專利名稱：光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光拾取裝置，特別是，一種可以檢測(cè)物鏡與記錄介質(zhì)之間相對(duì)傾角的光學(xué)裝置。
一般地，當(dāng)光拾取裝置在如安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)等記錄介質(zhì)上移動(dòng)時(shí)，它能夠記錄/再現(xiàn)信息信號(hào)。當(dāng)光盤(pán)的重量分布不均時(shí)，旋轉(zhuǎn)的光盤(pán)會(huì)發(fā)生傾斜，記錄/再現(xiàn)信號(hào)會(huì)惡化。
特別是，當(dāng)光拾取裝置采用的發(fā)光光源產(chǎn)生相對(duì)短的波長(zhǎng)，且物鏡采用較大數(shù)值孔徑時(shí)，為了增加記錄密度，主要由于光盤(pán)的傾角會(huì)產(chǎn)生彗形像差，記錄/再現(xiàn)信號(hào)惡化更嚴(yán)重。
如
圖1所示的一種探測(cè)和修正光盤(pán)與相應(yīng)透鏡傾角的裝置被用來(lái)防止記錄/再現(xiàn)信號(hào)的惡化。
參考圖1，支持物鏡3的支架10可動(dòng)地安裝在主體20上。第一傾角傳感器安裝在主體20的頂端部22的外表面，面對(duì)光盤(pán)1；而第二傾角傳感器安裝在頂端部22的內(nèi)表面。反射盤(pán)17安裝在支架10的上端面，面對(duì)第二傾角傳感器。這里，繞組部件(未畫(huà)出)環(huán)繞物鏡3安裝，而物鏡3固定安裝在支架10上，使物鏡3能被安裝在主體20側(cè)壁的永磁鐵21交感驅(qū)動(dòng)。盡管圖中所示的頂端部22與主體20成一體，一般還是要使用覆蓋元件(未畫(huà)出)代替頂端部22。
第一傾角傳感器包括一發(fā)光二極管11和一對(duì)光敏二極管12、13，它們安裝在發(fā)光二極管11的兩側(cè)，在徑向上對(duì)齊。發(fā)光二極管11發(fā)出的光由光盤(pán)1反射后，被光敏二極管12和13接收。當(dāng)光盤(pán)1相對(duì)于主體20不發(fā)生傾斜時(shí)，光敏二極管12和13接收的光量是相等的。當(dāng)光盤(pán)1傾斜時(shí)，由光敏二極管12和13接收的光量彼此不相等。
類似地，第二傾角傳感器包括一個(gè)發(fā)光二極管14和一對(duì)光敏二極管15、16，它們安裝在發(fā)光二極管的兩側(cè)，在徑向上對(duì)齊。發(fā)光二極管14發(fā)出的光，由安裝在支架10上表面的反射盤(pán)17反射后，被光敏二極管15和16接收。當(dāng)支架10相對(duì)于主體20不發(fā)生傾斜時(shí)，光敏二極管15和16接收的光量是相等的。當(dāng)支架10傾斜時(shí)，由光敏二極管15和16接收的光量彼此不相等。
在上述的第一和第二傾角傳感器中，由光敏二極管13和15與光敏二極管12和16探測(cè)到的信號(hào)分別輸入差動(dòng)放大器18的(+)和(-)輸入端，信號(hào)在那里進(jìn)行處理。
這樣，如圖2A所示，當(dāng)光盤(pán)1與物鏡3不發(fā)生傾斜時(shí)，由于光敏二極管12和13的信號(hào)一致；光敏二極管15和16的信號(hào)一致，差動(dòng)放大器18的輸出信號(hào)是零。亦即光盤(pán)1與物鏡3沒(méi)有相對(duì)傾斜。
如圖2B所示，當(dāng)光盤(pán)1與主體20發(fā)生傾斜而支架10不與主體20發(fā)生傾斜時(shí)，由光敏二極管12探測(cè)到的光量增加，而由光敏二極管13探測(cè)到的光量減少。這里，由光敏二極管15和16探測(cè)到的光量相等。在此情況下，由于兩個(gè)光敏二極管12和13的探測(cè)信號(hào)不同，而使差動(dòng)放大器18的差動(dòng)信號(hào)為正值。
為修正光盤(pán)1的傾角，應(yīng)使支架10與光盤(pán)1沿同方向保持在相同的傾斜程度，如圖2C所示。于是，第一傾角傳感器的光敏二極管12和13接收的光量彼此不一致，同時(shí)第二傾角傳感器的光敏二極管15和16接收的光量彼此也不一致。但是差動(dòng)放大器18的差動(dòng)信號(hào)是零，這表示光盤(pán)1的傾角被修正，光盤(pán)1與物鏡3沒(méi)有相對(duì)傾角。
如上所述，在傳統(tǒng)的光盤(pán)傾角檢測(cè)裝置中，光盤(pán)1和支架10的傾角被探測(cè)，使安裝在支架10上的物鏡3相對(duì)于主體20傾斜，傾斜量與光盤(pán)1的傾斜量相同，這樣，光盤(pán)1與物鏡3的相對(duì)傾角被修正。
然而，上述光盤(pán)傾角檢測(cè)裝置中，由于附加使用了兩個(gè)或兩個(gè)以上的傾角傳感器，零件的數(shù)量多，加工的成本高。同時(shí)，由于反射盤(pán)17安裝在支架10上，使驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的載荷增加，使光拾取裝置的驅(qū)動(dòng)性能降低。
