光头、使用其的光学记录介质记录和/或重放装置及方法

专利名称：光头、使用其的光学记录介质记录和/或重放装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于向和/或从光学记录介质如光盘等写和/或读取各种信息信号的记录和/或重放装置及方法。
本专利申请要求对2001年12月27日申请的日本专利申请2001-397679享有优先权，该专利申请的全部内容在此引作参考。
背景技术：
到目前为止已经提出的光学记录介质，通常为光盘，包括只读型介质，其中有用凹坑图案预先记录的信息信号，所述凹坑为微孔；具有可以写信息信号的相变层的介质；以及具有可以记录信息信号的磁光记录层的介质。一般地，在使用这些类型光学记录介质中的可记录介质作为记录介质的光学记录介质记录和/或重放装置中，即在光盘驱动器中，设置最大光学输出额定功率相对较大的半导体激光器。应该指出，设计为只播放只读光盘记录介质的光盘驱动器需要的光源的最大额定输出与使用可记录光盘的光盘驱动器需要的不一样大，但它可发射比某个值更大量的光。
下面描述以上方面的原因通常，输出较小的半导体激光器不容易提供任何稳定的光发射并且激光噪音更大。从而，当在光盘中记录信息信号时，为了保证信息信号的CNR(载波噪声比)，半导体激光器的光学输出功率必须设定为比某个值(通常为2-5mW)更大的水平。
另一方面，在信息信号记录到可记录信号的光学记录介质的情况下，光束聚焦在该介质的光学记录层的记录表面上，在此达到比预定值更高的温度。在此情况下，半导体激光器发出的用于从介质读取信息信号的光束的功率应该大得足以保证所读信息信号的充分CNR，并且用于向介质记录信息信号的光束的功率应该大得足以使记录层加热到比预定值更高的温度并且保证信息信号的稳定记录。通常，用于向光学记录介质写信息信号的刻写光的最大功率大约比读取光的大5-20倍。进一步地，为了以比标准值更高的速度记录信息信号，半导体激光器必须提供更大的光学输出功率。
基于以上原因，在向和从光学记录介质写和读信息信号的光头中所用的光源的，或在向多种光学记录介质写和读信息信号的光头中所用的光源的光学输出功率最大额定值通常为约20-50mW。在以比标准转速高大约八倍的速度旋转光盘以便向光盘写信息信号的光盘驱动器中，所用的光头采用提供大约100mW光学输出功率的光源。
难以实现光学输出功率最大额定值较大的光源，并会消耗许多功率。然而，在艰难地降低光学输出功率最大额定值并考虑较大功率消耗的情况下，在重放光盘的过程中会发生较大的激光噪音，这导致读取特性较差。
另一方面，只读光盘，如DVD(数字多用途盘)，具有两个记录层。而且，已经提出一种能记录信息信号的光盘，即可记录光盘，该光盘具有两个或四个记录层。向或从该光盘多个记录层中的每一个写或读信息信号比向或从单一记录层写或读需要大约高出1.5-2倍的写或读光功率。
因而，在有选择性地重放单层光盘和多层光盘的光盘驱动器中，在用于向多层光盘写信息信号的最大光功率与用于从单层光盘读信息信号的读光学功率之间的比值比设计为重放单层光盘的光盘驱动器中的比值大不止两倍。
进一步地，如果激光束扫描记录轨道时的线速度随着正被重放光盘的不同类型而不同，用于写和读信息信号所需的光功率就也是相应不同的。也就是说，随着激光束扫描光盘上记录轨道时的线速度越高，写和读信息信号所需的光功率应该就越大。
为了保证向或从设计为具有多个信号记录层的光学记录介质，或向或从设计为高速旋转的光学记录介质，以及向或从具有单个记录层的常规光学记录介质，进行稳定地写或读信息信号，包括在光头中的光源应该能提供更宽动态范围内的光学输出功率，其中，前两种介质均用于增加记录容量。

发明内容
相应地，本发明的目的是通过提供一种改进的和新型的光头以及使用此光头的光学记录介质记录和/或重放装置而克服相关技术的上述缺陷。
本发明的另一目的是提供一种在读信息信号时表现出良好特性的光头、以及使用此光头的记录/重放装置及方法，其中，在此光头中，即使用写模式和读模式之间的较小光源功率比率也可表现出良好的特性，并充分地抑制读激光噪音，在写模式中向光学记录介质写信息信号，而在读模式中从光学记录介质读信息信号。
本发明的又一目的是提供一种在向和从光学记录介质写和读信息信号时即使用光学输出功率最大额定值较小的光源也可表现出良好特性的光头，并提供使用此光头的光学记录/重放装置及方法。
本发明的还一目的是提供一种在向和从记录介质写和读信息信号时表现出良好特性的光头、以及使用此光头的光学介质记录和/或重放装置及方法，在此光头中，无论记录介质是光束最佳写和读光功率互不相同的多种光学记录介质、具有多个信号记录层的光学记录介质、或具有划分为多个记录区的单一记录层的光学记录介质之一，都可表现出良好的特性，并充分地抑制读激光噪音。
以上目的通过提供根据本发明的光头来实现，该光头包括光源；光聚焦部件，该部件把从光源发射的光束聚焦到光学记录介质上；光束分离部件，该部件使从光源发射的光束和从光学记录介质经光聚焦部件返回的返回光沿着不同的光路前进；光检测部件，该部件检测从光学记录介质经光束分离部件返回的返回光；以及设置在光源和光束分离部件之间的光耦合效率变化部件和光耦合效率检测部件。光耦合效率变化部件用于改变光耦合效率，其中，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率，并且，光耦合效率检测部件检测与光耦合效率变化部件所改变的光耦合效率相应的信息。
以上根据本发明的光头即使以写和读模式之间较小的光量比例也可读信息信号，同时充分抑制读激光噪音，而且，无论光学记录介质是光束最佳写和读光功率互不相同的多种光学记录介质、具有多个信号记录层的光学记录介质、或具有划分为多个记录区的单一记录层的光学记录介质之一，都可从光学记录介质读信息信号，同时充分抑制读激光噪音。
而且，以上目的通过提供光学记录介质记录和/或重放装置来实现，该装置对在至少两种或更多种最佳记录光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质写或读信息信号，根据本发明，该装置包括光头，所述光头包括光源；以及光聚焦部件，该部件把从光源发射的光束聚焦到光学记录介质上。所述光头包括光束分离部件，该部件使从光源发射的光束和从光学记录介质经光聚焦部件返回的返回光沿着不同的光路前进；光检测部件，该部件检测从光学记录介质经光束分离部件返回的返回光；以及设置在光源和光束分离部件之间的光耦合效率变化部件和光耦合效率检测部件。光耦合效率变化部件用于改变光耦合效率，其中，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率；光耦合效率检测部件用于检测与光耦合效率变化部件所改变的光耦合效率相应的信息。
以上根据本发明的光学记录介质记录和/或重放装置即使以写和读模式之间较小的光量比例也可读信息信号，同时充分抑制读激光噪音，而且，无论光学记录介质是用于写和读信息信号的光束的最佳功率互不相同的多种光学记录介质、具有多个信号记录层的光学记录介质、或具有划分为多个记录区的单一记录层的光学记录介质之一，都可从光学记录介质读信息信号，同时充分抑制读激光噪音。
另外，以上目的通过提供光学记录介质记录和/或重放方法来实现，该方法在至少两种或更多种最佳记录光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质上写和/或读信息信号，其中，检测光耦合效率，并且基于检测结果而改变光耦合效率，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率。
以上根据本发明的光学记录介质记录和/或重放方法即使以写和读模式之间较小的光量比例也可读信息信号，同时充分抑制读激光噪音，而且，无论光学记录介质是光束最佳写和读光功率互不相同的多种光学记录介质、具有多个信号记录层的光学记录介质、或具有划分为多个记录区的单一记录层的光学记录介质之一，都可从光学记录介质读信息信号，同时充分抑制读激光噪音。
从以下结合附图对执行本发明的最佳模式的详细描述中，本发明的这些目的和其它的目的、特征和优点将变得更加清楚。


图1为使用根据本发明实施例的光头的光盘驱动器的框图。
图2为用于本发明光盘驱动器中的光头的实施例的侧视图。
图3用图形说明对于在所述光盘驱动器中使用的光盘，所推荐的读光功率和写光功率之间的关系。
图4A-4D为示出激光状态随着光盘驱动器在写和读操作模式之间切换而改变的时序图。
图5为在光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器保持前一光衰减状态，并且在接收写命令之后选择另一光衰减状态。
图6为在光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器总是保持前一光衰减状态，并且在接收读命令之后选择另一光衰减状态。
图7为在被提供写命令的光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器总是保持光耦合效率较低的光衰减状态，并且只有在接收写命令时，才选择另一光耦合效率较高的光衰减状态。
图8为在被提供读命令的光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器总是保持光耦合效率较低的光衰减状态，并且只有在接收读命令时，才选择另一光耦合效率较高的光衰减状态。
图9为在被提供写命令的光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器总是保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且只有在接收写命令时，才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。
图10为在被提供读命令的光盘驱动器中进行的操作流程，示出正处于待机状态的光盘驱动器总是保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且只有在接收读命令时，才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。
图11示出在选择与多种光学记录介质中任一种相应的光衰减状态的光盘驱动器中进行的操作流程。
图12为用于本发明光盘驱动器中的光头的另一实施例的侧视图。
图13为用于本发明光盘驱动器中的光头的又一实施例的侧视图。
图14A-14D为示出激光状态随着光盘驱动器在写和读操作模式之间切换而改变的时序图。
图15A和15B为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第一类光耦合效率变化元件的典型实例的透视图。
图16A和16B为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第一类光耦合效率变化元件的另一典型实例的透视图。
图17A-17C为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第二类光耦合效率变化元件的典型实例的透视图。
图18A和18B为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第二类光耦合效率变化元件的另一典型实例的透视图。
图19A-19D一起解释分别在图18A和18B中示出的光耦合效率变化元件，示出形成每个光耦合效率变化元件的液晶元件的配置和功能。
图20A和20B为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第二类光耦合效率变化元件的又一典型实例的透视图。
图21A和21B为在本发明光盘驱动器中的光头中使用的第二类光耦合效率变化元件的还一典型实例的透视图。
具体实施例方式
以下结合附图详细描述根据本发明的光学记录介质记录和/或重放装置，该装置涉及使用光盘作为记录介质的光盘驱动器。
