專利名稱：雙聚焦的光學(xué)頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，特別涉及一種在光盤上產(chǎn)生雙焦點(diǎn)來(lái)精確記錄/重現(xiàn)厚度不同的不同光盤的雙聚焦的光學(xué)頭裝置。
近年來(lái)，使用如激光盤(LD)和小型盤(CD)的光盤的數(shù)據(jù)記錄/重現(xiàn)設(shè)備已在商業(yè)上應(yīng)用。為了從光盤上讀出數(shù)據(jù)，把一個(gè)激光束照在數(shù)據(jù)記錄光道(下文中稱為“光道”)上，然后數(shù)據(jù)依照被光道反射的光束重現(xiàn)。
當(dāng)光道螺旋狀地加工在光盤上時(shí)，由于每個(gè)光道的扇區(qū)離盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心不等距，在讀出模式中，用激光束精確照射光道的(徑向)尋道控制是必不可少的。即使光道是同心圓，由于盤的偏心，每個(gè)光道的扇形區(qū)離盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心仍不等距。因而尋道控制也是必不可少的。傳統(tǒng)的尋道控制由單束法或三束法完成。
另外，由于在讀出模式中光盤旋轉(zhuǎn)，光學(xué)頭到光盤的距離變化很小，因而正確讀出數(shù)據(jù)是困難的。這樣，必須提供聚焦控制。常規(guī)的聚焦控制是由利用像散現(xiàn)象的像散方法或一種刀口方法實(shí)現(xiàn)的。
作為常規(guī)尋道回路的典型例子，一個(gè)透鏡尋道回路有一個(gè)隨從光盤反射或通過(guò)光盤透射的光束所得出的尋道誤差信號(hào)而移動(dòng)的物鏡。例如，透鏡尋道回路在一束法或三束法中，由激光發(fā)射的光束形成一束光或三束光。物鏡通常由光頭座上的彈簧支撐并固定。一個(gè)尋道執(zhí)行器移動(dòng)物鏡用于尋道控制。當(dāng)尋道執(zhí)行器被斷開時(shí)，透鏡保持在由彈簧力所平衡的力學(xué)平衡點(diǎn)上。
當(dāng)光道偏心超過(guò)20或30微米時(shí)，物鏡大大地偏離力學(xué)平衡點(diǎn)，使光偏差信號(hào)和尋道誤差信號(hào)疊加在一起。激光束然后隨光偏差信號(hào)跟蹤一個(gè)錯(cuò)誤的光道。為了消除光偏差信號(hào)，如在美國(guó)專利US4,761,773中公開了一種被稱為兩步伺服系統(tǒng)的尋道系統(tǒng)。根據(jù)此系統(tǒng)，通過(guò)移動(dòng)支架，也就是移動(dòng)了光學(xué)頭、物鏡，從而共同來(lái)完成尋道工作。
一個(gè)透鏡聚焦回路可作為傳統(tǒng)的聚焦回路的典型例子。它有一個(gè)隨激光源發(fā)射、然后被光盤反射或透射的激光束所引起的聚焦誤差信號(hào)而移動(dòng)的物鏡。物鏡通常和用于尋道控制的物鏡相同。一個(gè)聚焦執(zhí)行器移動(dòng)透鏡用于聚焦控制。當(dāng)聚焦執(zhí)行器被斷開時(shí)，透鏡保持在由彈簧力所平衡的力學(xué)平衡點(diǎn)上。
常規(guī)的光傳感執(zhí)行器分成兩種類型。光傳感執(zhí)行器使物鏡在垂直(聚焦)方向和水平(尋道)方向運(yùn)動(dòng)。
例如，一種類型是聚焦與尋道線圈分別放置在相互垂直和平行的方向。在這種情況下，當(dāng)聚焦控制信號(hào)F作用于聚焦線圈上時(shí)，物鏡被上下移動(dòng)。而當(dāng)尋道控制信號(hào)T作用于尋道線圈上時(shí)，物鏡被左右移動(dòng)。
另一種類型是，聚焦與尋道線圈分別放置在相對(duì)于光軸為45°/45°的方向上。在這種情況下，當(dāng)聚焦控制信號(hào)F與尋道控制信號(hào)T之差作用于A線圈時(shí)，聚焦控制信號(hào)F和尋道控制信號(hào)T之和作用到B線圈上。
A＝F-T，B＝F+T。
作用于兩個(gè)線圈的信號(hào)之和為B+A＝(F+T)+(F-T)＝2F，它使物鏡在聚焦方向上移動(dòng)。
作用于兩個(gè)線圈的信號(hào)之差為B-A＝(F+T)-(F-T)＝2T，它使物鏡在尋道方向上移動(dòng)。
現(xiàn)在參照

圖1說(shuō)明具有上述光學(xué)頭執(zhí)行器的傳統(tǒng)光學(xué)頭裝置。
圖1是一個(gè)傳統(tǒng)光學(xué)頭裝置的示意圖。
一個(gè)激光二極管10作為發(fā)射激光束的光源。從激光二極管10發(fā)射的激光束被分光器11改變90°角后反射出，通過(guò)準(zhǔn)直透鏡12變成平行光束。然后通過(guò)全息裝置13被衍射。衍射的光束通過(guò)物鏡14后可以聚焦在盤D1或D2上。一個(gè)光學(xué)頭執(zhí)行器19環(huán)繞著物鏡14安裝，以使激光束可以精確地聚焦在D1盤或D2盤上。全息裝置13的表面中心部位有全息柵格15。
下面說(shuō)明上述光學(xué)頭裝置的工作過(guò)程。
