CN1321414C - 光拾取器和使用它的光学记录和/或再现装置 - Google Patents

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Abstract

一个光拾取器包括一个发光光源，一个光栅用于将光源发出的光分离出一部分，一个反射部件用于反射光源发出的另一部分光，一个设置在反射部件的反射光的传播路径上的监控光电探测器，用于测量反射光，一个光路变换器用于改变被光栅分离出的光的光路，一个物镜用于将改变了光路的光聚焦到光盘上，和一个信号检测光电探测器用于接收光盘的反射光。

Description

光拾取器和使用它的光学记录和/或再现装置
技术领域
本发明涉及一种有改进结构的光拾取器，能使监控光电探测器检测不到由于信号检测光电探测器反射光所造成的光噪声，从而使监控光电检测器可以精确确定记录光的功率，本发明还涉及一种使用该光拾取器的光学记录和/或再现装置。
背景技术
通常，光拾取器都用在光学记录和/或再现装置中，用于在光记录媒介，例如光盘，上记录信息和/或再现光盘上的信息。当光拾取器沿着光盘径向移动时，光拾取器向光盘的记录表面发射光线并接收光盘的反射光，以完成在光盘上记录信息和/或再现光盘上的信息。
如附图1所示的传统的光拾取器中，光源103所发射光线的一部分被光束分束器107反射，其余的光线被光束分束器107透射。光束分束器107所反射的光通过一个准直透镜110变成了平行光。此后，该平行光通过一个物镜113被聚光在光盘115上。
光盘115的反射光通过物镜113，准直透镜110和光束分束器107后，被信号检测光电探测器120接收。信号检测光电探测器120接收到的光信号被转换成电信号，再现光盘115上记录的信号。
同时，在光源103和光束分束器107之间放置一个光栅105。光源103发出的光被光栅105分成三束，使用三束法通过利用三束光来检测追踪错误信号。
在光束分束器107和信号检测光电探测器120之间放置一个象散透镜118。在象散透镜118中，透镜表面的曲率不是统一的，透镜表面的纵向曲率和横向曲率彼此不同，因此产生了象散。象散透镜118和准直透镜110减少了信号检测光电探测器120接收到的光束的规模。此外，为了消除光通过光束分束器107时产生的彗形象差，象散透镜118的倾斜方向与光束分束器107的倾斜方向相反。使用象散法通过利用象散透镜118所生成的象散来检测光盘115的聚焦错误信号。
光源103发出的光和随后由光束分束器107透射的光被监控光电探测器109接收，以此测量光源103的发光量。典型的是，光源103，例如，激光二极管发出的光大约有91％或者更多被光束分束器107反射，剩余的光也就是只有8％-9％的光透过光束分束器107被监控光电探测器109检测到。
监控光电探测器109通常用在记录装置的光拾取器中，用作来监控光源发出的记录光。即，监控光电探测器109测量光源的发光量，用这种测量方法就能控制用于在光盘上记录信息的光能。因此，如果监控光电探测器109接收到的是其他的光，而不是光源所发出的光，就影响了对记录光的能量控制，导致光拾取器的记录和/或再现的性能下降。
当信号检测光电探测器120接收到光盘115的反射光后，信号检测光电探测器120的表面反射了一部分接收到的光。信号检测光电探测器120所反射的光又被光束分束器107反射，并且被监控光电探测器109接收。信号检测光电探测器120所反射的光作为反馈光噪声被参考。当有反馈光噪声时，监控光电探测器109不能准确的测量记录光的量。