现在参照图1，以框图形式示意性地示出根据本发明实施例的光盘驱动器。光盘驱动器一般用参考号101表示。如图所示，光盘驱动器101包括主轴电机103，该电机包含在旋转光盘102的旋转驱动机构中；光头104；以及使光头104在旋转的光盘102的径向方向上移动的进给电机105。
在系统控制器107和伺服电路109的控制之下，以预定速度驱动主轴电机103，一起形成盘类型判别部件，用于判别装入到光盘驱动器101中的光盘102的类型。
与光盘驱动器101兼容的光盘102包括采用光强度调制技术的可记录光盘，如CD-R/RW、DVD-RAM、DVD-R/RW或DVD+RW或者，采用磁光记录技术的磁光盘。
根据本发明，光盘驱动器101配置为有选择性地使用两种或多种其光束最佳写和读光功率互不相同的光盘，或者使用其记录层划分为两个或多个记录区的光盘或具有多个相互层叠的记录层的光盘，其中，所述记录区的最佳写和读光功率互不相同。
照射到光盘102的信号记录层上的光束的最佳写光功率或读光功率之差因不同光盘的记录方法不同而引起，或因不同光盘的转速不同而引起。不同类型光盘之间的转速差是扫描光盘上记录轨道的光束相对于正在旋转光盘的速度。
用于本发明光盘驱动器101中的光盘102包括多层光盘，该光盘至少有两个或多个记录层，光束对所述记录层的最佳写和读光功率不同或相同。在多层光盘用于光盘驱动器101中的情况下，在光盘中层叠形成的记录层的最佳写和读光功率互不相同。
用于向或从上述每一个光盘写或读信息信号的光束具有大约400-780nm的波长。
光头104向光盘102的记录表面发射光束，并且检测记录表面的返回光。光头104检测从光盘102记录表面的返回光，并向前置放大器120提供所检测返回光的检测输出。前置放大器120的输出发送给信号调制解调器/ECC部件108。信号调制解调器/ECC部件108对信号进行调制，对调制信号进行解调，并且向信号添加ECC(纠错码)。光头104根据信号调制解调器/ECC部件108的命令而向正在旋转的光盘102的记录表面照射光束。通过此光束照射，信息信号向或从光盘102写或读信号。
上述前置放大器120基于与光头104检测的每个光束相应的信号而产生聚焦误差信号、跟踪误差信号、RF信号等。伺服电路109、信号调制解调器/ECC部件108等基于与作为信息信号记录介质的光盘的类型相应的聚焦误差信号、跟踪误差信号、RF信号等，而执行预定的操作，如解调、纠错等。例如，当光盘102用于在计算机等中储存信息处理时所处理的数据时，因此解调的记录信号通过接口111发送给信息处理器，如计算机130。即，记录在光盘102上的数据作为读信号提供给诸如计算机130的信息处理器，其中，计算机130连接到根据本发明的光盘驱动器101。
在装入到光盘驱动器101中的光盘102是记录音频数据和视频数据的音频/视频盘的情况下，所述数据通过D-A/A-D变换器112的D-A变换部件而从数字转换为模拟，并且模拟数据提供给音频/视频处理器113。提供给音频/视频处理器113的信号在此进行音频/视频处理，并且通过音频/视频信号输入/输出单元114而传送给外部成象器件/放映机。
进给电机105使光头104在光盘102的径向上移动，到达与光盘102上预定记录轨道相应的位置。此时，伺服电路109控制主轴电机103和进给电机105，并且控制双轴执行器在聚焦和跟踪方向上的运动，双轴执行器支撑光头104中的物镜。
伺服电路109控制布置在本发明光头104中的光耦合效率变化元件，以便在光盘驱动器101的写模式和读模式之间改变光头104中的光耦合效率，即聚焦在光盘102上的光量与从激光源发射的总光束量之比。
光盘驱动器101还包括激光控制器121，激光控制器121控制包括在光头104中的激光源。具体地，在此实施例中，激光控制器121控制激光源的输出功率在光盘驱动器101的写模式和读模式之间是不同的。
在装入到光盘驱动器101中的光盘102是聚焦到信号记录层上的光束的写光功率和读光功率互不相同的两种或多种光盘的任一种的情况下，盘类型判别传感器115判别所装入光盘102的类型。应该指出，不同类型的光盘102包括记录介质互不相同的光盘；其记录层划分为多个记录区的光盘；以及具有多个记录层的光盘，其中，所述记录层的规格互不相同。光盘102可以是采用不同记录方法的任一种光盘，所述每种记录方法利用光强度调制技术或各种磁光记录介质。这些光盘102包括聚焦到记录层上的光束的最佳写或读光功率互不相同的光盘。盘类型判别传感器115检测所装入光盘102的表面反射率、光盘102与其它类型光盘的形状差异等，以判别所装入光盘102的类型。盘类型判别传感器115的检测信号提供给系统控制器107。
为了判别装入到光盘驱动器101中的光盘102的类型，在光盘102装入到盘盒中的情况下，在盘盒中形成用于盘类型判别的检测孔。用于光盘102类型判别的标识信息可记录在TOC(目录)信息区中，其中，TOC信息通过预制凹坑或槽等进行记录，并且沿着光盘102的最内圆周定义。在此区域中记录表示光盘102本身类型的盘类型信息；以及与后述光束的推荐写光功率和读光功率有关的信息，所述光束向或从光盘102本身写或读信息信号。从光盘102检测这些信息，并用于控制光头104，以提供适于向或从光盘102写或读信息信号的写光功率或读光功率。
伺服电路109用于控制光耦合效率，系统控制器107基于盘类型判别传感器115的盘类型判别结果而控制伺服电路109，以便控制光头104中与所装入光盘102类型相应的光耦合效率。
在所用光盘102是其记录层划分为至少两个或多个记录区的光盘的情况下，使用记录区判别部件来检测写信息信号的区域或从中读信息信号的区域，其中，所述记录区的最佳写和读光功率互不相同。在多个记录区相对光盘102的中心而同心确定的情况下，伺服电路109可用作记录区判别部件。伺服电路109通过检测光头104和光盘102之间物理关系而判别将要写或读信息信号的记录区。应该指出，可基于记录在光盘102上的地址信号而检测光头104和光盘102之间的物理关系。伺服电路109基于对将要写或读信息信号的记录区的判别结果而控制光头104中的光耦合效率。
在用于本发明光盘驱动器101中的光盘102是具有至少两个或多个记录层的多层光盘的情况下，使用记录层判别部件来判别写信息信号的记录层或从中读信息信号的记录层，其中，所述记录层的最佳写和读光功率互不相同。伺服电路109可用作记录层判别部件。伺服电路109通过检测光头104和光盘102之间物理关系而判别将要写或读信息信号的记录层。伺服电路109基于对将要写或读信息信号的记录层的判别结果而控制光头104中的光耦合效率。
可在盘上记录TOC的区域中预先记录与每种光盘的类型、记录区和记录层有关的信息，并且，当光盘102装入到光盘驱动器101中时，通过读取记录在TOC区中的信息，可判别光盘的类型、记录区和记录层。
在这解释和描述根据本发明的光头，所述光头用于前述光盘驱动器101中。
如图2所示，光头104包括作为光源的半导体激光元件212；准直透镜213；一起形成光耦合效率变化部件的液晶元件214和第一光束分离器215；第二光束分离器218；FAPC(前端自动功率控制)检测元件219；物镜220；检测透镜221；多组元透镜222；以及光检测元件223。这些光学部件单独安装。
在光头104中，从半导体激光元件212发射的光束入射到准直透镜213上，准直透镜213提供平行光束，平行光束入射到液晶元件214上，随后，通过液晶元件214的光束按顺序入射到第一和第二光束分离器215和218上。通过光束分离器215和218的光束由物镜220聚焦到光盘102的信号记录表面上。
第二光束分离器218使得在光盘102的信号记录表面上反射的光束沿着后述光路前进，该光路与从光源发射的光束所经过的光路分开，并且，反射光束通过检测透镜221和多组元透镜222而入射到光检测元件223上。光检测元件223检测返回光并提供检测信号。基于检测信号而产生RF信号、聚焦误差信号、跟踪误差信号等。
在以上光头104中，在从半导体激光元件212发射的光束通过作为光耦合效率变化元件的液晶元件214之后，后一元件适当地改变光耦合效率。具体地，假设光束入射到相同类型的光盘、相同记录区或相同记录层上，当光盘驱动器101从写操作模式切换到读操作模式时，从半导体激光元件212发射的光束以比写模式中更小的光耦合效率入射到光盘102上。而且，当光盘驱动器101从读模式切换到写模式时，从半导体激光元件212发出的光束以比读模式中更大的光耦合效率入射到光盘102上。
应指出，液晶元件不局限于作为波片的任何元件，而可以是用于形成显示器等的任何扭转向列液晶，当光束入射到光束分离器时，所述扭转向列液晶的偏振状态是可变化的。
从光头104中的激光控制器121向半导体激光元件212提供驱动电流I1。激光控制器121可布置在光头104的外部或内部。
液晶元件214基于作用到其上的电压而改变偏振状态。作用到液晶元件214上的电压由伺服电路109控制。通过液晶元件214的光束在入射到第一光束分离器215之前具有因此变化的偏振状态。
第一光束分离器215允许大约100％的P偏振光束通过，并且反射大约100％的S偏振光束。当液晶元件214作用到光束上的相位差正好等于N个波长(N为整数)时，即，在光盘驱动器101的写模式中，允许大约100％的光束通过第一光束分离器215。
另一方面，当液晶元件214作用到光束上的相位差是比N个波长更短的半波时，即，在读模式中，光束在与正常偏振的方向成45度角的方向上偏振，并且，第一光束分离器215允许大约50％的光束通过，同时反射其余的(大约50％)。
第一光束分离器215反射的光束由分光量监视光检测元件216检测，元件216作为光耦合效率检测部件。分光量监视光检测元件216的输出与半导体激光元件212的输出功率和第一光束分离器215中的分光率的乘积相对应，并因而与光头104中的光耦合效率相对应。应该指出，当光耦合效率越高，入射到分光量监视光检测元件216上的光量变得越小，同时，当光耦合效率越低，入射到分光量监视光检测元件216上的光量越大。入射到分光量监视光检测元件216上的光量与100％-[光耦合效率变化部件中的透射率(％)]成比例。分光量监视光检测元件216的输出发送给前置放大器120。
通过第一光束分离器215的光束入射到第二光束分离器218上。第二光束分离器218把从半导体激光元件212发射的光束分为实际上将通过物镜220向着光盘102的记录表面前进的光束以及将入射到FAPC检测元件219上的光束，FAPC检测元件219监视前往记录表面的光束的量。FAPC检测元件219的输出发送给激光控制器121，激光控制器121因而执行用于自动功率控制的操作。更具体地，激光控制器121控制半导体激光元件212的光学输出功率，从而，将预先确定FAPC检测元件219的输出。采用此控制，光盘102的表面上的入射光束输出功率将是恒定的。应该指出，入射到光盘102上的光束的光学输出功率在光盘102的记录表面上被控制为预定值，该功率在写模式和读模式之间是不同的，这在后面描述，并且随着光盘类型的不同也是不同的。还应该指出，在采用光强度调制的光盘驱动器101中使用的光头104中，光束是脉冲激光。
从半导体激光元件212发射的光束被光束分离器218分割并通过后者，入射到物镜220上。物镜220把照向光盘102的光束聚焦到光盘102的记录表面上的点。根据基于从光盘102检测的返回光而产生的聚焦和跟踪误差信号，物镜220在图2中箭头F所示聚焦方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向平行，并且，物镜220还在图2中箭头T所示跟踪方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向正交。
光盘102的记录表面的返回光再次通过物镜220入射到第二光束分离器218上。第二光束分离器218通过反射而分割与反射率相应的光束量。
检测透镜221把第二光束分离器218分割的返回光变换为聚敛光束；多组元透镜222对聚敛光作用象散，为的是借助象散方法而产生聚焦误差信号；并且得到的光束由光检测元件223检测。聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号可基于光检测元件223的检测输出而产生。
