CN1195164A - 兼容数字通用光盘和可记录小型盘可高速操作的光头装置 - Google Patents

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Abstract

一种兼容CD－R和DVD的光头装置,包括一固定的第一光学单元和一在光盘的内圆周和外圆周之间移动的第二光学单元。该第一光学单元向第二光学单元发射用于DVD的波长为635nm的第一光束,并检测从第二光学单元反射回的第一光束所含的信息。第二光学单元把从第一光学单元射来的第一光束和用于CD－R的波长为780nm的第二光束聚焦到所载光盘的信息记录面上,把由光盘反射的第一光束透射到第一光学单元,并检测由光盘所反射的第二光束的信息。

Description

兼容数字通用光盘和可记录小型盘 可高速操作的光头装置
本发明涉及一种用于对至少两种光盘使用彼此间具有不同波长光的光盘驱动器中的光头装置，特别涉及一种应用在适用于数字通用光盘(DVD)和可记录小型盘(CD-R)的光盘驱动器中的光头装置。
在光盘装置中，作为存储大量信息的记录媒体，小型盘(CD)和数字通用光盘(DVD)已被广泛应用。近来，可记录小型盘(CD-R)和数字通用光盘-随机存取存储器(DVD-RAM)也已公知。再现信息时，波长为780nm的激光适用于CD-R，波长为650nm或635nm的激光适用于DVD-RAM。
于是，一种可记录信息至这些光盘和可从这些光盘再现信息的光盘驱动器，包括至少两个光源用于发射彼此间具有不同波长的激光。参照图1，下面描述兼容传统DVD和CD-R的光盘驱动器的光头的光学***。
图1示出了用于数字通用光盘(DVD)和可记录小型盘(CD-R)的光盘驱动器的传统的光头装置。该光头装置包括一第一光源1，用于发射波长为635nm的第一光束，以记录和再现相应于数字通用光盘(DVD)8的信息，一第二光源11，用于发射波长为780nm的第二光束，以记录和再现相应于可记录小型盘(CD-R)的信息，以及一物镜7，用于把从第一光源1和第二光源11发射来的第一和第二光束分别聚焦在DVD8和CD-R9的信息记录面上。
由第一光源1发射的第一光束被一第一准直透镜2准直成平行光束，并传输到一第一分束器3。该第一分束器3把从第一准直透镜2入射来的第一光束导向一干涉滤光棱镜4，并把从干涉滤光棱镜4返回的第一光束透射到一第一光检测器10。详细地说，第一分束器3把从第一准直透镜2入射来的第一光束的P偏振光束导向干涉滤光棱镜4，而把从干涉滤光棱镜4入射来的第一光束的S偏振光束透射到第一光检测器10。
具有薄膜机构的一可变光阑6把从一四分之一波片入射来的为平行光束的第一光束透射到物镜7。物镜7把通过可变光阑6的第一光束聚焦到厚度为0.6mm的DVD8的信息记录面上。
于是，该第一光束通过物镜7聚焦在DVD8的信息记录面上，从DVD8的信息记录面上反射的已被聚焦的第一光束包含第一光束被聚焦位置上所记录的信息。经反射的第一光束顺序通过物镜7、可变光阑6、四分之一波片5、干涉滤光棱镜4和第一分束器3，然后被第一光检测器10所接收。该第一光检测器10检测从第一分束器3入射来的第一光束的信息。
从第二光源11发出的波长为780nm的第二光束通过一第二准直透镜12和一第二分束器13，然后入射到一聚光镜14。
该聚光镜14会聚从分束器13入射来的第二光束，然后把已会聚的第二光束传输到干涉滤光棱镜4。根据波长全部透射或反射入射光的干涉滤光棱镜4，全部透射波长为635nm的用于DVD的第一光束，并全部反射从聚光镜14入射来的波长为780nm的第二光束。
