專利名稱：激光頭裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于光盤裝置的激光頭裝置，特別是涉及保護層厚度不同的記錄媒體能通用的激光頭裝置。
作為以光學方式記錄信息信號的光盤，向來廣泛使用袖珍光盤(下稱CD)。現(xiàn)在，光盤的高密度化技術有了進步，在與CD相同直徑的光盤上能夠記錄、重放多達數(shù)小時的活動圖像的數(shù)字視像盤(下稱DVD)已經實用化。而且，可重放CD、也可重放DVD的光盤裝置有了各種方案。CD和DVD基本原理都相同，但是厚度不同，CD的厚度為1.2毫米。而DVD的厚度為其厚度的1/2、即0.6毫米。因此，為了實現(xiàn)能重放CD，也能重放DVD的光盤裝置，有必要致力于消除由于光盤的厚度不同而產生的球面像差。
實現(xiàn)能重放CD，也能重放DVD的光盤裝置用的例子有物鏡切換系統(tǒng)和補償元件系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)的任何一種都使用通用的光源，物鏡切換系統(tǒng)有兩個分別用于CD和DVD的與光盤相對的物鏡，在重放CD時和重放DVD時切換物鏡，補償元件系統(tǒng)用補償元件消除光盤厚度不同引起的球面像差。
CD和DVD都是基本原理相同的光盤，CD用的光盤使用光源波長為780毫微米的半導體激光，而DVD用光盤為了實現(xiàn)高密度記錄使用650毫微米～630毫微米的短波長半導體激光。因而，如上所述為了使用通用的光源對CD和DVD都能夠重放，光源有必要使用波長為650～630毫微米的短波長半導體激光。又，即使使用這樣的短波長激光重放CD，也不會有破壞CD的反射膜的不良影響。這樣，使用波長為650～630毫微米的短波長半導體激光，借助于切換物鏡或使用補償元件，對CD和對DVD都可以共用上述半導體激光。
另一方面，CD有各種發(fā)展形態(tài)，有例如可追加記錄或可寫入的CD-R。CD-R的反射膜設計為CD使用波長780毫微米的激光可得到最佳性能，與波長的關系很密切。因此，如果為了如上所述能夠在CD和DVD上共用而使用波長650～630毫微米的短波長半導體激光，則CD-R的反射膜不能反射這樣的短波長激光，不能讀取CD-R上記錄的信息信號。而且如果在CD-R的反射膜上照射上面所述那樣的短波長激光，則反射膜恐怕會吸收短波長激光發(fā)熱而被破壞。
為了能在CD和DVD上共用，并且能對CD-R進行重放，通?？紤]使用與記錄媒體的種類對應的多種光源，同時排列對應于各光源的檢測元件，選擇與所使用的記錄媒體的種類對應的光源和檢測元件。但是這么一來，不僅零件數(shù)目增加，成本提高，而且有必須根據所使用的記錄媒體的種類切換檢測元件的麻煩。
本發(fā)明鑒于上面所述的向來存在的問題而作，目的在于提供共用光學系統(tǒng)，并且，使用一個受光元件，對CD和DVD都能夠重放，同時對CD-R也不會破壞反射膜，能夠讀取信號而且光量損失少，與反射膜角度的關系密切程度低，性能穩(wěn)定，即使是對雙折射大的記錄媒體，也能夠對其穩(wěn)定重放的激光頭裝置。


圖1是本發(fā)明的激光頭裝置的實施例的俯視圖。
圖2是表示上述實施例的視準透鏡及物鏡的外圍結構的光學配置圖。
圖3是上述實施例的光學配置圖。
圖4是表示上述實施例的光束分離器對發(fā)散光的反射情況的光學圖。
圖5是表示上述實施例中使用的第1反射部的分光特性的例子的曲線圖。
圖6是表示上述實施例中使用的第2反射部的分光特性例曲線圖。
圖7表示上述實施例中使用的第1反射部與第2反射部對波長及偏振光的種類要求的透射率及反射率特性。
下面參照附圖對本發(fā)明的光頭裝置的實施例加以說明。
在圖1、圖2中，激光頭裝置1有基板3，基板3安裝得能夠沿著相對于未圖示的裝置的框架互相平行地安裝的兩支導向軸2a、2b滑動。基板3上面構成下面說明的光學系統(tǒng)。
