專利名稱：一種根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)記錄到光盤或從光盤重放信息的光盤記錄/重放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤記錄/重放裝置，特別涉及能夠把信息記錄到光盤或從光盤重放的具有不同襯底厚度或記錄密度的光盤的光盤記錄/重放裝置。
近來提供的光盤重放裝置用半導(dǎo)體激光器讀記錄在厚度大約為1.2mm的光盤上的信息，如CD(小型盤)和CD-ROM。在這種光盤重放裝置中，通過作為光拾取器的物鏡完成聚焦伺服控制和跟蹤伺服控制。激光束照射到記錄表面的凹抗列，從而重放如音頻，視頻和數(shù)字的信號(hào)。
為了在這樣的光盤上記錄長(zhǎng)的活動(dòng)圖象，近年來已經(jīng)開發(fā)出一種產(chǎn)生高記錄密度的技術(shù)。例如提出一種SD(超密度)標(biāo)準(zhǔn)，可以將5G(千兆)字節(jié)的信息記錄至與CD-ROM直徑相同(12cm)的光盤的一個(gè)面上。按照SD標(biāo)準(zhǔn)，光盤的厚度大約為0.6mm。在它們的信號(hào)表面之間包含兩個(gè)分層的SD特定盤襯底的光盤可以記錄大約10G字節(jié)的信息。另一方面，提出一種使用一層結(jié)構(gòu)的MMCD(多媒體小型盤)的標(biāo)準(zhǔn)，可以將大約3.7G字節(jié)的信息記錄在與CD-ROM直徑相同(12cm)的光盤的一個(gè)面上。按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)，光盤的厚度大約1.2mm。在使用兩層結(jié)構(gòu)的按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的光盤的一面可以記錄大約7.4G字節(jié)的信息。
考慮到被讀光盤的襯底厚度和半導(dǎo)體激光器使用的波長(zhǎng)來設(shè)計(jì)作為拾取器的物鏡。因此，不能讀具有與設(shè)計(jì)不同的襯底厚度的光盤，因?yàn)榧す馐荒芫劢沟焦獗P的記錄表面。例如，設(shè)計(jì)為適用襯底厚度1.2mm的光盤的物鏡不能在襯底厚度0.6mm的光盤的記錄表面上聚焦激光束點(diǎn)，從而不能重放記錄在這種光盤上的信息。
在日本專利公報(bào)No.5-303766中TanaKa等人，公開一種包含非球面光學(xué)元件的光頭，用于修正光盤襯度厚度不同引起的象差。該光學(xué)元件具有改變物鏡的數(shù)字孔徑的功能。
物鏡通常通過跟蹤控制沿與激光束的光軸垂直的方向(跟蹤方向)移動(dòng)。然而，TanaKa等人公開的孔徑固定到激光束的光軸，與跟蹤控制無關(guān)。因此，如果物鏡在類似跟蹤的范圍內(nèi)移動(dòng)到未提供孔徑的地方，照射到記錄表面的激光點(diǎn)的畸變根據(jù)物鏡光軸相對(duì)于激光光軸的位移量而增加。這是因?yàn)橛煽讖綔p小的激光束直徑引起激光束點(diǎn)的大的畸變，似乎物鏡的位移總量相對(duì)增加了。
這樣的光點(diǎn)不僅在跟蹤方向而且在與跟蹤垂直的方向都畸變。在跟蹤方向光點(diǎn)的畸變引起圖象抖動(dòng)的惡化。在跟蹤方向光點(diǎn)的畸變引起串音噪聲。因此，就不能穩(wěn)定地讀襯底厚度大約為1.2mm的光盤，另外，不能讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的光盤。
將來，可以預(yù)料會(huì)同時(shí)存在具有現(xiàn)在密度并且襯底厚大約為1.2mm的光盤(CD，CD-ROM)、具有高密度和襯底厚度大約為1.2mm的按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的光盤以及具有高密度并且襯底厚度大約為0.6mm的按照SD標(biāo)準(zhǔn)的光盤。為與CD和CD-ROM區(qū)分按照MMCD和SD標(biāo)準(zhǔn)的光盤稱為數(shù)字視盤(DVD)。
MMCD和SD是暫時(shí)的名字，將來它們可能會(huì)改變。在本申請(qǐng)中，MMCD和SD用于確定光盤的物理特性如襯度厚度和記錄密度。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過一個(gè)光拾取器穩(wěn)定地記錄到光盤或從光盤重放信息彼此具有不同標(biāo)準(zhǔn)的光盤，如數(shù)字視盤和小型盤的光盤記錄/重放裝置。
按照本發(fā)明，用激光束照射光盤來記錄到光盤或從光盤重放信息的光盤記錄/重放裝置包括一個(gè)激光器，一個(gè)物鏡和一個(gè)數(shù)字孔徑改變單元。激光器產(chǎn)生照射到光盤的激光束。物鏡將激光器產(chǎn)生的激光束聚焦到光盤。數(shù)字孔徑改變單元按照光盤的襯底厚度改變物鏡的有效數(shù)字孔徑。
因此，該光盤記錄/重放裝置能夠穩(wěn)定地記錄到光盤或從光盤重放信息的具有不同襯底厚度的光盤。
通過下面結(jié)合相應(yīng)附圖的詳細(xì)描述本發(fā)明的前述和其他目的，特征，方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。


圖1是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的光盤重放裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是圖1中的光拾取器的光學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是圖2中的極化濾光器的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖4是圖3中的極化濾波器的正視圖；圖5是描述利用圖2中的光拾取器讀數(shù)字視頻盤時(shí)進(jìn)行的操作的示意圖；圖6是描述利用圖2中的光拾取器讀小型盤時(shí)進(jìn)行的操作的示意圖；圖7是表示球面象差和數(shù)值孔徑關(guān)系的圖；圖8是具有校正象差功能的物鏡的原理圖9A至9G是圖4中的其他類型極化濾光器的正視圖；圖10A至10D是圖4中的另外類型極化濾光器的正視圖；圖11A是描述極化玻璃的正視圖，及圖11B是用于代替圖2中的極化濾光器的極化玻璃的正視圖；圖12是用于代替圖2中的TN型液晶的泡克耳斯盒(Pockelcell)的透視圖；圖13是用于代替圖2中的TN型液晶的法拉弟盒(Faraday cell)的透視圖；圖14是按照本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置中的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖15是按照本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖16A表示圖15中的賓-主型液晶為斷開狀態(tài)時(shí)的情況，及圖16B表示賓-主型液晶為閉合狀態(tài)時(shí)的情況；圖17是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖18是表示圖17中的一個(gè)半導(dǎo)體激光器實(shí)例的圖；圖19是表示圖17中的另一個(gè)半導(dǎo)體激光器的實(shí)例的圖；圖20是表示圖17中的再一個(gè)半導(dǎo)體激光器的實(shí)例的圖；圖21是按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖22是按照本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖23按照本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖24是描述利用圖23中的光拾取器讀數(shù)字視盤時(shí)進(jìn)行的操作的圖；圖25是描述利用圖23中的光拾取器讀小型盤時(shí)進(jìn)行的操作的圖；圖26是按照本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖27是圖26中的TN型液晶的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖28是圖26中的極化濾光器的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖29是描述利用圖26中的光拾取器讀按照SD的標(biāo)準(zhǔn)的光盤時(shí)進(jìn)行操作的圖；圖30是描述利用圖26中的光拾取器讀小型盤時(shí)進(jìn)行的操作的圖；圖31是描述利用圖26中的光拾取器讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的光盤時(shí)進(jìn)行的操作的圖；圖32是按照本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖33是圖32中的光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖34是按照本發(fā)明的第十實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖35是按照本發(fā)明的第十一實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖；圖36是按照本發(fā)明的第十二實(shí)施例的光盤重放裝置的光拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的原理圖37是按照本發(fā)明的第十三實(shí)施例的光盤重放裝置的信號(hào)處理系統(tǒng)的方框圖；圖38是按照本發(fā)明的第十三實(shí)施例的光盤重放裝置的原理結(jié)構(gòu)的方框圖；圖39是圖38中的光盤拾取器使用的TN型液晶結(jié)構(gòu)的前視圖；參考附圖以下詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的標(biāo)記字符表示相同或相應(yīng)的部分。
