专利名称：光拾取器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在光盘中记录和再现信息信号的光拾取器，尤其涉及一种光拾取器的光学系统。
背景技术：
在记录或再现光学记录介质的光学拾取设备中，如图1中所示，具有光发射元件和光接收元件以混合方式布置的结构的许多光学集成元件所谓激光耦合器，迄今为止已经产生。
激光耦合器100包括，如图1和图2中所示，激光耦合器基片105，其将光发射元件的激光二极管103和微棱镜104安装于例如在扁平封装106中的表面区域上具有光检测器的光电二极管101a和101b的一个硅片102上。
激光二极管103响应插入到光盘驱动器中的各种光盘的格式，以对信息信号的记录或再现起反应的强度，发射具有一个或多个波段的激光束。从激光二极管103的前表面发射的光在微棱镜104的倾斜端面104a处基本上垂直地反射，并且如图2中所示，通过扁平封装106顶面上的透明玻璃盖片110从物镜112导向到光盘113的信号记录表面。另一方面，在光盘113的信号记录表面上反射的光以光盘113和物镜112之间相同的路线前进，并且引入到扁平封装106中。反射光传送通过微棱镜104的倾斜端面104a，并且通过微棱镜104由光电二极管101a和101b检测。
在使用这种激光耦合器100的光学拾取设备中，由光盘113反射的光的一部分在微棱镜104的倾斜端面104a处反射，反向通过正向光学系统，从而在光发射元件的激光二极管103上入射的返回光产生。这种返回光在激光二极管103上入射，从而与控制为预先确定波长和强度的激光束干涉，并且输出从而变成对激光二极管103的输出特性提供不利影响的激光噪声分量。因此，各种对策被采用。
例如，已知存在一种将大约几100MHz到几GHz的高频叠加在施加到快速重复开/关的激光二极管103的电流上的光发射模式的方法，一种提高激光二极管103自身的结构从而自发地快速重复开/关的所谓自激振荡激光的方法等。
日本专利申请公开发表11-150323号。
发明内容
但是，在最近的便携式设备例如便携式立体声设备，薄的移动笔记本大小个人计算机，便携式游戏单元等中，设备主体的大小、厚度和功耗进一步减小的需求出现。即使在用于这种便携式设备的光盘驱动器以及用于该光盘驱动器的光学拾取设备中，需要对于整个光学系统的大小和功耗进一步减小的响应，并且光程的长度需要缩短。
由于这种便携式设备的大小和功耗的减小以及光程长度的缩短的需求，使用高频叠加或自激振荡激光的响应不能变成相对于上诉需求的某种对策。
更特别地，关于光学拾取设备大小的减小，从激光二极管中发射的光返回到激光二极管自身的路线越短，干涉因激光二极管中的光产生得越强。因此，光程的长度缩短，从而激光噪声分量因发射光和返回光之间较高可能性的干涉而产生。
关于低功耗，用于将高频叠加在激光二极管上以驱动激光二极管的驱动IC具有大的功耗，因此这与低功耗的需求相反。与所谓单模激光相比较，自激振荡激光主要具有较高的工作电流，并且这也与低功耗的需求相反。
期望提供一种光拾取器，其能够通过去除激光噪声分量而保持激光二极管的优选输出特性，同时响应光学拾取设备的大小和功耗减小的需求。
为了解决上述问题，根据本发明的光拾取器包括用于将激光束发射到光盘的光发射元件，用于将激光束汇聚到光盘的信号记录表面的物镜，用于接收由光盘反射的返回光的光接收元件，以及用于去除通过将返回光引入到光发射元件而产生的噪声分量的噪声分量去除装置。
图1是显示常规光拾取器的光学集成元件的透视图；图2是显示常规光拾取器的光学集成元件的侧视图；图3是显示本发明应用于其中的光拾取器的光学集成元件的透视图；图4是显示本发明应用于其中的光拾取器的光学集成元件的透视图；图5是显示本发明应用于其中的光拾取器的光学系统的侧视图；图6A和6B是显示本发明应用于其中的光拾取器的RF信号眼图的视图；图7是显示本发明应用于其中的光拾取器的另一种光学系统的侧视图；以及图8是本发明的光拾取器应用于其中的再现设备的框图。
具体实施例方式
