專利名稱：光學(xué)掃描設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在光學(xué)掃描設(shè)備中用于掃描光盤，如包括至少一個信息層的光盤的光學(xué)單元。所述單元包括用于生成多個不同波長的輻射束的多個輻射源。
用在光學(xué)掃描設(shè)備中的光學(xué)撿拾單元是公知的。所述光學(xué)撿拾單元被安裝在用于沿著光盤軌跡徑向地進行掃描的線性支承上。優(yōu)選地光學(xué)撿拾單元的大小盡可能切合實際地被降低，以為了降低徑向跟蹤機構(gòu)的大小和復(fù)雜性并且允許被安裝在掃描裝置內(nèi)的其它元件的附加空間。
與此同時，存在對取得低成本方案的要求，以允許設(shè)備和其部件大量的高效制造。當(dāng)大量制造部件時，主要因素是制造過程的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性。如果過程不穩(wěn)定或難以再現(xiàn)，則它對最終的成本具有顯著的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供有一種光學(xué)單元，當(dāng)光盤被設(shè)置在鄰近所述單元的基本上為平面的掃描區(qū)域內(nèi)時所述光學(xué)單元通過使用被導(dǎo)引在所述盤軸向方向上的輻射束用于掃描所述盤，所述單元包括第一光學(xué)分支，其包括用于發(fā)射包括第一波長的第一輻射束的第一輻射源、和位于所述第一輻射束路徑中用于將所述第一束反射向在所述軸向方向上的所述掃描區(qū)域的第一反射元件，所述單元被如此設(shè)置以致于當(dāng)所述第一束從所述第一輻射源入射到所述第一反射元件時其沿著第一線性光學(xué)路徑部分被導(dǎo)引；以及第二光學(xué)分支，其包括用于發(fā)射包括不同于所述第一波長的第二波長的第二輻射束的第二輻射源、和位于所述第二輻射束路徑中用于將所述第二束反射向在所述軸向方向上的所述掃描區(qū)域的第二反射元件，所述單元被如此設(shè)置以致于當(dāng)所述第二束從所述第二輻射源入射到所述第二反射元件時，其沿著第二線性光學(xué)路徑部分被導(dǎo)引，其中所述第一反射元件被設(shè)置在所述第二反射元件和所述掃描區(qū)域之間，以便于所述第一和第二分支被疊加在所述軸向方向，并且其中當(dāng)沿著所述軸向方向觀看時所述第一和第二光學(xué)路徑部分基本上垂直地被設(shè)置。
通過使用軸向疊加設(shè)置，被稱為單元底面的光學(xué)撿拾單元的尺寸，尤其是其長度和寬度(垂直于軸向方向)，可被顯著地降低。這提供了增加其中OPU被安裝的記錄和/或回放設(shè)備內(nèi)的空間、并且改善對設(shè)備部件的接近的優(yōu)點。此外，通過基本上垂直地設(shè)置兩個光學(xué)路徑部分，作為使交互工作的光學(xué)部件在預(yù)定的公差內(nèi)被對準(zhǔn)的制造過程主要部分的單元內(nèi)光學(xué)部件的對準(zhǔn)，可以以相對高效的方式被執(zhí)行，因為對準(zhǔn)可以通過使用兩個相互垂直的對準(zhǔn)參考系統(tǒng)而被執(zhí)行。此外，在一個分支內(nèi)部件的任何所要求的重新對準(zhǔn)可以基本上獨立于其它分支部件的任何所要求的重新對準(zhǔn)而被執(zhí)行。
此外，基本上相互垂直地設(shè)置所述部件為單元內(nèi)傾斜傳感設(shè)備的位置提供相鄰于第二光學(xué)路徑部分的附加空間，而同時維持設(shè)備相對小的底面。
優(yōu)選地，所述兩個分支被設(shè)置成使其光軸處于在光軸方向上相隔開的兩個平面層內(nèi)。將每個分支設(shè)置在平面層內(nèi)保持OPU的軸向深度相對小。
在優(yōu)選的實施例中，兩個分支中每個的一個或更多個光學(xué)部件被設(shè)置在兩個分開的外殼內(nèi)，所述外殼例如由模制金屬如鋁制成，其在制造期間被安裝到一起。這提供了系統(tǒng)的模塊性，即一個外殼可被獨立被修改或更換而不需要整個OPU外殼的再設(shè)計，上述再設(shè)計可以是費時又昂貴的過程。
注意到光學(xué)撿拾單元，Panasonic DVD RAM drive LF-D100J，包括兩個軸向疊加的分支。然而，在那個OPU中兩個分支被設(shè)置成基本上彼此平行，其提供了各種缺點，這包括對兩個分支的不可接近性、在制造空間期間存在取得兩個分支的光學(xué)對準(zhǔn)的困難、以及當(dāng)傾斜傳感器被包括在OPU中時相對大的底面。本發(fā)明可被采用以克服這些缺點。