第一實(shí)施例表1表示按照第一實(shí)施例的光盤重放裝置能夠讀的兩種光盤的設(shè)計(jì)值和重放條件。
表1
該表清楚表明，按照第一實(shí)施例的光盤重放裝置不僅能夠讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的高密度和薄襯底的數(shù)字視盤而且能夠讀標(biāo)準(zhǔn)密度和標(biāo)準(zhǔn)襯底厚度的小型盤(包括CD-ROM)。按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤具有0.6mm的襯底厚度(容差范圍0.55-0.65)，0.4μm的最短凹坑長(zhǎng)度(容差范圍0.3-0.5)和0.74μm的軌跡間距(容差范圍0.73-0.75)。另一方面，小型盤具有1.2mm的襯底厚度(容差范圍1.1-1.3)，0.83μm(容差范圍0.80-0.90)的最短凹坑長(zhǎng)度和1.6(容差范圍1.5-1.7)μm的軌跡間距。
該光盤重放裝置利用635(容差范圍585-685，最好620-650)nm的單一激光波長(zhǎng)不但讀數(shù)字視盤而且讀小型盤?？梢杂?50(容差范圍600-700，最好635-665)nm的激光波長(zhǎng)代替635nm的激光波長(zhǎng)。在該實(shí)施例中，物鏡設(shè)計(jì)成適用于數(shù)字視盤。對(duì)于數(shù)字視盤物鏡的數(shù)字孔徑設(shè)為0.60(容差范圍0.55-0.65)，在讀小型盤中阻隔激光束的光通量，因此對(duì)于小型盤物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.35(容差范圍0.30-0.40)。
參考圖1，第一實(shí)施例的光盤重放裝置14包括拾取記錄在光盤13上的信息的光拾取器15，確定光盤13襯度厚度7的確定電路16，處理光拾取器15的重放信號(hào)的重放信號(hào)處理電路17和根據(jù)光拾取器15的跟蹤誤差信號(hào)完成用于光拾取器15中的驅(qū)動(dòng)器(未示出)跟蹤控制的跟蹤控制電路18。
如圖2所示，光拾取器15包括產(chǎn)生波長(zhǎng)635(容差±15)nm的激光束的半導(dǎo)體激光器1，半棱鏡2，準(zhǔn)直透鏡3，極化面旋轉(zhuǎn)單位4，極化濾波器5，把激光束聚焦到光盤13的物鏡6，同時(shí)支持物鏡6和極化濾光器5的物鏡支持器19，聚光鏡8和光電檢測(cè)器9。因此，半導(dǎo)體激光器1的激光束被半棱鏡2反射，通過準(zhǔn)直透鏡3變?yōu)槠叫胁⑶医?jīng)極化面旋轉(zhuǎn)單元4和極化濾波器5進(jìn)入物鏡6。物鏡6和一起固定的極化濾光器5由圖1中的跟蹤控制電路18在跟蹤方向移動(dòng)，并且由一個(gè)聚焦控制機(jī)構(gòu)(未示出)在其光軸方向(聚焦方向)移動(dòng)。通過物鏡6的激光束被聚焦經(jīng)聚碳酸酯制成的襯底對(duì)準(zhǔn)到光盤13的記錄表面7a，由記錄表面7a反射的激光束經(jīng)襯底7、物鏡6、極化濾光器5，極化面旋轉(zhuǎn)單元4、準(zhǔn)直透鏡3和半棱鏡2進(jìn)入聚光鏡8。通過聚光鏡8的激光束被聚焦對(duì)準(zhǔn)到光電檢測(cè)器9。根據(jù)入射的激光束，光電檢測(cè)器9產(chǎn)生重放信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)。在該實(shí)施例中，由于襯度厚度7的不同物鏡6最好設(shè)計(jì)成產(chǎn)生小象差。
極化面轉(zhuǎn)動(dòng)單元4包括TN(Twisted Nematic扭曲向列)型液晶44和兩個(gè)將液晶44夾在其中的透明電極片45。因?yàn)樵谧x數(shù)字視盤中沒有電壓加到透明電極片45，極化面旋轉(zhuǎn)單元4將激光束的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。另一方面，在讀小型盤中一個(gè)預(yù)定的電壓加到透明電極片45，極化面旋轉(zhuǎn)單元4不轉(zhuǎn)動(dòng)激光束的極化面。因此，進(jìn)入的激光束直接通過極化面旋轉(zhuǎn)單元4。
如圖3所示，極化濾光器5包括環(huán)型的極化膜51，兩個(gè)其中夾有膜51的玻璃片52和在物鏡6一側(cè)的玻璃片52的表面層疊的沒有極化特性的濾光器53。極化膜51遮蔽具有垂直于寫有圖畫數(shù)字的紙的表面(下文稱之為紙面)的極化面的激光束。因此，極化膜51以大約70到90％的透射率發(fā)射具有與紙面平行的極化面的激光束。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)具有與紙面平行的極化面的激光束時(shí)，如果不提供濾光器53，在極化濾光器5的中心部分和周圍部分之間存在透射率差別。為避免這一點(diǎn)，濾光器具有大約70到90％的透射率，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)具有與紙平行的極化面的激光束時(shí)使極化濾光器5在整個(gè)表面上的透射率相同。任何材料能夠用于玻璃片52只要其為透明并具有良好的光學(xué)特性。例如，碳聚酸酯和樹脂如PMMA可以代替玻璃。因?yàn)闃O化濾光器5與物鏡6固定在一起，極化濾光器5越輕，物鏡6的跟蹤控制和聚焦控制就可以越穩(wěn)定地完成。
當(dāng)使用在其中心部分和周圍部分之間的透射率具有小差異的極化元件時(shí)，就不需要濾光器53。
極化濾光器5的極化特性如圖4所示。極化濾光器5的周圍部分5a僅傳送沿圖形數(shù)字的縱向極化的激光束。極化濾光器5的中心部分(透明孔徑)5b傳送沿任意方向極化的激光束。當(dāng)物鏡6的數(shù)字孔徑為0.6(容差±0.05)和物鏡6的有效直徑為4mm時(shí)，極化濾光器5的中心部分5b的直徑設(shè)為2.3(容差±0.2)mm使物鏡6的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.35(容差±0.05)。當(dāng)物鏡6的有效直徑除4mm以外時(shí)，可以設(shè)置極化濾光器5的中心部分5b的直徑使物鏡6的有效數(shù)字孔徑為0.35。
以下描述第一實(shí)施例的操作，首先，圖1中的確定電路16確定被讀的光盤13的襯度厚度7，并加一個(gè)指示確定厚度的確定信號(hào)到光拾取器15。根據(jù)確定信號(hào)，使用光拾取器使激光束聚焦到光盤13的記錄表面7a。
在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，沒有電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元4的透明電極片45。因此，TN型液晶44如圖5所示將激光束的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使準(zhǔn)直透鏡3輸出的具有與紙面垂直的極化面的激光束20全部變?yōu)榫哂信c紙面平行的極化面的激光束38。因?yàn)闃O化濾光器5的中心部分不具有極化特性，激光束38通過中心部分。另一方面，雖然極化濾光器5的周圍部分具有極化特性，極化方向和激光束21的方向一致。因此，激光束38不但通過周圍部分而且同時(shí)通過中心部分。全部激光束38未被極化濾光器5遮蔽而進(jìn)入物鏡6。激光束通過物鏡6聚焦在數(shù)字視盤70的記錄表面70a上。形成在記錄表面70a的光點(diǎn)的直徑為0.9(容差±0.1)μm。
在讀小型盤中，一個(gè)預(yù)定的電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元4的透明電極片45。因此，TN型液晶44沒有轉(zhuǎn)動(dòng)其極化面直接傳送激光束20，如圖6所示。其結(jié)果為極化面旋轉(zhuǎn)單元4輸出的激光束20具有與紙面垂直的極化面與從準(zhǔn)直透鏡3來的激光束20相同，因?yàn)闃O化濾光器5的中心部分不具有極化特性，激光束20通過中心部分。因?yàn)闃O化濾光器5的周圍部分沿與激光束20垂直的方向具有極化特性，所以激光束20在周圍部分被遮蔽。因此，激光束20僅通過極化濾光器5的中心部分進(jìn)入物鏡6。該激光束20通過物鏡6聚焦在小型盤的記錄表面71a，形成在記錄表面71a的光點(diǎn)的直徑為1.5(容差±0.1)μm。
