专利名称：光学拾取设备、记录器和/或复制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及对应于至少三种格式光盘的光学拾取设备。本发明具体地涉及具有2-波长激光元件和1-波长激光元件的光学拾取设备，以及具有不同折射能力的两个系统的准直装置和具有两个不同焦距的物镜，以及使用它们的记录器和/或复制器。
背景技术：
迄今为止，存在用于将信息信号记录和/或复制到具有不同格式的光盘例如CD(光盘)和DVD(数字化视频光盘)的光学拾取设备。该光学拾取设备具有用于DVD的激光元件、用于CD的激光元件、准直透镜、物镜和光接收元件。用于DVD的激光元件在一个包装内形成有对应于各个光盘的格式的用于发射波长为660nm的激光束的激光二极管以及耦合透镜。用于CD的激光元件在一个包装内形成有用于发射波长为780nm的激光束的激光二极管以及耦合透镜。准直透镜使从各激光元件发出的激光束平行。物镜将各激光束会聚到每一个光盘的信号记录表面。光接收元件接收来自每一个光盘的反射束。
该光学拾取系统包括用于发射两个波长的激光束的激光元件和耦合透镜。在这种方式下，对应于两种磁盘格式，CD光和DVD光的正向通路放大率被单独地最优化。近来，在光盘中，除了CD和DVD之外，使用其中磁道间距和位间隔都被窄化且具有405nm波长带的激光束。在这种方式下，提供其中实现高记录密度的BD(Bluray盘)。当考虑包括这种BD的信息记录和/或复制时，期望设置可以实现对应于三种磁盘格式的单独光学放大率的光学系统。
在对应于这三种光盘的磁盘记录器和/或复制器的拾取光学系统中，需要用于发射对应于各磁盘记录格式的三个波长带的激光束的光发射装置。此外，需要具有以足以记录和/复制光斑的光学耦合效率将光斑会聚到各光盘信号记录表面上的放大率的透镜系统。
这里，假设通过使用三个波长共用的单个光学通路例如传统光学拾取系统，从用于发射具有三个波长带的激光束的光发射装置发射出的激光束被入射到光盘上。然后，响应于各光盘的格式，在所需透镜系统的光学放大率方面出现差别。因此，当光学系统通过使用具有适用于一种光盘格式的数值孔径的透镜组成时，即使对应于另外两种光盘的激光束通过该光学系统，也不会得到最佳的入射角和输出角。结果是，在磁盘信号记录表面上的光量变得不充足。
图1示出了一个或多个激光二极管141、三个波共用的准直透镜组142、以及三个波共用的物镜。激光二极管141发射对应于BD、DVD和CD的波长为405nm、660nm和780nm的激光束。准直透镜组152使这些波长的激光束平行。物镜143将各波长的激光束会聚到相应光盘的信号记录表面。物镜143包括透镜144以及全息元件145，全息元件145用于根据数值孔径校正所产生的球面像差以及响应于各波长的激光束校正光盘覆盖层的厚度差。此外，该准直透镜组142和物镜143具有能够在BD的信号记录表面上形成足以记录和复制波长为405nm的激光束的光强的光斑的放大率(例如，10倍)，并且假设它们被固定到设置上。在这种光学系统中，当通过波长为405nm的激光束进行信息信号的记录时，因为孔径被设置在物镜143或致动器上的光圈(未示出)限制为BD的0.85的数值孔径。据此，入射到准直透镜组142上的激光束的有效角变为9.8°，该范围的光通量被会聚到BD的信号记录表面。
当通过使用该光学系统用波长为660nm的激光束来记录用于DVD的信息信号时，孔径被设置在物镜143或致动器上的光圈(未示出)限制为DVD的0.65的数值孔径。据此，入射到准直透镜组142上的激光束的有效角变为7.5°，该范围的光通量被会聚到DVD的信号记录表面。当通过使用该光学系统用波长为780nm的激光束来记录用于CD的信息信号时，孔径被设置在物镜143或致动器上的光圈(未示出)限制为DVD的0.52的数值孔径。据此，入射到准直透镜组142上的激光束的有效角变为6.1°，该范围的光通量被会聚到CD的信号记录表面。
这里，虽然迄今还几乎没有真实的实例，但是基于本发明人的经验，当假定具有10倍放大率的光学系统时，用于确保记录BD信号所必需光量的激光束的有效角为8到10°。然后，当激光束以9.8°的有效角被会聚到BD上时就不会出现问题。另一方面，因为有很多其中用于确保记录DVD信号所必需光量的激光束的有效角一般被设计为约11.5°到14.5°的实例，所以在激光束以7.5°的有效角入射时光量不充足。为了没有问题地检测激光束，需要约1.7倍的有效角。有很多实例，其中，用于确保记录CD信号所必需光量的激光束的有效角一般被设计为约14.0°到15.5°。因此，在激光束以6.1°的有效角入射时，光量变得不足以没有问题地检测激光束，所以需要约2.5倍的有效角。
当有效角差鉴于所必需的激光发射能力而被转变时，在DVD的情况下需要约2.3倍的能力，在CD的情况下需要约3.7倍的能力。一般地，如果记录速度变化4倍，在信号记录表面上所需的记录能力就需要2倍的记录能力(2倍快和8倍快，2倍快和16倍快，等等)。因此，在上述固定放大率的情况下，即使使用具有相同光输出的激光二极管，记录速度也可以在DVD的情况下实现仅仅约1/4，以及在CD的情况下实现仅仅约1/6。
为了解决这种问题，组成了具有包括三个光发射源的三个光学通路和用于对应于各激光束实现最佳放大率的三个透镜系统的光学系统。因此，当用于实现适于三种磁盘格式的光学放大率的一个透镜系统被组成时，用于构成光学系统的部件数量增加，并且其构成变得复杂。因此，该光学系统不能响应于缩短拾取光学系统的光学通路以及拾取设备的尺寸缩小等的请求。
Nikkei Electronics，24～25页，2004年6月7日。
发明内容
因此，期望提供实现光学系统和光发射装置的光学拾取设备，所述光学系统具有在三种磁盘之间适于每一种磁盘格式的光学放大率，光发射装置用于发射波长对应于光学拾取设备的光学系统中每一个磁盘的激光束，所述光学拾取设备用于将信息信号记录和/或复制到光盘，并且防止部件数量的增加以简化光学系统的组成，从而防止光学通路的长度被加长，防止光学拾取设备的尺寸增加。
为了解决上述问题，根据本发明的光学拾取设备包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束或者具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束，以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
根据本发明的记录器和/或复制器包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束或者具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束，以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
根据本发明的光学拾取设备包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第一光接收和发射元件，其具有用于接收具有第一波长的返回激光束以及具有第二波长的被光盘反射的激光束的光接收单元；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第二光接收和发射元件，其具有用于接收具有第三波长的返回激光束的光接收单元；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束或者具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
根据光学拾取设备以及记录器和/或复制器，通过使用两个光发射单元和准直透镜以及两个物镜，可以形成具有对应于具有不同格式的三种光盘被发射的第一到第三激光束的最优放大率的光学通路。因此，对应于各波长激光束的光学通路可以被共同使用，并且可以在用于发射具有对应于各光盘的波长的激光束的光发射单元与各光盘之间实现具有适用于各光盘格式的光学放大率的光学系统，而不会引起拾取光学系统光学通路的最大化。
