專利名稱：光學(xué)拾象器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)記錄介質(zhì)的記錄和/或再現(xiàn)的光學(xué)拾象器，一種再現(xiàn)裝置，以及一種用于光學(xué)記錄介質(zhì)的記錄裝置。尤其是，它涉及一種能夠由一個(gè)和幾個(gè)相同的裝置記錄和/或再現(xiàn)不同軌距的多種光盤(pán)的裝置。
目前，在再現(xiàn)光盤(pán)，如袖珍盤(pán)的裝置中，采用三光束方法作為檢測(cè)軌跡誤差信號(hào)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)用衍射光柵將半導(dǎo)體激光元件發(fā)射的光束分成三束光，即，一束主光束和兩束側(cè)光束。把主光束照射至光盤(pán)的記錄軌跡上，而兩束側(cè)光束照射至與記錄軌跡的兩側(cè)具有1/4軌跡偏置的光盤(pán)位置上。照射至光盤(pán)上的光速受到記錄介質(zhì)記錄面的反射，再由光電探測(cè)器予以接收。所述光電探測(cè)器由接收主光束的第一光電探測(cè)器部分和接收二側(cè)光束的第二及第三光電探測(cè)器部分組成。通過(guò)得到第二和第三光電探測(cè)器部分與所接收信號(hào)的差來(lái)檢測(cè)尋軌誤差信號(hào)。
近年來(lái)，已對(duì)這樣一種光盤(pán)作過(guò)研究，其中可高密度地記錄，供高精度的記錄數(shù)據(jù)用，例如對(duì)靜止圖象或運(yùn)動(dòng)圖象的記錄。使用這樣一種光盤(pán)，可考慮將軌距設(shè)定約為0.8μm，替代常用的1.6μm，或者制成一種多層的具有窄軌距的記錄層。高密度記錄的光盤(pán)不限于一種只重放型，也可是一種能重寫(xiě)的光盤(pán)，如換相型光盤(pán)。這種帶導(dǎo)槽的光盤(pán)也可望作為這種可重寫(xiě)的光盤(pán)。
然而，由上述三光束系統(tǒng)的高密度記錄光盤(pán)很難撿測(cè)尋軌誤差信號(hào)。即由于軌距是窄寬度的使照射在光盤(pán)記錄表面上的三光點(diǎn)中兩側(cè)光點(diǎn)的定位十分困難。同樣，如果將高密度記錄層制成多層，則所產(chǎn)生的問(wèn)題是，由于來(lái)自并非記錄或再現(xiàn)層的表面層所泄漏的反射光使尋軌誤差信號(hào)產(chǎn)生偏置。此外，如果可重寫(xiě)的光盤(pán)是換相型光盤(pán)，這種盤(pán)上形成被記錄部分和未被記錄的部分，則由于在記錄和未記錄部分的反射差使三光束方法產(chǎn)生噪聲，于是造成難于檢測(cè)校正尋軌誤差信號(hào)。
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于，提出一種能夠在其上或者從多種光盤(pán)(如具有不同軌距)上進(jìn)行選擇性地記錄和/或再現(xiàn)的裝置。
本發(fā)明的光學(xué)拾象器，包括一個(gè)發(fā)射光束的光源，一個(gè)用于把光源發(fā)射的光束分成至少三束光的衍射光學(xué)元件，即分成一束主光束，兩束側(cè)光束；一個(gè)物鏡用于把被衍射元件分開(kāi)的光束會(huì)聚至光記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄面上；一個(gè)具有四段第一光接收部分的光接收單元，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄表面反射的主光束，以及布置在第一光接收部分兩側(cè)的第二和第三光接收部分，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄表面反射的側(cè)光束；一個(gè)計(jì)算單元，用于根據(jù)第一光接收部分的各個(gè)輸出產(chǎn)生一個(gè)第一尋軌信號(hào)，以及用于根據(jù)第二和第三光接收部分的輸出產(chǎn)生一個(gè)第二尋軌信號(hào)。
本發(fā)明的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置中的尋軌伺服系統(tǒng)包括，一個(gè)發(fā)射光束的光源；一個(gè)將光源發(fā)出的光束分成至少三束光的衍射光學(xué)元件，即分成主光束和兩束側(cè)光束；一個(gè)物鏡，用于把由衍射元件分開(kāi)的光束會(huì)聚到光記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上；一個(gè)光接收單元，具有四段第一光接收部分，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的主光束，以及第二和第三光接收部分，它們?cè)O(shè)置在第一光接收部分的兩側(cè)，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的側(cè)光束；一個(gè)計(jì)算單元，用于依據(jù)第一、第二和第三光接收部分的輸出確定多個(gè)尋軌誤差信號(hào)；一個(gè)鑒別單元，用于鑒別光盤(pán)的種類；一個(gè)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)來(lái)自鑒別單元的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算單元來(lái)選擇一個(gè)算得的尋軌誤差信號(hào)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，依據(jù)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換單元所選擇的尋軌誤差信號(hào)驅(qū)動(dòng)物鏡。
鑒別單元鑒別至少兩種具有不同軌距的光盤(pán)，信號(hào)處理單元響應(yīng)鑒別的結(jié)果，來(lái)轉(zhuǎn)換計(jì)算操作，以便從光電探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)獲取一個(gè)尋軌誤差信號(hào)，從而由簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)操作可以再現(xiàn)至少兩種光盤(pán)。