如上所述，在第一實(shí)施例中，物鏡6設(shè)計(jì)成適用于襯底70的厚度為0.6mm按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。因此，該物鏡6具有0.6(容差±0.05)的數(shù)字孔徑。通常，如圖7所示，球面象差與數(shù)字孔徑的四次方成比例。這是因?yàn)樵诩す馐?jīng)物鏡6中心到達(dá)記錄表面70a和激光束經(jīng)物鏡6的最外邊緣到達(dá)記錄表面70a之間的光路中存在差異。如圖8所示。因此，為將球面象差降至最小來設(shè)計(jì)物鏡6。特別是，物鏡6中心部分設(shè)計(jì)成在讀厚度略大于0.6mm的光盤中將象差降至最小。因?yàn)槲镧R6中心部分的象差在讀厚度0.6mm的光盤中變得略大些，在這種情況中，要求物鏡6的周圍部分設(shè)計(jì)成減小象差。
在為使用數(shù)字視盤而設(shè)計(jì)的物鏡6的讀襯底71的厚度為1.2mm的小型盤中，物鏡6的有效數(shù)字孔徑為0.35(容差±0.05)。因?yàn)槿缟纤龅臉O化濾光器5遮蔽到物鏡6周圍部分的激光束。因?yàn)榧す馐荒苓M(jìn)入為數(shù)字視盤而設(shè)計(jì)的物鏡6的周圍部分，物鏡6可以將激光束聚焦到小型盤的記錄表面71a上。因此，在讀數(shù)字視盤中，物鏡6將入射的激光束聚焦到整個(gè)數(shù)字視盤的記錄表面70a上。在讀小型盤中，物鏡6僅將入射的激光束聚焦到小型盤的記錄表面71a中心部分上。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，因?yàn)闃O化濾光器5有選擇地遮蔽激光束的周圍部分，物鏡6的有效數(shù)字孔徑變得較小。結(jié)果，該光盤重放裝置不僅能讀數(shù)字視盤而且可以讀小型盤。盡管按照第一實(shí)施例的光盤重放裝置包括一個(gè)用于在準(zhǔn)直透鏡3和極化濾光器5之間將激光束的光路變換90°的反射鏡，未表示出該鏡。該反射鏡通過如上所述的改變光路使光拾取器變薄。
雖然在第一實(shí)施例中物鏡6的有效數(shù)字孔徑根據(jù)襯底厚度7而改變，但有效數(shù)字孔徑也可以根據(jù)密度而不是襯底7厚度而改變。
在第一實(shí)施例中，極化面旋轉(zhuǎn)單元4位于準(zhǔn)直透鏡3和極化濾光器5之間。然而，極化面旋轉(zhuǎn)單元4可以位于半導(dǎo)體激光器1和半棱鏡2之間或半棱鏡2和準(zhǔn)直透鏡3之間。
另外，雖然極化濾光器5在其中心部分如圖4所示，具有一個(gè)環(huán)形的透明孔徑，極化濾光器5可以具有如圖9A至9G所示的多邊形的透明孔徑如三角形和八角形來代替這樣的環(huán)形透明孔徑。
如上所述的第一實(shí)施例中當(dāng)極化濾光器5固定在物鏡6上時(shí)，物鏡6的光軸一直與極化濾光器5的透明孔徑中心一致，因此，物鏡6沿跟蹤方向的移動(dòng)不會(huì)引起激光束光通量的改變。然而，極化濾光器5可以與物鏡6分開獨(dú)立地設(shè)置。極化濾光器5不必固定在物鏡6上。在這種情況中，要求物鏡6固定在激光束的光軸上。如果不能實(shí)現(xiàn)滿意的重放，透明孔徑在物鏡6的移動(dòng)方向上可以延伸。因?yàn)槲镧R6和極化濾光器5通過跟蹤控制器電路18沿跟蹤方向移動(dòng)，例如，如圖10A至10D所示的透明孔徑從一側(cè)到另一側(cè)可以變得比較長(zhǎng)。在如圖10A所示的矩形透明孔徑中，較短的一側(cè)為2.3mm，及較長(zhǎng)的一例為2.5到3.3mm。此外，透明孔徑可以為不對(duì)稱的。因?yàn)槭褂猛该骺讖酵瓿芍胤诺腃D唱機(jī)從盤的里面向外重放信息，透明孔徑沿盤的向外跟蹤方向被拉長(zhǎng)。
此外，可以使用如圖11A和11B所示的具有極化特性的全息照像元件或極化玻璃來代替極化濾光器5。此外，具有極化特性的光學(xué)薄膜可代替極化濾光器5，該薄膜形成在光學(xué)元件如位于極化旋轉(zhuǎn)單元4和物鏡6之間的反射鏡的表面上。
通過如圖11A所示的在玻璃的預(yù)定方向中由定向銀化合物及降低鍍銀表面來制造極化玻璃。降低銀的薄膜具有極化特性。
因此，在用于代替極化濾光器5的極化玻璃中，如圖11B所示，僅在周圍部分5a鍍銀，在中心部分5b不鍍銀，因此，極化玻璃的周圍部分5a具有極化特性，而中心部分5b不具有極化特性。
因?yàn)殂y用于極化玻璃，具有與周圍部分5a的極化特性相同的極化面的激光束可以100％地通過周圍部分5a，因此，不必提供如圖3所示的用于降低中心部分的透射率的濾光器53。即使激光束的光通量被阻隔，也可以獲得足夠數(shù)量的光束。要求用銀作為提供的具有極化特性的極化玻璃的材料。然而，就提供極化特性而言，可以使用任何其他的金屬材料。
在如上所述的第一實(shí)施例中，TN型液晶44用于有選擇地旋轉(zhuǎn)極化面。然而，作為替換可以使用STN(Super Twisted Nematic)型液晶或鐵電體液晶。
鐵電體液晶響應(yīng)短時(shí)加的正電壓將激光束的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)45°并保持該狀態(tài)。另一方面，響應(yīng)短時(shí)加的負(fù)電壓，鐵電體液晶在與加正電壓時(shí)的方向相反的方向?qū)⒓す馐臉O化面轉(zhuǎn)動(dòng)45°并保持這樣的狀態(tài)。因此，例如通過在讀數(shù)字視盤時(shí)加正電壓及讀小型盤時(shí)加負(fù)電壓，這樣，鐵電體液晶能將激光束的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。使用這樣的鐵電體液晶可以減小用于轉(zhuǎn)動(dòng)極化面的加電壓的時(shí)間，從而降低功率消耗。
可以使用圖12中的泡克耳斯盒56(PockeLscell)來代替TN型液晶44。一旦加上預(yù)定的電壓值泡克耳斯盒56將在數(shù)字縱向方向具有極化面的激光束20變換為沿橫向方向具有極化面的激光束38。因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)施加的電壓值改變極化面的旋轉(zhuǎn)角度，因此可以調(diào)節(jié)極化面的旋轉(zhuǎn)角度來獲得最佳重放特性。
可以使用圖13所示的磁性轉(zhuǎn)動(dòng)極化面的法拉弟盒(FaradayCell)23來代替TN型液晶44。法拉弟盒根據(jù)施加的磁場(chǎng)H將激光束的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。因?yàn)榧す馐耐ㄟ^方向和施加的磁場(chǎng)H的方向一致，例如，一個(gè)線圈纏繞支持法拉弟盒23的管子上。因此，能夠簡(jiǎn)化法拉弟盒23的裝配和結(jié)構(gòu)。
在如上所述的每實(shí)施例中，使用半棱鏡2。然而，可以使用極化光束分路器來代替半棱鏡2，并且將一個(gè)四分之一波長(zhǎng)板插入極化濾光器5和物鏡6之間。按照這樣的結(jié)構(gòu)，可以提高激光束的使用效率。
在如上所述的實(shí)施例中，使用波長(zhǎng)635nm的激光束。然而，可以使用波長(zhǎng)650(容差±15)nm的激光束。在這種情況中，雖然激光束點(diǎn)的直徑增加大約0.1μm，能夠?qū)崿F(xiàn)令人滿意的重放。如果波長(zhǎng)635nm的容差為±50nm，或者波長(zhǎng)650nm的容差±50nm，仍能夠?qū)崿F(xiàn)令人滿意的重放。
如上所述的第一實(shí)施例中，物鏡6具有0.6的數(shù)字孔徑以適用于按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。然而，如果物鏡6具有0.52的數(shù)字孔徑以適用于1.2mm的襯底厚度，就能夠讀不但小型盤而且按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)，光盤具有1.2(容差±0.05)mm的襯底厚度及高記錄密度。在這種情況中，即使物鏡6的有效數(shù)字孔徑不是0.35，也能夠讀小型盤。然而，如果物鏡6的有效數(shù)字孔徑是0.35，減少由于襯底傾斜或翅曲而產(chǎn)生的彗差，有助于更好地重放。
在如上所述的第一實(shí)施例中，使用僅傳送具有與紙面平行的極化面的激光束的極化膜51。然而，當(dāng)具有與紙面平行的極化面的激光束入射到極化面旋轉(zhuǎn)單元4時(shí)，也可以代替使用僅傳送具有與紙面垂直的極化面的激光束的極化膜。
上述部件的代替，改進(jìn)及類似的變換也可以應(yīng)用到下文描述的實(shí)施例。
第二實(shí)施例參考圖14，在按照第二實(shí)施例的光盤重放裝置中。圖2中的極化濾光器5層疊在物鏡6的表面，由此極化濾光器5固定在物鏡6上。第二實(shí)施例比第一實(shí)施例更為緊密、小型。具有極化特性的光學(xué)薄膜形成在物鏡6的表面來代替極化濾光器5。
第三實(shí)施例參考圖15，按照第三實(shí)施例的光盤重放裝置包括代替極化面旋轉(zhuǎn)單元4的液晶光閘24和圖2中的極化濾光器5。液晶光閘24包括環(huán)形賓-主型液晶25和其中夾入液晶25的透明電極片26。液晶光閘24通過透鏡支持器19固定到物鏡6。
