专利名称：光学拾取装置和光盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于发射和/或接收光束以便从光学记录介质读出信号和/或在光学记录介质上记录信号的光学拾取装置，以及用于在从光学记录盘读出信号和/或在光学记录盘上记录信号时驱动光学记录盘的光盘驱动器。
如JP-A-10-154344所公开的现有技术的光学拾取装置含有两个分别产生彼此不同波长的光束的光束源。
按照本发明，一种光学拾取装置，其用于发射至少两个波长彼此不同以适用于各自的光学记录介质的激光束，所述光学记录介质中的任一个可选择地在一个光盘驱动器上工作，使信号从所选择的一个光学记录介质读出和/或记录在所选择的一个光学记录介质上，所述光学拾取装置包括一个用于产生激光束的光束源，一个物镜透镜，其用于在光学记录介质的各记录表面上使激光束聚焦，一条上游共用光路，使激光束从光束源沿其一共用光轴线经过，一条下游共用光路，使激光束沿其一共用光轴线射向物镜透镜，一对在上游和下游共用光路之间的发散点和汇合点，在所述发散点上，激光束从上游共用光路彼此发散，在所述汇合点上，激光束汇合入下游共用光路，以及一个沿一个激光束布置在发散点和汇合点之间的变形系统，将所述一个激光束的横截面形状从椭圆形变向圆形。
由于在来自光束源的激光束的上游共用光路和向着物镜透镜的下游共用光路之间设置有一个变形系统(anamorphic system)，用于沿一个激光束在发散点和汇合点之间将一个激光束的横截面形状从椭圆变成圆形，在所述发散点，来自上游共用光路的激光束彼此发散，在所述汇合点，激光束汇合入下游共用光路，一个激光束(沿垂直于激光束光轴线的假想平面的)横截面形状被调节得更适于极高记录密度记录介质，同时另一激光束的光能被防止由变形系统吸收。
如果发散点和汇合点被防止彼此分开，从而使一个激光束从分散点行进至汇合点，以便形成一个闭环，变形系统布置在该闭环上，那么，另一激光束的光能被防止在分散点和汇合点之间被吸收。如果发散点和汇合点被彼此分开，使一个激光束和另一激光束从发散点至汇合点平行地行进，那么，上游和下游共用光路之间的角度关系就可以自由设定。为了有效地利用所述另一个激光束的光能，改变所述一个激光束的横截面形状的变形系统最好被防止改变所述另一个激光束的横截面形状。
如果发散点包括一个波长选择件，其用于在激光束之间的波长差的基础上使激光束彼此分开，那么，在发散点和汇合点之间使激光束彼此分开时的光能损失被最大限度地减小。该波长选择件最好是波长选择镜。如果波长选择镜使所述一个激光束可通过波长选择镜传递，使所述一个激光束被引至变形系统，那么，在经过变形系统后的所述一个激光束可通过在发散点上的波光选择镜传递，以便在汇合点汇合入与所述另一激光束的下游共用光路，因此，在单一波长选择镜用作发散点和汇合点，以便使激光束彼此分开及使激光束汇合入下游共用光路时，所述一个激光束和所述另一个激光束在被防止彼此分开的分散点和汇合点的相同点上彼此分散和彼此汇合。
光学拾取装置还可以包括在上游共用光路上的平行光管，以便将每个激光束的非平行光线转换成平行光线。
汇合点可包括一个光波选择镜，其用于使激光束可被引入下游共用光路，因而使在将激光束汇合成下游共用光路时的光能损失被最大限度地减小。波长选择镜可以使所述一个激光束通过波长选择镜传递，因而使来自变形系统的激光束被引至下游共用光路。
所述光学拾取装置可以包括一个整体光学元件，所述一对发散点和汇合点及变形系统形成在该整体光学元件上，因而所述一个激光束被防止穿过发散点和汇合点之间的气氛。装置可包括一个整体光学元件，分散点和汇合点在该整体光学元件上形成在相同位置上，因而所述另一个激光束被防止穿过发散点和汇合点之间的气氛，因此可以防止在分散点和汇合点之间所述另一个激光束的光能损失和横截面形状变化。
如果装置包括一个单一的可用作发散点和汇合点的波长选择镜，那么，在分散点和汇合点之间激光束的光能损失可以受到限制。
发散点可以暴露于激光束达到发散点而穿过的气氛。一个光学透明元件可以覆盖发散点，使激光束可以穿过该光学透明元件达到发散点。如果该透明元件的用于接受朝向发散点的表面被防止垂直于从光束源传入透明元件的激光束延伸，那么，激光束被限制被发散点及朝向平行光管和光束源的透明元件表面反射。
当装置具有一个变形元件，变形系统形成在该变形元件上时，为了形成变形系统，变形元件的用于接受所述一个激光束以形成变形系统的表面最好暴露于气氛，使所述一个激光束穿过气氛达到变形元件的表面。如果进入变形元件的所述一个激光束和垂直于变形元件表面的方向之间的角度大于返回到变形元件表面的所述一个激光束和垂直于变形元件表面的方向之间的角度，那么，在被变形系统调节后的所述一个激光束的横截面形状被限制在所述一个激光束传出变形元件时变劣。当所述一个激光束穿过变形系统和发散点和汇合点中的每一个之间的气氛传递时，变形系统、发散点和汇合点之间的位置关系容易受到调节。
