光学拾波器和光盘装置的制作方法

专利名称：光学拾波器和光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用具有不同波长的多个光束来将信号记录在光盘上 和从光盘上再现信号的光学拾波器和包括这种光学拾波器的光盘装 置。
背景技术：
现在，有一些在商业上能够得到的光盘，例如CD、 DVD(数字 通用光盘)以及BD(蓝光光盘)，在这些光盘上利用具有彼此不同的 波长的光束进行记录和/或再现；以及能够用来处理这些不同类型光盘 的光学拾波器。这种光学拾波器的光学系统包括不同波长的多个光源、光路组合 光学元件和光学隔离器，其中光路组合光学元件将从每个光源发射的 光束通过单个光路引向光盘，光学隔离器将光束引向光盘并且将反射 离开光盘的反射光束引向光接收元件。近年来，已经提出一种构造，其中诸如光学隔离器的移相反射镜 与光束分离器组合(见JP-A-2003-98350 )，通过将移相薄膜形成在向 上叠合的反射镜上而具有类似于四分之一波片的功能的移相反射镜紧 靠物镜上游设置。发明内容为了将精确地对应于四分之一波长的相差赋予反射离开移相反射镜的线性偏振光束，必需将入射在移相反射镜上的线性偏振光束的偏振方向精确地倾斜预定的角度(例如，45度)。因此，必需围绕从光 源发射的光束的光轴将每个光源相对于移相反射镜倾斜预定的角度。另一方面，当通过或反射离开光路组合光学元件的光束的偏振方 向偏离P偏振光或S偏振光的偏振方向时，即，当光束的偏振方向倾 斜预定的角度时，由于光学元件自身的相差，光路组合光学元件将相 差赋予通过或反射离开该光路组合光学元件的线性偏振光束。当已经被赋予这种相差的光束入射在移相反射镜上时，反射离开 该移相反射镜的光束变成椭圆偏振光，而不是圆偏振光。因此光学隔 离器没有充分地进行光分离，并且所产生的返回到光源的返回光在从 光源发射的光束中不利地产生噪声，或者减少引向光盘的光量。这种 噪声的产生或光量的减少在改善光盘的性能方面是不利的。因此，希望提供一种在改善其性能方面有利的光学拾波器和光盘 装置。根据本发明的实施例，提供一种光学拾波器，包括发射具有第一 波长的第一线性偏振光束的第一光源；发射具有不同于第一波长的第 二波长的第二线性偏振光束的第二光源；用于选择性地驱动第一和第 二光源的驱动装置；从第一光源发射的第一光束沿着它传播到光盘的 第一光路；从第二光源发射的第二光束沿着它传播到光盘的第二光路， 笫 一和第二光路在光路中间的某处相交并且组合成从相交处延伸到光 盘的第三光路；设置在第一光路和第二光路的相交处的光路组合光学 元件；沿着第三光路设置的光路分离光学元件，该光路分离光学元件 以预定反射率反射光并且以预定透射率透射光；沿着第三光路设置在 光路分离光学元件和光盘之间的相差赋予光学元件，该相差赋予光学 元件将预定的相差赋予第一和第二光束；以及光接收元件，该光接收 元件接收反射离开光盘，由相差赋予光学元件导向并且透射通过光路 分离光学元件的第一和第二光束，入射在相差赋予光学元件上的第一 和第二光束中的每个的偏振方向具有介于P偏振光和S偏振光的偏振 方向的角度之间的中间角度，其中第 一 和第二光源以及光路组合光学元件以这样的方式设置，使得入射在光路组合光学元件上的第一和第二光束中的每个是P偏振光或s偏振光。根据本发明的另一个实施例，提供一种光盘装置，包括用于保持 和旋转光盘的驱动装置和光学拾波器，该光学拾波器将记录和/或再现 光束施加于由驱动装置旋转的光盘，并且检测反射离开该光盘的反射光束，其中光学拾波器包括发射具有第一波长的第一线性偏振光束 的第一光源，发射具有不同于第一波长的第二波长的第二线性偏振光 束的第二光源，用于选择性地驱动第一和第二光源的驱动装置，从第 一光源发射的笫一光束沿着它传播到光盘的第一光路，从第二光源发 射的第二光束沿着它传播到光盘的第二光路，该第一和第二光路在光 路中间的某处相交并且组合成从相交处延伸到光盘的第三光路，设置 在笫一光路和第二光路的相交处的光路组合光学元件，沿着第三光路 设置的光路分离光学元件，该光路分离光学元件以预定反射率反射光 并且以预定透射率透射光，沿着第三光路设置在光路分离光学元件和 光盘之间的相差赋予光学元件，该相差赋予光学元件将预定的相差赋 予第一和第二光束，以及光接收元件，该光接收元件接收反射离开光盘、由相差赋予光学元件导向并且透射通过光路分离光学元件的第一 和第二光束，入射在相差赋予光学元件上的第一和第二光束中的每个间角度，，;且笫 一和第二光源以及光路组合光学元;以这样的方式设 置，使得入射在光路组合光学元件上的第一和第二光束中的每个是P 偏振光或S偏振光。根据本发明的另一个实施例，由于第一和第二光束相对于光路组 合光学元件是P偏振的或S偏振的，因此没有相差赋予入射在光路组 合光学元件上的光束。因此，相差赋予光学元件可靠地进行线性-圆 和圆-线性的偏振转换，使得从第一和第二光源发射的每个光束的偏 振方向可靠地是与返回光的偏振方向偏离90度。这种偏振方向关系在 有效地减少在第一和第二光源中产生的返回光引起的噪声方面是有利 的。


图l是示出第一实施例的光盘装置10的构造的方块图；图2是示出光学拾波器14的构造的透视图；图3是从光盘2 —侧观察的光学拾波器14的光学系统15的俯视图；图4是沿着图3的箭头A所示的方向观察的光学系统15的侧视图；图5是沿着图3的箭头B所示的方向观察的光学系统15的侧视图；图6说明在其中第一光源48A工作而第二光源48B不工作的状态 下的运行；图7说明在其中第一光源48A不工作而第二光源48B工作的状态 下的运4于；和图8是示出如何附接第二光源的透视图。
具体实施方式