當(dāng)賓-主型液晶25處于圖16A所示的斷開狀態(tài)時(shí)(在讀數(shù)字視盤中)，液晶光閘24按光束原樣傳送。另一方面，當(dāng)賓-主型液晶25處于圖16B所示的閉合狀態(tài)時(shí)(在讀小型盤中)，液晶光閘24僅通過其中心傳送激光束。液昌光閘24通過放射遮蔽周圍部分的激光束。
液晶光閘24讀數(shù)字視盤時(shí)傳送全部激光束，并在讀小型盤時(shí)僅傳送中心部分的激光束。因此，第三實(shí)施例不需要圖2所示的極化濾光器5。
第四實(shí)施例參考圖17，按照第四實(shí)施例的光盤重放裝置包括能有選擇地產(chǎn)生極化面不同的兩個(gè)激光束的半導(dǎo)體激光器27。與第一實(shí)施例的光盤重放裝置不同，按照該實(shí)施例的光盤重放裝置不包括圖2中的極化面旋轉(zhuǎn)單元4。該光盤重放裝置不但能讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤而且能讀小型盤。
在讀數(shù)字視盤中，半導(dǎo)體激光器27發(fā)射具有與紙面垂直的極化面的激光束經(jīng)半棱鏡2和準(zhǔn)直透鏡3進(jìn)入極化濾光器5。極化濾光器沒有遮蔽地傳送全部激光束。因此，物鏡6將激光束聚焦在數(shù)字視盤的記錄表面上。
另一方面，在讀小型盤中，半導(dǎo)體激光器27發(fā)射具有與紙面平行的極化面的激光束經(jīng)半棱鏡2和準(zhǔn)直透鏡3進(jìn)入極化濾光器5。極化濾光器5遮蔽入射激光束的周圍部分僅發(fā)射中心部分的激光束。因此，物鏡6將激光束聚焦在小型盤的記錄表面上。
如上所述，可以使用能夠有選擇地產(chǎn)生兩個(gè)具有互相垂直的極化面的激光束的這種半導(dǎo)體激光器27代替第一實(shí)施例的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)單元4。下文描述這種半導(dǎo)體激光器27的幾個(gè)例子。
例如，如圖18所示，半導(dǎo)體激光器27包括具有在數(shù)字縱向方向產(chǎn)生極化的激光束的激光器元件28，在數(shù)字橫向產(chǎn)生極化的激光束的另一個(gè)激光器元件29及一個(gè)將激光器元件28和29固定在一起的輔助固定件30。為便于說明，在圖18中激光束向右傳送。然而，這些激光器實(shí)際上發(fā)射到紙面的這一側(cè)。圖19和20也是這樣。在圖18中的半導(dǎo)體激光器27，激光器元件28和29交替地被驅(qū)動(dòng)。
如圖19所示，具有互相垂直的極化面的激光器件31和32可以整體形成在半導(dǎo)體襯底33上。
如圖20所示，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器34可以將一個(gè)半導(dǎo)體激光器27轉(zhuǎn)動(dòng)90°。例如，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器34包括支持半導(dǎo)體激光器27的輔助一固定件(未示出)和將輔助一固定件轉(zhuǎn)動(dòng)90°的伺服電機(jī)(未示出)。
第五實(shí)施例參考圖21，按照第五實(shí)施例的光盤重放裝置包括代替圖2中的半導(dǎo)體激光器1的兩個(gè)半導(dǎo)體激光器11和12，將半導(dǎo)體激光器11和12發(fā)出的激光束聚焦到半棱鏡2的極化光束分路器21，代替圖2中的光電檢測(cè)器9的兩個(gè)光電檢測(cè)器91和92，代替圖2中的聚光鏡8的兩個(gè)聚光鏡81和82及一個(gè)將半棱鏡2的激光束聚焦到聚光鏡81和82的極化光束分路器22。該光盤重放裝置不包括圖2中的極化面旋轉(zhuǎn)單元4。
半導(dǎo)體激光器11產(chǎn)生具有與紙面平行的極化面的激光束。產(chǎn)生的激光束經(jīng)極化光束分路器21到達(dá)光盤的記錄表面7a。從光盤記錄表面反射的光束經(jīng)極化光束分路器22到達(dá)光電檢測(cè)器91。另一方面，半導(dǎo)體激光器12產(chǎn)生具有與紙面垂直的極化面的激光束。產(chǎn)生的激光束經(jīng)極化光束分路器21反射后到光盤的記錄表面7a。光盤記錄表面7a反射的光束被極化光束分路器22反射后到達(dá)光電檢測(cè)器92。因?yàn)榭梢越惶娴貑?dòng)這樣的兩個(gè)半導(dǎo)體激光器11和12，按照第五實(shí)施例的光盤重放裝置不但能夠讀數(shù)字視盤而且也能讀小型盤。
按照第五實(shí)施例，在根據(jù)半導(dǎo)體激光器11定位光電檢測(cè)器之后，不需要根據(jù)光電檢測(cè)器定位半導(dǎo)體激光器12。
第六實(shí)施例參考圖22，與按照第一實(shí)施例的光盤重放裝置不同，按照第六實(shí)施例的光盤重放裝置包括半波板35和代替極化面旋轉(zhuǎn)單元4的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)器36。在讀數(shù)字視盤中滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)器36插入位于激光束光路上的半波板35并在讀小型盤中從光路上移開半波板35。因此，當(dāng)半波板35未插入光路中時(shí)，激光束的極化面不轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，當(dāng)半波板35插入光路中時(shí)，激光束的極化面被半波板35轉(zhuǎn)動(dòng)90°。例如，滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)器36包括一個(gè)支持半波板35的環(huán)板(未示出)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)板的伺服電機(jī)(未示出)。如上所述，半波板35可以機(jī)械地插入/移開。
第七實(shí)施例參考圖23，與第一實(shí)施例不同，按照第七實(shí)施例的光盤重放裝置包括設(shè)計(jì)或適用于襯底厚度0.8mm的物鏡37和插入準(zhǔn)直透鏡3與極化面旋轉(zhuǎn)單元4之間的非球形的球面象差校正板10。該光盤重放裝置能重放按照SD標(biāo)準(zhǔn)的記錄在數(shù)字視盤，小型盤，及按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤上的信息。球面象差校正板10校正根據(jù)被讀光盤的類型的物鏡37的球面象差。例如，球面象差校正板10由全息照相元件，衍射光柵和類似元件構(gòu)成。
在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，插入用于薄襯度的球面象差校正板100，沒有電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元4的透明電極片45上，如圖24所示。因?yàn)闃O化面旋轉(zhuǎn)單元4與第一實(shí)施例類似地將激光束20的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°，通過極化面旋轉(zhuǎn)單元4的全部激光束38經(jīng)極化濾光器5被傳送。
因?yàn)榈谄邔?shí)施例的物鏡37設(shè)計(jì)成適用于如上所述的0.8mm的襯底厚度，沒有球面象差校正板100將會(huì)產(chǎn)生球面象差。然而，由于在第七實(shí)施例中插入球面象差校正板100，物鏡37將激光束38聚焦在按照SD標(biāo)準(zhǔn)記錄數(shù)字視盤的表面70a上而不產(chǎn)生球面象差。
另一方面，在讀小型盤或標(biāo)準(zhǔn)襯底MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，插入用于標(biāo)準(zhǔn)襯底厚度的球面象差校正板101，一預(yù)定電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元4的透明電極片45，如圖25所示。因此，類似于第一實(shí)施例的情況，極化面旋轉(zhuǎn)單元4不轉(zhuǎn)動(dòng)其極化面而傳送激光束20。極化濾光器5遮蔽激光束20的周圍部分僅傳送激光束20的中心部分。
因?yàn)樵谠搶?shí)施例中插入用于標(biāo)準(zhǔn)襯底厚度的球面象差校正板101，物鏡37將激光束20聚焦在小型盤或按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤的記錄表面71a上而不產(chǎn)生球面象差。
在第七實(shí)施例中，極化面旋轉(zhuǎn)單元4設(shè)置在球面象差校正板10和極化濾光器5之間，并且球面象差校正板10設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡3和極化面旋轉(zhuǎn)單元4之間。然而，極化面旋轉(zhuǎn)單元4和球面象差校正板10可以設(shè)置在半導(dǎo)體激光器1和半棱鏡2之間或準(zhǔn)直透鏡3和極化面濾光器5之間。球面象差校正板10可以設(shè)置在半棱鏡2和準(zhǔn)直透鏡3之間或準(zhǔn)直透鏡3和極化濾光器5之間，特別是，只要極化面旋轉(zhuǎn)單元4和球面象差校正板10可位于比極化濾光器5更靠近半導(dǎo)體激光器1的任何位置。極化面旋轉(zhuǎn)單元4的球面象差校正板10可以與圖23中的情況相反地位置。