圖1表示采用本發(fā)明光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的示意圖；圖2表示本發(fā)明光學(xué)拾象器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3和4表示光學(xué)拾象器中物鏡的一種雙軸機(jī)構(gòu)示意圖；圖5表示在發(fā)明尋軌伺服系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖6A和6B表示三光束在光盤(pán)的信號(hào)坑上的發(fā)射狀態(tài)；圖7表示本發(fā)明尋軌伺服系統(tǒng)的第二實(shí)施例；圖8表示本發(fā)明的尋軌伺服系統(tǒng)的第三實(shí)施例；圖9表示本發(fā)明實(shí)施例帶孔徑比改變單元的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10A和10B是表示用作圖9孔徑比改變單元的光屏蔽環(huán)，以及該光屏蔽環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖；圖11A和11B表示由圖10A和10B所示光屏蔽環(huán)改變孔徑比的方法；圖12是表示物鏡的孔徑比與空間頻率之間關(guān)系的曲線圖；圖13是表示用作圖9的孔徑比改變單元的光屏蔽板，以及該屏蔽板的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖；圖14表示物鏡和它的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中物鏡具有不同孔徑比的透鏡部分，并用作圖9的孔徑比改變單元。
參見(jiàn)附圖，將對(duì)本發(fā)明光學(xué)拾象器的優(yōu)選實(shí)例作出評(píng)述。
圖1示意地表示本發(fā)明的光盤(pán)再現(xiàn)裝置。
光盤(pán)再現(xiàn)裝置10是一種所謂小型的光盤(pán)再現(xiàn)裝置，它從下述光盤(pán)上讀出和再現(xiàn)信息信號(hào)，即用于從具有軌距為1.6μm和基襯厚為1.2μm的光盤(pán)，如袖珍光盤(pán)，和一個(gè)具有軌距約為0.8μm，以在相同讀出方向內(nèi)取向的兩個(gè)信息信號(hào)層雙層光盤(pán)11。
光學(xué)拾象器件13將激光束發(fā)射到具不同軌距和不同基襯厚度的光盤(pán)上，以便從信息信號(hào)層上形成的軌跡再現(xiàn)信息信號(hào)。
參見(jiàn)圖2，光學(xué)拾象器3包括，發(fā)射激光束的光源21，如激光二極管；物鏡25，用于把激光束聚焦到具有不同軌距的多種光盤(pán)信息記錄層上；圖2中只表示一種雙層光盤(pán)11。圖2所示的雙層光盤(pán)11具有第一信息信號(hào)層11a和第二信息信號(hào)層11b。光學(xué)拾象器13還包括，一個(gè)光電探測(cè)器24，用于接收來(lái)自光盤(pán)的反射光，把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以及一個(gè)光盤(pán)鑒別單元27，用于鑒別光盤(pán)的種類。光學(xué)拾象器13還包括一個(gè)響應(yīng)由光盤(pán)鑒別單元27鑒別的光盤(pán)種類信號(hào)的探測(cè)信號(hào)處理器26，以轉(zhuǎn)換由光電探測(cè)器24測(cè)得的信號(hào)計(jì)算尋軌誤差信號(hào)的計(jì)算操作，從而產(chǎn)生尋軌誤差信號(hào)，以及聚焦誤差信號(hào)和主再現(xiàn)信號(hào)。
將光學(xué)拾象器13的探測(cè)信號(hào)處理器26得到的尋軌誤差信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)加到圖1的伺服電路16。伺服電路16根據(jù)這些信號(hào)進(jìn)行尋軌控制和伺服控制。尤其是把光學(xué)拾象器13中聚焦驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到架持物鏡25的雙軸機(jī)構(gòu)20上，使物鏡在進(jìn)和出方向上受到驅(qū)動(dòng)，如對(duì)雙層光盤(pán)11的聚焦控制。同樣，把導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到雙軸機(jī)構(gòu)20，如對(duì)雙層光盤(pán)11的徑向方向驅(qū)動(dòng)物鏡25，以進(jìn)行聚焦控制。由尋軌誤差信號(hào)的超低頻分量產(chǎn)生一個(gè)螺紋驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使光學(xué)拾象器13在雙層光盤(pán)11的整個(gè)徑向方向運(yùn)動(dòng)。由探測(cè)信號(hào)處理器26獲取的主再現(xiàn)信號(hào)由EFM和CIRC解調(diào)，同時(shí)解碼成為再現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)再由D/A轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換成一個(gè)在輸出端15輸出的模似信號(hào)。伺服電路16根據(jù)由主再現(xiàn)信號(hào)獲取的時(shí)鐘信號(hào)控制主軸電機(jī)18的轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面將說(shuō)明光學(xué)拾象器13的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和工作情況。參見(jiàn)圖2，一束由光源21發(fā)出的擴(kuò)散激光束受到衍射光柵22衍射，從而被分成三束光，即0級(jí)光束，±1級(jí)光束。由衍射光柵22衍射的激光束由分束器23反射，并由準(zhǔn)直透鏡19準(zhǔn)直，然后進(jìn)入物鏡25。物鏡25受到雙軸機(jī)構(gòu)20的尋軌控制和聚焦控制，把激光束會(huì)聚到光盤(pán)的信息信號(hào)表面上，如雙層光盤(pán)11的第一信息信號(hào)記錄層11a和第二信息信號(hào)層11b，并形成三個(gè)光點(diǎn)。從雙層光盤(pán)11的第一信息信號(hào)記錄層11a和第二信息信號(hào)層11b上反射的三束激光經(jīng)物鏡25和分束器23到達(dá)光電探測(cè)器24的光接收表面。