例如，把1.2mm光盤D1裝入由雙聚焦法操作的平臺(tái)中。激光束由激光二極管10發(fā)射。從激光二極管10發(fā)射的激光束被分光器11轉(zhuǎn)向90°角后反射出，通過(guò)準(zhǔn)直透鏡12變成平行光束。當(dāng)平行光束通過(guò)全息裝置13被衍射后，光束透過(guò)物鏡14，衍射光束可以聚焦在1.2mm盤D1的一個(gè)凹坑上。
這時(shí)，通過(guò)物鏡14射到全息裝置上的一部分光束通過(guò)全息柵格被衍射，因而光能僅集中于衍射光束中的第一級(jí)衍射光束。這就是說(shuō)，焦距較大的第一級(jí)衍射束被聚焦在1.2mm盤D1的凹坑上。這樣，反射光束向分光器11返回。經(jīng)過(guò)分光器11后被光電二極管17接收的光束，用于重現(xiàn)信息。光學(xué)頭執(zhí)行器19對(duì)重現(xiàn)信息中產(chǎn)生的微小的尋道及聚焦誤差作精確的尋道和聚焦的伺服控制。
同時(shí)，當(dāng)把0.6mm盤D2裝入由雙聚焦法操作的平臺(tái)中時(shí)，光能僅集中于零級(jí)衍射光束，即非衍射束。這就是說(shuō)，焦距較小的零級(jí)衍射束被聚焦在0.6mm盤D2的凹坑上。
這樣，光學(xué)頭裝置以和在1.2mm盤上相同的方式在0.6mm盤上重現(xiàn)信息及完成尋道和聚焦的伺服控制。
在傳統(tǒng)的雙聚焦光學(xué)頭裝置中，制造能形成雙焦點(diǎn)的全息器件是困難的。因此問(wèn)題是，用于雙聚焦的光學(xué)頭裝置的造價(jià)提高了。
由于傳統(tǒng)的用于雙聚焦的光學(xué)頭裝置有一個(gè)準(zhǔn)直透鏡及全息器件，又一問(wèn)題是，整個(gè)光學(xué)頭裝置的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中上述的以及許多其它的缺點(diǎn)和不足。因此，本發(fā)明的目的是提供一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，它在一個(gè)光盤上產(chǎn)生一個(gè)雙焦點(diǎn)，用于對(duì)厚度不同的不同光盤進(jìn)行精確記錄/重現(xiàn)。
為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，所提供的雙聚焦的光學(xué)頭裝置包括一個(gè)激光源；一個(gè)用于部分反射和部分透射從激光源射來(lái)的激光束的分光裝置；一個(gè)用于部分反射和部分透射入射光束的光學(xué)件；被分光裝置反射的激光束射到光學(xué)件上，一部分被光學(xué)件反射回分光器，其余部分通過(guò)光學(xué)件透射；一個(gè)反射從光學(xué)件透射過(guò)來(lái)的光束的反射件；一個(gè)把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中的光束是由光學(xué)件和反射件反射后經(jīng)過(guò)分光器各自照射到光盤上的；以及一個(gè)用于接收和檢測(cè)被光盤反射后入射到分光器上又被分光器反射的光束的檢測(cè)器；其中，聚焦到光盤上的光束分成被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后又被反射件反射的光束，而后，兩種光束在光盤上產(chǎn)生不同的兩個(gè)焦點(diǎn)；被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后又被反射件反射的光束之間的焦距差通過(guò)控制光學(xué)件反射面和反射件反射面之間的光距所確定；反射件是一塊全反射板。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，所提供的雙聚焦光學(xué)頭裝置包括有一個(gè)用于作為激光源發(fā)射激光束的全息元件，一個(gè)檢測(cè)從光盤返回的光束的光檢測(cè)器，一個(gè)衍射所發(fā)射的光束和返回的光束的全息柵格；一個(gè)使全息元件射出的激光束部分反射和部分透射的分光裝置；一個(gè)用于部分反射和部分透射所射入的光束的光學(xué)件，被分光裝置反射的激光束射到光學(xué)件上，一部分被光學(xué)件反射，返回分光器，其余部分通過(guò)光學(xué)件透射；一個(gè)反射透射過(guò)光學(xué)件的光束的反射件；以及一個(gè)把光束聚焦到一個(gè)光盤上的物鏡，其中，光束由光學(xué)件和反射件反射后經(jīng)過(guò)分光器分別照射到光盤上。
根據(jù)本發(fā)明所提供的雙聚焦的光學(xué)頭裝置，由于光學(xué)件部分透射和部分反射入射光束，并且反射件完全反射入射光束，因此，聚焦到光盤上的光束就分成被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后被反射件反射的光束。然后，分離開的光束在光盤上產(chǎn)生不同的雙焦點(diǎn)。這樣，厚度不同、且記錄層設(shè)在不同深度的兩種光盤可以分別由分離開的光束精確地記錄/重現(xiàn)。