干涉滤光棱镜4，将从聚光镜14入射来的第二光束以发散光束形式反射到四分之一波片5。四分之一波片5向可变光阑6透射从干涉滤光棱镜4入射来的第二光束。可变光阑6只让以发散光束形式入射来的波长为780nm的第二光束部分通过。物镜7把从可变光阑6入射来的第二光束聚焦在厚度为1.2mm的CD-R9的信息记录面上。这样，第二光束就通过物镜7聚焦在CD-R9的信息记录面上，而由信息记录面反射的第二光束包含第二光束被聚焦位置上所记录的信息。
图1的第二分束器13使从聚光镜14入射来的第二光束射向第二光检测器15。详细地说，第二分束器13把从第二准直透镜12入射来的第二光束全部透射到聚光镜14，并把从聚光镜14入射来的第二光束全部反射到第二光检测器15。该第二光检测器15接收从第二分束器13入射来的第二光束，并检测第二光束的信息。
图2详细描述了图1中具有薄膜结构的一种可变光阑。如图2所示，具有薄膜结构的可变光阑能选择性地透射不大于数值孔径(NA)0.6的区域的光线。在两个区域间，区域1具有0.45以下的数值孔径(NA)，并透射780nm和635nm波长的光。所示的第二区域2通过覆盖一层介质薄膜而制得，具有0.45以上的数值孔径(NA)，全部透射波长为635nm的光，并全部反射波长为780nm的光。区域1包括一层石英(SiO2)薄膜，以便消除由覆盖区域2的介质薄膜产生的光行差。通过利用可变光阑6，波长为780nm的光透过具有0.45以下NA的区域1，在CD-R的信息记录面上形成适合于CD-R的光斑。波长为635nm的光穿经具有0.6以下NA的区域1和2，在DVD的信息记录面上形成适合于DVD的光斑。
如上所述，图1所示的光头***能够既对DVD也对CD-R执行记录和再现的操作。
在上面的光头***中，兼容DVD和CD-R的所有光学***都制作成一个独立单元，这样就给承载该单元的驱动机构施加了较大的载荷。因而，增加了数据的存取时间和目标扇区寻找时间。
为了解决这个问题，本发明的一个目的就是提供一种光头装置，通过仅承载两个光学单元中的一个来减少执行机构的载荷，它包括一用于记录和再现数字通用光盘(DVD)的光学单元和另一用于记录和再现可记录小型盘(CD-R)的光学单元。
为达到本发明的上述目的，提供了一种用于光盘驱动器中的光头装置，它对于至少两种光盘使用彼此间具有不同波长的光，该光头包括：
一固定设置于光头装置之内的第一光学单元；和一相对于装载在光盘驱动器之内的光盘可移动设置的第二光学单元，
其中，第一光学单元向第二光学单元发射一第一光束，并检测由第二光学单元接收的第一光束的信息，以及
该第二光学单元把从第一光学单元入射来的第一光束聚焦在所装载光盘的信息记录面上，把由该光盘反射来的第一光束透射到该第一光学单元，并产生一第二光束，把所产生的第二光束聚焦在所装载光盘的信息记录面上，检测由该光盘反射的第二光束的信息。
参照附图对优选实施例进行描述，其中：
图1是表示一种应用在数字通用光盘(DVD)和可记录小型盘(CD-R)的光盘驱动器中的传统的光头装置的示意图；
图2是说明一种应用于传统的光头装置中具有薄膜结构的可变光阑的示意图；
图3是显示按照本发明的一种应用在DVD和CD-R的光盘驱动器中的传统的光头装置机械结构的示意图；以及
图4是表示按照本发明的一种应用在DVD和CD-R的光盘驱动器中的光头装置的示意图。
下面参照附图对本发明的优选实施例详细描述如下。
图3是按照本发明一个优选实施例的一种用于DVD和CD-R的光头装置机械结构的示意图；