通常为了切断反馈光噪声，附图2中的信号检测光电探测器120通常倾斜大约2.5度角。倾斜放置的信号检测光电探测器120的反射光传播路径不同于附图1中平放(即垂直于入射光)的信号检测光电探测器120的反射光传播路径。由于信号检测光电探测器120是倾斜放置的，所以信号检测光电探测器120的反射光没有入射到监控光电探测器109。特别是如附图2中虚线所示，信号检测光电探测器120反射的光又被光束分束器107反射后，没有入射到监控光电探测器109。即，因为光束分束器107反射的光没有入射到监控光电探测器109，反馈光噪声就被切断了。然而，信号检测光电探测器120的反射光有一部分进入了光束分束器107，被光束分束器107的内部反射，并入射到监控光电探测器109。因此，反馈光噪声没有完全被切断。附图2中的实线表示进入到光束分束器107内的光线。
除了上述的问题之外，在传统的切断反馈光噪声的方法中还存在其他问题。传统方法中为了切断入射到监控光电探测器109的反馈光噪声信号而将检测光电探测器120倾斜放置，因为入射到信号检测光电探测器120的光线是环形的，所以倾斜的放置可能会导致伺服信号的不平衡。此外，根据信号检测光电探测器120的倾斜角度，必须移动监控光电探测器109，以切断入射到监控光电探测器109的反馈光噪声。而监控光电探测器109又非常小，所以监控光电探测器109的移动量很难精确把握。
为了使信号检测光电探测器120反射的光和随后光束分束器107反射的光不能入射到监控光电探测器109，在光束分束器107的反射面上覆盖一层非反射膜。然而，由于难于制造出完全非反射的膜，所以完全切断入射到监控光电探测器109的反馈光噪声是很困难的。因此，由于存在反馈光噪声所以影响了光拾取器的记录性能。因此，需要适当的方法来完全切断信号检测光电探测器120反射的反馈光噪声。
发明内容
本发明提供一个用于切断光噪声的光拾取器和使用该光拾取器的光学记录和/或再现装置，该光拾取器通过将一个监控光电探测器配置在某一位置使信号检测光电探测器反射的光不能入射到监控光电探测器，从而切断了光噪声。
本发明其他的方面和/或优点将在以下的说明中分部阐述，根据说明这些方面和/或优点将会更加明显，或者通过本发明的实例被更好的理解。
本发明提供一个光拾取器，包括：一个发光光源；一个光栅，用于将光源发出的光分离出一部分；一个反射部件，用于反射光源发出的另一部分光；一个监控光电探测器，设置在反射部件的反射光的传播路径上，用于测量反射光；一个光路变换器，用于改变被光栅分离出的光的光路；一个物镜，用于将改变了光路的光聚焦到光盘上；和一个信号检测光电探测器，用于接收光盘的反射光；其中光栅有一个有效孔径，被分离的所述一部分光通过这个孔径，其中有效孔径之外的任何传播的光都是无效光，其中反射部件设置在至少一部分无效光的光路上并且至少反射了一部分无效光。
根据本发明的一个方面，提供一个光拾取器包括：一个用于发光的光源；一个光栅用于分离光源发出的一部分光；一个反射部件用于反射光源发出的另一部分光；一个配置在反射部件的反射光的传播路径上的监控光电探测器，用于测量反射光；一个光路变换器用于改变被光栅分离的光的光路；一个物镜用于将改变了光路的光聚焦到光盘上；和一个信号检测光电探测器用于接收光盘反射的光。
将反射部件配置在光栅的有效孔径之外的传播光的光路上来反射光源发出的无效光。
根据本发明的另一个方面，提供一个光拾取器，能通过一个物镜将光源发出的一部分光聚焦到光盘上，使信息记录在光盘上，并且通过一个信号检测光电探测器接收光盘反射的光，使聚焦伺服和追踪伺服操作得以进行。该光拾取器包括：一个光栅用于通过其中的有效孔径将光源发出的光分离出一部分；和一个配置在光栅有效孔径之外的至少一部分传播光的光路上的监控光电探测器，用于测量有效孔径之外的至少一部分传播光的能量。
根据本发明的另一个方面，提供一个光学记录和/或再现装置包括：一个主轴电机用于使光盘旋转；一个可沿着光盘径向移动的光拾取器，用于在光盘上记录信息和/或再现光盘上的信息；一个驱动单元用于驱动主轴电机和光拾取器；和一个控制器用于控制光拾取器的聚焦伺服操作和追踪伺服操作。该光拾取器包括：一个用于发光的光源；一个光栅用于分离光源发出的一部分光；一个配置在光栅有效孔径之外的传播光的光路上的监控光电探测器，用于监控入射到其上面的光的能量；一个光路变换器用于改变通过光栅的光的光路；一个物镜用于将光路变换器反射的光聚焦到光盘上，和一个信号检测光电探测器用于接收光盘反射的光。