图1是示出了具有对应于三种格式的一个激光二极管和一个物镜的光学系统的视图；图2是示出了根据本发明的光学拾取设备的光学系统的结构视图；图3是示出了根据本发明的光学拾取设备的光学系统的另一个实例的结构视图；图4是示出了根据本发明的光学拾取设备的另一个光学系统的结构视图；图5是示出了根据本发明的光学拾取设备的实施例的视图；图6是示出了根据本发明的光学拾取设备的另一个实施例的视图；
图7是示出了激光耦合器的透视图；图8是示出了根据本发明的光学拾取设备的光学系统的另一个实例的结构视图；以及图9是示出了根据本发明的光学拾取设备的光学系统的另一个实例的结构视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的光学拾取设备。光学拾取设备1是用于将信息信号记录和复制到CD、DVD或BD三种光盘2的拾取设备，并通过光学系统3实现对至少三种磁盘格式最优的至少三种光学放大率，所述光学系统3包括用于发射对应于各光盘2的格式的三种波长激光的两个激光束发射单元，和对应于各激光束发射单元被设置的两个准直透镜，以及通过这些准直透镜被传送的激光束入射到其上的两个物镜。
光学拾取设备1的光学系统3包括如图2所示，2-波长激光二极管10，用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束以及对应于DVD的具有660nm波长的激光束；1-波长激光二极管11，用于发射对应于CD的具有780nm波长的激光束；第一准直透镜12，用于将从2-波长激光二极管10发射出的激光束对每一个波长转变成预定发散角；第二准直透镜13，用于将从1-波长激光二极管11发射出的激光束转变成预定发散角；第一分束器15，用于在与波长780nm的激光束相同的光学通路上传送具有780nm波长的激光束，并反射具有405nm波长的激光束以及具有660nm波长的激光束；第二分束器16，用于将具有405nm波长的激光束升高到光盘2一侧，并传送具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光束；上升镜17，用于将具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光升高到光盘2一侧；第一物镜18，用于将具有405nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；第二物镜19，用于将具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；光检测器23，用于检测来自光盘2的返回激光束；以及极化分束器24，用于将返回激光束发射到光检测器23一侧。
2-波长激光二极管10在一个包装中以几微米到几百微米的间隔包含两个半导体芯片作为激光束发射单元。对应于BD的具有405nm波长的激光束被从一个发射单元发射，并且对应于DVD的具有660nm波长的激光束被从另一个发射单元发射。从2-波长激光二极管10发射出的激光被入射到设置在光学通路上的第一准直透镜12，并且根据每一个波长的有效角范围的光束被第一准直透镜12准直，并被输出到第一分束器15。
1-波长激光二极管11在一个包装中包含一个半导体芯片作为激光束发射单元。对应于CD的具有780nm波长的激光束被从该发射单元发射。从1-波长激光二极管11发射出的激光束被入射到设置在光学通路上的第二准直透镜13，并且预定有效角范围的光被第二准直透镜13准直，并被发射到第一分束器15。
第一分束器15具有波长分离特性，传送具有780nm波长的激光束，并反射具有405nm波长的激光束或者具有660nm波长的激光束。这样，光学系统3共同使用具有405nm波长的激光束、具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光束的光学通路。
在通过第一分束器15传送的或者被发射到其上的激光束的光学通路上，设置使返回激光束入射到将在后面描述的光检测器23上的极化分束器24、第二分束器16和上升镜17。第二分束器16将被反射到第一分束器15上的具有405nm波长的激光束升高到光盘2一侧，将激光束引入第一物镜18，并将来自光盘2的返回激光束反射到极化分束器24一侧。第二分束器16传送被反射到第一分束器15上的具有660nm波长的激光束以及通过第一分束器15被传送到上升镜17的具有780nm波长的激光束，并将被上升镜17反射的返回激光束传送到极化分束器24一侧。
上升镜17将通过第二分束器16传送的具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光束升高到光盘2一侧，将激光束引到第二物镜19，并将来自光盘2的返回激光束发射到极化分束器24一侧。
第一物镜18被设定到数值孔径，据此，通过设置有例如光圈20等的孔径限制装置，被第二分束器16升高的具有405nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。第二物镜19被设定到数值孔径，据此，通过设置在物镜19上的光圈21和孔径限制装置(未示出)，被上升镜17升高的具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。
用于将激光束的极化从线性极化束改变成圆极化束的1/4-波长板22a、22b被设置在第二分束器16与第一物镜18之间以及上升镜17与第二物镜19之间。1/4-波长板22a、22b在90°改变正向通路和返回通路中相对于彼此的激光束的极化方向，从而防止正向通路的激光束与返回通路的激光束的干扰，并且可以通过极化分束器24将返回通路的激光束反射到光检测器23一侧。
用于检测返回激光束的光检测器23被形成为三个波长共用的光接收元件。被极化分束器24反射的返回激光束入射到调节透镜25上，并且通过调节透镜25被缩聚到光接收表面。
用于将返回激光束反射到光检测器23一侧的极化分束器24在正向通路上传送由第一分束器15发射出的具有780nm、660nm和405nm波长的激光束作为基本上P-极化的光，并通过1/4-波长板22a、22b将极化方向转变为垂直于正向通路的方向，并将由第二分束器16和上升镜17反射的全部量的返回激光束发射到光检测器23一侧作为基本上S-极化的光。
根据上述光学拾取设备1的光学系统3，从2-波长激光二极管10发射出的具有405nm波长的激光束通过第一准直透镜12、第一分束器15、第二分束器16和第一物镜18被入射到光盘2的信号记录表面上。具有405nm波长的激光束经由通过第一准直透镜12和第一物镜18的第一光学通路26被反射，以将光斑连接到BD的信号记录表面。从2-波长激光二极管10发射出的具有660nm波长的激光束通过第一准直透镜12、第一分束器15、上升镜17和第二物镜19被入射到光盘2的信号记录表面。具有660nm波长的激光束经由通过第一准直透镜12和第二物镜19的第二光学通路27被反射，以将光斑连接到DVD的信号记录表面。此外，从1-波长激光二极管11发射出的具有780nm波长的激光束通过第二准直透镜13、第一分束器15、上升镜17和第二物镜19被入射到光盘2的信号记录表面。具有780nm波长的激光束通过经过第二准直透镜13和第二物镜19的第三光学通路被反射，以将光斑连接到CD的记录表面。
更具体地，根据本发明的光学系统3通过使用两个激光二极管和准直透镜以及两个物镜，形成具有对对应于具有BD、DVD和CD不同格式的三种光盘2被发射的具有405nm、660nm和780nm波长的激光束的最优放大率的光学通路。因此，光学系统3可以共用使用对应于各波长激光束的光学通路，并且具有最优光学放大率的光学系统可以在用于发射具有对应于各光盘的波长的激光束的激光二极管与各光盘之间对各磁盘格式实现，而不会增加拾取光学系统的光学通路的长度。
在光学系统3中，用于构成各波长的激光束通过的第一到第三光学通路26到28的第一、第二准直透镜12、13和第一、第二物镜18、19，通过经过第一光学通路26的具有405nm波长的激光束具有用于记录BD的最优光学放大率，通过经过第二光学通路27的具有660nm波长的激光束具有用于记录DVD的最优光学放大率，以及通过经过第三光学通路28的具有780nm波长的激光束具有用于记录CD的最优光学放大率。