图3中所示的光头装置包括一个第一固定光学单元200和一个第二可移动光学单元300。相对于第二可移动光学单元300所在的位置，第一光学单元200固定设置，以使该第二可移动光学单元300能够接收从第一光学单元200发射出的用于DVD的第一光束。第二光学单元300在一导轨上高速运动，该导轨沿装载于光盘驱动器(图中未画出)之内的光盘8或9的直径方向设置，并把第一和第二光束聚焦在光盘的信息面上。
图4示出了图3中所示的光头装置的光学***。第一光学单元200包括一第一光源1，以发射用于DVD的波长为635nm的一第一光束，一光束形成棱镜22，用于向第二光学单元300透射第一光束，一第三分束器23，一相位片24，一第三准直透镜25，一检测透镜26用于检测从第二光学单元300入射来的第一光束的信息，和一第三光检测器27。
第一光源1发射第一光束，该光束是一波长为635nm的线偏振光。为便于描述，把第一光源1发射的第一光束定义为P偏振光束。光束形成棱镜22形成束状形式以使第一光源1入射的第一光束具有理想的束状截面。第三分束器23和相位片24把从光束形成棱镜22发射的第一光束导向第二光学单元300，并使从第二光学单元300返回的第一光束射向第三光检测器27。更详细地说，第三分束器23包括一反射面231，它全部反射入射前已由相位片24转化为S偏振光束的第一光束，并全部透射从光束形成棱镜22入射来的为P偏振光束的第一光束，根据第一光束的偏振状态对光束进行分束并形成另一光路。相位片24把第二光学单元300入射来的第一光束转化为S偏振光。
第三准直透镜25对从相位片24入射来的第一光束进行准直，并把该已准直的光束透射到第二光学单元300。通过该第三准直透镜25由第一光学单元200射向第二光学单元300的第一光束不产生光行差，即便在第一光学单元200和第二光学单元300间的距离产生相对偏差时也如此。
作为一种用于记录和再现CD-R的光学单元的第二光学单元300，包括一个由光源31A和光检测器31B制成一体的光源和光检测器31，一全息分束器32，一个第四分束器33，一反射棱镜34，一全息可变光阑35和一物镜36。
光源31A产生一波长为780nm的用于记录和再现CD-R的第二光束，而光检测器31B检测从全息分束器32入射来的第二光束的信息。第四分束器33把从第一光学单元200入射来的第一光束透射到反射棱镜34，把从反射棱镜34返回的第一光束导向第一光学单元200，把从全息分束器32入射来的第二光束透射到反射棱镜34，并把从反射棱镜34返回的第二光束透射到全息分束器32。反射棱镜34把从第四分束器33入射来的光束反射到可变光阑35，而从可变光阑35入射来的光束透射到第四分束器33。
可变光阑35把从反射棱镜34入射来的波长为635nm的第一光束透射到物镜36，并只把从反射棱镜34入射来的波长为780nm的第二光束的一部分透射到物镜36。更确切地说，可变光阑35把从反射棱镜34入射来的第一光束全部透射，把该透射的第一光束射向物镜36，并且只透射从反射棱镜34入射来的第二光束中属于0.45以下NA区域的第二光束，把该透射的第二光束射向物镜36。
物镜36把从可变光阑35入射来的第一光束聚焦在厚度为0.6mm的DVD8的信息记录面上，并把从可变光阑35入射来的第二光束聚焦在厚度为1.2mm的CD-R9的信息记录面上。
于是，当DVD8装载到光盘驱动器中时，第一光学单元200针对波长为635nm的第一光束执行光发射和/或光检测操作，而第二光学单元300把第一光束聚焦于DVD8的合适位置，并在导轨100上运动。同时，当CD-R9放入光盘驱动器中时，第二光学单元300针对使用波长为780nm的第二光束的CD-R9执行光发射和/或光检测操作，并在导轨100上运动。