在根据本发明的光盘驱动器101中，给出以下关系CEW＞CER这里，CEW(耦合效率写)是当光盘驱动器101处于写模式时，从半导体激光元件212发射并被引导到光盘102的光束的光耦合效率，并且，CER(耦合效率读)是当光盘驱动器101处于读模式时，从半导体激光元件212发射并被引导到光盘102的光束的光耦合效率。
在被引导到光盘102的光束的光耦合效率因装入到根据本发明的光盘驱动器101中的光盘类型的不同而不同的情况下，以上是真实的。
从而，通过在向光盘写信息信号到从光盘读信息信号之间，或在装入到光盘驱动器中的光盘的不同类型之间，借助光耦合效率变化元件来改变光耦合效率，有可能在写模式到读模式之间或在装入光盘的不同类型之间，大大地改变聚焦到光盘的记录表面上的光束的水平，而不必从光源发射在写和读模式之间输出功率具有极大差异的光束。根据聚焦到信号记录表面上的光束的写或读功率而改变光耦合效率，这对于不同光盘类型中的每一种、写或读信息信号的不同记录区中的每一个、或写或读信息信号的不同记录层中的每一个是最佳的。应该指出，聚焦到光盘的信号记录表面上的光束的光耦合效率与光功率之间的关系根据光头中光学系统的配置而颠倒。
因而，根据本发明的光盘驱动器在写或读信息信号时可表现出良好的特性，因为它以最佳的光束水平向或从光盘的信号记录表面写或读信息信号，所述光束水平对于每一种写或读信息信号模式、每一种不同的光盘类型、每一个不同的记录区、或每一个不同的记录层都是最佳的，其中，在所述记录区上写或读信息信号，在所述记录层上写或读信息信号。
包括在本发明光头中的光耦合效率变化元件按以下详细描述进行工作。
首先，在下面给出写信息信号时的光耦合效率(CEW)以及读信息信号时的光耦合效率(CER)CEW＝CE0×TWCER＝CE0×TR这里，CE0是在不使用光耦合效率变化元件的情况下的光耦合效率，TW是当光头处于信号写模式时光耦合效率变化元件中的透射率，并且TR是当光头处于信号读模式时光耦合效率变化元件中的透射率。
在下面给出光源用于写信息信号所必需的光束输出(LDW)以及光源用于读信息信号所必需的光束输出(LDR)LDW＝PW/CEW＝PW/(CE0×TW)LDR＝PR/CER＝PR/(CE0×TR)这里，PW是在写信息信号时记录表面上必需的光束量，PR是在读信息信号时记录表面上必需的光束量。
其次，在下面给出光源光功率所需的动态范围(LDW/LDR)LDW/LDR＝(PW/PR)×(TR/TW)注意，如果不使用光耦合效率变化元件，就意味着TR＝TW。因而，在根据本发明的光盘驱动器中，当光源发射光束时，光源光功率的必需动态范围根据光耦合效率变化元件中的透射率而改变。
规格互不相同的多种光盘有选择性地用于写或读信息信号的一个光盘驱动器中，这在以下讨论。如前所述，规格互不相同的多种光盘包括记录方法互不相同的光盘；具有多个信号记录层的多层光盘；在写或读信息信号时以高速旋转的光盘；等等。
在能有选择性地播放规格互不相同的光盘的光盘驱动器中，半导体激光器用作包括在光头中的光源。半导体激光器提供4mW的光学输出功率，这可保证激光的稳定发射并充分地抑制激光噪音，而且具有最大60mW的光学输出额定值。
在这假设聚焦在根据一定规范设计的第一光盘A的信号记录表面上的光束的量为PW(A)，所述光束量是因光盘A的特性而在写信息信号时所要求的；并且，聚焦在光盘A的信号记录表面上的光束的量为PR(A)，所述光束量是因光盘A的特性而在读信息信号时所要求的，所要求的光量PW(A)和PR(A)如下所示PW(A)＝20mWPR(A)＝2mW而且，假设聚焦在根据一定规格设计的第二光盘B的信号记录表面上的光束的量为PW(B)，所述光束量是因光盘B的特性而在写信息信号时所要求的；并且，聚焦在光盘B的信号记录表面上的光束的量为PR(B)，所述光束量是因光盘B的特性而在读信息信号时所要求的，所要求的光量PW(B)和PR(B)如下所示PW(B)＝10mWPR(B)＝1mW在此情况下，如果没有使用光耦合效率变化部件，激光源的光学输出功率的动态范围如下所示光源光学输出功率的动态范围＝60mW/4mW＝15光盘的信号记录表面上所需的光学输出功率的动态范围如下所示所需光学输出功率的动态范围＝LDW(A)/LDR(B)＝PW(A)/PR(B)＝20mW/1mW＝20也就是说，由于光源光学输出功率的动态范围比光盘的信号记录表面上所需光学输出功率的更小，因此，以上光源不允许准确地写或读信息信号。
另一方面，当在根据本发明的光盘驱动器的光头中包括光耦合效率变化部件时，光学输出功率的动态范围如下所示。
在这假设光耦合效率变化部件中向第一光盘A写信息信号所需的透射率为T1，并且从第二光盘B读信息信号所需的透射率为T2，并且，T1＝100％且T2＝50％。在此情况下，所需光学输出功率的动态范围如下所示所需光学输出功率的动态范围＝LDW(A)/LDR(B)＝{PW(A)/PR(B)}×(R2/T1)＝(20mW/1mW)×(50％/100％)＝10也就是说，由于所需光学输出功率的动态范围比光源光学输出功率的更小，因此，在光源光学输出动态范围内的动态范围允许向第一光盘A写信息信号并从第二光盘B读信息信号。
在此情况下，当光头的光学系统对于光源光学输出功率而设计为CE0＝40％时，用于向第一光盘A写信息信号的光耦合效率CE1和用于从第二光盘B读信息信号的光耦合效率CE2具有以下相互关系CE1＝CE0×T1＝40％CE2＝CE0×T2＝20％从而，必需的光源光学输出功率如下即，用于向第一光盘A写信息信号的光源光学输出功率为LDW(A)＝PW(A)/CE1＝20mW/40％＝50mW用于从第二光盘B读信息信号的的光源光学输出功率为LDR(B)＝PR(B)/CE2＝1mW/20％＝5mW如上所述，对于光学输出功率最大额定值为60mW的光源，有可能以50mW的光学输出功率写信息信号，并以5mW的光学输出功率准确地读信息信号，后一功率不比允许充分抑制激光噪音的4mW光学输出功率大多少。
此时，用于从第一光盘A读信息信号的必需光源光学输出功率如下
LDR(A)＝PR(A)/CE1＝2mW/40％＝5mWLDR(A)＝PR(A)/CE2＝2mW/20％＝10mW另外，用于向第二光盘B记录信息信号的必需光源光学输出功率如下LDW(B)＝PW(B)/CE1＝10mW/40％＝25mWLDW(B)＝PW(B)/CE2＝10mW/20％＝50mW在此情况下，可使用光耦合效率CE1或CE2。
注意，由于选择用于写或读信息信号的光耦合效率需要固定长度的时间，这在后面描述，因此，光耦合效率CE1应该更方便地用于第一光盘A，并且光耦合效率CE2用于第二光盘B。
在用于本发明光盘驱动器中的每个光盘上预先记录与推荐的写和读光功率有关的信息，这有可能通过基于预先记录信息来控制写或读光功率，而以推荐的写或读光功率向或从任何光盘写或读信息信号。
在这假设具有某个规格的光盘的推荐写和读光功率为PW0和PR0，当光耦合效率变化部件中透射率为约100％时的光耦合效率是40％，同时，当光耦合效率变化部件中透射率减小时的光耦合效率是20％，PW0的假设范围为9-22.5mW，并且PR0的范围为0.9-2.25mW。
判断从光盘读取的PR0和PW0组合落在图3所示四个范围(A)、(B)、(C1)和(C2)中的哪一个内，并且，当光盘驱动器为写或读模式时，为推荐写或读光学功率PR0或PW0的四个范围中因此确定的任一个范围设定光衰减状态，即光耦合效率变化部件中的透射率。
也就是说，考虑用于光头中的光源的动态范围，当PR0≤1.6mW时，光耦合效率变化部件中的透射率必须降低，而且，当PW0≥1.2mW时，透射率必须增加。
从而，在PW0和PR0组合落在图3中的范围(A)内的情况下，对于读模式，必须减小光耦合效率变化部件中的透射率。对于写模式，透射率可保持原样。然而，考虑到为写或读信息信号而选择光耦合效率所需的时间，光耦合效率变化部件中的透射率应该优选总是设定得更低。
在PW0和PR0组合落在图3中的范围(B)内的情况下，对于读模式，必须提高光耦合效率变化部件中的透射率，而对于写模式，透射率必须降低。从而，应该通过在写和读操作模式之间切换而改变光衰减状态。
在PW0和PR0组合落在图3中的范围(C1)内的情况下，对于写和读模式，光耦合效率变化部件中的透射率均可保持原样。从而，透射率总是较高。
在PW0和PR0组合落在图3中的范围(C2)内的情况下，对于读模式，光耦合效率变化部件中的透射率可保持原样，但对于写模式，必须提高透射率。从而，考虑到为写或读信息信号而选择光耦合效率所需的时间，光耦合效率变化部件中的透射率应该优选总是设定得更高。
从而，当PW0和PR0组合落在图3中的范围(C1)和(C2)内时，光耦合效率变化部件中的透射率应该优选总是较高。
在包含在盘盒中的光盘用于根据本发明的光盘驱动器的情况下，可在盘盒上设置表示与盘盒中光盘相应的推荐写和读光功率的信息。在此情况下，表示推荐写和读光功率的信息可在一部分盘盒中形成为两个孔，以识别图3的四个范围，由此有可能进行上述操作。
可替换地，在满足光源动态范围的范围内适当地设定光耦合效率的值。在一些情况下，光耦合效率可设定为具有三个或更多个值。在后一情况下，可更容易地产生光源。根据本发明的光头可适应规格互不相同的光盘，并且保证不必使用任何特殊光源就可写和读信息信号。
在光盘驱动器101中，选择其中形成多个记录层的多层光盘，并且按后述控制单层光盘。
当以上光盘102中的任一个装入到光盘驱动器101中时，以比用于向多层光盘写信息信号的光束的最佳写光功率更小的读光功率，例如以用于读单层光盘的光束的读光功率，而读取记录在所装入光盘102上TOC区中的盘判别数据。在因此读取的数据表示多层光盘的情况下，对光头104设定适于多层光盘的写或读光功率以及光耦合效率。
下面描述有选择性地使用上述多层和单层光盘的光盘驱动器101在写和读模式之间的切换图4A-4D为示出当光盘驱动器101在写和读操作模式之间切换时激光状态变化的时序图。图4A示出聚焦在光盘102的信号记录表面上的光量，即盘上光功率PP，图4B示出光耦合效率变化部件中的透射率PT，图4C示出分光量监视光检测元件216的输出PM，图4D示出激光输出功率PU的变化。
在光盘驱动器101中，在液晶元件214开始响应之后，激光控制器121根据系统控制器107的命令而以精确的计时切换写W和读R之间的操作模式，如下所述更具体地，在读模式R中，通过伺服电路109向液晶元件214作用适当的电压，从而，发生相位差，因此液晶元件214用作半波片，并且，如图4B所示，光耦合效率变化部件中的透射率PT设定为50％。此时，如图4D所示，激光输出功率PU为5mW，并且，读特性较好，同时，激光噪音较低。
当光盘驱动器101从读R操作模式向写W操作模式切换时，首先，伺服电路109根据系统控制器107的命令而改变作用到液晶元件214上的电压，以改变液晶元件214的相位差。
对于液晶元件214的响应，如图4B所示，光耦合效率变化部件中的透射率PT从50％变化到100％，并且，在自动功率控制操作的影响下，如图4D所示，激光输出功率PU从5mW改变为2.5mW。此时，与光耦合效率变化部件中透射率PT的变化和激光输出功率PU的变化相应地，分光量监视光检测元件216的输出PM也降低。由于液晶元件受响应速度限制，因此，在写准备WP过程中，聚焦在光盘上的光的功率PP保持为图4A所示的读光功率，其中，写准备WP过程是响应的过渡。分光量监视光检测元件216的输出PM通过前置放大器120提供给伺服电路109。当如图4C所示输出PM低于预置输出水平基准值Poff时，确定光耦合效率变化元件中的透射率PT已经变得接近于100％，如图4B所示，并且，激光控制器121根据经系统控制器107从信号调制解调器/ECC部件108提供的命令而产生信号写脉冲PW。因而，如图4D所示地调制激光输出功率PU，并且，信息信号写到光盘102上。
其次，激光控制器121首先根据系统控制器107的命令而从写W操作模式切换到读R操作模式。在此条件下，由于激光输出功率PU低至图4D所示的2.5mW，因此激光噪音较高。
在激光输出功率改变为读光功率之后，伺服电路109根据系统控制器107的命令而改变作用到液晶元件214上的电压，以改变液晶元件214中的相位差。