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的目標(biāo)是，提供一種光拾取器，在沒(méi)有附加傳感器的情況下，其可檢測(cè)物鏡與記錄介質(zhì)的相對(duì)傾角。
因此，為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，該光拾取裝置包括光源，用來(lái)產(chǎn)生并發(fā)出光；光路改變裝置，用來(lái)改變?nèi)肷涔獾男羞M(jìn)路線；物鏡，用來(lái)將入射光聚焦在記錄介質(zhì)上，記錄介質(zhì)上有用于記錄信息的記錄表面和在光入射的一側(cè)保護(hù)記錄表面的保護(hù)層；主光電探測(cè)器，用來(lái)接收由記錄介質(zhì)的記錄表面反射后，通過(guò)物鏡和光路改變裝置的光，檢測(cè)信息信號(hào)和/或錯(cuò)誤信號(hào)；檢測(cè)傾角的傾角檢測(cè)裝置，通過(guò)接收光源發(fā)出的光和從記錄介質(zhì)的保護(hù)層表面或記錄表面反射的光檢測(cè)記錄介質(zhì)的傾角。
本發(fā)明優(yōu)選的傾角檢測(cè)裝置包括全息透鏡，安裝在光源和光路改變裝置間的光路上，用來(lái)衍射和傳播從光源發(fā)出的光；傾角光電探測(cè)器，安裝在主光電探測(cè)器的一側(cè)，用來(lái)接收從保護(hù)層表面反射后，通過(guò)物鏡和光路改變裝置入射的光，傾角光電探測(cè)器由一組剖分盤(pán)構(gòu)成，每個(gè)獨(dú)立完成光電轉(zhuǎn)換，剖分盤(pán)沿記錄介質(zhì)軌跡的切向和/或徑向分布。
并且，本發(fā)明優(yōu)選的全息透鏡包括第一傳播區(qū)，用來(lái)傳播光源發(fā)出光的近軸區(qū)內(nèi)部分，這部分光用來(lái)記錄和再現(xiàn)信息信號(hào)；第二傳播區(qū)，環(huán)繞第一傳播區(qū)，用來(lái)傳播入射光遠(yuǎn)軸區(qū)內(nèi)的部分；其中，第一和第二傳播區(qū)之一使入射光直線通過(guò)，另一部分使入射光衍射，并傳播成第+1或第-1級(jí)。
并且，本發(fā)明優(yōu)選的傾角檢測(cè)裝置包括至少一個(gè)傾角光電探測(cè)器，包括一組四剖分盤(pán)，至少安裝在主光電探測(cè)器的一側(cè)，沿記錄介質(zhì)上的軌跡的切向和/或徑向排列，用來(lái)檢測(cè)反射表面的反射光。
并且，本發(fā)明優(yōu)選的傾角檢測(cè)裝置還包括一個(gè)全息透鏡，安裝在光路改變裝置和物鏡間的光路上，包含第一傳播區(qū)，傳播的光主要是由記錄介質(zhì)的記錄表面反射回的光；第二傳播區(qū)環(huán)繞第一傳播區(qū)，傳播的光是由記錄介質(zhì)保護(hù)層表面反射回的光，其中，第一和第二傳播區(qū)之一使從記錄介質(zhì)反射的光直線通過(guò)，另一部分使從記錄介質(zhì)反射的光衍射并傳播成第+1或第-1級(jí)。
并且，本發(fā)明優(yōu)選的光拾取裝置還包括一個(gè)準(zhǔn)直透鏡，安裝在全息透鏡和物鏡間的光路上，用來(lái)準(zhǔn)直光源發(fā)出的光，將其直線通過(guò)第一傳播區(qū)，使光，不包括入射光的從記錄介質(zhì)反射的外圓周部分，能夠通過(guò)準(zhǔn)直透鏡。
并且，本發(fā)明優(yōu)選的傾角光電探測(cè)器安裝在主光電探測(cè)器的兩側(cè)，沿軌跡的切向和/或徑向排列。
參考附圖，通過(guò)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的具體描述，本發(fā)明的上述目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)更加明顯，附圖包括圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光盤(pán)傾角檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)透視圖。
圖2A至圖2C是現(xiàn)有技術(shù)的光盤(pán)傾角檢測(cè)裝置，檢測(cè)和修正光盤(pán)傾角動(dòng)作的剖面圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的圖，畫(huà)出了光拾取裝置的構(gòu)造。
圖4是圖3中光檢測(cè)器的平面圖。
圖5是圖3中全息透鏡構(gòu)造的平面圖。
圖6是圖3中傾角光電檢測(cè)器接收到光斑的圖。
圖7A和圖7B是當(dāng)記錄介質(zhì)傾斜并且傾角被相對(duì)修正時(shí)，圖4中傾角光電探測(cè)器接收到光斑的圖。
圖8和圖9是本發(fā)明的另一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例中全息透鏡的平面圖。
圖10是本發(fā)明的另一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例中光拾取裝置結(jié)構(gòu)的視圖。
