專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于光存取裝置—具體地說，是關于能夠在不同厚度的透明基板的光盤上記錄及再生的光拾取裝置。
背景技術：
這里提供一種能用半導體激光將記錄在CD(激光唱盤)、CD-ROM(激光只讀存儲器)之類光盤上的信息讀出的光拾取裝置。該光拾取裝置邊對拾取用物鏡進行調焦及跟蹤的伺服控制邊將激光束照射在信號記錄面的位串上，以此再現聲音、影像、數據等信號。
最近，為記錄長時間的動態(tài)畫面，光盤正向高密度化發(fā)展。例如，與CD-ROM同為12cm直徑的光盤，在其單面上記錄約5G字節(jié)信息的DVD(數字視盤)規(guī)格已被提出。據悉DVD的透明基板的厚度約為0.6mm。
然而，拾取用物鏡設計時考慮的是得以再生的光盤透明基板的厚度和使用的半導體激光的波長。因此，即使要再生具有與設計不同厚度的透明基板的光盤，因激光束便不能在光盤的信號記錄面上聚焦、也不能再生。例如為具有0.6mm厚的透明基板的DVD設計的物鏡，在具有1.2mm厚的透明基板的CD的信號記錄面上，其激光束不能聚焦，亦不能再生CD。
因此，本項發(fā)明的目的在于提供一種利用液晶的旋光性使具有不同厚度透明基板的光盤能夠記錄和/或再生，并又抑制了該液晶造成的激光束損失的光拾取裝置。
發(fā)明的提示本發(fā)明所述的光拾取裝置是對具有第1厚度的透明基板的第1光盤和具有厚于第1厚度的第2厚度的透明基板的第2光盤進行記錄和/或再生的光拾取裝置。它包括激光、旋轉裝置、物鏡、偏振元件等部分。上述激光可生成具有特定偏振方向的激光束；上述旋轉裝置可在對第1或第2光盤進行記錄或再生時使激光束的偏振方向做約90度的旋轉。上述物鏡可將激光束在第1或第2光盤的信號記錄面上聚焦。偏振元件可在第2光盤進行記錄或再生時遮擋激光束的外周部。上述旋轉裝置包括第1透明電極、第2透明電極、第1定向膜、第2定向膜、液晶等。第1透明電極置于激光束的入射側；第2透明電極置于激光束的出射側并與第1電極相對。第1定向膜形成在第1透明電極的內面上，并具有與激光束的偏振方向大致平行或大致垂直的第1摩擦方向；第2定向膜形成在第2透明電極的內面上，具有與第1摩擦方向大致垂直的第2摩擦方向。液晶夾于第1及第2定向膜之間。
如按照上述光拾取裝置，由于通過液晶將激光束的偏振方向旋轉約90度，改變了物鏡的有效開口量，因此，能在透明基板的厚度不同的光盤上進行記錄和/或再生，但由于置于激光束入射側的定向膜具有與激光束的偏振方向大致平行或垂直的摩擦方向，所以能減少因液晶造成的激光束的損失。加之液晶能使激光束的偏振方向準確地旋轉90度，所以偏振元件能進行最佳的遮光。其結果，提高了記錄或再生的特性。
附圖的簡單說明

圖1為表示本發(fā)明實施狀態(tài)時光拾取裝置的光學系統的斜視圖。
圖2為表示圖1所示的旋光性元件結構的分解斜視圖。
圖3為表示圖2所示的驅動旋光性元件用的驅動電路與判識電路的電路圖。
圖4為用以說明圖2所示的旋光性元件的電壓非外加時的作用的斜視圖。
圖5為表示圖4所示的通過旋光性元件的激光束的旋轉角與工作溫度的關系特性圖。
圖6A為圖1所示的偏振元件的正面圖；圖6B為圖6A所示的偏振元件沿B-B線的截面圖。
圖7為表示圖1所示的光拾取裝置除去向上反射鏡后的光學系統的斜視圖。
圖8為圖1所示的光拾取裝置進行DVD再生時的工作說明圖。
圖9為圖1所示的光拾取裝置進行CD再生時的工作說明圖。
發(fā)明實施的最佳形態(tài)下面參照附圖就本發(fā)明的實施形態(tài)進行詳細的說明。圖中同一或相當的部分附有同一符號，不再重復贅言。
圖1所示為本發(fā)明實施形態(tài)的光拾取裝置的光學系統的斜視圖。參照圖1可知該光拾取裝置具有半導體激光器10、旋光性元件11、視準透鏡12、向上反射鏡13、偏振元件14、物鏡15等部分。無論DVD或CD都能再生。在DVD或CD的信號記錄面上形成表示記錄信息的溝道16。
半導體激光器10生成具有特定偏振方向17的激光束18。該偏振方向17對于基準19形成特定的角度θ1。該光拾取裝置為進行DVD及CD的再生，使用了能生成典型波長635nm的激光束18的半導體激光器10。
旋光性元件11，在DVD再生時將激光束18沿偏振方向做約90度的旋轉后透過；而在CD時再生時，激光束18在偏振方向上不做旋轉，以原狀態(tài)透過。