雙軸機(jī)構(gòu)20，如圖3-5所示是一種軸向滑動(dòng)型結(jié)構(gòu)，其中運(yùn)動(dòng)部件30由一個(gè)用非磁性材料制成的筒管30A構(gòu)成。在筒管30A的中部位置處形成一個(gè)軸向適配的筒狀支承31。在筒管30A的外緣表面上繞有聚焦線圈32，圍繞支承31形成一個(gè)園環(huán)。聚焦線圈32用于使運(yùn)動(dòng)部件30沿聚焦方向運(yùn)動(dòng)，亦就是沿垂直于光盤(pán)表面的方向運(yùn)動(dòng)。在聚焦線圈32的表面上有兩組尋軌線圈33A和33B，他們緊挨著聚焦線圈32，用于使運(yùn)動(dòng)部件30沿尋軌方向運(yùn)動(dòng)，即沿著光盤(pán)的徑向運(yùn)動(dòng)。這些尋軌線圈33A 33B是圍著垂直于聚焦線圈32的繞線軸延伸的軸繞線，由此在筒管30A的外緣表面上形成四個(gè)環(huán)。
支承軸39橫穿雙軸機(jī)構(gòu)20的中部。平行于筒管30A內(nèi)支承軸39的中心軸線，在相對(duì)于支承軸39的偏置位置處形成一個(gè)階梯孔43。在孔43內(nèi)裝有透鏡筒35，筒內(nèi)固定著物鏡25。
如此構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)部件30具有支承軸39，支承軸39直立在由磁性材料做成的固定磁軛38的中部位，使其被導(dǎo)入在支承件31的中心孔內(nèi)，致使運(yùn)動(dòng)部件30沿支承軸39滑動(dòng)并圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到支承。在固定磁板38的下表面上固定一個(gè)環(huán)形的永磁體40，它與以支承軸39作為中心的磁軛緊密接觸，在永磁體40的下端面上固定一個(gè)具有凸耳41第一磁軛42。第二磁軛44以凸起的方式形成在固定磁軛38上，并正對(duì)著筒管30A內(nèi)側(cè)上第一磁軛42的凸耳41。固定磁軛38，永磁體40，第一磁軛42和第二磁軛44構(gòu)成一個(gè)磁路。聚焦線圈32和尋軌線圈33A、33B被安置在由第一磁軛42和第二磁軛44所限定的磁隙內(nèi)。固定磁軛38有一個(gè)直徑大于用筒管30A架持的透鏡園筒35的外徑的孔43。透鏡園筒35的上端部被導(dǎo)入這個(gè)孔43內(nèi)。
圖5和6表示用于再現(xiàn)具有不同的軌距的多種光盤(pán)尋軌伺服的第一實(shí)施例。
利用光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的第一實(shí)施例有可能再現(xiàn)具有基襯為1.2mm，軌距為1.6μm的光盤(pán)，以及具有基襯為1.2mm，軌距為0.8μm的光盤(pán)和具有基襯為0.6mm，軌距為0.8μm的光盤(pán)。此外，還可以記錄具有基襯厚度為0.6mm，軌距約為0.8μm的可重寫(xiě)的換相型光盤(pán)。
參見(jiàn)圖5，第一實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置具有一個(gè)光接收器24，用于接收光源21發(fā)出的激光束，以及在光盤(pán)經(jīng)光照射后，經(jīng)由衍射光柵22，分束器23。準(zhǔn)直透鏡19和物鏡25，由光盤(pán)11的信號(hào)表面反射的激光束；一個(gè)信號(hào)探測(cè)器26，用于根據(jù)光探測(cè)器24的光量探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生兩種尋軌誤差信號(hào)。光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置還包括，一個(gè)光盤(pán)鑒別單元27，用于鑒別記錄或再現(xiàn)光盤(pán)的種類；一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)28，用于從信號(hào)探測(cè)器28中選擇尋軌誤差信號(hào)；一個(gè)物鏡驅(qū)動(dòng)單元29，用于根據(jù)所選擇的尋軌誤差信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)物鏡25。
光接收器24具有第一至第三光接收器51-53，用于接收由衍射光柵22分成三部分，并由光盤(pán)反射的光束。第一光接收器51接收三個(gè)分開(kāi)光束中的主光束(0級(jí)光)，并被分成至少兩個(gè)光區(qū)A1和B1。第二和第三光接收器52、53接收三個(gè)分束光中的兩束側(cè)光束(±1級(jí)光束)，其中每束有兩個(gè)光區(qū)E1、G1和F1、H1。
加法器54和58分別把接收器51-53的輸出，接收器52的輸出E1，G1，接收器53的輸出F1，H1求和，把他們的輸出加到比較器61，產(chǎn)生一個(gè)第一尋軌誤差信號(hào)。接收器52的輸出E1，G1加到比較器55，而接收器53的輸出加到比較器57。經(jīng)由可變?cè)鲆娣糯笃?9饋送的比較器55的差輸出，比較器57的差輸出一起求和，再由可變?cè)鲆娣糯笃?0把最后的求和輸出加到比較器62。由比較器62的差輸出給出一個(gè)第二尋軌誤差信號(hào)。
圖6A和6B表示用三個(gè)分開(kāi)的光點(diǎn)照射不同軌距光盤(pán)的情況。