圖11是圖10中光檢測(cè)裝置的平面圖。
圖12A和圖12B分別是當(dāng)記錄介質(zhì)不發(fā)生傾斜和記錄介質(zhì)相對(duì)傾斜時(shí)的圖11中傾角光電探測(cè)器接收到光斑的圖。
如圖3和圖10所示，依據(jù)本發(fā)明的光拾取裝置中信息信號(hào)向記錄介質(zhì)30記錄和從記錄介質(zhì)30再現(xiàn)，記錄介質(zhì)30包括用于記錄信息信號(hào)的記錄表面31和保護(hù)記錄表面31的保護(hù)層33；保護(hù)層33在記錄表面31上，光從中入射，同時(shí)記錄介質(zhì)30的傾角可以被檢測(cè)到。
參考圖3，根據(jù)本發(fā)明，一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例中的光拾取裝置包括光源35，產(chǎn)生并發(fā)出光；光路改變裝置50，用來(lái)改變?nèi)肷涔獾男羞M(jìn)路線；物鏡70，將入射光聚焦在記錄介質(zhì)30上；主光電探測(cè)器81，檢測(cè)信息信號(hào)和/或錯(cuò)誤信號(hào)；傾角檢測(cè)裝置，檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾斜角度。
光源35，例如可以是一種半導(dǎo)體激光器，產(chǎn)生并發(fā)出具有某種光強(qiáng)分布，如高斯分布的激光束。由光源35發(fā)出的光，光強(qiáng)主要集中在近軸區(qū)域。因而，分布在近軸區(qū)光(由虛線表示)被用來(lái)將信息信號(hào)向記錄介質(zhì)30記錄/從記錄介質(zhì)30讀取。根據(jù)本發(fā)明，分布在遠(yuǎn)軸區(qū)光(由實(shí)線表示)環(huán)繞近軸區(qū)，用來(lái)檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾角。遠(yuǎn)軸區(qū)光不被用在典型的光拾取裝置中，因?yàn)槠鋸?qiáng)度遠(yuǎn)比近軸區(qū)光弱而丟失。這里，近軸區(qū)與遠(yuǎn)軸區(qū)的區(qū)域是相對(duì)規(guī)定的。
光路改變裝置50安裝在光源35和物鏡70之間的光路上，使光源35輸出光的大部分通過(guò)，并向前傳播到記錄介質(zhì)30，并且將從記錄介質(zhì)30反射并通過(guò)物鏡70的光束反射，向前傳播到光檢測(cè)裝置80。光路改變裝置50包括，例如圖3所示偏振束分光器51，用來(lái)根據(jù)入射光的偏振性，選擇性地使其通過(guò)和反射；波盤(pán)53用來(lái)改變?nèi)肷涔獾钠裥?。這里，波盤(pán)53根據(jù)光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)優(yōu)先使用一個(gè)四分之一的波盤(pán)。
這樣，從光源53中發(fā)出的光中只有線性偏振光可以從偏振束分光器51中通過(guò)，當(dāng)光通過(guò)波盤(pán)53時(shí)產(chǎn)生圓偏振。圓偏振光由記錄介質(zhì)30反射，使圓偏振的方向逆轉(zhuǎn)，再次入射到波盤(pán)53上。當(dāng)通過(guò)波盤(pán)53時(shí)又變成線性偏振光，但具有其它的線性偏振向量，并最終由偏振束分光器51全部反射，傳播給主光電探測(cè)器81。
進(jìn)一步，將入射光聚焦的準(zhǔn)直透鏡60安裝在光路改變裝置50和物鏡70之間的光路上。而且，物鏡70與準(zhǔn)直透鏡60的焦距與安裝最好進(jìn)行優(yōu)化，使近軸區(qū)光在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上形成一個(gè)光斑。這樣，準(zhǔn)直透鏡60將光源35發(fā)出的近軸區(qū)的發(fā)散光改變成平行光。物鏡70將平行光聚焦在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上，形成一個(gè)光斑。
進(jìn)一步，如圖4所示，主光電探測(cè)器81包括一組剖分盤(pán)A、B、C和D，用來(lái)接收入射光，并將接收到的光各自獨(dú)立地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，檢測(cè)記錄表面31的信息信號(hào)和錯(cuò)誤信號(hào)。
回到圖3，傾角檢測(cè)裝置包括全息透鏡40，用來(lái)衍射入射光；傾角光電探測(cè)器83，用來(lái)接收從記錄介質(zhì)表面反射的光，特別是，從保護(hù)層33的表面33a的反射光，并且檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾角。
在本實(shí)施例中，全息透鏡40安裝在光源35和偏振束分光器51之間。如圖5所示，全息透鏡40包括使光源35發(fā)出光的近軸區(qū)部分通過(guò)其中的第一傳播區(qū)41；環(huán)繞第一傳播區(qū)41，使入射光遠(yuǎn)軸區(qū)部分通過(guò)其中的第二傳播區(qū)43。
