專利名稱：光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于光盤拾取器系統(tǒng)的拾取器光學(xué)系統(tǒng)，尤其是關(guān)于通過將現(xiàn)有的由多個分離的部件構(gòu)成的拾取器光學(xué)系統(tǒng)層積并集成一體，以擴大可生產(chǎn)性并實現(xiàn)超薄化的層積型集成拾取器光學(xué)系統(tǒng)的一種光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)。
(2)背景技術(shù)在光盤播放裝置領(lǐng)域中，從CD到使用DVD及藍色激光視盤(BLUE LD)的高密度存儲方式，記錄容量隨之不斷增加。這種記錄容量的增加主要是依靠提高數(shù)字光圈(NAnumerical aperture)及波長等光學(xué)特性來實現(xiàn)的，但是這種光學(xué)特性的提高很有可能碰到技術(shù)上的限制，所以最近正在許多方面討論用于超越這種光學(xué)特性的技術(shù)上的限制的技術(shù)。在這種技術(shù)中，其中之一就是磁光記錄方式，其使用磁性超解晰技術(shù)，將記錄密度提高到光學(xué)限制以上。
圖1是揭示現(xiàn)有的磁光光盤用拾取器系統(tǒng)的構(gòu)成的概念圖。
如圖所示，現(xiàn)有的光拾取系統(tǒng)包括以下構(gòu)成照射光的發(fā)光元件10，使發(fā)光元件的光平行折射的準直透鏡(collimate lens)20，使通過準直透鏡20的光向物鏡80折射的光束分離器30，使通過光束分離器30的光照射在光盤90上的物鏡80，如果從光盤90上反射的光依靠反射面折射，則將對以折射光的S波、P波和將S波與P波混合的3束光入射的光束進行分離的渥拉斯頓(Wollaston)棱鏡40，使通過渥拉斯頓棱鏡40的光成像的成像透鏡50及凹透鏡60，從通過凹透鏡60的光束中測出信號的受光元件70。
上述受光元件70由透鏡二極管構(gòu)成。
上述渥拉斯頓棱鏡40由水晶等雙折射物質(zhì)構(gòu)成，將具有45度的偏光按S波和P波50∶50的比率進行分離并改變路徑。
以下就現(xiàn)有的光拾取系統(tǒng)的動作進行陳述。
在光盤上記錄數(shù)據(jù)的動作為如果從發(fā)光元件10中向光盤90上照射強光束，在光束照射在光盤90上的點(spot)上則溫度上升，達到比使光盤90上所涂的磁性物質(zhì)失去磁性的居里溫度高的溫度；此時，與光盤90相鄰設(shè)置的外部磁頭上帶有強磁場，以改變磁性方向并進行記錄。
播放光盤上的數(shù)據(jù)的動作為如果從發(fā)光元件中發(fā)出光束，光束則經(jīng)由準直透鏡20、光束分離器30及物鏡80照射在光盤90上；此時，在經(jīng)由光束分離器30的同時被直線偏光的光束，依照傳射在光盤上的磁場方向來改變偏光方向。
照射在光盤90上的光被反射，再經(jīng)由物鏡80和光束分離器30通過渥拉斯頓棱鏡40。在經(jīng)由光束分離器30的同時，光束在被分離成S平光波和P平光波后，在通過成像透鏡50和凹透鏡60后照射在受光元件上70。受光元件70對S平光波和P平光波的比率進行對比并感知信號。
為了順利實現(xiàn)這種記錄和播放動作，必須有在光盤90上正確地聚焦并跟蹤軌跡的伺服(servo)動作。因而，作為用于執(zhí)行這種伺服動作的誤差檢測方法，跟蹤誤差檢測有推挽(push-pull)法、3光束法和微分相位檢測DPD(Differential Phase Detection)法等方法，聚焦誤差檢測方法則有非點數(shù)差法和光點直徑檢測SSD(Spot Size Detection)法等。為了進行這種誤差檢測，需要多個受光元件70，專利申請1994-0003608(韓國)中詳細地記述有一個例子。