在下文，本发明应用于其中的光拾取器将参考附随附图更详细地描述。根据本发明的光拾取器的光学系统使用具有光发射元件和光接收元件以混合方式布置的结构的光学集成元件所谓激光耦合器。该激光耦合器1包括，如图3和图4中所示，激光耦合器基片7，其具有安装在一个硅片4上的光发射源的激光二极管5和微棱镜6，该硅片4具有提供在例如扁平封装8中表面区域上用于光检测的光检测器3a和3b。
激光耦合器基片7的硅片4形成为基本上矩形，并且具有通过在硅圆片上扩散等形成的以及通过以基本上矩形切块硅圆片形成的光检测器3a和3b。微棱镜6提供在该硅片4上纵向的一端4a侧，而载有激光二极管5的光电二极管基片11提供在另一端4b侧。
微棱镜6提供在硅片4纵向的一端4a侧，并且位于提供在硅片4上的光检测器3a和3b上。微棱镜6具有形成以从硅片4的另一端4b侧朝向一端4a侧向上倾斜的倾斜端面6a。微棱镜6具有形成为基本上平坦的顶面6b和背表面6c。微棱镜6的倾斜端面6a与随后描述的激光二极管5相对地布置，并且当从激光二极管5发射的激光束照射时，激光束基本上垂直地反射并且照射到光盘20的信号记录表面。同样，当来自光盘20的反射光照射时，倾斜端面6a折射该反射光，传送光通过微棱镜6，并且将反射光引入到在微棱镜6下面的硅片4的前表面上形成的光检测器3a和3b。
用于将激光束照射到微棱镜6的激光二极管5布置在具有提供在前表面区域上的PIN光电二极管10的光电二极管基片11上，并且通过该光电二极管基片11安装在硅片4的另一端4b侧。此外，激光二极管5与微棱镜6的倾斜端面6a相对，如图3中所示，并且发射的激光束照射到微棱镜6的倾斜端面6a。顺便提及，提供在光电二极管基片11中的PIN光电二极管10监控从激光二极管5的背面发射的激光束，为了控制激光二极管5的输出。
来自光盘20的信号记录表面的反射光照射到的光检测器3a和3b形成在硅片4的一端4a侧。光检测器3a和3b用来自光盘20的反射光的照射，由已知三射束方法等检测用于跟踪控制的信号，或者由散光方法等检测用于聚焦控制的信号。顺便提及，作为光检测器3a和3b，各种模式响应反射光检测方法而使用。
硅片4在光电二极管基片11附近具有对于连接到覆盖激光耦合器基片7的扁平封装8的衬底的焊线的线垫(没有显示)。
覆盖激光耦合器基片7的扁平封装8具有，如图4中所示，用于覆盖激光耦合器基片7的硅片4的外壳凹槽部分12。用于安装激光耦合器基片7的安装衬底提供在外壳凹槽部分12中。激光耦合器基片7安装在安装衬底上，并且通过焊线连接到线垫。
覆盖激光耦合器基片7的扁平封装8由1/4波长板9来密封。1/4波长板9防止发射光和返回光因发射光和返回光极化状态的差异而导致的干涉，即使当从激光二极管5发射的激光束的极化状态改变时，因此由光盘20的信号记录表面反射的光由微棱镜6的倾斜端面6a反射到激光侧5侧，以产生返回光。
更特别地，1/4波长板9通过密封扁平封装8的外壳凹槽部分12将从激光二极管5发射的线性极化光发射为来自激光耦合器基片7的圆形极化光或椭圆形极化光。因为当激光束在光盘20的信号记录表面上反射、通过光拾取器的另一种光学系统并且再次在激光耦合器基片7上入射时这种激光束进一步由1/4波长板9极化，反射光具有与从激光二极管5发射的发射光不同的极化状态，以90°朝向微棱镜6。因此，如果反射光的一部分由微棱镜6的倾斜端面6a反射到激光二极管5侧，并且该返回光入射在激光二极管5上，返回光不与发射光干涉并且激光噪声分量的产生可以被抑制。
这种激光耦合器1提供在光学拾取设备的拾取器基座处。然后，如图5中所示，用于使激光束上升到光盘20侧的上升镜21，和用于将激光束汇聚到光盘20的信号记录表面的光学拾取设备的物镜22布置于在激光耦合器1上入射或从激光耦合器1中发射的激光束的光程上。激光耦合器1通过移动该拾取器基座而在插入到光盘驱动器中的光盘20的径向上移动。当来自光盘驱动器的控制器的再现信号被接收时，激光耦合器1以响应插入光盘20类型的波段的波长和强度、从激光二极管5中发射激光束，并且由微棱镜6的倾斜端面6a在垂直方向上升激光束。在垂直方向上升的激光束由1/4波长板9圆形极化和发射，然后发射到扁平封装8，并且通过上升镜21经由物镜22汇聚到光盘20的信号记录表面。
