專利名稱：光拾取器和具有該光拾取器的信息再現裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一光拾取器及具有該光拾取器的信息再現裝置的技術領域。在一光盤播放器，光盤記錄器及類似裝置中，所述光拾取器用于光學地再現如光盤等的記錄媒體上記錄的信息及在其上記錄信息。
背景技術：
這樣一光拾取器包括一光源；一光電檢測器；一例如光束分光器的光路分光元件，它反射來自光源的光束，引導該光束到一記錄媒體并透射由所述記錄媒體反射的光，引導該反射的光到所述光電檢測器；和一與所述信息記錄媒體的信息記錄表面對置的物鏡。一般地，所述光拾取器包括一個布置在所述物鏡和光路分光器元件之間的四分之一波板，用于旋轉入射到所述記錄媒體和從該處反射的偏振光，就是改變一光束的偏振狀態。本發明的所述“偏振狀態”表示圓形偏振光、線性偏振光、或橢圓偏振光。在線性偏振的情況下，所述偏振狀態同樣指示其方向。
另一方面，在這樣一光拾取器的情況下，在信息記錄媒體表面由一光束的輻射形成的一光點上，一具有光強度高于預定強度的區域(即所謂的光點的遠端區域)一般為大致橢圓的形狀。光學元件的安裝角度或類似參數被設定為使所述橢圓的主軸方向與在信息記錄表面由信息凹槽構成的一個記錄軌道的方向正交或平行。
已知在一光盤的再現時，要以減少由于在信息記錄表面的雙重折射產生的再現信號的信噪比來構成光拾取器。在一個如光盤的保護層的透明層上所述雙重折射將組成反射光的光一分為二。所述雙重折射由于在制造過程中使用沖壓機或類似機械而造成。因為在光盤的內圓周和外圓周之間所述信息記錄表面的反射率的分布的改變導致雙重折射的發生。因此一個抖動量的變化，即再現信號隨時間的變化超過一個可允許的范圍，因此修正再現信息非常困難。
因此，通常提出了各種技術，在這些技術中，產生一個比在包括一個產生雙重折射的透明層的光盤上的噪音(盤噪音)大的再現信號并因此增加再現信號的信噪比。例如，提出下述的光拾取器，包括一由一半導體激光器發射的線性偏振光束通過一個四分之一波板并因此所述光束被轉換為圓形偏振光的光束，使光盤的再現特性得到改善而不受到雙重折射的方向所產生的影響。
而且，提出下述的光拾取器，包括由一個具有一轉動的半導體激光器發射的線性偏振光的光束，所述光沿以相對在信息記錄表面上形成的信息凹槽的記錄軌道45°的偏振方向入射，并且因此光盤的所述再現特性得到改善。
但是，如上所述，一產生圓形偏振光的光拾取器需要附加地包括一個四分之一波板以產生圓形偏振光，因此費用增加且裝置變大或復雜。
而且，根據本發明人的研究，可以通過在現有的光元件中控制相位而不用四分之一波板。但是，在構成光拾取器的光路時要滿足一個條件，就是由一半反射鏡到一上升鏡(反射鏡)的入射角度相對于所述上升鏡的平行線為45°。因此產生的技術問題是在一個小尺寸的光拾取器中難于或實際上不可能布置所述組成元件滿足上述條件。
如上所述，當一個由具有一旋轉半導體激光器結構發射的線性偏振光的光束和所述光沿以相對在信息記錄表面上形成的信息凹槽的一記錄軌道45°的偏振方向入射時，由所述光束形成的光點上的遠端區域的主軸方向形成與所述記錄軌道相對的45°角度。因此，再現一個信息凹槽的信號時產生一技術問題，就是與所述所述遠端區域的主軸方向與記錄軌道方向交叉的情況相比較，射頻信號被減小。
發明內容
由上述問題而作出本發明，并且本發明的目的在于提供一個光拾取器，其能夠改善如一個光盤的記錄媒體的再現特性，即在不增加光元件數量或抑制光元件數量的增加的情況下，提高一記錄媒體的播放能力，及一個具有所述光拾取器的信息再現裝置。
下面將對本發明進行描述。為更好地理解本發明，附圖作為參考，其中附圖標記用括號括住。但是，本發明不限于所示的實施例。
本發明的上述目的可以由下述的光拾取器完成，該光拾取器用于提供將光束發射到一記錄媒體的信息記錄表面來讀取一信息信號；所述記錄媒體具有一記錄軌道；記錄軌道由記錄信息信號的信息凹槽構成。所述光拾取器包括一個光源，發射具有線性偏振的光束；一光學系統，引導發射的光束到信息記錄表面，并且進一步，引導基于被引導的光束而從所述信息記錄表面上發射的光到一個與到光源的光路不同的光路；及一個光接受裝置，接受由光學系統引導的來自所述信息記錄表面的光；其中所述光學系統對應于所述記錄軌道的方向，控制發射的光束的偏振方向。
在本發明的光拾取器的一個方面，所述光源包括一半導體激光器；所述光學系統根據所述發射的光束的主要分量控制偏振方向。
本發明的上述目的通過一個信息再現裝置來實現，所述信息再現裝置包括所述上述光拾取器，和一再現裝置，生成對應于根據所述光拾取器的光接受裝置的檢測輸出的信息信號的記錄信息。
本實施例的作用和其它優點由下面的例子將得到證明。
圖1表示根據本發明的光拾取器的例1和2的光拾取器的光路示意性外部透視圖。
圖2表示根據本發明的光拾取器的例1和2的光拾取器的光路內部結構的頂視圖。
圖3表示根據本發明的光拾取器的例3中具有在靠近一物鏡的下面插入的偏振板的光拾取器的結構示意截面圖。
圖4表示根據本發明的光拾取器的例4中具有在靠近一反射鏡的下面插入的偏振板的光拾取器的結構示意截面圖。
圖5A為在光盤讀取錯誤率和偏振方向的設定角度之間的關系的特性曲線圖，且圖5B表示為解釋在根據本發明的光拾取器各個例中所述角度的設定，在所述光拾取器中心的物鏡的布置頂視圖。
圖6表示根據本發明的信息再現裝置實施例的方框圖。
具體實施例方式
一本實施例的光拾取器，通過發射一光束到一記錄媒體的信息記錄表面用于讀取一信息信號，所述記錄媒體具有一個由信息凹槽構成的用于記錄信息信號的記錄軌道。所述光拾取器包括一用于發射具有線性偏振光束的光源；一光學系統，引導所述發射的光束到所述信息記錄表面并進一步引導由所述信息記錄表面基于所述被引導的光而發射的光到一個與到光源不同的光路上；和一光接收裝置，用于接收由所述光學系統引導的來自信息記錄表面的光，其中所述光學系統對應于所述記錄軌道的一個方向控制所述發射的光束的偏振方向。