如前所述，現(xiàn)有的光盤拾取器系統(tǒng)是由多個分離的部件組裝、調(diào)整并形成拾取器系統(tǒng)的，因此組裝、調(diào)整很復(fù)雜，精密組裝很困難，其性能及可生產(chǎn)性降低了；由于使用多個部件，所以必須有用于裝配部件的準備空間及用于調(diào)整的空間，因而對拾取器系統(tǒng)的小型化、輕型化不利。特別是，對用于應(yīng)用于便攜式裝置的超小型化而言，具有根本不適合的構(gòu)造。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決上述問題，提供如下一種具有層積型集成拾取器光學(xué)系統(tǒng)的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)通過將現(xiàn)有的分離設(shè)置的多個部件集成(integrated)一體，增加可生產(chǎn)性，使大小達到小型化、輕型化，從而可以適用于便攜式裝置。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，提供具有如下特征的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)由包括設(shè)有多個受光元件的光元件構(gòu)成層，設(shè)有準直透鏡并在光元件構(gòu)成層的上面層積所形成的準直器層，在準直器層的上面層積并形成全息圖的全息圖層，在從全息圖中衍射的+1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第1偏光板和在從全息圖中衍射的-1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第2偏光板所構(gòu)成；第1偏光板和第2偏光板被設(shè)置成偏光方向相互直交，受光元件被設(shè)置在按照準直器的各個分割區(qū)域所形成的衍射光被聚集在光元件構(gòu)成層上的位置上。
在此，上述的第1偏光板及第2偏光板理想的是設(shè)置在準直器層的下面。
并且，在光元件構(gòu)成層上固定有發(fā)光元件，以能夠向全息圖層照射光，這樣才是有效的。
本發(fā)明的效果本發(fā)明提供了具有以下效果的的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)不僅同樣發(fā)揮現(xiàn)有技術(shù)所具有的功能，而且將現(xiàn)有技術(shù)的由多個分離的部件構(gòu)成的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)集成(integrate)并層積，藉此可易于大量生產(chǎn)；并且，使其大小實現(xiàn)小型化、輕型化，以適用于便攜式裝置。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
(4)


圖1是揭示現(xiàn)有的磁光光盤用拾取器系統(tǒng)的構(gòu)成的概念圖。
圖2～圖6是表示本發(fā)明的一個實施例的構(gòu)造的示意圖圖2是拾取器系統(tǒng)的側(cè)面圖；圖3是圖2中的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)面圖；圖4是圖3中的全息圖層的底面圖；圖5a是圖3中的準直器層的側(cè)面圖；圖5b是圖3中的準直器層的底面圖；圖6是圖3中的光元件構(gòu)成層的斜視圖。
圖7是揭示本發(fā)明的一個實施例的拾取器光學(xué)系統(tǒng)的動作的動作概念圖。
圖8～圖9(c)所示的是焦點控制方法圖8是全息圖和受光元件的側(cè)面圖；圖9(a)～圖9(c)是圖8中的受光元件的平面圖。
圖10(a)及圖10(b)所示的是生產(chǎn)本發(fā)明的一個實施例的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的方法圖10(a)是基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的各層分離的狀態(tài)的斜視圖；圖10(b)各層結(jié)合的狀態(tài)的斜視圖。
附圖中主要部分的符號說明101光導(dǎo)波軸 110全息圖層113全息圖 111第1全息案112第2全息案120準直器層121第1偏光板122第2偏光板123準直透鏡 150光元件構(gòu)成層152隔板 153發(fā)光元件155配電線 158a第1受光元件158b第2受光元件 159a第3受光元件159b第4受光元件(5)具體實施方式
以下，參照附圖，就本發(fā)明的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)實施例予以詳細說明。
只是，就對本發(fā)明進行的說明而言，為使其不妨礙本發(fā)明的宗旨，決定將對于眾所周知的功能或構(gòu)成的具體說明省略。