第一傳播區(qū)41傳播近軸區(qū)入射光時(shí)不改變光的方向。第一傳播區(qū)41由一個(gè)透明部件或通孔(未畫(huà)出)構(gòu)成，或由一個(gè)使入射光衍射成第零級(jí)的全息光柵(未畫(huà)出)構(gòu)成，使入射光如此從中通過(guò)。通過(guò)第一傳播區(qū)41的近軸區(qū)光，由準(zhǔn)直透鏡60和物鏡70聚焦在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上，用來(lái)記錄/再現(xiàn)信息信號(hào)。
構(gòu)成第二傳播區(qū)43的全息光柵，衍射、傳播并折射入射光成第+1或第-1級(jí)。這里，如圖3所示，第二傳播區(qū)43最好使遠(yuǎn)軸區(qū)光的焦點(diǎn)處在物鏡70和記錄介質(zhì)30之間，這樣通過(guò)第二傳播區(qū)43的衍射光由準(zhǔn)直透鏡60和物鏡70聚焦，然后入射到保護(hù)層33的表面33a。上述焦點(diǎn)位置可以通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)全息光柵的柵距，使入射光以適當(dāng)?shù)难苌浣茄苌洹＿@里，遠(yuǎn)軸區(qū)光的焦點(diǎn)位置可以被安置在保護(hù)層33的表面33a和記錄表面31之間。
當(dāng)具有上述焦點(diǎn)位置的第二傳播區(qū)43確定后，近軸區(qū)光平行地入射物鏡70，遠(yuǎn)軸區(qū)光傾斜地入射物鏡70。這樣，相對(duì)于沒(méi)有安裝全息光柵40的情況，此時(shí)由保護(hù)層33的表面33a反射的光量更大。
而且，由于在焦點(diǎn)位置不同時(shí)，由保護(hù)層33的表面33a反射的遠(yuǎn)軸區(qū)光與由記錄表面31反射的近軸區(qū)光有不同的散射角，同時(shí)由于由保護(hù)層33的表面33a反射的遠(yuǎn)軸區(qū)光通過(guò)第二傳播區(qū)43時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，于是由保護(hù)層33的表面33a反射的遠(yuǎn)軸區(qū)光被偏振束分光器51反射，并被分離地附加安裝在主光電探測(cè)器81上的傾角光電探測(cè)器83接收。
通過(guò)第二傳播區(qū)43的遠(yuǎn)軸區(qū)光由衍射而偏轉(zhuǎn)，從而傳播方向改變。通過(guò)準(zhǔn)直透鏡60而匯聚的遠(yuǎn)軸區(qū)光，入射到物鏡70并發(fā)生傾斜。然后，在物鏡70與保護(hù)層33間的焦點(diǎn)聚焦的入射光發(fā)生散射，并入射到保護(hù)層33。當(dāng)相對(duì)大量的光被保護(hù)層33的表面33a反射后，光再次由物鏡70聚焦，并產(chǎn)生與入射到保護(hù)層33的入射角不同的散射角。散射角應(yīng)當(dāng)比入射到保護(hù)層33的入射角小。同時(shí)，相對(duì)于經(jīng)記錄表面31反射并由物鏡70聚焦的近軸區(qū)光，由保護(hù)層33的表面33a反射并由物鏡70聚焦的光有不同的散射角，其散射角應(yīng)當(dāng)比近軸區(qū)光的散射角大。
這樣，由保護(hù)層33的表面33a反射的遠(yuǎn)軸區(qū)光由準(zhǔn)直透鏡60聚焦，它通過(guò)的光路由光路改變裝置50改變，以一定的角度，例如，相對(duì)于近軸區(qū)光，入射到傾角光電探測(cè)器83。
傾角光電探測(cè)器83應(yīng)由四剖分盤(pán)a、b、c和d組成，它們獨(dú)立地將入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以檢測(cè)記錄介質(zhì)30軌跡切向和徑向上的傾角。這里，傾角光電探測(cè)器83中四剖分盤(pán)a、b、c和d間的分界線最好與記錄介質(zhì)30上的軌跡切向和徑向平行，使四剖分盤(pán)形成一個(gè)2×2的矩陣。這樣，當(dāng)四剖分盤(pán)a、b、c和d檢測(cè)到的信號(hào)以相同符號(hào)表示的時(shí)候，軌跡切向的傾斜信號(hào)是(a+b)-(b+c)，同時(shí)徑向的傾斜信號(hào)是(a+b)-(c+d)。
這里，傾角光電探測(cè)器83可以由一組剖分盤(pán)沿軌跡的切向或徑向安裝，來(lái)檢測(cè)記錄介質(zhì)30在切向和徑向上的傾角。
參考數(shù)字65代表用來(lái)反射入射光的反射棱鏡，參考數(shù)字75表示聚焦入射光使之能夠被光電探測(cè)器81和83接收的檢測(cè)透鏡。