根據該實施例，例如，在操作期間由所述光源，如一個半導體激光器發射的一線性偏振光束。一般由半導體激光器發射的光束為象一橢圓形狀的光束并且光束所具有的偏振方向與一個以橢圓的短軸平行的軸重合。因此，通過所述光路系統，所述光束被引導到記錄媒體的信息記錄表面并且被發射到記錄軌道上。在此，對應于組成記錄軌道的信息凹槽被調整的如反射光，衍射光和透射光被從所述信息記錄表面發射出來。然后，由信息記錄表面的光束由光學系統引導到一個與到光源的光路不同的光路。就是，將所述光引導到如一光電檢測器的光接收裝置。然后，所述來自信息記錄表面的光被光接收裝置所接收并產生一個檢測信號，該信號表示對應于發射所述光束的信息凹槽的信息信號。以此方法，由所述光拾取器讀取在被記錄在記錄軌道上的信息信號。
根據本發明人的研究，發現不論一個橢圓光點的主軸方向是否相對于記錄軌道變化，或即使當橢圓光點的主軸相對于所述記錄軌道沒有變化時，由于在信息記錄表面的二重折射率所導致的噪音和檢測信號的大小可通過改變光束中偏振方向而分別改變，所述光束相對于所述記錄軌道形成一個光點。而且，發現當光束中的偏振方向對應于所述記錄軌道的方向變化時，噪音大小的變化特性和檢測信號的大小變化特性彼此不同。就是，在某些設定的偏振方向上，當噪音極大地增加時，所述檢測信號沒有極大地增加或同時所述檢測信號大幅減少。相反，當噪音沒極大地增加或噪音大幅地減少時，所述檢測信號同時極大地增加。簡單地說，噪音大小和檢測信號的大小之間的大小關系可通過對應于所述記錄軌道方向改變來變化，以使信噪比率增加或減少。在本實施例中，構成特別的光學系統使光束的偏振方向隨記錄軌道方向而改變。以此，預先設定改變的角度以與偏振方向根本沒有變化時比較有一個高的信噪比。這里，一個高的信噪比的檢測信號由在隨后操作的光拾取器讀取。也就是，能夠有效地抑制檢測信號的信噪比的下降，例如，在一光盤的內圓周和外圓周上的下降。以此，能夠減少偏差量超過一個容許值的可能性，使一信息信號能夠被準確地被讀取。
除此之外，可以根據光學系統的技術指標和實際結構決定所述偏振方向的設定角度，使信噪比增加到一較高，最大或最高比率。在所有情況下，一旦決定了所述光學系統，可以一般根據實驗、經驗、數學計算或公式來唯一地決定信噪比較高、最大或最高比率下的偏振方向。
與常規技術不同，通過例如使基本組成所述光拾取器的光元件相對于一光路的設置作出改變，所述光束的偏振方向能夠相對所述記錄軌道的方向充分地改變，而不用附加如四分之一波片的光學元件。所述組成元件包括一反射鏡、一上升鏡，一光束分離器或一光路分離元件，及各種玻璃透鏡。
根據本實施例的光拾取器，能夠在不增加光學部件的數量或限制光學部件的數量的增加的情況下，提高如一光盤的記錄媒體的再現特性，也就是，記錄媒體的播放能力。
在本發明中，所述記錄媒體由，例如一光盤且在所述信息記錄表面上同心地并螺旋地布置所述記錄軌道構成。在這樣的光盤的情況下，由于在制造過程中使用沖壓機或經類似的處理，在所述光盤的內外圓周之間的信息記錄表面上的折射率的分布產生變化。這里，即使當由在本發明中的光拾取器使用的光學系統變化光束的偏振方向，因此使二重折射方向在內圓周和外圓周之間由某種或大或少的變化，能夠有效地防止偏差量超過一容許的范圍。
根據本發明的光拾取器的一個方面，所述光學系統改變偏振方向，對比于偏振方向沒有被光學系統改變的情況下，使偏振方向相對于記錄軌道的方向角度為45°。
根據該方面，構成所述光學系統改變偏振方向，對比于偏振方向沒有被光學系統改變的情況下，使偏振方向相對于記錄軌道的方向角度為45°。根據本發明人的研究，可以確定當偏振方向相對于記錄軌道的方向的角度靠近45°時，信噪比被顯著地被提高。因此，如按本實施例構成光學系統，能夠在操作中相當容易地提高光盤分再現特性，而沒有必要增加光學部件的數量或抑制了光學部件數量的增加。
根據該方面，可以構成所述光學系統，使偏振方向相對于記錄軌道的方向角度為30到60°。
根據本發明人的研究發現，當將光學系統預先改變偏振方向相對于記錄軌道方向的角度為30到60°時，在實際操作中，對所述記錄媒體的讀取錯誤率被顯著地抑制到例如10-3的容許范圍內。因此，以該結構，能夠在操作中很容易地保持光盤的錯誤率在一個適當的可實際使用的水平，而沒有必要增加光學部件的數量或抑制了光學部件數量的增加，因此提高光盤的再現特性。
在該情況下，可以構成所述光學系統，使偏振方向相對于記錄軌道的方向角度為40到50°。
根據本發明人的研究發現，當預先將光學系統設定為使偏振方向相對于記錄軌道發現的角度為40到50°時，在實際操作中，對所述記錄媒體的讀取錯誤率被顯著地抑制到例如10-3的容許范圍內。或者發現所述讀取錯誤率被顯著地抑制到例如比10-3還小的水平。因此，以該結構，能夠在操作中很容易地保持光盤的錯誤率在一個適當的可實際使用的水平，而沒有必要增加光學部件的數量或抑制了光學部件數量的增加，因此提高光盤的再現特性。
在該情況下，可以進一步構成所述光學系統，使偏振方向相對于記錄軌道的方向角度為45°。
根據本發明人的研究發現，當預先將光學系統設定為使偏振方向相對于記錄軌道發現的角度為45°時，在實際操作中，對所述記錄媒體的讀取錯誤率被顯著地抑制到最小值，最低值，或比例如10-3還小的準確值內。因此，以該結構，能夠在操作中很容易地保持光盤的錯誤率在一個極低的水平，而沒有必要增加光學部件的數量或抑制了光學部件數量的增加，因此提高光盤的再現特性。