像在圖3中也表示出的那樣，激光頭裝置1的光學系統(tǒng)具備發(fā)射出第1束激光L1的第1半導體激光器4和發(fā)射出第2束激光L2的第2束半導體激光器5，將從各半導體激光器4、5射出的第1及第2激光L1、L2導向共用的光路，利用該共用的光路，可以對CD、CD-R、DVD等所有記錄媒體25進行記錄、重放。
上述共用的光路由排列在基板3上的第1光束分離器21、第2光束分離器22、視準透鏡7、反射鏡8、物鏡9、傳感器透鏡10、受光元件11構成。第1半導體激光器4與第2半導體激光器5，相對于單一的受光元件11，或相對于視準透鏡7，分別配置于共軛位置上。
第1半導體激光器4是CD重放用的，發(fā)射波長780毫微米的激光L1。第2半導體激光器5是高密度光盤DVD記錄、重放用的，發(fā)射比第1半導體激光器4波長短的650～630毫微米的激光L2。第1半導體激光器4與第2半導體激光器5在互相平行的方向上發(fā)射激光L1、L2。
激光L1射入由棱鏡構成的第1光束分離器21的作為第1反射部的第1斜面23，激光L2射入由棱鏡構成的第2光束分離器22的作為第2反射部的第2斜面24。第1斜面23與第2斜面24互相平行，并且形成相對于激光L1、L2的中心軸線傾斜45度，同時在各斜面23、24形成多層膜，將激光L1、L2加以反射，引向相同的方向(在圖1中為左斜上方)。激光L1相對于第1、第2斜面23、24是S偏振光，激光L2相對于第1、第2斜面23、24是P偏振光。
在第1斜面23及第2斜面24上，為了把這兩個斜面的光透射率乃至于反射率設定于適當?shù)臄?shù)值而形成多層膜。第1斜面23上形成的多層膜，對于S偏振的激光L1作為將其部分反射的半反半透鏡起作用，同時使P偏振的激光L2透過。第2斜面24上形成的多層膜，對于P偏振的激光L2作為將其部分反射的半反半透鏡起作用，同時使S偏振的激光L1透過。
圖7表示第1斜面23與第2斜面24的分光特性的設計例。在圖7中，“T”表示透射率，“R”表示反射率，“-”表示任意。根據該設計例，第1斜面23對于激光L2(即波長650毫微米的P偏振光)透射率為90％以上，透過大部分波長650毫微米的P偏振光，對于激光L1(即波長780毫微米的S偏振光)透射率與反射率均為50％，作為半反半透鏡起作用。而第2斜面24對于波長650毫微米的P偏振光(激光L2)透射率、反射率均為50％，作為半反半透鏡起作用，對于波長為780毫微米的S偏振光(激光L1)透射率為90％以上，透過大部分波長780毫微米的S偏振光。其他特性任意。
上述設計例的第1斜面23的分光特性示于圖5，第2斜面24的分光特性示于圖6。在圖5、圖6中、“Tp”表示對P偏振光的透射率，“Ts”表示對S偏振光的透射率。第1、第2斜面23、24如前所述由涂覆的多層膜構成，多層膜層數(shù)越多與角度的關系越大，透射率因入射角度不同而不同。如圖4所示，對斜面以45度入射，被反射的激光記為a，對斜面以較大角度入射，被反射的激光記為b，對斜面以較小角度入射，被反射的激光記為c時，第1、第2斜面23、24的分光特性對于激光a、b、c各不相同。這里圖5、圖6表示對上述各激光a、b、c的分光特性。
在圖5所示的分光特性的例子中，第1斜面23對波長650毫微米的P偏振光(激光L2)透射率良好，而對波長780毫微米的S偏振光(激光L1)，透射率大約有50％，即反射率也大約為50％，滿足對圖7所示的設計例的第1斜面23要求的特性。而在圖6所示的第2斜面24的分光特性的例子中，對于波長為650毫微米的P偏振光透射率大約為50％，即反射率也大約為50％，對于波長為780毫微米的S偏振光透射率良好，滿足對圖7所示的設計例的第2斜面24要求的特性。
又如圖5、圖6所示，第1、第2斜面23、24都在特性曲線的關鍵處與角度的關系不大。這是由于滿足上述要求的特性比較容易，滿足要求的特性所要的多層膜層數(shù)少。如上所述第1、第2斜面23、24與角度的關系小有助于激光頭裝置做得緊湊。亦即，第1、第2斜面23、24在分光特性上與角度的關系小，就是說如圖4所示，即使將斜面配置于激光的發(fā)散處影響也小，不一定要在平行光束(即無限光學系)中配置斜面。因而，即使在半導體激光器與斜面之間不配置視準透鏡，讓半導體激光器射出的發(fā)散光直接射入斜面并被反射，影響也小。由于不使用視準透鏡減少了這部分的零件，同時可以謀求使激光頭裝置做得緊湊。