在上述結(jié)構(gòu)的光拾取裝置中，光源35發(fā)出的光的近軸區(qū)的部分從全息透鏡40的第一傳播區(qū)41直線通過(guò)，通過(guò)光路改變裝置50入射到準(zhǔn)直透鏡60。光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡60轉(zhuǎn)變成平行光，由物鏡70聚焦，在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上產(chǎn)生一個(gè)光斑。由記錄表面31反射的光通過(guò)物鏡70、準(zhǔn)直透鏡60和光路改變裝置50，并由主光電探測(cè)器81接收。
光源35發(fā)出的光的遠(yuǎn)軸區(qū)部分，從全息透鏡40的第二傳播區(qū)43通過(guò)，發(fā)生衍射。然后，光路改變后的光通過(guò)光路改變裝置50，入射到準(zhǔn)直透鏡60。光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡60和物鏡70，入射到記錄介質(zhì)30的保護(hù)層33表面33a。由保護(hù)層33的表面33a反射的光，通過(guò)物鏡70，準(zhǔn)直透鏡60和光路改變裝置50，由傾角光電探測(cè)器83接收。
當(dāng)記錄介質(zhì)30與物鏡70不發(fā)生相對(duì)傾斜時(shí)，傾角光電探測(cè)器83上形成的光斑相對(duì)于四剖分盤(pán)a、b、c和d的分界線對(duì)稱，如圖6所示，由四剖分盤(pán)a、b、c和d每一部分接收的光量近似相等。這樣，在軌跡切向的傾角檢測(cè)信號(hào)(a-b-c+d)和徑向上的傾角檢測(cè)信號(hào)(a+b-c-d)變?yōu)榱恪?br>
例如，當(dāng)記錄介質(zhì)30在切向上傾斜1°時(shí)，光斑偏向四剖分盤(pán)的a和d，如圖7A所示，軌跡切向上的傾角檢測(cè)信號(hào)(a+d)-(b+c)顯示正值。當(dāng)物鏡70根據(jù)介質(zhì)30的傾斜探測(cè)信號(hào)調(diào)整傾角時(shí)，光斑向四剖分盤(pán)b和c移動(dòng)，并停在傾角光電探測(cè)器83的中心，如圖7B所示。軌跡切向的傾角檢測(cè)信號(hào)(a+d)-(b+c)變?yōu)榱?，這意味著記錄介質(zhì)30與物鏡70在軌跡切向上沒(méi)有相對(duì)傾角。記錄介質(zhì)30徑向上的傾角根據(jù)同樣的原理檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)，控制物鏡70的傾角，可以修正記錄介質(zhì)30的傾角。
根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例的光拾取裝置，記錄介質(zhì)30的傾斜量被檢測(cè)，記錄介質(zhì)30相對(duì)于物鏡70的傾角，通過(guò)驅(qū)動(dòng)物鏡70以檢測(cè)到的傾斜量得以修正。當(dāng)物鏡70與記錄介質(zhì)30被修正成彼此平行時(shí)，失真，特別是當(dāng)物鏡70具有相對(duì)大的數(shù)值孔徑時(shí)，由記錄介質(zhì)30產(chǎn)生的彗形失真會(huì)消失，記錄/再現(xiàn)會(huì)穩(wěn)定進(jìn)行。進(jìn)而，當(dāng)物鏡70被驅(qū)動(dòng)，修正記錄介質(zhì)30的傾角時(shí)，它保持在跟蹤和調(diào)焦?fàn)顟B(tài)，同時(shí)，進(jìn)行軌跡跟蹤時(shí)的移動(dòng)量可以保持在30μm以內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例的光拾取裝置，在全息透鏡40中，如圖8所示，將入射光衍射到第+1或第-1級(jí)的全息光柵安裝在第一傳播區(qū)41，而第二傳播區(qū)43安裝有一個(gè)透明部件，或一個(gè)將入射光衍射到第0級(jí)的全息光柵(未畫(huà)出)。這里，準(zhǔn)直透鏡60和物鏡70的聚焦性能和安裝位置，使衍射并通過(guò)第一傳播區(qū)41的光在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上形成一個(gè)光斑。
當(dāng)使用全息透鏡40時(shí)，衍射并通過(guò)第一傳播區(qū)41的近軸區(qū)光，在記錄介質(zhì)30的記錄表面31上聚焦，并從那里反射，然后由主光電探測(cè)器81接收。衍射并直線通過(guò)第二傳播區(qū)43的遠(yuǎn)軸區(qū)光，從記錄介質(zhì)30的保護(hù)層33表面33a上反射，然后由傾角光電探測(cè)器83接收。
這里，通過(guò)上、下和左、右移動(dòng)全息透鏡40，聚焦位置和記錄介質(zhì)30的記錄表面31上的聚焦光斑的失真效果可以被改變。這樣，通過(guò)安裝在全息透鏡40上的驅(qū)動(dòng)元件(未畫(huà)出)，根據(jù)記錄介質(zhì)30的傾角檢測(cè)信號(hào)，上、下和左、右移動(dòng)全息透鏡40，使由記錄介質(zhì)30傾斜產(chǎn)生的慧形失真自動(dòng)修正。在這種情況下，物鏡70不必移動(dòng)修正傾角。
