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CN1088232C - 一种使用不同厚度光盘的光拾取器 - Google Patents

一种使用不同厚度光盘的光拾取器 Download PDF

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Abstract

一种使用具有不同厚度光盘的光拾取器，包括两个具有不同波长的光源的光学组件及用于接收反射光的光接收器。该光拾取器依据欲重放的光盘，从两具有不同波长的光源中选择合适的光源，依照光盘厚度在最佳条件下记录/重放储存在光盘中的信息。

Description

一种使用不同厚度光盘的光拾取器
本发明涉及一种用于从光记录介质上光读取信息或在光记录介质上光书写信息的光拾取器，特别是一种使用不同厚度光盘的光拾取器。
众所周知，光盘(CD)作为光记录介质，其基体厚度为1.2mm。作为记录层，它包括一用于反射光束的反射表面，声音、字符、图像等信息储存在形成于反射表面上的许多凹点中。最近，一种基体厚度为0 6mm，能够高密度储存大量的视频信息的数字视盘(DVD)已经开发出来。用于DVD的光拾取器用短波长的光波，并用大数值孔径(NA)的物镜聚光，由此，形成一小光点用于高密度地重放的。在用DVD的光拾取器重放储存在CD中的信息时，这种重放实际上是很困难的，这是由于其基体厚度的不同，记录表面的球面像差增加，使重放信号质量变差。
通常地，按照使用者的需要，使用不同厚度光盘的几种光拾取器已经开发出来了。使用不同厚度光盘的传统的光拾取器用波长为650mm的短波长光源，它有一按照欲重放的光盘的厚度调节物镜的数值孔径的装置。换言之，当重放储存在DVD中的信息时，用物镜的0 6数值孔径形成小点。当重放储存在CD中的信息时，通过用有较小数值孔径的物镜部分，即光轴附近部分或经限制从光源入射到物镜的光束直径，将数值孔径调为0.45来校正球差。
当今，CD-R作为记录有重放信息的记录介质已被实际应用。而且，需要CD-R与上述CD和DVD相兼容。CD-R的厚度是m，与CD的厚度相同。它的记录层由可变相材料制成，其中记录波长和重放波长的可反射性在一定波长带中变化。并且，储存在CD-R中的信息可在一光学拾取环境中重放，该环境与重放储存在CD盘中信息的环境相似。
可是，由于使用不同厚度光盘的光拾取器的现有环境采取短波长的光源，它不适合重放储存在CD-R中的信息。
另外，在现有的光拾取器中，由于光学环境是以薄的DVD为准确立的、储存在CD中的信息不能在最佳条件下重放。
由此，本发明的目的是提供一种能使用具有不同厚度及不同记录材料光盘的光拾取器。
本发明的另一目的是提供一种能使用不同厚度光盘并能以最佳状态在光盘上记录或从光盘上重放信息的光拾取器。
按照本发明，一种使用不同厚度光盘的光拾取器，包括：用于产生不同波长光束的第一和第二光源；一用于将从第一和第二光源发射的光束聚集在具有不同厚度的光盘上的物镜；一光路控制装置，用于控制光路，以使从第一和第二光源发出的光束能入射到所述物镜上；所述光路控制装置包括一分光器，它用于透射从一光源发射的光束并反射从另一光源发射的光束；一用于调节第一和第二光源的发射角的装置，以调节所述物镜的有效数值孔径；所述用于调节发射角的装置限制光束的发射角，以使出自第一和第二光源中的一个光源的光束能通过所述物镜光轴附近的区域；及第一和第二检测装置，用于接收从不同厚度光盘上反射的光束并检测其电信号。
第一和第二光源最好设在使其光轴成直角的位置上。
第一检测元件包括：一用于接收反射光并检测其中电信号的光接收器；和一有全息元件的全息板，用于透射从第一光源发出的光束并将反射光衍射在光接收器上。优选第一光源包括一表面发射激光二极管，并设在与光接收器相同的基体上。
此外，第二检测元件包括：一用于接收反射光和检测其上电信号的光接收器，一用于衍射从第二光源发出的光束的光栅；和一具有全息元件用于将反射光衍射在光接收器上的全息板。优选第二光源包括一表面发射激光二极管，它被设在与光接收器相同的基体上。
更优选的是，按照本发明的另一拾取器还包括一光能检测元件，用于从光源发出的至少一部分光束检测告知光能变化的信号，以保持第一和第二光源的预设光能。更好是，该光能检测元件包括：一分光器，用于将从光轴相交处的两侧接收的光束部分地透射及部分地反射；和一用作检测的光接收器，用于接收被部分透射和部分反射的光束并检测它们的电信号。
为更全面地评价本发明及其优点，下面将结合附图对本发明进行详细描述，其中相同或相似元件用相同的标记，其中：
图1是按照本发明使用不同厚度光盘的记录/重放光拾取器的光学结构示意图；
图2是图1中一光学组件的光路部分示意图；
图3是图1中第一光源的光接收器的平面示意图；以及
图4是图1中第二光源的光接收器的平面示意图。
对照附图通过描述最佳实施例，可更清楚了解上述发明的目的，特征及效果。
按照本发明使用不同厚度光盘的光拾取器，根据欲重放的光盘，在两个具有不同波长的光源中选择一适合的光源，并按照光盘厚度在最佳条件下记录/重放储存在光盘上的信息。
