CN101128873A - 光拾取装置 - Google Patents

Abstract

一种光拾取装置，包括：发射不同波长的激光束的三个半导体激光器、分束器、准直透镜、全息图器件、两个光接收器、衍射光栅全息图器件、集成衬底、光检测/光源单元以及衍射光栅，从而三个半导体激光器共享分束器和准直透镜。

Description

光拾取装置

技术领域

本发明涉及一种光拾取装置，用于将信息记录到光记录介质并对记录的信息进行再现，更具体地，本发明涉及一种通过减少光拾取装置中的组件数目而改进装配精度和削减成本的技术。

背景技术

近年来，针对各种光记录介质，例如CD(高密度盘)、DVD、蓝光盘和高清DVD，已经开发出相应的标准并得以使用。为此，对能够与光记录介质标准无关地执行记录和再现的装置的需求不断增长(例如，参见日本专利申请公布No.2004-103135)。

图1示出了根据传统技术的光拾取装置的典型结构。如图1所示，光拾取装置10包括：光源/检测单元1001、1003和1005；准直透镜1002、1004和1006；分束器1007和1009；象差校正装置1008；偏转镜1010；以及物镜1011。

光源/检测单元1001和准直透镜1002用于短波长光记录介质，即蓝光盘或高清DVD。光源/检测单元1003和准直透镜1004用于中间波长光记录介质，即DVD。光源/检测单元1005和准直透镜1006用于长波长光记录介质，即CD。

发明内容

然而，上述光拾取装置10具有大量的组件，因为针对每一种波长类型都提供了光源/检测单元和准直透镜。为此，成本上升，而且装配期间需要高精度。

例如，已经提出了一种光拾取装置来解决这个问题，其中光源/检测单元的个数减小至两个(参考日本专利申请公布No.2001-184705)。然而这种结构包括单独的全息图器件，从而不能充分地减少组件数目。为此，不能充分地削减成本，而且该结构在制造中是不利的，因为在装配中需要高精度。

考虑上述问题，本发明的目的是提供一种具有减少的组件个数的光拾取装置。

本发明的目的通过一种光拾取装置而实现，所述装置包括：第一半导体激光器；第二半导体激光器；第三半导体激光器；准直透镜，可对第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束进行准直；全息图器件，可在第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束被光记录介质的记录表面反射后，对该激光束进行衍射；光接收器，可接收由全息图器件衍射的激光束并根据接收光的数量而输出电信号；以及分束器，可使第三半导体激光器发射的激光束偏转，并把偏转后的激光束引导至准直透镜。这里，第一半导体激光器、第二半导体激光器、全息图器件和光接收器一体形成，而且分束器透射而并不偏转第一和第二半导体激光器发射的激光束和光记录介质的记录表面所发射的激光束。

根据这个结构，可以把传统技术中使用的三个准直透镜减少至一个，可以把三个光源/检测单元减少至一个，并把两个分束器减少至一个。由于分束器特别昂贵，所以它能够显著地削减成本。

在通过使用半导体工艺把第一半导体激光器、第二半导体激光器和光接收器形成一片以确保精确装配后，仅需要调整光源/检测单元、分束器和第三半导体激光器之间的位置关系，从而使确保装配期间的精度变得简单。

此外，由于第一至第三半导体激光器发射的激光束被相同的光接收器所接收，所以能够使用相同的电路来执行用于从光记录介质读取信息的信号处理和用于聚焦和跟踪的信号处理。因此，可以减小电路的规模。

根据本发明的光拾取装置包括：第一半导体激光器；第二半导体激光器；第三半导体激光器；准直透镜，可对第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束进行准直；全息图器件，可在第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束被光记录介质的记录表面反射后，对该激光束进行衍射；光接收器，可接收由全息图器件衍射的激光束并根据接收光的数量而输出电信号；以及分束器，可使第一和第二半导体激光器发射的激光束偏转，并把偏转后的激光束引导至准直透镜。这里，第一半导体激光器、第二半导体激光器、全息图器件和光接收器一体形成，而且分束器透射而并不偏转第三半导体激光器发射的激光束和光记录介质的记录表面所发射的激光束。根据这个结构，可以获得与上文所述类似的效果。

在根据本发明的光拾取装置中，第一半导体激光器可以发射波长为650nm的激光，第二半导体激光器可以发射波长为780nm的激光，而第三半导体激光器可以发射波长为405nm的激光。根据这个结构，能够获得与CD、DVD和蓝光盘或高清DVD兼容的光拾取设备。还可以使用类似的材料来制造针对CD的半导体激光器和针对DVD的半导体激光器。另一方面，利用与第一和第二半导体激光器相同的半导体工艺来制造针对蓝光盘或高清DVD的第三半导体激光器是困难的，而且成本-效率比较差。因此，使用与蓝光盘或高清DVD兼容的半导体激光器作为第三半导体激光器使组件个数能够减少，而不会增加成本。