另外，還可以如圖9所示，衍射并傳播入射光的全息光柵，可以安裝在全息透鏡40的全部表面。全息光柵應(yīng)當(dāng)將主要的入射光衍射并傳播成第零級(jí)，將部分入射光衍射并傳播成第+1或第-1級(jí)。在這種情況下，第零級(jí)的衍射光聚焦在記錄介質(zhì)30的記錄表面31，用來(lái)記錄/再現(xiàn)信息信號(hào)；第+1或第-1級(jí)的衍射光用來(lái)檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾斜信號(hào)。
在上述敘述中，雖然假設(shè)光源35發(fā)出的光的遠(yuǎn)軸區(qū)部分，通過(guò)物鏡70發(fā)射到記錄介質(zhì)30，并由記錄介質(zhì)30反射，然后通過(guò)物鏡70由傾角光電探測(cè)器83接收，但是，用于檢測(cè)記錄介質(zhì)30與物鏡70的相對(duì)傾角的遠(yuǎn)軸區(qū)光，可以不通過(guò)物鏡70。同樣，遠(yuǎn)軸區(qū)光可以由記錄介質(zhì)30的記錄表面31反射，像上面一樣用于檢測(cè)傾角。
根據(jù)本發(fā)明的光拾取裝置，特點(diǎn)在于用于記錄/再現(xiàn)的光源，同樣可以用于檢測(cè)傾角，這樣，由此采取各種實(shí)施例都有可能實(shí)現(xiàn)。
圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例設(shè)計(jì)的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)。這里，與圖3中相同的參考數(shù)字表示具有相同功能的相同部件。在光源35發(fā)出的光用于記錄/再現(xiàn)的情況下，正如圖3所示的近軸區(qū)光，當(dāng)部分光入射到記錄介質(zhì)30時(shí)，光由保護(hù)層33的表面33a反射。這一實(shí)施例的特點(diǎn)在于，通過(guò)檢測(cè)反射光的一部分，檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾角。
這里，從記錄表面31反射的光在光檢測(cè)單元180的接收區(qū)上形成光斑，由于從保護(hù)層33表面33a反射的光的散射角，大于從記錄介質(zhì)30的記錄表面31反射的光，光會(huì)到達(dá)光斑的四周。
這樣，如圖11所示，像檢測(cè)反射光的傾角檢測(cè)裝置一樣，至少需要在主光電探測(cè)器81的一邊，沿記錄介質(zhì)30軌跡的切向和徑向，布置至少一個(gè)傾角光電探測(cè)器183、184、185和186，它們具有一組剖分盤(pán)a與b、c與d、e與f和g與h。這里，在圖11中，為了檢測(cè)記錄介質(zhì)30軌跡的切向和徑向方向上的傾角，一組傾角光電探測(cè)器183和184沿記錄介質(zhì)軌跡的切向，布置在主光電探測(cè)器81的兩側(cè)，另一組傾角光電探測(cè)器185和186沿記錄介質(zhì)軌跡的徑向布置在兩側(cè)。
而且，傾角檢測(cè)裝置還包括一個(gè)全息透鏡140，安排在光路改變裝置50和物鏡70之間光路上。全息透鏡140包括傳播從記錄介質(zhì)30的記錄表面31的反射光的第一傳播區(qū)141；環(huán)繞第一傳播區(qū)141的傳播主要從記錄介質(zhì)30的保護(hù)層33的保護(hù)表面33a反射光的第二傳播區(qū)143。
安裝第一傳播區(qū)141和第二傳播區(qū)143，用來(lái)選擇性衍射并傳播從記錄介質(zhì)30發(fā)出的光。例如，第一傳播區(qū)141允許從記錄介質(zhì)30發(fā)出的光直線通過(guò)，而第二傳播區(qū)143允許從記錄介質(zhì)30發(fā)出的光衍射成第+1和第-1級(jí)，并使之通過(guò)。第一傳播區(qū)141和第二傳播區(qū)143的功能可以是相反的。
而且，第一傳播區(qū)141和第二傳播區(qū)143最好被用來(lái)直線傳播從光源35發(fā)出的光。這里，從光源35發(fā)出的光的主要部分被輸入第一傳播區(qū)141。
其間，用來(lái)準(zhǔn)直從光源35發(fā)出的光，并使其通過(guò)全息透鏡140的準(zhǔn)直透鏡160，也應(yīng)被安裝在全息透鏡140和物鏡70之間的光路上。準(zhǔn)直透鏡160的尺寸最好根據(jù)第一傳播區(qū)141確定。
這樣，由光源35發(fā)出的，通過(guò)第一傳播區(qū)141的光，由準(zhǔn)直透鏡160變成平行光，最好通過(guò)物鏡70到達(dá)記錄介質(zhì)30上。同樣，從記錄表面31反射的光，通過(guò)準(zhǔn)直透鏡160入射到第一傳播區(qū)141。從保護(hù)層33表面33a反射的光，直接入射到第二傳播區(qū)143，而不通過(guò)準(zhǔn)直透鏡160。
這里，由于第二傳播區(qū)143將保護(hù)層33的表面33a反射的光衍射，并以大的散射角輸入成第+1和第-1級(jí)，因而保護(hù)層33表面33a反射光，與記錄表面31反射光中被分開(kāi)一段預(yù)定的距離，形成環(huán)繞主光電探測(cè)器81的環(huán)形光斑190，如圖12A所示。
