專利名稱：光學(xué)頭裝置及其讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)頭裝置及其方法，特別是一種能夠適于對(duì)不同厚度的光盤進(jìn)行光讀取的光學(xué)頭裝置及其方法。
近來，作為記錄和重放包含視頻、聲頻或數(shù)據(jù)等信息的記錄媒體，主要使用光盤。在這種記錄媒體的盤中，通常使用標(biāo)準(zhǔn)記錄密度型的可記錄光盤(CD-R)和高記錄密度型的數(shù)字通用盤(DCD)。表1所示的是CD-R和DCD的特性。
表1
從表1中可以看出，CD-R和DVD在信息記錄表面分別具有不同的厚度和光軌間距。
因此，為了對(duì)CD-R和DVD實(shí)現(xiàn)光讀取，就必須使用分別具有專用波長的光束。例如，在使用CD-R的光學(xué)頭裝置對(duì)DVD進(jìn)行光讀取的情況下，由于DVD和CD-R之間存在厚度差，實(shí)質(zhì)上會(huì)產(chǎn)生球面象差，所以就得對(duì)CD-R和DVD使用單獨(dú)的光學(xué)頭裝置及其讀取方法。
然而，迄今為止，人們已經(jīng)提出了多種兼容于CD-R和DVD的光學(xué)頭裝置。這些光學(xué)頭裝置設(shè)計(jì)成(1)對(duì)各自具有不同厚度的盤采用分離物鏡，(2)采用全息光學(xué)元件和(3)采用液晶二極管(LCD)光閥(shutter)。本申請(qǐng)人已經(jīng)提出有關(guān)適于CD-R和DVD的光學(xué)頭裝置和光讀取方法的數(shù)個(gè)申請(qǐng)。
然而，兼容傳統(tǒng)CD-R和DVD的光學(xué)頭裝置需要價(jià)格相對(duì)較高的器件，例如全息光學(xué)元件和LCD光閥，這些增加了制造成本。在使用物鏡的情況下，光學(xué)頭裝置應(yīng)該形成一個(gè)具有相對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的“有限光學(xué)系統(tǒng)”以便使光束聚焦在盤上。因此，在此申請(qǐng)中也存在一些缺點(diǎn)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適于分別具有不同厚度的盤的光學(xué)頭裝置及其讀取方法，以其相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu)降低制造成本。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)頭裝置，它包括一個(gè)盤支持件，用于選擇性地承載至少兩種類型的具有不同厚度且設(shè)置了信息記錄表面的光盤；數(shù)個(gè)光源，分別與盤支持件保持不同的間距，用于發(fā)射各不相同波長的光束以對(duì)盤支持件承載的盤進(jìn)行光讀取；光電檢測器，它包括一個(gè)光路變換器，用于變換光束的路徑以使每個(gè)光源發(fā)射的光束向盤傳播；一個(gè)數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器，包括位于光路變換器和盤支持件之間并設(shè)置成與光軸同心的環(huán)形屏蔽區(qū)，用于根據(jù)入射光束的特性提供不同的數(shù)值孔徑；一個(gè)物鏡，用于分別使已通過數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器的光束聚焦在盤的信息記錄表面上以形成一光點(diǎn)。
數(shù)個(gè)光源包括第一光源和第二光源，最好的情況是，屏蔽區(qū)對(duì)于從第一光源和第二光源的任何一側(cè)在水平方向入射的光束保持一設(shè)定的參考數(shù)值孔徑，并對(duì)于從另一側(cè)以發(fā)散光束的形式入射的光束保持或低于一設(shè)定的數(shù)值孔徑。