图2是表示本发明的光学拾取装置的示意图。
图3是表示本发明另一光盘驱动器的一部分的示意图。
图4是表示本发明另一光学拾取装置的示意图。
图5是表示本发明另一光盘驱动器的一部分的示意图。
图6是表示本发明另一光学拾取装置的示意图。
一个准直透镜4将光学装置2产生的光束A或B的非平行光线转变成作用在光学记录盘1上的平行光线。准直透镜4最好布置得尽可能靠近光学装置2，使光学装置产生的激光束有效地被准直透镜4接受。一个组合棱镜5接受光束A和B的非平行光线。一个孔径过滤器6具有一个激光束A的0.6的数值孔径(NA)，使全部光流穿过孔径过滤器6；以及一个激光束B的0.45的数值孔径(NA)，使光流中央部分穿过孔径过滤器6，其周边部分被孔径过滤器6反射或吸收。
物镜透镜7是一个特殊的透镜，具有沿激光束A和B彼此不同的焦距，因而当DVD和CD被装在光盘驱动器上时激光束A和B被聚焦在各自的位置彼此不同的记录表面上。物镜透镜7固定在透镜架8上，该透镜架装在线15的端部上，而线15的另一端固定在一个悬架14上，因而透镜架8在垂直于DVD和CD厚度方向的聚焦方向和平行于DVD和CD的径向的跟踪方向上是可移动的。透镜架8具有一个圆孔，物镜透镜7借助粘合剂安装在该圆孔中；以及矩形开口，一个距焦线圈16和一个跟踪线圈17粘附在矩形开口内，聚焦线圈16用于产生一个在聚焦方向上推动透镜架8的力，跟踪线圈17用于产生一个在跟踪方向上推动透镜架8的力。一个磁架18和悬架14固定在一个滑架10上，一磁铁19安装在磁架18上，通过接通聚焦线圈16和/或跟踪线圈17，使物镜透镜7在聚焦和/或跟踪方向上协调地在磁铁19和聚焦和/或跟踪线圈之间定位。当物镜透镜7主要在DVD和CD的径向上移动时，滑架10在一支承轴11和一导向轴12上滑动。
组合棱镜5具有一个第一光学导向件21和一个第二光学导向构件22，两者是用高透光树脂或玻璃，例如，高折射率的SFL-1。BK-7或类似物(最好是BK-7-1-1.5)制成的。
第一光学导向件21是五角形的，具有第一分离表面23，用作称为发射点的波长选择镜，从而使基本全部的激光束A穿过第一分离表面23，并使基本全部的激光束B被第一分离表面23反射。穿过第一分离表面23的激光束A的(沿垂直于激光束光轴线的假想平面的)横截面形状或远场模式(Far Fiela Pattern)被光束成形比率从椭圆形变向圆形，所述光束成形比率是由激光束A进入第一光学导向件21的方向和垂直于第一分离表面23的方向之间的角度和激光束A在第一分离表面23上的折射角度确定的，这是由于根据在DVD上的很小的记录凹部，激光束A的焦点面积应是小的且有精细的形状。因此，第一光学导向件21用作激光束A的变形棱镜。被反射的激光束进入第二光学导向件22。光束A被一个反射表面24反射，从用作波长选择镜的第一光学导向件21的第一出口表面25射出，因而基本全部的激光束A穿过第一出口表面25，并且基本全部的激光束B被第一出口表面25反射。激光束A进入第一光学导向件21的方向和垂直于第一分离表面23的方向之间角度最好尽可能地大，从而使激光束A和B被有效地彼此分开。
第二光学导向件22是四角形的，具有一个第二入口表面，激光束B通过该表面进入第二光学导向件22；一个第二反射表面27，激光束B通过该表面向第二反射表面28反射，第二反射表面28用作称为汇合点的波长选择镜，使基本全部激光束A穿过第二反射表面25，并使基本全部激光束B被第二反射表面25反射，并从第二出口表面29沿一条与激光束A的共用轴线从第二光学导向件22射出。波长选择镜可以在彼此附着的第一出口表面25和第二反射表面28中的任一个上形成。光线平行的激光束A和B从第二出口表面29沿一共用光轴线射向物镜透镜7，而激光束A的横截面形状基本上是圆形的。激光束A和B被一个物镜透镜7和孔径过滤器6之间的镜(未画出)垂直地偏转，以便射向物镜透镜7。(第二实施例)如图3和4所示，激光束A受到准直透镜4和物镜透镜7之间一个光学系统30的处理。光学系统30具有一个第一光学元件31，该元件包括平行表面，平行表面之一是第一分离表面32，用作称为发散点的波长选择镜，因而使基本全部的激光束A穿过第一分离表面32，并使基本全部的激光束B被第一分离表面32反射，另一个平行表面是第一出口表面33，激光束A通过该出口表面射向第二光学元件35，第二光学元件包括一个将激光束A射向第三光学元件36的反射表面35。第三光学元件36基本上是三角形的，具有一个折射表面37，在该折射表面上，激光束A的横截面形状或远场模式被光束成形比率从椭圆形变向圆形，所述光束成形比率是由激光束A射入折射表面37的方向和垂直于折射表面37的方向之间的角度B和激光束A在折射表面37上的折射角度确定的。因此，第三光学元件36用作激光束A的变形棱镜。