如图1，按照本发明一个实施例的使用不同厚度光盘的光拾取器包括：两个光学组件10和20；一分光器30；一用于检测的光接收器40；一准直透镜50；一物镜60。标号70和80是两个具有不同厚度的光盘。即，薄基体的光盘70是DVD盘，厚基体的光盘80是CD或CD-R盘。两者之一设于物镜60的聚焦表面上，用于记录/重放信息。
两光学组件10和20分别有第一光源和第二光源。第一和第二光源产生不同波长的光束，它们设在可以使两光轴正交的位置上。第一光源11用于重放薄基体的光盘70，第二光源21用于重放厚基体的光盘80。光学组件10和20分别包括一用来检测从盘70和80反射的光束信号的光接收元件，用于控制物镜60的位置。光接收元件包括：第一和第二光接收器12和22，用于检测反射光的电信号；和分别有全息件13a和23a的第一和第二全息板13和23，用于将反射光衍射在光接收器12和22上。而第一光源11设在与第一光接收器12相同的基体14上。相似地，第二光源21设在与第二光接收器22相同的基体24上。
分光器30是一用于控制光路的装置，以使从第一和第二光源11和21发出的光束能入射到物镜60上。该分光器30由两直角棱镜构成，它们设在两光学组件10和20的光轴相交处。该分光器30将从两侧接收到的光束一部分透射，一部分反射，并将光分成两束，一束传向光接收器40用于检测，一束传向物镜60。通过在分光器30的所有侧面覆盖一层特殊薄膜，可调整波长的透射比率和反射比率。
用来检测的光接收器40保持光学组件10和20的光能，它检测表示从分光器30接收的部分光束光能的变化的电信号。依此，以检测信号为基础，控制光源11和12的驱动电压(或电流)，可保持合适的光能。用于检测的光接收器40同时用于光学组件10和20的第一和第二光源11和21。
准直透镜50将经分光器30入射到物镜60的光束转变为与光轴平行的光束。
物镜60将从光学组件10和20的光源11和21入射的光束聚焦，并在相应光盘70和80上形成光点。物镜60由一普通的透镜驱动装置(未画出)支撑，以使它能相对于盘表面纵向和横向移动，根据从光接收器12和22的检测信号检测的聚焦和光道的控制信号，移动物镜，以使其位置误差得以补偿。
在使用不同厚度光盘的光拾取器中，一侧的光学组件10用于重放储存在薄表面的盘70如高密度的DVD盘中的信息，另一侧的光学组件20用于重放储存在厚表面的盘80如CD或CD-R盘中的信息。
首先，在用于重放薄盘70中的信息的光学组件10中，第一光源11用具有波长为650nm的SEL，其物镜60的数值孔径设为0.6。如图3所示，作为光检测元件的光接收器12将光点15作横向和纵向分割，利用有4分区域的四分光接收器。用全息元件13a形成的散光来检测物镜60相应于薄盘70的聚焦误差信号，用信号束进行的差分相位检测DPD来检测光道误差信号。即，被反射在光盘70上然后经全息元件13a衍射的光束在光接收器12上形成单一光点15。当如图3所示，调节焦距时，该点为一圆形，在光盘纵向振动的情况下，根据振动的程度，光点可变成隋圆形或直线形。另一方面，在光盘横向摆动的情况下，根据两侧凹坑的深度变化相位差改变。由于这个原因，光学质量也产生变化。因此，假设从分割区域12a-12d检测的信号是Sa-Sd，由下述方式可得检测信号；
聚焦误差信号：SFE＝(Sa+Sc)-(Sb+Sd)；
光道误差信号：STE＝(Sa+Sc)的相位-(Sb+Sd)的相位；
重放信号：SRF＝Sa+Sb+Sc+Sd。
第二，在光学组件20中，第二光源21用具有波长为780nm的SEL，其有效数值孔径NA限制调节为0.45。通过减小从第二光源21发出的光束的发射角，可控制物镜60的数值孔径。另外，为限制调节该数值孔径，SEL的光发射孔的尺寸是可调的。实际用于重放的光束，如图1所示，通过物镜60的光轴附近部分，这样能减小由于光盘厚度不同而形成的球差。如图4所示，作为光检测元件的光接收器22利用有6个分割区域22a-22f的六分光接收器。为了检测物镜60在盘80上的聚焦误差信号，用全息元件23a进行散光。在全息板23上形成一光栅23b，如图2所示，进行利用被光栅23b衍射的0，+1，-1级衍射光束的3束法，可检测光道误差信号。换言之，如图4所示，衍射光在光接收器22上形成3个光点25a，25b，25c，下述公式可得所检信号：
聚焦误差信号：SFE＝(Sa+Sc)-(Sb+Sd)；
光道误差信号：STE＝Se-Sf；及
重放信号：SRF＝Sa+Sb+Sc+Sd。
综上所述，本发明的使用不同厚度光盘的光拾取器充服了由于光盘厚度不同引起的像差问题。另外，由于使用不同波长的光源，可没有任何损失地重放不同记录材料制成的光盘中的数据，从而，通过与光盘相适应的波长可提高效率及形成最佳的光学环境。
尽管已图示和描述了本发明最佳实施例，本领域的技术人员可进行各种变化和改进，在没有脱离本发明的范围内，各元件可做等效替换。另外，在没有脱离本发明所述主要范围的情况下，可以对本发明在具体情况下做出许多修改。因此，本发明不限于具体公开的实施例。本发明包括所有属于所附权利要求范围内的实施例。