并且，對于與前述的構(gòu)成相同及相當相同的一部分，則賦予相同的參照符號并將對其進行的詳細說明省略。
圖2～圖6所示是的本發(fā)明的一個實施例的構(gòu)造，圖2是拾取器系統(tǒng)的側(cè)面圖，圖3是圖2中的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)面圖，圖4是圖3中的全息圖層的底面圖，圖5a是圖3中的準直器層的側(cè)面圖，圖5b是圖3中的準直器層的底面圖，圖6是圖3中的光元件構(gòu)成層的斜視圖。
如上述附圖所示，使用本發(fā)明的一個實施例的層積型基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)包括以下構(gòu)成搖臂200，在搖臂200上由懸浮件210支撐的滑動器250，在滑動器250上根據(jù)激勵器240而設(shè)置的物鏡230，在搖臂200上設(shè)置的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)100，使基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)100的和物鏡230之間的光束折射傳播的反射棱鏡220，在基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)100中接收聚焦控制信號及跟蹤信號并對激勵器240進行控制的控制單元260。
拾取器光學(xué)系統(tǒng)100包括以下構(gòu)成設(shè)有多個受光元件(第1受光元件158a、第2受光元件158b、第3受光元件159a、第4受光元件159b)的光元件構(gòu)成層150，設(shè)有準直透鏡123并在光元件構(gòu)成層150的上面層積所形成的準直器層120，在準直器層120的上面層積并形成的全息圖層110。
在全息圖層110上，全息圖113設(shè)置在下面。全息圖113被分割成2個區(qū)域，形成第1全息案111和第2全息案112，同時執(zhí)行伺服全息圖和光束分離器全息圖的作用。第1全息案111和第2全息案112使光柵(grating)的間隔相異，以使衍射光的焦點的距離不同；并且使光柵的樣式相異，以使衍射光聚焦的位置相異。在本發(fā)明的一個實施例中，將全息案111/112分成2個并以曲線來設(shè)置各個全息案111/112的花紋；但是，在此之外，可以分割成多個，并且全息案的花紋可以按直線設(shè)置。
在準直器層120的上面設(shè)有準直透鏡123，下面設(shè)有第1偏光板121和第2偏光板122。準直透鏡123可以利用微加工技術(shù)進行設(shè)置，第1偏光板121及第2偏光板122被設(shè)置成偏光方向相互直交。并且，第1偏光板121被設(shè)置于在伺服及光束分離器全息圖113中被衍射的+1次光所經(jīng)過的位置上，第2偏光板122被設(shè)置于在伺服及光束分離器全息圖113中被衍射的-1次光所經(jīng)過的位置上。偏光板121/122由扇形偏光元件或能夠進行偏光分離的偏光性光柵(grating)之類的偏光性元件構(gòu)成。準直透鏡123是經(jīng)過在將圓盤玻璃分成許多層并進行蝕刻后進行加熱的重熔(reflow)流程而形成的。
光元件構(gòu)成層150的上面設(shè)有發(fā)光元件153，在發(fā)光元件153的發(fā)光單元上設(shè)有使所發(fā)出的光折射以使其沿著光導(dǎo)波軸101前進的反射體154。而且，在光元件構(gòu)成層150的上面設(shè)有多個受光元件(158a-159b)，并且為將受光元件(158a-159b)的信號傳送至控制單元260，而在光元件構(gòu)成層150的上面設(shè)有配電線155和接線片156。發(fā)光元件153使用激光二極管。受光元件(158a-159b)由用于焦點控制的第1受光元件158a、第2受光元件158b、第3受光元件159a和第4受光元件159b構(gòu)成。受光元件(158a、b，159a、159b)被設(shè)置在根據(jù)全息圖的各個分割區(qū)域而形成的衍射光聚焦在光元件構(gòu)成層150上的位置上。
