專利名稱：帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，即通過一個(gè)安裝在物鏡上的移動(dòng)裝置為移動(dòng)物鏡，以便當(dāng)光盤的厚度變化時(shí)實(shí)現(xiàn)精確聚焦。
近幾年，使用光盤，譬如激光盤(LD)和致密盤(CD)的數(shù)據(jù)記錄/重放設(shè)備已大批量上市。為了從光盤上讀取數(shù)據(jù)，把一激光束照射到數(shù)據(jù)記錄軌跡(以下簡稱為軌跡(track))上，并根據(jù)由軌跡反射的光束來重放數(shù)據(jù)。
在軌跡是螺旋狀地形成在光盤上時(shí)，由于單個(gè)軌跡的諸扇區(qū)與盤片的旋轉(zhuǎn)中心是不等距的，因此，在讀出模式下必須進(jìn)行跟蹤(徑向)控制，以便把激光束精確地照射到軌跡上。即便軌跡是同心地形成的，由于盤片的偏心，則單一軌跡的諸扇區(qū)與盤片的旋轉(zhuǎn)中心也是不等距的，因此，跟蹤控制是必不可少的。通常，這種跟蹤控制用單束方法或者三束方法來進(jìn)行。
同時(shí)，在讀取模式下(即盤片是旋轉(zhuǎn)的)，由于從光學(xué)拾取器到盤片的距離瞬時(shí)發(fā)生變化，因此，因這種變化而導(dǎo)致難以正確地讀取數(shù)據(jù)，這樣使得不得不進(jìn)行聚焦控制。這種聚焦控制通常是通過利用像散的像散法或者刀口法(knife edge method)進(jìn)行的。
作為一個(gè)典型的、常規(guī)的跟蹤電路的例子，可舉出這樣一鏡頭跟蹤電路，其中，物鏡響應(yīng)從被光盤反射的或者透過光盤的光束中導(dǎo)出的(例如從由激光器發(fā)射的光束按一束方法或三束方法產(chǎn)生的一個(gè)光束或三個(gè)光束中導(dǎo)出的)跟蹤誤差信號(hào)而移動(dòng)。物鏡通常用一彈簧支承并固定在光學(xué)頭外殼上。激勵(lì)跟蹤致動(dòng)器來移動(dòng)鏡頭，以便跟蹤控制。當(dāng)跟蹤致動(dòng)器被解除激勵(lì)時(shí)，則鏡頭由彈簧力平衡而保持在一個(gè)機(jī)械的平衡點(diǎn)。
當(dāng)軌跡偏心度超過二十或三十微米時(shí)，物鏡大大偏離上述的機(jī)械平衡點(diǎn)，因此，光偏移信號(hào)與跟蹤誤差信號(hào)相結(jié)合。然后，激光束響應(yīng)光偏移信號(hào)而跟蹤一錯(cuò)誤的軌跡。為了消除這種光偏移信號(hào)，已經(jīng)開發(fā)出了一種稱作“兩步”(two-step)伺服系統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)，描述于美國專利No.4761773中。根據(jù)這一系統(tǒng)，托架、光學(xué)拾取器本身以及物鏡均可移動(dòng)，以進(jìn)行聯(lián)合跟蹤。
另一方面，作為一個(gè)典型的、常規(guī)的聚焦電路的例子，可舉出這樣一鏡頭聚焦電路，其中，物鏡響應(yīng)從一激光源發(fā)射之后被光盤反射或者透過光盤的激光束中導(dǎo)出的聚焦誤差信號(hào)而移動(dòng)。該物鏡通常和用以跟蹤控制的物鏡為同一個(gè)鏡頭。將聚焦致動(dòng)器激勵(lì)來移動(dòng)鏡頭，以便進(jìn)行聚焦控制。當(dāng)聚焦致動(dòng)器被解除激勵(lì)時(shí)，鏡頭被彈簧力平衡而保持在一機(jī)械的平衡點(diǎn)。
常規(guī)的光學(xué)拾取致動(dòng)器可分為兩種類型。利用光學(xué)拾取致動(dòng)器，可使得物鏡在豎直(聚焦)方向和水平(跟蹤)方向移動(dòng)。
例如，如

圖1A所示，一種類型是把聚焦和跟蹤線圈分別放置在垂直和平行方向。在此情況下，當(dāng)把聚焦控制信號(hào)F施加到聚焦線圈上時(shí)，物鏡就上、下移動(dòng)，而當(dāng)把跟蹤信號(hào)T施加到跟蹤線圈上時(shí)，物鏡就左、右移動(dòng)。
此外，如圖1B所示，另一種類型是把兩個(gè)線圈布置在各自與光軸成45°/45°角的方向上。在這種情況下，當(dāng)把聚焦控制信號(hào)F和跟蹤控制信號(hào)T之差施加到A線圈上時(shí)，則把聚焦控制信號(hào)F和跟蹤控制信號(hào)T之和施加到B線圈上。
A＝F－T，B＝F＋T施加到兩個(gè)線圈上的信號(hào)之和是B＋A＝(F＋T)＋(F－T)＝2F從而在聚焦方向上移動(dòng)物鏡。
施加到兩個(gè)線圈上的信號(hào)之差是B-A＝(F＋T)－(F－T)＝2T從而在跟蹤方向上移動(dòng)物鏡。
下面將參照?qǐng)D2詳細(xì)描述具有上述光學(xué)拾取致動(dòng)器的常規(guī)的光學(xué)拾取裝置。