雖然在第七實(shí)施例中物鏡37設(shè)計(jì)成適用于0.8mm的襯底厚度7，物鏡可以設(shè)計(jì)成適用于不是0.8mm厚度的襯底，例如0.6至1.2mm的厚度。當(dāng)物鏡設(shè)計(jì)成大約適用于0.6mm厚度的襯底時(shí)，可以穩(wěn)定地讀具有0.6mm厚度的襯底70的按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。當(dāng)物鏡設(shè)計(jì)成大約適用于1.2mm厚度的襯底時(shí)，能夠穩(wěn)定地讀小型盤或具有1.2mm厚度的襯底71的按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。
當(dāng)物鏡設(shè)計(jì)成適用于0.6mm的厚度的襯底70時(shí)，不能插入圖24中的用于薄襯度的球面象差校正板100。當(dāng)物鏡設(shè)計(jì)成適用于1.2mm厚度的襯底71時(shí)，不能插入圖25中的用于標(biāo)準(zhǔn)厚度的襯底的球面象差校正板101。
第八實(shí)施例在第八實(shí)施例中，如圖26所示，通過物鏡支持器41不僅將物鏡37和極化濾光器40而且將極化面旋轉(zhuǎn)單元39固定在一起。因此，不僅極化濾光器40而且極化面旋轉(zhuǎn)單元39都固定到物鏡37，并與物鏡37一起沿跟蹤方向和聚焦方向移動(dòng)。
在第七實(shí)施例中物鏡37設(shè)計(jì)成適用于0.8mm厚度的襯底。此外，如第七實(shí)施例在準(zhǔn)直透鏡3和極化面旋轉(zhuǎn)單元39之間插入球面象差校正板10。
按照第八實(shí)施例的光盤重放裝置能讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤，小型盤及按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。
與極化面旋轉(zhuǎn)單元4不同，極化面旋轉(zhuǎn)單元39分成如圖27所示的三個(gè)區(qū)域41至43，特別是，分開的透明傳導(dǎo)薄膜形成在透明電極片46的對(duì)應(yīng)于三個(gè)區(qū)域41至43的玻璃襯底上。因此，激光束通過加電壓的區(qū)域它的極化面不轉(zhuǎn)動(dòng)，而激光束通過不加電壓的區(qū)域?qū)⑵錁O化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。
當(dāng)物鏡37具有0.6(容差±0.05)的數(shù)字孔徑及4mm的有效光通量直徑時(shí)，極化面旋轉(zhuǎn)單元39的區(qū)域42形成直徑3.47(容差±0.13)mm的圓環(huán)使物鏡37的有效數(shù)字孔徑為0.52(容差±0.02)，并且極化面旋轉(zhuǎn)單元39的最里面的區(qū)域43形成直徑2.3(容差±0.2)mm的圓形使物鏡37的有效數(shù)字孔徑0.35(容差±0.05)。注意的是，當(dāng)有效光通量直徑不是4mm時(shí)，中間區(qū)域42的直徑設(shè)置成與有效光通量直徑成比例使有效數(shù)字孔徑為0.52，并且最里面的區(qū)域43的直徑設(shè)置成與有效光通量直徑成比例使有效數(shù)字孔徑是0.35。
如圖28所示，極化濾光器40包括只傳送具有與紙面平行的極化面的激光束的極化薄膜54，其中夾入極化薄膜54的兩個(gè)玻璃片55。與圖3中的圖形極化薄膜51不同，極化薄膜54夾在兩個(gè)玻璃片55的整個(gè)表面之間。
首先，在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，插入用于薄襯底的球面象差校正板100，并且沒有電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元39的區(qū)域41至43中的任一個(gè)區(qū)域，如圖29所示。因此，傳送到極化面旋轉(zhuǎn)單元39的全部激光束20，并且其極化面被轉(zhuǎn)動(dòng)90°。經(jīng)極化濾光器40發(fā)射具有與紙面平行的極化面的全部激光束38。因此，物鏡37將全部激光束38聚焦到按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤的記錄表面70a。
其次，在讀小型盤中，插入用于標(biāo)準(zhǔn)厚度襯底的球面象差校正板101，并且將一預(yù)定的電壓加到極化面旋轉(zhuǎn)單元39的區(qū)域41和42，如圖30所示。因此，激光束經(jīng)過區(qū)域41和42而不轉(zhuǎn)動(dòng)其極化面。雖然激光束20通過最里面區(qū)域43，其極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。極化濾光器40遮蔽通過區(qū)域41和42并具有與紙面垂直的極化面的激光束20，并傳送通過最里面的區(qū)域43且具有與紙面平行的極化面的激光束38。因此，物鏡37僅將激光束的中心部分聚焦到小型盤的記錄表面72a上。
最后，在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，插入用于標(biāo)準(zhǔn)厚度的襯底的球面象差校正板101，并且將一預(yù)定電壓僅加到極化面旋轉(zhuǎn)單元39的最外面區(qū)域41，如圖31所示。因此，激光束20通過最外面區(qū)域41而不轉(zhuǎn)動(dòng)其極化面。雖然激光束20通過中間的和最里面區(qū)域42和43，其極化面轉(zhuǎn)動(dòng)90°。極化濾光器40遮蔽通過最外面區(qū)域41且具有與紙面垂直的極化面的激光束20，并發(fā)射通過中間的及最里面區(qū)域42和43且具有與紙面平行的極化面的激光束38。因此，物鏡37僅將激光束的中心部分(比圖30中的部分寬)聚焦到按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤的記錄表面73a上。
如上所述，按照第八實(shí)施例，圖形極化面轉(zhuǎn)動(dòng)單元39和非圖形極化濾波器40根據(jù)被讀光盤的襯底7的厚度改變物鏡37的有效數(shù)字孔徑。因此，該實(shí)施例的光盤重放裝置能讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤，小型盤，及按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。如第八實(shí)施例所示，可以構(gòu)圖極化面轉(zhuǎn)動(dòng)單元取代極化濾光器。在這種情況中，極化濾光器40不必構(gòu)圖。
第九實(shí)施例按照第九實(shí)施例的光盤重放裝置包括代替半棱鏡2的半反射鏡板48，如圖32所示。圖形極化面旋轉(zhuǎn)單元39插入半反射鏡板48和衍射光柵47之間。在圖32中，表示出未在上述實(shí)施例表示的衍射光柵47和反射鏡49。衍射光柵47形成除用于重放的光束點(diǎn)之外的兩個(gè)用于跟蹤控制的光束點(diǎn)。由于在第九實(shí)施例中的構(gòu)圖極化面旋轉(zhuǎn)單元39，在圖33中所示的極化濾光器40就不必構(gòu)圖。如圖33所示，極化面旋轉(zhuǎn)單元39不僅可以設(shè)置在極化濾光器前部而且可以設(shè)置在半反射鏡片48和衍射光柵47之間。
第十實(shí)施例按照第十實(shí)施例的光盤重放裝置包括如圖34所示的代替半棱鏡2的半反射鏡片48。非圖形極化面轉(zhuǎn)動(dòng)單元4插在半反射鏡片48和衍射光柵47之間。與第九實(shí)施例不同因?yàn)闃O化面旋轉(zhuǎn)單元4是不構(gòu)圖的，極化濾光器5被構(gòu)圖。圖34未表示反射鏡。
第十一實(shí)施例在按照第十一實(shí)施例的光盤重放裝置中，如圖35所示與圖34中的位置相反地定位極化面旋轉(zhuǎn)單元4和衍射光柵47。在該實(shí)施例中，極化面旋轉(zhuǎn)單元4可以插入衍射光柵47和半導(dǎo)體激光器1之間。
第十一實(shí)施例如圖36所示，在按照第十二實(shí)施例的光盤重放裝置中，與圖32不同，非圖形極化濾光器40不僅在物鏡6的前方而且在圖形極化面旋轉(zhuǎn)單元39的后表面分層。極化面旋轉(zhuǎn)單元39和極化濾光器40的這種結(jié)合簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和改變物鏡6的有效數(shù)字孔徑所需要的裝配。
在第十二實(shí)施例中，極化面旋轉(zhuǎn)單元39被構(gòu)形，極化濾光器為不構(gòu)形。反之，極化濾光器可以為被構(gòu)形，極化面旋轉(zhuǎn)單元為不構(gòu)形。
第十三實(shí)施例在上述這些實(shí)施例中能夠讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤的光盤重放裝置中，圖1的重放信號(hào)處理電路17最好包括用于MMCD的放大器90a和用于SD或CD的放大器90b。此外，圖1的跟蹤控制電路18最好包括用于MMCD的放大器91a和用于SD或CD的放大器91b。