圖6A表示一個(gè)具有軌距約為0.84μm的光盤(pán)例子，其中兩側(cè)光束在相對(duì)于主光束偏置1/2軌距的位置處照光。圖6B表示一個(gè)具有軌距約為1.6μm的光盤(pán)例子，其中兩側(cè)光束在相對(duì)于主光束偏置1/4軌距的位置處照光。使用圖6A的光盤(pán)，由于軌距是圖6B光盤(pán)軌距的1/2，于是由于物鏡的光軸偏差，以及因光盤(pán)的傾斜所造成的偏置是經(jīng)常發(fā)生的。
如果光盤(pán)由光盤(pán)鑒別單元27判別是一個(gè)具有軌距為1.6μm的光盤(pán)，則第一尋軌誤差信號(hào)被選擇，該信號(hào)是比較器61的差輸出。另一方面，如果由光盤(pán)鑒別單元27判定是一個(gè)具有軌距為0.8μm的光盤(pán)，則選擇第二尋軌誤差信號(hào)，該信號(hào)是比較器62的差輸出。
測(cè)定上述各尋軌誤差信號(hào)，把三光束方法用于小型光盤(pán)的再現(xiàn)，同時(shí)一種去除不必要的偏置的差值推挽方法可被用于再現(xiàn)一種高記錄密度的只再現(xiàn)光盤(pán)或者一種記錄/再現(xiàn)光盤(pán)。由此，可以采用一個(gè)普通的光學(xué)系統(tǒng)并簡(jiǎn)單地變換計(jì)算操作，即可實(shí)現(xiàn)一種便攜的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置。
圖7表示用于記錄或再現(xiàn)具有不同軌距的多種光盤(pán)尋軌伺服的第二實(shí)施例。所述的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置除了光接收器24和信號(hào)探測(cè)器26的結(jié)構(gòu)有所不同之外，均類似于第一實(shí)施例。
光接收器24分成第一至第三光接收器71-73，用于接收由衍射光柵22分開(kāi)并由光盤(pán)11反射的三個(gè)光束。第一光接收器71接收三個(gè)分開(kāi)光束中的主光束(0級(jí)光)，它被分成四個(gè)區(qū)A2、B2、C2和D2。第二和第三光接收器72，73接收三個(gè)分開(kāi)光束中的兩個(gè)側(cè)光束(±1級(jí)光束)，它們有兩個(gè)區(qū)E2，F(xiàn)2來(lái)接收三個(gè)分開(kāi)激光束中的±1級(jí)側(cè)光束。
有關(guān)光接收器71-73的輸出，其中光接收器72和73的輸出，即區(qū)E2和F2的輸出被加到比較器74，產(chǎn)生一個(gè)差輸出E-F，這就是第一尋軌誤差信號(hào)。有關(guān)第一光接收器71的輸出，用加法器75對(duì)A2區(qū)和C2區(qū)的輸出求和，而用加法器76對(duì)B2區(qū)和D2區(qū)的輸出求和。由相位比較器77比較加法器75，76輸出的相位差，產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)。
如果由盤(pán)鑒別部分27判別該盤(pán)是一個(gè)具有軌距為1.6μm的光盤(pán)，則選擇第一尋軌誤差信號(hào)，這是來(lái)自比較器74的差輸出。如果判別光盤(pán)為具有軌距為0.8μm的盤(pán)，則選擇第二尋軌誤差信號(hào)，它是比較器77的差輸出。
在第二實(shí)施例中，類似于第一實(shí)施例把一種三光束方法用于再現(xiàn)，例如用于小型光盤(pán)的再現(xiàn)，同時(shí)還根據(jù)尋軌誤差系統(tǒng)的相差，用于記錄或再現(xiàn)高記錄密度的光盤(pán)，這種方法優(yōu)于去掉偏置的方法。
圖8表示用于記錄或再現(xiàn)具有不同軌距的多種盤(pán)尋軌伺服的第三實(shí)施例。該實(shí)施例中的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置，除光接收器24和信號(hào)探測(cè)器26之外均類似于第一和第二實(shí)施例。
光接收器24分為第一至第三光接收器81-83，用于接收由衍射光柵22分開(kāi)并由光盤(pán)11反射的三束光。第一光接收器81接收三個(gè)分開(kāi)光束中的主光束(0級(jí)光)，該接收器分成四個(gè)區(qū)A3，B3，C3和D3。第二和第三光接收器82、83接收三個(gè)分開(kāi)光束中的兩個(gè)側(cè)光束，±1級(jí)光每個(gè)接收器有兩個(gè)區(qū)，即E3、G3和F3、H3。
關(guān)于光接收器81-83的輸出，把光接收器82的E3和G3的輸出和光接收器83的F3和H3的輸出分別使用加和器84，82求和。加法器84，92(E3＋G3，F(xiàn)3＋H3)的輸出被加到比較器95，產(chǎn)生第一尋軌誤差信號(hào)。
關(guān)于第一光接收器81的輸出，用加和器89對(duì)A3和C3的輸出求和，同時(shí)用加法器89對(duì)B3和D3的輸出求和。用比較器96對(duì)加和器86和89的輸出的相差進(jìn)行比較，產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)。
把光接收器82的輸出E3、G3送到比較器85，而把光接收器83的輸出F3、H3加到比較器91。通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃?3將比較器85的差輸出加到比較器91的差輸出上，再由可變?cè)鲆娣糯笃?4把最終的求和輸出加給比較器97。光接收器81的輸出A3，D3用加法器88求和，同時(shí)其輸出B3、C3用加法器87求和。加法器87和88的輸出被加到比較器90，它的輸出被送到比較器97。利用比較器97的輸出，選擇第三尋軌誤差信號(hào)。
利用上述第三實(shí)施例，可把三光束方法用于再現(xiàn)小型光盤(pán)，例如把優(yōu)于去掉偏置的，根據(jù)尋軌誤差信號(hào)探測(cè)方法的相位差用于記錄或再現(xiàn)高密度光盤(pán)。此外，在本實(shí)施例中，把差值推挽系統(tǒng)的尋軌誤差信號(hào)檢測(cè)用于記錄或再現(xiàn)，如換相型可重寫(xiě)的光盤(pán)。由此，可將同樣的光學(xué)拾象器用于記錄或再現(xiàn)多種的光盤(pán)。