在液晶元件214的响应时间的读准备RP过程中，光耦合效率变化元件中的透射率PT从100％变化到50％，并且，在自动功率控制操作的影响下，激光输出功率PU从2.5mW改变为5mW。，因而，可检测质量较好的读信号，同时抑制激光噪音。此时，当分光量监视光检测元件216的输出PM超过图4C所示的预设基准值Pon时，就确定光耦合效率已经充分降低，并且开始信号读。在一些情况下，在切换到读模式R时，可开始信号读，并且当激光噪音导致读信号中的错误时，可重试信号读。此时，与光耦合效率变化元件中透射率PT的变化和激光输出功率PU的变化相应地，分光量监视光检测元件216的输出PM也升高，如图4C所示。
如果还未如上所述地执行写和读模式之间的切换，就出现以下问题首先，在光盘驱动器101从读R操作模式切换到写W操作模式的情况下，开始写操作，同时，光学输出功率仍然较高，即，光耦合效率仍然较小。因此，如果半导体激光元件进行操作以提供超过半导体激光元件的光学输出功率最大额定值的光学输出，就有可能损坏后者。
在操作模式从写W切换到读R的情况下，开始读取操作，同时光学输出功率仍然较低，即光耦合效率仍然较大。从而，如果半导体激光元件进行操作以提供超过光学输出功率最大额定值的光学输出，它就有可能损坏。从而，由于激光噪音较大而不能保证良好的读特性。另外，在完成写操作之后首先降低光耦合效率的情况下，如果半导体激光元件进行操作以提供超过半导体激光元件的光学输出功率最大额定值的光学输出，它就有可能损坏。
通过按以上程序在写和读操作模式之间进行切换，在甚至以光束写和读光学输出功率之间较小的比率读信息信号时，也有可能充分地抑制激光噪音。通过使用光学输出功率最大额定值较小的光源，光盘驱动器可准确地写和读信息信号。为了防止半导体激光元件发生上述的损坏，应该在光耦合效率变化元件彻底地改变光耦合效率之后以精确地计时开始写或读，或者，应该在开始信息信号的写或读之前，通过一些部件来检测和控制光耦合效率改变操作(用于增加或减小光耦合效率)的开始和结束。
按以下方式检测和控制光耦合效率改变操作(用于增加或减小光耦合效率)的开始和结束例如，为了机械地改变光耦合效率，可使用位置传感器等来检测光头的工作状态。可基于半导体激光器的后监视端的输出，即，监视沿着与正常输出方向相反的方向前进的光束的光检测元件的输出，而检测光学输出功率的变化，或者，通过用光检测元件检测未到达光盘且未用于写或读信息信号的一部分光束而检测光学输出功率的变化。
为了改变光束分离膜片的分光比，应该设置光检测元件来检测上述分离的光功率。
以下结合图5-11的流程图来描述以上根据本发明构造的光盘驱动器的操作。
首先，分光量监视光检测元件216的输出用于在写和读模式之间切换时改变光耦合效率，这在后面描述。光盘驱动器101具有三种操作模式写、读和待机。当写模式用“W”表示，读模式用“R”表示，并且待机模式用“-”表示时，操作模式按以下顺序转换[R-W-W-R-R-R-W-R-W-R-R]在以下三种情形的任一种中，光耦合效率发生改变，即光衰减状态发生改变，所述情形例如为(1)处于待机模式的光盘驱动器101保持前一光衰减状态，并且在接收用于“读”或“写”的下一命令时选择另一光衰减状态。图5和6示出对此光衰减状态选择所进行的操作。
(2)处于待机模式的光盘驱动器101总是保持光耦合效率较低的光衰减状态，并且，只有在接收写命令时才选择光耦合效率较高的光衰减状态。图7和8示出对此光衰减状态选择所进行的操作。
(3)处于待机模式的光盘驱动器101总是保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且，只有在接收读命令时才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。图9和10示出对此光衰减状态选择所进行的操作。
下面描述以上的三个实例情形。
在待机模式中，光盘驱动器101保持前一光衰减状态，并且在接收用于下一“读”或“写”的命令之后选择另一光衰减状态。首先，结合图5和6描述在光盘驱动器101中进行的操作。
当光盘驱动器101处于待机模式时，系统控制器107控制光盘驱动器101保持前一光衰减状态，并且在接收用于下一读或写的命令之后选择另一光衰减状态。如图5所示，当系统控制器107接收写命令时，在步骤st1中开始工作。接着在步骤st2中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压，并且判断作用电压是否为用于更高光耦合效率的电压(与“开(Open)”相应的电压)。当系统控制器107确定作用到液晶元件上的电压是用于更高光耦合效率的电压时，就前进到步骤st3。如果系统控制器107确定作用电压是用于更低光耦合效率的电压，就前进到步骤st4。在步骤st4中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更高光耦合效率的电压(与“开”相应的电压)，并且前进到步骤st3。在步骤st3中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出是否低于预定(基准值Poff)。当系统控制器107确定该输出低于预定(基准值Poff)，就前进到步骤st5。如果系统控制器107确定该输出不低于预定(基准值Poff)，就停留在步骤st3中。在步骤st5中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st6。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长时，就停留在步骤st5中。在步骤st6中，系统控制器107使光盘驱动器101开始写操作。当光盘驱动器101应该退出写操作时，系统控制器107前进到步骤st7，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出写操作，恢复光束输出功率为读功率，并且返回到待机模式。在步骤st8中，系统控制器107退出该操作。当光盘驱动器101处于待机模式时，光源准备发射具有读功率的激光束。
其次，当光盘驱动器101处于待机模式时，系统控制器107控制光盘驱动器101保持前一光衰减状态，并且在接收用于下一读或写的命令之后选择另一光衰减状态。如图6所示，当光盘驱动器101接收读命令时，系统控制器107在步骤st9中开始工作。接着在步骤st10中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压，并且判断作用电压是否为用于更低光耦合效率的电压(与“关(Close)”相应的电压)。当系统控制器107确定作用电压是用于更低光耦合效率的电压时，就前进到步骤st11。如果系统控制器107确定作用电压是用于更高光耦合效率的电压，就前进到步骤st12，在此步骤中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更低光耦合效率的电压(与“关”相应的电压)，接着前进到步骤st11。在步骤st11中，系统控制器107判断判断分光量监视光检测元件216的输出是否高于预定(基准值Pon)。当系统控制器107确定该输出高于预定(基准值Pon)时，就前进到步骤st13。如果系统控制器107确定该输出不比预定(基准值Pon)更高，就停留在步骤st11中。在步骤st13中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st14。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长，就停留在步骤st13中。在步骤st14中，系统控制器107使光盘驱动器101开始读操作。当光盘驱动器101应该退出读操作时，系统控制器107前进到步骤st15，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出读操作，并且返回到待机模式。在步骤st16中，系统控制器107退出该操作。当光盘驱动器101处于待机模式时，光源准备发射具有读功率的激光束。
在待机模式中，光盘驱动器101总是保持光耦合效率较低的光衰减状态，并且只有在接收写命令时才选择另一光衰减状态。参考图7和8将描述光盘驱动器101中的操作。
当光盘驱动器101在待机模式中，系统控制器107控制光盘驱动器101保持其中耦合效率低的光衰减状态，并只有在接收写命令时才选择另一光衰减状态。如图7所示，当系统控制器107接收写命令时，在步骤st17中开始工作。接着在步骤st18中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更高光耦合效率的电压(与“关”相应的电压)，并接着前进到步骤st19。在步骤st19中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出低于预定(基准值Poff)。当系统控制器107确定该输出低于预定(基准值Poff)，就前进到步骤st20。如果系统控制器107确定该输出不低于预定(基准值Poff)，就停留在步骤st19中。在步骤st20中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st21。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长时，就停留在步骤st20中。在步骤st21中，系统控制器107使光盘驱动器101开始写操作。当光盘驱动器101应该退出写操作时，系统控制器107前进到步骤st22，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出写操作，恢复光束输出功率为读功率，并接着前进到步骤st23。在步骤st23中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更低光耦合效率的电压(与“关”相应的电压)，并接着前进到步骤st24。在步骤st24中，系统控制器107使光盘驱动器101转换到待机模式。在步骤st25中，系统控制器107退出该操作。应该指出，当光盘驱动器101处于待机模式时，光源准备发射具有读功率的激光束，并且作用到液晶元件上的电压用于更低的光耦合效率。
进一步地，当光盘驱动器101处于待机模式时，系统控制器107控制光盘驱动器101总是保持光耦合效率较低的光衰减状态，并且只有在接收写命令时才选择另一光耦合效率较高的光衰减状态。如图8所示，当系统控制器107接收读命令时，在步骤st26中开始工作。接着在步骤st27中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出是否高于预定(基准值Pon)。当系统控制器107确定该输出高于预定(基准值Pon)时，就前进到步骤st28。如果系统控制器107确定该输出低于预定(基准值Pon)，就停留在步骤st27中。在步骤st28中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st29。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长，就停留在步骤st28中。在步骤st29中，系统控制器107使光盘驱动器101开始读操作。当光盘驱动器101应该退出读操作时，系统控制器107前进到步骤st30，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出读操作，并返回到待机模式。在步骤st31中，系统控制器107退出该操作。当光盘驱动器101处于待机模式时，光源准备发射具有读功率的激光束，并且作用到液晶元件上的电压用于更低的光耦合效率。
在待机模式中，光盘驱动器101总是保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且，只有在接收读命令时才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。下面结合图9和10描述在光盘驱动器101中进行的操作。