在各波长中的放大率M由第一或第二准直透镜12或13的焦距FC1或FC2与第一或第二物镜18或19的焦距FOBJ1或FOBJ2的比(M＝FC/FOBJ)表示。这样，用于记录BD的具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路26的最优放大率MB变为MB＝FC1/FOBJ1，用于记录DVD的具有660nm波长的激光束通过的第二光学通路27的最优放大率MD变为MD＝FC1/FOBJ2，用于记录CD的具有780nm波长的激光束通过的第三光学通路28的最优放大率MC变为MC＝FC2/FOBJ2。
在该光学系统3中，例如，如上所述，当根据激光器一侧的有效角与物镜的数值孔径NA之间的关系假设对BD、DVD和CD的最优正向通路放大率MB、MD和MC是10倍、6倍和4倍时，关于具有这种最优放大率的第一、第二准直透镜12、13的焦距以及第一、第二物镜18、19的焦距的一个实例，如在下面的表格中所示出的。
下面将描述该表1的关系。首先，用于构成第一光学通路26的第一准直透镜12的焦距FC1被设定为15，第一物镜18的焦距FOBJ1被设定为1.5(10＝15/1.5)，使得具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路26满足用于记录BD的10倍最优放大率。
根据上面的描述，用于构成具有660nm波长的用于记录DVD的激光束通过的第二光学通路27的第一准直透镜12的焦距FC1是15，并且因为DVD中的放大率被设定为6倍，所以第二物镜19的焦距FOBJ2变为15/6＝2.5。
然后，根据上面的描述，用于构成具有780nm波长的用于记录CD的激光束通过的第三光学通路28的第二准直透镜19的焦距FOBJ2是2.5，并且因为CD中的放大率被设定为4倍，所以第二准直透镜13的焦距FC2变为2.5×4＝10。
这样，光学系统3包括具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束共用的第一准直透镜12，以及具有660nm波长的激光束入射到其上的第二物镜19，以及具有405nm波长的激光束入射到其上的第一物镜18。第二物镜19在如上描述的图1中准直透镜和物镜中具有三个波共用的光学系统的1.7倍激光侧有效角(放大率为1/1.7)。这是根据当准直透镜为共用时物镜的焦距变为2.5/1.5＝1.7倍的事实。
此外，在第二物镜19被具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束共用时，光学系统3除了具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束入射到其上的第一准直透镜12之外，还包括具有780nm波长的激光束入射到其上的第二准直透镜13。为了构造用于记录CD的最优放大率，第二准直透镜13和第二物镜19在如上描述的图1中准直透镜和物镜中具有三个波共用的光学系统的2.5倍激光侧有效角(放大率为1/2.5)，这是根据准直器的焦距变为10/15＝1/1.5倍、物镜的焦距根据2.5/1.5＝1.7变为1.7×(1/1.5)＝2.5倍的事实而得到的。
根据用于通过第一、第二准直透镜12、13和第一、第二物镜18、19构成第一到第三光学通路26到28的具有如上描述最优放大率的光学系统3，可以在两个激光二极管10、11与两个物镜18、19之间实现用于构成对应于三种格式的三种光学放大率的光学通路，而不会引起光学通路的加长以及拾取光学系统的尺寸增加。因此，得到了在各种格式的光学系统中的最优光学放大率，并且各波长的激光束可以在最优光束量中被缩聚到各种格式的光盘上。因此，可以避免在信息信号记录时记录速度降低的不便，并且用简单的构造保持了通过最优记录量光束的记录特性，因此可以实现期望的记录速度。
顺便说一下，在该光学系统3中，当返回激光束根据波长被多个光检测器检测到时，如图3所示，光检测器29通过调节透镜和分束器被进一步设置在极化分束器24与调节透镜25之间。例如，具有405nm波长的返回激光束可以由光检测器23检测，并且具有660nm和780nm波长的返回激光束可以由光检测器29检测。
在本发明应用于其中的光学拾取设备的光学系统中，不仅具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束被从一个2-波长激光二极管发射、并且具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束被入射到一个物镜上的情况是可能的，而且具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束被从一个2-波长激光二极管发射、并且具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束可以被入射到一个物镜上的情况也是可能的。
具体地，该光学系统30包括如图4所示，1-波长激光二极管31，用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束；2-波长激光二极管32，用于发射对应于DVD的具有660nm波长的激光束以及对应于CD的具有780nm波长的激光束；第一准直透镜33，用于将从1-波长激光二极管31发射出的激光束转变成预定发散角；第二准直透镜34，用于将从2-波长激光二极管32发射出的激光束对每一个波长转变成预定发散角；第一分束器35，用于在与具有660nm的激光束和具有780nm波长的激光束相同的光学通路上传送具有660nm的激光束和具有780nm波长的激光束；第二分束器36，用于将具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束升高到光盘2一侧，并传送具有780nm波长的激光束；上升镜37，用于将具有780nm波长的激光束升高到光盘2一侧；第一物镜38，用于将具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；第二物镜39，用于将具有780nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；光检测器40，用于检测来自光盘2的返回激光束，以及极化分束器42，用于将返回激光束反射到光检测器40一侧。
即使在该光学系统30中，类似于光学系统3，由第二分束器36升高的具有405nm波长和660nm波长的激光束被设定为数值孔径，其通过设置在光圈43上和紧靠第一物镜38之前设置在物镜38上的孔径限制装置(未示出)，可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。此外，例如光圈44的孔径限制装置还紧靠在第二物镜39之前设置，并且由上升镜37升高的具有780nm波长的激光束被设定为可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑的数值孔径。
此外，调节透镜45被设置在用于检测返回激光束的光检测器40与极化分束器42之间，并且返回激光束通过该调节透镜45被缩聚到光检测器40的光接收表面。
用于将激光束的极化从线性极化束改变成圆极化的1/4-波长板41a、41b被分别设置在第二分束器36与第一物镜38之间以及上升镜37与第二物镜39之间。1/4-波长板41a、41b在90°改变正向通路和返回通路中相对于彼此的激光束的极化方向，从而防止经过相同光学通路的正向通路的激光束与返回通路的激光束彼此干扰，并且可以通过极化分束器42将返回通路的激光束反射到光检测器40一侧。
根据如上所述的光学系统30，从1-波长激光二极管31发射出的具有405nm波长的激光束通过第一准直透镜33、第一分束器35、第二分束器36和第一物镜38被入射到光盘2的信号记录表面上。具有405nm波长的激光束经由通过第一准直透镜33和第一物镜38的第一光学通路46被反射，以将光斑连接到BD的信号记录表面。同样，从2-波长激光二极管32发射出的具有660nm波长的激光束通过第二准直透镜34、第一分束器35、第二分束器36和第一物镜38被入射到光盘2的信号记录表面。具有660nm波长的激光束经由通过第二准直透镜34和第一物镜38的第二光学通路47被反射，以将光斑连接到DVD的信号记录表面。此外，从2-波长激光二极管32发射出的具有780nm波长的激光束通过第二准直透镜34、第一分束器35、上升镜37和第二物镜39被入射到光盘2的信号记录表面。具有780nm波长的激光束通过经过第二准直透镜34和第二物镜39的第三光学通路48被反射，以将光斑连接到CD的记录表面。