在根据本发明的光拾取装置中，第一半导体激光器和第二半导体激光器可以一体形成为单片半导体激光器。根据这个结构，能够使第一和第二半导体激光器发射的激光束在准直透镜的光轴旁行进。因此，能够精确地把每一个激光束聚焦到光记录介质的凹坑上。

在根据本发明的光拾取装置中，第一和第三半导体激光器发射的激光束可以都经过准直透镜，每一个激光束的主光线与准直透镜的光轴实质上对准。根据这个结构，能够使第一和第三半导体激光器发射的激光束经过准直透镜的光轴，从而能够把这些激光束精确地聚焦在光记录介质的凹坑上。这在第一半导体激光器发射的激光束的波长比第二半导体激光器发射的激光束的波长短时尤其理想。

根据本发明的光拾取装置还可以包括：第一衍射光栅，可衍射第一和第二半导体激光器发射的激光束；第二衍射光栅，可衍射第三半导体激光器发射的激光束；以及生成单元，可根据光接收器输出的电信号产生聚焦误差信号和跟踪误差信号。这里，第一衍射光栅可以置于第一和第二半导体激光器所发射的激光束的光路上、且在分束器与第一和第二半导体激光器之间，而第二衍射光栅可以置于第三半导体激光器所发射的激光束的光路上、且在分束器和第三半导体激光器之间。根据这个结构，能够在根据本发明的光拾取装置中执行适当的聚焦和跟踪。

附图说明

图1示出了根据传统技术的光拾取装置的典型结构；

图2是根据本发明实施例1的光拾取装置的主结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例1由半导体激光器101发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路；

图4示出了根据本发明实施例1由半导体激光器102发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路；

图5示出了根据本发明实施例1由半导体激光器112发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路；

图6是根据本发明实施例2的光拾取装置的主结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例2由半导体激光器501发射的激光束在入射到光接收器507和508之前的光路；

图8示出了根据本发明实施例2由半导体激光器502发射的激光束在入射到光接收器507和508之前的光路；

图9示出了根据本发明实施例2由半导体激光器512发射的激光束在入射到光接收器507和508之前的光路；以及

图10是根据本发明实施例3的光拾取装置的主结构示意图。

具体实施方式

下文参考附图对根据本发明的光拾取装置的实施例进行描述。

实施例1

首先描述根据本实施例的光拾取装置的结构，之后描述操作。

(1)光拾取装置的结构

图2是根据本发明实施例1的光拾取装置的主结构示意图。如图2所示，光拾取装置1包括分束器104、准直透镜105、半导体激光器112、衍射光栅113和光源/检测单元111。尽管图中未示出，1/4波片置于分束器104和准直透镜105之间。

光源/检测单元111包括衍射光栅全息图器件109和集成衬底110。半导体激光器101和102以及光接收器107和108安装在集成衬底110上。衍射光栅全息图器件109包括一体形成的衍射光栅103和全息图器件106。

放置半导体激光器112，使得所发射光的主光线与准直透镜105的光轴垂直。半导体激光器112发射的激光束经过衍射光栅113并入射到分束器104。

半导体激光器101、102和112分别发射遵循DVD、CD和蓝光盘标准的650nm、780nm和405nm的激光束。分束器104透射半导体激光器101和102所发射的650nm和780nm的光束，但是反射半导体激光器112发射的405nm的光束，并将405nm的光束引导至准直透镜105。分束器104还透射从光记录介质反射的光，并将反射的光引导至光接收器107和108。

(2)光拾取装置1的操作

下文描述根据本实施例的光拾取装置1的操作。在确定由激光束照射的光记录介质的标准后，使用遵循所确定的标准的半导体激光器把激光束照射到光记录介质上。如上所述，在本实施例中，半导体激光器101、102和112分别发射波长遵循DVD、CD和蓝光盘标准的激光。

图3示出了半导体激光器101发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路。如图3所示，半导体激光器101发射的激光束201被衍射光栅103衍射为零阶衍射光的主光束和±一阶衍射光的副光束。激光束201在经过分束器104后由准直透镜105进行准直，然后通过物镜(未示出)聚焦到光记录介质的记录表面上。来自记录表面的反射光束201在沿着相同光路反向行进后入射到全息图器件106上。然后，±一阶衍射光入射到光接收器107和108上。

提供了至少4个光接收器，并将其放置在半导体激光器101和102的外围。例如，可以使用束点尺寸检测方法来检测聚焦误差信号，而且可以使用差分相位检测/差分推挽方法来检测跟踪误差信号。注意，可以使用其他方法。