全息透鏡140和準(zhǔn)直透鏡160，使從保護(hù)層33表面33a的反射光聚集在預(yù)定區(qū)域，使傾角光電探測(cè)器183、184、185和186接收的光量增加。這里，記錄介質(zhì)30的記錄表面31的部分反射光，而不是保護(hù)層33表面33a的反射光，通過(guò)第二傳播區(qū)143，用于檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾角。而且，由記錄介質(zhì)30反射后，通過(guò)第二傳播區(qū)143的光不會(huì)從物鏡70通過(guò)。
由具有上述結(jié)構(gòu)的光拾取裝置，當(dāng)記錄介質(zhì)30不傾斜時(shí)，由保護(hù)層33表面33a反射的環(huán)行光斑190，被傾角光電探測(cè)器183、184、185和186對(duì)稱接收，如圖12A所示。這里，在軌跡切向的傾角檢測(cè)信號(hào)值(a-b)+(c-d)和在軌跡徑向的傾角檢測(cè)信號(hào)值(e-f)+(g-h)大約為零。當(dāng)記錄介質(zhì)30在軌跡切向的傾角大約為1°時(shí)，環(huán)行光斑190沿軌跡切向，向傾角光檢測(cè)器184移動(dòng)，如圖12B所示，軌跡切向的傾角檢測(cè)信號(hào)值(a-b)+(c-d)為負(fù)值。這樣，物鏡70與記錄介質(zhì)30間的相對(duì)傾角，根據(jù)傾角檢測(cè)信號(hào)值，通過(guò)調(diào)整物鏡70的傾角修正。
這里，在上面的描述和附示中，依據(jù)本發(fā)明的傾角光電探測(cè)器183、184、185和186安裝在主光電探測(cè)器81的每一側(cè)，用來(lái)接收從記錄介質(zhì)30的保護(hù)層33表面33a反射，并通過(guò)光路改變裝置50的光。然而，在不同的實(shí)施例中，例如其中一種可以將傾角光電探測(cè)器安裝在物鏡70的外圓周上，面對(duì)記錄介質(zhì)30，也是可能實(shí)現(xiàn)的。這就是說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)概念在于，記錄介質(zhì)30的傾角通過(guò)接收保護(hù)層33表面33a，或記錄介質(zhì)30的記錄表面31的反射光檢測(cè)獲得。當(dāng)然，本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實(shí)施例。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的光拾取裝置中，由于記錄介質(zhì)30的傾角，通過(guò)接收保護(hù)層33表面33a，或記錄介質(zhì)30的記錄表面31的反射光進(jìn)行檢測(cè)獲得物鏡70與記錄介質(zhì)30的相對(duì)傾角，甚至可以在其相對(duì)值大于等于1°這樣一個(gè)相對(duì)大的值時(shí)，也可以檢測(cè)到。
同時(shí)，幾乎可以在不考慮記錄介質(zhì)30的保護(hù)層33的厚度時(shí)，檢測(cè)記錄介質(zhì)30的傾角。這就是說(shuō)，在以下情況時(shí)，即CD光盤(pán)具有1.2mm厚的保護(hù)層，DVD光盤(pán)具有0.6mm厚的保護(hù)層，同時(shí)HD-DVD光盤(pán)可能具有小于0.6mm的薄保護(hù)層，如0.1mm厚的保護(hù)層，依據(jù)本發(fā)明的光拾取裝置均可以檢測(cè)到物鏡70與記錄介質(zhì)30間的相對(duì)傾角。
進(jìn)一步，依據(jù)本發(fā)明，記錄介質(zhì)30的傾角，通過(guò)使用從光源35發(fā)出的用于記錄/再現(xiàn)的光，經(jīng)由保護(hù)層33表面33a，或由記錄介質(zhì)30的記錄表面31的反射后，進(jìn)行檢測(cè)，不必附加額外的傾角傳感器，零件的數(shù)量減少了，并且裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了。
權(quán)利要求
1．一種光拾取裝置，用來(lái)向記錄介質(zhì)記錄和從記錄介質(zhì)再現(xiàn)信息，記錄介質(zhì)具有記錄信息信號(hào)的記錄表面，和位于記錄表面外的使光由此入射的用于保護(hù)記錄表面的保護(hù)層，光拾取裝置包括一個(gè)光源，產(chǎn)生并發(fā)出光；光路改變裝置，用來(lái)改變?nèi)肷涔獾男羞M(jìn)路線；一個(gè)物鏡，用于將入射光聚焦到記錄介質(zhì)上，記錄介質(zhì)具有記錄信息的記錄表面和保護(hù)記錄表面的保護(hù)層，光從保護(hù)層側(cè)進(jìn)入；一個(gè)主光電探測(cè)器，通過(guò)接收從記錄介質(zhì)的記錄表面反射，并通過(guò)物鏡和光路改變裝置的光，檢測(cè)信息信號(hào)和/或錯(cuò)誤信號(hào)；一個(gè)傾角檢測(cè)裝置，通過(guò)接收從光源發(fā)出的，并從記錄介質(zhì)的保護(hù)層表面或記錄表面反射的光，用于檢測(cè)記錄介質(zhì)的傾角。