更具体地，光学系统30通过使用两个激光二极管和准直透镜以及两个物镜，形成具有对对应于具有BD、DVD和CD三种不同格式的三种光盘2被发射的具有405nm、660nm和780nm波长的激光束的最优放大率的光学通路。因此，即使在该光学系统30中，可以共用使用对应于具有各波长的激光束的光学通路，并且具有适用于各磁盘格式的最优光学放大率的光学系统可以在用于发射具有对应于各光盘的波长的激光束的激光二极管与各光盘之间实现，而不会引起拾取光学系统的光学通路长度的增加。
在光学系统30中，用于构成各波长的激光束通过的第一到第三光学通路46到48的第一、第二准直透镜33、34和第一、第二物镜38、39，通过经过第一光学通路46的具有405nm波长的激光束具有用于记录BD的最优光学放大率，通过经过第二光学通路47的具有660nm波长的激光束具有用于记录DVD的最优光学放大率，以及通过经过第三光学通路48的具有780nm波长的激光束具有用于记录CD的最优光学放大率。
如上所述，各波长中的最优放大率M由第一或第二准直透镜33或34的焦距FC1或FC2与第一或第二物镜38或39的焦距FOBJ1或FOBJ2的比(M＝FC/FOBJ)表示。这样，用于记录BD的具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路46的最优放大率MB变为MB＝FC1/FOBJ1，用于记录DVD的具有660nm波长的激光束通过的第二光学通路47的最优放大率MD变为MD＝FC2/FOBJ1，用于记录CD的具有780nm波长的激光束通过的第三光学通路48的最优放大率MC变为MC＝FC2/FOBJ2。
在该光学系统30中，例如，如上所述，当根据激光器一侧的有效角与物镜的数值孔径NA之间的关系假设对BD、DVD和CD的最优正向通路放大率MB、MD和MC是10倍、6倍和4倍时，关于具有这种最优放大率的第一、第二准直透镜33、34的焦距以及第一、第二物镜38、39的焦距的一个实例，如在下面的表格中所示出的。
下面将描述该表2的关系。首先，用于构成第一光学通路46的第一准直透镜33的焦距FC1被设定为15，第一物镜33的焦距FOBJ1被设定为1.5(10＝15/1.5)，使得具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路满足用于记录BD的10倍最优放大率。
根据上面的描述，用于构成具有660nm波长的激光束通过的第二光学通路47的第一准直透镜38的焦距FOBJ1是1.5，并且因为DVD中的放大率被设定6倍，所以第二准直透镜34的焦距FC2变为1.5×6＝9。
然后，根据上面的描述，用于构成具有780nm波长的激光束通过的第三光学通路48的第二准直透镜34的焦距FC2是9，并且因为CD中的放大率被设定4倍，所以第二物镜39的焦距FOBJ2变为9/4＝2.25。
这样，光学系统30包括具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束共用的第一物镜38，以及具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束入射到其上的第二准直透镜34，以及具有660nm波长的激光束入射到其上的第一准直透镜33。第二准直透镜34在如上描述的图1中准直透镜和物镜中具有三个波共用的光学系统的1.7倍激光侧有效角(放大率为1/1.7)。这是根据当物镜为共用时准直透镜的焦距变为15/9＝1.7倍的事实。
此外，在第二准直透镜34被具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束共用时，光学系统3除了具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束入射到其上的第一物镜38之外，还包括具有780nm波长的激光束入射到其上的第二物镜39。为了构造用于记录CD的最优放大率，第二准直透镜34和第二物镜39在如上描述的图1中准直透镜和物镜中具有三个波共用的光学系统的2.5倍激光侧有效角(放大率为1/2.5)，这是根据物镜的焦距变为2.25/1.5＝1.5、准直透镜的焦距根据15/9＝1.7倍变为1.7×(1.5)＝2.5倍的事实而得到的。
根据用于通过第一、第二准直透镜33、34和第一、第二物镜38、39构成第一到第三光学通路46到48的具有如上描述最优放大率的光学系统30，可以在两个激光二极管31、32与两个物镜38、39之间实现用于构成对应于三种格式的三种光学放大率的光学通路，而不会引起光学通路的加长以及拾取光学系统的尺寸增加。
顺便说一下，在该光学系统30中，当返回激光束根据波长被多个光检测器检测时，如图3所示，调节透镜和分束器被进一步设置在极化分束器42与调节透镜45之间。
然后，将描述根据本发明的光学拾取设备1的实施例。光学拾取设备1包括，如图5所示，在光盘2径向上设置的由一对导轴51、52支撑的拾取基座53，以及在该拾取基座中形成的光学系统54。该光学系统54包括2-波长激光二极管55，用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束以及对应于DVD的具有660nm波长的激光束；1-波长激光二极管56，用于发射对应于CD的具有780nm波长的激光束；第二极化分束器57、58，每一个具有波长选择性；准直透镜59，被可移动地支撑在激光束的光轴方向上；分束器60，用于将具有405nm波长的激光束反射到光盘2一侧，并传送具有660nm和780nm波长的激光束；上升镜61，用于将具有660nm和780nm波长的激光束升高到光盘2一侧；第一物镜62，用于将被分束器60升高的具有405nm波长的激光束会聚到BD的信号记录表面；第二物镜63，用于将被上升镜61升高的具有660nm和780nm波长的激光束会聚到DVD或CD的信号记录表面；第一光检测器64，用于检测由第二极化分束器58反射的具有405nm波长的返回激光束；以及第二光检测器65，用于检测通过第一极化分束器57传送的具有660nm和780nm波长的返回激光束。
用于该光学系统54的具有波长选择性的第一和第二极化分束器57、58根据入射激光束的波长传送或反射，并且例如通过在棱镜的连接表面上提供具有预定结构的光学薄膜来形成。更具体地，第一极化分束器57反射具有405nm波长的激光束，传送具有780nm波长的激光束，并根据极化状态传送或反射具有660nm波长的激光束。此外，第二极化分束器58传送具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束，并且根据极化状态传送或反射具有405nm波长的激光束。
该光学系统54包括下面的结构，三个波长共用的准直透镜59以及通过与准直透镜59结合来缩短仅在CD光学通路上的综合焦距的耦合透镜66a，被连接到包含用于发射具有780nm波长的激光束的1-波长激光二极管56的CDLD封装66，而不是提供两个准直透镜。
2-波长激光二极管55被包含在含有光栅的封装中，所述光栅对具有660nm波长的激光束具有半波长板功能。
顺便说一下，在光轴方向上被可移动地支撑的准直透镜59在透镜支持器67的两端被支撑，插入到在光轴方向上延伸的一对导轴68、69中，并且与驱动马达70的旋转轴71配合。准直透镜59可以通过在光轴方向上移动透镜夹持器67校正BD和DVD中的球面像差。
在如上所述的光学系统54中，从2-波长激光二极管55发射出的具有405nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的准直透镜59和第一物镜62的第一光学通路，从2-波长激光二极管55发射出的具有660nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的准直透镜59和第二物镜63的第二光学通路，从1-波长激光二极管56发射出的具有780nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的设置在CDLD封装66上的耦合透镜66a、准直透镜59和第二物镜63的第三光学通路，从而构成具有对应于三种磁盘格式的三种光学放大率的光学通路。