第1光束分離器21的第1斜面23及第2光束分離器22的第2斜面24都作為一般半反半透鏡構成在理論上是可能的，但是一旦用一般半反半透鏡構成第1及第2斜面23、24，從半導體激光器4、5射出的激光達到受光元件11之前，光量衰減到約1/8，在實用上有問題。這一點，如果采用上述實施形態(tài)，第1斜面23及第2斜面24由于形成具有上面所述那樣的特性的多層膜，從半導體激光器4、5射出的激光L1、L2達到受光元件11為止的光量衰減量少，到達受光元件11的光量是上述使用一般半反半透鏡的情況下的約2倍，可以減少記錄媒體25上記錄的信號的讀取錯誤。
還有，如果只著眼于使第1半導體激光器4射出的激光L1和第2半導體激光器5射出的激光L2兩者高效率地射入受光元件11，則使用向來使用的λ/4板和偏振光束分離器的偏振型系統(tǒng)是有效的。亦即，用偏振光束分離器反射半導體激光器射出的線偏振激光，用λ/4板將其變換成圓偏振光，使保持為圓偏振光在光盤受到反射返回的激光再度透過λ/4板，以使其變換為垂直于原來的線偏振光的方向上的線偏振光，在上述偏振光束分離器透射，并用受光元件接收該透射光。但是，這樣的偏振型系統(tǒng)雖然激光利用效率良好，但是對于記錄媒體的雙折射效果差，一旦記錄媒體有雙折射就無法讀取。這一點，如果是本實施例，不使用λ/4板，采取無偏振型系統(tǒng)，因此即使記錄媒體上有雙折射，也不容易受其影響，在讀取記錄媒體25上記錄的信號時可以減少讀取錯誤。
記錄媒體25具有用透明的、具有一定厚度的保護膜保護的反射膜，該反射膜上形成有上述記錄紋道。由記錄媒體25的反射膜反射的激光的反射光依照物鏡25、反射鏡8、視準透鏡7的順序返回，依序通過第1光束分離器21的第1斜面23、第2光束分離器22的第2斜面24，經過傳感器透鏡10由受光元件11接收。第1半導體激光器4射出的激光L1的波長780毫微米和第2半導體激光器5射出的激光的波長650～630毫微米在厚度各不相同的記錄媒體上反射，用單一的受光元件11接收。也就是說，第1半導本激光器4和第2半導體激光器5相對于上述單一的受光元件11分別配置在光學上共軛的位置上，因此記錄媒體25反射的激光L1或激光L2聚光于單一的受光元件11的受光面上。
受光元件11，如所周知，由例如4分割元件等構成，根據在該分割元件上集結的激光在分割元件上偏向的情況，檢測出跟蹤誤差和聚焦誤差。根據跟蹤誤差檢測信號和聚焦誤差檢測信號在跟蹤方向和聚焦方向上驅動物鏡9，對其進行跟蹤控制和聚焦控制，同時檢測記錄媒體25上記錄的信號。這些也是眾所周知的。
在這里說明上述實施例的一組動作。在對CD或CD-R進行重放時，從第1半導體激光器4以780毫微米的波長向光束分離器的反射面射出S偏振的激光L1。激光L1在第1斜面23反射50％，經視準透鏡7、反射鏡8、物鏡9在CD或CD-R的記錄紋道上集束。在CD或CD-R反射的激光L1按照物鏡9、反射鏡8、準直透鏡7的順序返回，在第1斜面約透射50％，該透射光的大部分透過第2斜面24，經傳感器透鏡10射入受光元件11。借助于受光元件11的檢測輸出，可以重放CD或CD-R，又可以進行跟蹤及聚焦的檢測。
在對DVD進行重放時，從第2半導體激光器5以650毫微米的波長向光束分離器的反射面射P偏振激光L2。激光L2在第2斜面24約反射50％，該反射光的大部分透過第1斜面23，經過視準透鏡7、反射鏡8、物鏡9，聚束于DVD的記錄紋道上。在DVD反射的激光L2按照物鏡9、反射鏡8、視準透鏡7的順序返回，其大部分透過第1斜面23，在第2斜面24約50％透過，該透射光經傳感器透鏡10射入受光元件。借助于受光元件11的檢測輸出可以重放DVD，又可以進行跟蹤及聚焦的檢測。