視準透鏡12使來自半導體激光器10的激光束18成為平行，向上反射鏡13使來自視準透鏡12的平行激光束沿光盤的法線方向反射。
偏振元件14在DVD再生時令激光束全部透過；而在CD再生時，則遮住激光束的外周部，僅令其中央部透過。
物鏡15的作用是將激光束在DVD或CD的信號記錄面上聚焦。其位置與DVD或CD相對。設計物鏡15，使將激光束聚焦在DVD的信號記錄面上時像差為最小。物鏡15為進行調焦控制，通過伺服機構(無圖示)在光軸方向(光盤的法線方向)上移動；為進行跟蹤控制則在跟蹤方向(與溝道垂直的方向)上移動。所以為使偏振元件14的中心不出物鏡15的光軸之外，最好將偏振元件14與物鏡15成一體地進行固定。
本光拾取裝置還備有在半導體激光器10和旋光性元件11之間設有的半透半反鏡(無圖示)和檢測由半透半反鏡反射回來的激光束的光檢測器(無圖示)。
圖2為圖1所示的旋光性元件11的結構分解斜視圖。參照圖2可知旋光性元件11由下列幾部分構成，即二塊相對而置的玻璃板20、21，分別在玻璃板20、21內側面上形成的由ITO等組成的透明電極22、23，分別在透明電極22、23的內側面上形成的定向膜24、25，夾在定向膜24和定向膜25之間的TN(扭轉向列)型液晶26，為封入液晶26而用的密封材料27。
玻璃板20、透明電極22及定向膜24置于激光束的入射側，玻璃板21、透明電極23及定向膜25置于激光束的出射側。
如圖1及圖2所示，入射側的定向膜24具有與入射的激光束18的偏振方向17大致平行的摩擦方向28。因此，該摩擦方向28相對基準19形成的角度θ2與前述的角度θ1大致相等。即偏振方向17與摩擦方向28之間的角度為0±5°。另外，出射側的定向膜25具有與入射側的定向膜24的摩擦方向28大致垂直的摩擦方向29。因而，連接在定向膜24及25之間的液晶分子的一系列的定向方向都發(fā)生旋轉。
圖3為驅動圖2所示的旋光性元件11的驅動電路30的結構及判識電路31的電路圖。參照圖3可知，驅動電路30具有響應來自判識電路31的判識信號DVD/CD作出ON/OFF的開關元件32；產生特定的交流電壓的交流電源33。如圖2所示，驅動電路30的一側輸出端子34與透明電極22相連接；另一側的輸出端子35與透明電極23相連接。例如判識電路31響應公知的聚焦誤差信號FE，并對裝在該光拾取裝置上的光盤進行DVD或CD的識別，生成表示其結果的判識信號DVD/CD。
當裝有DVD時，開關元件32為“斷開”狀態(tài)，因而交流電壓不會加在透明電極22及23之間；而當裝有CD時，開關元件32為“導通”狀態(tài)，交流電壓便被加在透明電極22及23之間。
圖4是為說明電壓未外加時旋光性元件11的作用的斜視圖。如圖4所示，入射到旋光性元件11中的激光束具有與圖水平的偏振方向，而從旋光性元件11射出的激光束具有與圖垂直的偏振方向。這樣，旋光性元件11在電壓未外加時將入射的激光束在其偏振方向上作約90度的旋轉后透過。而當旋光性元件11有電壓外加時，則將入射的激光束在其偏振方向上不作旋轉，保持原狀態(tài)透過。
圖5為旋光性元件11產生的旋光角，即由入射的激光束的偏振方向與出射的激光束的偏振方向之間形成的角度和溫度的關系特性圖。如圖5所示，電壓未外加時，旋光角約為90度，其旋光角在-20～100度的范圍內幾乎不存在溫度依存性，這正是預期的狀態(tài)。再則，當電壓外加時，旋光角約為0度，其旋光角在-20～100度的范圍內也幾乎不存在溫度依存性，這也是預期的狀態(tài)。之所以如此，是因為一般情況下光拾取裝置在上述范圍的溫度下工作，其旋光性元件11需具有圖5所示的溫度特性才能正常工作。因此，光拾取裝置的工作溫度的范圍若為-20～60度或0～50度的話，旋光角沒有溫度依存性的范圍也與其相同為好。
圖6A為圖1所示的偏振元件14的結構正面圖。圖6B為圖6A所示的沿偏振元件14的B-B線的截面圖。參照圖6A與圖6B，可知偏振元件14設有偏振膜60；夾著偏振膜60的2塊玻璃板61、62；貼于物鏡15側玻璃板62的表面上的透過性薄膜63。偏振膜60具有不具偏振特性的透明的圓形中央區(qū)域64和中央區(qū)域64周邊形成的具有偏振特性的周邊區(qū)域65。通過旋光性元件11，如圖7所示周邊區(qū)域65，具有與其旋轉了的偏振方向大致平行的偏振方向70以使偏振方向旋轉了的激光束透過。換句話說，即周邊區(qū)域65的偏振方向70與旋光性元件11的出射側的定向膜25的摩擦方向29大致光學平行。因此，中央區(qū)域的透過率為100％；而周邊區(qū)域65的透過率為70-90％左右，為使偏振元件14的透過率在整體上保持均勻，故貼附具有70～90％左右透過率的透過性薄膜63使其與中央區(qū)域64對應。