在本實施例的光拾取器的另一方面，所述光學系統包括一半透明反射鏡，用于反射所述發射的光束，通過反射改變偏振方向后引導所述光束到信息記錄表面，透射來自所述信息記錄表面的光，并且引導該光到所述光拾取器的所述光接收裝置內。
根據這一方面，設置一半透明反射鏡使所述光束的偏振方向對應于所述記錄軌道的方向改變。因此，通過預先設定一個半透明反射鏡的相差，為增加信噪比設定所述偏振方向的改變度，這樣由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號。例如，這樣的一半透明反射鏡可以是作為一個光分離元件的光束分離器或一棱鏡。或者，所述半透明反射鏡可以是在光拾取器的一空間內的如一個板。在兩種情況下，在所述半透明反射鏡上設定改變偏振方向的一個相差，因此，防止了作為一個整體的光學部件的數量的增加。
在根據本實施例的光拾取器的進一步的方面，所述光學系統包括一個反射鏡，用于反射所述發射的光并且通過反射改變偏振方向。
根據該方面，為對應于所述記錄軌道的方向而改變所述光束的偏振方向設置所述反射鏡。因此，為增加信噪比，通過預先在所述反射鏡內設置相差，改變所述偏振方向一角度，這樣使由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號。例如這樣一個反射鏡可以用作一個上升鏡或另一個用于決定光路的鏡。在兩種情況下，在所述反射鏡上設定改變偏振方向的一個相差，因此，防止了作為一個整體的光學部件的數量的增加。
在根據本實施例的光拾取器的再一個方面，所述光學系統包括一個光柵，用于衍射所述發射的光并且通過衍射改變偏振方向。
根據該方面，為對應于所述記錄軌道的方向而改變所述光束的偏振方向設置所述衍射光柵(就是一個光柵)。因此，為增加信噪比，通過預先設置在所述光柵內的相差，改變所述偏振方向一角度，這樣使由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號。例如這樣一個衍射光柵可以是一個用于產生單光束的，用于三光束方法的三光束的光柵。在所有情況下，在所述衍射光柵上設定改變偏振方向的一個相差，因此，防止了作為一個整體的光學部件的數量的增加。
在根據本實施例的光拾取器的又一個方面，所述光學系統包括一個具有一個預定厚度的玻璃板，所述玻璃板透射所述發射的光并且通過透射改變偏振方向。
根據該方面，為對應于所述記錄軌道的方向而改變所述光束的偏振方向設置所述預定厚度的玻璃板。因此，為增加信噪比，通過預先設置在所述玻璃板內的相差，改變所述偏振方向一角度，這樣使由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號。例如這樣一個光學部件如玻璃板可以用于抑制溫度的增加、散熱、或防塵。或者，這樣一個光學部件如玻璃板具有凸凹，可以用于構成一準直透鏡、一中繼透鏡、一雙凸透鏡、一物鏡或類似物。在所有情況下，在所述光學部件如玻璃板上設定改變偏振方向的一個相差，因此，防止了作為一個整體的光學部件的數量的增加。
在根據本實施例的光拾取器的還一個方面，所述光學系統包括一個具有一個偏振板，用于透射所述發射的光并且通過該透射改變偏振方向。
根據該方面，為對應于所述記錄軌道的方向而改變所述光束的偏振方向設置所述偏振板。因此，為增加信噪比，通過預先設置在所述偏振板內的偏振特性，改變所述偏振方向一個角度，這樣使由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號。例如這樣一個偏振板可以具有把線性偏振改變為橢圓偏振、圓形偏振及類似的功能。在所有情況下，在所述偏振板上附加了除改變偏振方向的功能外的基本功能和附加功能，因此，防止了作為一個整體的光學部件的數量的增加。
在根據本實施例的光拾取器的另一個方面，所述光源發射光束使光流為橢圓的截面并且形狀象一個橢圓，該橢圓具有一個與偏振方向正交的主軸。
根據這一方面，由如半導體激光器光源產生的光束使光流為橢圓的截面并且形狀象一個橢圓，其中以與偏振方向正交方向為一個主軸。因此，為增加信噪比，通過預先設置改變所述偏振方向一角度，這樣使由光拾取器隨后實際操作中讀取高信噪比的檢測信號，而不必考慮由所述橢圓光源形成的光點的遠端的主軸方向和短軸方向。
本實施例的另一個光拾取器用于通過發射光束到記錄媒體的信息記錄表面讀取一信息信號，所述記錄媒體具有一個由被設置用于記錄信息信號的信息凹槽構成的記錄軌道，所述光拾取器包括一由半導體激光器組成的光源，用于發射光束；一光學系統，引導所述發射的光束到所述信息記錄表面并且進一步引導在所述信息記錄表面根據所述引導的光束而發射的光到一個與光源光路不同的光路上；及一個光接收裝置，接收由光學系統引導的來自信息記錄表面的光；其中所述光學系統相對于所述記錄軌道的方向控制被發射光束中主要分量的偏振方向。
而根據本實施例構成的另一個光拾取器中包括一個由半導體激光器構成的光源。因此，由所述光源發射的光束的偏振狀態幾乎或完全為線性偏振。而且，所述光學系統改變由半導體激光器，就是幾乎或完全線性偏振的光學部件發射的光束的主要分量的偏振方向。在這里，光束的“主要分量”表示在光束中超過50％的光成分。因此，能夠得到與上述實施例的光拾取器相同或類似的操作/工作效果。在本實施例中特別的是即使當由所述半導體激光器發射的光束中包括某些其它非線性偏振分量時，也能夠得到幾乎一樣的操作/工作效果。例如，同樣當由所述半導體激光器中發射一橢圓偏振光束時，由本發明的光學系統以上述的方式改變所述主要分量中的偏振方向，使得能夠得到與根據上述實施例的光拾取器相同或近似的操作/工作效果。
而且，因此根據本實施例構成的另一個光拾取器可以以主要分量的偏振方向代替所述線性偏振光束的偏振方向的各種形式，與根據上述實施例的光拾取器類似。
