专利名称：用于不同厚度的光盘的兼容型光拾取系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光拾取系统，更具体地，涉及其中包括具有用来提供增强光效率的液晶的光学装置的光拾取系统。
众所周知，短波长光源及大数字光圈(NA)是光拾取系统中用于实现高密度光存储的重要光学必要条件。但是，大NA如透镜最好用于从厚度为例如0.6mm的薄光盘上读出信息信号。如果用于从薄光盘读出数据的光拾取系统用来从厚度例如为1.2mm的传统光盘读出数据时，则必须对由光盘厚度差别引起的球面象差进行校正。
近来，一种使用控制光圈形状的光装置的兼容型光拾取系统已被推出，来解决此问题。
图1中表示出工作在可电切换的第一及第二方式之一中的现有技术光拾取系统100的概图，它被公开在共有的题为“用于各种厚度的光盘的光拾取系统”的美国申请系列号中，其中光拾取系统100包括用于产生光束(如具有波光λ的P偏振光束)的光源110、光学装置120、物镜130、光检测器160及控制电路170。光学装置120包括全息光栅、λ/4板、下及上透明电极(如ITO(铟锡氧化物)或类似物)、形成在两电极之间的液晶及装在上透明电极顶部的线性偏振器，其中线性偏振器是其内包围有一空的空间的圆环形状的偏振器。
在这样一个系统中，如果厚光盘150被装载在盘座中，光拾取系统100工作在第一方式中，其中一个处理器(未示出)产生控制信号，该信号被发送到控制电路170。控制信号代表关于所装载的光盘的信息，如它的厚度或类似信息。在第一方式中，控制电路170不对光学装置120提供预定电压Vcc，因此光学装置中心区域120-1是可透射的，并用作限制透射到物镜130的光束的横截面部分的光圈，而它的外围区域变成对来自光源110的光束不透射或不透明的。在系统100中，为使外围区域120-2不透射，在光学装置120中的液晶器件必须与线性偏振器相组合。
另一方面，如果一个薄光盘140(例如0.6mm厚的光盘)被装载在盘座上，光拾取系统100工作在第二方式。在第二方式中，控制电路170将Vcc施加给光学装置120，以使得中心区域及外围区域120-1,120-2变为透射，其中实线代表用于检测记录在所装载的光盘140上的信息信号的光束的光通路。因此，光学装置120的整个区域起到限制透射到物镜230的光束的横截面部分的光圈形成的功能。
上述光拾取系统100的一个主要缺点是其光效率低，这是由使用通过在其上施加预定电压来控制光圈形状的液晶器件引起的，并且它又必须使用线性偏振器来阻塞透射到液晶器件上的一部分光束，由此降低了光拾取系统100中光束的光效率。
因此，本发明的一个主要目的是，提供一种具有改善光效率的用于读出记录于薄及厚光盘上的信息信号的兼容式光拾取系统。
根据本发明，给出了一种用于从光盘上读出信息信号的光拾取系统，该拾取系统包括一个光源，用于产生具有波长λ的光，该光具有P及S偏振光分量；一个物镜，用于使光聚焦到光盘上；一个λ/4板，用于在光通过它以后改变光的偏振分量；第一及第二光检测器；及一个光学装置，它根据光盘类型工作在可电切换的第一及第二方式之一中，并设有具有第一及第二部分的一光元件、一对透明电极和密封在两电极之间的液晶，第一部分反射光的P偏振光分量及透射其S偏振光分量，而第二部分反射光的S偏振光分量及透射其P偏振光分量，电极之一具有被造型成预定构型的一个区域，以使得在第一方式中接近该区域的液晶作为具有一焦点的光栅，及在第二方式中接近该区域的液晶用作透明板。
从以下结合附图对优选实施例的说明，将会使本发明连同上述及另外的目的和优点更加明了，其中图1表示已有技术的光拾取系统的概要图；图2表示根据本发明第一优选实施例的光拾取系统的概要图；图3A表示未在其上施加预定电压时的图2中所示的光学装置的工作；图3B表示在其上施加预定电压时的图2中所示光学装置的工作；图4A及4B表示分别包括在图3A及3B中所示的光学装置中的上透明电极及光元件的说明图；图5表示根据本发明第二优选实施例的光拾取系统的概要图；图6A表示未在其上施加预定电压时的图5中所示光学装置的工作；图6B表示在其上施加预定电压时的图5中所示光学装置的工作。
在图2至6中表示出根据本发明优选实施例的有创造性的光拾取系统的各个示图。