当光盘驱动器101处于待机模式时，系统控制器107控制光盘驱动器101保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且只有在接收写命令时才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。如图9所示，当系统控制器107接收写命令时，在步骤st32中开始工作。接着在步骤st33中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出是否低于预定(基准值Poff)。当系统控制器107确定该输出低于预定(基准值Poff)时，就前进到步骤st34。如果系统控制器107确定该输出不低于预定(基准值Poff)，就停留在步骤st33中。在步骤st34中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st35。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长，就停留在步骤st34中。在步骤st35中，系统控制器107使光盘驱动器101开始写操作。当光盘驱动器101应该退出写操作时，系统控制器107前进到步骤st36，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出写操作，恢复光束输出功率为读功率，并返回到待机模式。在步骤st37中，系统控制器107退出该操作。应该指出，当光盘驱动器101处于待机模式时，光源准备发射具有读功率的激光束，并且作用到液晶元件上的电压用于更高的光耦合效率。
其次，当光盘驱动器101处于待机模式时，系统控制器107控制光盘驱动器101总是保持光耦合效率较高的光衰减状态，并且只有在接收读命令时才选择另一光耦合效率较低的光衰减状态。如图10所示，当系统控制器107接收读命令时，在步骤st38中开始工作。接着在步骤st39中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更低光耦合效率的电压(与“关”相应的电压)，并且前进到步骤st40。在步骤st40中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出是否高于预定(基准值Pon)。当系统控制器107确定该输出高于预定(基准值Pon)时，就前进到步骤st41。如果系统控制器107确定该输出不高于预定(基准值Pon)，就停留在步骤st40中。在步骤st41中，判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st42。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长，就停留在步骤st41中。在步骤st42中，系统控制器107使光盘驱动器101开始读操作。当光盘驱动器101应该退出读操作时，系统控制器107前进到步骤st43，在此步骤中，它使光盘驱动器101退出读操作，并接着前进到步骤st44。在步骤st44中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压为用于更高光耦合效率的电压(与“开”相应的电压)，并前进到步骤st45。在步骤st45中，系统控制器107使光盘驱动器101回到待机模式。在步骤st46中，它退出操作。
另外，为了向或从规格互不相同的多种光盘中的任一种写或读信息信号，系统控制器107在步骤st47中开始工作，如图11所示。接着在步骤st48中，系统控制器107控制作用到液晶元件上的电压，以设定聚焦在光盘记录表面上的光束的光学输出功率(盘上功率)为预定值，如0.9mW，作为用于更低光耦合效率的电压(与“关”相应的电压)，并接着前进到步骤st49。在步骤st49中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216的输出是否高于预定(基准值Pon(与0.9mW对应))。应该指出，由于分光量监视光检测元件216的输出随着盘上功率的设定而相应变化，因此，必须相应地适当设定值(基准值Pon)。当系统控制器107确定分光量监视光检测元件216的输出是否高于预定(基准值Pon)时，就前进到步骤st50。如果系统控制器107确定该输出不比Pon更高，就停留在步骤st49中。在步骤st50中，系统控制器107判断分光量监视光检测元件216输出的变化小于预定值的时间是否比预定值更长。当系统控制器107确定该时间比预定值更长时，就前进到步骤st51。如果系统控制器107确定该时间不比预定值更长，就停留在步骤st50中。在步骤st51中，系统控制器107使光头开始聚焦伺服操作(聚焦工作(ON))并且前进到步骤st52。在步骤st52中，系统控制器107移动光头到光盘的最内圆周，并且前进到步骤st53。在步骤st53中，系统控制器107检测推荐的写功率PW0和推荐的读功率PR0，并前进到步骤st54。
在步骤st54中，系统控制器107判断推荐的读功率PR0是否比预定值如1.6mW更小。当系统控制器107确定推荐的读功率PR0小于预定值时，前进到步骤st55。如果系统控制器107确定推荐的读功率PR0不比预定值更小，就前进到步骤st58。在步骤st55中，系统控制器107判断推荐的写功率PW0是否比预定值如12mW更大。当系统控制器107确定推荐的写功率PW0大于预定值时，前进到步骤st56。如果系统控制器107确定推荐的写功率PW0不比预定值更大，就前进到步骤st57。
在步骤st56中，系统控制器107确定光衰减状态为图3所示的(A)，并且根据判别结果而控制作用到液晶元件上的电压。在步骤st57中，系统控制器107确定光衰减状态为图3所示的(B)，并且根据判断结果而控制作用电压。在步骤st58中，系统控制器107确定光衰减状态为图3所示的(C)(＝C1或C2)，并且根据判断结果而控制作用电压。
如图12所示，在根据本发明的光头104中，光耦合效率变化部件可由设置在光源和光束分离部件之间光路上的光学元件以及光束分离部件形成。
如图12所示，光头104包括半导体激光元件212；准直透镜213；(可变偏振状态类型的)液晶元件234；以及第一光束分离器218；第二光束分离器224；FAPC(前端自动功率控制)检测元件219；物镜220；检测透镜221；多组元透镜222和光检测元件223。光头104由这些单独安装的光学部件形成。
从光头104的激光控制器121向半导体激光元件212提供驱动电流I2。作用到液晶元件234上的电压由伺服电路109控制。应该指出，激光控制器121可设置在光头104外部或安装在后者内部。
在图12所示的光头104中，从半导体激光元件212发射的激光束入射到准直透镜221上，光束在此平行化，并且此平行光束入射到液晶元件234上。
液晶元件234根据作用电压而改变偏振状态。通过液晶元件234的光束入射到第一光束分离器218上，该光束的偏振状态已被改变。
第一光束分离器218允许大约100％的P偏振光通过，并且反射大约100％的S偏振光。当液晶元件234作用的相位差正好是N个波长(N为整数)时，大约100％的光束通过第一光束分离器218。
另一方面，当液晶元件234作用的相位差是比N个波长更短的半波长时，光束具有从正常偏振方向旋转45度角的偏振方向，从而，大约50％的光束通过第一光束分离器218，同时反射其余(大约50％)的光束。
第一光束分离器218反射的光束入射到第二光束分离器224上。第二光束分离器224反射的光由分光量监视光检测元件216检测。分光量监视光检测元件216的输出与半导体激光元件212的输出功率和第一光束分离器218中的分光率的乘积相对应，因而它一般与光头104中的光耦合效率相对应。应该指出，当光耦合效率越高，入射到分光量监视光检测元件216上的光量变得越小，同时，当光耦合效率越低，入射到分光量监视光检测元件216上的光量越大。入射到分光量监视光检测元件216上的光量与100％-[光耦合效率变化部件中的透射率(％)]成比例。分光量监视光检测元件216的输出提供给前置放大器120。
通过第二光束分离器224的光束入射到FAPC检测元件219上，FAPC检测元件219监视照射到光盘102的信号记录表面上的光束量。FAPC检测元件219的输出发送给激光控制器121，激光控制器121因而执行用于前端自动功率控制(FAPC)的操作。更具体地，激光控制器121控制半导体激光元件212的光学输出功率，从而，FAPC检测元件219的输出具有预定值。采用此控制，光盘102的表面上的入射光束输出将是恒定的。应该指出，光盘102的记录表面上的入射光束输出被控制为预定值，该输出在前面描述的写与读模式之间是不同的，而且该输出随着光盘类型的不同而不同。还应该指出，在用于采用光强度调制的光盘驱动器101中的光头104中，光束是脉冲激光。
从半导体激光元件212发射的光束被第一光束分离器218分割并通过后者，入射到物镜220上。物镜220把向着光盘102的光束聚焦到光盘102的记录表面上的点。根据基于从光盘102检测的返回光而产生的聚焦和跟踪误差信号，物镜220在图12中箭头F所示聚焦方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向平行，并且，物镜220还在图12中箭头T所示跟踪方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向正交。
光盘记录表面的返回光再次通过物镜220入射到第一光束分离器218上。第一光束分离器218通过反射而分割与后者反射率相应光量的返回光。
检测透镜221把第一光束分离器218分割的返回光变换为聚敛光束；多组元透镜222对聚敛光作用象散，为的是借助象散方法而产生聚焦误差信号；并且光检测元件223检测得到的光束。聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号可基于光检测元件223的检测输出而产生。
应指出，如图13所示，在根据本发明的光头104中，光耦合效率变化部件可由设置在光源和光束分离部件之间光路上的光学元件以及光束分离部件形成。光头104包括半导体激光元件212；准直透镜213；作为光耦合效率变化部件的(独立透射率可变类型)液晶元件254；以及第一光束分离器218；FAPC(前端自动功率控制)检测元件219；物镜220；检测透镜221；多组元透镜222和光检测元件223。光头104由这些单独安装的光学部件形成。
从光头104的激光控制器121向半导体激光元件212提供驱动电流I3。作用到液晶元件214上的电压由伺服电路109控制。应该指出，激光控制器121可设置在光头104外部或安装在后者内部。
包含在半导体激光元件212中的后端监视光电检测器(未示出)的输出BP提供给前置放大器120。作用到独立透射率可变类型液晶元件254上的电压由伺服电路109控制。
在图13所示的光头104中，从半导体激光元件212发射的激光束入射到准直透镜221上，激光束在准直透镜221中被平行化，并且，此平行光束入射到液晶元件254上。
液晶元件254根据作用电压而改变偏振状态，通过液晶元件254的光束的偏振状态已经改变，并入射到第一光束分离器218上。
第一光束分离器218允许大约100％的P偏振光通过，并且反射大约100％的S偏振光。由于液晶元件254没有对光束施加相位差，因此，大约100％的光束通过第一光束分离器218。
第一光束分离器218反射的少量光束入射到FAPC检测元件219上，FAPC检测元件219监视前往光盘102的信号记录表面上的光束量。FAPC检测元件219的输出发送给激光控制器121，激光控制器121因而执行用于前端自动功率控制(FAPC)的操作。更具体地，激光控制器121控制半导体激光元件212的光学输出功率，从而，FAPC检测元件219的输出具有预定值。采用此控制，光盘102表面上的入射光束输出将是恒定的。后端监视光电检测器的输出与半导体激光元件212的光学输出功率成正比。