圖2是表示常規(guī)的光學(xué)拾取裝置的示意圖。
設(shè)置一激光二極管10，作為發(fā)射激光束的光源。從激光二極管10發(fā)射的激光束由一個(gè)光束分離器11反射，以轉(zhuǎn)折90°。該光束通過一準(zhǔn)直透鏡12而轉(zhuǎn)變成平行光束。然后，光束穿過全息圖裝置13而衍射。衍射的光束能夠穿過物鏡14而聚焦在光盤D1或者D2上。光學(xué)拾取致動(dòng)器19圍繞著物鏡14設(shè)置，因此，激光束能夠精確地聚焦在光盤D1或者D2上。全息圖裝置13在其表面的中部形成有全息圖柵格15。
下面說明上述的光學(xué)拾取裝置的操作過程。
把光盤例如1.2mm厚的光盤D1裝進(jìn)盤艙(deck)，該艙是用雙聚焦方法操縱的。從激光二極管10發(fā)射激光束。該從激光二極管10發(fā)射的激光束由一光束分離器11反射，以偏轉(zhuǎn)90°。該光束穿過準(zhǔn)直透鏡12后變成平行光束。當(dāng)平行光束穿過全息圖裝置13而衍射之后，光束穿過物鏡14。衍射的光束可以聚焦在1.2mm的光盤D1的一個(gè)凹點(diǎn)。
此時(shí)，通過準(zhǔn)直透鏡12入射到全息圖裝置的光束中的一部分通過全息圖柵格15而衍射，并且，在衍射的光束中只有一級(jí)衍射光束是有效的。也就是說，具有較大焦距的一級(jí)衍射光束聚焦在1.2mm光盤D1的凹點(diǎn)。于是，反射的光束返回到光束分離器11。該光束穿過光束分離器11被光敏二極管17接收，以便用來再現(xiàn)信息。該光學(xué)拾取致動(dòng)器19根據(jù)再現(xiàn)信息中的瞬時(shí)跟蹤和聚焦誤差信號(hào)而進(jìn)行精密的跟蹤和聚焦伺服控制。
另一方面，當(dāng)把0.6mm的光盤D2裝進(jìn)用雙聚焦方法操縱的盤艙(deck)時(shí)，只有零級(jí)衍射光束亦即沒有衍射的光束是有效的。也就是說，具有較小焦距的零級(jí)衍射光束聚焦在0.6mm光盤D2的凹點(diǎn)上。
于是，該光盤拾取裝置可按與1.2mm光盤D1相同的方式工作，以再現(xiàn)0.6mm光盤上的信息，并進(jìn)行跟蹤和聚焦伺服。
在常規(guī)的雙聚焦的光學(xué)拾取裝置中，形成兩焦點(diǎn)的全息圖裝置的制造是困難的。因此，存在雙聚焦用光學(xué)拾取裝置的生產(chǎn)成本增加之問題。
由于常規(guī)的、雙聚焦的光學(xué)拾取裝置具有一個(gè)準(zhǔn)直透鏡以及一個(gè)全息圖，所以，還存在光學(xué)拾取裝置的整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的上述的和許多其它的缺陷和不足。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，物鏡由一安裝在物鏡上的移動(dòng)裝置移動(dòng)，以便當(dāng)光盤的厚度發(fā)生變化時(shí)實(shí)現(xiàn)精確的聚焦。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種具有一物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，該裝置包括一激光源；一光束分離裝置，其使得來自激光源的激光束射向一光盤；一物鏡定位系統(tǒng)，用以根據(jù)光盤的厚度而在光軸上移動(dòng)物鏡，以便在光盤上精確地聚焦；以及一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分，用以驅(qū)動(dòng)物鏡定位系統(tǒng)。
所說的物鏡定位系統(tǒng)包括分別連接到物鏡的兩側(cè)上的齒條和與這兩個(gè)齒條相嚙合的小齒輪。
該物鏡定位系統(tǒng)還包括固定的支承部件，在該固定的支承部件上制有導(dǎo)軌。
齒條具有一個(gè)在長度方向延伸的突出部，其與導(dǎo)軌滑動(dòng)嚙合。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分包括一用以檢測光盤的厚度并隨后產(chǎn)生一信號(hào)的檢測傳感器；一用以根據(jù)由檢測傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)而產(chǎn)生一聚焦控制信號(hào)的微處理器；一用以根據(jù)微處理器所產(chǎn)生的控制信號(hào)而產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制信號(hào)的聚焦伺服馬達(dá)控制部分；以及，一用以根據(jù)聚焦伺服馬達(dá)控制部分的控制信號(hào)而移動(dòng)物鏡的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
