专利名称：光学传感装置和用于光学传感装置的光偏转覆盖层的制作方法
技术领域：
本发明是关于一个用于例如，小盘(Md)，袖珍盘(Cd)或利用这些媒介的计算机的记录/再现装置的光盘记录/再现装置的光传感器，特别地是，这个发明涉及一个用以发射和检测一个光束和具有一个用以校准光发射单元的光束的象差的覆盖层的光传感器。更特别地，这个发明关于一个覆盖层单元包括一个光吸收部分和一个光反射部分及由不同结构形成的类型的光传感装置。
传统地，在CD盘中使用的光传感装置，如
图1所示，一个光学传感器21包括一个透镜支承器23，形成用以支撑一个物镜22。光学传感器还包括一个基座，支撑一个和光学系统26相互作用的相对的光发射装置和检测装置。
光射在光学传感器21，通过在任何一个或两个聚焦和跟踪方向上移动透镜支承器23，从发射和检测装置中输出的激光束L1沿光学系统物镜22的路径传播，并在光盘27的一个信号记录表面27a上聚焦成一点。光盘27如盘27上的箭头所示，被旋转驱动。由光盘27的信号记录表面27a反射的激光束或回射光，通过物镜22和光学系统26，并再进入光发射和检测装置25。
光学系统26有一个安装用以把从光发射和检测装置25输出的激光束L1导向物镜22和把从光盘27返回的光从物镜22导向光发射和检测装置25的升高的反射镜26a。这样，通过使用一个用以在双轴方向上驱动物镜22的双轴调节器(图中未示出)，在聚焦和跟踪方向上移动物镜22和调整物镜22的位置，使从光发射和检测装置25输出的激光束，经由升高的反射镜26a和物镜22聚焦在光盘27的信号记录表面27a上。从光盘27的信号记录表面27a上反射的返回激光束，经由物镜22和升高的反射镜26a变成光发射和检测装置25的入射光。
在光发射和检测装置25，如图2所示，一个用于输出光的第二半导体基座25b固定在一个第一半导体基座25a上，而一个发射光的半导体激光器25c固定在第二半导体基座25上，用以发射激光束L1。通常，一个不规则四边形的微型棱镜25d提供在半导体激光器件25c的前面或前方的第一半导体基座25a上，因此棱镜25d的一个倾斜的，部分透明的表面面对着半导体激光器25c。
而且，整个光发射和检测装置由一个覆层覆盖，通常，由参考数字28表示。覆层28有提供在覆层28的内表面28f上，以便面对着升高的镜子26a，以45度角倾斜的反射表面28a。
在这种方式下，沿第二半导体基座25b的水平表面，从半导体激光器25c输出的激光束在微型棱镜25d的倾斜表面25h被反射，并在向上的方向上行进。然后光由在覆层28的内表面28f上的反射表面28a反射，并在对着镜子26a的方向上行进。由镜子26a反射的光束接着穿过物镜22并会聚在光盘27的信号记录表面27a上。自光盘27的信号记录表面上的返回光，通过经由物镜22，升高的镜子26a和覆层28的反射层28a，再次传播，在到达微型棱镜25d的底表面之前，进入微型棱镜25d内。到达这个微型棱镜25d的底表面的返回光的一部分穿过底表面，而部分在微型棱镜25d的上表面传播之前，由底表面反射。
这里，如图2所示，一个第一光检测器25e形成在位于微型棱镜25d的入射返回光的位置的下面部分的第一半导体基座25a上。而且，在下表面反射的返回光在微型棱镜25d的上表面的里面反射，并又一次变为微型棱镜25d的下表面的入射光。这样，一个第二光检测器25f形成在位于微型棱镜25d的下表面部分的低端部分的第一半导体基座25a上，其中在微型棱镜的上表面反射已被反射的返回光入射到微型棱镜25d上。第一光检测器25e和第二光检测器25f被分成许多传感器块，每一传感器块的检测信号独立输出。一个第三光检测器25g提供在和半导体激光器25c的输出边相对的边上。第三光检测器25g监示半导体激光器25c发射的激光的密度。光发射和检测装置25是这样的一个包括在一个封闭单元被封闭成为一体的一个光发射单元和一个光接收单元的光学块，例如，如图3所示。