Claims (9)

1.一种使用不同厚度光盘的光拾取器，包括：
用于产生不同波长光束的第一和第二光源；
一用于将从第一和第二光源发射的光束聚集在具有不同厚度的光盘上的物镜；
一光路控制装置，用于控制光路，以使从第一和第二光源发出的光束能入射到所述物镜上；所述光路控制装置包括一分光器，它用于透射从一光源发射的光束并反射从另一光源发射的光束；
一用于调节第一和第二光源的发射角的装置，以调节所述物镜的有效数值孔径；所述用于调节发射角的装置限制光束的发射角，以使出自第一和第二光源中的一个光源的光束能通过所述物镜光轴附近的区域；及
第一和第二检测装置，用于接收从不同厚度光盘上反射的光束并检测其电信号。
2.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，所述第一和第二光源设在使其光轴成直角的位置上。
3.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，所述第一检测装置包括：
一用于接收反射光并检测其中电信号的光接收器；及
一有全息元件的全息板，用于透射从所述第一光源发出的光束并将反射光衍射在所述光接收器上。
4.如权利要求3所述的光拾取器，其特征在于，所述第一光源包括一表面发射激光二极管，它被设在与所述光接收器相同的基体上。
5.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，所述第二检测元件包括：
一用于接收反射光及检测其上电信号的光接收器；
一用于衍射从所述第二光源发出的光束的光栅；及
一有全息元件的全息板，用于将反射光衍射在所述光接收器上。
6.如权利要求5所述的光拾取器，其特征在于，所述第二光源包括一表面发射激光二极管，它设在与所述光接收器相同的基体上。
7.如权利要求1所述的光拾取器，还包括：
一光能检测装置，从所述光源发出的光束的至少一部分检测告知光能变化的信号，以保持第一和第二光源预设的能量。
8.如权利要求7所述的光拾取器，其特征在于，所述第一和第二光源设在使其光轴成直角的位置上，所述光能检测装置包括：一分光器，用于将从光轴相交处的两侧接收的光束部分地透射及部分地反射；和一用作检测的光接收器，用于接收部分透射和部分反射的光束并检测它们的电信号。
9.如权利要求1所述的光拾取器，还包括：
一准直透镜，用于将所述第一和第二光源发射到所述物镜上的光束转变为平行光束。
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