更具体地，经由对具有660nm波长的激光束具有半波长板功能的光栅，通过微分推拉方法，从2-波长激光二极管55发射出的具有405nm波长的激光束被分成三束以产生循迹误差。实质上，所有量的激光束都被第一极化分束器57反射。极化方向通过作为仅仅对于具有405nm波长的激光束的半波长板操作的波长板被旋转预定量。激光束部分通过第二极化分束器58传送，部分被其反射。通过第二极化分束器58被传送的激光束传送被设定为焦距的准直透镜59以构成先前在表1中示出的光学放大率，通过分束器60反射到光盘2一侧，并且入射到第一物镜62上。传送经过第二极化分束器58的激光束由光检测器73检测，以监视激光功率。
因为通过将准直透镜59和第一物镜62设定为例如在表1中所示出的焦距，具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路被设定为具有用于记录BD的最优光学放大率的光学通路，所以具有405nm波长的激光束以合适的量被辐射到BD的信号记录表面。
反射到BD的返回激光束被分束器60反射，传送通过准直透镜59，并被第二极化分束器58反射到第一光检测器64一侧。返回激光束经由调节透镜74被缩聚到第一光检测器64的光接收表面。
此外，通过对具有660nm波长的激光束具有半波长板功能的光栅，从2-波长激光二极管55发射出的具有660nm波长的激光束被旋转以变成在极化方向上对极化分束器基本上S-极化的光，通过微分推拉方法被分成三束以产生循迹误差，并且所有量的激光束都被第一极化分束器57反射。被第一极化分束器57反射的激光束被传送通过第二极化分束器58，被传送通过设定为焦距的准直透镜59和分束器60以构成先前在表1中示出的光学放大率，并且通过具有单向镜功能的上升镜61入射到第二物镜63。激光束通过被部分传送通过上升镜61而由光检测器75检测用于监视激光功率。
因为通过将准直透镜59和第二物镜63设定为例如在表1中所示出的焦距，具有660nm波长的激光束通过的第二光学通路被设定为具有用于记录DVD的最优光学放大率的光学通路，所以具有660nm波长的激光束以合适的激光束量被辐射到DVD的信号记录表面。
被DVD反射的返回激光束被上升镜61反射，经过准直透镜59、第一极化分束器57和单向镜76，被第二光检测器64检测。
此外，从1-波长激光二极管56发射出的具有780nm波长的激光束通过固定到CDLD封装60的耦合透镜66a、与准直透镜59结合被缩短到综合焦距，被单向镜76反射，被传送通过第一极化分束器57、波长板和第二极化分束器58，入射到被设定为焦距以结合耦合透镜66a构成表1中所示光学放大率的准直透镜59。激光束被传送通过准直透镜59和分束器60，并经由上升镜61入射到第二物镜63。激光束通过被部分传送通过上升镜61而由光检测器75检测用于监视激光功率。
具有780nm波长的激光束通过的第三光学通路被经过，通过将与耦合透镜66a结合的准直透镜59和第二物镜63设定为焦距而被设定为具有用于记录CD的最优光学放大率的光学通路，因此，具有780nm波长的激光束以合适量的激光束被辐射到CD的信号记录表面。
被CD反射的返回激光束被上升镜61反射，被传送通过准直透镜59、第二极化分束器58、第一极化分束器57和单向镜76，并被第二光检测器65检测。
接下来，将描述根据本发明的光学拾取设备1的另一个实施例。该光学拾取设备1通过使用用于发射具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束的2-波长半导体激光器、通过以杂合方式集成得到的所谓激光耦合器、用于从光盘2接收这些激光束的反射光的光检测器而组成光学系统80。如图6所示，光学拾取设备1包括在光盘2径向上设置的由一对导轴81、82支撑的拾取基座83，以及在该拾取基座83中形成的光学系统80。该光学系统80包括1-波长激光二极管85，用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束；激光耦合器86，安装有对应于CD的具有780nm波长的激光束和对应于DVD的具有660nm波长的激光束的接收和发射元件；第一、第二极化分束器87、88，具有波长选择性；准直透镜89，被可移动地支撑在激光束的光轴方向上；分束器90，用于将具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束反射到光盘2一侧，并传送具有780nm波长的激光束；上升镜91，用于将具有780nm波长的激光束升高到光盘2一侧；第一物镜92，用于将被分束器90升高的具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束会聚到BD或DVD的信号记录表面；第二物镜93，用于将被上升镜91升高的具有780nm波长的激光束会聚到CD的信号记录表面；以及光检测器94，用于检测由第一极化分束器87反射的具有405nm波长的返回激光束。
如图7所示，用于该光学系统80的激光耦合器86通过例如在扁平封装107中容纳激光耦合器106而构成，其中，具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束的光源的2-波长激光二极管106和棱镜105被安装在具有用于光检测表面区域的光检测器101、102的硅芯片103上。
2-波长激光二极管104通过具有设置在前区上的PIN光电二极管108的光电二极管芯片109而被垂直安装在硅芯片103上。设置在光电二极管芯片109上的PIN光电二极管108监视从2-波长激光二极管104的后面发射出的激光束，目的是用于控制2-波长激光二极管104的输出。
从2-波长激光二极管104前面发射出的发射束在棱镜105的倾斜端面105a上基本上被垂直反射，并且如图6所示，通过扁平封装107上表面上的透明盖玻璃被从准直透镜89和第一或第二物镜92或83引导到光盘2的信号记录表面。另一方面，由光盘2的信号记录表面反射的返回束被沿着光盘2与扁平封装107之间的相同路径推进，并入射到扁平封装107中。被传送通过棱镜105倾斜端面105a的激光束通过棱镜105由光检测器101、102检测。
具有波长选择性的第一和第二极化分束器87、88根据入射激光束的波长传送或反射入射激光束，并且例如设置有在棱镜的连接表面上的具有预定结构的光学薄膜。更具体地，第一、第二极化分束器87、88传送具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束，并且根据极化状态传送或反射具有405nm波长的激光束。
同样，即使在该光学系统80中，也邻近激光耦合器86设置三个波长共用的准直透镜89以及通过与该准直透镜89结合来缩短仅用于DVD/CD光学通路的综合焦距的耦合透镜110，而不是包括两个准直透镜。
此外，1-波长激光二极管85被容纳在形成有光栅的封装中，所述光栅对具有405nm波长的激光束具有半波长板功能。
顺便说一下，在光轴方向上被可移动地支撑的准直透镜89在透镜支持器95的两端被插入到在光轴方向上延伸的一对导轴96、97中，并且与驱动马达98的旋转轴99配合。准直透镜89可以通过在光轴方向上移动透镜夹持器95来校正BD的球面像差。
在如上所述的光学系统80中，从1-波长激光二极管85发射出的具有405nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的准直透镜69和第一物镜92的第一光学通路，从激光耦合器86发射出的具有660nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的准直透镜89和第一物镜92的第二光学通路，从激光耦合器86发射出的具有780nm波长的激光束通过经过被设定为预定焦距的准直透镜89和第二物镜72的第三光学通路。因此，形成了具有对应于三种磁盘格式的三种光学放大率的光学通路。