笫一实施例下面将描述本发明的实施例。首先，将描述根据本发明的实施例的光学拾波器安装在其中的光 盘装置。图1是示出第一实施例的光学拾波器14安装在其中的光盘装置 IO的构造的方块图。如图1所示，光盘装置10包括作为用于旋转光盘2的驱动装置的 主轴电机12、光学拾波器14以及作为用于沿着其径向移动光学拾波 器14的驱动装置的平移电机16。主轴电机12由系统控制器18和伺 服控制单元20以预定的旋转速度驱动并控制。信号调制器/解调器和ECC块22调制并解调从信号处理器24输 出的信号并且给该信号添加ECC (错误校正码)。光学拾波器14将光 束施加至根据来自系统控制器18和伺服控制单元20的指令而旋转的光盘2的信号记录表面。通过这种施加的光，光学信号记录在光盘2 上和从光盘2上再现。光学拾波器14基于来自光盘2的信号记录表面的反射光束检测各 种光束，并且将对应于所述光束的信号供给信号处理器24。在这个实施例中，光学拾波器14在诸如CD、 DVD和BD的多种 类型的光盘上进行记录和/或再现，对此使用具有不同波长的光束。信号处理器24基于对应于光束的检测信号产生伺服控制信号， 即，聚焦误差信号、跟踪误差信号、RF信号、用于运行OPC处理 (R-OPC信号)所必需的监控信号以及在记录期间旋转光盘所必需的 ATIP信号，这些将在后面描述。而且，根据要再现的记录介质的类型， 利用伺服控制单元20、信号调制器及ECC块22等进行预定的处理， 例如基于上面所述的信号进行解调和错误校正。当在信号调制器及EEC块22中被解调的记录信号是例如用于计 算机数据储存的信号时，该信号通过接口 26发送到外部计算机28等。 因此外部计算机28等接收在光盘2上记录的信号作为再现信号。当在信号调制器及EEC块22中被解调的信号是用于音频/视频目 的时，该信号在D/A和A/D转换器30的D/A转换器中进行数字/模拟 转换并且供给至音频/视频处理器32。然后音频/视频处理器32进行音 频/视频信号处理，并且结果通过音频/视频信号输入/输出单元34发送 到外部成像器/投影器。光学拾波器14连接于平移电机16，并且平移电机16的旋转将光 学拾波器14移动到光盘2上的预定记录磁道。伺服控制单元20不仅控制主轴电机12和平移电机16，而且还根 据聚焦误差信号和跟踪误差信号沿着聚焦方向和跟踪方向控制光学拾 波器14中的物镜60 (图2 )。伺服控制单元20还控制径向偏斜。激光控制单元36控制光学拾波器14中的激光光源。在这个实施 例中，激光控制单元36控制将在后面描述的第一和第二光源48A和 48B，并且包括驱动器45 (图2)。换句话说，激光控制单元36形成 用于选择性地驱动第一和第二光源48A和48B的驱动装置。接着，将描述这个实施例的光学拾波器14。 图2是示出光学拾波器14的构造的透视图。如图2所示，在形成光盘装置10的外壳的框架上，主导向轴40 和辅助导向轴42以两者之间具有一定距离的方式彼此平行地设置在 平行于光盘2的记录表面的平面中。光学拾波器14包括板状滑动基座38。主导向轴40和辅助导向轴 42插入通过设置在滑动基座38的两端的轴承3802和3804,因此滑动 基座38沿着光盘2的径向方向以能够滑动的方式被支撑。其上具有诸如用于驱动第一和第二光源48A和48B的驱动器45 的电子部件的基片44 (图2)和壳体46组装在面向光盘2的滑动基座 38的上表面上。换句话说，基片44设置在将在后面描述的第一光源48A和光盘2 之间。光学拾波器14的光学系统15 (图3)组装在滑动基座38上并且 在壳体46中。光学系统15中的将在后面描述的物镜60以这样的方式设置，使 得它通过壳体46的开口面向光盘2。图3是从光盘2 —侧观察的光学拾波器14的光学系统15的俯视 图。图4是沿着图3的箭头A所示的方向观察的光学系统15的侧视 图。图5是沿着图3的箭头B所示的方向观察的光学系统15的侧视 图。如图3、图4和图5所示，光学拾波器14的光学系统15包括笫 一和第二光源48A和48B、笫一和笫二衍射光栅50A和50B、 二向色 棱镜52、光束分离板54、准直仪透镜56、移相反射镜58、物镜60 以及PDIC62。第一和第二光源48A和48B发射具有彼此不同的波长的线性偏振 光束.换句话说，第一光源48A发射具有第一波长的第一线性偏振光 束，而第二光源48B发射具有不同于第一波长的第二波长的第二线性 偏振光束。在这个实施例中，第一和第二光源48A和48B的每个由半导体激 光器构成。第一光源48A发射具有用于CD的波长的光束作为第一光 束，而第二光源48B发射具有用于DVD的波长的光束作为第二光束， 第二光束的波长比第一光束的波长短。可选地，第一光源48A可以发 射具有用于BD的波长的光束作为第一光束，而第二光源48B发射具 有用于CD和DVD的波长的光束作为第二光束，第二光束的波长比 第一光束的波长长。而且，第一和第二光源48A和48B就位置而言可 以互换。也就是，第一和第二光源48A和48B的波长和位置是任意选 择的。第 一和第二光源48A和48B的每一个具有容纳并保持激光二极管 芯片的矩形板状包装4802，包装4802具有一定厚度、大于厚度的宽 度以及大于宽度的长度。包装4802沿着纵向位于其一端的侧面是光束通过它出射的出射 表面4804。多个连接端子4806设置在包装4802沿着纵向位于另一端的侧面 上。连接端子4806从该侧面伸出并且沿着宽度方向以固定的间隔设 置。连接端子4806经由柔性基片4810和基片44电连接与驱动器45， 如图2所示。第一和第二光源48A和48B的每一个通过从驱动器45供给至连 接端子的4806的驱动信号被驱动，并且光束通过出射表面4808出射。