应该指出，光盘102的记录表面上的入射光束输出被控制为预定值，该输出在前面描述的写与读模式之间是不同的，而且该输出随着光盘类型的不同而不同。还应该指出，在用于采用光强度调制的光盘驱动器101中的光头104中，光束是脉冲激光。
从半导体激光元件212发射的光束通过第一光束分离器218，入射到物镜220上。物镜220把前往光盘102的光束聚焦到光盘102的记录表面上的点。根据基于从光盘102检测的返回光而产生的聚焦和跟踪误差信号，物镜220在图13中箭头F所示聚焦方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向平行，并且，物镜220还在图13中箭头T所示跟踪方向上运动，该方向与物镜220的光轴方向正交。
光盘记录表面的返回光再次通过物镜220入射到第一光束分离器218上。第一光束分离器218通过反射而分割与后者反射率相应光量的返回光。
检测透镜221把第一光束分离器218分割的返回光变换为聚敛光束，多组元透镜222对聚敛光施加象散，为的是借助象散方法而产生聚焦误差信号；并且光检测元件223检测得到的光束。聚焦误差信号、跟踪误差信号和RF信号可基于光检测元件223的检测输出而产生。
在使用如图13所示构造的光头104的光盘驱动器中，写和读模式之间的选择按以下结合图14A-14D所描述的进行。
图14A-14D为示出激光状态随着光盘驱动器101在写W和读R操作模式之间切换而改变的时序图。图14A示出聚焦在光盘102的信号记录表面上的光量，即，盘上光功率PP，图14B示出光耦合效率变化元件中激光束的透射率PT，图14C示出后端监视器的输出BP的水平，并且图14D示出激光输出功率PU的变化。
而且，通过如图14C所示地设定用于后端监视器输出BP的基准值Pon和Poff的参考水平，使用根据本实施例的光头104的光盘驱动器可与使用如图12所示构造的光头104的光盘驱动器101相似地被控制。
在使用图13所示光头104的光盘驱动器101中，在液晶元件214开始响应之后，激光控制器121根据系统控制器107的命令而以精确的计时在写模式W和读模式R之间进行选择，如下所述更具体地，在读模式R中，对于图14B所示为50％的透射率PT，通过伺服电路109调节作用到液晶元件254上的电压。此时，激光输出功率PU为5mW，如图14D所示，并且，读特性较好，同时激光噪音较低。
当光盘驱动器101从读R操作模式向写W操作模式切换时，首先，伺服电路109根据系统控制器107的命令而改变作用到液晶元件254上的电压，以便如图14B所示地改变液晶元件254中的透射率PT。
在液晶元件254的响应时间的写准备周期WP的过程中，液晶元件254中的透射率PT如图14B所示地从50％改变为100％，并且在自动功率控制操作的影响下，激光输出功率PU如图14D所示地从5mW改变为2.5mW。此时，后端监视器的输出BP也根据液晶元件254中的透射率PT的变化和激光输出功率PU的变化而相应地降低，如图14C所示。由于液晶元件受响应速度的限制，因此，在写准备过程WP中，聚焦在光盘102的信号记录表面上的光的光功率保持为图4A所示的读光功率，这是响应的过渡。后端监视器输出BP通过前置放大器120而提供给伺服电路109。当输出BP低于预置的输出电平基准值Poff时，确定液晶元件254中的透射率PT变为接近100％，并且激光控制器121根据通过系统控制器107从信号调制解调器/ECC部件108提供的命令而产生信号写脉冲PW。因而，对激光输出功率PU进行调制，并且向光盘102写信息信号。
以下描述光盘驱动器101从写模式W切换到读模式R。
对于从写模式W转换到读模式R，激光控制器121首先根据系统控制器107的命令而从写W操作模式切换到读R操作模式。在此条件下，即，在读准备RP的初始状态中，由于激光输出功率PU低至2.5mW，如图14D所示，因此，激光噪音较高。
在激光输出功率改变为读光功率之后，伺服电路109根据系统控制器107的命令而改变作用到液晶元件254上的电压，以便改变液晶元件254中的透射率。
在液晶元件254的响应时间的读准备周期RP的过程中，液晶元件254中的透射率PT如图14B所示地从100％改变为50％，并且在自动功率控制操作的影响下，激光输出功率PU从2.5mW改变为5mW，并且因而，可检测质量较好的读信号，同时抑制激光噪音，如图14D所示。此时，当后端监视器的输出BP超过如图14C所示的预设基准值Pon时，就确定液晶元件254中的透射率PT已经充分地降低，并且在读模式R中开始信号读，用于从光盘102读取信息信号。在一些情况下，在切换到读模式R时，可开始信号读。如果激光噪音在读信号中导致错误，就可重复地执行模式切换。此时，如图14B所示，后端监视器输出BP也根据液晶元件254中的透射率PT的变化和激光输出功率PU的变化而相应地升高。
如果未按上述执行写和读模式W和R之间的切换，就产生以下问题首先，在光盘驱动器101从读R操作模式切换到写W操作模式的情况下，开始写操作，同时，光学输出功率仍然较高，即，光耦合效率仍然较小。所以，如果半导体激光元件进行操作以提供超过半导体激光元件的光学输出功率最大额定值的光学输出，后者就有可能被损坏。
在操作模式从写W切换到读R的情况下，开始读取操作，同时光学输出功率仍然较低，即光耦合效率仍然较大。从而，由于激光噪音较大而不能保证良好的读特性。另外，如果在完成写操作之后首先降低光耦合效率，半导体激光元件就有可能与它进行操作以提供超过光学输出功率最大额定值的光学输出功率的情形相似地被损坏。
由于这个原因，通过按以上程序在写W和读R操作模式之间进行切换，在甚至以光束写和读光学输出功率之间较小的比例读信息信号时，也有可能充分地抑制激光噪音。通过使用光学输出功率最大额定值较小的光源，光盘驱动器可准确地写和读信息信号。
注意，在上述每一个光头中，光耦合效率变化部件都可使用波片型液晶元件作为液晶元件，或者可以是任何其它类型。
以下结合光耦合效率变化部件的一些类型来详细描述。
用于根据本发明的光头中的第一类光耦合效率变化元件使用能改变光束透射率或反射率的部件。也就是说，该部件通过改变光束透射率或反射率而改变光耦合效率。
第二类光耦合效率变化元件使用光路分支部件，该部件把光束至少分割为两个光束并且使这些光束沿着不同的光路前进。即，光路分支部件通过改变在两个光路之间分割的光束比例而改变光耦合效率。
以下详细描述上述每一类光耦合效率变化元件。
图15A和15B为第一类光耦合效率变化元件的典型实例的透视图。此光耦合效率变化元件使用能改变光束透射率的透射型液晶元件21。随着改变作用到液晶元件21上的电压，后者改变光束L1的透射率。更具体地，随着改变作用到液晶元件21上的驱动电压，而改变液晶的取向，以使光透射率从图15A中的高水平改变为图15B中的低水平。在设置于伺服电路109中的液晶驱动电路的控制下，驱动液晶元件21。
图16A和16B为第一类光耦合效率变化元件的另一典型实例的透视图。此光耦合效率变化元件使用能改变光束透射率的滤板22。滤板22具有可沿图16A和16B中箭头S方向上滑动的透明板22a以及例如设置在透明板22a一部分中的半透明滤波器22b。
图16A和16B中示出的滤板22在光束L1前进光路上使滤波器22b沿着图16所示箭头S方向位移，以选择如图16A所示的光束L1通过一部分透明板22a的状态或如图16B所示的光束L1通过滤波器22b并改变光束L1透射率的状态。
更具体地，通过如图16B所示地在光束L1的光路上定位滤波器22b，有可能减少通过的光束并因而减小光耦合效率。另外，通过如图16A所示地在光束L1的光路上定位透明板22a，有可能允许所有光束L1通过以增加通过的光量，并因而提高光耦合效率。
滤板22例如支撑在压电元件等上，并且通过包括在伺服电路109中的驱动电路而控制压电元件，以控制滤板22的位置。可替换地，可用包括螺纹和电机的机构支撑滤板22，并且在包括在伺服电路109中的驱动电路的控制下而定位滤板22。
上述光耦合效率变化元件配置为改变光束的透射率，但它可配置有设置在光束L1的光路上的反射元件，以改变光束L1的反射率。
图17A和17B为第二类光耦合效率变化元件的典型实例的透视图。如图所示，此光耦合效率变化元件使用波片31和光束分离器32，它们设置为分割光束L1的光路。当波片31绕着光束L1的光路的圆周旋转时，后者通过包括在光束分离器32内的光束分离膜片32a而分割为几个光束，并且使所述几个光束沿不同的光路前进。
如图17A所示，当波片31的光轴方向PL与入射光L3的偏振方向P1对齐时，后者不被光束分离器32反射，而是全部通过光束分离器32。
另一方面，如图17B所示，当波片31的光轴方向P1从入射光L3的偏振方向PL旋转固定角度α时，光束分离器32反射入射光L3的一部分L3′，并且只允许入射光L3的剩余部分LL3沿着光盘的方向通过。
例如，在光束分离膜片是PS(完全分离)膜片(TP＝100％，RS＝100％)并且波片31是半波片的情况下，旋转角α和透射率T具有以下相互关系。
首先，对于旋转角α，偏振方向旋转2α。此时，入射到光束分离器32上的P偏振光的比率，即，透射率T按以下给出，如图17C所示。
T＝cos22α＝(1+cos4α)/2从而，对于100到50％的光耦合效率，偏振方向应该在α＝0°和α＝22.5°角之间旋转。因而，偏振方向改变45°，并且透射率可控制为100或50％。
图18A和18B为第二类光耦合效率变化元件的另一典型实例的透视图。此光耦合效率变化元件包括液晶元件33和光束分离器34，它们设置为把光束L1分割几个光束，并且使几个光束沿着不同的光路前进。当液晶元件33作为波片时，光束分离器34通过包括在光束分离器34内的光束分离膜片34a而分割光束。
更具体地，用于此光耦合效率变化元件中的液晶元件33具有设置为22.5°的滑动方向PR，如图18A所示。通过改变液晶元件33的相位差为Nλ至(N+0.5)λ或Nλ至(N-0.5)λ(在此，N为整数，λ为波长)，入射到光束分离器34上的光束L4的偏振方向可改变45°，并且透射率在100％-50％的范围内变化。
另外，用于光耦合效率变化元件中的液晶元件33具有设置为45°的滑动方向PR，如图18B所示。通过改变液晶元件33的相位差为Nλ至(N+0.25)λ或Nλ至(N-0.25)λ(在此，N为整数，λ为波长)，入射到光束分离器34上的光束LPR的偏振方向可从P偏振光改变为圆形偏振光，并且透射率在100％-50％的范围内变化。
现在，液晶元件基于下述原理而产生相位差图19A和19B为液晶元件的剖视图，图19C解释当液晶元件被作用电压时的折射率变化，并且图19D示出相位差因作用到液晶元件上的电压而引起的变化。
如图19A和19B所示，液晶元件一般用参考号40表示，包括两个玻璃基板41和42；密封在玻璃基板41和42之间的液晶分子49，液晶分子49分别由设置在玻璃基板41和42内表面上的定向膜片43和44定向；分别设置在玻璃基板41和定向膜片43之间以及玻璃基板42和定向膜片44之间的透明电极膜片45和46。通过改变作用在透明电极膜片45和46之间的电压，液晶分子49从它们沿图19A中箭头A所示滑动方向布置的状态改变为如图19B所示的相对于定向膜片43和44直立的状态，其中，箭头A方向与定向膜片43和44平行。
在此假设当液晶分子49与定向膜片43和44平行时，在滑动方向上的折射率为N1，并且，当液晶分子49与定向膜43和44垂直时，在滑动方向上的折射率为N2。如图19C所示，根据液晶分子49因作用电压变化而引起的位移，滑动方向上的折射率N1相应地改变。应该指出，在与滑动方向垂直的方向上的折射率N2保持恒定。
结果，在入射光L5中产生的相位差如图19D所示地变化，其中，入射光L5在滑动方向上前进。
以上原理允许使用液晶元件作为波片。通过组合液晶元件和光束分离器，可实现光路分支部件。
注意，图18A和18B中的光耦合效率变化元件的实例仅仅是典型实例，因而，滑动方向和相位差的范围可根据必需的透射率变化而可变地设定。
液晶元件不局限于可作为波片的任何液晶元件，而是可由能改变入射到光束分离器上的偏振光的液晶形成，例如由用于液晶显示器中的扭转向列型液晶形成。