第1受光元件158a被設(shè)置在根據(jù)第1全息圖111衍射所形成的+1次衍射光聚焦在光元件構(gòu)成層150上的位置上。第2受光元件158b被設(shè)置在根據(jù)第2全息圖112衍射所形成的+1次衍射光聚焦在光元件構(gòu)成層150上的位置上。
而且，第3受光元件159a被設(shè)置在根據(jù)第1全息圖111衍射所形成的-1次衍射光聚焦在光元件構(gòu)成層150的位置上，第4受光元件159b被設(shè)置在根據(jù)第2全息圖112衍射所形成的-1次衍射光聚焦在光元件構(gòu)成層150上的位置上。
在光元件構(gòu)成層150上還包括隔板152。
以下，就本發(fā)明的一個實施例的動作進行陳述。
圖7是揭示本發(fā)明的一個實施例的拾取器光學(xué)系統(tǒng)的動作概念圖。
在光盤上進行記錄的動作與現(xiàn)有的拾取器系統(tǒng)相同，觀察一下播放過程，如果從發(fā)光元件153中發(fā)出光，所發(fā)出的光則沿著光導(dǎo)波軸前進，通過反射棱鏡220和物鏡230照射在光盤90上。照射在光盤90上的光在根據(jù)記錄在光盤90上的磁光物質(zhì)上的信號，依據(jù)kerr Rotation(克爾旋光)現(xiàn)象改變偏光方向后被反射，再通過物鏡230和反射棱鏡220入射基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)100b。
入射基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)100b的光在通過伺服及光束分離器全息圖113的同時，憑借衍射而被分割成許多束光。在被分割的光中，+1次衍射光102a/103a通過第1偏光板121，-1次衍射光102b/103b通過第2偏光板122，其具有相互直交的偏光性。
在通過偏光板121/122的光中，根據(jù)第1全息圖111衍射所形成的+1次衍射光102a入射第1受光元件158a，-1次衍射光102b入射第3受光元件159a；根據(jù)第2全息圖112衍射所形成的+1次衍射光103a入射第2受光元件158b，-1次衍射光103b入射第4受光元件159b。
磁信號檢測方法為如果將偏光板121/122按偏光方向相互垂直進行設(shè)置，分別測出通過偏光板121/122的光并求出其比值，則可以根據(jù)光盤上所記錄的信號測出所照射的光的偏光方向旋轉(zhuǎn)了多少。因而，可以對在第1受光元件158a及第2受光元件158b上所測出信號的總和在第3受光元件159a及第4受光元件159b上所測出信號的總和進行計算，并播放光盤上所記錄的信號。
焦點控制方法是使用光點直徑檢測SSD(spot size detection)方法，跟蹤控制方法是使用推挽(push-pull)法。但是，此外也可以使用其它方法進行聚焦及跟蹤控制，這也是屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍的。
圖8～圖9(c)所示的是聚焦控制方法。圖8是全息圖和受光元件的側(cè)面圖。圖9(a)～圖9(c)是圖8中的受光元件的平面圖。
如前所述，第1全息圖111和第2全息圖112被設(shè)置成使衍射光的焦點的距離相異。即，第1全息圖111間隔被設(shè)置得很寬，因而焦點F1的距離很長；第2全息圖112間隔被設(shè)置得很緊密，因而焦點F2的距離很狹小。受光元件(158a-159b)在正常狀態(tài)下被設(shè)置在焦點F1和焦點F2的中間點上則是比較理想的。
在物鏡230和光盤90間的焦點精確相對的情況下，如圖9(a)所示，光被聚焦在受光元件(158a、158b、159a、159b)上。因而，如同以下數(shù)學(xué)公式1，所定義的Fe值為0。此時，對聚焦進行控制的動作是不必須的。
數(shù)字公式1Fe＝{(A1+A3+B2)-(A2+B1+B3)}+{(C1+C3+D2)-(C2+D1+D3)}但是，在物鏡230和光盤90間的間隔變遠時，如圖9(b)所示，光被聚焦，則Fe值變得比0大。此時，啟動激勵器240并控制物鏡230靠近光盤。
而且，在物鏡230和光盤90間的間隔變近時，如圖9(c)所示，光被聚焦，則Fe值變得比0小。此時，啟動激勵器240并控制物鏡230遠離光盤。
跟蹤控制方法為如果聚焦在光盤上的點向光盤上的凹坑的一個側(cè)面偏移，通過第1全息圖111和第2全息圖的光量則相異；因此，通過進行控制，以使照射在第1受光元件158a及第3受光元件159a上的光量的總和和照射在第2受光元件158b及第4受光元件159b上的光量的總和相同，則可以調(diào)節(jié)跟蹤誤差。
