專利名稱：雙聚焦的光學頭裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙聚焦的光學頭裝置，特別涉及一種在光盤上產(chǎn)生雙焦點來精確記錄/重現(xiàn)厚度不同的不同光盤的雙聚焦的光學頭裝置。
近年來，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)設備已在商業(yè)上應用。為了從光盤上讀出數(shù)據(jù)，把一個激光束照在數(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)。
當光道螺旋狀地加工在光盤上時，由于每個光道的扇區(qū)離盤的轉動中心不等距，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，每個光道的扇形區(qū)離盤的轉動中心仍不等距。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，光學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現(xiàn)的。
作為常規(guī)尋道回路的典型例子，一個透鏡尋道回路有一個隨從光盤反射或通過光盤透射的光束所得出的尋道誤差信號而移動的物鏡。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。一個尋道執(zhí)行器移動物鏡用于尋道控制。當尋道執(zhí)行器被斷開時，透鏡保持在由彈簧力所平衡的力學平衡點上。
當光道偏心超過20或30微米時，物鏡大大地偏離力學平衡點，使光偏差信號和尋道誤差信號疊加在一起。激光束然后隨光偏差信號跟蹤一個錯誤的光道。為了消除光偏差信號，如在美國專利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)，通過移動支架，也就是移動了光學頭、物鏡，從而共同來完成尋道工作。
一個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而移動的物鏡。物鏡通常和用于尋道控制的物鏡相同。一個聚焦執(zhí)行器移動透鏡用于聚焦控制。當聚焦執(zhí)行器被斷開時，透鏡保持在由彈簧力所平衡的力學平衡點上。
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)方向運動。
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，當聚焦控制信號F作用于聚焦線圈上時，物鏡被上下移動。而當尋道控制信號T作用于尋道線圈上時，物鏡被左右移動。
另一種類型是，聚焦與尋道線圈分別放置在相對于光軸為45°/45°的方向上。在這種情況下，當聚焦控制信號F與尋道控制信號T之差作用于A線圈時，聚焦控制信號F和尋道控制信號T之和作用到B線圈上。
A＝F-T，B＝F+T。
作用于兩個線圈的信號之和為B+A＝(F+T)+(F-T)＝2F，它使物鏡在聚焦方向上移動。
作用于兩個線圈的信號之差為B-A＝(F+T)-(F-T)＝2T，它使物鏡在尋道方向上移動。
現(xiàn)在參照

圖1說明具有上述光學頭執(zhí)行器的傳統(tǒng)光學頭裝置。
圖1是一個傳統(tǒng)光學頭裝置的示意圖。
一個激光二極管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，通過準直透鏡12變成平行光束。然后通過全息裝置13被衍射。衍射的光束通過物鏡14后可以聚焦在盤D1或D2上。一個光學頭執(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。
下面說明上述光學頭裝置的工作過程。
例如，把1.2mm光盤D1裝入由雙聚焦法操作的平臺中。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轉向90°角后反射出，通過準直透鏡12變成平行光束。當平行光束通過全息裝置13被衍射后，光束透過物鏡14，衍射光束可以聚焦在1.2mm盤D1的一個凹坑上。
這時，通過物鏡14射到全息裝置上的一部分光束通過全息柵格被衍射，因而光能僅集中于衍射光束中的第一級衍射光束。這就是說，焦距較大的第一級衍射束被聚焦在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。光學頭執(zhí)行器19對重現(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，當把0.6mm盤D2裝入由雙聚焦法操作的平臺中時，光能僅集中于零級衍射光束，即非衍射束。這就是說，焦距較小的零級衍射束被聚焦在0.6mm盤D2的凹坑上。
這樣，光學頭裝置以和在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)的雙聚焦光學頭裝置中，制造能形成雙焦點的全息器件是困難的。因此問題是，用于雙聚焦的光學頭裝置的造價提高了。
由于傳統(tǒng)的用于雙聚焦的光學頭裝置有一個準直透鏡及全息器件，又一問題是，整個光學頭裝置的結構很復雜。
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中上述的以及許多其它的缺點和不足。因此，本發(fā)明的目的是提供一種雙聚焦的光學頭裝置，它在一個光盤上產(chǎn)生一個雙焦點，用于對厚度不同的不同光盤進行精確記錄/重現(xiàn)。
為達到本發(fā)明的上述目的，所提供的雙聚焦的光學頭裝置包括一個激光源；一個用于部分反射和部分透射從激光源射來的激光束的分光裝置；一個用于部分反射和部分透射入射光束的光學件；被分光裝置反射的激光束射到光學件上，一部分被光學件反射回分光器，其余部分通過光學件透射；一個反射從光學件透射過來的光束的反射件；一個把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中的光束是由光學件和反射件反射后經(jīng)過分光器各自照射到光盤上的；以及一個用于接收和檢測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器；其中，聚焦到光盤上的光束分成被光學件反射的光束和透射過光學件后又被反射件反射的光束，而后，兩種光束在光盤上產(chǎn)生不同的兩個焦點；被光學件反射的光束和透射過光學件后又被反射件反射的光束之間的焦距差通過控制光學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。
為了達到本發(fā)明的上述目的，所提供的雙聚焦光學頭裝置包括有一個用于作為激光源發(fā)射激光束的全息元件，一個檢測從光盤返回的光束的光檢測器，一個衍射所發(fā)射的光束和返回的光束的全息柵格；一個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；一個用于部分反射和部分透射所射入的光束的光學件，被分光裝置反射的激光束射到光學件上，一部分被光學件反射，返回分光器，其余部分通過光學件透射；一個反射透射過光學件的光束的反射件；以及一個把光束聚焦到一個光盤上的物鏡，其中，光束由光學件和反射件反射后經(jīng)過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頭裝置，由于光學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件反射的光束和透射過光學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。這樣，厚度不同、且記錄層設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，被光學件反射的光束和透射過光學件后被反射件反射的光束之間的焦距差通過控制光學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單又精確的。