图20A和20B为第二类光耦合效率变化元件的又一典型实例。此光耦合效率变化元件使用衍射光栅板35作为光路分支部件。
衍射光栅板35具有可在图20A和20B中箭头S方向上滑动的透明板35a以及设置在透明板35a一部分中的衍射光栅35b。
图20A和20B中所示衍射光栅板35使衍射光栅35b在图20A中沿着光束L6前进光路的箭头S方向上位移，以选择如图20A所示光束L6通过一部分透明板35a的状态或如图20B所示光束L6通过衍射光栅35b并改变光束L6分离状态的状态。
更具体地，通过如图20B所示地在光束L6的光路上定位衍射光栅35b以分离激光束L6，有可能降低光耦合效率。
另外，通过如图20A所示地在激光L6的光路上定位透明板35a中除衍射光栅35b以外的部分，以允许光束L6通过而不分离它，有可能增加光耦合效率。
衍射光栅板35例如支撑在压电元件等上，并且通过包括在伺服电路109中的驱动电路而控制压电元件，以控制衍射光栅板35的位置。可替换地，可用包括螺纹和电机的机构支撑衍射光栅板35，并且在包括在伺服电路109中的驱动电路的控制下而定位衍射光栅板35。
衍射光栅35b衍射的光量比例设定如下一次光∶零次光∶负一次光＝25％∶50％∶25％应指出，为了说明和解释方便，在此不考虑正/负二次光和更高次的衍射光。
在此情况下，有可能在100-50％的范围内改变用于向或从光盘写或读信息信号的光束。在此情况下，正/负一次光可用于消除串扰等的其它目的。
图21A和21B为第二类光耦合效率变化元件的还一典型实例。此光耦合效率变化元件使用能以衍射光栅形式改变相位差的液晶元件36，以分离光束L7。
液晶元件36配置如下。即，图19A和19B所示的每个透明电极分为多个电极，并且得到的分电极被分别作用不同的电压，或者，同样在图19A和19B中示出的一部分玻璃基板倾斜形成，以提供液晶层的厚度变化，由此形成相位差互不相同的光栅形区域。因而，实现相位深度可变的衍射光栅。
在液晶元件36中，衍射光量的比例从一个相位深度(相位差之差)改变为另一个。所以，它可按如下使用对于向光盘写信息信号，衍射光量的比例设定如下一次光∶零次光∶负一次光＝5％∶90％∶5％对于从光盘读信息信号，衍射光量的比例设定如下一次光∶零次光∶负一次光＝25％∶50％∶25％在前面，已经结合附图并以本发明的一些优选实施例作为实例进行了详细描述。然而，本领域中技术人员应该理解，本发明不局限于这些实施例，只要不偏离后附权利要求中所提出和定义的本发明精神和范围，就能以各种方式修改，另外构造或以其它各种形式体现本发明。
工业应用根据前面所描述的，即使用光源在写和读模式之间较小的功率比，读模式中的激光噪音也可抑制到充分低的水平上。使用光学输出功率最大额定值相对较小的光源，有可能保证准确地写和读信息信号。
根据本发明，可根据光学记录介质的类型、光学记录介质的记录表面、或光学记录介质的记录区而控制光耦合效率变化部件，以优化光学记录介质记录表面上的写和/或读光脉冲，其中，光学记录介质的类型由介质类型判别部件来判别，光学记录介质的记录表面由记录表面判别部件来判别，光学记录介质的记录区由记录区判别部件来判别。
权利要求
1.一种光头，包括光源；光聚焦部件，该部件把从光源发射的光束聚焦到光学记录介质上；光束分离部件，该部件使从光源发射的光束和从光学记录介质经光聚焦部件返回的返回光沿着不同的光路前进；光检测部件，该部件检测从光学记录介质经光束分离部件返回的返回光；以及设置在光源和光束分离部件之间的光耦合效率变化部件和光耦合效率检测部件，光耦合效率变化部件用于改变光耦合效率，其中，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率；以及光耦合效率检测部件用于检测与光耦合效率变化部件所改变的光耦合效率相应的信息。
2.如权利要求1所述的光头，其中，光耦合效率检测部件是用于检测经过光耦合效率变化部件处理的光束的光检测部件，所述光束沿着从朝着光学记录介质延伸的光路分支而得到的光路前进。
3.如权利要求1所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件和光束分离膜片。
4.如权利要求1所述的光头，进一步包括光功率控制部件，该部件检测照射到光学记录介质上的光束的功率，并且基于所检测的光功率而控制来自光源的光束的功率，以使照射到光学记录介质上的光束的功率保持恒定，光耦合效率检测部件是用于检测从光源发射的一部分光束的光检测部件，该部分光束不包括在发散角范围内，在此发散角范围内的其它光束聚焦在光学记录介质上。
5.如权利要求1所述的光头，其中光源是半导体激光器，并且包括光功率控制部件，该部件检测照射到光学记录介质上的光束的功率，并且基于所检测的光功率而控制来自光源的光束的功率，以使照射到光学记录介质上的光束的功率保持恒定；以及光耦合效率检测部件是用于检测从半导体激光器的激光芯片的一侧发射的光束的光检测部件，其中，半导体激光器从激光芯片另一侧发射光束，该光束聚焦到光学记录介质上。
6.如权利要求1所述的光头，其中，光耦合效率变化部件是光路分支部件，该部件把入射光束分离为至少两个光束并使所述光束沿着两个或更多个不同的光路前进，并且，光耦合效率变化部件通过改变从两个或更多个光路的一个到另一个的光量比率而改变光耦合效率。
7.如权利要求6所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件和光束分离膜片。
8.如权利要求6所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件，该元件具有以衍射光栅形式形成的区域，并且该元件的相位差被改变。
9.如权利要求6所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括衍射光栅和衍射光栅移动部件。
10.如权利要求1所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括波片、波片移动部件和光束分离膜片。
11.如权利要求1所述的光头，其中，光耦合效率变化部件可改变光束的透射率或反射率，以改变光束的光耦合效率。
12.如权利要求11所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括用于降低光束透射率的滤波器部件以及滤波器部件移动部件。
13.如权利要求11所述的光头，其中，光耦合效率变化部件包括能改变光束透射率的液晶元件。
14.一种光学记录介质记录和/或重放装置，该装置对在至少两种或更多种最佳记录光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质写或读信息信号，根据本发明，该装置包括光头，所述光头包括光源；以及光聚焦部件，该部件把从光源发射的光束聚焦到光学记录介质上，所述光头包括光束分离部件，该部件使从光源发射的光束和从光学记录介质经光聚焦部件返回的返回光沿着不同的光路前进；光检测部件，该部件检测从光学记录介质经光束分离部件返回的返回光；以及设置在光源和光束分离部件之间的光耦合效率变化部件和光耦合效率检测部件，光耦合效率变化部件用于改变光耦合效率，其中，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率；以及光耦合效率检测部件用于检测与光耦合效率变化部件所改变的光耦合效率相应的信息。
15.如权利要求14所述的装置，其中，在至少两种或更多种最佳写光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质上写和/或读信息信号。
16.如权利要求15所述的装置，进一步包括光耦合效率控制部件，该部件基于光耦合效率检测部件的检测，借助光耦合效率检测部件以及光源的光束功率来控制光耦合效率的变化，光耦合效率控制部件根据所用光学记录介质的类型来控制光耦合效率变化部件。
17.如权利要求14所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而检查光耦合效率变化部件的状态。
18.如权利要求17所述的装置，其中，为在光耦合效率变化部件的状态之间进行切换而预设基准值。
19.如权利要求18所述的装置，其中，根据最佳读光功率而可变地设定基准值。
20.如权利要求18所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
21.如权利要求18所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系以及光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
22.如权利要求17所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
23.如权利要求14所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而确定开始写和读模式之间切换操作的时间。
24.如权利要求23所述的装置，其中，为在光耦合效率变化部件的状态之间进行切换而预设基准值。
25.如权利要求24所述的装置，其中，根据最佳读光功率而可变地设定基准值。
26.如权利要求24所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
27.如权利要求24所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系以及光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
28.如权利要求23所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
29.如权利要求14所述的装置，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而检查光耦合效率变化部件的操作是否正常。
30.如权利要求14所述的装置，其中，在光耦合效率变化部件以在降低光耦合效率时比升高光耦合效率时更迅速的方式进行操作的情况下，光耦合效率变化部件设定为待机状态并且光耦合效率升高，同时，在光耦合效率变化部件以在升高光耦合效率时比降低光耦合效率时更迅速的方式进行操作的情况下，光耦合效率变化部件设定为待机状态并且光耦合效率降低。
31.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率检测部件是用于检测经过光耦合效率变化部件处理的光束的光检测部件，所述光束沿着从朝着光学记录介质延伸的光路分支而得到的光路前进。
32.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件和光束分离膜片。
33.如权利要求14所述的装置，进一步包括光功率控制部件，该部件检测照射到光学记录介质上的光束的功率，并且基于所检测的光功率而控制来自光源的光束的功率，以使照射到光学记录介质上的光束的功率保持恒定，光耦合效率检测部件是用于检测从光源发射的一部分光束的光检测部件，该部分光束不包括在发散角范围内，在此发散角范围内的其它光束聚焦在光学记录介质上。
34.如权利要求14所述的装置，其中光源是半导体激光器，并且包括光功率控制部件，该部件检测照射到光学记录介质上的光束的功率，并且基于所检测的光功率而控制来自光源的光束的功率，以使照射到光学记录介质上的光束的功率保持恒定；以及光耦合效率检测部件是用于检测从半导体激光器的激光芯片的一侧发射的光束的光检测部件，其中，半导体激光器从激光芯片的另一侧发射光束，该光束聚焦到光学记录介质上。
35.如权利要求14所述的装置，其中，当向一种类型的光学记录介质写信息信号时，其中，对于该类型介质，比任何其它类型光学记录介质的最佳写光功率都更低的写光功率是最佳的，此时，光耦合效率控制部件控制光耦合效率比用于向其它类型光学记录介质写信息信号的光耦合效率都更低；当从一种类型的光学记录介质读信息信号时，其中，对于该类型介质，比其它类型光学记录介质的最佳读光功率都更低的读光功率是最佳的，此时，光耦合效率控制部件控制光耦合效率比用于从其它类型光学记录介质读信息信号的光耦合效率更低。