如上面所述，按照本发明所述的光学装置包括分开设置的一用于DVD的记录和再现的第一光学单元以及一用于CD-R的记录和再现的第二光学单元。可移动的第二光学单元300按照所放置的光盘8或9执行记录和再现操作，并在导轨100上运动。因此，该光头装置能够减少执行机构的载荷，从而对数据存取时间和目标区域的寻找时间产生有益效果。
在这里仅对本发明的特定实施例作了特别描述，在不超出本发明的精神和范围的情况下，很明显可对此作出多种形式的更改。

Claims (12)

1.一种用于光盘驱动器中的光头装置，它对于至少两种光盘使用彼此间具有不同波长的光，该光头装置包括：
一固定安装于光头装置内的第一光学单元；和
一相对于装载于光盘驱动器之内的光盘可移动设置的第二光学单元，
其中，所述第一光学单元向所述第二光学单元发射一第一光束，并检测由所述第二光学单元接收的第一光束的信息，以及
所述第二光学单元把从所述第一光学单元入射来的第一光束聚焦在所装载光盘的信息记录面上，把由光盘所反射的第一光束透射到所述第一光学单元，并产生一第二光束，把所产生的第二光束聚焦在所装载光盘的信息记录面上，并检测由光盘所反射的第二光束的信息。
2.按照权利要求1所述的光头装置，其中所述的第一光学单元把第一光束以平行光束形式透射到所述第二光学单元。
3.按照权利要求1所述的光头装置，其中所述的第一光学单元包括：
一发射所述第一光束的第一光源；
一从第一光束中检测所述信息的第一光检测器；
第一光路改变元件，用于把所述第一光源发射的第一光束透射到所述第二光学单元，并把所述第二光学单元射出的第一光束透射到所述第一光检测器；以及
一准直透镜，用于把所述第一光路改变元件射出的第一光束准直为平行光束并把该已准直的光束透射到所述第二光学单元。
4.按照权利要求3所述的光头装置，其中所述的第一光路改变元件包括：
一偏振分束器，用于把所述第一光源发射的第一光束透射到准直透镜，并把从准直透镜入射来的第一光束透射到所述第一光检测器；以及
一设置于所述偏振分束器与所述准直透镜间的相位片。
5.按照权利要求4所述的光头装置，还包括一光束形成光学元件，用于把所述第一光源发射的第一光束形成束状，并把形成束状的第一光束透射到所述偏振分束器。
6.按照权利要求1所述的光头装置，其中所述第二光学单元沿与从所述第一光学单元发射的第一光束平行的方向运动。
7.按照权利要求1所述的光头装置，其中所述的第二光学单元包括：
一发射所述第二光束的第二光源；
一检测所述第二光束信息的第二光检测器；
一物镜，所述用于把从所述第一光学单元透射的第一光束和从所述第二光源发射的第二光束聚焦在所装载光盘的信息记录面上；以及
第二光路改变元件，用于分别把所述第一光学单元发射的第一光束和所述第二光源发射的第二光束透射到所述物镜，把从所述物镜入射来的第一光束透射到所述第一光学单元，并把从所述物镜入射来的第二光束透射到所述第二光检测器。
8.按照权利要求7所述的光头装置，其中所述第二光束改变元件是一分束器，用于透射从所述第一光学单元入射的第一光束，并反射由所述第二光源发射来的第二光束。
9.按照权利要求7所述的光头装置，还包括一可变光阑，它设置在所述第二光路改变元件和所述物镜之间，用于把所述第一光束和第二光束限定为不同的数值孔径(NA)。
10.按照权利要求7所述的光头装置，还包括一反射光束的反射镜，以使由所述第二光路改变元件射出的光束射向所述物镜。
11.按照权利要求10所述的光头装置，其中所述反射镜把入射激光反射到一大致垂直的角度。
12.按照权利要求1所述的光头装置，把信息记录在DVD-RAM或CD-R上，并从其上面读取信息。
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