11。
參照?qǐng)D1B示出的由光源12產(chǎn)生的第二光束的光路，將從光源12入射到偏振光束分離器14的第二光束線偏振化，該第二光束具有S-偏振分量，并由偏振光束分離器14反射。反射的第二光束入射到四分之一波長(zhǎng)晶片15。四分之一波長(zhǎng)晶片15將入射的第二光束相移π/2。結(jié)果，線偏振化的第二光束改變?yōu)閳A偏振光。該圓偏振化的第二光束由全反射元件16全反射。四分之一波長(zhǎng)晶片15將全反射的第二光束再一次相移π/2。結(jié)果，將第二光束由圓偏振光改變?yōu)榫哂蠵-偏振分量的線偏振光。由四分之一波長(zhǎng)晶片15入射的具有P-偏振分量的第二光束通過(guò)偏振光束分離器14。經(jīng)過(guò)偏振光束分離器14的第二光束通過(guò)物鏡17，然后入射到盤(pán)18。由盤(pán)18反射的第二光束再一次經(jīng)過(guò)物鏡17，然后入射到光耦合器13。由于從物鏡入射到光耦合器13的第二光束仍具有P-偏振分量，偏振光束分離器14將入射的第二光束傳送到四分之一波長(zhǎng)晶片15。四分之一波長(zhǎng)晶片15對(duì)入射的第二光束進(jìn)行移相并將其改變?yōu)閳A偏振光束。圓偏振的第二光束由全反射元件16反射，并入射回到四分之一波長(zhǎng)晶片15。四分之一波長(zhǎng)晶片15將入射的第二光束改變?yōu)榫€偏振光束。結(jié)果獲得的具有P-偏振分量的第二光束入射到偏振光束分離器14。偏振光束分離器14對(duì)由四分之一波長(zhǎng)晶片15入射的第二光束進(jìn)行反射，且由偏振光束分離器14反射的第二光束射向光源12。
圖2展示出將圖1A和圖1B中所示的光耦合器13分離為一偏振光束分離器14、一四分之一波長(zhǎng)晶片15和一全反射元件16的實(shí)例。圖2中所示的偏振光束分離器14安排在與圖1A和圖1B所示的光學(xué)系統(tǒng)的該分離器相同的位置。四分之一波長(zhǎng)晶片15和全反射元件16安排在與一物鏡17的光軸方向垂直的位置。四分之一波長(zhǎng)晶片15安排在從偏振光束分離器14空隔開(kāi)的一位置。然后，該全反射元件16安排在從四分之一波長(zhǎng)晶片15空隔開(kāi)的一位置。全反射元件16是在朝向四分之一波長(zhǎng)晶片15的平板基底層19的一表面覆蓋一層全反射材料而形成的。四分之一波長(zhǎng)晶片15和全反射元件16具有與參照?qǐng)D1A和圖1B所描述的那些器件相同的光學(xué)特性。圖2中所示的光學(xué)系統(tǒng)具有與參照?qǐng)D1A和圖1B所描述的光學(xué)系統(tǒng)相同的光學(xué)特性，相應(yīng)地略去了對(duì)圖2中光學(xué)系統(tǒng)的描述。
圖3到圖5示出了采用參照?qǐng)D1A和圖1B所描述的光學(xué)系統(tǒng)的光拾取器。在圖3所示的光學(xué)系統(tǒng)中，一長(zhǎng)波光源和光電探測(cè)器21具有含一單模塊的結(jié)構(gòu)，在該單模塊中一光源產(chǎn)生長(zhǎng)波長(zhǎng)激光，并集成有相應(yīng)于該光源的一光拾取器。同樣，一短波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器22具有含一單模塊的結(jié)構(gòu)，在該單模塊中一光源產(chǎn)生短波長(zhǎng)激光，并集成有相應(yīng)于該光源的一光拾取器。由于光耦合器13與參照?qǐng)D1A和圖1B所描述的該器件具有相同功能，因而省略了對(duì)其的詳述。
在裝入厚度為1.2mm的如CD、CD-R的光盤(pán)18A的情況下，長(zhǎng)波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器21用于波長(zhǎng)為780nm的激光。由長(zhǎng)波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器21發(fā)射的光經(jīng)光耦合器13入射到物鏡17，并由物鏡17聚焦于光盤(pán)18A的信號(hào)記錄表面(未示出)。由光盤(pán)18A的信號(hào)記錄表面反射的光通過(guò)物鏡17和光耦合器13，然后入射到長(zhǎng)波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器21。
在裝入厚度為0.6mm的如DVD的光盤(pán)18B的情況下，短波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器22用于波長(zhǎng)為650nm的激光。短波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器22發(fā)射的光經(jīng)光耦器13入射到物鏡17。物鏡17將入射光聚焦于光盤(pán)18B的信號(hào)記錄表面(未示出)。由光盤(pán)18B的信號(hào)記錄表面反射的光再一次通過(guò)物鏡17和光耦器13，然后入射到短波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器22。