驅(qū)動(dòng)馬達(dá)包括一步進(jìn)馬達(dá)。
根據(jù)本發(fā)明的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，在重放具有不同厚度的光盤時(shí)，可根據(jù)光盤的厚度，由安裝在物鏡上的移動(dòng)裝置移動(dòng)物鏡，因此，不管光盤的厚度如何，都可容易地和精確地實(shí)現(xiàn)聚焦。
對(duì)于那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過參考附圖，會(huì)更好地理解本發(fā)明，并且，它的諸多目的和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中圖1A是表示常規(guī)的光盤拾取致動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖1B是表示常規(guī)的光盤拾取致動(dòng)器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2是表示用于雙聚焦的光學(xué)拾取裝置的示意圖；圖3是表示帶有一物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置的示意圖；圖4A是表示圖3中A塊部分的放大的側(cè)視圖；以及圖4B是表示圖3中A塊部分的透視圖。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖3是表示帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置的示意圖，圖4A是表示圖3中A塊部分的放大的側(cè)視圖，而圖4B是表示圖3中A塊部分的透視圖。
參考標(biāo)號(hào)20是用以發(fā)射激光束的激光二極管。一光束分離器21布置在光路上，以便將從激光二極管10發(fā)射的激光束導(dǎo)向光盤D1和D2。為了檢測光盤的厚度，在安放光盤的那個(gè)位置周圍設(shè)置了一個(gè)光盤厚度檢測傳感器60。該光盤厚度檢測傳感器60檢測光盤的厚度是1.2mm還是0.6mm，并輸出檢測的信號(hào)。
在光束分離器21和光盤D1和D2之間的光路上設(shè)置了一個(gè)物鏡30。固定塊31、31整體地設(shè)置在物鏡30的兩側(cè)。
物鏡定位系統(tǒng)A、A與固定塊31、31相連。如圖4A和4B所示，物鏡定位系統(tǒng)A、A具有兩根與聚焦方向平行的齒條40，40。由于齒條40、40與固定塊31、31是固定連接的，所以，當(dāng)齒條40、40在豎直(聚焦)方向移動(dòng)時(shí)，物鏡定位系統(tǒng)A、A就同時(shí)移動(dòng)，從而進(jìn)行聚焦控制。另外，物鏡定位系統(tǒng)A、A具有與齒條40、40相嚙合的小齒輪51、51，還具有固定的支承部件50、50，在固定的支承部件50、50上制有導(dǎo)軌42、42，齒條40、40能夠根據(jù)小齒輪51、51的轉(zhuǎn)動(dòng)、由導(dǎo)軌42、42導(dǎo)向而上、下滑動(dòng)。一突出部41、41在長度上延伸，該突出部41、41位于齒條40、40的底部，與所說的導(dǎo)軌42、42滑動(dòng)嚙合。
物鏡定位系統(tǒng)A、A具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分80、80，這兩部分與小齒輪51、51相連。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分80連接了一個(gè)檢測傳感器60，用以檢測光盤的厚度，而且，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分80包括一微處理器、一聚焦伺服馬達(dá)控制部分和一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。因此，微處理器80接收來自檢測傳感器60的信號(hào)，然后，微處理器81輸出一聚焦控制信號(hào)。伺服馬達(dá)控制部分82根據(jù)聚焦控制信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83。
在從光盤D1或D2反射的光束的光路上布置了一個(gè)光檢測器22，圍繞物鏡30設(shè)置了光學(xué)拾取致動(dòng)器29。在重放信息時(shí)，該光學(xué)拾取致動(dòng)器29能夠根據(jù)光檢測器22上接收的激光束而精確地在光盤D1或D2上聚焦。