根据以这种方式组成的光传感器21，从光发射和光检测装置25的半导体激光器25c输出的激光，入射到微型棱镜25d的倾斜表面25h上，并由其反射。从微型棱镜25d的倾斜表面25h反射的激光，再经由升高的镜子26a和物镜22传播，并在光盘27的信号记录表面27a的一个希望的跟踪位置上被聚焦成一个点。再次通过物镜22和升高的镜子26a传播的从光盘27返回的光，入射到光发射和检测装置25的微型棱镜25d的倾斜表面25h上，并接着通过倾斜表面，在微型棱镜25d的行进。
返回光在微型棱镜25d的内入射，然后到达微型棱镜25d的下表面入射到下表面的返回光的一部分穿过，而另一部分在微型棱镜25d的上表面的方向上被反射。通过下表面的返回光，入射到第一光检测器25e。另一方面，在下表面反射的返回光，由微型棱镜25d的上表面反射，穿过微型棱镜25d的的下表面，并接着入射到第二光检溅器25f。
返回光以这种方式入射到第一光检测器25e和第二光检测器25f上。因此在自光检测器25e和25f的每一传感器块的检测信号的基础上，检测到一个再现信号，通过使用，例如一个所谓的“差分三分”方法(也称为一个“D-3Df”方法)检测到一个聚焦信号，而在自光检测器25e的每一传感器块的检测信号的基础上，通过一个所谓的“推-拉”法等检测到一个跟踪误差信号。
而上边的实施方案是对现有技术的改进，然而，对用于一个如图1所示的CD盘的光传感器21来讲，从光发射和检测装置25的半导体激光器25c发射出的光束，仅一部分到达光盘27和作用于光盘的再现信号。一般地，从在微型棱镜25d的相对边的半导体激光器25c的表面发射出的光束，仅一部分变为用以监视光密度的第三光检测器25g的入射光，而另外的光束认为是不必要的，并因此在覆层内扩散，如由图1中的斜线所示。因此，有损于光传感器21的工作性能的杂散光，最终作为不必要光的扩散存在。这种情况将破坏使用光传感器21再现的光盘27的稳定工作。
通过把光传感器21包围在如图3代表性地所示的一个封装中，里面光学部分和外部屏蔽开，从而得到一个高度可靠性。然而，对于使光学传感器变小和便宜来讲，证明这是一个障碍。基于此，如图4所示，一个所谓的其中光发射和检测装置形成为一个整体的集成光学传感器已被提出。在图4中，一般地由参考数字29示出的一个光学传感器具有一个直接放置在一个其上构成光传感器的用于信号处理和类似处理的电路的基片29a上的光发射和检测单元。而且，一个用来在聚焦和跟踪方向上，调整性地移动装有物镜22的透镜支承器23的二轴(或称为双轴)的调节器29b和一个用于光学系统的升高的镜子26a，也被安装在基片29a上。对具有这种结构的集成光学传感器来讲，来自半导体激光器25c的不必要的光，进一步得到放大，这有损于光学传感器29的工作。
传统地，用于CD盘的光学传感器，例如，如图5所示构成，其中工作起来类似于图1所示的传统光学传感器。在图5中以参考数字31表示的光学传感器包括一个物镜32，一个固定在一个基座(图中未示出)上的光发射和检测装置33和一个光学系统34。在光学传感器31，通过在聚焦和跟踪方向上移动物镜32，从光发射和检测装置输出的激光，通过光学系统34和物镜32传播，并聚焦到如图5所示，在物镜上被旋转驱动的光盘35的信号记录表面35a上。