下面，對上述結構的光拾取裝置的工作原理加以說明。
首先，如圖3所示，在DVD再生時由于驅動電路30中的開關元件32為“關”狀態(tài)，所以旋光性元件11的透明電極22與23之間沒有電壓外加。因此，旋光性元件11如圖8所示將激光束的偏振方向旋轉約90度。其結果使入射激光束的偏振方向與圖8的紙面垂直，而出射激光束的偏振方向則與紙面平行。
偏振元件14的中央區(qū)域64沒有偏振特性，因此激光束透過中央區(qū)域64。而偏振元件14的外周區(qū)域65有偏振特性，其偏振方向與來自旋光性元件11的出射激光束的偏振方向大致平行。因此激光束也能透過外周區(qū)域65。這樣，激光束就在不受偏振元件14遮擋的狀態(tài)下全部透過偏振元件14，且使射入物鏡15的激光束聚焦在DVD的信號記錄面80上。
在CD再生時，圖3所示的驅動電路30中的開關元件32為“導通”狀態(tài)，因此旋光性元件11的透明電極22和23之間有電壓外加。這樣，旋光性元件11如圖9所示將入射的激光束在其偏振方向上不作旋轉以原狀態(tài)透過。其結果，使來自旋光性元件11的出射激光束的偏振方向與入射激光束的偏振方向平行。
偏振元件14的中央區(qū)域64不具偏振特性，因此，激光束透過中央區(qū)域64。而偏振元件14的周邊區(qū)域65具有與激光束的偏振方向垂直的偏振方向，因此，激光束的外周部被偏振元件14的外周區(qū)域65所遮擋，僅有激光束的中央部透過偏振元件14。這樣，物鏡15的實效開口值變小，射入物鏡的激光束便聚焦在CD的信號記錄面90上。
如圖1和圖2所示，旋光性元件11的入射側的定向膜24與入射的激光束18的偏振方向17平行。為此，激光束在透過旋光性元件11時其強度沒有大幅度地降低。例如，如果|θ1-θ2|=45°的話，激光束的強度就會因旋光性元件11而大幅度地降低。因此，定向膜24僅在與入射的激光束18的偏振方向17大致平行的方向上摩擦。
如前所述，根據這一實施形態(tài)，光拾取裝置在CD再生時物鏡15的實效開口值比DVD再生時小，因此，除DVD之外，還能進行CD的再生。由于旋光性元件11的入射側的定向膜24的摩擦方向28與入射的激光束18的偏振方向17大致平行，所以可抑制旋光性元件11造成的激光束的損失。其結果，使再生特性得以提高。
以上詳細描述了本發(fā)明的一個實施形態(tài)，而本發(fā)明的范圍并不僅限于上述實施形態(tài)。
如當|θ1-θ2|=90+5°時也可以。即旋光性元件11的入射側的定向膜24具有與入射的激光束18的偏振方向17大致垂直的摩擦方向也可以。此時，出射側的定向膜25則要有與入射的激光束18的偏振方向17大致平行的摩擦方向。
在上述實施形態(tài)中，偏振元件14的偏振特性被圖案化，使偏振元件的全區(qū)域都具有偏振特性，旋光性元件的透明電極也可以被圖案化。此時，在CD再生時若僅在透明電極的周邊區(qū)域外加電壓、僅令激光束的中央部旋轉偏振方向并使之透過的話，射入偏振元件的激光束的外圍部將被遮擋，僅中央部透過偏振元件。
在上述實施形態(tài)中，CD再生時有電壓外加，相反，在DVD再生時也可以有電壓外加，此時偏振元件的偏振方向與入射的激光束的偏振方向相互平行為好。
在上述實施形態(tài)中，只對再生的動作進行了說明，而記錄動作也大致與其相同。因此，本發(fā)明不僅是再生專用的光拾取裝置，作為記錄專用的光拾取裝置或記錄及再生兼用的光拾取裝置也同樣適用。
另外，本發(fā)明不僅限于DVD或CD，也同樣適用于CD-R(可刻錄光盤)、光磁(MO)盤等的光盤。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內，可根據作業(yè)者的知識增加各種改良、修正、變形等新內容付諸實施。
權利要求