图2中表示出根据本发明第一实施例的工作在可电切换的第一及第二方式之一中的光拾取系统200的概要图。该光拾取系统200包括一个用于产生具有波长λ的光束的光源210,λ/4板230，物镜240及第一和第二光检测器260、270，其中光学装置220布置在λ/4板230及第一光检测器260之间。光束具有P偏振光分量及S偏振光分量。
如果一个光盘，例如厚度为0.6mm的光盘被装载在盘座(未示出)中，该光拾取系统200工作在第一方式中。在第一方式中，一个处理器(未示出)不对光学装置220施加预定电压，并使用第一光检测器260。在预定电压不被施加到光学装置220的情况下，光学装置220的整个区域、即中心及外围区域用作光圈，如以下将详细描述的。
由光源210例如半导体激光器发出的光束行进到光学装置220，其中光学装置220这样的布置，即，它相对一个光轴以预定角度倾斜，该光轴是连接第一光检测器260的中心点及物镜240的中心点形成的。图2中所示实线表示用于从装载的光盘250上读出信息信号的光束的光通路。
如图3A中所示，它表示对包含在图2中所示的光拾取系统200内的光学装置220的下和上透明电报224、226未施加预定电压时该光学装置220的工作。透明电极224、226由一种材料如ITO(铟锡氧化物)或类似材料作成。在该优选实施例中，中心部分220-1相应于在光元件228的第一部分228A下面的光学装置220的区域，及外围区域220-2相应于在光元件228的第二部分228B下面的光学装置220的区域，其中光学装置228的第一部分228A及第二部分228B被表示在图4B中。
如图4A中所示，在本发明该优选实施例中的上透明电极226被分隔线226C分成第一及第二部分226A、226B。该光学装置220还包括密封在下及上透明电极224、226之间的液晶元件225及安装在上透明电极226的顶部的光元件228。
如图4B中所示，光元件228被分割线228C分成第一及第二部分228A、228B，其中第一部分228A由第一介电材料作成，它反射照射其上的一部分光束例如P偏振光分量及透射光束的另一偏振光分量例如S偏振光分量；而第二部分228B涂有第二介电材料，它反射照射其上的光束的譬如S偏振光分量及透射例如光束的P偏振光分量。第一部分228A为盘状，而第二部分228B为围绕第一部分228A的环形盘状。光元件228的分割线228C的尺寸由上透明电极226中的分隔线226的尺寸决定。虽然在该优选实施例中的分割线及分隔线228C、226C为圆形，但线228C、226C的形状不限制在圆形上。只要给出的数字光圈NA能用于从厚光盘、例如厚度为1.2mm的厚光盘上再生出最佳数据，其它的光圈形状，如椭圆、矩形及类似形状也可被使用。
当从光源210发射出的光束照射到光学装置220上时，光元件228的第一部分228A将照射其上的光束的第一P偏振光分量经由λ/4板230反射到物镜240，及光元件228的第二部分228B将照射其上的光束的第一S偏振光分量经由λ/4板230反射到物镜240。该λ/4板230设置在物镜240及光学装置220之间。物镜240将第一P偏振光分量及第一S偏振光分量聚焦到装载的光盘250上。由装载的光盘250反射的第一P及S偏振光分量在通过λ/4板230被分别转换成第二S及第二P偏振光分量后重进入光学装置220。
第二S偏振光分量在通过光元件228的第一部分228A后照射到上透明电极226的第一部分226A上，及第二P偏振光分量在通过光元件228的第二部分228B后照射到上透明电极226的第二部分226B上。然后，入射到上透明电极226上的第二S和P偏振光分量在连续通过液晶元件225及下透明电极224后行进到第一光检测器260。在此情况下，当预定电压未施加到下及上透明电极224、226上时，该上及下透明电极226、224及液晶元件225仅对第二S和P偏振光分量起着平行板的作用。
另一方面，如果一个光盘252、例如厚度为1.2mm的光盘被装载在盘座上，该光拾取系统200工作在第二方式中。在该第二方式中，处理器对光学装置220施加预定电压并使用第二光检测器270。如图3B中所示，如果预定电压施加于光学装置220，仅是光学装置220的一部分、即中心区域220-1用作光圈，如以下将详细描述的。