下面，由本發(fā)明的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置，可以把具有基襯厚度為0.6mm的光盤(pán)作為一種比如具有軌距約為0.8μm的第一光盤(pán)予以記錄或再現(xiàn)。對(duì)于這種記錄或再現(xiàn)，光源21采用發(fā)射波長(zhǎng)是635nm激光束的半導(dǎo)體激光器。物鏡25的孔徑比，可以是例如0.52。所以，如果使用基襯厚度為1.2mm的第二光盤(pán)，如小型盤(pán)，則由于基襯的厚度的誤差會(huì)產(chǎn)生球差，從而不能得到記錄數(shù)據(jù)的正確再現(xiàn)。因此，使用本實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置，盤(pán)鑒別單元27將兩種光盤(pán)的鑒別輸出送到可選擇所希望尋軌誤差信號(hào)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)28，并送到孔徑比可變的控制單元100(見(jiàn)圖9)。
如果送以適用基襯厚度為1.2mm的第一光盤(pán)的檢測(cè)輸出，則孔徑比可變控制單元100形成一個(gè)相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，并將此脈沖送給可變比例單元101的步進(jìn)電機(jī)102(見(jiàn)圖10a)。步進(jìn)電機(jī)102的轉(zhuǎn)動(dòng)。使遮光環(huán)103進(jìn)入激光束的光路中，從而經(jīng)由與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪104的齒104a嚙合的齒105a，將步進(jìn)電機(jī)102的旋轉(zhuǎn)力傳遞到環(huán)的滑板105。于是，如圖10B所示，通過(guò)控制遮光環(huán)103，使物鏡25與環(huán)導(dǎo)板105一起運(yùn)動(dòng)。利用遮光部分103b，使遮光環(huán)103擋住物鏡25發(fā)出的部分激光束，以便對(duì)第一光盤(pán)將物鏡25的孔徑比變到0.37(相當(dāng)于0.52孔徑比的70％)。激光束被遮住的部分是其外緣部分，相當(dāng)于整個(gè)激光束的30％。因此，在進(jìn)行第二光盤(pán)的再現(xiàn)時(shí)，控制在物鏡上方運(yùn)動(dòng)的遮光環(huán)103，使來(lái)自物鏡25的一部分激光束被遮住，此時(shí)激光束照到第二光盤(pán)上(圖11a)。采用這種方式，在再現(xiàn)具有增加了厚度之基襯的光盤(pán)時(shí)，可以抑止由于基襯厚度的誤差所產(chǎn)生的球差。
尤其是，如果再現(xiàn)具有孔徑比為0.52的物鏡的第二光盤(pán)，則由于基襯厚度誤差0.6mm所產(chǎn)生的波陣面象差約為0.3rmsλ，固此空間頻率特性發(fā)生明顯的畸變，如圖12中園形記號(hào)○所示。相反，如果用遮光環(huán)103將物鏡25的孔徑比控制至0.37，則波陣面象差下降至約為0.07rmsλ，于是消除了空間頻率特性的畸變，如圖12中方形記號(hào)□所示。而記號(hào)◇表示利用用于第二光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行再現(xiàn)時(shí)的空間頻率特性。比較記號(hào)◇和□，得出所示的兩種特性在空間頻率近似為1100/mm時(shí)是互相類似的。如果用遮光環(huán)103將物鏡25的孔徑比控制至0.37，則球差可減少至孔徑比的四分之一，即約25％，它可與再現(xiàn)物鏡25的孔徑比保持在0.52的第二物鏡所產(chǎn)生的球差相比較。因此，有可能全完再現(xiàn)具有基襯厚度不同于用于第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)的第一盤(pán)基襯厚度的第二光盤(pán)。
如果送以基襯厚度為0.6mm的第一光盤(pán)的探測(cè)輸出，孔徑比可變控制單元100形成一個(gè)相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，并將該脈沖發(fā)送至如圖10a所示的可變比率單元101的步進(jìn)電機(jī)102。這樣就轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)102，使遮光環(huán)103沿移出激光束光路的方向運(yùn)動(dòng)，于是，經(jīng)由與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪104的齒104a嚙合的齒105a，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力傳遞至環(huán)的滑板105。因此，與環(huán)滑板105一起的遮光環(huán)103從物鏡25位置移開(kāi)。于是，來(lái)自物鏡25的激光束在具有基襯厚度為0.6mm的第一光盤(pán)上無(wú)遮擋地受到光照，如圖11B所示。在這種情況下，激光束的波長(zhǎng)為635nm，物鏡25的孔徑比為0.52，所以空間頻率等于1500/mm，如圖12中用×號(hào)所示，由此，可以滿意地再現(xiàn)具有小記錄凹坑尺寸的第一光盤(pán)。
如上可見(jiàn)，采用本發(fā)明的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置，遮光環(huán)103遮住來(lái)自物鏡25的部分激光束，這種遮光環(huán)設(shè)置于具有基襯厚度為0.6mm的第一光盤(pán)的光學(xué)系統(tǒng)中，并且只用于再現(xiàn)具有基襯厚度為1.2mm的第二光盤(pán)，遮住來(lái)自物鏡25的部分激光速，以可變地控制物鏡25的孔徑比，來(lái)適應(yīng)能夠再現(xiàn)具有不同基襯厚度的兩個(gè)不同種類光盤(pán)的第二光盤(pán)使用，由于可以用這種方式再現(xiàn)兩種具有不同基襯厚度的光盤(pán)，所以這種光盤(pán)再現(xiàn)裝置使通用性得到改進(jìn)。