(信息再現上部的實施例)一本實施例的信息再現設備由根據上述實施例的一個或另一個光拾取器(包括各個方面)，及一對應于所述光接收裝置的一個檢測輸出的信息信號再現記錄信息的再現裝置組成。
根據本實施例的所述信息再現設備，所述信息再現設備包括一個或另一個上述實施例的光拾取器。因此，能夠使所述信息再現設備在實際當中，如在一個光盤播放器中使用，它能夠提高如一個光盤的記錄媒體的再現特性，就是在不增加光學部件數量或抑制光學部件的數量的增加條件下提高記錄媒體的播放能力。
本實施例的作用和其它優點在下面的示例中能夠得到驗證。
如上所述，根據本發明光拾取器的本實施例，由于所述光拾取器包括所述光源，光學系統，及光接收裝置，能夠提高如一個光盤的記錄媒體的再現特性，就是在不增加光學部件數量或抑制光學部件的數量的增加條件下提高記錄媒體的播放能力。根據根據本發明信息再現設備的所述實施例，由于所述信息再現設備包括根據上述實施例的光拾取器，能夠使所述信息再現設備在實際當中，如在一個光盤播放器中使用，提高如一個光盤的記錄媒體的再現特性，就是在不增加光學部件數量或抑制光學部件的數量的增加條件下提高記錄媒體的播放能力。
下面參考附圖對本發明的示例進行說明。
(光拾取器示例1)參考圖1和2，下面將對根據本發明的光拾取器的示例1進行討論。構成示例1的光拾取器，由一個反射鏡控制被發射到一記錄媒體的光束的偏振方向。圖1表示根據本示例光拾取器100光路的示意性外部透視圖；圖2為所述光拾取器100的內部結構的頂視圖。
如圖1和圖2所示，示例1的所述光拾取器100包括一個根據本發明組成“光源”示例的半導體激光器110，一個光柵120，一半透明反射鏡130，用作一個光路分離元件，一反射鏡140，用作組成根據本發明的“光學系統”偏振方向控制裝置，一準直透鏡150，一物鏡160，及一光電檢測器170組成根據本發明的“光接收裝置”的示例。
如圖2所示，這些光學部件儲存在光拾取器100的外殼105內。如圖1所示，所述光拾取器100以橫穿過一光盤300的軌道320的方式受到由一個托架馬達驅動的把架或類似物的驅動。而且，所述光拾取器100受到由一個致動器驅動的對焦驅動、尋軌驅動及類似驅動，使光束發射到所述軌道320上的對焦和尋軌位置得到調整。
參考圖1，根據所述光學部件的結構和操作對所述光拾取器100作為一個整體的操作進行大致的描述。
首先，當在一個由所述光拾取器100組成的光盤播放器或光盤記錄器中再現所述光盤300時，半導體激光器110發射一用于再現的光束200。
此時，發射的光束200在由所述半導體激光器110中發射出來后立即沿圖1中的Y方向傳播。當所述光束照射到半透明反射鏡130上和反射鏡140上時，光束的偏振幾乎為線性偏振并且偏振方向形成一個角度，這產生一個P偏振分量和一個S偏振分量。例如，在X-Z平面，由Z方向向X方向轉動35°。
此時，在發射的光束200中的一個具有高于一預定強度的區域(即所謂的遠端區域210)形狀如圖1所示為具有一個主軸的橢圓。這樣一個橢圓光束具有一個平行于橢圓主軸方向的偏振方向，它能夠容易地由半導體激光器110發射出來。
接著，所述光柵把發射的光束200分離而產生用于再現信息的光束200及用于根據所述三束方法及類似方法的追蹤伺服控制的側束(未顯示)。
為了簡化說明，圖1中僅僅表示光束200的光路而沒有其它側束。
然后，所述半透明反射鏡130反射所述光束200并且使光束200入射到反射鏡140上。所述半透明反射鏡130可以與例如與一個構成光束分離器的棱鏡的一部分的一個平面結合在一起，或者可以在光路中作為一個單獨的半透明反射鏡。
然后，所述反射鏡140進一步反射由半透明反射鏡130反射的所述光束200并且將所述光束200發射到所述準直透鏡150。這時，在所述反射鏡140上，所述光束200的偏振方向被相對于軌道130的方向旋轉了如45°或135°。所述反射鏡140受到例如表面處理，并且通過使用一表面蒸膜控制光束的一P偏振分量和一S偏振分量的相差，控制所述偏振方向。特別地，光束的一P偏振分量和一S偏振分量的相差可以根據在一個透明基板如一個玻璃表面上形成的多層膜的厚度、多層膜的膜的數量、構成膜的材料、所選擇的反射率、及特殊設定的相互關系來控制，使得當反射鏡140反射光束200時，以一個所希望的角度改變偏振方向。
此后，通過所述準直透鏡150，所述光束200由衍射光被聚集為平行光。此后，光束200由物鏡160聚焦到一信息凹槽330上，所述信息凹槽330組成形成在光盤300的信息記錄表面310上的軌道320。因此，與所述半導體激光器發射的光束200相對應的一橢圓光點，在光點320上形成。然后，通過所述反射鏡140改變的光點的偏振方向成為如圖1中的粗箭頭230所示。
接著，發射到光盤300的所述光束200在所述信息記錄表面310被反射并且經過物鏡160、準直透鏡150、和所述反射鏡140再次入射到所述半透明反射鏡130。
然后，所述半透明反射鏡130透射來自光盤300的光束并且將所述光束200聚焦到所述光電檢測器170。
接下來，所述光電檢測器170對應于來自所述光盤300的所述光束200產生一個光接收信號，它已經根據由所述光盤300上構成軌道320的凹槽排列進行了修正，并且將該光接收信號輸出到信號處理部(未顯示)。
參考圖1，下面對構成光拾取器100的光學部件進行詳細的說明。
當由半導體激光器110發射的光束200沿Y方向傳播時，布置所述半導體激光器110，使半導體激光器110的共同的軸E相對于Y方向由X方向向著負Z方向轉動如35°。
布置所述半透明反射鏡130，使P偏振分量和S偏振分量被應用到由半導體激光器110發射的光束200上。