另外，被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后被反射件反射的光束之間的焦距差通過(guò)控制光學(xué)件反射面和反射件反射面間的光距所確定，因此，使光束聚焦在每一張不同厚度光盤上的方法是既簡(jiǎn)單又精確的。
光束間的焦距差僅由調(diào)節(jié)光學(xué)件和反射件之間的距離來(lái)確定，不需精確地定位。因此，構(gòu)成本光學(xué)頭裝置的方法很簡(jiǎn)單，并且誤差產(chǎn)生率大大下降。
下面，參照附圖所作的說(shuō)明可使本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的許多目的和優(yōu)點(diǎn)有更好地理解。其中圖1是傳統(tǒng)雙聚焦的光學(xué)頭裝置示意圖；圖2是本發(fā)明雙聚焦的光學(xué)頭裝置示意圖。
下面，參考附圖詳述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是本發(fā)明雙聚焦的光學(xué)頭裝置示意圖。標(biāo)號(hào)20是一個(gè)發(fā)射激光束的激光二極管。一個(gè)分光器22安在光路上，使激光二極管20發(fā)射出的激光照向光盤D1(厚度為1.2mm的光盤)或光盤D2(厚度為0.6mm的光盤)上。從激光二極管20射出的激光束射到分光器22上，然后被分光器22部分反射和部分透射。
一個(gè)使射入的光束部分反射和部分透射的透鏡24和光盤D1或D2放置在以分光器22為中心的兩邊。從分光器22反射的光束射到透鏡24上，一部分被透鏡24反射后返回分光器22，其它部分通過(guò)透鏡24折射并透射。
一塊反射板26放置在通過(guò)透鏡24透射的光束的光路上。反射板26使透射光束返回到透鏡24。
聚焦在光盤D1或D2上的激光束被反射。
一個(gè)物鏡28安在分光器22和光盤D1或D2之間，這樣，經(jīng)過(guò)分光器22射到光盤上的每一光束可以被物鏡28聚焦在光盤上。
聚焦在光盤D1或D2上的光束被光盤反射，然后射到分光器22上，并被分光器22反射，被光檢測(cè)器30接收。
激光二極管20和光檢測(cè)器30可以用包括有發(fā)射激光束的激光源的全息元件替換，光檢測(cè)器檢測(cè)從光盤返回的光束。全息柵格衍射發(fā)射光束及返回光束。
下面敘述本發(fā)明光學(xué)頭裝置的工作過(guò)程。把光盤例如是1.2mm的光盤D1，裝入由雙聚焦法操作的平臺(tái)中，激光束由激光二極管20發(fā)射。
從激光二極管20發(fā)射出的激光束被分光器22改變90°后反射。
彎曲后的光束射到透鏡24上，部分入射光束被透鏡24反射后返回分光器22，其余部分入射光束通過(guò)透鏡24被折射并透射。
被透鏡24反射后返回分光器22的光束透射過(guò)分光器22，然后經(jīng)物鏡28聚焦在光盤D1上。
聚焦在光盤D1上的光束被光盤D1反射，然后射在分光器22上，并被分光器22反射，被光檢測(cè)器30接收，從而光盤上的信息可精確地記錄或重現(xiàn)。
同時(shí)，通過(guò)透鏡24折射并透射的光束全部被反射板26反射回透鏡24。光束經(jīng)過(guò)透鏡、分光器22和物鏡28射到光盤D1。
這就是說(shuō)，由于光束通路被透鏡24和反射板26之間的間隔所改變，由反射板26反射的光束的焦距則比透鏡24反射的光束的焦距小。
兩焦距之差和透鏡24的反射面與反射板26的反射面之間的光距成正比。即，它分別和透鏡24與反射板26之間的距離，以及透鏡24的厚度及折射率成正比。
因此，在本發(fā)明光學(xué)頭裝置的構(gòu)成中，只調(diào)節(jié)透鏡24和反射板26的間距就可以確定光束的雙焦距差。
根據(jù)本發(fā)明所提供的雙聚焦的光學(xué)頭裝置，由于光學(xué)件部分透射和部分反射入射光束，并且反射件把入射光束全反射。因此，聚焦到光盤上的一個(gè)光束就分成被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后被反射件反射的光束。然后，分離開的光束在光盤上產(chǎn)生不同的雙焦點(diǎn)。這樣，厚度不同、記錄層設(shè)在不同深度的兩種光盤可以分別由分離開的光束精確地記錄/重現(xiàn)。
另外，被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后被反射件反射的光束之間的焦距差通過(guò)控制光學(xué)件反射面和反射件反射面間的光距所確定，因此，使光束聚焦在每一張不同厚度光盤上的方法既容易又精確。
光束間的焦距差僅通過(guò)控制光學(xué)件和反射件間的距離來(lái)確定，不需要精確定位。因此，構(gòu)成本光學(xué)頭裝置的方法很容易，并且誤差產(chǎn)生率大大降低。