根据本发明的另一方面，提供一个光学记录和/或再现装置包括：一个主轴电机用于使光盘转动；一个可沿着光盘径向移动的光拾取器，用于在光盘上记录信息和/或再现光盘上的信息；一个驱动单元用于驱动主轴电机和光拾取器；和一个控制器用于控制光拾取器的聚焦伺服操作和追踪伺服操作。该光拾取器包括一个可发光的光源，一个光栅用于分离光源发出的一部分光，一个反射部件用于反射光源发出的另一部分光，一个配置在反射部件的反射光的传播路径上的监控光电探测器，用于测量反射光，一个光路变换器用于改变被光栅分离的光的光路，一个物镜用于将改变了光路的光聚焦到光盘上，和一个信号检测光电探测器用于接收光盘反射的光。
根据本发明的另一方面，提供一个用于在光盘上记录信息和/或再现光盘上信息的方法，包括：发射光；分离该发射光的一部分；反射光源发出的没有被分离的另一部分光；测量被反射的光；改变被分离的光的光路；将改变光路的光聚焦到光盘上；当聚焦的光被光盘反射后接收该聚焦的光。
根据本发明的另一方面，提供一个利用光拾取器在光盘上记录信息和/或再现光盘上信息的方法，在该方法中，通过物镜将一部分光源发出的光聚焦到光盘上，使信息得以记录在光盘上，和利用一个信号检测光电探测器接收光盘反射的光，以使聚焦伺服和追踪伺服操作得以进行。该方法包括：通过有效孔径来分离光源所发出的光；和测量至少一部分光栅有效孔径之外的传播光，并且测量有效孔径之外的至少一部分传播光的能量。
根据本发明的另一方面，提供一个光拾取器包括：一个用于发光的光源；一个光路变换器用于改变一部分光的光路，以使这些光射向光盘；一个监控光电探测器配置在光源和光路变换器之间用于检测另一部分光；和一个信号检测光电探测器用于接收光盘反射的光。监控光电探测器不能接收到信号检测光电探测器反射的光噪声。
根据本发明的另一方面，提供一个光拾取器包括：一个可发光的光源；一个光路变换器用于改变一部分光的光路，以使这些光射向光盘；一个用于检测另一部分光的监控光电探测器，配置在光源和光路变换器之间或者配置在光源和光路变换器之间的反射部件的反射光的光路上；和一个信号检测光电探测器用于接收光盘反射的光。监控光电探测器接收不到信号检测光电探测器反射的光噪声。
附图说明
结合附图参看下面优选实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得更将明确，并且易于领会，其中：
图1给出了一个传统的光拾取器；
图2给出了一个信号检测光电探测器倾斜放置时的反射光的光路图，为了切断入射到图1所示的传统光拾取器中的监控光电探测器的光噪声，图2中信号检测光电探测器是倾斜放置的；
图3是根据本发明第一实施例的一个用于切断光噪声的光拾取器的结构示意图；
图4给出了根据本发明第二实施例的一个用于切断光噪声的光拾取器；和
图5示意性的给出了一个记录和/或再现装置，该装置使用了根据本发明附图3和4所示的光拾取器。
具体实施方式
现在将详细参看本发明的优选实施例和附图中的示例，其中所有相同的附图标记表示相同的部件。以下将参考附图通过实施例来说明本发明。
参考图3，根据本发明第一实施例的一个光拾取器包括一个光源10，一个光栅13用于将光源10发出光分成三束；和一个光路变换器17能透射或反射穿过光栅13的光来改变它们的光路。还包括一个监控光电探测器11，配置在光源10和光路变换器17之间的光栅13的有效孔径之外的传播光的光路上。
例如可以使用一个激光器二极管作为光源10。光源10发射发散光，穿过光栅13的有效孔径之后有一部分射向光盘25。其他的没有通过光栅13有效孔径的光是无效光，这些光对向光盘记录信息没有作用。为了利用无效光监控记录光的能量，所以将监控光电探测器11配置在光栅13的有效孔径之外的无效传播光的光路上。