在第十三實(shí)施例中，光電檢測(cè)器產(chǎn)生的重放信號(hào)被放大器90a或90b放大，放大的重放信號(hào)加到重放信號(hào)處理部分90c。同時(shí)由光電檢測(cè)器產(chǎn)生的跟蹤誤差信號(hào)被放大器91a或91b放大，放大的跟蹤誤差信號(hào)加到跟蹤控制部分91c。
用于MMCD的放大器90a具有比用于SD或者CD的放大器90b高的增益。放大器90a尤其對(duì)于重放信號(hào)的高頻成分具有高增益。在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中啟動(dòng)用于MMCD的放大器90a，在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤或小型盤中啟動(dòng)用于SD或者CD的放大器90b。
用于MMCD的放大器91a具有比用于SD或者CD的放大器91b高的增益。在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中啟動(dòng)用于MMCD的放大器91a，在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤或小型盤中啟動(dòng)用于SD或者CD的放大器91b。
因此，在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中，放大器90a將用于MMCD的重放信號(hào)放大得比讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤或小型盤的大，并加到重放信號(hào)處理部分90c。另一方面，放大器91a在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中將用于MMCD的跟蹤誤差信號(hào)放大得比讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤或小型盤的大，并輸入跟蹤控制部分91c。因此，能夠減少按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤產(chǎn)生的重放信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)的抖動(dòng)和噪聲。與重放信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)類似，聚焦誤差信號(hào)在讀按照MMCD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中也被更好地放大得比讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤或小型盤的大。
第十四實(shí)施例在上述實(shí)施例中，使用波長(zhǎng)為585至685nm或600至700nm的激光束。然而，未限定激光束的波長(zhǎng)。例如，可以使用短波長(zhǎng)的激光束。能夠使用波長(zhǎng)范圍為350至700nm的激光束。在上述實(shí)施例中未限定物鏡的有效數(shù)字孔徑為特定值。有效數(shù)字孔徑可設(shè)定在0.20至0.65范圍。雖然在上述實(shí)施例中被光盤的襯底厚度為1.2mm和0.6mm，但未由此限定厚度。
下面的表2表示在使用藍(lán)色激光(波長(zhǎng)350-450nm，典型波長(zhǎng)415-445nm)讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤，小型盤和高記錄密度的數(shù)字視盤時(shí)每一種光盤的設(shè)計(jì)值和重放條件。
在高記錄密度數(shù)字視盤中，襯底厚度為0.6(容差±0.05)mm，凹坑長(zhǎng)度為0.25(容差±0.05)μm，凹坑深度為72(容差±10)nm和軌跡間距0.50(容差±0.08)μm。因此，高密度數(shù)字視盤具有比按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤高的記錄密度。
如表2所示，為使用藍(lán)色激光讀上述三種光盤，物鏡的有效數(shù)字孔徑在讀小型盤中為0.20-0.30，讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中設(shè)為0.36-0.46及在讀高密度數(shù)字視盤中設(shè)為0.55-0.65。物鏡最好設(shè)計(jì)成具有0.55-0.65的數(shù)字孔徑以適用于高記錄密度數(shù)字視盤。在這種情況下，物鏡的有效數(shù)字孔徑能變?yōu)?.36-0.46或者0.20-0.30。另一方面，物鏡最好設(shè)計(jì)成具有0.36-0.60的數(shù)字孔徑以適用于按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。在這種情況下，物鏡的有效數(shù)字孔徑能變?yōu)?.20-0.30?？梢允褂蒙鲜鰧?shí)施例的方法來改變物鏡的有效數(shù)字孔徑。因此，雖然使用藍(lán)激光能夠讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤，小型盤和高密度數(shù)字視盤，但藍(lán)色激光適用于讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤和高密度數(shù)字視盤。
下面的表3表示使用綠色激光(波長(zhǎng)450-550nm，典型波長(zhǎng)517-547nm)讀上述三種光盤時(shí)每個(gè)光盤的設(shè)計(jì)值和重放條件。
如表3所示，為使用綠色激光讀三種光盤，物鏡的有效數(shù)字孔徑在讀小型盤中設(shè)為0.25-0.35，在讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤中設(shè)為0.45-0.55，和在讀高密度數(shù)字視盤中設(shè)為0.55-0.65。物鏡最好設(shè)計(jì)成具有0.55-0.65的數(shù)字孔徑以適用于高密度數(shù)字視盤。在這種情況中，物鏡的有效數(shù)字孔徑能夠變?yōu)?.45-0.55或者0.25-0.35。另一方面，物鏡最好設(shè)計(jì)或具有0.45-0.60的數(shù)字孔徑以適用于按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤。在這種情況中，物鏡的有效數(shù)字孔徑能變?yōu)?.25-0.35?？梢允褂蒙鲜鰧?shí)施例中指示的方法改變物鏡的有效數(shù)字孔徑。雖然綠色激光適用于讀按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻盤和小型盤，但綠色激光也能讀高密度數(shù)字視盤。
使用藍(lán)色激光僅讀兩種盤，即按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤和小型盤。在這種情況下，物鏡的數(shù)字孔徑可以設(shè)為0.36-0.60，并且透明孔徑的有效數(shù)字孔徑可以在0.25-0.35范圍內(nèi)有選擇地切換。另一方面，使用綠色激光僅讀兩種盤，即按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤和小型盤，物鏡的數(shù)字孔徑可以設(shè)為0.45-0.60，并且透明孔徑的有效數(shù)字孔徑可以在0.20-0.30范圍內(nèi)有選擇地切換。
第十五實(shí)施例雖然上述實(shí)施例僅描述光盤上的信息重放，本發(fā)明能適用于光盤上的信息記錄。例如，使用波長(zhǎng)為680((容差±15)nm，650(容差±50)nm，635(容差±50)nm，500(容差±50)nm或者400(容差±50)nm及功率為30mw的半導(dǎo)體激光器，信息可以記錄在按照SD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視盤，小型盤和高密度數(shù)字視盤，在這種情況中，物鏡的有效數(shù)值孔徑設(shè)為適用于各個(gè)光盤及各個(gè)波長(zhǎng)。
第十六實(shí)施例在上述實(shí)施例中，物鏡的有效數(shù)字孔徑按照光盤的襯底厚度或者記錄密度改變。然而，物鏡的有效數(shù)字孔徑可以以多級(jí)方式按照檢測(cè)重放信號(hào)的誤碼率改變。如圖38所示，按照第十六實(shí)施例的光盤重放裝置56包括光拾取設(shè)備201，放大光拾取設(shè)備201的重放信號(hào)的放大器207，處理放大的重放信號(hào)的信號(hào)處理電路202，在信號(hào)處理電路202中誤差檢測(cè)電路203的輸出在預(yù)定的期間內(nèi)計(jì)算誤碼率的誤碼率計(jì)算電路204，在光拾取器設(shè)備201中如圖39所示的驅(qū)動(dòng)極化面旋轉(zhuǎn)單元57的液晶驅(qū)動(dòng)電路206，和按照誤碼率計(jì)算電路204的誤碼率控制液晶動(dòng)電路206的控制器205。極化面旋轉(zhuǎn)單元57具有多個(gè)與圖39所示的直徑不同的透明孔徑58。選擇多個(gè)透明孔徑58中的其中之一。轉(zhuǎn)動(dòng)通過選擇的透明孔徑的激光束的極化面。然而，通過選擇的透明孔徑58之外的極化面旋轉(zhuǎn)單元57的激光束的極化面不被轉(zhuǎn)動(dòng)。