在这个实施例中，从笫一和第二光源48A和48B的每一个发射的 线性偏振光的偏振方向平行于包装4802的宽度方向取向。笫一和第二光源48A和48B组装在滑动基座38上。如图8所示，第二光源48B，具体说，包装4802的靠近出射表面 4804的部分由滑动基座38以这样的方式保持，使得连接端子4806和 包装4802的靠近连接端子4806的部分通过基片44的开口朝着光盘2 伸出并且面向光盘2。换句话说，第二光源48B以这样的方式构造， 使得连接端子4806设置在包装4802的与出射表面4804相对的部分上，并且连接端子4806和包装4802的靠近连接端子4806的部分定位 在靠近光盘2的区域中并且面向光盘2。因此，第二光源48B以这样的方式设置，使得当光盘2旋转时产 生的气流撞击在包装4802和连接端子4806上。而且，如图2所示， 第二光源48B设置在靠近驱动器45的区域中。如图3至图5所示，存在第一光路和第二光路，沿着第一光路从 第一光源48A发射的第一光束传播到光盘2,沿着第二光路从第二光 源48B发射的第二光束传播到光盘2。而且，第一和第二光路在光路中间的某处相交并且组合成从相交 处延伸到光盘2的第三光路。形成光路组合光学元件的二向色棱镜52 设置在第一和第二光路的相交处。在这个实施例中，从第一光源48A发射的第一光束沿着它传播到 二向色棱镜52的第一光路的部分的光轴垂直于从第二光源48B发射 的第二光束沿着它传播到二向色棱镜52的第二光路的部分的光轴。从第一光源48A发射的第一光束沿着它传播到二向色棱镜52的 第一光路的部分的光轴与从第二光源48B发射的第二光束沿着它传播 到二向色棱镜52的第二光路的部分的光轴之间的相交角度可以是直 角或任何预定的角度。也就是，相交角度可以是任意选择的。如图4所示，令第一假想面Pl是包括第一光路的光轴并且平行 于光盘2的记录表面的平面，而第二假想面P2是包括第一光路的光 轴并且与第一假想面Pl以45度相交的假想面。第一光源48A设置在第一假想面Pl和第二假想面P2相交的区域 中。第一光源48A以这样的方式设置，使得第一光路的光轴沿着第一 假想面Pl和和第二假想面P2相交的线延伸并且来自第一光源48A的 第一光束的偏振方向平行于第二假想面P2,如图6所示。第二光源48B设置在第二假想面P2中。第二光源48B以这样的 方式设置，使得第二光路的光轴沿着第二假想面P2延伸并且来自第 二光源48B的光束的偏振方向平行于第二假想面P2，如图7所示。换句话说，从第二光源48B发射的第二光束沿着它传播到二向色棱镜52的第二光路的部分在第二假想面P2中延伸，因此，第二光路 的所述部分与第一假想面Pl相交，在这个实施例中具体说以45度相 交。第二光源48B在第一假想面Pl和光盘2之间沿着垂直于第一假 想面Pl的线设置。第 一衍射光栅50A衍射从笫一光源48A发射的第一光束以产生多 个光束，例如一个主光束和两个辅助光束。第二衍射光栅50B衍射从第二光源48B发射的第二光束以产生多 个光束，例如一个主光束和两个辅助光束。第一衍射光栅50A在第一光源48A下游沿着第一光路设置，而笫 二衍射光栅50B在第二光源48B下游沿着第二光路设置。换句话说，第一衍射光栅50A设置在第一假想面Pl中，而第二 衍射光栅50B设置在第二假想面P2中。因此，第二衍射光栅50B在第一假想面Pl和光盘2之间沿着垂 直于笫一假想面Pl的线设置。现有技术的各种衍射光栅能够用作衍射光栅50A和50B。第 一和第二衍射光栅50A和50B设置成对应于如何产生跟踪误差 信号和聚焦误差信号，并且根据如何产生跟踪误差信号和聚焦误差信 号能够被略去。二向色棱镜52设置在第一假想面Pl中。二向色棱镜52形成光路组合光学元件，以用于沿着单个光路将来 自笫一光源48A的第一光束和来自第二光源48B的第二光束引向光盘 2,如图3、图6和图7所示。如图6和图7所示，在这个实施例中，二向色棱镜52通过将具有 相同形状和尺寸的两个直角棱镜粘接为立方体来形成。二向色棱镜52 包括反射特定波长的光并透射其它波长的光的薄膜5202。在这个实施例中，薄膜5202透射来自第一光源48A的笫一光束 而反射来自第二光源48B的笫二光束。具体说，如图6所示，二向色棱镜52包括来自第一光源48A的第一光束入射在其上的第一入射表面52A、垂直于第一入射表面52A 并且来自第二光源48B的第二光束入射在其上的第二入射表面52B、 面向第二入射表面52B并且上述光束从其出射的出射表面52C、在两 个直角棱镜之间的粘接表面，即，在分别以45度与三个表面(即第一 入射表面52A、第二入射表面52B和出射表面52C)相交的平面中延 伸的粘接表面52D。薄膜5202形成在粘接表面52D上并且在其上延 伸。因此，笫一光路的光轴与第二光路的光轴在薄膜5202处以直角相 交。下面将描述P偏振光和S偏振光。令入射面是包括光线并垂直于 该光线入射在其上的平面的平面。P偏振光是其偏振方向平行于入射 平面的线性偏振光，而S偏振光是其偏振方向垂直于入射平面的线性 偏振光。也就是，薄膜5202具有下述光学特性当入射在薄膜5202上的线性偏振光是P偏振光或S偏振光时， 将没有相差赋予通过或反射离开薄膜5202的光束，并且因此，通过或 反射离开薄膜5202的光束作为同样的线性偏振光通过二向色棱镜52 出射.另一方面，当入射在薄膜5202上的线性偏振光的偏振方向具有在 P偏振光和S偏振光的偏振方向的角度之间的角度时，相差将赋予通 过或反射离开薄膜5202的光束，并且因此，通过或反射离开薄膜5202 的光束转变成椭圆偏振光并且通过二向色棱镜52出射。