圖4示出了一光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)，其中使用一短波長(zhǎng)光源32、一光束分離器23和一光電探測(cè)器24代替了圖3所示的短波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器22。光束分離器23被如此構(gòu)造和安排，即，使得從短波長(zhǎng)光源32入射的光能夠傳送并且從光耦合器13入射的光能夠反射。由長(zhǎng)波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器21發(fā)射的光形成與參照?qǐng)D3所描述的該部分相同的光路。由短波長(zhǎng)光源32發(fā)射的光透過(guò)光束分離器23然后入射到光耦合器13。由光耦合器13入射到光束分離器23的光由光束分離器23反射。反射光入射到光電探測(cè)器24。
圖5所示的一光拾取器使用一長(zhǎng)波長(zhǎng)光源31、一光束分離器33和一光電探測(cè)器34代替了圖4所示的長(zhǎng)波長(zhǎng)光源和光電探測(cè)器21。該光束分離器被如此構(gòu)造和安排，即，使得從長(zhǎng)波長(zhǎng)光源31入射的光能夠傳送并且從光耦合13入射的光能夠反射。由于光束分離器33的功能與參照?qǐng)D4所描述的光束分離器23相同，因而省去了對(duì)其的詳述。
圖3到圖4所示的光拾取器使用如上所述圖1A和1B所示的光耦器13。參照?qǐng)D2所述的偏振光束分離器14、四分之一波長(zhǎng)晶片15和全反射元件16的結(jié)合，具有與光耦合器13相同的光學(xué)特征。這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員能完全理解以偏振光束分離器14、四分之一波長(zhǎng)晶片15和全反射元件16代替光耦合器13的光拾取器。
如上所述，為了改變從不同光源發(fā)射并具有不同波長(zhǎng)的光束的光路，按照本發(fā)明的一光拾取器使用一具有很高光利用效率的單個(gè)光耦合器且特別有益于一記錄和再現(xiàn)光拾取器。該光耦合器由少量光學(xué)器件組成，因而使得該光拾取器緊湊且成本下降。
雖然在此僅具體描述了本發(fā)明的某些實(shí)施例，但應(yīng)該清楚的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多修改。
權(quán)利要求
1.一種與使用具有不同波長(zhǎng)的光束的盤(pán)兼容的光拾取器，該光拾取器包括第一和第二光源，用于各自發(fā)射具有互不相同的波長(zhǎng)并同樣線偏振的第一和第二光束，其中第一和第二光源中的一個(gè)按照一裝入的盤(pán)發(fā)射光；一物鏡；一偏振光束分離器；一四分之一波長(zhǎng)晶片；以及一全反射元件，其中該偏振光束分離器、該四分之一波長(zhǎng)晶片和該全反射元件這樣安排使得形成第一光路，其中由第一光源發(fā)射的第一光束經(jīng)由該偏振光束分離器和物鏡射向裝入盤(pán)，且由裝入盤(pán)反射的該第一光束經(jīng)由該物鏡和該偏振光束分離器射向第一光源；使得形成第二光路，其中由第二光源發(fā)射的第二光束經(jīng)由該偏振光束分離器、該四分之一波長(zhǎng)晶片、該全反射元件、該四分之一波長(zhǎng)晶片、該偏振光束分離器和物鏡射向裝入盤(pán)，且由裝入盤(pán)反射的第二光束經(jīng)由該物鏡、該偏振光束分離器、該四分之一波長(zhǎng)晶片、該全反射元件、該四分之一波長(zhǎng)晶片和該偏振光束分離器射向第二光源。
2.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，其中所述偏振光束分離器、所述四分之一波長(zhǎng)晶片和所述全反射元件集成于一單模塊。
3.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，其中所述全反射元件是由在朝向該四分之一波長(zhǎng)晶片的一平板基底層表面上形成一具有全反射特性的材料而制成的。
4.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，其中所述全反射元件是一形成于該四分之一波長(zhǎng)晶片表面進(jìn)而由該四分之一波長(zhǎng)晶片入射的第二光束能全部反射的具有全反射特性的材料。
5.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，還包括一光電探測(cè)器，用于探測(cè)由裝入盤(pán)反射然后經(jīng)該偏振光束分離器射向該第一光源的第一光束。
6.按照權(quán)利要求5所述的光拾取器，其中所述光電探測(cè)器和所述第一光源集成于一單模塊。
7.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，還包括一光束分離器，用于傳送由該第一光源射向該偏振光束分離器的光，并反射由該偏振光束分離器射向第一光源的光；以及一光電探測(cè)器，用于接收由該光束分離器反射的該第一光束。
8.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，還包括一光電探測(cè)器，用于探測(cè)由裝入盤(pán)反射然后經(jīng)該偏振光束分離器射向該第二光源的光。
9.按照權(quán)利要求8所述的光拾取器，其中所述光電探測(cè)器和所述第二光源集成于一單模塊。
10.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，還包括一光束分離器，其安裝于該偏振光束分離器和該第二光源之間的第二光路上，用于從形成于該第二光源和該偏振光束分離器之間的第二光路中分離從偏振光束分離器射向第二光源的第二光束；以及一光電探測(cè)器，用于接收由該光束分離器分離的第二光束。