按照第十六實(shí)施例，透明孔徑58的直徑按照誤碼率改變。因此，透明孔徑58的直徑能容易地設(shè)為使與抖動(dòng)數(shù)量相關(guān)的誤碼率降為最小。
雖然上面詳細(xì)描述了本發(fā)明，但顯而易見的是這僅是說明和實(shí)例并無限定作用，本發(fā)明的精神和范圍由后面所附的權(quán)利要求限定。
表2
表權(quán)利要求
1.一種將激光束照射記錄到所述光盤和從所述光盤重放信息的光盤記錄/重放裝置，包括激光器(1，27，11，12)，用于產(chǎn)生入射到所述光盤的激光束；物鏡(6，37)用于將所述激光器的激光束聚焦到所述光盤；數(shù)字孔徑變換裝置(4，5，24，35，36，39，40)用于按照所述光盤的襯底厚度改變所述物鏡的有效數(shù)字孔徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光盤記錄/重放裝置，其特征是，所述的數(shù)字孔徑變換裝置包括極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(4，34，35，36，39)，用于按照所述光盤的襯度厚度有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光束的極化面；和遮蔽裝置(5，40)用于有選擇地遮蔽具有所述轉(zhuǎn)動(dòng)極化面的激光束的周圍部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光盤記錄/重放裝置，其特征是，所述的數(shù)字孔徑變換裝置包括用于有選擇地遮蔽所述激光束的周圍部分的液晶光閘(24)。
4.一種將激光束照射到所述光盤和從所述光盤重放信息的光盤記錄/重放裝置，包括一激光器(1，27，11，12)，用于產(chǎn)生入射到所述光盤的激光束；一物鏡(6，37)，用于將所述激光器的激光束聚焦到所述光盤；極化面旋轉(zhuǎn)裝置(4，34，35，36，39)用于按照所述光盤的標(biāo)準(zhǔn)有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光束的極化面；和遮蔽裝置(5，40)，用于有選擇地遮蔽具有所述旋轉(zhuǎn)極化面的激光束的周圍部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的標(biāo)準(zhǔn)包括所述光盤的襯度厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的標(biāo)準(zhǔn)包括所述的光盤的記錄密度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，還包括跟蹤控制裝置(18)，用于控制所述的物鏡使所述的激光束跟蹤到所述光盤的光跡，其特征是所述的遮蔽裝置固定到所述的物鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置設(shè)置在所述物鏡的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置設(shè)置為在所述物鏡的不與所述光盤相對(duì)的一側(cè)與所述物鏡分開。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述庶蔽裝置固定到所述激光束的光軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述物鏡設(shè)計(jì)成減小其象差。
12.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面旋轉(zhuǎn)裝置電氣地轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光束的極化面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括液晶44。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的液晶為扭曲向列型。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的液晶為超扭曲向列型。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的液晶具有鐵電體特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一個(gè)泡克斯耳盒(56)。
18.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面旋轉(zhuǎn)裝置磁性地轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光束的極化面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一個(gè)法拉弟盒(23)。
20.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光器包括第一光束發(fā)射元件(28，31，11)，用于產(chǎn)生具有第一方向極化面的激光束；和第二光束發(fā)射元件(29，32，12)，用于產(chǎn)生具有與所述第一方向不同的第二方向的極化面的激光束，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置有選擇地啟動(dòng)所述的第一和第二光束發(fā)射元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光器還包括一個(gè)輔助支持件(30)，和所述的第一和第二光束發(fā)射元件安裝在所述的輔助支持件上。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光器還包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底(33)，和所述的第一和第二光束發(fā)射元件形成在所述的半導(dǎo)體襯底上。
23.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置繞其光軸轉(zhuǎn)動(dòng)所述的激光束。
24.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光束(35)極化面的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)元件，和按照所述光盤的標(biāo)準(zhǔn)在所述激光束的光程中有選擇地插入所述的極化面轉(zhuǎn)動(dòng)元件的裝置(36)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的極化面旋轉(zhuǎn)元件包括半波板(35)。
26.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括極化濾光器(5，40)。
27.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括具有極化特性的全息照相元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括包含定向金屬原子并傳送在預(yù)定方向具有極化面所述激光束的極化玻璃。
29.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括形成在位于所述激光束的光程中的任意光學(xué)元件的表面并傳送在預(yù)定方向具有極化面的所述激光束的光學(xué)薄膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括具有按照所述光盤的標(biāo)準(zhǔn)可變直徑的透明孔徑。
31.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括在其中心的環(huán)形透明孔徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的遮蔽裝置包括在其中心的多邊形透明孔徑。
33.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為350nm至700nm。
34.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的物鏡具有0.20至0.65的有效數(shù)字孔徑。