此時(shí)，第一光源發(fā)射具有600nm或650nm波長的光束，第二光源發(fā)射具有750nm或800nm波長的光束。為了有效地進(jìn)行光讀取，屏蔽區(qū)的內(nèi)徑為1.2nm，外徑為1.45nm，并與光軸同心。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種光讀取方法，它用于選擇性地對(duì)至少兩種類型的、具有不同厚度且設(shè)置了信息記錄表面的光盤進(jìn)行光讀取，該光讀取方法包括下列步驟(a)設(shè)置一光束的光路，該光束具有不同的波長且能夠?qū)Ω鱾€(gè)光盤進(jìn)行光讀?。?b)包括一環(huán)形屏蔽區(qū)，它設(shè)置成與光路的光軸保持同心，根據(jù)入射光束的特性提供不同的數(shù)值孔徑；(c)使被讀取的光盤承載在盤支持件上；(d)發(fā)射能夠?qū)Ρ怀休d的光盤進(jìn)行光讀取的光束，經(jīng)過數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器在光盤信息記錄表面上形成一個(gè)光點(diǎn)，并檢測包含由光盤獲得的信息的光束。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例表示光學(xué)頭裝置的示意圖；圖2是圖1所示裝置的部分放大示圖；圖3是本發(fā)明的屏蔽板的正視圖。
下面參考附圖將詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明表示光學(xué)頭裝置的示意圖。如圖1所示，光學(xué)頭裝置包括一選擇性地支撐CD-R19和DVD9的盤支持件(未示出)，一第一光源和第二光源，用于分別發(fā)射具有635nm波長的第一光束和具有780nm波長的第二光束，和分別與第一和第二光源1和11相關(guān)的光檢測器5和15。發(fā)射波長為780nm的光束的第二光源與盤支持件相對(duì)地間隔一設(shè)定的距離。發(fā)射波長為635nm的光束的第一光源1位于第二光源11與盤支持件之間光軸的水平方向上。這些光源1和11是由激光二極管構(gòu)成的，每個(gè)光源與盤支持件相距不同的距離。
在第一光源1、第二光源11和盤支持件相交匯的位置，設(shè)置光路變換器21使第一和第二光源1和11發(fā)射出的光束能被發(fā)射至盤支持件上。光路變換器21是由能夠把第一光源1發(fā)射出的波長為635nm的光束反射至盤支持件上并透射第二光源11發(fā)射出的波長為780nm的光束的光束分離器組成的，光路變換器21下文稱之為分束器。
與此同時(shí)，在分束器21和盤支持件之間的光軸上設(shè)置如圖2所示的有限光學(xué)系統(tǒng)。有限光學(xué)系統(tǒng)使分束器21的光束聚焦在光盤9和19的信息表面上，它包括一個(gè)準(zhǔn)直透鏡23，在準(zhǔn)直透鏡23下游處的環(huán)形光闌31，和一個(gè)與準(zhǔn)直透鏡23相對(duì)的物鏡25，環(huán)形光闌31位于準(zhǔn)直透鏡23和物鏡25中間。如圖1所示，準(zhǔn)直透鏡23使第二光源11輸出的第二光束校正為平行光，并使平行校正的光以正交的方向發(fā)射于CD-R19的盤面上。第一光源1的第一光束以分散光束的形式發(fā)射，然后再射向環(huán)形光闌31。
如圖3所示，環(huán)形光闌31大致為矩形狀，一環(huán)形屏蔽區(qū)33設(shè)置在板面上。屏蔽區(qū)33設(shè)置成與光束的光軸同心，其數(shù)值孔徑(NA)是隨入射光束的波長和入射角而變化的。最好是要考慮到光盤9和19的類型和第一、第二光源1和11的特性來設(shè)置屏蔽區(qū)33。最佳實(shí)施例設(shè)計(jì)成包括具有內(nèi)徑為1.2nm，外徑為1.45nm的屏蔽區(qū)33，它適用于對(duì)CD-R19和DVD9進(jìn)行有效地光讀取。物鏡25使經(jīng)過環(huán)形光闌31透射的入射光束聚焦在光盤9和19的各自信息記錄表面上，然后形成一個(gè)光點(diǎn)。
與此同時(shí)，兩個(gè)全息光束分離器3和13在光軸上分別位于光路變換器21與第一和第二光源1和11之間。全息光束分離器3和13分別透射光源1和11發(fā)出的光束，并使由光盤9和19反射出的光束向相應(yīng)的光檢測器5和15傳播。在本實(shí)施例的光學(xué)頭裝置中，第一光源1和第一光檢測器5整體地結(jié)合成單個(gè)的器件。
如果CD-R19或DVD9的任一側(cè)放置在盤支持件上，具有這樣結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的光學(xué)頭裝置通過一控制器(未示)或使用者的外部控制使相應(yīng)的光源發(fā)射光束。