現(xiàn)在僅通過實例，參考下述附圖將對本發(fā)明的實施例加以說明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學(xué)單元的元件透視圖；圖2是圖1中所示光學(xué)單元的示意性側(cè)視圖；圖3是垂直于圖2中所示視圖的示意性側(cè)視圖。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，借助于光學(xué)撿拾單元(OPU)，包括只讀光盤，如CD(Compact Disk)及DVD(數(shù)字化通用盤)；以及可記錄光盤，如CD-R(Compact Disk-可記錄的)和DVD+RW(數(shù)字化通用盤+可改寫的)的不同格式的光學(xué)記錄介質(zhì)可被寫入及/或讀出。OPU的光學(xué)部件被容納在由模制鋁或諸如此類的所形成的剛性外殼內(nèi)。OPU被設(shè)置在光學(xué)記錄和/或回放設(shè)備中，以便于在光盤掃描期間OPU沿著光盤的被徑向設(shè)置的線性支承行進。待被掃描的每個光盤位于相鄰于OPU的平面掃描區(qū)域內(nèi)，OPU被安裝在回放及/或記錄設(shè)備內(nèi)的電動旋轉(zhuǎn)支承上，借此所述盤在回放和/或?qū)懭肫陂g相對于OPU被移動。
待被所述設(shè)備進行掃描的盤的每個不同的格式包括至少一個信息層。信息可以被設(shè)置在基本上平行的、同心的或螺旋軌跡內(nèi)的光學(xué)上可探測標(biāo)記的形式被存儲在光盤的信息層中。所述標(biāo)記可以任何光學(xué)上可讀取的形式，例如以具有反射系數(shù)不同于其環(huán)境的坑或區(qū)的形式。在可記錄盤的情況下，信息層由光學(xué)上可記錄的材料而形成，如在CD-R格式下所使用的輻射敏感染料、或如在DVD+RW格式下所使用的相變材料，與用于數(shù)據(jù)讀出所要求的功率相對，其要求用于重寫所述盤的相對高的功率。
OPU包括利用兩個不同波長的輻射用于掃描盤的兩個光學(xué)分支，在這個實施例中所述兩個不同的波長是大約780nm的波長(在此被稱為“CD波長”)以及大約650nm的波長(在此被稱為“DVD波長”)。然而應(yīng)該理解為根據(jù)本發(fā)明不同實施例的光學(xué)掃描設(shè)備可在其它的波長下操作，并且利用不只兩個波長操作。
現(xiàn)在參考圖1和2。在這個實施例中，被設(shè)置在平行于光學(xué)盤掃描區(qū)域的平面層內(nèi)的第一個光學(xué)分支包括激光探測器柵裝置(LDGU)2，其包括偏振的輻射源，例如操作在預(yù)定波長，在這個實例中為CD波長的半導(dǎo)體激光器以產(chǎn)生第一束4；光電二極管探測器陣列，用于探測在從光盤反射的第一束中的數(shù)據(jù)信號及聚焦和徑向跟蹤誤差信號；以及全息光柵，其用于分裂用于聚焦和徑向跟蹤誤差的生成的所述束。LDGU2發(fā)射一發(fā)散輻射束4。第一分支進一步包括連同LDGU一起沿著第一線性光學(xué)路徑部分被設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡6，用于產(chǎn)生被更加準(zhǔn)直的束，不過略微非平行以便于補償由盤內(nèi)透明層所生成的球面象差、以及二向色束分裂器8，其用于將所述第一束折疊過90°在光盤10的軸上方向上被導(dǎo)引且朝向光盤10以及將被反射的第一束朝向LDGU 2的探測器。光盤10是被設(shè)計用于在CD波長處讀出和/或?qū)懭氲囊粋€光盤。
在束分裂器8和光盤10之間由設(shè)備的兩個輻射束所共享的光學(xué)路徑部分中，平放一可操作在DVD波長的四分之一波片、在離光軸預(yù)定徑向距離之外的區(qū)域內(nèi)可操作用來反射在CD波長的輻射的二向色孔徑、以及雙束物鏡16。所述雙束物鏡可是若干不同類型的不管是復(fù)合或單透鏡的透鏡之一，用于正確地以有限的球面象差將被準(zhǔn)直的CD波長束聚焦到可操作在CD波長的光盤內(nèi)信息層上的斑點上、以及將被準(zhǔn)直的DVD波長束聚焦到可操作在DVD波長的光盤內(nèi)信息層上的斑點。
