[发明专利]光学头

说明书

本发明涉及一种光学头，特别是一种结构简单的新颖光学头，它采用微型菲涅耳透镜，制造程序简单。

通常，在用于重放记录在光盘形状的信息记录媒体中的信息的光盘重放装置中，设置有用于重放信息的光盘驱动机构。这种类型的光盘中，由于单元信息记录在多个轨道中，与利用磁特性的磁性信息记录媒体相比，可以记录大量信息，以完成大容量信息记录。利用光盘的这种特性，在光盘上记录静止图象或运动图象，可以获得高质量声音和高分辨率图象的信息。

在现有技术中，在光盘上形成螺旋形光道的情况下，由于光盘的偏心，光道中的扇区与光盘的旋转中心的距离不等。因此，要使激光束精确地照射光道，必须要进行跟踪控制。即使光道为圆形，光盘的偏心使得光道中的扇区和光盘的旋转中心的距离也不相同，因此跟踪控制也是必需的。光学头利用单激光束读出信息的1光束方法(参见颁发给Ryoichi的美国专利第4767921号)和利用读取信息的绕射光栅把单激光束分离为三束光的3光束方法(参见颁发给Mat-suoka的美国专利第4973886号和颁发给Takahashi等人的美国专利第5,073,888号)进行跟踪控制。

光学头的跟踪控制可通过对响应于跟踪误差信号的跟踪驱动器进行操作实现，该跟踪误差信号是由光盘和光学透镜反射的光或由光盘和光学透镜透射的光形成的。用1光束或3光束方法，使光源发射的激光束生成的1光束或3光束来产生此光。

同时，由于圆盘以导向方式(lead mode)旋转，所以光学头到光盘的距离会微小地变化。这种变化使信息的精确读取变得很困难，所以必须进行聚焦控制。为了控制聚焦，可利用象散等方法(参见颁发给Takanori的美国专利第4862446号)和一种刃口方法(参见颁发给Mosami等人的美国专利第4684799号和颁发给Koichiro的美国专利第4868377号)。在该光学头中，从激光源发射的激光束被光盘和光学透镜反射或透射并形成聚焦误差信号。响应于该信号，操作聚焦驱动器以控制聚焦。

下面将结合附图对具有上述结构的光学头详细描述。

图1为传统的光学头的概略示意图。由一个激光二极管组成的光源10产生激光束。在3光束类型的光学头中，设置了用于把激光束分离成三束光的绕射光栅11。从光源10发射的激光束由绕射光栅11分离成三束，然后由光束分离器12分离为反射光和透射光，其中，朝向光盘15的反射光由准直透镜13转换为平行光。该平行光经过物镜14在光盘15的表面形成直径约1μm的光点来读出记录在光盘上的信息。

此光束分离器12是由两个有45°角斜面的直角棱镜构成，用于透射部分输入光和以90°角反射剩余的输入光。

光盘15表面发射的激光束由不同的记录信息的凹坑15a反射不同的反射光量，根据反射光量再现信息。反射光由物镜14再一次转换为平行光以指向光束分离器12。入射光的一部分以90°角反射，剩余的入射光则透过光束分离器。在透射光的光路上设置象散产生透镜16，并安装4象限或6象限的光检测器17以接收光束。

根据光检测器17的入射光所成的象，可检测光学头的位置精度。这就是说，可测量聚焦误差和跟踪误差以产生聚焦和跟踪误差信号。响应于该信号，作为物镜驱动器的话音线圈式电机(voice coilmotor)(未示出)被驱动以移动物镜从而控制聚焦和跟踪误差。根据光盘15的凹坑15a确定的反射光量可以进行信息的重放。

图2概略示出了传统光学头的另一实施例，其为双焦点光学头。

双焦点光学头在两个不同位置形成两个聚焦点，以有选择地读出记录在例如1.2mm厚和0.6mm厚的光盘上的信息(参见颁发给Komma的美国专利第5446565)。首先，光源20发出的激光束通过绕射光栅21时，被分离为三束光，然后这三束光由光束分离器22被分离为透射光和反射光，如图2所示。从光束分离器22反射的光，由位于光束分离器22上部的准直透镜23转换为平行光。然后，进入由成为一线的全息光学透镜24和物镜25组成的组合透镜的光形成两个聚焦点，以有选择地读取记录在第一光盘26和第二光盘27上的信息。

这就是说，激光束被聚焦为直径为1μm的中空圆形光点，从第一和第二光盘26和27的凹坑26a和27a上反射。光束在光盘上未形成凹坑的地方被全部反射，而光束在形成凹坑的地方则被绕射，偏离物镜，导致了部分入射光返回，产生了光量差。