首先，作為舉例來說明DVD9放置在盤支持件上的一種情況，第二光源11發(fā)射一光束以對(duì)DVD9進(jìn)行光讀取。第二光源11發(fā)射的光束的光路如圖1的實(shí)線所示。經(jīng)過分束器21發(fā)射的光束穿過準(zhǔn)直透鏡23，轉(zhuǎn)換成一平行光束，然后入射過環(huán)形光闌31，以正交方向射到DVD9的盤面上。此時(shí)，入射光束由環(huán)形光闌31的屏蔽區(qū)33擋住，保持一個(gè)0.6的參考數(shù)值孔徑。穿過環(huán)形光闌31的波長為780nm的光束經(jīng)過物鏡25，然后在DVD9的信息記錄表面形成一個(gè)光點(diǎn)。接著，包含記錄在DVD9的記錄密度表面上的信息的光束沿著與光束入射的路徑的相反方向傳播，經(jīng)過全息光束分離器13由第二光檢測器15進(jìn)行檢測。
另外，當(dāng)CD-R19放置在盤支持件上時(shí)，第一光源1發(fā)射波長為635nm的光束。發(fā)射出的光束通過分束器反射至盤支持件上，如圖1的虛線所示。反射過的光束經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡23以分散光束的形式透射，然后入射到環(huán)形光闌31上。此時(shí)，數(shù)值孔徑大于或等于0.45的光束由設(shè)置于環(huán)形光闌33上的屏蔽區(qū)33擋住。入射到環(huán)形屏蔽區(qū)33上具有半徑范圍為1.2nm至1.45nm的光束根據(jù)屏蔽區(qū)33的特性被擋住，同時(shí)如圖2的箭頭所示的穿過屏蔽區(qū)33的外側(cè)的光束偏離物鏡25的半徑。因此，本發(fā)明的環(huán)形光闌31就限制了入射至屏蔽區(qū)33內(nèi)側(cè)的光束的透射。從而，穿過物鏡25波長為635nm的光束在CD-R19的信息記錄表面形成一個(gè)大小為1.4μm的光點(diǎn)，以此對(duì)CD-R進(jìn)行光讀取。另一方面，包含由VD-R19反射的信息的光束經(jīng)過分束器21從第二全息光束分離器3反射，然后由第一光檢測器5對(duì)其進(jìn)行檢測。
如上所述，本發(fā)明的光學(xué)頭裝置及其方法提供了一種包括設(shè)置了環(huán)形屏蔽區(qū)的環(huán)形光闌的相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu)，它兼容CD-R和DVD，由此降低了制造成本。
這里，在所顯示區(qū)域的屏蔽通過光反射、吸收、折射和散射能夠很容易地實(shí)現(xiàn)。
在上述實(shí)施例中，光記錄媒體所限定的CD-R和DVD僅是為了解釋的方便，但是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例能夠提供一種兼容不同厚度的各種盤的光讀取構(gòu)造。
雖然這里對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但很明顯，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可以作出多種變化。
權(quán)利要求
1．一種光學(xué)頭裝置，它包括盤支持件，用于選擇性地承載至少兩種類型的具有不同厚度且設(shè)置了信息記錄表面的光盤；數(shù)個(gè)光源，分別與盤支持件保持不同的間距，用于發(fā)射各不相同波長的光束以對(duì)盤支持件承載的盤進(jìn)行光讀?。还怆姍z測器，它包括一個(gè)光路變換器，用于變換光束的路徑以使每個(gè)光源發(fā)射的光束向盤傳播；一個(gè)數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器，包括位于光路變換器和盤支持件之間并設(shè)置成與光軸同心的環(huán)形屏蔽區(qū)，用于根據(jù)入射光束的特性提供不同的數(shù)值孔徑；一個(gè)物鏡，用于分別使已通過數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器的光束聚焦在盤的信息記錄表面上以形成一光點(diǎn)。