下面說(shuō)明本發(fā)明有關(guān)在光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)中改變孔徑比的第二實(shí)施例。在前述第一實(shí)施例中，物鏡25的孔徑比由遮光環(huán)103和環(huán)滑板105可變地控制。如圖13所示，在光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的第二實(shí)施例中，一對(duì)遮光板106，109用于擋住來(lái)自物鏡25的部分激光束，同時(shí)利用圖13所示的遮光板106，109來(lái)可變地控制物鏡25的孔徑比。
除了與這種結(jié)構(gòu)有關(guān)的機(jī)構(gòu)之外，第二實(shí)施例的光盤(pán)記盤(pán)和/或再現(xiàn)裝置其結(jié)構(gòu)類似于先前第一實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)。為了清楚起見(jiàn)，只需結(jié)合第二實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置說(shuō)明上述機(jī)構(gòu)，對(duì)其余部分的評(píng)述則予略去。
在光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的第二實(shí)施例中所提供的孔徑比改變單元101由步進(jìn)電機(jī)107，110組成，用于控制如圖13所示的遮光板106，109運(yùn)動(dòng)。
把遮光板106，109布置在一條垂直于來(lái)自物鏡25發(fā)出之激光束的直線位置上，使兩個(gè)板的一端互相相對(duì)。遮光板106，109的下表面的端面部分作為遮光部分106b，109b，擋住部分來(lái)自物鏡25發(fā)出的激光束。在遮光板106，109的底部分別設(shè)置齒條106a，109a，他們與遮光部分106b，109b不接觸。將齒條部分106a，109a設(shè)計(jì)成分別與旋轉(zhuǎn)齒輪108，111的齒部108a，110a相互嚙合，旋轉(zhuǎn)齒輪108，111分別設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)107，110的轉(zhuǎn)軸107，110上。
上述孔徑比改變單元101的結(jié)構(gòu)由與盤(pán)鑒別單元27的檢測(cè)輸出響應(yīng)的孔徑比改變控制單元100提供的電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖來(lái)控制驅(qū)動(dòng)。這就是說(shuō)，如果由專門(mén)再現(xiàn)基襯厚度為1.2mm之第一光盤(pán)檢測(cè)輸出從盤(pán)鑒別電路27提供該輸出，則孔徑比可變控制單元100產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，用于沿著使遮光板106，109的面板之間的間隙減小的方向使步進(jìn)電機(jī)107，110轉(zhuǎn)動(dòng)。將這些電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖加給步進(jìn)電機(jī)107，110。使步進(jìn)電機(jī)107，110轉(zhuǎn)動(dòng)。再由齒輪108，110的齒部108a，110a將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力傳遞至遮光板106，109的齒條部分106a，109a。使遮光板106，109受到控制以運(yùn)動(dòng)，部分遮住物鏡25。將由遮光板106，109所遮住的物鏡25范圍設(shè)定成該范圍將給出物鏡25的孔徑比為0.35，這等于第二物鏡25的孔徑比。通過(guò)這種方法控制遮光板106，109的運(yùn)動(dòng)，由遮光板106，109的遮光部分106b，109b擋住從物鏡25發(fā)出的部分激光束，以此置定物鏡25的孔徑比為0.37。于是，有如上述第一實(shí)施那樣，基襯厚度為1.2mm的第二光盤(pán)可予以正確地再現(xiàn)。
如果從專門(mén)再現(xiàn)基襯厚度為0.6mm之第一光盤(pán)的檢測(cè)輸出，由光盤(pán)鑒測(cè)電路27送出該探測(cè)輸出，則孔徑比可變控制單元100產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，用于沿著使遮光板106，109的面端之間間隙拉大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)107，110。將電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖加給步進(jìn)電機(jī)107，110。它們將驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)107，110轉(zhuǎn)動(dòng)。由齒輪108，110的齒部108a，110a將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力傳送至遮光板106，109的齒條部分106a，109a?？刂普诠獍?06，109，使其運(yùn)動(dòng)至不擋住來(lái)自物鏡25發(fā)出之激光束的位置。這樣給出物鏡25的孔徑比為0.52，這等于第一光盤(pán)孔徑比。由此，可使第一光盤(pán)正確地再現(xiàn)。