由光盘20反射的光经由物镜22和上升镜21导入扁平封装8中，并且经由微棱镜6衍射到在激光耦合器基片7的前表面区域上形成的光检测器3a和3b。接收到反射光的光检测器3a和3b由已知三射束方法等检测跟踪控制的信号，或者由散光方法等检测聚焦控制的信号。
然后，即使，由光盘20反射的光中，光由微棱镜6的倾斜端面6a反射到激光二极管5侧以产生进入激光二极管5的返回光，从激光耦合器基片7发射的光由1/4波长板9将极化状态旋转90°，并且返回光和发射光的极化状态不同。因此，根据使用激光耦合器1的光拾取器，返回光和发射光之间的干涉被防止，并且激光噪声分量的产生可以抑制。因此，即使当光拾取器的光学系统的光程长度缩短时，噪声分量不会产生。不一定叠加高频或使用自激振荡激光来去除噪声分量，从而光程长度的缩短，光学系统的大小减小，以及功耗的降低可以实现。
图6A显示由不具有波长板9的光拾取器检测的RF信号的眼图，而图6B显示由根据本发明具有1/4波长板9的光拾取器检测的RF信号的眼图。当因返回光而导致的激光噪声分量产生时，激光噪声分量影响激光二极管5的输出特性。因此，RF信号眼图的退化出现。如图6A和6B中所示，使用根据本发明具有1/4波长板9的光拾取器，应当理解，RF信号的眼图与不具有1/4波长板9的光拾取器相比较显著改进。因此，使用本发明应用于其中的光拾取器，RF信号的检测可以稳定地执行，而不需要使用高频的叠加，自激振荡激光等。
本发明应用于其中的光拾取器并不局限于使用上述1/4波长板的光拾取器。例如，光拾取器使用液晶元件来旋转激光束的极化状态。因此，在下面给出的描述中，相同的参考数字附加到与激光耦合器1相同的元件，并且其详细描述将省略。
该激光耦合器30不具有在上述激光耦合器1中使用的1/4波长板9，但是透明玻璃盖片密封在扁平封装8的外壳凹槽部分12中。如图7中所示，液晶元件31，用于将激光束上升到光盘20侧的上升镜21，以及用于将激光束汇聚到光盘20的信号记录表面的光学拾取设备的物镜22布置于在激光耦合器30上入射或从激光耦合器30发射的激光束的光程上。
液晶元件31通过改变从激光耦合器基片7发射的激光束的极化状态，来防止发射光与返回光之间的干涉因两个光极化状态的差异而发生，即使由光盘20的信号记录表面反射的光由微棱镜6的倾斜端面6a反射到激光二极管5侧从而产生返回光。该液晶元件31通过在透明电极形成于其上的两个玻璃衬底之间夹有液晶分子来形成。当驱动电压施加到透明电极时，液晶分子的方向根据由外加电压产生的电场来偏离，从而传送液晶元件31的激光束的极化状态可以任意地旋转。
因此，根据该光学系统具有液晶元件31的光拾取器可以将从激光耦合器基片7发射的线性极化光发射为圆形极化光或椭圆形极化光。这种激光束在光盘20的信号记录表面上反射，通过其它光学系统，再次通过液晶元件31在激光耦合器基片7上入射。因为该反射光由液晶元件31再次极化，反射光的极化状态朝向微棱镜6而与从激光二极管5发射的光不同。因此，即使反射光的一部分由微棱镜6的倾斜端面6a反射到激光二极管5侧，并且该返回光在激光二极管5上入射，返回光不与发射光干涉并且激光噪声分量的产生可以抑制。
顺便提及，使用液晶元件31的光拾取器可以响应因环境变化例如温度等，由光检测器3a和3b检测的RF信号的光学系统各个分量的精确度波动等导致的抖动值退化，通过控制施加到在液晶元件31玻璃衬底上提供的透明电极的电压来调节激光束的极化状态，从而变成不使发射光与返回光干涉的极化状态。
作为本发明噪声去除部分的液晶元件31在布置上并不局限于图5中所示的位置，而可以位于来自激光二极管5的发射光与由盘2的信号记录表面反射并返回的返回光干涉的光程中的任何位置。
也就是，如果液晶元件31位于发射光路和返回光路共享的空间中，本发明可适用。
因为在对应于具有DVD，CD等不同格式的多种光盘的光拾取器中响应光盘格式的差异从激光二极管5中输出的激光束的波长和强度不同，最佳相位条件响应这种差异而设置，并且施加到液晶元件31的电压可以控制。因此，最佳激光噪声分量去除响应光盘的类型而执行，并且优选RF信号检测可以进行。