其特征在于能够将相差赋予通过或反射离开光学元件的光的这种 光学元件，例如二向色棱镜52,在下文中称作具有P-S相差的光学元 件。因此，在这个实施例中，二向色棱镜52具有P-S相差。但是，应 当指出，如上所述，当入射在薄膜5202上的线性偏振光束是P偏振 光或S偏振光时，尽管薄膜5202具有P-S相差，但是通过或反射离开 薄膜5202的光束保持其线性偏振状态。另 一方面，当入射在薄膜5202上的线性偏振光的偏振方向具有在P偏振光和S偏振光的偏振方向的角度之间的角度时，根据P-S相差， 相差被赋予通过或反射离开薄膜5202的光束，并且因此，该光束转变 成椭圆偏振光。而且，在这个实施例中，第一光源48A和第二光源48B以及二向 色棱镜52以这样的方式设置，使得经由第一光路入射在薄膜5202上 的第一光束和经由第二光路入射在薄膜5202上的第二光束是P偏振 光束。光束分离板54沿着第三光路设置在二向色棱镜52和光盘2之间。 换句话说，光束分离板54设置在二向色棱镜52和移相反射镜58之间。在这个实施例中，光束分离板54设置在第一假想面Pl中。光束分离板54与将在后面描迷的移相反射镜58 —起形成光学隔 离器，该光学隔离器使经由第三光路将来自光源48A和48B的光束引 向光盘2的光路(出射光路)与将反射离开光盘2的光束引向PDIC62 的光路(返回光路)分离。换句话说，反射离开光盘2的第一或第二光束沿着第三光路的从 光盘2延伸到光束分离板54的部分传播，通过光束分离板54并且沿 着第四光路被引向PDIC62。如图3所示，第一光路L1的从第一光源48A延伸到光束分离板 54的部分和第四光路设置在笫一假想面Pl中(在同一平面中)。光束分离板54具有形成在透明玻璃基片54A的表面上的薄膜 54B,如图3所示，薄膜54B由介电的多层膜或金属薄膜形成。薄膜 54B形成光路分离光学元件，其以预定反射率反射光并以预定透射率 透射光。在这个实施例中，光束分离板54具有对应于入射在其上的线性偏 振光的偏振方向的不同的反射率和透射率的值。在这个实施例中，光束分离板54以这样的方式设置，使得经由第 三光路入射在薄膜54B上的第一光束的偏振方向和经由第三光路入射 在薄膜54B上的第二光束的偏振方向倾斜45度，这个角度是P偏振 光和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度。下面将详细描述光束分离板54上的薄膜54B的反射率和透射率。 薄膜54B的反射率和透射率设置如下 用于P偏振光的反射率Rp 用于S偏振光的反射率Rs(>Rp) 用于P偏振光的透射率Tp 用于S偏振光的透射率Ts(<Tp)因此，薄膜54B透射大部分P偏振光并且反射其一部分，同时反 射大部分S偏振光并透射其一部分。另 一方面，令Rx和Tx为入射在薄膜54B上的线性偏振光的反射 率和透射率，该线性偏振光具有在P偏振光和S偏振光的偏振方向的 角度之间的偏振角度，例如45度。反射率Rx和透射率Tx大致如下 反射率Rx是反射率Rp和反射率Rs的平均值((Rp+Rs) /2 ) 透射率Tx是透射率Tp和透射率Ts的平均值((Tp+Ts) /2 )。 下面示出在这个实施例中的示例性的反射率和透射率的值。Rp =77% Rs = 87% Tp = 21.5% Ts = 11.5% Rx = 82% Tx = 16.5%也就是，当具有在P偏振光和S偏振光的偏振角度之间的偏振角 度的光束入射在薄膜54B上时，82。/。的光束被反射离开薄膜54B，而 16.5%的光束通过薄膜54B。应当指出，薄膜54B的反射率Rp和Rs以及透射率Tp和Ts根 据设计随意选择。准直仪透镜56在光束分离板54和移相反射镜58之间沿着第三光 路设置在第一假想面PI中。准直仪透镜56准直已经从第一和笫二光源48A和48B发射并且 经由二向色棱镜52和光束分离板54进入该准直仪透镜56的第一和第二光束，并且经由移相反射镜58将它们引向物镜60。准直仪透镜56 还将反射离开光盘2并经有物镜60和移相反射镜58导向的反射光束 (第一或第二光束)转变成汇聚光束并经由光束分离板54将它引向 PDIC 62。移相反射镜58形成将预定的相差赋予第一和第二光束的相差赋 予光学元件。移相反射镜58在第一假想面Pl中沿着第三光路设置在 准直仪透镜56的下游。换句话说，移相反射镜58在光束分离板54和光盘2之间沿着第 三光路设置。移相反射镜58设置在准直仪透镜56的光轴与物镜60的光轴以直 角相交的位置。换句话说，移相反射镜58相对于准直仪透镜56的光 轴倾斜45度并且向上(朝着物镜60)取向。移相反射镜58包括透明的透明玻璃基片58A和形成在玻璃基片 58A的背侧上的反射膜58B。反射膜58B具有将对应于四分之一波长的相差赋予入射在反射膜 58B上的线性偏振光束并反射因此产生的光束的功能。具体说，当入射在反射膜58B上的线性偏振光的偏振方向具有预角度之间的中间角度，在这个实施例中，预定的角度是45度)时:反射膜58B将对应于四分之一波长的相差赋予入射在该反射膜58B上的 线性偏振光束，以便将入射的线性偏振光转变成圆偏振光，并且然后 反射所产生的光束。被反射的圆偏振光通过物镜60施加于光盘2，这 将在后面说明。在这个实施例中，移相反射镜58以这样的方式设置，使得反射离 开光束分离板54的光束的偏振方向具有预定的角度(在这个实施例中 是45度)，这个预定的角度是介于P偏振光和S偏振光的偏振方向的 角度之间的中间角度。当入射在反射膜58B上的线性偏振光束的偏振方向偏离预定的中 间角度时，反射膜58B将与对应于四分之一波长的相差相偏离的相差赋予入射在该反射膜58B上的线性偏振光束，以便将入射的线性偏振 光转变成椭圆偏振光而不是圆偏振光，并且然后将其反射。