[发明专利]双聚焦的光学头装置

说明书

本发明涉及一种双聚焦的光学头装置，特别涉及一种在光盘上产生双焦点来精确记录/重现厚度不同的不同光盘的双聚焦的光学头装置。

近年来，使用如激光盘(LD)和小型盘(CD)的光盘的数据记录/重现设备已在商业上应用。为了从光盘上读出数据，把一个激光束照在数据记录光道(下文中称为“光道”)上，然后数据依照被光道反射的光束重现。

当光道螺旋状地加工在光盘上时，由于每个光道的扇区离盘的转动中心不等距，在读出模式中，用激光束精确照射光道的(径向)寻道控制是必不可少的。即使光道是同心圆，由于盘的偏心，每个光道的扇形区离盘的转动中心仍不等距。因而寻道控制也是必不可少的。传统的寻道控制由单束法或三束法完成。

另外，由于在读出模式中光盘旋转，光学头到光盘的距离变化很小，因而正确读出数据是困难的。这样，必须提供聚焦控制。常规的聚焦控制是由利用像散现象的像散方法或一种刀口方法实现的。

作为常规寻道回路的典型例子，一个透镜寻道回路有一个随从光盘反射或通过光盘透射的光束所得出的寻道误差信号而移动的物镜。例如，透镜寻道回路在一束法或三束法中，由激光发射的光束形成一束光或三束光。物镜通常由光头座上的弹簧支撑并固定。一个寻道执行器移动物镜用于寻道控制。当寻道执行器被断开时，透镜保持在由弹簧力所平衡的力学平衡点上。

当光道偏心超过20或30微米时，物镜大大地偏离力学平衡点，使光偏差信号和寻道误差信号叠加在一起。激光束然后随光偏差信号跟踪一个错误的光道。为了消除光偏差信号，如在美国专利US4,761,773中公开了一种被称为两步伺服系统的寻道系统。根据此系统，通过移动支架，也就是移动了光学头、物镜，从而共同来完成寻道工作。

一个透镜聚焦回路可作为传统的聚焦回路的典型例子。它有一个随激光源发射、然后被光盘反射或透射的激光束所引起的聚焦误差信号而移动的物镜。物镜通常和用于寻道控制的物镜相同。一个聚焦执行器移动透镜用于聚焦控制。当聚焦执行器被断开时，透镜保持在由弹簧力所平衡的力学平衡点上。

常规的光传感执行器分成两种类型。光传感执行器使物镜在垂直(聚焦)方向和水平(寻道)方向运动。

例如，一种类型是聚焦与寻道线圈分别放置在相互垂直和平行的方向。在这种情况下，当聚焦控制信号F作用于聚焦线圈上时，物镜被上下移动。而当寻道控制信号T作用于寻道线圈上时，物镜被左右移动。

另一种类型是，聚焦与寻道线圈分别放置在相对于光轴为45°/45°的方向上。在这种情况下，当聚焦控制信号F与寻道控制信号T之差作用于A线圈时，聚焦控制信号F和寻道控制信号T之和作用到B线圈上。

A＝F-T，B＝F+T。

作用于两个线圈的信号之和为

B+A＝(F+T)+(F-T)＝2F，它使物镜在聚焦方向上移动。

作用于两个线圈的信号之差为：

B-A＝(F+T)-(F-T)＝2T，它使物镜在寻道方向上移动。

现在参照图1说明具有上述光学头执行器的传统光学头装置。

图1是一个传统光学头装置的示意图。

一个激光二极管10作为发射激光束的光源。从激光二极管10发射的激光束被分光器11改变90°角后反射出，通过准直透镜12变成平行光束。然后通过全息装置13被衍射。衍射的光束通过物镜14后可以聚焦在盘D1或D2上。一个光学头执行器19环绕着物镜14安装，以使激光束可以精确地聚焦在D1盘或D2盘上。全息装置13的表面中心部位有全息栅格15。

下面说明上述光学头装置的工作过程。

例如，把1.2mm光盘D1装入由双聚焦法操作的平台中。激光束由激光二极管10发射。从激光二极管10发射的激光束被分光器11转向90°角后反射出，通过准直透镜12变成平行光束。当平行光束通过全息装置13被衍射后，光束透过物镜14，衍射光束可以聚焦在1.2mm盘D1的一个凹坑上。

这时，通过物镜14射到全息装置上的一部分光束通过全息栅格被衍射，因而光能仅集中于衍射光束中的第一级衍射光束。这就是说，焦距较大的第一级衍射束被聚焦在1.2mm盘D1的凹坑上。这样，反射光束向分光器11返回。经过分光器11后被光电二极管17接收的光束，用于重现信息。光学头执行器19对重现信息中产生的微小的寻道及聚焦误差作精确的寻道和聚焦的伺服控制。

同时，当把0.6mm盘D2装入由双聚焦法操作的平台中时，光能仅集中于零级衍射光束，即非衍射束。这就是说，焦距较小的零级衍射束被聚焦在0.6mm盘D2的凹坑上。