图8是用于说明由采用本发明的光拾取器再现光盘的再现设备结构的视图。光拾取器有时可以称作光头。
光盘20位于转盘(没有显示)上，并且在再现时由主轴马达202以恒定线速度(CLV)或恒定角速度(CAV)可旋转地驱动。以例如凸起凹坑形式记录在盘1上的数据由拾取器203读取。
这里，作为一个实例，盘1假设是以凸起凹坑形式记录数据的只读光盘，也就是ROM型光盘，但是具有例如以着色变化凹坑形式形成的凹坑标记的写一次类型光盘，具有以相位变化凹坑形式，磁场凹坑形式等形成的凹坑标记的可重写光盘可以考虑。该实例的再现设备看作可记录类型光盘的再现设备。
如参考图1描述的，至今为止，变成激光束源的激光二极管5，用于检测反射光的光检测器3a，3b，作为激光束输出端的物镜22，用于在跟踪方向和聚焦方向上可移动地固定物镜22的双轴机制(没有显示)等在拾取器203中形成。
此外，整个拾取器203由滑块驱动器204在光盘上径向可移动。
来自光盘20的反射光束信息由光检测器3a，3b检测，并且响应接收光的量转换成电信号，其提供到RF放大器208。
图8中所示的RF放大器208具有对于来自拾取器203中多个光检测器3a，3b的输出电流的电流-电压转换器，矩阵运算放大器等，并且由矩阵计算处理产生必需的信号。例如，RF放大器208产生再现数据的RF信号，用于伺服控制的聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE等。
从RF放大器208输出的再现RF信号提供到再现信号处理单元209，并且聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE提供到伺服控制器210。
由RF放大器208获得的再现RF信号被二值化，在再现信号处理单元209中经受PLL时钟产生，解码处理，误差校正处理等。再现数据DT由这些处理从光盘20中获得，并且输出到预先确定的位置或外部单元。
此外，再现信号处理单元209从由RF信号上的解码处理和误差校正处理获得的信息中提取子码信息，地址信息，并且将子码信息和地址信息提供到控制器212。
控制器212例如由微型计算机形成并且控制整个装置。
伺服控制器210例如由DSP(数字信号处理器)形成，从来自RF放大器208的聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE，来自再现信号处理单元209或控制器212的主轴误差信号SPE等中产生聚焦，跟踪，线，主轴的各种伺服驱动信号，并且执行伺服操作。
更特别地，聚焦驱动信号，跟踪驱动信号响应聚焦误差信号FE，跟踪误差信号TE来产生，并且提供到聚焦/跟踪驱动电路206。聚焦/跟踪驱动电路206驱动拾取器203中双轴机制的聚焦线圈和跟踪线圈。这样，拾取器203，RF放大器208，伺服控制器210，聚焦/跟踪驱动电路206和双轴机制的跟踪伺服环路和聚焦伺服环路形成。
伺服控制器210还将响应主轴误差信号产生的主轴驱动信号提供到主轴马达驱动电路207。主轴马达驱动电路207响应主轴驱动信号例如将三相驱动信号施加到主轴马达202，并且执行主轴马达202的旋转。伺服控制器210响应来自控制器212的主轴急冲/制动控制信号产生主轴驱动信号，并且由主轴马达驱动电路207执行主轴马达202的操作例如启动，停止，加速，减速等。
伺服控制器210基于例如作为跟踪误差信号TE的低通分量而获得的滑块误差信号，从控制器212获得的访问执行控制等来产生滑块驱动信号，并且将滑块驱动信号提供到滑块驱动电路205。滑块驱动电路205响应滑块驱动信号驱动滑块驱动器204。滑块驱动器204具有，虽然没有显示，具有用于固定拾取器203的主轴，螺纹马达，传动齿轮等机制，滑块驱动电路205响应滑块驱动信号驱动滑块驱动器204，从而执行拾取器203的必需滑动。
控制器212分析从再现信号处理单元获得的再现信号，并且判断位于转盘上的光盘20的类型。
控制器212获得由控制器212提前存储在每个光盘上的最佳极化旋转角信息。