下面將描述本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置的工作過程。
把一光盤，例如1.2mm厚的光盤，放進(jìn)用雙聚焦方法操縱的盤艙。從激光二極管20發(fā)射出激光束。該由激光二極管20發(fā)射的激光束從光束分離器21反射，以轉(zhuǎn)折90°。光束穿過物鏡14。光束可聚焦在1.2mm光盤的一點(diǎn)。
此時(shí)，用以檢測光盤厚度的檢測傳感器60檢測光盤D1的厚度是1.2mm，并輸出該信號(hào)。該來自檢測傳感器60的信號(hào)由微處理器81接收，然后，微處理器81輸出一聚焦控制信號(hào)。伺服控制部分82根據(jù)該聚焦控制信號(hào)而控制一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83被驅(qū)動(dòng)時(shí)，物鏡定位系統(tǒng)A的與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83相連的小齒輪51、51轉(zhuǎn)動(dòng)，例如逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，與小齒輪51、51相嚙合的齒條40、40向上移動(dòng)。通過固定塊31、31與齒條40、40相連的物鏡30向上移動(dòng)，因此，激光束能夠聚焦在位于和光學(xué)拾取裝置的距離比0.6mm光盤D2的大的位置上的1.2mm光盤D1的一凹點(diǎn)。
于是，在激光束聚焦于1.2mm光盤的狀態(tài)下，從光盤D1反射的光束返向光束分離器21。該光束經(jīng)過光束分離器21之后由光檢測器22接收，用以再現(xiàn)信息。
根據(jù)再現(xiàn)信息時(shí)所產(chǎn)生的瞬間跟蹤和聚焦誤差，光學(xué)拾取致動(dòng)器29進(jìn)行瞬間跟蹤和聚焦伺服控制。
另一方面，當(dāng)把0.6mm厚的光盤D2放進(jìn)用雙聚焦方法操縱的盤艙時(shí)，用以檢測光盤厚度的檢測傳感器60檢測出光盤D2的厚度是0.6mm，并輸出該信號(hào)。該來自檢測傳感器60的信號(hào)由微處理器81接收，然后，微處理器81輸出一聚焦控制信號(hào)。伺服馬達(dá)控制部分82根據(jù)該聚焦控制信號(hào)而控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)83被驅(qū)動(dòng)時(shí)，物鏡定位系統(tǒng)A的與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)8 3相連的小齒輪51、51轉(zhuǎn)動(dòng)，例如，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，與小齒輪51、51相嚙合的齒條40、40向下移動(dòng)。通過固定塊31、31與齒條40、40相連的物鏡30也向下移動(dòng)，因此，激光束能夠聚焦在位于和光學(xué)拾取裝置的距離比1.2mm光盤D1的小的位置上的0.6mm光盤D2的一凹點(diǎn)。
于是，在激光束聚焦于0.6mm光盤的狀態(tài)下，從光盤D2反射的光束返向光束分離器21。該光束經(jīng)過光束分離器21之后由光檢測器22接收，用以再現(xiàn)信息。
根據(jù)再現(xiàn)信息時(shí)產(chǎn)生的瞬間跟蹤和聚焦誤差，光學(xué)拾取致動(dòng)器29進(jìn)行瞬間跟蹤和聚焦伺服控制。
根據(jù)本發(fā)明的具有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，在重放不同厚度的光盤時(shí)，可根據(jù)光盤的厚度，由一安裝在物鏡上的移動(dòng)裝置移動(dòng)物鏡，因此，無論光盤的厚度如何，均能容易地和精確地實(shí)現(xiàn)聚焦。
不難理解，對(duì)于那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，許多其它的改型將是顯而易見的，并且能容易地作出。因此，并不打算把所附權(quán)利要求書的范圍限定在前述內(nèi)容，而是把權(quán)利要求書構(gòu)造成包絡(luò)屬于本發(fā)明的、可獲得專利權(quán)的新穎性的所有特征，包括被本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員看作是屬于本發(fā)明的特征的等同物的所有特征。
權(quán)利要求