图4示出了半导体激光器102发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路。如图4所示，半导体激光器102发射的激光束301在与半导体激光器101发射的激光束201大体类似的光路上行进，并且入射到光接收器107和108。

图5示出了半导体激光器112发射的激光束在入射到光接收器107和108之前的光路。如图5所示，半导体激光器112发射的激光束401被衍射光栅113衍射为零阶衍射光的主光束和±一阶衍射光的副光束。然后，分束器104将激光束401引导至准直透镜105。后续光路与半导体激光器101发射的激光束201的光路类似。

根据该结构，能够支持三种不同的DVD、CD和蓝光盘标准，同时通过在这三种标准中共享全息图器件106、准直透镜105、物镜以及光接收器107和108而减少了组件的数目。因此，减小了光拾取装置的大小，而且同时能够简化装置并削减成本。

由于半导体激光器112发射的光束在从半导体激光器112至光记录介质的光路上没有经过全息图器件，所以在小的光损失的情况下实现了良好的效率。

此外，光源/检测单元111由衍射光栅全息图器件109和集成衬底110组成，使得装配变得简单。因此，能够实现高精度的装配。

此外，由于准直透镜105具有两个彼此垂直的光轴，通过把一个光轴与半导体激光器101发射的激光束的主光线对准，同时把另一个光轴与半导体激光器112发射的激光束的主光线对准，能够对要求更高精度的两种标准(即DVD和蓝光盘)改进记录和再现的精度。

实施例2

下文描述根据本发明实施例2的光拾取装置。根据本实施例的光拾取装置具有与根据实施例1的光拾取装置大体类似的结构，然而在准直透镜与其他构件之间的位置关系上有所不同。这里描述仅集中于该不同点。

(1)光拾取装置的结构

图6是根据本实施例的光拾取装置的主结构示意图。如图6所示，光拾取装置5具有与根据实施例1的光拾取装置1类似的构造。光拾取装置5包括：半导体激光器501、502和512；衍射光栅503；分束器504；准直透镜505；全息图器件506；光接收器507和508；衍射光栅全息图器件509；集成衬底510；光源/检测单元511和衍射光栅513。尽管图中未示出，1/4波片放置在分束器504和准直透镜505之间。

注意，与实施例1不同，在本实施例中，准直透镜505与半导体激光器512相对地放置，而且分束器504夹在两者之间。换句话说，准直透镜505的放置使得半导体激光器512发射的激光束的主光线与准直透镜505的光轴大致对准。

分束器504反射半导体激光器501和502发射的650nm和780nm光，并将光引导至准直透镜505，同时透射半导体激光器512发射的405nm光。分束器504还反射从光记录介质反射的光，并把反射光引导至光接收器507和508。

(2)光拾取装置5的操作

下文描述根据本实施例的光拾取装置5的操作。与实施例1类似，本实施例中的半导体激光器501、502和503均发射遵循光记录介质标准的激光束。

图7示出了半导体激光器501发射的激光束的光路。如图7所示，从半导体激光器501发射的激光束601经过衍射光栅503，然后主光线被分束器504偏转90度并引导至准直透镜505。然后，该激光束被光记录介质的记录表面反射，再次被分束器504偏转90度，并引导至全息图器件506。接下来，从全息图器件506产生的±一阶衍射光入射到光接收器507和508。

图8示出了半导体激光器502发射的激光束的光路。如图8所示，半导体激光器502发射的激光束701在与半导体激光器501发射的激光束201大体类似的光路上行进。

图9示出了半导体激光器512发射的激光束的光路。如图9所示，半导体激光器512发射的激光束801在经过衍射光栅513和分束器504后入射到准直透镜505上。后续光路与半导体激光器501发射的激光束601的光路类似。

与实施例1类似，通过把一个光轴与半导体激光器501发射的激光束的主光线对准，同时把另一个光轴与半导体激光器512发射的激光束的主光线对准，能够对要求更高精度的两个标准(即DVD和蓝光盘)改进记录和再现的精度。

本实施例的光拾取装置也能够获得实施例1的其他效果。

实施例3

下文描述根据本发明实施例3的光拾取装置。根据本实施例的光拾取装置具有与根据实施例1的光拾取装置大体类似的结构，然而在光发射器的结构上有所不同。这里描述仅集中于该不同点。

图10是根据本实施例的光拾取装置的主结构示意图。如图10所示，光拾取装置9具有与根据实施例1的光拾取装置1大体类似的结构。光拾取装置9包括：半导体激光器901和912；衍射光栅903；分束器904；准直透镜905；全息图器件906；光接收器907和908；衍射光栅全息图器件909；集成衬底910；光源/检测单元911以及衍射光栅913。