布置所述反射鏡140使得由所述半透明反射鏡130反射的光束200被反射到準直透鏡150并且被所述光盤300反射的光束200被反射到半透明反射鏡130上。
所述光柵120設置在半導體激光器110和半透明反射鏡130之間。
所述準直透鏡150設置在所述反射鏡140和物鏡160之間。
所述物鏡160設置在相對于所述光盤300對光束200進行聚焦的位置。
所述光電檢測器170設置在已經通過所述半透明反射鏡130的光束200聚焦的位置。
參考圖1，下面討論所述光束200的偏振方向230角度的改變。所述偏振方向230基本上為線性偏振。
在圖1中，在光束200由半導體激光器110發出通過所述光柵120并到達半透明反射鏡130之前，光束200的大致線性偏振的偏振方向230為A方向。直到所述光束200在半透明反射鏡130上被反射并且到達所述反射鏡140時，光束200的大致線性偏振的偏振方向230為B方向。在光束200被所述反射鏡140，通過所述準直透鏡150及所述物鏡160并且到達光盤300上的光路上，反射到光束200的大致線性偏振的偏振方向230由B方向改變為C方向，如圖1所示。通過相對于軌道320的方向轉動例如45°或135°得到所述C方向。
如上詳述，在本例中，所述光學系統包括使光束200的大致線性偏振方向被改變到相對于軌道320的方向來設置的所述反射鏡140。因此，通過預先設定偏振方向改變的角度，與光束200的偏振方向根本不作任何改變下比較，得到高的信噪比，在隨后的實際操作中由光電檢測器170讀取一高的信噪比的檢測信號。就是，通過反射鏡140的相位控制，控制所述偏振方向為具有相對于軌道320的方向如45°，使光點遠端區域220的主軸方向設定為相對于軌道320的方向90°并且因此獲得一高的信噪比，與常規技術中的通過轉動一半導體激光器110來控制偏振方向的方法不同。為了增加信噪比而改變偏振方向的方法(就是，相對于軌道320的方向設定偏振方向的角度)在下面參考圖5等來進行描述。
而且在本例中，相對于軌道320的方向改變光束200的偏振方向為所述光拾取器100的基本組成。可以通過反射鏡140的各種布置來相對于一個光路改變偏振方向，所述反射鏡140用作被稱為上升鏡。因此以本設備的簡單結構能夠得到一顯著的優點。
結果，根據本例的光拾取器100，能夠提高光盤300的再現特性，就是在沒有增加光學部件的數量或在抑制了光學部件數量的增加的情況下，提高光盤300的播放能力。
(光拾取器示例2)參考圖1和2，下面將對根據本發明的光拾取器的示例2進行討論。在參考圖1和2來解釋光拾取器示例2當中，與示例相同的結構被省略，而且省略與示例1相同的操作的說明。
與示例1不同，對所述光束200的偏振方向的控制不是通過一反射鏡140而是通過如圖1和2所示光拾取器示例2中一半透明反射鏡130。示例2的其它結構和操作與示例1相同。
因此，在示例2的操作中，所述半透明反射鏡130反射所述產生的光束200并且使光束200入射到所述反射鏡140。此時，如圖1所示，光束200的偏振方向在所述半透明反射鏡130上由方向A被改變為方向D。所述D方向為相對于軌道320的方向轉動45°或135°。所述半透明反射鏡130受到例如表面處理，并且通過使用一表面蒸膜控制光束的P偏振分量和S偏振分量的相差，控制所述偏振方向。特別地，光束的P偏振分量和S偏振分量的相差可以根據在一個透明基板如一個玻璃表面上形成的多層膜的厚度、多層膜的膜的數量、構成膜的材料、所選擇的反射率、及特殊設定的相互關系來控制，使得當半透明反射鏡130反射光束200時，偏振方向改變為一個所希望的角度。所述半透明反射鏡130可以與例如與一個組成光束分離器的棱鏡的一部分的一個平面結合在一起，或者可以在光路中作為一個單獨的半透明反射鏡。
此后，所述反射鏡140反射由半透明反射鏡130反射的光束200并且使光束200入射到一準直透鏡150上。
然后，所述光束200入射到光盤300上并被在信息記錄表面310反射，經過物鏡160、準直透鏡150和反射鏡140入射到半透明反射鏡130上。所述半透明反射鏡130傳播來自光盤300的光束并且將所述光束200聚焦到所述光電檢測器170。
在示例2中，光拾取器100的布置和組成元件都與示例1相同。
參考圖1，下面討論根據示例2的所述光束200的偏振方向230角度的改變。所述偏振方向230基本上為線性偏振。
在圖1中，在光束200由半導體激光器110發出通過所述光柵120并到達半透明反射鏡130之前，光束200的大致線性偏振的偏振方向230為A方向。在光束200被所述半透明反射鏡130反射，到達所述反射鏡140，通過所述準直透鏡150及所述物鏡160并且到達光盤300上的光路上，反射到光束200的大致線性偏振的偏振方向230由D方向改變為C方向，如圖1所示。如上所述，所述C方向相對于軌道320轉動例如45°或135°。
如上詳述，在本例中，所述光學系統包括使光束200的大致線性偏振方向被改變到相對于軌道320的方向來設置的所述半透明反射鏡130。因此，通過預先設定偏振方向改變的角度，與光束200的偏振方向根本不作任何改變下比較，具有高的信噪比，在隨后的實際操作中由光電檢測器170讀取一高的信噪比的檢測信號。就是，通過半透明反射鏡130的相位控制，控制所述偏振方向為具有相對于軌道320的方向如45°，使光點遠端區域220的主軸方向設定為相對于軌道320的方向90°并且因此獲得一高的信噪比，與常規技術中的通過轉動一半導體激光器110來控制偏振方向的方法不同。為了增加信噪比而改變偏振方向的方法(就是，相對于軌道320的方向設定偏振方向的角度)在下面參考圖5等來進行描述。
而且在本例中，相對于軌道320的方向改變光束200的偏振方向為所述光拾取器100的基本組成。可以通過半透明反射鏡130的各種布置來相對于一個光路改變偏振方向，所述半透明反射鏡130用作被稱為光路分離元件。因此以本設備的簡單結構能夠得到一顯著的優點。