光学系统34用以将由光发射和检测装置33输出的激光导向物镜32和将从光盘35返回的光，从物检32导向光发射和检测装置33，功能和图1所示的相似，然而，在图中所示的情况下，装置33由两个用以将光路弯曲以纠正象差的镜子34a和34b构成。通过光学系统34的镜子34a和34b及物镜32，使用一个双轴或二轴调节器(图中未示出)在聚焦和跟踪方向上移动物镜的结果，从光发射和检测装置33发射的激光被聚焦到光盘35的信号记录表面上。自光盘35的信号记录表面35返回的光，因而通过物镜32和光学系统的镜子34a和34b，成为光发射和检测装置的入射光。
光发射和检测装置33由一个安装在一个第一半导体基片33a上，用以输出激光的第二半导体基片33b组成，一个作为光发射单元的半导体激光器安装在第二半导体基片33b上，功能上类似于在图2和图3所示的系统通常，一个不规则四边形的微型棱镜33d，以其倾斜的部分透明的表面33h和半导体激光器33c相面对的这样一种方式，提供在半导体激光器33c前面的第一半导体基片33a上。而且，光发射和检测装置安装在一个其上端开口的直角平行六边形的盒子36中。而盒子36的上端有一个玻璃板37盖住，如图6所示。在这种方式下，沿第二半导体基片33b的表面，从半导体激光器33c发射出的一个激光束，在微型棱镜33d的倾斜表面33h上被反射，在向上的方向上行进，穿过玻璃覆盖层37，并接着在图5所示的光学系统的镜子34a的方向上行进。由镜子34a反射的光束在由光学系统34的镜子34b反射后，通过物镜32会聚在光盘35的信号记录表面35a上。自光盘35的信号记录表面35a上返回的光，再次通过物镜32，光学系统34的镜子34a和34b及玻璃覆盖层37，从微型棱镜33d的倾斜表面，变成微型棱镜33d的入射光，而接着到达微型棱镜35d的下表面。到达这个微型棱镜35d的下表面的返回光的一部分透过下表面，而部分以在上表面的方向上行进的方式由下表面反射。
一个第一光检测器33e形成在位于微型棱镜33d的入射返回光的位置的下面部分的第一半导体基片33a上。而且，在下表面反射的返回光被微型棱镜33d的上表面反射，并再次变为微型棱镜33d的下表面的入射光。一个第二光检测器33f形成在位于微型棱镜33d的下表面部分的低端部分的第一半导体基座33a上，其中在微型棱镜33d的上表面反射的返回光入射到微型棱镜25d上。
第一光检测器33e和第二光检测器33f被分成许多传感器块，每一传感器块的检测信号独立输出。一个第三光检测器33g提供在和半导体激光器33c的输出边相对的边上。第三光检测器33g监示半导体激光器33c发射的激光的密度。根据这种类型结构的光学传感器31，从光发射和光检测装置33的半导体激光器33c输出的激光，入射到微型棱镜33d的倾斜表面33h上，并由其反射。由微型棱镜33d的倾斜表面33h反射的激光，通过光学系统34的镜子34a和34b及物镜32，在光盘27的信号记录表面27a的一个希望的跟踪位置上被聚焦成一个点。通过物镜32和光学系统34的镜子34a和34b，从光盘35返回的光再次传播，以成为光发射和检测装置33的微型棱镜33d的倾斜表面33h的入射光，并接着通过倾斜表面，在微型棱镜33d内行进。
在微型棱镜33d内返回的入射光，到达微型棱镜33d的下表面。在下表面的返回入射光的一部分穿过，而另外一部分在微型棱镜33d的上表面的方向上被反射。通过下表面的返回光，入射到第一光检测器33e上，而另一方面，由下表面反射的返回光，由微型棱镜33d的上表面反射，穿过微型棱镜33d的下表面，并接着入射到第二光检测器33f上。以这种方式的返回光，入射到第一光检测器33e和第二光检测器33f上。在光检测器33e和33f的每一传感器块的检测信号的基础上，检测到一个再现信号，通过使用，例如一个所谓的“差分三分”方法(例如，上述的“D-3Df”方法)检测到一个聚焦信号，而基于光检测器33e的每一传感器块的检测信号的差异，检测到一个跟踪误差信号。