很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以容易地對(duì)本發(fā)明作各種各樣其它修改。因此，權(quán)利要求的范圍不僅限于說(shuō)明書中敘述的內(nèi)容，它還包括具有這些特征的、本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員判斷出與本發(fā)明等同的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，包括一個(gè)激光源；一個(gè)用于部分反射和部分透射從所述激光源射來(lái)的激光束的分光裝置；一個(gè)用于部分反射和部分透射所射入的光束的光學(xué)件，被所述分光裝置反射的激光束射到該光學(xué)件上，一部分被光學(xué)件反射回所述分光器，其余的部分通過(guò)該光學(xué)件透射；一個(gè)反射從所述光學(xué)件透射過(guò)的光束的反射件；一個(gè)把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中，光束是由所述光學(xué)件和所述反射件反射后經(jīng)過(guò)所述分光器分別照射到光盤上；以及一個(gè)用于接收和檢測(cè)被光盤反射后入射到所述分光器上，又被所述分光器反射的光束檢測(cè)裝置，其特征是，聚焦到光盤上的光束分成被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被所述反射件反射的光束，然后在光盤上生成不同的雙焦點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過(guò)控制所述光學(xué)件反射面和所述反射件反射面間的光距所確定。
3.如權(quán)利要求1所述的雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被所述反射件反射的光束間的焦距差由調(diào)節(jié)所述光學(xué)件反射面和所述反射件反射面間的距離所確定。
4.如權(quán)利要求1所述的雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，所述反射件包括一塊全反射板。
5.一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，包括一個(gè)用于作為激光源發(fā)射激光束的全息元件，一個(gè)檢測(cè)從光盤返回的光束的光檢測(cè)器，一個(gè)衍射所發(fā)射的光束和返回的光束的全息光柵；一個(gè)使所述全息元件發(fā)射的激光束部分反射和部分透射的分光裝置；一個(gè)用于部分反射和部分透射入射光束的光學(xué)件，被所述分光裝置反射的激光束射到該光學(xué)件上，一部分被該光學(xué)件反射回所述分光器，其余部分通過(guò)該光學(xué)件透射；一個(gè)反射透射過(guò)所述光學(xué)件的光束的反射件；以及一個(gè)把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中，光束是由所述光學(xué)件和所述反射件反射后經(jīng)過(guò)所述分光器分別照射到光盤上，其特征是，聚焦到光盤上的光束分成被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被反射件反射的光束，然后在光盤上產(chǎn)生不同的雙焦點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過(guò)控制所述光學(xué)件反射面和所述反射件反射面間的光距所確定。
7.如權(quán)利要求5所述的一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，被所述光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)所述光學(xué)件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過(guò)控制所述光學(xué)件反射面和所述反射件反射面間的距離所確定。
8.如權(quán)利要求5所述的一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置，其特征是，所述反射件包括一塊全反射板。
全文摘要
在一種雙聚焦的光學(xué)頭裝置中，激光束經(jīng)過(guò)分光器射在一個(gè)光學(xué)件上。入射的激光束一部分被光學(xué)件反射回分光器，聚焦到一個(gè)光盤上；其余部分通過(guò)光學(xué)件折射并透射，然后被反射件全反射回光學(xué)件，返回的光束經(jīng)過(guò)光學(xué)件和分光器聚焦到光盤上。被光學(xué)件反射的光束和透射過(guò)光學(xué)件后被反射件反射的光束在光盤上產(chǎn)生雙焦點(diǎn)。雙焦點(diǎn)有不同的焦距，因此，記錄層位于不同深度的兩種光盤可分別被精確地記錄或重現(xiàn)。
文檔編號(hào)G11B7/09GK1160217SQ96123930
公開日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1996年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者金琪泰 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社