下面說(shuō)明本發(fā)明有關(guān)改變光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置孔徑比的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置，為圖14所示，采用有兩種孔徑比的物鏡來(lái)代替物鏡25和孔徑比可變控制單元，并利用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用孔徑比與欲再現(xiàn)的光盤(pán)的基襯厚度相應(yīng)的物鏡。由于除了物鏡之外，第三實(shí)施例的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)類似于第一和第二實(shí)施例的光盤(pán)再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)第三實(shí)施例的描述集中在物鏡的說(shuō)明上，為簡(jiǎn)在起見(jiàn)，其余部分的說(shuō)明從略。
上述物鏡有一個(gè)具有適用于基襯厚度為0.6mm之第一光盤(pán)孔徑比(0.52)的及適用于基襯厚度為1.2mm之第二光盤(pán)孔徑比(0.37)的聚光部分112。物鏡有一個(gè)滑板114，供物鏡在激光束的光路上運(yùn)動(dòng)?；?14的底部有一個(gè)與形成在步進(jìn)電機(jī)上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪嚙合的齒條。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪和齒條傳送給滑板114，以控制物鏡的運(yùn)動(dòng)。如果將專門(mén)再現(xiàn)基襯厚度為0.6mm之第一光盤(pán)的檢測(cè)輸出由盤(pán)鑒別單元27的檢測(cè)輸出提供，則孔徑比可變控制單元100將電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖提供至步進(jìn)電機(jī)，用于控制第一聚光部分112在激光束的光路上的運(yùn)動(dòng)。這樣就驅(qū)動(dòng)齒進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使物鏡的第一聚光部分112通過(guò)滑板114而在激光束的光路上運(yùn)動(dòng)。由于第一聚光部分112具有適用于第一光盤(pán)的孔徑比0.52，所以通過(guò)控制第一聚光部分112在激光束光路上的運(yùn)動(dòng)，可使第一光盤(pán)得到正確的再現(xiàn)。
如果將專門(mén)再現(xiàn)基襯厚度為1.2mm之第二光盤(pán)的檢測(cè)輸出由鑒別單元27的檢測(cè)輸出提供，則孔徑比可變控制單元100對(duì)步進(jìn)電機(jī)提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，以控制第二聚光部分113在激光束光路上的運(yùn)動(dòng)。這將驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滑板114使物鏡的第二聚光部分113在激光束的光路上運(yùn)動(dòng)。由于第二聚光部分113具有適用于第二光盤(pán)的孔徑比0.37，所以，控制第二聚光部分113在激光束光路上的運(yùn)動(dòng)，可使第二光盤(pán)得到正確地再現(xiàn)。
在上述各實(shí)施例中，對(duì)于具有不同基襯厚度的第一和第二光盤(pán)，其孔徑比可得到可變地控制。然而，在圖13所示的遮光板106，109的情況下，根據(jù)光盤(pán)的基襯厚度，足以可變地控制激光束遮光的范圍，所以，有可能可變地控制三個(gè)或多個(gè)透鏡的遮光范圍的孔徑比，來(lái)再現(xiàn)具有不同基襯厚度的三個(gè)或多個(gè)光盤(pán)。在圖14的實(shí)施例中，具有聚光部分112，113的透鏡有兩個(gè)不同的孔徑比，這種具有三個(gè)或多個(gè)不同孔徑比的聚光部分可用于再現(xiàn)具有不同基襯厚度的光盤(pán)。
在上述第三實(shí)施例的描述中，由滑板114控制聚光部分112，113的運(yùn)動(dòng)。但也可以在聚光部分112，113之間提供一個(gè)轉(zhuǎn)軸，利用圖3所示滑軸型雙軸機(jī)構(gòu)，控制物鏡繞著轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以控制聚光部分112，113在激光束的光路上運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)拾象器，它包括一個(gè)用于發(fā)射光束的光源一個(gè)衍射元件，用于把所述光源發(fā)出的光分成至少三束光束，即主光束和兩個(gè)側(cè)光束一個(gè)物鏡，用于將衍射元件分開(kāi)的光束會(huì)聚至光記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上；一個(gè)光接收單元，至少具有兩個(gè)區(qū)段，第一光接收部分接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的所述主光束，位于所述第一光接收部分兩側(cè)的第二和第三接收部分接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的側(cè)光束；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述第一光接收部分的各輸出產(chǎn)生第一尋軌信號(hào)，并根據(jù)所述第二和第三接收部分的輸出產(chǎn)生第二尋軌信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾象器，其特征在于所述計(jì)算裝置通過(guò)計(jì)算對(duì)所述第一光接收部分的四個(gè)輸出中所需的兩個(gè)求和所得到的信號(hào)之間的相差計(jì)算第一尋軌誤差信號(hào)，所述計(jì)算裝置通過(guò)計(jì)算所述第二和第三光接收部分信號(hào)的差計(jì)算第二尋軌信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾象器，其特征在于還包括用于改變所述光學(xué)透鏡孔徑比的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾象器，其特征在于所述物鏡有多個(gè)具有不同孔徑比的透鏡部分。