36.如权利要求15所述的装置，其中，由于光头和光学记录介质之间的相对速度之差，两种或更多种光学记录介质在记录表面上的光的最佳写功率和/或读功率方面是互不相同的。
37.如权利要求15所述的装置，其中，由于介质的记录方法互不相同，两种或更多种光学记录介质在记录表面上的最佳写光功率和/或读光功率方面是互不相同的。
38.如权利要求15所述的装置，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的每一种是具有至少两个或更多个记录表面的多层光学记录介质的记录表面。
39.如权利要求15所述的装置，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的至少一种是具有至少两个或更多个记录表面的多层光学记录介质的记录表面。
40.如权利要求15所述的装置，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的每一种是其记录表面划分为至少两个或更多个记录区的光学记录介质的记录区。
41.如权利要求15所述的装置，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的至少一种是其记录表面划分为至少两个或更多个记录区的光学记录介质的记录区。
42.如权利要求15所述的装置，进一步包括用于判别光学记录介质类型的介质类型判别部件，光耦合效率控制部件，该部件根据介质类型判别部件判别的光学记录介质类型而控制光耦合效率变化部件。
43.如权利要求42所述的装置，其中，介质类型判别部件基于从光学记录介质读目录信息的结果而判别光学记录介质的类型。
44.如权利要求42所述的装置，其中，介质类型判别部件基于光学记录介质的形状而判别光学记录介质的类型。
45.如权利要求42所述的装置，其中，介质类型判别部件根据多层光学记录介质中的哪个记录层是光学记录介质而判别光学记录介质的类型。
46.如权利要求42所述的装置，其中，介质类型判别部件根据多个记录区中的哪一个是光学记录介质而判别光学记录介质的类型。
47.如权利要求42所述的装置，其中，基于介质类型判别部件所判别类型的光学记录介质的写光功率和读光功率组合以及可用激光源输出的输出范围，确定光耦合效率。
48.如权利要求47所述的装置，其中，基于确定的光耦合效率而判断在写和读模式之间切换时，光耦合效率是否应该从一个切换到另一个。
49.如权利要求42所述的装置，其中，光耦合效率控制部件基于介质类型判别部件的判别结果与所选择操作模式的组合，而控制光耦合效率，同时监视光耦合效率检测部件的检测结果.
50.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率控制部件控制相同类型光学记录介质在读模式中的光耦合效率比在写模式中的更小。
51.如权利要求50所述的装置，进一步包括光耦合效率控制部件，该部件基于光耦合效率检测部件的检测，借助光耦合效率检测部件和光源的光束功率而控制光耦合效率变化，为了从读操作模式切换到写操作模式，在聚焦到光学记录介质上的光量变化之前，光耦合效率控制部件控制光耦合效率变化部件改变光耦合效率，并且，为了从写操作模式切换到读操作模式，在聚焦到光学记录介质上的光量变化之后，光耦合效率控制部件控制光耦合效率变化部件改变光耦合效率。
52.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率变化部件是光路分支部件，该部件把入射光束分离为至少两个光束并使所述光束沿着两个或更多个不同的光路前进，并且，光耦合效率变化部件通过改变两个或更多个光路之间的光量比率而改变光耦合效率。
53.如权利要求52所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件和光束分离膜片。
54.如权利要求52所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括液晶元件，该元件具有以衍射光栅形式形成的区域，并且该元件的相位差被改变。
55.如权利要求52所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括衍射光栅和衍射光栅移动部件。
56.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括波片、波片移动部件和光束分离膜片。
57.如权利要求14所述的装置，其中，光耦合效率变化部件可改变光束的透射率或反射率，以改变光束的光耦合效率。
58.如权利要求57所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括用于降低光束透射率的滤波器部件以及滤波器部件移动部件。
59.如权利要求57所述的装置，其中，光耦合效率变化部件包括能改变光束透射率的液晶元件。
60.一种光学记录介质记录和/或重放方法，该方法在至少两种或更多种最佳写光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质上写和/或读信息信号，其中，检测光耦合效率，并且基于检测结果而改变光耦合效率，光耦合效率是聚焦在光学记录介质上的光量与从光源发射的总光量的比率。
61.如权利要求60所述的方法，其中，在至少两种或更多种最佳写光功率和/或读光功率互不相同的光学记录介质中选择的一种介质上写和/或读信息信号。
62.如权利要求60所述的方法，其中，当向一种类型的光学记录介质写信息信号时，其中，对于该类型介质，比任何其它类型光学记录介质的最佳写光功率都更小的写光功率是最佳的，此时，光耦合效率控制部件控制光耦合效率比用于向其它类型光学记录介质写信息信号的光耦合效率都更小；当从一种类型的光学记录介质读信息信号时，其中，对于该类型介质，比其它类型光学记录介质的最佳读光功率都更小的读光功率是最佳的，此时，光耦合效率控制部件控制光耦合效率比用于从其它类型光学记录介质读信息信号的光耦合效率都更小。
63.如权利要求60所述的方法，其中，光耦合效率控制部件控制相同类型光学记录介质在读模式中的光耦合效率比在写模式中的更小。
64.如权利要求63所述的方法，进一步包括光耦合效率控制部件，该部件基于光耦合效率检测部件的检测，借助光耦合效率检测部件和光源的光束功率而控制光耦合效率变化，为了从读操作模式切换到写操作模式，在聚焦到光学记录介质上的光量变化之前，光耦合效率控制部件控制光耦合效率变化部件改变光耦合效率，并且，为了从写操作模式切换到读操作模式，在聚焦到光学记录介质上的光量变化之后，光耦合效率控制部件控制光耦合效率变化部件改变光耦合效率。
65.如权利要求60所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而检查光耦合效率变化部件的状态。
66.如权利要求65所述的方法，其中，为在光耦合效率变化部件的状态之间进行切换而预设基准值。
67.如权利要求66所述的方法，其中，根据最佳读光功率而可变地设定基准值。
68.如权利要求66所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
69.如权利要求66所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系以及光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
70.如权利要求65所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
71.如权利要求60所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而确定开始写和读模式之间切换操作的时间。
72.如权利要求71所述的方法，其中，为在光耦合效率变化部件的状态之间进行切换而预设基准值。
73.如权利要求72所述的方法，其中，根据最佳读光功率而可变地设定基准值。
74.如权利要求72所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
75.如权利要求72所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果与基准值之间的大小关系以及光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
76.如权利要求71所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果在每小时中的变化而确定光耦合效率变化部件应该从一个状态切换到另一状态的时间。
77.如权利要求60所述的方法，其中，基于光耦合效率检测部件的检测结果而检查光耦合效率变化部件的操作是否正常。
78.如权利要求60所述的方法，其中，在光耦合效率变化部件以在降低光耦合效率时比升高光耦合效率时更迅速的方式进行操作的情况下，光耦合效率变化部件设定为待机状态并且光耦合效率升高，同时，在光耦合效率变化部件以在升高光耦合效率时比降低光耦合效率时更迅速的方式进行操作的情况下，光耦合效率变化部件设定为待机状态并且光耦合效率降低。
79.如权利要求61所述的方法，其中，由于光头和光学记录介质之间的相对速度之差，两种或更多种光学记录介质在记录表面上的光的最佳写功率和/或读功率方面是互不相同的。
80.如权利要求61所述的方法，其中，由于介质的记录方法互不相同，两种或更多种光学记录介质在记录表面上的最佳写光功率和/或读光功率方面是互不相同的。
81.如权利要求61所述的方法，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的每一种是具有至少两个或更多个记录表面的多层光学记录介质的记录表面。
82.如权利要求61所述的方法，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的至少一种是具有至少两个或更多个记录表面的多层光学记录介质的记录表面。
83.如权利要求61所述的方法，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的每一种是其记录表面划分为至少两个或更多个记录区的光学记录介质的记录区。
84.如权利要求61所述的方法，其中，所述两种或更多种光学记录介质中的至少一种是其记录表面划分为至少两个或更多个记录区的光学记录介质的记录区。
85.如权利要求61所述的方法，其中，基于所使用的光学记录介质的写光功率和读光功率组合以及可用激光源输出的输出范围，而确定光耦合效率。
86.如权利要求85所述的方法，其中，基于确定的光耦合效率而判断在写和读模式之间切换时，光耦合效率是否应该从一个状态切换到另一个状态。
87.如权利要求60所述的方法，其中，基于光学记录介质的类型与所选操作模式的组合而控制光耦合效率。
全文摘要
本发明涉及光头、使用其的光学记录介质记录和/或重放装置及方法，在光盘装置(101)中，光头(104)作用到光盘(102)上的光束的功率由光耦合效率变化元件(214、215)根据光盘类型、多层光盘记录层和操作模式进行控制，同时，由光电检测元件(216)检测光耦合效率变化，从而，光耦合效率在必需的最少时间内可靠地变化，并且可大大地改变作用到光盘上的光束的功率，同时不较大地改变在光源(212)一侧上的输出功率比例。因而，有可能通过使用具有较小额定光输出的光源来实现优选的记录/再现特性。
文档编号G02F1/13GK1608289SQ02826200
公开日2005年4月20日 申请日期2002年12月18日 优先权日2001年12月27日
发明者西纪彰, 手塚贤, 井上直树, 桥本久仁日 申请人:索尼株式会社