35.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述物鏡設(shè)計(jì)成適用于數(shù)字視盤的襯底厚度，和所述的遮蔽裝置在讀小型盤中遮蔽所述激光束的周圍部分。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述數(shù)字視盤的襯底厚度為0.55mm至0.65mm，和所述小型盤的襯度厚度為1.1mm至1.3mm。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為350nm至450nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述的遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔長(zhǎng)變?yōu)?.36至0.46或者0.20至0.30。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為350nm至450nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.36至0.60；和所述遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.20至0.30。
39.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為415nm至445nm。
40.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為450nm至550nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述的遮蔽裝置將所述的物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.45至0.55或者0.25至0.35。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為450nm至550nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.45至0.60；和所述的遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.25至0.35。
42.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為517nm至547nm。
43.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為585nm至685nm；所述物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.30至0.40。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為620nm至650nm。
45.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為600nm至700nm；所述物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.30至0.40。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為635nm至665nm。
47.根據(jù)權(quán)利要求36的光盤記錄/重放裝置，還包括用于檢測(cè)所述光盤反射光來產(chǎn)生重放信號(hào)的光電檢測(cè)裝置(9)；用于放大所述的光電檢測(cè)裝置的重放信號(hào)的第一放大裝置；和在讀1.15mm至1.25mm襯底厚度的數(shù)字視盤中用于增加所述的第一放大裝置的增益的裝置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述光電檢測(cè)裝置還產(chǎn)生用于控制所述物鏡使所述激光束跟蹤所述光盤的光跡的跟蹤誤差信號(hào)；所述光盤記錄/重放裝置還包括用于放大所述的光電檢測(cè)裝置的跟蹤誤差信號(hào)的第二放大裝置；和在讀1.15mm至1.25mm襯底厚度的數(shù)字視盤中用于增加所述的第二放大裝置的增益的裝置。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的光盤記錄/重放裝置，還包括在讀1.15mm至1.25mm的襯底厚度的所述數(shù)字視盤中根據(jù)所述重放信號(hào)的高頻成分用于增加所述的第一放大裝置的增益的裝置。
50.根據(jù)權(quán)利要求4的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述物鏡設(shè)計(jì)成適用于具有第一記錄密度的第一數(shù)字視盤的襯底厚度，和所述的遮蔽裝置在讀所述的第一數(shù)字視盤中不遮蔽所述激光束并在讀具有比第一記錄密度小的第二記錄密度的第二數(shù)字視盤中遮蔽所述激光束的周圍部分。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的第一和第二數(shù)字視盤的襯底厚度均為0.55mm至0.65mm。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的第一數(shù)字視盤的凹坑深度為62nm至82nm，凹坑長(zhǎng)度為0.20μm至0.30μm和光跡間距為0.42μm至0.58μm，及所述的第二數(shù)字視盤的凹坑深度為95nm至115nm，凹坑長(zhǎng)度為0.38μm至0.42μm和光跡間距為0.69μm至0.79μm。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的光盤記錄/重放裝置其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為350nm至450nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述的遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.36至0.46。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為415nm至445nm。
55.根據(jù)權(quán)利要求51的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的第一數(shù)字視盤的凹坑深度為78nm至98nm，凹坑長(zhǎng)度為0.20μm至0.30μm和光跡間距為0.42μm至0.58μm，和所述的第二數(shù)字視盤的凹坑深度為95nm至115nm，凹坑長(zhǎng)度為0.38μm至0.42μm和光跡間距為0.69μm至0.79μm。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述的激光束的波長(zhǎng)為450nm至550nm；所述的物鏡的數(shù)字孔徑為0.55至0.65；和所述的遮蔽裝置將所述物鏡的有效數(shù)字孔徑變?yōu)?.45至0.55。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述激光束的波長(zhǎng)為517nm至547nm。
58.一種將激光束照射到光盤和從光盤重放信息的光盤記錄/重放裝置，包括激光器(1，27，11，12)，用于產(chǎn)生入射到所述光盤的激光束；物鏡(6，37)，用于將所述激光器的激光束聚焦到所述光盤；確定裝置(16)，用于確定所述光盤的標(biāo)準(zhǔn)來產(chǎn)生指示確定標(biāo)準(zhǔn)的確定信號(hào)；和數(shù)字孔徑變換裝置(4，5，24，35，36，39，40)，用于按照所述確定裝置的確定信號(hào)來改變所述物鏡的有效數(shù)字孔徑。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述確定裝置確定的標(biāo)準(zhǔn)包括所述光盤的襯底厚度。
60.根據(jù)權(quán)利要求58的光盤記錄/重放裝置，其特征是所述確定裝置確定的標(biāo)準(zhǔn)包括所述光盤的記錄密度。
全文摘要
一種光盤重放裝置包括半導(dǎo)體激光器(1)，將半導(dǎo)體激光器的激光束聚焦到光盤(13)的記錄表面(7a)的物鏡(6)按照光盤的襯底厚度有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)激光束的極化面的極化面旋轉(zhuǎn)單元(4)，有選擇地遮蔽具有轉(zhuǎn)動(dòng)極化面的激光束的周圍部分的極化濾光器(5)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字孔徑變換單元包括非圖形的扭曲向列液晶及極化濾光器包括在其周圍部分具有極化特性的極化薄膜(51)。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1145515SQ9610731
公開日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月31日
發(fā)明者土屋洋一, 梶山清治, 加納康行, 市浦秀一 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社