第一束被透射通過四分之一波片、被孔徑14阻擋并被物鏡16聚焦到盤10上的斑點。反射束被透射回到返回路徑中的LDGU 2，在此數(shù)據(jù)、聚焦誤差和跟蹤誤差信號被加以探測。物鏡16由源自聚焦誤差信號的伺服信號進行驅(qū)動以維持光盤10上斑點的被聚焦?fàn)顟B(tài)。
現(xiàn)在參考圖1和3。被設(shè)置在平行于光盤掃描區(qū)域的單平面層內(nèi)且較第一光學(xué)分支離掃描區(qū)域被進一步隔開的第二光學(xué)分支，在這個實施例中包括被偏振的輻射源18，例如操作在不同于第一束波長的預(yù)定波長，在這個實例中為DVD波長半導(dǎo)體激光器以產(chǎn)生第二束19。第二束的光學(xué)路徑包括連同源18沿著第二線性光學(xué)路徑部分被設(shè)置的束整形器20，其用于校正所發(fā)射束中的橢圓度；全息光柵22，其用于分裂第二束用于聚焦和在探測器陣列34處生成徑向跟蹤誤差信號；用于將被反射的第二束反射向探測器陣列的偏振束分裂器24；用于基本上準(zhǔn)直第二束的準(zhǔn)直透鏡26以及折疊鏡28，其用于將第二束折疊過90°在光盤30的軸上方向上被導(dǎo)引且朝向光盤30，所述光盤30是被設(shè)計成操作在DVD波長的光盤。第二束基本上完全被二向色鏡8透射，由四分之一波片12將偏振從線性偏振改變到圓偏振，被孔徑14透射且被聚焦到盤30內(nèi)信息層上的斑點上。反射束沿返回路徑而行，被四分之一波片12變換回成垂直于入射束的顯示線性偏振的束，并且被束分裂器24沿著第三線性光學(xué)路徑部分反射向探測器透鏡32，所述透鏡將反射束聚焦向被設(shè)置在探測器基片34上的光電二極管探測器陣列，在此數(shù)據(jù)信號及跟蹤和聚焦誤差信號被探測。物鏡16由源自聚焦誤差信號的伺服信號所驅(qū)動以維持探測器陣列和光盤10上斑點的被聚焦?fàn)顟B(tài)。
OPU進一步包括傾斜傳感器單元36，其用于探測盤相對于光學(xué)掃描系統(tǒng)的光軸的傾斜，并且用于生成傾斜誤差信號，所述信號可被用于校正設(shè)備的讀出或?qū)懭胩卣饕匝a償在盤的掃描期間被探測的傾斜的不同水平。所述傾斜傳感器可是若干公知的傾斜傳感器之一，如在美國專利出版物US-B-6243337中所說明的傳感器。傾斜傳感器位于與第一和第三光學(xué)路徑部分相同的第二光學(xué)路徑部分的同側(cè)。
在所示的設(shè)置中，第一分支操作在有限共軛模式下，當(dāng)?shù)谝皇肷湓谖镧R上時使其保持在發(fā)散狀態(tài)。通過這種方法，球面象差校正可被產(chǎn)生在第一分支的單元中，以補償在待被掃描盤的相應(yīng)格式中不同的信息層深度。由于第一分支被設(shè)置在第二分支和掃描區(qū)域之間，則在這個實施例中在第一束中的附加象散被避免，如果束以其入射發(fā)散及反射會聚的狀態(tài)穿過偏斜設(shè)置的類似于第一分支中所用的二向色束分裂器，則將會建立所述的附加象散。
在本發(fā)明的一個實施例中，0PU的兩個分支被安裝在單剛性外殼，例如模制鋁或諸如此類內(nèi)。在另一實施例中，LDGU及第一準(zhǔn)直透鏡被設(shè)置在分開的剛性外殼，再次為模制鋁或諸如此類內(nèi)，所述外殼被安裝到同樣為模制鋁或諸如此類的包含OPU剩余部件的主剛性外殼內(nèi)。通過這種方法第一分支的元件可以模塊的型式被更換。例如，在一個實施例中，第一分支的元件包括僅僅適合于從光盤讀出數(shù)據(jù)的部件，而在其中那樣部件被不同模塊更換的另一實施例中，第一分支的元件包括適合于從光盤讀出數(shù)據(jù)且向光盤中寫入數(shù)據(jù)的部件。
在上述說明的實施例中，當(dāng)在盤的軸向方向觀看時第一和第二分支被垂直地設(shè)置。然而，由使用本發(fā)明所提供的尺寸減少特征、及包括傾斜探測器空間的提供的其它優(yōu)點并不被限制于其中分支正好垂直的設(shè)置。分支可例如被設(shè)置成離垂直±20°。然而，優(yōu)選地分支被設(shè)置在離垂直±5°內(nèi)，更優(yōu)選地在離垂直±1°內(nèi)。