圆形横截面的激光束A被一个第三反射表面38反射至折射表面37。由于激光束A返回折射表面37的方向和垂直于折射表面37的方向之间的角度A小，因而当激光束A射入第一光学元件31时，激光束A的圆形横截面形状得以保持。激光束A从第一分离表面32沿与激光束B的一条共用轴线从第一光学元件31射出，第一分离表面32作用称为汇合点的波长选择镜，因而基本全部的激光束A穿过第一分离表面32，并且基本全部的激光束B被第一分离表面32反射。光线平行的激光束A和B沿一共用光轴线射向物镜透镜7，而激光束A的横截面形状基本上是圆形的。激光束A和B被物镜透镜7和孔径过滤器6之间的一个镜(未画出)垂直地偏转，以便射向物镜透镜7。(第三实施例)如图5和6所示，激光束A和B在准直透镜4和物镜透镜7之间的一个光学系统40中受到处理。光学系统40具有一个四角形的第一光学元件41，该第一光学元件包括一个第一分离表面42，第一分离表面用作称为发散点的波长选择镜，因而基本全部的激光束A穿过第一分离表面42，并且基本全部的激光束B被第一分离表面42反射；以及一个第一进口和出口表面43，激光束A通过该表面从准直透镜4射向第二光学元件44，该第二光学元件包括一个将激光束A反射向第三光学元件46的反射表面45。第三光学元件46基本是三角形的，具有一个折射表面47，在该折射表面上激光束A的横截面形状或远场模式被光束变形比率从椭圆形变向圆形，所述光束成形比率是由激光束A进入折射表面47的方向和垂直于折射表面47的方向之间的角度和激光束A在折射表面47上的折射角确定的。因此，第三光学元件46用作激光束A的变形棱镜。
圆形横截面的激光束A被第三反射表面48反射至折射表面47。由于激光束A返回折射表面47的方向和垂直于折射表面47的方向之间的角度A小，因而当激光束A进入第一光学元件41时，激光束A的圆形横截面形状得以保持。激光束A沿与第一分离表面42共用的轴线从第一光学元件41射出，第一分离表面用作称为汇合点的波长选择镜，因而基本全部的激光束A穿过第一分离表面42，且基本全部激光束B被第一分离表面42反射。光线平行的激光束A和B沿一条共用的光轴线射向物镜透镜7，而激光束A的横截面形状基本是圆形的。激光束A和B被物镜透镜7和孔径过滤器6之间的一个镜(未画出)垂直地偏转，以便射向物镜透镜7。
面对准直透镜4的第一进口表面43被防止垂直于激光束A和B地延伸，因而被第一进口表面43反射的激光束A或B的一部分被限制返回光学装置2。因此，第一光学元件41无需具有在第一进口表面43上的无反射或光束吸收层。
权利要求
1.一种光学拾取装置，其用于发射至少两个波长彼此不同以适用于各自的光学记录介质的激光束，所述光学记录介质中的任一个可选择地在一个光盘驱动器上工作，使信号从所选择的一个光学记录介质读出和/或记录在所选择的一个光学记录介质上，所述光学拾取装置包括一个用于产生激光束的光束源，一个物镜透镜，其用于在光学记录介质的各记录表面上使激光束聚焦，一条上游共用光路，使激光束从光束源沿其一共用光轴线经过，一条下游共用光路，使激光束沿其一共用光轴线射向物镜透镜，一对在上游和下游共用光路之间的发散点和汇合点，在所述发散点上，激光束从上游共用光路彼此发散，在所述汇合点上，激光束汇合入下游共用光路，以及一个沿一个激光束布置在发散点和汇合点之间的变形系统，将所述一个激光束的横截面形状从椭圆形变向圆形。
2.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述发散点和汇合点被防止彼此分离，从而使所述一个激光束从所述发散点行进至所述汇合点以形成一个闭环，所述变形系统布置在所述闭环上。
3.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述发散点和汇合点彼此分离，使所述一个激光束和另一个激光束从所述发散点至所述汇合点平行地行进。
4.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于用于改变所述一个激光束的横截面形状的所述变形系统与被防止改变所述另一个激光束的横截面形状。
5.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述发散点包括一个波长选择件，其用于在所述激光束之间的波长差为基础分离激光束。