而且，反射膜58B将对应于四分之一波长的相差赋予圆偏振光束 (该圆偏振光是已经被反射离开光盘2并通过将在后面说明的物镜60 入射在反射膜58B上的反射光束)，以便将入射的圆偏振光转变成线 性偏振光，并且然后反射所产生的光束并将其引向准直仪透镜56。在这种情况下，由于反射膜58B赋予对应于四分之一波长的相差， 反射离开反射膜58B并且被引向准直仪透镜56的线性偏振光束(反 射光束)的偏振角相对于经由准直仪透镜56入射在反射膜58B上的 线性偏振光的偏振角度偏离90度。反射膜58B是任意构造的，例如，由赋予相差的移相薄膜和反射 光的总反射薄膜构成。作为移相反射镜58，可以使用现有技术的任何 各种已知的移相反射镜58，只要它具有在反射入射的线性偏振光束之 前将对应于四分之一波长的相差赋予该入射的线性偏振光束，和在反 射入射的圆偏振光束之前将对应于四分之一波长的相差赋予该入射的 圆偏振光束的功能。物镜60将第一和第二光束施加于光盘2的记录表面，并且在移相 反射镜58和光盘2的记录表面之间沿着第三光路设置。因此，物镜60沿着垂直于第一假想面Pl的直线设置在第一假想 面Pl和光盘2之间。也就是，物镜60聚焦经由移相反射镜58入射在其上的圆偏振光 束以形成对应于该光束的光点，并且将反射离开光盘2的记录表面的 圆偏振反射光束引向移相反射镜58。PDIC62沿着笫四光路设置在第一假想面Pl中。PDIC 62接收反射离开光盘2和移相反射镜58并被导向通过准直 仪透镜56和光束分离板54的反射光束，以产生光接收信号。PDIC62在图3中，附图标记64表示前部功率监测光接收元件，其接收从 第一和第二光源48A和48B发射并通过光束分离板54的光束并监测第一和第二光源48A和48B的输出强度。光接收元件64设置在笫一假想面Pl中。从光接收元件64获得的检测信号反馈给激光控制单元36并用于 控制和驱动第一和第二光源48A和48B。 下面将描述光学系统15的工作。首先，描述第一光源48A工作而第二光源48B不工作的情况。 如图3至5和图6所示，从第一光源48A发射的第一线性偏振光 束经由第一光路通过第一衍射光栅50A,通过二向色棱镜52中的薄膜 5102，经由第三光路到达光束分离板54，并且被反射离开其上的薄膜 54B。由于入射在薄膜54B上的第一光束的偏振方向被倾斜45度(该 角度是在P偏振光和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度)， 该光束将以上面所述的反射率Rx被反射。入射在薄膜54B上的第 一光束的偏振方向的角度被保持成使得反 射离开薄膜54B的第一光束的偏振方向的角度与入射在薄膜54B上的 第一光束的偏振方向的角度是相同的。反射离开薄膜54B的第一光束通过准直仪透镜56并且被反射离 开移相反射镜58。由于第一光束的偏振方向的角度被保持在45度，移相反射镜58 将精确地对应于四分之一波长的相差赋予第一光束，使得第一光束被 转变成圆偏振光。已经转变成圆偏振光的第一光束通过物镜60施加于光盘2，并且 仍然是圆偏振的反射离开光盘2的反射光束(第一光束)再一次被反 射离开移相反射镜58。在这个过程中，移相反射镜58将对应于四分之一波长的相差赋予 该反射光束，使得反射光束被转变成线性偏振的反射光束，其偏振方 向与入射在移相反射镜58上的线性偏振光的偏振方向(从第一光源 48A发射的线性偏振光的偏振方向)偏离90度。反射光束通过准直仪透镜56,到达光束分离板54,并且通过其上的薄膜54B。由于入射在薄膜54B上的反射光束的偏振方向被倾斜在P偏振光 和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度，反射光束以上面所述 的透射率Tx通过薄膜54B。已经通过薄膜54B的反射光束沿着第四光路传播到PDIC62，然 后PDIC 62输出检测信号。入射在薄膜54B上的反射光束的一部分以反射率Rx反射离开薄 膜54B，并且作为返回光通过二向色棱镜52返回到第一光源48A。但是，，由于反射光束在反射离开移相反射镜58时变成其偏振方 向与从第一光源48A发射的线性偏振光的偏振方向偏离90度的线性 偏振光，将有效地减少由返回光产生的噪声。下面，将描述第一光源48A不工作，而笫二光源48B工作的情况。如图3至5和图7所示，从第二光源48B发射的第二线性偏振光 束经由第二光路通过第二衍射光栅50B，被反射离开二向色棱镜52中 的薄膜5202，经由第三光路到达光束分离板54，并且被反射离开其上 的薄膜54B。由于入射在薄膜54B上的第二光束的偏振方向被倾斜45度(该 角度是在P偏振光和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度)， 第二光束将以上面所述的反射率Rx被反射。入射在薄膜54B上的第二光束的偏振方向的角度被保持成使得反 射离开薄膜54B的第二光束的偏振方向的角度与入射在薄膜54B上的 第二光束的偏振方向的角度是相同的。反射离开薄膜54B的第二光束通过准直仪透镜56并且被反射离 开移相反射镜58。由于第二光束的偏振方向的角度被保持在45度，移相反射镜58 将精确地对应于四分之一波长的相差赋予该光束，使得该光束被转变 成圆偏振光。已经转变成圆偏振光的第二光束通过物镜60施加于光盘2，并且 仍然是圆偏振的反射离开光盘2的反射光束(第二光束)再一次被反射离开移相反射镜58。在这个过程中，移相反射镜58将对应于四分之一波长的相差赋予 反射光束，使得该反射光束被转变成线性偏振的反射光束，其偏振方 向与入射在移相反射镜58上的线性偏振光的偏振方向(从第二光源 48B发射的线性偏振光的偏振方向)偏离90度。