然而，如图1的实施例的情形，由于用于一个CD盘的如图5所示的光学传感器，利用光学系统34的镜子34a和34b，光路弯曲，因此使得整个光学传感器31的厚度，例如从光盘35的下表面到光学传感器31的最下端表面的厚度较薄。因此实现这个目的的部件的数目变得较大，并因为必须精确地确定光学系统34的镜子34a和34b的位置，组装就比较复杂，而且部件费用和组装费用变得较高。
另外，为了校准从半导体激光器33c发射的激光束的象差，比较成熟的是提供一个如图8所示的，在发射边安装了一个用于象差校准的倾斜玻璃板38a的半导体激光二极管38。然而，很难把这种半导体激光二极管38结合到图5所示的光学传感器。而且一个第三光检测器33g(图7)，以从半导体激光器33c的背后发射的激光入射，用以监视半导体激光器33c的光总量的方式，形成在第二半导体基片33b上。在这种情况下，从光盘35返回的光也入射到第三光检测器33g。利用半导体激光器33c的前面和后面发射的光的总量比值，因此如发生变化，就不能精确地监视由半导体激光器33c发射的光的总量。结果，不能精确控制投射到光盘35的光束的强度，从而有损于光学传感器31的再现操作的稳定性。
为了解决上面的几点，本发明的一个目的是提供一个用于光学传感器的光发射和检测装置及其覆盖层，可以校准象差并可做得较小。
为了解决上述的关键问题，本发明的一个目的是提供一个光偏转部分和使用光偏转部分的、尺寸小、重量轻和由于去除了来自光发射单元的不必要光而高可靠的光学传感器。
根据本发明通过一个含有一个放置在从一个光源发射的光束或外边的返回光的光路上的反射部分的光偏转覆盖层，实现上述的目的，光偏转覆盖层用于偏转光束以使光路弯曲，其特征在于光偏转部分具有一个光吸收部分，用于去除对装有光偏转部分的光学设备的工作特性不起作用的无用光。而且，根据本发明，通过一个其特征是包括一个光发射和检测单元，一个用以把从光发射和检测单元输出的激光束聚焦和投射到一个光盘的一个信号记录表面上并把从光盘的信号记录表面返回的光导向光发射和检测单元的光学系统，和一个具有一个放置在光学系统的光路上，用以偏转光束以使光路弯曲的光偏转部分，光偏转部分包括一个光吸收部分，用于去除对装有光偏转部分的光学传感器光学的工作特性不起作用的无用光。
根据上述的结构，光偏转部分配有一个用于去除无用光的光吸收部分。从装有这个光偏转部分的光学装置，例如光传感器，的光发射和检测单元发射的光束中的对光学传感器光的工作特性不起作用的无用光，通过入射到光偏转部分的光吸收部分被吸收掉。
根据本发明，由一个光发射和检测装置实现上述目的，光发射和检测装置包括形成在一个第一半导体基片上的第一和第二光检测器；一个发射激光的光发射单元，形成在安装在第一半导体基片上的一个第二半导体基片上；一个安装在第一半导体基片上的微型棱镜，在其来自光发射单元的激光投射到的部分上有一个倾斜表面形成，有一个由一个部分透明膜和一个非反射膜形成的下表面和一个在上表面的完全反射层；及一个覆盖基片的表面、光发射单元、光检测器和微型棱镜的一个覆盖层，其中，光发射和检测装置具有一个这样的结构；即，来自光发射单元的激光由倾斜表面反射，并被导向一个光盘，而来自光盘的返回光从倾斜表面入射到微型棱镜中，并投射到第一光检测器，而在部分透明膜反射的激光，在由完全反射膜反射后，通过非反射膜，以便照射到第二光检测器上，并且其中覆盖层具有一个用以校准来自光发射单元的激光中的象差的校准装置。根据上述结构，一个用以校准来自光发射单元的激光中的象差的校准装置和覆盖层成为一体形成在用于覆盖半导体基片的上表面、光发射单元、微型棱镜和第一和第二光检测器的覆盖层的内表面。校准装置因此可以方便地结合在一起，而记录在光盘的信号记录表面的信息信号可以在具有较小象差的光束的基础上再现。