光束間的焦距差僅由調(diào)節(jié)光學件和反射件之間的距離來確定，不需精確地定位。因此，構成本光學頭裝置的方法很簡單，并且誤差產(chǎn)生率大大下降。
下面，參照附圖所作的說明可使本領域技術人員對本發(fā)明的許多目的和優(yōu)點有更好地理解。其中圖1是傳統(tǒng)雙聚焦的光學頭裝置示意圖；圖2是本發(fā)明雙聚焦的光學頭裝置示意圖。
下面，參考附圖詳述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是本發(fā)明雙聚焦的光學頭裝置示意圖。標號20是一個發(fā)射激光束的激光二極管。一個分光器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，其它部分通過透鏡24折射并透射。
一塊反射板26放置在通過透鏡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。
一個物鏡28安在分光器22和光盤D1或D2之間，這樣，經(jīng)過分光器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，被光檢測器30接收。
激光二極管20和光檢測器30可以用包括有發(fā)射激光束的激光源的全息元件替換，光檢測器檢測從光盤返回的光束。全息柵格衍射發(fā)射光束及返回光束。
下面敘述本發(fā)明光學頭裝置的工作過程。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，被光檢測器30接收，從而光盤上的信息可精確地記錄或重現(xiàn)。
同時，通過透鏡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)過透鏡、分光器22和物鏡28射到光盤D1。
這就是說，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)明光學頭裝置的構成中，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頭裝置，由于光學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光束就分成被光學件反射的光束和透射過光學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。這樣，厚度不同、記錄層設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，被光學件反射的光束和透射過光學件后被反射件反射的光束之間的焦距差通過控制光學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控制光學件和反射件間的距離來確定，不需要精確定位。因此，構成本光學頭裝置的方法很容易，并且誤差產(chǎn)生率大大降低。
很顯然，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以容易地對本發(fā)明作各種各樣其它修改。因此，權利要求的范圍不僅限于說明書中敘述的內(nèi)容，它還包括具有這些特征的、本領域的普通技術人員判斷出與本發(fā)明等同的產(chǎn)品。
權利要求
1.一種雙聚焦的光學頭裝置，包括一個激光源；一個用于部分反射和部分透射從所述激光源射來的激光束的分光裝置；一個用于部分反射和部分透射所射入的光束的光學件，被所述分光裝置反射的激光束射到該光學件上，一部分被光學件反射回所述分光器，其余的部分通過該光學件透射；一個反射從所述光學件透射過的光束的反射件；一個把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中，光束是由所述光學件和所述反射件反射后經(jīng)過所述分光器分別照射到光盤上；以及一個用于接收和檢測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裝置，其特征是，聚焦到光盤上的光束分成被所述光學件反射的光束和透射過所述光學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。
2.如權利要求1所述的雙聚焦的光學頭裝置，其特征是，被所述光學件反射的光束和透射過所述光學件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過控制所述光學件反射面和所述反射件反射面間的光距所確定。
3.如權利要求1所述的雙聚焦的光學頭裝置，其特征是，被所述光學件反射的光束和透射過所述光學件后被所述反射件反射的光束間的焦距差由調(diào)節(jié)所述光學件反射面和所述反射件反射面間的距離所確定。
4.如權利要求1所述的雙聚焦的光學頭裝置，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頭裝置，包括一個用于作為激光源發(fā)射激光束的全息元件，一個檢測從光盤返回的光束的光檢測器，一個衍射所發(fā)射的光束和返回的光束的全息光柵；一個使所述全息元件發(fā)射的激光束部分反射和部分透射的分光裝置；一個用于部分反射和部分透射入射光束的光學件，被所述分光裝置反射的激光束射到該光學件上，一部分被該光學件反射回所述分光器，其余部分通過該光學件透射；一個反射透射過所述光學件的光束的反射件；以及一個把光束聚焦到光盤上的物鏡，其中，光束是由所述光學件和所述反射件反射后經(jīng)過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件反射的光束和透射過所述光學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。
6.如權利要求5所述的一種雙聚焦的光學頭裝置，其特征是，被所述光學件反射的光束和透射過所述光學件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過控制所述光學件反射面和所述反射件反射面間的光距所確定。
7.如權利要求5所述的一種雙聚焦的光學頭裝置，其特征是，被所述光學件反射的光束和透射過所述光學件后被所述反射件反射的光束間的焦距差通過控制所述光學件反射面和所述反射件反射面間的距離所確定。
8.如權利要求5所述的一種雙聚焦的光學頭裝置，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頭裝置中，激光束經(jīng)過分光器射在一個光學件上。入射的激光束一部分被光學件反射回分光器，聚焦到一個光盤上；其余部分通過光學件折射并透射，然后被反射件全反射回光學件，返回的光束經(jīng)過光學件和分光器聚焦到光盤上。被光學件反射的光束和透射過光學件后被反射件反射的光束在光盤上產(chǎn)生雙焦點。雙焦點有不同的焦距，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G11B7/09GK1160217SQ96123930
公開日1997年9月24日 申請日期1996年12月22日 優(yōu)先權日1995年12月22日
發(fā)明者金琪泰 申請人:大宇電子株式會社