反射光束通过准直仪透镜56，到达光束分离板54，并且通过其上 的薄膜54B。由于入射在薄膜54B上的反射光束的偏振方向被倾斜在P偏振光 和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度，反射光束以上面所述 的透射率Tx通过薄膜54B。已经通过薄膜54B的反射光束沿着笫四光路传播到PDIC62，然 后PD1C 62输出检测信号。入射在薄膜54B上的反射光束的一部分以反射率Rx反射离开薄 膜54B，并且作为返回光通过二向色棱镜52返回到第二光源48A。但是，和在上面所述的情况下一样，由于反射光束在被反射离开 移相反射镜58时变成其偏振方向与从第二光源48B发射的线性偏振 光的偏振方向偏离90度的线性偏振光，将有效地减少由返回光产生的 噪声。如上所述这个实施例具有下述优点由于从第一和第二光源48A和48B发射的第一和第二光束(笫一 和第二光束具有彼此不同波长)相对于二向色棱镜52中的薄膜5202 是P偏振的，因此没有相差赋予通过或反射离开薄膜5202的光束。 因此，移相反射镜58可靠地进行线性-圆和圆-线性的偏振转换，因此 从光源发射的每个光束的偏振方向与返回光的偏振方向可靠地偏离 90度。因此，能够有效地减少由返回到第一和笫二光源48A和48B的返 回光在第一和第二光源48A和48B中产生的返回光引起的噪声。这种 减少在改善光学拾波器14的性能方面是有利的。当移相反射镜48用来将对应于四分之一波长的相差赋予第一和第二光束时，与利用四分之一波片的情况相比，入射在移相反射镜58 上的线性偏振光的偏振方向偏离预定的角度(45度)有以下强烈倾向， 即，影响由移相反射镜58进行的线性-圆的偏振转换，并且由于移相 反射镜58的光学特性导致椭圆偏振光。但是，在这个实施例中，由于从第一和第二光源48A和48B发射 的第一和第二光束均相对于二向色棱镜52中的薄膜5202是P偏振 的，因此没有相差赋予通过二向色棱镜52出射的光束，因此能够利用 移相反射镜58而不产生这种椭圓偏振光。也就是，仅仅需要一个移相 反射镜58而不是两个部件(即，用于将第一和第二光束引导到物镜 60的向上叠合反射镜和四分之一波片)。这种构造在减少部件的数目 并因此减少成本和尺寸方面是有利的。在这个实施例中，反射离开光盘2的笫一和第二光束沿着第三光 路的从光盘2延伸到光束分离板54的部分传播。在通过光束分离板 54之后，第一和第二光束沿着第四光路被导向至PDIC62。第一光路 Ll的从第一光源48A延伸到光束分离板54的部分和第四光路设置在 笫一假想面Pl中，而第二光路的从第二光源48B发射的笫二光束沿 着它传播到二向色棱镜52的部分与第一假想面Pl相交。因此，第二光源48B能够沿着垂直于第一假想面Pl的方向与设 置在第一假想面Pl中的PDIC 62分开。这种构造在提供PDIC 62和 第二光源48B的布局的自由度方面是有利的。具体说，在第二光源48B和PDIC 62设置在第一假想面Pl中的 布局中，第二光源48B和PDIC62之间的距离由于光学设计可能不是 足够大。为了避免第二光源48B和PDIC62之间的干扰，光学设计被 不利地限制。相反，在这个实施例中，没有这种光学设计限制，这对于提供光 学设计和光学器件的布局两者的自由度方面是有利的。如上所述，在这个实施例中，第二光路与第一假想面Pl相交， 并且第二光源48B设置成比第一光源48A更靠近光盘2，使得当光盘 2旋转时产生的气流撞击在第二光源48B的包装4802和连接端子4806上。由于当光盘2旋转时产生的气流撞击在第二光源48b的包装4802 和连接端子4806上，第二光源48b能够被气流有效地冷却。这种构 造在改善散热和稳定第二光源48b的操作方面是有利的。而且，能够省去用于冷却第二光源48b的散热片、散热油等。这 种构造在减少部件成本方面是有利的。在这个实施例中，向第二光源48b供给驱动信号的驱动器45安 装在设置于第一光源48a和光盘2之间的基片44上，并且如上所述， 第二光路与第一假想面pi相交，使得第二光源48b设置在靠近驱动 器45的区域中。因此，能够减小包括将第二光源48b的连接端子4806电连接于 驱动器45的柔性基片4810的布线部分的距离，因此能够减小布线部 分的电阻。这种构造在有效地将驱动信号从驱动器45传输到第二光源 48b方面是有利的。具体说，当高频信号添加在从驱动器45供给到第二光源48b的 驱动信号上时，能够减少高频信号的损失。这种减少在有效地供给驱 动信号方面是有利的。 第二实施例下面将描述第二实施例。除了光束分离板的构造和布局之外，第二实施例类似于第一实施 例。因此下面的描述将再一次参考图3至图7。光束分离板54由反射p偏振光和S偏振光之一并透射另 一个的 偏振光束分离器构成。在这个实施例中，光束分离板54反射p偏振光而透射S偏振光。光束分离板54的反射率和透射率设置如下用于P偏振光的反射率Rp用于S偏振光的反射率Rs(>>Rp)用于P偏振光的透射率Tp用于S偏振光的透射率Ts(<<Tp)而且，光束分离板54以这样的方式设置，使得从第一和第二光源 48A和48B产生并且经由二向色棱镜52射到光束分离板54上的第一 和第二光束的每个是P偏振光和S偏振光之一，并且经由移相反射镜 58入射在光束分离板54上的反射光束(第一或第二光束)是P偏振 光和S偏振光中的另一个。在这个实施例中，光束分离板54以这样的方式设置，使得第一和 第二光束均是S偏振光，而经由移相反射镜58入射在光束分离板54 上的反射光束(第一或第二光束)是P偏振光。