下面是基于本发明的一个优选实施方案的附图的详细说明。在下面说明的实施方案是一个本发明的特殊优选示例，根据需要已附加了不同的技术限制。然而，本发明的范围决不限于这些实施方案，除非在下面的本发明的说明中另有限定。
图1是一个说明一个传统光学传感器的的例子的原理示意图；图2是一个说明图1的光学传感器的一个光发射和检测装置的结构的放大透视图；图3是一个说明用于图2中的光发射和检测装置的封装的透视图。
图4是一个说明一个传统光学传感器的另外一个，第二个示例的原理示意图；图5是一个说明一个传统光学传感器的另外一个，第三个示例的原理示意图；图6是一个说明图5中的光学传感器的一个光发射和检测装置的结构的放大透视图；图7是一个说明图6中的光发射和检测装置的剖面图；图8是一个说明一个具有一个用于传统光学传感器用以象差校准玻璃板的半导体激光器的结构的一个示例的原理示意图；图9是一个说明根据本发明的装有一个光偏转覆盖层的光学传感器的第一实施方案的原理示意图；图10是一个说明图9中的光学传感器的基本部分的放大的横截面图；图11是一个说明图10的光偏转部分的光吸收部分的结构的一个示例的放大的横截面图；图12是一个说明根据本发明，装有一个光偏转覆盖层的光学传感器的第二实施方案的原理示意图；图13是一个说明含有根据本发明的具有一个覆盖层的第一实施方案的光学传感器的原理示意图；图14是一个说明图13的光学传感器的覆盖层的放大的平面图；图15是一个说明图13的光学传感器的覆盖层的放大的横截面图；图16是一个说明图13和15的光学传感器的光发射和检测装置的放大的透视图；图17是一个说明图13的光学传感器的光发射和检测装置的第一和第二光检测器的一个聚焦条件的放大的平面图；图18是一个说明光盘靠近，不在聚焦位置上的情况时的第一和第二光检测器的放大的平面图；图19是一个说明光盘远离，不在聚焦位置上的情况时的第一和第二光检测器的放大的平面图。
下面是参照本发明的优选实施方案的附图的一个说明。在下面将要说明的实施方案是一个关于相关技术的本发明的一个特殊优选示例，并根据需要，附加了各种技术限制。然而，本发明的范围决不限于这些实施方案，除非在下面的本发明的说明中所限定的情况下。
图9是一个说明根据本发明用于CD盘的，具有一个光偏转部分或表面的一个光学传感器的优选实施方案的示意图。在图9中，一个光学传感器，由参考数字40所示，包括一个装有一个物镜41的支承器42，一个基座或基片43，及一个光发射和检测装置和提供在基座43上的光学系统。对这个结构来讲，除了包围光发射和检测装置44的覆盖层47的结构外，这个结构和用于图1的光学传感器的结构相同，根据下面的说明可以发现它的主要不同。
光发射和检测装置44几乎和图1中的一样。然而，如图9所示，一个用于输出光的第二半导体基片44b固定在一个第一半导体基片44a上，一个作为光发射单元的半导体激光器44c位于这个第二半导体基片44b上。一个不规则四边形的微棱镜44d安装在半导体激光器44c前面的第一半导体基片44a上。而且，光发射和检测装置44由一个以光偏转部分或混合部分作用的覆盖层完全覆盖住。一个反射表面47a也提供在覆盖层47的内表面，并以45度角倾斜，以便面对着光学系统45中的仰起的镜子45a。在这种方式下，一个从半导体激光器44c发出的光束L1，沿一个和图1中几乎相同的光路照射到光盘46的信号记录表面46a上。