(光拾取器示例3)下面參考圖3討論根據本發明的光拾取器的示例3。圖3為表示根據本實例光拾取器結構的示意性截面圖。圖3中與圖1和2所示的示例1和2相同的組成元件以相同的附圖標號表示并省略對其的描述。而且也同樣省略與示例1相同操作的說明。
示例3的光拾取器的構成為在示例1或2中附加一個光學元件，例如用一偏振板控制光束200的偏振方向。
即，如圖3所示，一個示例3的光拾取器110b包括一個半導體激光器110，一個光柵120，一半透明反射鏡130b，用作一個光路分離元件，一反射鏡140b，一準直透鏡150，一物鏡160，及一光電檢測器170。同示例1和2不同，在示例3中構成的所述半透明反射鏡130b和反射鏡140b不控制所述光束200的偏振方向。在示例3中包括一個偏振板400，用于控制光束200的偏振方向，并被加入到這些光學部件中。示例3的其它的結構和操作與示例1和2相同。
因此，在示例3的操作中，所述半透明反射鏡130b反射所產生的光束200并使所述光束200入射到反射鏡140b。
所述反射鏡140b進一步反射由半透明反射鏡130b反射的所述光束200并且使所述光束200入射到所述準直透鏡150。
然后，通過所述準直透鏡150，所述光束200由衍射光被聚集為平行光并且被入射到偏振板400上。
此后，所述光束200通過所述偏振板400并被發射到物鏡160。此時，在所述偏振板400上控制所述偏振方向。
接下來，所述光束200由物鏡160聚焦到一信息凹槽330上，所述信息凹槽330構成光盤300的信息記錄表面310上的軌道(未示出)。
此后，入射到光盤300的所述光束200在所述光盤300的所述信息記錄表面310被反射并且經過物鏡160、所述偏振板400、準直透鏡150、和所述反射鏡140b再次入射到所述半透明反射鏡130b。此時，在所述偏振板400上控制所述偏振方向。
然后，所述半透明反射鏡130b透射來自光盤300的被控制偏振方向的光束200并且所述半透明反射鏡130b將所述光束200聚焦到所述光電檢測器170。
如上詳述，在本例中，所述光學系統包括使光束200的大致線性偏振方向相對于軌道320的方向被改變來設置的所述偏振板400。因此，通過預先設定偏振方向改變的角度，與光束200的偏振方向根本不作任何改變下比較，具有高的信噪比，在隨后的實際操作中由光電檢測器170讀取一高的信噪比的檢測信號。就是，通過偏振板400的相位控制，控制所述偏振方向為具有相對于軌道320的方向如45°，使光點遠端區域220的主軸方向設定為相對于軌道320的方向90°并且因此獲得一高的信噪比，與常規技術中的通過轉動一半導體激光器110來控制偏振方向的方法不同。為了增加信噪比而改變偏振方向的方法(就是，相對于光盤300的軌道方向設定偏振方向的角度)在下面參考圖5等來進行描述。
而且在本例中，相對于光盤300的軌道的方向改變光束200的偏振方向為所述光拾取器100b的基本組成。可以通過偏振板400的各種布置來相對于一個光路改變偏振方向，所述偏振板400用作被稱為偏振元件。因此以本設備的簡單結構能夠得到一顯著的優點。
(光拾取器示例4)參考圖4對根據本發明的光拾取器的示例4進行討論。圖4為根據本例的光拾取器結構的剖面圖。在圖4中與圖1所示示例1或圖3所示示例3相同的結構元件以相同的附圖標記表示并省略對其的描述。而且也省略了與示例1和2相同操作的說明。
示例4的光拾取器構成為在示例1或2中附加一個光學元件控制一光束200的偏振方向，例如用一偏振板。而且示例4與示例3不同點在于以不同的位置插入所述偏振板。
即，如圖4所示，一個示例4的光拾取器110c包括一個半導體激光器110，一個光柵120，一半透明反射鏡130b，用作一個光路分離元件，一反射鏡140b，一準直透鏡150，一物鏡160，及一光電檢測器170。與示例1和2不同，在示例4中所述半透明反射鏡130b和反射鏡140b不控制所述光束200的偏振方向。在示例4中包括一個偏振板410，用于控制光束200的偏振方向，并被加入到這些光學部件中。示例4的其它的結構和操作與示例1、2和3相同。
因此，在示例4的操作中，所述半透明反射鏡130b反射所產生的光束200并將所述光束入射到所述偏振板410。
接著，通過所述偏振板410的光束200被入射到反射鏡140b。此時，在所述偏振板400上控制所述偏振方向。
所述反射鏡140b進一步反射由半透明反射鏡130b反射的所述光束200并且將所述光束200入射到所述準直透鏡150。
然后，通過所述準直透鏡150，所述光束200由衍射光被聚集為平行光并且被入射到物鏡160。
接下來，所述光束200由物鏡160聚焦到一信息凹槽330上，所述信息凹槽330組成形成在光盤300的信息記錄表面310上的軌道(未示出)。
此后，入射到光盤300的所述光束200在所述光盤300的所述信息記錄表面310被反射并且經過物鏡160、準直透鏡150、和所述反射鏡140b、及所述偏振板410再次入射到所述半透明反射鏡130b。此時，在所述偏振板410上控制所述偏振方向。
然后，所述半透明反射鏡130b傳播來自光盤300的偏振方向被控制的光束200并且所述半透明反射鏡130b將所述光束200聚焦到所述光電檢測器170。