2．一種如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于上述的數(shù)個(gè)光源包括第一光源和第二光源，屏蔽區(qū)對(duì)于從第一光源和第二光源的任何一側(cè)在水平方向入射的光束保持一設(shè)定的參考數(shù)值孔徑，并對(duì)于從另一側(cè)以發(fā)散光束的形式入射的光束保持或低于一設(shè)定的數(shù)值孔徑。
3．一種如權(quán)利要求2所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于上述的第二光源與第一光源相比，其發(fā)射的波長相對(duì)較長，該光學(xué)頭裝置還包括一準(zhǔn)直透鏡，其位于光路變換器和數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器之間，用于透射由第二光源在水平方向發(fā)射出的光束，還以發(fā)散光的形式透射由第一光源發(fā)射出的光束。
4．一種如權(quán)利要求3所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于上述的第一光源發(fā)射具有600nm或650nm波長的光束，第二光源發(fā)射具有750nm或800nm波長的光束，上述的屏蔽區(qū)的內(nèi)徑為1.2nm，外徑為1.45nm，其與光軸同心。
5．一種如權(quán)利要求4所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于上述第二光源設(shè)置成與盤支持件相對(duì)，并與光路變換器保持同心；上述的第一光源在正交于第二光源和盤支持件之間的光軸的方向上設(shè)置成與光路變換器相對(duì)。
6．一種如權(quán)利要求5所述的光學(xué)頭裝置，其特征在于上述的光路變換器透射由第二光源發(fā)射出的光束，并把第一光源發(fā)射出的光束反射至盤支持件上。
7．一種如權(quán)利要求6所述的光學(xué)頭裝置，它還包括一個(gè)第一分束器，位于第一光源和光路變換器之間，用于傳輸由第一光源發(fā)射出的光束，并把來自盤的光束反射至光電檢測器上；一第二光束分離器，它位于第二光源和光路變換器之間，用于透射由第二光源發(fā)射出的光束，并使盤反射出的光束向光電檢測器傳播。
8．一種光讀取方法，它用于選擇性地對(duì)至少兩種類型的、具有不同厚度且設(shè)置了信息記錄表面的光盤進(jìn)行光讀取，該光讀取方法包括下列步驟(a)設(shè)置一光束的光路，該光束具有不同的波長且能夠?qū)Ω鱾€(gè)光盤進(jìn)行光讀??；(b)包括一環(huán)形屏蔽區(qū)，它設(shè)置成與光路的光軸保持同心，根據(jù)入射光束的特性提供不同的數(shù)值孔徑；(c)使被學(xué)讀取的光盤承載在盤支持件上；(d)發(fā)射能夠?qū)Ρ怀休d的光盤進(jìn)行光讀取的光束，經(jīng)過數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器在光盤信息記錄表面上形成一個(gè)光點(diǎn)，并檢測包含由光盤獲得的信息的光束。
全文摘要
一種光學(xué)頭裝置及其讀取方法,能兼容至少兩種類型的光盤。光學(xué)頭裝置包括一光路變換器,變換光束的路徑以使每個(gè)光源發(fā)射的光束向盤傳播;一數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器,包括位于光路變換器和盤支持件之間并設(shè)置成與光軸同心的環(huán)形屏蔽區(qū),根據(jù)入射光束的特性提供不同的數(shù)值孔徑;一物鏡,分別使已通過數(shù)值孔徑調(diào)節(jié)器的光束聚焦在盤的信息記錄表面上以形成一光點(diǎn)。因此,本裝置提供了一種相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu),由此而降低了制造成本。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1210335SQ98120320
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1998年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月30日
發(fā)明者李哲雨, 劉長勛 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社