接着，从光盘46的信号记录表面46a返回的光，通过覆盖层47的反射表面47a，穿过微型棱镜44d的倾斜表面，以便到达微型棱镜44d的下表面。到达微型棱镜44d的下表面的返回光的一部分穿过下表面，而一部分被下表面反射，行进到微型棱镜44d的上表面。一个第一光检测器44e形成在位于微型棱镜44d的入射返回光的位置的下面部分的第一半导体基片44a上。而，在下表面反射的返回光被微型棱镜44d的上表面反射，并再次变为微型棱镜44d的下表面的入射光。一个第二光检测器44f形成在位于微型棱镜44d的下表面部分的低端部分的第一半导体基座44a上，其中在微型棱镜的上表面反射的返回光入射到微型棱镜44d上。
第一光检测器44e和第二光检测器44f被分成许多传感器块，每一传感器块的检测信号独立输出。一个第三光检测器44g提供在和半导体激光器44c的输出边相对的边上。第三光检测器44g监测半导体激光器44c发射的激光的密度。
作为光偏转部分的覆盖层47的内表面47a，除了反射表面47a和透明部分的前表面47b外，构成一个光吸收部分47C。覆盖层47可以由，例如透明材料塑料或类似的材料制成。另外，因为除了前表面47b为透明部分外，其它部分不必透光，覆盖层也可由一个使用，例如透明光学材料，例如聚丙烯，聚脂，或非晶体聚烯烃和不透明合成树脂，如聚苯撑硫和一种热固性的环氧树脂等，通过二色模制而成，或由透明玻璃和不透明合成树脂等的整体模制形成。
另外，如图10和11可见，反射面47a由，例如一个介质多层膜或一个高反射性的金属膜构成。另外，光吸收部分47d通过把包括SiO2或类以材料的粘合层47d进行分层构成，在覆盖层47的内表面，一个金属吸收层47e由铬或类似物形成，而一个非反射膜47f由TiO2和类似物形成，并以如图11中所示的方式，在顶部形成一个包括SiO2等的保护层47g。因此，光吸收部分具有吸收无用光的特点。然而，黑色涂层或表面处理的黑色材料也可在这个结构中使用。
通过以上述方式构成这个实施方案，在本实施方案的光传感器，一个入射到光盘46的光束L1受支承器42a的一个开口的限制(参见图9)，以便对光盘46的信号记录和再现起作用，但是在光束L1外的光是无用的。另外，用以控制输出光的从半导体激光器44的背后方向输出的光束L2的下边部分通过被入射到光学检测器44g得到利用，而其上方部分是无用的。
当无用光直接或间接地入射到第一或第二光检测器44e和44f上时，光学传感器40的工作性能变得不稳定，而在最坏的情形，出现不正常操作。然而，这个无用光由在作为光偏转部分的覆盖层47的内表面上的光吸收部分的吸收而被去除掉。在这种方式下，光学传感器50能够完成精确的信号记录或再现，其工作性能不再由于无用光的原因而变得不稳定。
图12示出根据本发明的一个光偏转部分的第二实施方案。在图12中，覆盖层47的光偏转部分具有几乎和图9和图10中的实施方案中的结构一样的结构，并配有一个反射面47a，一个透明部分47b，和一个光吸收部分47c。而且，覆盖层47装有分别从前端和背后向下凸出的连接部分48和49。连接部分48和49各有一个从其下端向内边伸出的连接支架48a和49a。在基座或基片43上提供接收每个连接部分48和49的固定孔43a和43b。每一个固定孔43a和43b形成为弧形，其中心为沿下方由微型棱镜44d的倾斜面反射的光束的光轴L3。这样，当覆盖层47的连接部分48和49插入到基座43的固定孔43a和43b时，连接支架48a和49a放入固定孔43a和43b，由于连接部分48和49的原因，结果向外变形。这样在覆盖层47的作用下，连接支架48a和49a穿过固定孔43a和43b并因而利用其弹性复原到原来的形状。结果，连接支架48a和49a与基座43的下表面相连，因此覆盖层47旋转固定于基座43。