如上詳述，在本例中，所述光學系統包括使光束200的大致線性偏振方向相對于軌道320的方向被改變來設置的所述偏振板410。因此，通過預先設定偏振方向改變的角度，與光束200的偏振方向根本不作任何改變下比較，具有高的信噪比，在隨后的實際操作中由光電檢測器170讀取一高的信噪比的檢測信號。就是，通過偏振板410的相位控制，控制所述偏振方向為具有相對于軌道320的方向如45°，使光點遠端區域220的主軸方向設定為相對于軌道320的方向90°并且因此獲得一高的信噪比，與常規技術中的通過轉動一半導體激光器110來控制偏振方向的方法不同。為增加信噪比而改變偏振方向的方法(就是，相對于光盤300的軌道方向設定偏振方向的角度)在下面參考圖5等來進行描述。
而且在本例中，相對于光盤300的軌道的方向改變光束200的偏振方向為所述光拾取器100b的基本組成。可以通過偏振板400的各種布置來相對于一個光路改變偏振方向，所述偏振板410用作被稱為偏振元件。因此以本設備的簡單結構能夠得到一顯著的優點。
(光拾取器的變型)下面討論根據本發明的一光拾取器的變型。
根據一個變型，通過一個附加的光學元件控制一光束的偏振方向，例如用一個反射鏡。在本變型中，所述反射鏡可以選擇性地被插入，只要能夠獲得如示例1中反射鏡所完成的偏振方向控制的效果。
在另一個變型中，不是總需要設置一個單獨的光學元件來控制光束的偏振方向。例如，組合兩個或更多光學部件，象組合一個反射鏡和一個半透明反射鏡就能夠用于控制光束偏振方向。除了在各示例中的控制光束偏振方向的光學部件外，可以由一個透鏡、一個準直透鏡、一個光柵等等部件部分地或全部地具有控制光束偏振方向的功能。在上述兩種情況下，只要沒有使用僅用于控制光束偏振方向的光學部件，就是只要一光學部件除了控制一光束偏振方向功能外還具有一個功能，它就能夠被使用，能夠根據本示例達到減少光學部件的效果。但是，即使使用了僅僅具有控制光束偏振方向所述光學部件，也能夠根據本示例達到提高信噪比并完成適當的再現操作的效果。
(根據所述示例設定一個偏振方向的角度)下面參考圖5A和5B對在本示例的光拾取器中為提高信噪比而改變一偏振方向(就是相對于軌道320的方向設定偏振方向改變角度)的方法進行說明。圖5A為在光盤讀取錯誤率和偏振方向的設定角度之間的關系的特性曲線圖。圖5B表示為解釋所述角度的設定，在一所述光拾取器中心的物鏡160的布置頂視圖。
在圖5A中，水平軸表示偏振方向相對于一軌道方向的角度由0°到360°。所述偏振方向的角度對應于在圖5B中所示的偏振方向的角度，圖中所述偏振方向具有線性偏振以所述物鏡160為中心，從頂視為一逆時針方向。就是當偏振方向的角度為0°時，線性偏振與軌道方向平行。當偏振方向的角度為180°時也適用。當偏振方向角度為90°使線性偏振方向與軌道方向正交。這在所述偏振方向角度為270°時也適用。
在圖5A中，一個垂直軸表示一個光盤的讀取錯誤。“1.E-03”表示“10-3”，它表示光盤的讀取錯誤的可容許的范圍限制。就是當光盤具有等于或大于該值時，圖象數據具有一個不動的圖象和妨礙的噪音，且聲音數據具有不連續的聲音。而且，黑菱形表示實驗數據數據測量值的點。
在圖5A、5B、和1中，表示坐標軸的方向相同。
由圖5A可以明白，在這些示例中通過所述反射鏡、半透明反射鏡、和偏振板及其它改變偏振方向的元件，使所述偏振方向相對于軌道方向由30°到60°的角度。因此，在對光盤300進行讀取使的錯誤率可以減少到10-3內，位于實際使用可容許的范圍。因此，當偏振方向的角度被設定相對于軌道方向為30°到60°時，基本在45°周圍，能夠相當容易地提高所述光盤的再現特性。
如在圖5A所了解的，當通過所述反射鏡、半透明反射鏡、和偏振板及其它改變偏振方向的元件，使所述偏振方向相對于軌道方向由40°到50°，基本在45°周圍的角度。能夠抑制對光盤300進行讀取使的錯誤率可以到10-3內，位于實際使用可容許的范圍。與性能的變化和設備中的質量無關。
如在圖5A所了解的，當通過所述反射鏡、半透明反射鏡、和偏振板及其它改變偏振方向的元件，使所述偏振方向相對于軌道方向在45°的角度。在操作中能夠抑制對光盤300進行讀取使的錯誤率可以為最小值、一最低值或一最準確的值，它小于如10-3。
在所有的情況下，與不通過所述反射鏡、半透明反射鏡、和偏振板及其它元件作改變所述偏振方向的情況作比較，希望通過所述反射鏡、半透明反射鏡、和偏振板及其它對所述偏振方向作改變的元件使所述偏振方向相對于軌道方向的角度靠近45°。因此，與所述偏振方向沒有作改變的情況比較，根據改變角度靠近45°的程度或大或小地提高信噪比。
在上述的示例中，一個發射大致線性偏振的半導體激光器用作所述光拾取器的光源。本發明對光源并不作特殊限制。其它種類的激光光源和不是激光的光源也可以使用，只要其能夠發射線性偏振光束或者在一個被發射的光束中，大致線性偏振的橢圓偏振或線性偏振為主要分量并包括其它分量也可以被使用。
(信息再現設備的一個示例)下面參考圖6對根據本發明的信息再現設備的示例進行討論。圖6為表示該示例的框圖。
在圖6中，一信息再現設備1001包括一個光盤播放器，該播放器包括所述各個示例中的光拾取器100；一再現電路1002，用于再現記錄的信息，該信息對應于根據所述光拾取器100的光電檢測器170的輸出的一信息信號；一主軸電動機1004，用于轉動光盤300；和一滑動馬達1006，用于在光盤300的徑向移動所述光拾取器100。所述信息再現設備1001進一步包括一控制部1008，其中包括一個用于控制這些元件的微機。
在再現操作期間，在控制部1008的控制下，由所述光拾取器100將一個僅僅用于讀取的光束200入射到光盤300，并且所述光束200入射到光盤300上并被光盤300反射，通過一個包括一半透明反射鏡和一反射鏡的光學系統(圖1)后由所述光電檢測器檢測。然后，根據來自光電檢測器的一檢測信號，如圖象信息，聲音信息和數據信息的記錄信息由所述再現電路1002再現。所述記錄信息已經被記錄在如光盤300的軌道320上的信息凹槽陣列上。結果，包括圖象信息的再現信息被輸出到一顯示器、一聲音輸出設備和一外部記錄器。