在图3中，虽然监控光电探测器11被设置在紧邻光栅13侧壁的位置，应该理解，监控光电探测器11可以设置在光源10和光路变换器17之间的任何位置上。标号14表示一个光阑，用于切断穿过光栅13横向部分的光。
根据本发明第一实施例的该光拾取器还包括一个光路变换器17，一个物镜23用于将被光路变换器17改变了光路的光聚焦到光盘25上，和一个信号检测光电探测器30，用于接收经过光盘25反射后又通过物镜23和光路变换器17的光。一个设置在物镜23和光路变换器17之间光路上的准直透镜20，用于将入射光变成平行光。一个设置在光路变换器17和信号检测光电探测器30之间光路上的象散透镜27。
光路变换器17将穿过光栅13的光透射或者反射，来改变光路。物镜23将被光路变换器17改变了光路的传播光聚焦到光盘25上。之后，光盘25反射的光穿过了物镜23和光路变换器17入射到信号检测光电探测器30上。利用信号检测光电探测器30生成的光电转换信号执行聚焦伺服和追踪伺服操作，就再现了记录在光盘25上的信息。同时，即使入射到信号检测光电探测器30上的一部分光被反射，这些反射的光也不能入射到监控光电探测器11。
例如，光路变换器17可以是一个光束分束器，能根据光束分束器的反射膜的情况，按照一定的比率来反射或透射入射光，也可以是一个偏振光束分束器，能根据入射光的偏振方向来反射或透射入射光。
如图4所示，根据本发明第二实施例的一个光拾取器包括一个光源10，一个光栅13，和一个光路变换器17。还包括一个设置在光源10和光路变换器17之间的反射部件15，和一个设置在反射部件15的反射光的传播路径上的监控光电探测器12。图4中与图3中相同的标号表示相同的部件，这些部件的说明不再赘述。
反射部件15设置在光栅13有效孔径之外的光源10的发射光的光路上。当以这种方式设置反射部件15时，如本发明第一实施例所述，反射部件15是使用光源10发出的无效光。例如，反射部件15可以是一个反光镜。光源10发出的光穿过光栅13后有一部分射向光盘25，剩余部分被反射部件15反射并入射到监控光电探测器12上。通过使用监控光电探测器12检测到的信号可以控制用于在光盘25上记录信息的记录光的能量。
反射部件15以环绕光栅13的方式设置。特别的是，反射部件15被设置在光栅13有效孔径之外的传播光的光路上，这样就可以使用不能用于记录信息的无效光来监控记录光的能量，因此提高了光拾取器的光学效率。
反射部件15仅被设置在光栅13的***部分。如此设置反射部件15可以使反射部件15的一部分反射光入射到监控光电探测器12上。图4中以虚线表示经反射部件15反射后入射到监控光电探测器12的光。
如果监控光电探测器12所测量的记录光的能量低于或者高于一个参考能量，通过控制光源10的功率来使记录光的能量满足记录信息所要求的能量。
穿过光栅13并被光路变换器17反射的光，通过准直透镜20和物镜23后聚焦到光盘25上，以使信息记录到光盘25上。接下来，光盘25的反射光穿过物镜23，准直透镜20，和光路变换器17，聚焦到一个信号检则光电探测器30。
利用一个聚焦到信号检测光电探测器30的光信号来执行聚焦伺服和追踪伺服操作。同时，即使一部分入射到信号检测光电探测器30的光被反射，该反射光也不会入射到监控光电探测器12。
参考图5，使用根据本发明一个实施例的光拾取器50的记录和/或再现装置按如下配置，在转盘43的下面安装一个用于使光盘25旋转的主轴电机40，光盘25就放在转盘43的上面，夹盘45利用光盘25与转盘43的相互作用来夹住光盘25，夹盘45与转盘43相对的安装。光拾取器50以在光盘径向可移动的方式安装，当主轴电机40驱动光盘25旋转时，就可以实现在光盘25上记录信息或再现光盘25上的信息。
驱动单元53用于驱动主轴电机40和光拾取器50。光拾取器50的聚焦伺服和追踪伺服操作由控制器55来控制，以实现在光盘25上记录信息或再现光盘25上的信息。
根据本发明第一实施例(参考图3)或者第二实施例(参考图4)的光拾取器都可以用作该光拾取器50。