1.一種帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，包括一激光源；一光束分離裝置，其使得來自激光源的激光束射向一光盤；一物鏡定位系統(tǒng)，用以根據(jù)光盤的厚度而在光軸上移動(dòng)物鏡，以便在光盤上精確聚焦；以及一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分，用以驅(qū)動(dòng)物鏡定位系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，該物鏡定位系統(tǒng)包括分別連接到物鏡兩側(cè)的齒條和與齒條相嚙合的小齒輪。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，該物鏡定位系統(tǒng)還包括一固定的支承部件，在該固定的支承部件上制有導(dǎo)軌。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，齒條具有一沿長度延伸的突出部，其與上述導(dǎo)軌可滑動(dòng)地嚙合。
5.如權(quán)利要求1所述的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分包括一用以檢測光盤的厚度并隨后產(chǎn)生一信號(hào)的檢測傳感器；一用以根據(jù)檢測傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)而產(chǎn)生一聚焦控制信號(hào)的微處理器；一用以根據(jù)微處理器所產(chǎn)生的控制信號(hào)而產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制信號(hào)的聚焦伺服馬達(dá)控制部分；以及，一用以根據(jù)聚焦伺服馬達(dá)控制部分的控制信號(hào)來移動(dòng)物鏡的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求5所述的帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，其中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)包括步進(jìn)馬達(dá)。
7.一種帶有物鏡定位系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置，包括一激光源；一光束分離裝置，其使得來自激光源的激光束射向一光盤；一物鏡定位系統(tǒng)，用以根據(jù)光盤的厚度而在光軸上移動(dòng)物鏡，以便在光盤上精確聚焦，該物鏡定位系統(tǒng)具有分別連接到物鏡兩側(cè)的齒條和與齒條相嚙合的小齒輪，以及一個(gè)其上制有導(dǎo)軌的固定的支承部件；以及一用以驅(qū)動(dòng)物鏡定位系統(tǒng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分具有一用以檢測光盤的厚度并隨后產(chǎn)生一信號(hào)的檢測傳感器；一用以根據(jù)檢測傳感器產(chǎn)生的信號(hào)而產(chǎn)生一聚焦控制信號(hào)的微處理器；一用以根據(jù)微處理器所產(chǎn)生的控制信號(hào)而產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制信號(hào)的聚焦伺服馬達(dá)控制部分；和一用以根據(jù)聚焦伺服馬達(dá)控制部分的控制信號(hào)來移動(dòng)物鏡的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
全文摘要
在一光學(xué)拾取裝置中，從激光源發(fā)射的激光束由一光束分離裝置反射，經(jīng)過物鏡射向光盤。從光盤反射的光束被接收，以便再現(xiàn)信息。圍繞物鏡布置了一個(gè)物鏡定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有齒條、小齒輪和一其上制有導(dǎo)軌的固定的支承部分。一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分檢測光盤的厚度，以便當(dāng)光盤的厚度變化時(shí)移動(dòng)物鏡定位系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1146592SQ96108470
公開日1997年4月2日 申請(qǐng)日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者崔換文 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社