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，傾角檢測(cè)裝置包括一個(gè)全息透鏡，安裝在光源和光路改變裝置之間的光路上，用于衍射和傳播從光源發(fā)出的入射光；一個(gè)傾角光電探測(cè)器，安裝在主光電探測(cè)器的一側(cè)，接收從保護(hù)層表面反射，并通過(guò)物鏡和光路改變裝置的入射光，它由一組剖分盤(pán)組成，每一個(gè)獨(dú)立進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，被安裝排列在記錄介質(zhì)軌跡的切向和徑向上。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于，全息透鏡包括一個(gè)第一傳播區(qū)，傳播從光源發(fā)出的光在近軸區(qū)的部分，用于記錄和再現(xiàn)信息信號(hào)；一個(gè)第二傳播區(qū)，由環(huán)繞第一傳播區(qū)的部分組成，用于傳播入射光在遠(yuǎn)軸區(qū)的部分，其中第一傳播區(qū)和第二傳播區(qū)之一，使入射光從中直線通過(guò)，另一傳播區(qū)將入射光衍射并傳播成第+1和第-1級(jí)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的光拾取裝置，其特征在于，由于記錄介質(zhì)傾斜產(chǎn)生的彗形失真，通過(guò)根據(jù)傾角光電探測(cè)器檢測(cè)的記錄介質(zhì)傾角檢測(cè)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)全息透鏡，使其自動(dòng)修正。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的光拾取裝置，其特征在于，傾角光電探測(cè)器由排列成2×2矩陣的四剖分盤(pán)組成，剖分盤(pán)的分界線與軌跡的切向和徑向平行，于是記錄介質(zhì)在軌跡切向和徑向的傾角可以被檢測(cè)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于，傾角檢測(cè)裝置包括至少一個(gè)傾角光電探測(cè)器，帶有一組四剖分盤(pán)，沿記錄介質(zhì)軌跡的切向和/或徑向排列，安排在主光電探測(cè)器的至少一側(cè)，檢測(cè)從保護(hù)層表面反射的光。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其特征在于，傾角檢測(cè)裝置還包括一個(gè)全息透鏡，安裝在光路改變裝置和物鏡之間的光路上，它包括第一傳播區(qū)，其傳輸光的大部分是記錄介質(zhì)的記錄表面的反射光，還包括第二傳播區(qū)，環(huán)繞第一傳播區(qū)，其傳輸?shù)墓馐菑挠涗浗橘|(zhì)的保護(hù)層表面反射的光，其中，第一傳播區(qū)和第二傳播區(qū)之一使記錄介質(zhì)的反射光從中直線通過(guò)，另一傳播區(qū)將入射光衍射并傳播成第+1和第-1級(jí)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的光拾取裝置，其特征在于，還包括一個(gè)準(zhǔn)直透鏡，安裝在全息透鏡與物鏡間的光路上，使從光源發(fā)出的光準(zhǔn)直，并直線通過(guò)第一傳播區(qū)，使光，不包括記錄介質(zhì)反射光的外環(huán)部分，能夠通過(guò)準(zhǔn)直透鏡。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光拾取裝置，其特征在于，傾角光電探測(cè)器沿軌跡的切向和徑向，被安裝在主光電探測(cè)器的兩側(cè)。
全文摘要
光拾取裝置包括:光源;光路改變裝置;物鏡,用于將記錄介質(zhì)反射的入射光聚焦,記錄介質(zhì)包括記錄表面和保護(hù)層,光從保護(hù)層一側(cè)輸入;主光電探測(cè)器,接收從記錄表面反射,并通過(guò)物鏡和光通路檢測(cè)裝置的光,檢測(cè)信息信號(hào)和/或錯(cuò)誤信號(hào);傾角檢測(cè)單元,通過(guò)接收從光源發(fā)出的,并由記錄介質(zhì)的保護(hù)層表面或記錄表面反射的光,檢測(cè)記錄介質(zhì)的傾角。該裝置不使用附加的傾角傳感器,零件的數(shù)量減少;裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
文檔編號(hào)G02B5/32GK1284713SQ00128610
公開(kāi)日2001年2月21日 申請(qǐng)日期2000年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月9日
發(fā)明者劉長(zhǎng)勛, 趙虔皓, 李容勛, 金石中, 鄭丞臺(tái), 李哲雨, 徐仲?gòu)?申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社