当由光源210发出的光束照射到光学装置220时，光元件228的第一部分228A将入射到它的光束的第一P偏振光分量通过λ/4板反射到物镜240，及光元件228的第二部分228B将入射到它的光束的第一S偏振光分量通过λ/4板反射到物镜240。物镜240将第一P和S偏振光分量聚焦到装载的光盘252上。从装载的光盘252上反射出的第一P和S偏振光分量在通过λ/4板230被分别转换成第二S及第二P偏振光分量后重进入光学装置220。应该指出，虚线表示用于从装载的光盘252上读出信息信号的光束的光通路。
第二P偏振光分量在通过光元件228的第二部分228B透射后照射到上透明电极226的第二部分226B，及第二S偏振光分量在通过光元件228的第一部分228A后照到上透明电极226的第一部分226A。此后，入射到上透明电极226第二部分226B的和第二P偏振光分量在相继通过上透明电极226第二部分226B下面的液晶元件225及下透明电极224后进入第一光检测器260，后者不用于在第二方式中从光盘252上读出信息信号。在此情况下，到达第一光检测器260的第二P偏振光分量将不用来从装载的光盘252上读出信息信号。
与此同时，入射到上透明电极226的第一部分226A的第二S偏振光分量在相继通过上透明电极226第一部分226A下面的液晶元件225及下透明电极224后行进到第二光检测器270，该光检测器用来在第二方式中从光盘252上读出信息信号。在该情况下，第一部分226A具有预定图形，其方式是当对下和上透明电极224、226施加预定电压时，位于第一部分226A下面的液晶元件225的部分用作光栅。第二光检测器270被放置在该光栅的焦点上。
与现有技术的光拾取系统100相比较，本发明的光拾取系统200通过去消了现有技术光拾取系统100中的线性偏振器而改善了它的光效率。这是通过将光元件228结合在光学装置220中并将上透明电极226分成用作光栅的第一和第二部分226A、226B来实现的，由此允许光学装置220相对光轴倾斜一预定角度，结果改善了它的光效率。
在图5中表示出根据本发明第二优选实施例的工作在可电切换的第一及第二方式之一中的光拾取系统300的概要图。该光拾取系统300包括用于产生光束的光源310，光学装置320，物镜340及第一和第二光检测器360、370。
如果一个光盘350、例如厚度为0.6mm的光盘被装载到盘座(未示出)上，该光拾取系统300工作在第一方式中。在该第一方式中，处理器(未示出)不对光学装置320施加预定电压及使用第一光检测器360，由此使光学装置320的整个区域、即中心及外围区域320-1、320-2用作光圈。
从光源310如一个半导体激光器发出的光束行进到光学装置320，其中光学装置320这样地布置，即，它相对于光轴以预定角度倾斜，该光轴是通过连接第一光检测器360的中心及物镜340的中点形成的。图5中所示实线表示用于从装载的光盘350上读出信息信号的光束的光通路。
图6A中表示当预定电压未施加给包含在图5中所示的光拾取系统300中的光学装置320的下和上透明电极324、326时，光学装置320的工作。该光学装置320包括密封在下和上电极324、326之间的液晶元件325及安装在具有第一和第二部分326A、326B的上透明电极326的顶部的光元件328。该第二实施例的光学装置320类似于第一实施例中的光学装置，所不同的是被分成第一及第二部分228A、228B的光元件228被介电层328取代。该介电层328能反射入射到其上的一部分光束并将其余部分的光束透射。
当从光源31O发出的光束照射到光学装置320上时，该介电层328将入射其上的光束的一部分反射到物镜340。物镜340将光束的反射部分聚焦到装载的光盘350上。从装载的光盘350上反射的光束部分进入光学装置320。然后，入射到上透明电极326的反射光束在相继通过液晶元件325及下透明电极324后行进到第一光检测器360。在此情况下，当预定电压未施加到下及上透明电极324、326上时，该上及下透明电极326、324及液晶元件325仅对反射光束起着平行板的作用。
另一方面，如果一个光盘352，例如厚度为1.2mm的光盘被装载在盘座上，该光拾取系统300工作在第二方式中。在该第二方式中，处理器对光学装置320施加预定电压并使用第二光检测器370。如图6B中所示，如果预定电压施加于光学装置320，仅是光学装置的一部分，即中心区域320-1用作光圈。