半导体激光器901是单片双波长半导体激光器。根据实施例1的半导体激光器101和102的光束发射间隔精度取决于装配精度。然而，单片双波长半导体激光器的光束发射间隔精度取决于扩散精度。因此，当使用单片双波长半导体激光器时，可以实现更高的光束发射间隔精度。这又使得能够改进对光记录介质的记录和再现的精度，所述光记录介质遵循与半导体激光器901发射的激光束的波长相对应的标准。

注意，根据本实施例的光拾取装置9也能够或的根据实施例1的光拾取装置的效果。

变体

尽管上文根据优选实施例进行了描述，然而本发明当然不限于上述实施例。还可以实现下列变体。

(1)以上就1/4波片放置在分束器和准直透镜之间对实施例进行了描述，然而本发明不限于此。可选地，1/4波片可以置于准直透镜和物镜之间。利用这个结构，可以获得与上述类似的效果。

(2)尽管在上面的实施例中没有具体提到，然而光拾取装置中提供的物镜可以包括单一透镜，或可以是由多个透镜形成的组合透镜。在任一情况下，本发明的效果都不会改变。

(3)仅就利用单片双波长半导体激光器取代实施例1中的半导体激光器101和102对实施例1进行了描述，然而本发明不限于此。可选地，单片双波长半导体激光器可以应用于根据实施例2的光拾取装置。这样做将会改进根据实施例2的光拾取装置的光束发射间隔精度，并能够改进对光记录介质的记录和再现的精度。

(4)采用蓝光盘作为示例标准对上述实施例进行了描述，该标准使用实施例中具有最短波长的激光束，然而本发明不限于此。可选地，对于高清DVD可以获得类似的效果。此外，能够使光拾取装置与和405nm半导体激光器兼容的所有光记录介质的标准兼容。

工业实用性

根据本发明的光拾取装置用作精确地执行记录和再现的小型设备。

Claims (6)

1.一种光拾取装置，包括：

第一半导体激光器；

第二半导体激光器；

第三半导体激光器；

准直透镜，可操作用于对第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束进行准直；

全息图器件，可操作用于在第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束被光记录介质的记录表面反射后，对该激光束进行衍射；

光接收器，可操作用于接收由所述全息图器件衍射的激光束，并根据接收光的数量而输出电信号；以及

分束器，可操作用于使第三半导体激光器发射的激光束偏转，并把偏转后的激光束引导至所述准直透镜，其中

第一半导体激光器、第二半导体激光器、所述全息图器件和所述光接收器一体形成，以及

所述分束器透射而并不偏转第一和第二半导体激光器发射的激光束和所述光记录介质的记录表面所反射的激光束。

2.一种光拾取装置，包括：

第一半导体激光器；

第二半导体激光器；

第三半导体激光器；

准直透镜，可操作用于对第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束进行准直；

全息图器件，可操作用于在第一、第二和第三半导体激光器中每一个所发射的激光束光记录介质的记录表面反射后，对该激光束进行衍射；

光接收器，可操作用于接收由所述全息图器件衍射的激光束，并根据接收光的数量而输出电信号；以及

分束器，可操作用于使第一和第二半导体激光器发射的激光束偏转，并把偏转后的激光束引导至所述准直透镜，其中

第一半导体激光器、第二半导体激光器、所述全息图器件和所述光接收器一体形成，以及

所述分束器透射而并不偏转第三半导体激光器发射的激光束和所述光记录介质的记录表面所反射的激光束。

3.根据权利要求1或2所述的光拾取装置，其中，

第一半导体激光器发射波长为650nm的激光束；

第二半导体激光器发射波长为780nm的激光束；以及

第三半导体激光器发射波长为405nm的激光束。

4.根据权利要求1或2所述的光拾取装置，其中，

第一半导体激光器和第二半导体激光器一体形成为单片半导体激光器。

5.根据权利要求1或2所述的光拾取装置，其中，

第一和第三半导体激光器发射的激光束都经过所述准直透镜，每一个激光束的主光线与所述准直透镜的光轴实质上对准。

6.根据权利要求1或2所述的光拾取装置，还包括：

第一衍射光栅，可操作用于衍射第一和第二半导体激光器发射的激光束；

第二衍射光栅，可操作用于衍射第三半导体激光器发射的激光束；

生成单元，可操作用于根据所述光接收器输出的电信号产生聚焦误差信号和跟踪误差信号，其中

第一衍射光栅置于第一和第二半导体激光器所发射的激光束的光路上、且在所述分束器与第一和第二半导体激光器之间，以及

第二衍射光栅置于第三半导体激光器所发射的激光束的光路上、且在所述分束器和第三半导体激光器之间。

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