6.如权利要求5所述的光学拾取装置，其特征在于所述波长选择件是波光选择镜。
7.如权利要求6所述的光学拾取装置，其特征在于所述波长选择镜使所述一个激光束可穿过波长选择镜，从而使所述一个激光束被引至所述变形系统。
8.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于还包括一个在所述上游共用光路上的准直透镜，以便将每个激光束的非平行光线转变成平行光线。
9.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述汇合点包括一个波长选择镜，以便使激光束被引至下游共用光路。
10.如权利要求9所述的光学拾取装置，其特征在于所述波长选择镜使所述一个激光束穿过波长选择镜，从而使所述一个激光束从变形系统引至下游共用光路。
11.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述光学拾取装置包括一个整体光学元件，所述一对发散点和汇合点及变形系统形成在所述整体光学元件上，从而使所述一个激光束被防止穿过发散点和汇合点之间的气氛。
12.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述光学拾取装置包括一个整体光学元件，所述发散点和汇合点在所述整体光学元件上形成在相同位置上，因而使所述另一个激光束被防止穿过发散点和汇合点之间的气氛。
13.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述光学拾取装置包括一个单一的可用作发散点和汇合点的波长选择镜。
14.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述发散点暴露于激光束到达发散点所穿过的气氛。
15.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于还包括一个覆盖发散点的光学透明件，使激光束可穿过所述光学透明件到达发散点。
16.如权利要求15所述的光学拾取装置，其特征在于所述光学透明件的用于接受朝向发散点的激光束的表面被防止垂直于从光束源进入所述光学透明件的激光束地延伸。
17.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于包括一个在其上形成变形系统的变形元件，其中变形元件的用于接受所述一个激光束以形成变形系统的表面暴露于气氛，从而使所述一个激光束穿过所述气氛达到变形元件的所述表面。
18.如权利要求17所述的光学拾取装置，其特征在于在进入所述变形元件的所述一个激光束和垂直于变形元件的表面的方向之间的角度大于返回所述变形元件表面的所述一个激光束和垂直于所述变形元件表面的方向之间的角度。
19.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于所述一个激光束通过所述变形系统和所述发散点和汇合点中的每一个之间的气氛行进。
20.一种光学拾取装置，其用于从选择的一个光学记录介质读出信号和/或在选择的一个光学记录介质上记录信号，分别向光学记录介质发射分别适于光学记录介质的彼此不同的激光束，所述光学拾取装置包括一个用于分别产生激光束的光束源，一个物镜透镜，其用于使激光束在光学记录介质的各自表面上聚焦，一条上游共用光路，使激光束从光束源沿其一条共用光轴线经过，一条下游共用光路，使朝向物镜透镜的激光束沿其一条共用光轴线经过，在上游和下游共用光路之间的一对发散点和汇合点，在所述发散点上，来自上游共用光路的激光束彼此发散，在所述汇合点，激光束汇合入下游共用光路，以及一个沿一个激光束布置在所述发散点和汇合点之间的变形系统，将所述一个激光束的横截面形状从椭圆形变向圆形。
全文摘要
一种光学拾取装置,用于发射至少两个适于各自的光学记录介质的激光束,光学记录介质可选择地在光盘驱动器上工作,使信号从选择的一个光学记录介质上读出和/或记录在其上,在这种光学拾取装置中,在来自光束源的激光束的上游共用光路和朝向物镜透镜的激光束的下游共用光路之间设有一个变形系统,以便将一个激光束的横截面形状沿所述一个激光束在一个发散点和一个汇合点之间从椭圆形变向圆形,在所述发散点上,来自上游共用光路的激光束彼此发散,在所述汇合点上,激光束汇合入下游共用光路。
文档编号G11B7/135GK1351335SQ0113753
公开日2002年5月29日 申请日期2001年10月26日 优先权日2000年10月27日
发明者堀之内昇吾, 后藤博志, 古川文信 申请人:松下电器产业株式会社