更具体地，通过具有半波长板功能的光栅，从1-波长激光二极管85发射出的具有405nm波长的激光束在极化方向上被旋转预定量，并通过微分推拉方法被分成三束以产生循迹误差信号，以所有的量在第一极化分束器87上被反射，部分传送通过第二极化分束器、部分被其反射。通过第二极化分束器88被传送的激光束被传送通过被设定为焦距的准直透镜89以与第一途径92一起构成用于记录BD的最优光学放大率，如先前在表2中示出的，通过分束器90被反射到光盘2一侧。被传送经过第二极化分束器88的激光束由光检测器111检测，以监视激光功率。
因为通过例如将准直透镜89和第一物镜92设定为例如在表2中所示出的焦距，具有405nm波长的激光束通过的第一光学通路被设定为具有用于记录BD的最优光学放大率的光学通路，所以具有405nm波长的激光束以合适的量被辐射到BD的信号记录表面。
被BD反射的返回激光束被分束器90反射，被传送通过准直透镜89和第二极化分束器88，在极化方向上通过作为仅对于具有405nm波长激光束的半波长板操作的波长板被旋转90°，并被第一极化分束器87反射到光电检测器94一侧。返回激光束通过调节镜112和镜子113被缩聚到光检测器94的光接收表面。
此外，从激光耦合器86发射出的具有660nm波长的激光束被传送通过第一、第二极化分束器87、88，被传送通过设定为焦距的准直透镜89以通过与耦合透镜110结合与第一物镜92一起构成先前在表2中示出的用于记录DVD的最优光学放大率，并且被分束器90反射到光盘2一侧，并入射到第一物镜93。
通过将与耦合透镜110结合的准直透镜89和第一物镜92设定为例如在表2中示出的焦距，具有660nm波长的激光束通过的第二光学通路被设定为具有用于记录DVD的最优光学放大率的光学通路，所以具有660nm波长的激光束以合适的量被辐射到DVD的信号记录表面。
被DVD反射的返回激光束被分束器90反射，被传送通过准直透镜89、第二极化分束器88和第一极化分束器87，并且被入射到激光耦合器86中。返回束被传送通过棱镜105的倾斜端面105a，并且通过棱镜105被光检测器101、102检测。
此外，从激光耦合器86发射出的具有780nm波长的激光束被传送通过第一、第二极化分束器87、88，被传送通过被设定为焦距以通过与耦合透镜110结合如表2所示与第二物镜93一起构成用于记录CD的最优光学放大率的准直透镜89和分束器90，被上升镜91反射，并且入射到第二物镜93上。
通过将与耦合透镜110结合的准直透镜89和第二物镜93设定为例如在表2中示出的焦距，具有780nm波长的激光束通过的第三光学通路被设定为具有用于记录CD的最优光学放大率的光学通路，因此，具有780nm波长的激光束以合适的量被辐射到CD的信号记录表面。
被CD反射的返回激光束被上升镜91反射，被传送通过准直透镜89、第二极化分束器88、第一极化分束器87，并入射到激光耦合器86中。返回束被传送通过棱镜105的倾斜端面105a，并且通过棱镜105被光检测器101、102检测。
在上面的描述中，已经描述了集中于其中激光束被从激光二极管正向通路中的光学通路放大率的构造。根据本发明的光学拾取设备可以构造除了正向通路中的光学通路放大率之外，用于在返回通路上构成适用于三种磁盘格式的三种最优光学通路放大率的的光学系统，其中，被光盘反射的激光束被导向光接收元件。顺便说一下，在下面的描述中，与相对于光学系统3和光学系统30描述的组件相同的组件用相同的标号表示，并且将省略其详细描述。
光学拾取设备120的光学系统121包括如图8所示，2-波长激光二极管，用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束以及对应于DVD的具有660nm波长的激光束；第一激光耦合器122，其安装有光检测器作为用于检测被光盘2反射的两个波长激光束返回光的共用光接收元件；1-波长激光二极管，用于发射对应于CD的具有780nm波长的激光束；激光耦合器123，安装有光检测器作为用于检测被光盘2反射的具有780nm波长的激光束返回光的共用光接收元件；第一准直透镜12，用于将从第一激光耦合器122发射出的激光束会聚成预定发散角；第二准直透镜13，用于将从第二激光耦合器123发射出的激光束转变成预定发散角；第一分束器15，用于在与波长780nm的激光束相同的光学通路上传送具有780nm波长的激光束，并反射具有405nm波长的激光束以及具有660nm波长的激光束；第二分束器16，用于将具有405nm波长的激光束升高到光盘2一侧，并传送具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光束；上升镜17，用于将具有660nm波长的激光束以及具有780nm波长的激光升高到光盘2一侧；第一物镜18，用于将具有405nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；第二物镜19，用于将具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面。
第一物镜18被设定到数值孔径，据此，通过设置有例如光圈20等的孔径限制装置，被第二分束器16升高的具有405nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。第二物镜19被设定到数值孔径，据此，通过设置在物镜19上的光圈21和孔径限制装置(未示出)，被上升镜17升高的具有660nm和780nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。
用于将激光束的极化从线性极化改变成圆极化的1/4-波长板22a、22b被分别设置在第二分束器16与第一物镜18之间以及上升镜17与第二物镜19之间。
根据如上所述的光学系统121，从第一激光耦合器122发射出的具有405nm波长的激光束通过第一准直透镜12、第一分束器15、第二分束器16和第一物镜18入射到光盘2的信号记录表面上，被光盘2的信号记录表面反射的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第一激光耦合器122中，并被光检测器检测。具有405nm波长的激光束通过第一光学通路124被反射，其中，由光盘2反射的返回光经过第一物镜18和第一准直透镜12，以将光斑连接到第一激光耦合器122的光检测器的光接收表面。
此外，从第一激光耦合器122发射出的具有660nm波长的激光束通过第一准直透镜12、第一分束器15、第二分束器16、上升镜17和第二物镜19入射到光盘2的信号记录表面上，被光盘2的信号记录表面反射的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第一激光耦合器122中，并被光检测器检测。具有660nm波长的激光束通过第二光学通路125被反射，其中，由光盘2反射的返回光经过第二物镜19和第一准直透镜12，以将光斑连接到第一激光耦合器122的光检测器的光接收表面。
从第二激光耦合器123发射出的具有780nm波长的激光束通过第二准直透镜13、第一分束器15、第二分束器16、上升镜17和第二物镜19入射到光盘2的信号记录表面上，被光盘2的信号记录表面反射的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第二激光耦合器123中，并被光检测器检测。具有780nm波长的激光束通过第三光学通路126被反射，其中，由光盘2反射的返回束经过第二物镜19和第二准直透镜13，以将光斑连接到第二激光耦合器123的光检测器的光接收表面。
这里，关于与每一种磁盘格式中的散焦边际非常相关的量，有波长λ、物镜的焦深Z到数值孔径NA。这里，焦深Z＝λ/(NA2)。另一方面，当聚焦误差信号的图画范围Spp是PD上的光斑直径Φ、物镜的数值孔径NA、近轴范围中作为近似值的返回通路放大率β，那么在一般的散光方法、斑尺寸方法中，表示为Spp＝0.5×Φ/(NA×β)。
在BD、DVD和CD的情况下，为了简便，设定Spp＝Z的4倍，Φ＝75μm，并计算期望的返回通路放大率。得到下面的表格3。
因此，理解在返回通路中的最优放大率在每一种格式的情况下都不同。因此，用于构成第一到第三光学通路124到126的第一、第二物镜18、19和第一、第二准直透镜12、13实现了在上面表格3中示出的返回通路放大率β。