這樣，采用以上說明的實施例，第1半導體激光器4來的激光L1相對于第1光束分離器的反射面為S偏振光，第2半導體激光器5來的激光L2為P偏振光，第1光束分離器21具有部分反射第1半導體激光器4來的激光L1，同時使第2半導體激光器5來的激光L2透過的作為第1反射部的第1斜面23，而第2光束分離器22具有部分反射第2半導體激光器5來的激光L2，同時使第1半導體激光器4來的激光L1，透過的第2斜面24，因此，從第1、第2半導體激光器4、5射出的激光L1、L2的衰減量少，激光L1、L2高效率地射入受光元件，可以進行高可靠性的讀取。而且雖然使用由第1、第2光束分離器21、22、視準透鏡7、物鏡9、受光元件11等構成的共同的光學系統(tǒng)，但能夠進行DVD和CD的重放?？梢杂煤唵蔚慕Y構構成2種波長的激光的激光頭裝置，同時可以分開使用發(fā)射適合各種重放的波長的激光的半導體激光器4、5。
又，在重放CD-R的情況下，使用發(fā)射與其相適合的長波長激光的第1半導體激光器4即可。因此也可以進行重放而又不損壞CD-R的反射膜。
分開使用兩種波長的半導體激光器4、5，并且將半導體激光器4、5來的激光相對于第1、第2光束分離器的反射面的偏振光分開為S偏振光與P偏振光使用，設定第1、第2斜面23、24的透射率，因此，對各斜面23、24上形成的反射膜要求的特性可用比較簡單的涂覆取得，從而與角度的關系不密切，能夠得到穩(wěn)定的性能，同時不必在半導體激光器與光束分離器之間配置視準透鏡，可以在波長不同的兩束激光L1、L2上使用共同的視準透鏡，因此零件數(shù)目少，從成本上看也是有利的。
又由于成了不使用λ/4板和偏振光束分離器的無偏振型系統(tǒng)，即使是對雙折射大的記錄媒體，也能進行穩(wěn)定的重放。
下面對本發(fā)明的激光頭裝置的其他實施例加以說明。
在上述實施例中，第1、第2斜面23、24中任何一個都形成于棱鏡上，但是也可以是將第1斜面23形成于棱鏡上，而第2斜面(即受光元件11一側的斜面)形成于平行平板，作為“平板反射鏡”。
又，在上述實施例中，將第1半導體激光器4和第1斜面23配置得比第2半導體激光器5和第2斜面24更靠近物鏡9，但是也可以采取相反的配置關系，即將第2半導體激光器5和第2斜面24配置得比第1半導體激光器4和第1斜面23更靠近物鏡9。在這種情況下也是第1半導體激光器4與第2半導體激光器5配置在相對于視準透鏡7及受光元件11互相共軛的位置上。
也可以在第1半導體激光器4和第1斜面23之間，或第2半導體激光器5和第2斜面24之間配置衍射光柵。還可以在第1半導體激光器4與第1斜面23之間，以及第2半導體激光器5與第2斜面24之間分別配置衍射光柵。利用該衍射光柵的配置，可以將各激光分離為0次光、+1次光、-1次光，進行已知的三光束跟蹤控制。
如前所述，上述實施例成了非偏振型系統(tǒng)，與斜面的角度關系不密切，即使將斜面配置在擴散光路上也沒有大的不良影響，因此，也可以完全省略視準透鏡，把光學系統(tǒng)作為有限系統(tǒng)。以這樣的做法可以進一步減少零件數(shù)目，進一步降低成本。
也可以改變第1、第2半導體激光器4、5的波長組合。亦即可以取一半導體激光器的激光為波長780毫微米的P偏振光，另一半導體激光器的激光為波長650～630毫微米的S偏振光。而且波長也不限于780毫微米和650～630毫微米，也可以是其他波長的組合。又，可以光學系統(tǒng)的配置保持圖示的實施形態(tài)，而改變第1、第2半導體激光器4、5的激光波長。在這種情況下，當然使第1、第2光束分離器21、22的分光特性和偏振光的關系與對應于這第1、第2光束分離器21、22的半導體激光器一致也是當然的。
采用本發(fā)明，第1半導體激光器的波長與第2半導體激光器的波長不同，第1半導體激光器發(fā)出的激光取規(guī)定的偏振光，第2半導體激光器發(fā)出的激光取與規(guī)定的偏振光不同的偏振光，由于具有部分反射第1半導體激光器來的激光，同時使第2半導體激光器來的激光透過的第1反射部以及部分反射第2半導體激光器來的激光同時使第1半導體激光器來的激光透過的第2反射部，第1、第2半導體激光器射出的半導體激光的衰減量小，使激光高效率地射入受光元件，可以進行高可靠性的讀取。又，由于在第1、第2半導體激光器以外還使用視準透鏡、物鏡、受光元件等構成的共用光學系統(tǒng)，可以進行DVD的重放和CD的重放，能夠以簡單的結構構成雙波長的激光頭裝置，同時可以分開使用發(fā)射適合不同重放的波長的激光的半導體激光器。