如上所述，因为固定孔43a和43b以弧形形成，覆盖层47围绕光轴L3旋转。由于覆盖层47的反射，因此表面47a的作用光束的偏转方向在平行于基座43的表面的一个平面内旋转调整。在这种方式下，当由于连接各个光学部件的误差造成在光轴上有移动时，由于利用作为光偏转部分的覆盖层47的偏转表面47a，通过从物镜41测量使输出光束的密度，同时在，例如组装光学传感器40的光学部件后，相对上述的光轴旋转覆盖层47，偏转光轴可调整到一个输出光束密度最优状态。一般地，通过围绕如上所述的光轴L3，旋转作为光偏转部分的覆盖层，可在一个平行于基座43的平面内调整偏转方向。结果，在安装光发射和检测装置时所要求的精度可以降低，以允许在降低费用下容易安装。
结合上面的两个实施方案，给出一个对用于一个CD盘的光学传感器的说明。然而，本发明决不限于这一方面，显然可以应用到用于包括磁性光盘，例如，小盘等等其它类型光盘的光学传感器和光偏转部分。如上所述，根据本发明，通过去除来自光发射单元的无用光，提供一个体积小，重量轻和高可靠的光偏转部分，例如它的覆盖层，和一个使用该光偏转部分的光学传感器。
这样，如结合前两个本发明的实施方案所说明的，形成一个具有一个放置在由光学传感器的光源发射的光束或从光盘返回的光束的光路上的光反射部分47a，用以偏转一个光束，使光路改向的光偏转部分，使其装有一个用于去除对光学传感器的工作性能不起作用的无用光的光吸收部分47c。
图13是一个说明根据本发明用于一个CD盘，具有光发射和检测装置和覆盖层的一个光学传感器的示意图。
在图13中，和先前所述的图9和图12所示的实施方案相的方式一样，光学传感器50包括一个物镜51，一个基座或基片52和一个具有放置在基座52上的光发射和检测装置及一个光学系统的覆盖层，光学系统和覆盖层54结合为一体。在光学传感器，通过在聚焦和跟踪方向上移动物镜51，由来自光发射和检测装置发射的激光L4，通过覆盖层54中的光学系统和物镜51传输，并聚焦到在物镜52下面，被旋转驱动的光盘55的信号记录表面上的一个点，如图中所示。从光盘55的信号记录表面返回的光L4，通过物镜51和覆盖层54内的光学系统，照射到光发射和检测装置。覆盖层以密封的方式和基座52相连，以便盖住整个光发射和检测装置53及保护它不暴露在空气中。
在覆盖层54内的光学系统，如图14和15所示，用于将光发射和检测装置53发射的激光导向物镜51，和把从光盘55返回的光，从物镜51导向光发射和检测装置53，如先前所一般描述的。光学系统具有安装在覆盖层54的内表面的一个第一发射表面54a和一个第二反射表面54b及一个提供在反射表面54a和54b之间的用于象差校准的一个平板54c。覆盖层54还具有一个在与第二反射表面54b相对的边上靠近低端部分(例如，图中的右边底端部分)内表面，面朝下倾斜45度角的第三反射表面54b。
第一反射面54a倾斜45度角，以便反射一个来自近似平行于基座52的表面的光发射和检测装置53，在一个向上方向传播的光束。第二反射表面54b也以同样的方式倾斜45度角，以便把一个由第一反射表面54a反射的水平传播的光束导向向下传播。平板54c与覆盖层54形成为一体，是一个光透射的平板，并如图14所示，相对于从光发射和检测装置53发射的光束的光轴倾斜。在这种方式下，来自光发射和检测装置53的一个光束的象差，在光束通过这个平板54c时，得到校准。覆盖层54可以由，例如一个透明的塑料和材料类似的做成。