5.一種光學(xué)拾象器，它包括一個(gè)發(fā)射光束的光源一個(gè)衍射元件，用于把所述光源發(fā)出的光束分成至少三束光束，即主光束和兩個(gè)側(cè)光束；一個(gè)物鏡，用于把由衍射元件分開(kāi)的光束會(huì)聚至光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上；一個(gè)光接收單元，具有四個(gè)區(qū)段，第一光接收部分接收由光學(xué)記錄介質(zhì)的記錄面反射的所述主光束，第二和第三區(qū)段光接收部分布置在所述第一光接收部分的兩側(cè)，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的側(cè)光束；計(jì)算裝置，根據(jù)所述第一光接收部分的各輸出產(chǎn)生第一尋軌信號(hào)，根據(jù)所述第一第二和第三接收部分的差輸出產(chǎn)生第二尋軌信號(hào)，以及由所述第二光接收部分輸出和所述第三光接收部分輸出之間的差輸出產(chǎn)生第三尋軌誤差信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)拾象器，其特征在于還包括用于改變所述物鏡孔徑比的裝置。
7.一種光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置中的尋軌伺服系統(tǒng)，它包括一個(gè)發(fā)射光束的光源；一個(gè)衍射元件，用于把所述光源發(fā)出的光束分成至少三束光束，即一束主光束和兩束側(cè)光束；一個(gè)物鏡，用于把由所述衍射元件分開(kāi)的光束會(huì)聚至光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄表面上；一個(gè)具有四段區(qū)的光接收單元，第一光接收部分用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的所述主光束，第二第三光接收部分布置在所述第一光接收部分的兩側(cè)，用于接收由光記錄介質(zhì)的記錄面反射的側(cè)光束；計(jì)算裝置，根據(jù)所述第一，第二和第三接收部分的輸出求出多個(gè)尋軌誤差信號(hào)；一個(gè)鑒別光盤(pán)種類的鑒別裝置；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝置，用于根據(jù)來(lái)自所述鑒別裝置的信號(hào)，選擇所述計(jì)算裝置算出的尋軌誤差信號(hào)中的一個(gè)；和依據(jù)所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝置選擇的尋軌誤差信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)物鏡的驅(qū)動(dòng)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置中的尋軌伺服系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算裝置通過(guò)計(jì)算第一光接收部分的四個(gè)輸出中所需的每?jī)蓚€(gè)的求和所獲得的信號(hào)之間的相位差產(chǎn)生第一尋軌誤差信號(hào)，所述的第二計(jì)算裝置根據(jù)所述第二和第三光接收部分的輸出產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光盤(pán)記錄和/或再現(xiàn)裝置中的尋軌伺服系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算裝置是通過(guò)計(jì)算對(duì)所述第一光接收部分的四個(gè)輸出中所需的每?jī)蓚€(gè)的求和產(chǎn)生的信號(hào)的相位差，以產(chǎn)生第一尋軌誤差信號(hào)，所述的計(jì)算裝置還計(jì)算來(lái)自第二和第三光接收部分的信號(hào)差，以產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光盤(pán)計(jì)錄和/或再現(xiàn)裝置中的尋軌伺服系統(tǒng)，其特征在于所述第二和第三光接收部分的每一個(gè)都是一個(gè)兩區(qū)段的光接收部分，所述的計(jì)算裝置根據(jù)所述第一光接收部分的各 輸出產(chǎn)生第一尋軌誤差信號(hào)，還根據(jù)所述第一至第三光接收部分各的差輸出產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)，所述的計(jì)算裝置還從第二光接收部分的輸出與第三光接收部分的輸出之間的差值輸出中產(chǎn)生第三尋軌誤差信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的尋軌伺服系統(tǒng)，其特征在于還包括用于改變所述光學(xué)透鏡孔徑比的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的尋軌伺服系統(tǒng)，其特征在于所述物鏡有多個(gè)具有不同孔徑比的透鏡部分。
全文摘要
一種光學(xué)拾象器，包括發(fā)射光束的光源；將光束分成至少三束即主光束和兩個(gè)側(cè)光束的衍射元件；將分開(kāi)的光束會(huì)聚到光學(xué)記錄介質(zhì)的信號(hào)記錄面上的物鏡；有四區(qū)段的光接收單元，第一光接收部分接收由記錄面反射的主光束，第一光接收部分兩側(cè)的第二和第三光接收部分接收由記錄面反射的側(cè)光束，計(jì)算單元，根據(jù)第一光接收部分的各輸出產(chǎn)生第一尋軌誤差信號(hào)，根據(jù)第二和第三接收部分的輸出產(chǎn)生第二尋軌誤差信號(hào)。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1148236SQ9611030
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月12日
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