在根据本发明的光学拾取设备的光学系统中，具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束被从一个激光耦合器发射，并且具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束被入射到一个物镜上。此外，具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束可以从一个激光耦合器被发射，而具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束可以被入射到一个物镜上。
即，该光学系统127包括如图9所示，第一激光耦合器128，安装有1-波长激光二极管和作为光接收元件的光检测器，所述1-波长激光二极管用于发射对应于BD的具有405nm波长的激光束，所述光检测器用于接收被光盘2反射的具有405nm波长的激光束的返回光；第一激光耦合器129，安装有2-波长激光二极管和作为共用光接收元件的光检测器，所述2-波长激光二极管用于发射对应于DVD的具有660nm波长的激光束以及对应于CD的具有780nm波长的激光束，所述光检测器用于接收被光盘2反射的具有660nm波长的激光束的返回光；第一准直透镜33，用于将从第一激光耦合器128发射出的激光束会聚成预定发散角；第二准直透镜34，用于将从第二激光耦合器129发射出的激光束对每一个波长会聚成预定发散角；第一分束器35，用于在与波长660nm和780nm的激光束相同的光学通路上传送具有660nm波长的激光束和具有780nm波长的激光束，并反射具有405nm波长的激光束；第二分束器36，用于将具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束升高到光盘2一侧，并传送具有780nm波长的激光束；上升镜37，用于将具有780nm波长的激光升高到光盘2一侧；第一物镜38，用于将具有405nm波长的激光束和具有660nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面；以及第二物镜39，用于将具有780nm波长的激光束会聚到光盘2的信号记录表面。
光学系统127，类似于光学系统121，被设定为数值孔径，据此，通过紧邻第一物镜38之前设置的光圈43和设置在物镜38上的孔径限制装置(未示出)，被第二分束器36升高的具有405nm和660nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。此外，在紧邻第二物镜39之前提供了例如光圈44等的孔径限制装置，并且第二物镜39被设定到数值孔径，据此，被上升镜37升高的具有780nm波长的激光束可以在光盘2的信号记录表面上形成光斑。
此外，用于将激光束的极化从线性极化改变成圆极化的1/4-波长板41a、41b被设置在第二分束器36与第一物镜38之间以及上升镜37与第二物镜39之间。
根据如上所述的光学系统127，从第一激光耦合器128发射出的具有405nm波长的激光束通过第一准直透镜33、第一分束器35、第二分束器36和第一物镜38被入射到光盘2的信号记录表面上，并且被光盘2的信号记录表面反射的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第一激光耦合器128上。具有405nm波长的激光束被反射通过第一光学通路130，其中，被光盘2反射的返回束经过第一物镜38和第一准直透镜33，以将光斑连接到第一激光耦合器127的光检测器的光接收表面。
此外，从第二激光耦合器129发射出的具有660nm波长的激光束通过第二准直透镜34、第一分束器35、第二分束器36和第一物镜38被入射到光盘2的信号记录表面上，并且被反射到光盘2的信号记录表面的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第二激光耦合器129上，并且被光检测器检测。具有660nm波长的激光束被反射通过第二光学通路131，其中，被光盘2反射的返回束经过第一物镜38和第二准直透镜34，以将光斑连接到第二激光耦合器129的光检测器的光接收表面。
此外，从第二激光耦合器129发射出的具有780nm波长的激光束通过第二准直透镜34、第一分束器35、第二分束器36、上升镜37和第二物镜39被入射到光盘2的信号记录表面上。被光盘2的信号记录表面反射的返回激光束通过与正向通路相同的路径入射到第二激光耦合器129上，并且被光检测器检测。具有780nm波长的激光束被反射通过第三光学通路132，其中，被光盘2反射的返回束经过第二物镜39和第二准直透镜34，以将光斑连接到第二激光耦合器129的光检测器的光接收表面。
即使在该光学系统127中，类似于光学系统121，因为在返回通路上的最优放大率对每一个波长和每一种格式都不同，所以用于构成第一到第三光学通路130到132的第一、第二物镜38、39和第一、第二准直透镜33、34实现在表3中示出的返回通路放大率。
顺序说一下，用于构成上述光学拾取设备1的光学系统的准直透镜和物镜具有适于将信息信号记录到光盘2上的光学放大率。但是，根据本发明的光学拾取设备可以被构造成具有用于复制信息信号的光学最优放大率的光学系统以及具有用于记录和/或复制信息信号的光学最优放大率的光学系统。
此外，当使用2-波长激光二极管而非1-波长激光二极管时，可以通过使用第一、第二准直透镜和第一、第二物镜来形成具有对应于具有四种不同格式的光盘的四种光学放大率的光学通路。
关于紧邻第一。第二物镜之前设置的孔径限制装置，可以使用具有如下波长依赖性的光圈，其对具有405nm波长的激光束使数值孔径为0.85，对具有660nm波长的激光束使数值孔径为0.65，对具有780nm波长的激光束使数值孔径为0.52。
本领域的技术人员应该理解，取决于设计要求和其它因素，目前可以出现各种改进、组合、子组合和变化，只要它们在所附权利要求或其等同内容的范围内。
权利要求
1.一种光学拾取设备，包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
2.根据权利要求1的光学拾取设备，其中第一准直装置和第一物镜具有用于将具有第一波长的激光束会聚到第一磁盘的信号记录表面的第一放大率；第一准直装置和第二物镜具有用于将具有第二波长的激光束会聚到第二磁盘的信号记录表面的第二放大率；并且第二准直装置和第一物镜具有用于将具有第三波长的激光束会聚到第三磁盘的信号记录表面的第三放大率。
3.根据权利要求1的光学拾取设备，其中，第一波长、第二波长和第三波长是彼此不同的波长，第二波长和第三波长中的一个比具有第一波长的激光束长，而另一个是具有比具有第一波长的激光束更短波长的激光束。
4.根据权利要求1的光学拾取设备，其中具有第一波长的激光束是具有660nm带波长的激光束，具有第二波长的激光束是具有405nm带波长的激光束，并且具有第三波长的激光束是具有785nm带波长的激光束。
5.根据权利要求1的光学拾取设备，其中具有第一波长的激光束是具有660nm带波长的激光束，具有第二波长的激光束是具有785nm带波长的激光束，并且具有第三波长的激光束是具有405nm带波长的激光束。
6.根据权利要求1的光学拾取设备，其中，第一和第二准直装置是准直透镜。
7.根据权利要求4的光学拾取设备，其中第一准直装置是准直透镜，并且第二准直装置具有耦合透镜和准直透镜。
8.根据权利要求5的光学拾取设备，其中第一准直装置具有耦合透镜和准直透镜，并且第二准直装置具有准直透镜。
9.根据权利要求1的光学拾取设备，其中第一或第二准直装置是准直透镜，并且准直透镜在光轴方向上被可移动地支撑。
10.一种记录器和/或复制器，包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
11.根据权利要求10的记录器和/或复制器，其中第一准直装置和第一物镜具有用于将具有第一波长的激光束会聚到第一磁盘的信号记录表面的第一放大率；第一准直装置和第二物镜具有用于将具有第二波长的激光束会聚到第二磁盘的信号记录表面的第二放大率；并且第二准直装置和第一物镜具有用于将具有第三波长的激光束会聚到第三磁盘的信号记录表面的第三放大率。