因此，从第一和第二光源48A和48B产生并且经由二向色棱镜 52射到光束分离板54上的第一和第二光束的大部分经由准直仪透镜 56、移相反射镜58和物镜60引向光盘2。而且，反射离开光盘2并且经由物镜60、移相反射镜58和准直 仪透镜56射到光束分离板54上的反射光束(第一或第二光束)的大 部分通过光束分离板54引向PDIC 62。在这样的构造中，当然同样也提供类似于第一实施例的有利效果。 当反射光束通过光束分离板54时，这种构造在提供用于反射光束的足 够透射方面也是有利的，从而能够将足够量的反射光引向PDIC62。因此能够减少在第一和第二光源48A和48B中消耗的功率。这种 消耗功率的减少在减少第一和第二光源48A和48B中产生的热量方面 是有利的。而且，在PDIC62中能够产生足够大的检测信号，这对于 改善信号质量是有利的。虽然已经参考光束分离板54反射S偏振光而透射P偏振光的情 况描述了笫二实施例，但是，光束分离板541当然也可以反射P偏振 光而透射S偏振光。在这种情况下，光束分离板54的反射率和透射率设置如下用于P偏振光的反射率Rp用于S偏振光的反射率Rs(<<Rp)用于P偏振光的透射率Tp用于S偏振光的透射率Ts(>>Tp)已经参考二向色棱镜52用作光路组合光学元件的情况描述了上 述实施例。作为作光路组合光学元件，代替二向色棱镜52，利用具有形成在 透明板状基片上的薄膜的二向色反射镜也是可以想得到的，该薄膜类 似于二向色棱镜52中的薄膜5202。如上所述，二向色棱镜52的特征在于能够将相差(P-S相差)赋 予通过或反射离开二向色棱镜52 (薄膜5202)的光。二向色棱镜52 的P-S相差相对大于二向色反射镜的P-S相差。换句话说，作为光路 组合光学元件，二向色反射镜在光学性能方面比二向色棱镜52更加有 利。但是，由于二向色反射镜具有板状外形，很难以足够的精度将二 向色反射镜附接于壳体46，因此组装和对准变得复杂。这种复杂的组 装和对准在减少制造成本方面是不利的。相反，由于二向色棱镜52具有立方体的外形，很容易以足够的精 度将二向色棱镜52附接于壳体46，因此组装和对准简单。这种简单 的组装和对准在减少制造成本方面是有利的。也就是，这个实施例提供了以下优点在利用有利于减少成本的 二向色棱镜52的同时，还有效地减少在第一和第二光源中产生的返回 光引起的噪声。虽然已经参考入射在光路组合光学元件上的第一和第二光束是P 偏振光的情况描述了上述实施例，但是入射在光路组合光学元件上的 第一和第二光束当然也可以是S偏振光。而且，虽然已经参考光束分离板54用作光路分离光学元件的情况 描述了上述实施例，但是诸如光束分离棱镜的现有技术的各种已知的 光路分离光学元件可以用作光路分离光学元件。虽然已经参考移相反射镜58用作光差赋予光学元件的情况描述 了上述实施例，但是诸如四分之一波片的现有技术的各种已知的相差 赋予光学元件可以用作相差赋予光学元件。而且，已经参考入射在相差赋予光学元件上的第一和第二光束的每个的偏振方向的角度是45度(该角度是在P偏振光和S偏振光的 偏振方向的角度之间的中间角度)的情况进行了描述。但是，第一和第二光束中每个的偏振方向的角度可以根据相差赋 予光学元件的光学特性来设置，并且可以设置成任何角度，只要这个 角度使入射在相差赋予光学元件上的线性偏振光能够精确地转换成圆 偏振光并且使入射在相差赋予光学元件上的圆偏振光能够精确地转换 成线性偏振光。换句话说，第一和第二光束中每个的偏振方向的角度 可以是使90度相差能够精确地赋予入射在相差赋予光学元件上的光 束的角度。虽然已经参考第一光源48A发射具有第一波长的第一光束而第二 光源48B发射具有不同于第一波长的第二波长的第二光束的情况描述 了上述实施例，但是，本发明当然也能够用于第一光源48A和第二光 源48B之一或两者能够选择性地发射具有不同波长的两个光束的构 造，即，所谓的1罐2波长构造，其中两个激光二极管芯片容纳在单 个包装中。本领域的技术人员应当理解，在属于权利要求或其等同物的范围 内的限度内，根据设计要求和其他因素可以进行各种修改、组合、子 组合以及替换。
权利要求
1.一种光学拾波器，包括；第一光源，其发射具有第一波长的第一线性偏振光束；第二光源，其发射具有不同于第一波长的第二波长的第二线性偏振光束；驱动装置，其构造成用于选择性地驱动第一和第二光源；第一光路，从第一光源发射的第一光束沿着所述第一光路传播到光盘；第二光路，从第二光源发射的第二光束沿着所述第二光路传播到光盘，所述第一和第二光路在光路中间的某处相交并且组合成从相交处延伸到光盘的第三光路；光路组合光学元件，其设置在第一光路和第二光路的相交处；光路分离光学元件，其沿着第三光路设置，所述光路分离光学元件以预定反射率反射光并且以预定透射率透射光；相差赋予光学元件，其沿着第三光路设置在所述光路分离光学元件和光盘之间，所述相差赋予光学元件将预定的相差赋予第一和第二光束；以及光接收元件，其接收反射离开所述光盘、由所述光差赋予光学元件导向并且透射通过所述光路分离光学元件的第一和第二光束，入射在所述相差赋予光学元件上的第一和第二光束中每个的偏振方向具有介于P偏振光和S偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度，其中所述第一和第二光源以及光路组合光学元件以这样的方式设置，使得入射在所述光路组合光学元件上的第一和第二光束中的每个是P偏振光或S偏振光。
2. 根据权利要求1的光学拾波器，其中第一光路的部分的光轴与第二光路的部分的光轴之间的相交 角度是直角或任何预定的角度，从第一光源发射的第一光束沿着第一 光路的所述部分传播到光路组合光学元件，从第二光源发射的第二光 束沿着第二光路的所述部分传播到光路组合光学元件。