圖10(a)及圖10(b)所示的是生產(chǎn)本發(fā)明的一個實施例的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的方法。圖10(a)是基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的各層分離的狀態(tài)的斜視圖。圖10(b)各層結(jié)合的狀態(tài)的斜視圖。
如圖所示，在各層110/120/150上以柵格設(shè)置多個部件組成以后，在對各層110/120/150進行排列、層積和接合后，沿著截線300a將其切割，藉此可以生產(chǎn)多個基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)。
如上所述，在本發(fā)明的一個實施例中，不僅同樣發(fā)揮現(xiàn)有技術(shù)所具有的功能，而且將現(xiàn)有的由多個分離的部件構(gòu)成的基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)集成(integrate)并層積，藉此可易于大量生產(chǎn)；并且，使其大小實現(xiàn)小型化、輕型化，藉此可以適用于便攜式裝置。
并且，通過一個全息圖來分割用于進行現(xiàn)有的聚焦控制和跟蹤控制的伺服控制的光和檢測磁信號的光，藉此可以進一步減小基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)的大小。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)，具特征在于包括設(shè)有多個受光元件的光元件構(gòu)成層；設(shè)有準直透鏡并在所述的光元件構(gòu)成層的上面層積所形成的準直器層；在所述的準直器層的上面層積并形成全息圖的全息圖層；從所述的全息圖中衍射的+1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第1偏光板和從所述的全息圖中衍射的-1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第2偏光板所構(gòu)成；所述的第1偏光板和第2偏光板被設(shè)置成偏光方向相互直交，所述的受光元件被設(shè)置在按照準直器的各個分割區(qū)域所形成的衍射光被聚集在光元件構(gòu)成層上的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)，具特征在于所述的第1偏光板及第2偏光板設(shè)置在所述的準直器層的下面。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)，具特征在于所述的光元件構(gòu)成層上固定發(fā)光元件，以能夠向所述的全息圖層照射光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光盤拾取器的集成基礎(chǔ)光學(xué)系統(tǒng)，包括由包括設(shè)有多個受光元件的光元件構(gòu)成層，設(shè)有準直透鏡并在光元件構(gòu)成層的上面層積所形成的準直器層，在準直器層的上面層積并形成全息圖的全息圖層，在從全息圖中衍射的+1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第1偏光板和在從全息圖中衍射的－1次光所經(jīng)過的位置上所設(shè)的第2偏光板所構(gòu)成；第1偏光板和第2偏光板被設(shè)置成偏光方向相互直交，受光元件被設(shè)置在按照準直器的各個分割區(qū)域所形成的衍射光被聚集在光元件構(gòu)成層上的位置上。本發(fā)明的層積型集成拾取器光學(xué)系統(tǒng)，易于實現(xiàn)大量生產(chǎn)，其大小也實現(xiàn)了小型化、輕型化，可以適用于便攜式裝置。
文檔編號G11B7/1353GK1779816SQ20041008423
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者金英植 申請人:上海樂金廣電電子有限公司