12.一种光学拾取设备，包括第一光接收和发射元件，其具有第一光发射单元和光接收单元，所述第一光发射单元用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第一波长的返回激光束以及具有第二波长的激光束；第二光接收和发射元件，其具有第二光发射单元和光接收单元，所述第二光发射单元发射具有第三波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第三波长的返回激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
13.根据权利要求12的光学拾取设备，其中第一物镜和第一准直装置具有用于将被光盘反射的具有第一波长的激光束会聚到第一接收和发射元件的光接收单元的第一放大率；第二物镜和第一准直装置具有用于将被光盘反射的具有第二波长的激光束会聚到第一接收和发射元件的光接收单元的第二放大率；并且第一物镜和第二准直装置具有用于将被光盘反射的具有第三波长的激光束会聚到第二接收和发射元件的光接收单元的第三放大率。
14.根据权利要求12的光学拾取设备，其中，第一波长、第二波长和第三波长是彼此不同的波长，第二波长和第三波长中的一个比具有第一波长的激光束长，而另一个是具有比具有第一波长的激光束更短波长的激光束。
15.根据权利要求12的光学拾取设备，其中，具有第一波长的激光束是具有660nm带波长的激光束，具有第二波长的激光束是具有405nm带波长的激光束，并且具有第三波长的激光束是具有785nm带波长的激光束。
16.根据权利要求12的光学拾取设备，其中，具有第一波长的激光束是具有660nm带波长的激光束，具有第二波长的激光束是具有785nm带波长的激光束，并且具有第三波长的激光束是具有405nm带波长的激光束。
17.根据权利要求12的光学拾取设备，其中，第一和第二准直装置是准直透镜。
18.一种记录器和/或复制器，包括第一光接收和发射元件，其具有第一光发射单元和光接收单元，所述第一光发射单元用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第一波长的返回激光束以及具有第二波长的激光束；第二光接收和发射元件，其具有第二光发射单元和光接收单元，所述第二光发射单元发射具有第三波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第三波长的返回激光束；第一准直装置，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直装置，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
19.根据权利要求18的记录器和/或复制器，其中第一物镜和第一准直装置具有用于将被光盘反射的具有第一波长的激光束会聚到第一光接收和发射元件的光接收单元的第一放大率；第二物镜和第一准直装置具有用于将被光盘反射的具有第二波长的激光束会聚到第一光接收和发射元件的光接收单元的第二放大率；并且第一物镜和第二准直装置具有用于将被光盘反射的具有第三波长的激光束会聚到第二光接收和发射元件的光接收单元的第三放大率。
20.一种光学拾取设备，包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直部分，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直部分，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直部分被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直部分被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直部分被传送的激光束。
21.一种记录器和/或复制器，包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直部分，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直部分，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直部分被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直部分被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直部分被传送的激光束。
22.一种光学拾取设备，包括第一光接收和发射元件，其具有第一光发射单元和光接收单元，所述第一光发射单元用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第一波长的返回激光束以及具有第二波长的激光束；第二光接收和发射元件，其具有第二光发射单元和光接收单元，所述第二光发射单元发射具有第三波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第三波长的返回激光束；第一准直部分，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直部分，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直部分被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直部分被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直部分被传送的激光束。
23.一种记录器和/或复制器，包括第一光接收和发射元件，其具有第一光发射单元和光接收单元，所述第一光发射单元用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第一波长的返回激光束以及具有第二波长的激光束；第二光接收和发射元件，其具有第二光发射单元和光接收单元，所述第二光发射单元发射具有第三波长的激光束，所述光接收单元接收被光盘反射的具有第三波长的返回激光束；第一准直部分，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直部分，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直部分被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直部分被传送的激光束；以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直部分被传送的激光束。
全文摘要
本发明提供了实现光学系统和光发射装置的光学拾取设备，所述光学系统具有在三种磁盘之间适于每一种磁盘格式的光学放大率，光发射装置用于发射波长对应于光学拾取设备的光学系统中每一个磁盘的激光束，所述光学拾取设备用于将信息信号记录和/或复制到光盘，并且防止部件数量的增加以简化光学系统的组成，从而防止光学通路的长度被加长，防止光学拾取设备的尺寸增加。该光学拾取设备包括第一光发射单元，用于发射具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二光发射单元，用于发射具有第三波长的激光束；第一准直透镜，用于传送具有第一波长的激光束和具有第二波长的激光束；第二准直透镜，用于传送具有第三波长的激光束；第一物镜，用于传送具有第一波长的通过第一准直装置被传送的激光束或者具有第三波长的通过第二准直装置被传送的激光束，以及第二物镜，用于传送具有第二波长的通过第一准直装置被传送的激光束。
文档编号G11B7/135GK1725327SQ20051008254
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月8日 优先权日2004年7月9日
发明者西纪彰, 山本健二, 小林高志, 神道胜宽, 小林由平 申请人:索尼株式会社