由于所述信息再現設備1001包括所述各個示例中的光拾取器100，能夠在不增加光學部件數量或抑制光學部件的數量的增加條件下提高一個光盤的記錄媒體的再現特性。
在本例中，由滑動馬達1006產生的所述光拾取器100的向內的運動特別地受到布置在所述光盤300內圓周的主軸電動機1004的限制。因此，通常這會引起對光束輻射的控制及當在所述光盤300的內圓周進行再現操作控制讀取變得更困難，這樣及可能發生如振動的不良效果。因此本例的所述光拾取器100被這樣構成。由于所述光拾取器100很小并且具有高信噪比，在光盤300的內圓周上進行再現操作不會有任何問題，在實際應用中具有極大的優點。
本發明并不限制于上述各示例，而是在不背離本發明的權利要求書和說明書的要點和想法的基礎上可以作出適當的變化。以這樣變化作出的光拾取器也同樣包括在本發明的技術范圍內。
本發明在不背離所述精神和基礎特性下以其它特殊的形式進行應用。因此所述本實施例被認為表示所有的方面而沒有限制，本發明的范圍由所附的權利要求書限定而不是以前面的描述，并且所有的變化都被視為權利要求書的等同物，因此都包括在權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一光拾取器(100)，用于通過發射一光束到具有一記錄軌道(320)的記錄媒體(300)的信息記錄表面而讀取信息信號，所述記錄軌道(320)由布置的用于記錄所述信息信號的信息凹槽構成；其特征在于所述光拾取器(100)包括一光源(110)，發射具有線性偏振的光束；一光學系統(140，150，160)，引導所發射的光束到信息記錄表面并且進一步引導基于被引導的光束而從所述信息記錄表面上發射的光到一個與去光源不同的光路；及一光接收裝置(170)，接受由該光學系統(140，150，160)引導的來自所述信息記錄表面的光，其中所述光學系統(140，150，160)對應于所述記錄軌道的方向，控制發射的光束的偏振方向。
2.如權利要求1所述光拾取器(100)，其中與所述光學系統(140，150，160)不改變偏振方向的情況相比，所述光學系統(140，150，160)改變所述偏振方向，使偏振方向相對于記錄軌道的方向的角度為大約45°。
3.如權利要求2所述光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)改變所述偏振方向，使所述角度設定在30°到60°。
4.如權利要求3所述光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)改變所述偏振方向，使所述角度設定在45°。
5.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)包括一半透明反射鏡(130)，該半透明反射鏡反射所述發射的光束，引導所述光束在經過反射改變所述偏振方向后入射到所述信息記錄表面，該半透明反射鏡還透射來自所述信息記錄表面的光，并且將所述光引導到所述光拾取器(100)的光接收裝置(170)。
6.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)包括一反射鏡(140)，該反射鏡反射所述發射的光束并且通過反射改變所述偏振方向。
7.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)包括一光柵(120)，該光柵衍射所述發射的光束并且通過衍射改變所述偏振方向。
8.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)包括一具有預定厚度的玻璃板，該板透射所述發射的光束并且通過透射改變所述偏振方向。
9.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光學系統(140，150，160)包括一偏振板(400)，該板透射所述發射的光束并且通過透射改變所述偏振方向。
10.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光源(110)發射光束，使光束為橢圓的截面并且為一個具有一與所述偏振方向正交的主軸的橢圓的形狀。
11.如權利要求1至4中任一項所述的光拾取器(100)，其中所述光源(110)由一半導體激光器構成；及所述光學系統(140，150，160)根據發射的光束的主要分量控制偏振方向。
12.一信息再現設備(1001)，其特征在于如權利要求1到4中任一項所述的光拾取器(100)，及一再現裝置(1002)，對應于由所述光拾取器(100)的光接收裝置(170)檢測輸出的信息信號，再現被記錄的信息。
全文摘要
一光拾取器(100)，用于通過發射一光束到具有一記錄軌道(320)的記錄媒體(300)的信息記錄表面而讀取信息信號，所述記錄軌道(320)由布置用于記錄所述信息信號的信息凹槽構成；所述光拾取器(100)包括一光源(110)，發射具有線性偏振的光束；一光學系統(140，150，160)，引導發射的光束到信息記錄表面并且進一步引導基于被引導的光束而從所述信息記錄表面上發射的光到一個與到光源不同的光路；及一光接收裝置(170)，接受由光學系統(140，150，160)引導的來自所述信息記錄表面的光，其中所述光學系統(140，150，160)對應于所述記錄軌道的方向，控制發射的光束的偏振方向。
文檔編號G11B7/135GK1542783SQ200410005859
公開日2004年11月3日 申請日期2004年2月20日 優先權日2003年2月24日
發明者茂木武都 申請人:日本先鋒公司