控制器212将位于转盘上的光盘20的最佳极化旋转角信息发送到相位控制电路213，该相位控制电路213用于控制将极化旋转角提供到拾取器203中的液晶元件31的电压。
相位控制单元213基于发送的极化旋转角信息产生用于控制液晶元件31的极化旋转角的电压，并且将该电压施加到液晶元件31。
对于位于转盘上的光盘类型设置为最佳极化旋转角的液晶元件31由该操作放置在光程上，并且因来自光盘表面的反射光和来自激光二极管5的发射光之间的干涉而导致的噪声分量被去除的再现信号被获得。
本领域技术人员应当理解，各种修改、组合、子组合和更改可以依赖于设计需求和其它因素，在它们位于附加权利要求及其等价物范围内的程度而发生。
权利要求
1.一种拾取设备，用于从光盘中读取信号，包括光发射元件，其发射照射在光盘上的激光束；物镜，其将从光发射元件发射的激光束汇聚在光盘的信号记录表面上；光接收元件，其接收在光盘的信号表面上反射的返回光；以及噪声去除装置，用于去除由发射光和返回光之间的干涉而产生的噪声分量，噪声去除装置放置在具有发射光和返回光的路线的光程中。
2.根据权利要求1的拾取设备，其中噪声去除装置具有1/4波长板。
3.根据权利要求1的拾取设备，其中噪声去除装置具有液晶光学元件。
4.根据权利要求3的拾取设备，其中噪声去除装置具有用于设置液晶光学元件的极化旋转角的相位控制装置。
5.一种再现设备，用于再现记录在光盘上的记录信号，包括光发射元件，其发射照射在光盘上的激光束；聚焦设备，其将从光发射元件发射的激光束聚焦在光盘的信号记录表面上；光接收元件，其接收来自光盘的信号记录表面的返回光；噪声去除装置，用于去除由发射光和返回光之间的干涉而产生的噪声，噪声去除装置放置在具有发射光和返回光的路线的光程中；再现装置，用于再现由光接收元件接收的、记录在光盘上的记录信号；控制装置，用于基于由再现装置再现的再现信号判断光盘的类型并且基于光盘的类型输出设置噪声去除装置的操作的设置值；噪声去除控制装置，用于基于从控制装置的输出装置中输出的设置值，控制噪声去除装置的噪声去除特性。
6.根据权利要求5的再现设备，其中噪声去除装置具有液晶光学元件。
7.根据权利要求6的再现设备，其中噪声去除控制装置由使液晶光学元件变成预先确定旋转极化角的相位特性的电压来驱动液晶光学元件。
8.一种拾取设备，用于从光盘中读取信号，包括光发射元件，其发射照射在光盘上的激光束；物镜，其将从光发射元件发射的激光束汇聚在光盘的信号记录表面上；光接收元件，其接收在光盘的信号表面上反射的返回光；以及噪声去除部分，其去除由发射光和返回光之间的干涉而产生的噪声分量，噪声去除部分放置在具有发射光和返回光的路线的光程中。
9.一种再现设备，用于再现记录在光盘上的记录信号，包括光发射元件，其发射照射在光盘上的激光束；聚焦设备，其将从光发射元件发射的激光束聚焦在光盘的信号记录表面上；光接收元件，其接收来自光盘的信号记录表面的返回光；噪声去除部分，其去除由发射光和返回光之间的干涉而产生的噪声分量，噪声去除部分放置在具有发射光和返回光的路线的光程中；再现部分，其再现由光接收元件接收的、记录在光盘上的记录信号；控制器，其基于由再现装置再现的再现信号判断光盘的类型并且基于光盘的类型输出设置噪声去除装置的操作的设置值；噪声去除控制器，其基于从控制装置的输出装置中输出的设置值，控制噪声去除部分的噪声去除特性。
全文摘要
本发明涉及因来自用于从光盘中读取信号的激光束的光发射元件的发射光与来自光盘的返回光之间的干涉而产生的噪声的去除。本发明提供一种用于从光盘中读取信号的拾取设备，包括发射照射在光盘上的激光束的光发射元件、将从光发射元件发射的激光束汇聚在光盘的信号记录表面上的物镜、接收在光盘的信号表面上反射的返回光的光接收元件、以及去除由发射光和返回光之间的干涉而产生的噪声分量的噪声去除部分，噪声去除部分放置在具有发射光和返回光的路线的光程中。
文档编号G11B7/135GK1707646SQ200510069670
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年5月10日
发明者阿部嗣弘 申请人:索尼株式会社