根据本发明第一实施例的光拾取器，监控光电探测器11设置在光源10和光路变换器17之间的光栅13有效孔径之外的传播光的光路上。根据本发明第二实施例的光拾取器，反射部件15设置在光源10和光路变换器17之间的光栅13有效孔径之外的传播光的光路上，监控光电探测器12设置在反射部件15的反射光的传播路径上。
根据本发明的光拾取器50，通过驱动单元53可以将信号检测光电探测器30生成的一个光电转换信号输入到控制器55。驱动单元53可以控制主轴电机的转速，放大输入的光电转换信号，和驱动光拾取器50。控制器55根据驱动单元53输入的光电转换信号调整发送聚焦伺服指令和追踪伺服指令，并将其发送到驱动单元53，以进行聚焦伺服和追踪伺服操作。
如上所述，由于监控记录光能量的监控光电探测器没有受到光噪声的影响，所以可以进行精确的监控。
根据一个光拾取器和使用该光拾取器的光学记录和/或再现装置，由于监控光电探测器设置在光源和光路转换器之间，所以信号检测光电探测器反射的光噪声没有影响到监控光电探测器。这样就能够准确的测量记录光的能量，同时改善了光拾取器的记录性能。
此外，通过环绕光栅设置监控光电探测器或者有使用一个反射部件能够完全切断光噪声，所以根据本发明的切断光噪声的方法比传统的方法简单，因此降低了制造成本。由于不需要将信号检测光电探测器倾斜的放置，所以避免了伺服信号的不平衡。
还有，因为使用光源发出的不能用于记录信息的无效光来监控记录光的能量，所以提高了光拾取器的光学效率。
尽管只阐示了少数几个本发明的实施例，但是本发明并不局限于这些公开的实施例。此外，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神实质的情况下，本发明的具体实施方式可作改变，本发明的保护范围以权利要求及其等价物进行限定。

Claims (23)

1.一个光拾取器，包括：
一个发光光源；
一个光栅，用于将光源发出的光分离出一部分；
一个反射部件，用于反射光源发出的另一部分光；
一个监控光电探测器，设置在反射部件的反射光的传播路径上，用于测量反射光；
一个光路变换器，用于改变被光栅分离出的光的光路；
一个物镜，用于将改变了光路的光聚焦到光盘上；和
一个信号检测光电探测器，用于接收光盘的反射光；
其中光栅有一个有效孔径，被分离的所述一部分光通过这个孔径，其中有效孔径之外的任何传播的光都是无效光，其中反射部件设置在至少一部分无效光的光路上并且至少反射了一部分无效光。
2.如权利要求1所述的光拾取器，其中光源是一个激光器二极管。
3.如权利要求1所述的光拾取器，其中反射部件被环绕着光栅设置。
4.如权利要求1所述的光拾取器，其中反射部件是一个反光镜。
5.如权利要求1所述的光拾取器，其中仅在光栅的***部分中的一部分设置反射部件。
6.如权利要求1所述的光拾取器，其中光路变换器是一个光束分束器，能根据光束分束器的反射膜，按照一定的比率来反射或透射入射光，或是一个偏振光束分束器，能根据入射光的偏振方向来反射或透射入射光。
7.如权利要求1所述的光拾取器，其中信号检测光电探测器从接收到的反射光中检测一个聚焦伺服信号和一个追踪伺服信号。
8.如权利要求1所述的光拾取器，其特征在于，还包括一个设置在光路变换器和物镜之间光路上的准直透镜，用于将其上的入射光变成平行光。
9.如权利要求1所述的光拾取器，其中确定监控光电探测器所测量的光的能量是否低于或者高于一个参考值，当监控光电探测器所测量的光的能量是低于或者高于一个参考值时，通过控制光源的功率来使监控光电探测器所测量的光的能量等于参考值。
10.如权利要求1所述的光拾取器，其中利用一个光信号来执行聚焦伺服和追踪伺服操作，该光信号是由信号检测光电探测器根据光盘的反射光所输出的。
11.一个光拾取器，其中光源发出的光有一部分被物镜聚焦到光盘上，以使信息得以记录在光盘上，和光盘反射的光被一个信号检测光电探测器接收，以使聚焦伺服和追踪伺服操作得以进行，包括：