上述實施例將被理解為本發(fā)明的示例性實例。本發(fā)明進一步的實施例被設(shè)想。要理解為與一個實施例相聯(lián)系所說明的任何特點還可用在其它的實施例中。此外，上面未說明的等效物和修改還可被應(yīng)用而不偏離在所附權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)單元，當(dāng)光盤被設(shè)置在鄰近所述單元的基本上為平面的掃描區(qū)域內(nèi)時所述光學(xué)單元通過使用被導(dǎo)引在所述盤軸向方向上的輻射束用于掃描所述盤，所述單元包括第一光學(xué)分支，其包括第一輻射源(2)，用于發(fā)射包括第一波長的第一輻射束的；和第一反射元件(8)，位于所述第一輻射束路徑中，用于在所述軸向方向上將所述第一束反射向所述掃描區(qū)域，所述單元被如此設(shè)置以致于當(dāng)所述第一束從所述第一輻射源入射到所述第一反射元件時其沿著第一線性光學(xué)路徑部分被導(dǎo)引；以及第二光學(xué)分支，第二輻射源(18)，其包括用于發(fā)射包括不同于所述第一波長的第二波長的第二輻射束；和第二反射元件(28)，位于所述第二輻射束路徑中用于將所述第二束反射向在所述軸向方向上的所述掃描區(qū)域，所述單元被如此設(shè)置以致于當(dāng)所述第二束從所述第二輻射源入射到所述第二反射元件時，其沿著第二線性光學(xué)路徑部分被導(dǎo)引，其中所述第一反射元件被設(shè)置在所述第二反射元件和所述掃描區(qū)域之間，以便于所述第一和第二分支被疊加在所述軸向方向，并且其中當(dāng)沿著所述軸向方向觀看時所述第一和第二光學(xué)路徑部分被基本上垂直地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)單元，其中所述第二分支包括當(dāng)沿著所述軸向方向觀看時被設(shè)置成基本上垂直于所述第二光學(xué)路徑部分的第三線性光學(xué)路徑部分，所述第一和第三光學(xué)路徑部分被設(shè)置到所述第二光學(xué)路徑部分的相同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光學(xué)單元，其中所述單元包括沿著所述第三光學(xué)路徑部分被設(shè)置的輻射探測器陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的光學(xué)單元，其中所述第一輻射源沿著所述第一光學(xué)路徑部分被設(shè)置。
5.根據(jù)任何權(quán)利要求1至4的光學(xué)單元，其中所述第二輻射源沿著所述第二光學(xué)路徑部分被設(shè)置。
6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的光學(xué)單元，其中所述第一光學(xué)分支包括被安裝在第一外殼內(nèi)的一個或更多個光學(xué)部件以及所述第二光學(xué)分支包括被安裝在獨立形成的第二外殼內(nèi)的一個或更多個光學(xué)部件。
7.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的光學(xué)單元，其中所述第一和第二分支被設(shè)置在相應(yīng)的平面層。
8.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的光學(xué)單元，進一步包括相鄰于所述第二光學(xué)路徑部分被設(shè)置的傾斜傳感器。
9.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的光學(xué)單元，其中所述第一分支被設(shè)置在有限軛光學(xué)裝置中。
10.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至9的任何一個光學(xué)單元的光學(xué)記錄和/或回放設(shè)備。
全文摘要
用于掃描光盤的光學(xué)撿拾單元包括第一光學(xué)分支和第二光學(xué)分支，所述第一光學(xué)分支包括用于發(fā)射第一波長的第一輻射束的第一輻射源、及位于所述第一輻射束中用于將所述第一束反射向所述盤的二向色鏡(8)，以及所述第二光學(xué)分支包括用于發(fā)射不同于所述第一波長的第二波長的第二輻射束、及位于所述第二輻射束中用于將所述第二束反射向所述盤的折疊鏡(28)。所述第一和第二分支被疊加在所述盤的軸向方向上，且當(dāng)沿著軸向方向觀看時被基本上垂直地設(shè)置。
文檔編號G11B7/12GK1541390SQ02815648
公開日2004年10月27日 申請日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者R·維貝奎, P·T·賈特, R 維貝奎, 賈特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司