在该第二方式中，因为上透明电极326的第一部分326A被构成预定构型，它使得当对各透明电极施加预定电压时接近第一部分的液晶元件作为具有焦点的光栅，从装载的光盘352反射出并入射到第一部分326A的光束被衍射到第二光检测器370。
与本发明的第一实施例相比较，该第二实施例能够使光拾取系统300简化。这是通过用介电层328取代第一实施例中的光元件228来达到的。因此，光拾取系统300中可取消第一实施例的光拾取系统200中的λ/4板。
虽然本发明相对优选实施例作出了描述，但在不偏离如以下权利要求中所提出的本发明精神和范围的情况下可以作出另外各种修改和变型。
权利要求
1.用于从光盘读出信息信号的光拾取系统，该拾取系统包括用于产生波长为λ的光的装置，该光具有P及S偏振光分量；用于将光聚焦在光盘上的装置；λ/4板，用于使光通过它以后改变光的偏振分量；第一及第二光检测器；及根据光盘类型工作在可电切换的第一及第二方式之一中的光学装置，它设有具有第一和第二部分的光元件、一对透明电极及密封在各电极之间的液晶元件，其中第一部分反射光的P偏振光分量并透射S偏振光分量，第二部分反射光的S偏振光分量并透射P偏振光分量，及一个电极具有被构成预定构型的一个区域，以使得在第一方式中接近第一区域的液晶元件作为具有焦点的光栅，及在第二方式中作为透明板。
2.根据权利要求1的拾取系统，其中，如果光盘为小型盘(CD)时，将预定电压施加在各电极上，以使光学装置工作在第一方式中。
3.根据权利要求2的拾取系统，其中相应于透明电极第一区域的光学装置区域用作限制入射到聚焦装置的光束横截面的光圈。
4.根据权利要求1的拾取系统，其中，如果光盘是数字视频盘，不对各电极施加预定电压，以使得光学装置工作在第二方式中。
5.根据权利要求4的拾取系统，其中光元件的整个区域用作限制入射到聚焦装置的光束横截面的光圈。
6.根据权利要求1的拾取系统，其中λ/4板设置在聚焦装置及光学装置之间。
7.根据权利要求6的拾取系统，其中光学装置设置在λ/4板及第一光检测器之间，后者放置在聚焦装置的一个焦点上。
8.根据权利要求7的拾取系统，其中光学装置这样地布置，即它相对于一个光轴以预定角度倾斜，该光轴是连接第一光检测器的中心点及聚焦装置的中心点形成的。
9.用于从光盘上读出信息信号的光拾取系统，该拾取系统包括用于产生光的装置；一个物镜；第一及第二检测器；及一光学装置，它设有一光元件，它部分地将来自光产生装置的光反射到物镜以将光聚焦到光盘上，并部分地透射来自光盘的反射光，以及一对透明电极及密封在各电极之间的液晶元件，一个电极被分割成构成预定构型的第一部分及第二部分，以使得当在各电极上施加预定电压时，接近第一部分的液晶元件作为具有焦点的光栅，其中如果对各电极施加预定电压，从光盘上反射的一部分光在通过其第一部分后被衍射到第二检测器，而当预定电压未施加给各电极时，从光盘上反射的光在通过其第一部分及第二部分后被透射到第一检测器。
10.根据权利要求9的拾取系统，其中第二检测器被放置在焦点上。
11.根据权利要求9的拾取系统，其中，如果未对各电极施加预定电压，液晶元件作为光的平行板工作。
12.根据权利要求10的拾取系统，其中，在从光盘反射的光通过光学装置电极的第一和第二部分以后，全部光入射到第一检测器。
13.根据权利要求12的拾取系统，其中，如果光盘是数字视频盘，不对电极施加预定电压及使用第一检测器检测记录在光盘上的信息信号。
14.根据权利要求13的拾取系统，其中，如果光盘是小型盘(CD)，将预定电压施加到各电极，及使用第二检测器来检测记录在光盘上的信息信号。
全文摘要
该光拾取系统根据装载在光盘座上光盘类型工作在第一及第二方式之一中。包括:用于产生光束的光源,用于将光束聚焦到装载的光盘上的物镜,光学装置,λ/4板及第一和第二光检测器。光学装置设有光元件、下及上透明电极和密封在其间的液晶。入射光束在通过λ/4板后被部分地反射到物镜。从光盘反射的光束通过光元件后进入上透明电极。根据光盘类型将预定电压加或不加在上透明电极上,由此使液晶选择地将光束射到一个光检测器上。
文档编号G11B7/00GK1220445SQ98125798
公开日1999年6月23日 申请日期1998年12月16日 优先权日1997年12月16日
发明者崔良吾 申请人:大宇电子株式会社