3. 根据权利要求1的光学拾波器，其中反射离开光盘的第一和第二光束沿着从所述光盘延伸到光路 分离光学元件的第三光路的部分传播，通过光路分离光学元件，并且 沿着第四光路被导向至所述光接收元件，从所述第一光源延伸到相差赋予光学元件的第一光路的部分和第 四光路设置在同一平面中，以及第二光路的部分与上述平面相交，从第二光源发射的第二光束沿 着第二光路的所述部分传播到光路组合光学元件。
4. 根据权利要求1的光学拾波器，其中反射离开光盘的第 一和第二光束沿着从所述光盘延伸到光路 分离光学元件的第三光路的部分传播，通过光路分离光学元件，并且 沿着第四光路被导向至所述光接收元件，从所述第一光源延伸到相差赋予光学元件的第一光路的部分和笫 四光路设置在同一平面中，以及笫二光路的部分以45度与上迷平面相交，从第二光源发射的第二 光束沿着第二光路的所述部分传播到光路组合光学元件。
5. 根据权利要求1的光学拾波器，其中反射离开光盘的第 一和第二光束沿着从所述光盘延伸到光路 分离光学元件的第三光路的部分传播，通过光路分离光学元件，并且 沿着第四光路被导向至所述光接收元件，从所述第一光源延伸到相差赋予光学元件的第一光路的部分和第 四光路设置在同 一平面中，第二光路的部分与上述平面相交，从第二光源发射的第二光束沿 着第二光路的所述部分传播到光路组合光学元件，并且 第二光源设置成比第一光源更加靠近光盘。
6. 根据权利要求5的光学拾波器，其中所述第二光源包括激光二极管芯片和容纳并保持所述芯片的 包装，并且所述包装设置在当光盘旋转时产生的气流撞击在其上的区域中。
7. 根据权利要求5的光学拾波器，其中所述第二光源包括激光二极管芯片、容纳并保持所述芯片的 包装以及设置在所述包装上的连接端子，所述连接端子为芯片提供控 制信号，并且所述包装和连接端子设置在当光盘旋转时产生的气流撞击在其上 的区域中。
8. 根据权利要求5的光学拾波器，其中所述驱动单元包括向第二光源提供驱动信号的驱动器， 所述驱动器安装在设置于第一光源和光盘之间的基片上，并且 第二光源设置在靠近驱动器的区域中。
9. 根据权利要求1的光学拾波器， 其中所述光路组合光学元件由二向色棱镜构成。
10. 根据权利要求1的光学拾波器，其中所述光路分离光学元件由光束分离板或光束分离棱镜构成。
11. 根据权利要求1的光学拾波器，其中所述相差赋予光学元件由移相反射镜或四分之一波片构成。学拾波器，其中所述光路分离光学元件由偏振光束分离器构成，该偏振光束 分离器反射P偏振光和S偏振光其中之一，并透射其中另一个，并且光路分离元件以这样方式设置，使得经由光路组合光学元件入射 在光路分离光学元件上的第一和第二光束中的每个是P偏振光和S偏 振光其中之一，并且经由相差赋予光学元件入射在光路分离光学元件 上的第一和第二光束中的每个是P偏振光和S偏振光其中另 一个。
12. 根据权利要求1的光学拾波器，其中所述光路分离光学元件由偏振光束分离器构成，该偏振光束 分离器反射P偏振光和S偏振光其中之一，并透射其中另一个，并且光路分离元件以这样方式设置，使得经由光路组合光学元件入射 在光路分离光学元件上的第一和第二光束中的每个是P偏振光和S偏 振光其中之一，并且经由相差赋予光学元件入射在光路分离光学元件 上的第一和第二光束中的每个是P偏振光和S偏振光其中另 一个。
13. —种光盘装置，包括；驱动单元，其构造成用于保持并旋转光盘；和 光学拾波器，所述光学拾波器将记录和/或再现光束施加于由所述 驱动单元旋转的光盘，并且检测反射离开所述光盘的反射光束， 其中光学拾波器包括发射具有第 一波长的第 一线性偏振光束的第 一光源， 发射具有不同于第一波长的第二波长的第二线性偏振光束的第二 光源；构造成用于选择性地驱动第一和第二光源的驱动单元， 第一光路，从第一光源发射的第一光束沿着所述第一光路传播到 光盘，第二光路，从第二光源发射的第二光束沿着所述第二光路传播到 光盘，所述笫 一和第二光路在光路中间的某处相交并且组合成从相交处 延伸到所述光盘的第三光路；设置在第一光路和第二光路的相交处的光路组合光学元件；沿着第三光路设置的光路分离光学元件，所述光路分离光学元件 以预定反射率反射光并且以预定透射率透射光；沿着第三光路设置在光路分离光学元件和光盘之间的相差赋予光 学元件，所述相差赋予光学元件将预定的相差赋予第一和第二光束；以及光接收元件，所迷光接收元件接收反射离开所述光盘、由所述相 差赋予光学元件导向并且透射通过所述光路分离光学元件的第一和笫二光束,入射在所述相差赋予光学元件上的第一和第二光束中每个的偏振方向具有介于P偏振光和s偏振光的偏振方向的角度之间的中间角度，并且第一和第二光源以及光路组合光学元件以这样的方式设置，使得 入射在所述光路组合光学元件上的第一和第二光束中的每个是p偏振光或s偏振光。
全文摘要
一种光学拾波器，包括发射第一线性偏振光束的第一光源；发射不同于第一波长的第二线性偏振光束的第二光源；构造成用于选择性地驱动第一和第二光源的驱动单元；第一光束沿着它传播到光盘的第一光路；第二光束沿着它传播到光盘的第二光路，第一和第二光路在光路中间相交并且组合成第三光路；设置在第一光路和第二光路的相交处的光路组合光学元件；沿着第三光路设置的光路分离光学元件；沿着第三光路设置的相差赋予光学元件；以及接收反射离开光盘的第一和第二光束的光接收元件；以及一种光盘装置。
文档编号G11B7/135GK101325071SQ20081010995
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者小林一三, 菊原一 申请人:索尼株式会社