11.按照權(quán)利要求1所述的光拾取器，其中所述第一光束具有比所述第二光束相對(duì)較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。
12.按照權(quán)利要求11所述的光拾取器，其中，當(dāng)裝入盤(pán)是一CD-R時(shí)使用從所述第一光源發(fā)射的所述第一光束；而當(dāng)裝入盤(pán)是一DVD的時(shí)候，使用從所述第二光源發(fā)射的所述第二光束。
13.一種與使用具有不同波長(zhǎng)的光的盤(pán)兼容的光拾取器，包括第一和第二光源，用于各自發(fā)射具有互不相同的波長(zhǎng)并同樣線偏振的第一和第二光束，其中第一和第二光源中的一個(gè)按照一裝入的盤(pán)發(fā)射光；一物鏡；以及一光耦合器，其中該光耦合器反射第一光束，使得由該第一光源發(fā)射的第一光束經(jīng)由該物鏡射向該盤(pán)，并使得由該盤(pán)反射并通過(guò)物鏡的該第一光束射向該第一光源，并且該光耦合器改變第二光束的光路，使得由該第二光源發(fā)射的第二光束經(jīng)由該物鏡射向該盤(pán)，并使得由該盤(pán)反射并通過(guò)該物鏡的該第二光束射向該第二光源。
14.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，其中所述光耦合器包含一偏振光束分離器、一四分之一波長(zhǎng)晶片和一全反射元件，其中該偏振光束分離器、該四分之一波長(zhǎng)晶片和該全反射元件這樣安排使得由該第一光源入射到該偏振光束分離器的該第一光束經(jīng)由物鏡射向該盤(pán)，并使得由該第二光源入射到該偏振光束分離器的該第二光束依次通過(guò)該偏振光束分離器和該四分之一波長(zhǎng)晶片，然后入射到該全反射元件。
15.按照權(quán)利要求14所述的光拾取器，其中所述偏振光束分離器、所述四分之一波長(zhǎng)晶片和所述全反射元件集成于一單模塊。
16.按照權(quán)利要求14所述的光拾取器，其中所述全反射元件是由在朝向該四分之一波長(zhǎng)晶片的一平板基底層表面形成一具有全反射特性的材料而制成的。
17.按照權(quán)利要求14所述的光拾取器，其中所述的全反射元件是一具有全反射特性的材料，其形成于該四分之一波長(zhǎng)晶片表面與該偏振光束分離器相反的一面。
18.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，還包括一光電探測(cè)器，用于探測(cè)由該光耦合器反射然后射向該第一光源的第一光束。
19.按照權(quán)利要求18所述的光拾取器，其中所述該光電探測(cè)器和該第一光源集成于一單模塊。
20.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，還包括一光束分離器，用于傳送由該第一光源射向該光耦合器的光，并反射由該耦合器射向該第一光源的光；以及一光電探測(cè)器，用于探測(cè)由該光束分離器反射的該第一光束。
21.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，還包括一光電探測(cè)器，用于探測(cè)由該光耦合器反射然后射向該第二光源的第二光束。
22.按照權(quán)利要求21所述的光拾取器，其中所述光電耦合器和所述第二光源集成于一單模塊。
23.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，還包括一光束分離器，用于傳送由該第二光源射向該光耦合器的光，并反射由該耦合器射向該第二光源的光；以及一光電探測(cè)器，用于接收由該光束分離器反射的該第二光束。
24.按照權(quán)利要求13所述的光拾取器，其中該第一光束具有比該第二光束相對(duì)較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。
25.按照權(quán)利要求24所述的光拾取器，其中，當(dāng)裝入盤(pán)是一CD-R時(shí)，使用從所述第一光源發(fā)射的所述第一光束；而當(dāng)裝入盤(pán)是一DVD時(shí)，使用從所述第二光源發(fā)射的所述第二光束。
全文摘要
一種用于使用互不相同的波長(zhǎng)的光的兩種盤(pán)的光拾取器,包括:第一和第二光源,用于各自發(fā)射具有互不相同的波長(zhǎng)并且同樣線偏振的第一和第二光束,其中第一和第二光源中的一個(gè)按照一裝入盤(pán)發(fā)射光;一物鏡;一偏振光束分離器;一四分之一波長(zhǎng)晶片和一全反射元件。該光拾取器制作緊湊,成本較低。并且,該偏振光束分離器、四分之一波長(zhǎng)晶片和全反射元件各自具有很高光利用率,適用于記錄和再現(xiàn)光盤(pán)。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1195846SQ98104278
公開(kāi)日1998年10月14日 申請(qǐng)日期1998年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月20日
發(fā)明者成平庸 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社