1．一種對具有第1厚度的透明基板的第1光盤和具有比前述第1厚度還厚的第2厚度的透明基板的第2光盤進行記錄和/或再生的光拾取裝置，其特征在于光拾取裝置包括生成有特定偏振方向(17)的激光束(18)的激光器(10)；在前述第1或第2光盤的記錄或再生時，使前述激光束(18)的偏振方向(17)大致旋轉90度的旋轉裝置(11)；用以將前述激光束(18)在前述第1或第2光盤的信號記錄面(80、90)上聚焦的物鏡(15)；在前述第2光盤的記錄或再生時，將前述激光束(18)的外周部遮擋的偏振元件(14)，前述旋轉裝置(11)包含設于前述激光束(18)的入射側面的第1透明電極(22)；設于前述激光束(18)的出射側且與第1透明電極(22)相對的第2透明電極(23)；在前述第1透明電極(22)的內面上形成的且具有與前述激光束(18)的偏振方向大致平行或大致垂直的第1摩擦方向(28)的第1定向膜(24)；在前述第2透明電極(23)的內面上形成的具有與前述第1摩擦方向(28)大致垂直的第2摩擦方向(29)的第2定向膜(25)；夾在前述第1及第2定向膜(24、25)之間的液晶(26)。
2．如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于在前述第1或第2光盤記錄或再生時還配有用以在前述第1及第2透明電極(22、23)之間外加電壓的外加裝置(30)。
3．如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于前述偏振元件(14)包括不具偏振特性的中央區(qū)域(64)和在前述中央區(qū)域(64)的周邊形成的具有偏振特性的周邊區(qū)域(65)。
4．如權利要求3所述的光拾取裝置，其特征在于前述偏振元件(14)還包括前述中央區(qū)域(64)上形成的具有比前述中央區(qū)域(64)的透過率更低的透過率的部件(63)。
5．如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于前述周邊區(qū)域(65)的偏振方向(70)與前述第2摩擦方向(29)大致平行。
6．如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于前述第1光盤是數字視頻光盤；前述第2光盤是激光唱盤。
7．一種光拾取裝置，可進行數字視頻光盤及激光唱盤的記錄及再生，其特征在于包括(a)生成具有特定偏振方向(17)的激光束(18)的激光器；(b)旋光性元件，它含有設于前述激光束(18)的入射側的第1透明電極(22)；設于前述激光束(18)的出射側，且與前述的第1透明電極(22)相對的第2透明電極(23)；在第1透明電極(22)的內面上形成的具有與前述激光束(18)的偏振方向大致平行的第1摩擦方向(28)的第1定向膜(24)；在第2透明電極(23)的內面上形成的具有與前述第1摩擦方向(28)大致垂直的第2摩擦方向(29)的第2定向膜(25)；夾在前述第1及第2定向膜(24、25)之間的液晶(26)，(c)與前述數字視頻光盤或前述激光唱盤的信號記錄面(80、90)相對的物鏡(15)；(d)偏振元件(14)，它包含不具偏振特性的中央區(qū)域(64)；在前述中央區(qū)域(64)的周邊形成的、具有與前述第2摩擦方向(29)大致平行的偏振方向(70)的偏振特性的周邊區(qū)域(65)；(e)驅動電路(30)，它被設置成在前述第1及第2透明電極(22、23)之間，在進行前述數字視頻光盤的記錄或再生時不外加電壓，在進行前述激光唱盤的記錄或再生時外加電壓。
全文摘要
光拾取裝置設有旋光性元件(11)和偏振元件(14)。旋光性元件(11)在DVD再生時令入射激光束(18)沿其偏振方向(17)旋轉90度后透過;而在CD再生時則令入射激光束(18)沿其偏振方向(17)不做旋轉直接透過。偏振元件(14)在DVD再生時令偏振方向旋轉了的激光束全部透過;而在CD再生時通過遮擋偏振方向不做旋轉的激光束的外周部,使物鏡(15)的實效開口值變小。旋光性元件(11)的入射側的定向膜(24)的摩擦方向(28)與入射激光束(18)的偏振方向(17)平行。為此,本光拾取裝置在抑制激光束的損失的同時,不僅可再生DVD,也可再生CD。
文檔編號G11B7/135GK1224524SQ98800532
公開日1999年7月28日 申請日期1998年1月7日 優(yōu)先權日1997年4月24日
發(fā)明者土屋洋一, 加納康行, 梶山清治, 多田浩一 申請人:三洋電機株式會社