一个光栅，利用其上的有效孔径来分离光源发出的光；和
一个监控光电探测器，设置在有效孔径之外的至少一部分传播光的光路上，用于测量有效孔径之外的至少一部分传播光的能量；
其中监控光电探测器设置在紧邻光栅外侧壁的位置上；
所述光拾取器还包括一个设置在光栅和物镜之间的光路变换器，用于改变其上的入射光的光路。
12.如权利要求11所述的光拾取器，其中光源是一个激光器二极管。
13.如权利要求11所述的光拾取器，还包括一个设置在光路变换器和物镜之间的光路上的准直透镜，用于将其上的入射光变成平行光。
14.如权利要求11所述的光拾取器，其中光路变换器是一个光束分束器，能根据光束分束器的反射膜，按照一定的比率来反射或透射入射光，或是一个偏振光束分束器，能根据入射光的偏振方向来反射或透射入射光。
15.如权利要求11所述的光拾取器，其中信号检测光电探测器从接收到的反射光中检测一个聚焦伺服信号和一个追踪伺服信号。
16.如权利要求11所述的光拾取器，其特征在于，还包括一个光阑，用于遮住穿过光栅横向部分的光。
17.如权利要求11所述的光拾取器，其中确定监控光电探测器所测量的光的能量是否低于或者高于一个参考值，当监控光电探测器所测量的光的能量是低于或者高于一个参考值时，通过控制光源的功率来使监控光电探测器所测量的光的能量等于参考值。
18.如权利要求11所述的光拾取器，其中利用一个光信号来执行聚焦伺服和追踪伺服操作，该光信号是由信号检测光电探测器根据光盘的反射光所输出的。
19.一个光学记录和/或再现装置，包括：
一个主轴电机，用于使光盘旋转；
一个光拾取器，在光盘的径向方向上可以移动，用于在光盘上记录信息和/或再现光盘上的信息；
一个驱动单元，用于驱动主轴电机和光拾取器；和
一个控制器，用于控制光拾取器的聚焦伺服操作和追踪伺服操作，
其中光拾取器包括：
一个发光光源，
一个光栅，用于将光源发出的光分离出一部分，
一个监控光电探测器，设置在光栅有效孔径之外的传播光的光路上，用于监控其上的入射光的能量，
一个光路变换器，用于改变穿过光栅的光的光路，
一个物镜，用于将光路变换器反射的光聚焦到光盘上，和
一个信号检测光电探测器，用于接收光盘的反射光；
其中监控光电探测器设置在紧邻光栅外侧壁的位置上。
20.如权利要求19所述的光学记录和/或再现装置，其特征在于，还包括一个设置在光路变换单元和物镜之间的光路上的准直透镜，用于将其上的入射光变成平行光。
21.如权利要求19所述的光学记录和/或再现装置，其特征在于，利用一个光信号来执行聚焦伺服和追踪伺服操作，该光信号是由信号检测光电探测器根据光盘的反射光所输出的。
22.一个光学记录和/或再现装置，包括：
一个主轴电机，用于使光盘旋转；
一个光拾取器，在光盘的径向方向上可以移动，用于在光盘上记录信息和/或再现光盘上的信息；
一个驱动单元，用于驱动主轴电机和光拾取器；和
一个控制器，用于控制光拾取器的聚焦伺服操作和追踪伺服操作，
其中光拾取器包括：
一个发光光源，
一个光栅，用于将光源发出的光分离出一部分，
一个反射部件，用于反射光源发出的另一部分光，
一个监控光电探测器，设置在反射部件的反射光的传播路径上，用于测量反射光，
一个光路变换器，用于改变被光栅分离的光的光路，
一个物镜，用于将改变了光路的光聚焦到光盘上，和
一个信号检测光电探测器，用于接收光盘的反射光；
其中光栅有一个有效孔径，被分离的所述一部分光通过这个孔径，其中有效孔径之外的任何传播的光都是无效光，其中反射部件设置在至少一部分无效光的光路上并且至少反射了一部分无效光。
23.如权利要求22所述的光学记录和/或再现装置，其中利用一个光信号来执行聚焦伺服和追踪伺服操作，该光信号是由信号检测光电探测器根据光盘的反射光所输出的。
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