在重放CD-R的情況下，只要設定為使用兩種半導體激光器中的一種，使其發(fā)射適合進行這種重放的長波長激光即可，因此也可以不損壞CD-R的反射膜地進行重放。
將兩種波長的半導體激光器分開使用，與其配合，分開使用規(guī)定的偏振光和與這種偏振光不同的偏振光，例如S偏振光和P偏振光，設定第1、第2反射部的透射率，因此形成于第1、第2斜面的反射膜要求的特性用比較簡單的涂覆就有可能得到，從而形成于各反射部的反射膜與角度的關系不緊密，能夠得到穩(wěn)定的性能，同時不必在半導體激光器與光束分離器之間配置視準透鏡，波長不同的兩束激光可以使用共同的視準透鏡，減少零件數(shù)目，從成本方面來說也是有利的。
還有，由于成了不使用λ/4板和偏振光束分離器的無偏振型系統(tǒng)，即使是雙折射大的記錄媒體，也能對其進行穩(wěn)定的重放。
權利要求
1.一種激光頭裝置，其特征在于，具備第1半導體激光器、使該第1半導體激光器的激光部分反射或透射到規(guī)定的方向上的第1光束分離器、射出與所述第1半導體激光器波長不同的激光的第2半導體激光器、使該第2半導體激光器的激光部分反射或透射到規(guī)定的方向上的第2光束分離器，以及接收記錄媒體反射的來自上述第1半導體激光器的激光及來自上述第2半導體激光器的激光的單一的受光元件；具有形成于所述第1光束分離器，部分反射來自所述第1半導體激光器的激光中的規(guī)定的偏振光，同時使來自所述第2半導體激光器的激光中的與所述規(guī)定的偏振光不同的偏振光透過的第1反射部，以及形成于所述第2光束分離器，部分反射來自所述第2半導體激光器的激光中的所述不同偏振光，同時使來自第1半導體激光器的激光中的所述規(guī)定的偏振光透光的第2反射部。
2.如權利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1光束分離器用棱鏡構成，所述第1反射部形成于該棱鏡的斜面上，同時所述第2光束分離器用另一棱鏡構成，所述第2反射部形成于該另一棱鏡的斜面上。
3.如權利要求2所述的激光頭裝置，其特征在于，用平行平板代替所述另一棱鏡。
4.如權利要求1或2所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1半導體激光器與所述第1光束分離器之間或所述第2半導體激光器與所述第2光束分離器之間配置衍射光柵。
5.如權利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1及所述第2光束分離器與所述記錄媒體之間配置物鏡及視準透鏡。
6.如權利要求5所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1半導體激光器與所述第2半導體激光器配置在相對于所述視準透鏡相互共軛的位置上。
7.如權利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1反射部與所述第2反射部位于所述第1及所述第2半導體激光器射來的各激光的發(fā)散處。
全文摘要
本發(fā)明激光頭裝置,可重放CD、DVD、CD－R和雙折射大的記錄媒體。具備第1LD(半導體激光器)4、發(fā)射與LD4不同波長激光的第2LD5、將LD4、5來的激光引向同一方向的光束分離器,將透過該光束分離器的激光聚光于記錄媒體上的物鏡9、接收記錄媒體反射的LD4、5來的激光的單一受光元件。LD4的激光是規(guī)定的偏振光,LD5的激光是與其不同的偏振光,光束分離器有部分反射LD4來的激光,使LD5來的激光透過的第1斜面,和作用相反的第2斜面。
文檔編號G11B7/00GK1202695SQ9810809
公開日1998年12月23日 申請日期1998年5月6日 優(yōu)先權日1997年5月6日
發(fā)明者春日郁夫 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所