另一方面，除了平板54c外的部分不必是对光透明的，其它部分不必透光，覆盖层也可由一个使用，例如透明光学材料，例如聚丙烯，聚脂，或非晶体聚烯烃和不透明合成树脂，如聚苯撑硫和一种热固性的环氧树脂等，通过二色模制而成，或由透明玻璃和不透明合成树脂等的整体铸塑形成。而且反射表面54a，54b和54d可由，例如多层介质膜构成。对除反射表面54a，54b和54d外的覆盖层54的内表面部分讲，更可取的是可以由吸收光的膜构成，以便具有吸收无用光的特点。而且，可以使用黑色材料或使用黑色材料完成表面处理。
通过穿过第一反射表面54a，平板54c和第二反射表面54b，由于物镜51由一个在图中未示出双轴或二轴调节器在聚焦和跟踪方向上调节移动，使从光发射和检测装置53发射的激光变为物镜51的入射光。从光盘55的信号记录表面上返回，接着经由物镜51和第二反射表面54b，穿过平板54c的返回光由第一反射表面54a反射，因而入射到光发射和检测装置53。光发射和检测装置53也具有一个用于输出光的，而装在第一半导体基片53a上的第二半导体基片53b，如图16所示，在第二半导体基片53b上，提供一个作为光发射单元的半导体激光器53c。一个非规则的四边形微型棱镜53d以一个半透表面面对着半导体激光器53c的方式，也被提供在第一半导体基片53a上，在半导体激光器的前方。在这种方式下，沿第二半导体基片53b的表面，从半导体激光器53c发射的激光束由微型棱镜53d的倾斜表面反射，在向上的方向传播，由覆盖层54的第一反射表面54a反射，穿过平板54c并在第二反射表面54b的方向上传播。而从光盘的信号记录表面返回的光，经由覆盖层54的第二反射表面54b，平板54c和第一反射表面54a，穿过微型棱镜53d的倾斜表面。到达微型棱镜53d的下表面的返回光的一部分穿过下表面，而另外一部分在下表面被反射，以便在向着微型棱镜53d的上表面的方向上传播。这里在第一半导体基片53a上形成一个第一光检测器53e，在从微型棱镜返回的光的入射位置的下边部分。在下表面反射的返回光，在微型棱镜53d的上表面被反射，并再次成为微型棱镜53d的下表面的入射光。另外，一个第二光检测器53f形成在位于微型棱镜53d的下表面部分的低端部分的第一半导体基座53a上，其中在微型棱镜的上表面反射的返回光入射到微型棱镜53d上。第一光测器53e和第二光检测器53f的每一个被分成许多(在图中所示的情况下为3个，一个在中心，两个在每一边上)传感器块A，B，C，D，E和F，如图17所示。每一传感器块A，B，C，D，E和F的检测信号SA，SB，SC，SD，SE和SF独立输出。
另外，一个第三光检测器53g提供在和安装第二半导体基片53b的边相对的微型棱镜53d的边上的第一半导体基片53a上。第三光检测器53g监测半导体激光器53c发射的激光的密度，并因此提供保证使得从半导体激光器发射的激光，从微型棱镜53d的倾斜表面入射。在从微型棱镜53d的相对边的底端表面发射后，光也由覆盖层54的第三反射表面54d反射，以便成为第三光检测器53g的入射光。
第三个优选实施方案如上所述构成，而从光发射和检测装置53的半导体激光器发射的激光入射到微型棱镜53d的倾斜表面，并由倾斜表面反射。由微型棱镜53d的倾斜表面反射的激光被覆盖层54的第一反射表面54a反射，在平板54c进行象差校准后，通过第二反射表面54b和物镜51聚焦到光盘55的信号记录表面上所希望的跟踪位置上。从光盘55返回的光，通过物镜51，第二反射表面54b，象差校准板54c和第一反射表面54a，再次成为光发射和检测装置53的微型棱镜53d的倾斜表面的入射光，而后通过倾斜表面，在微型棱镜53d内传播。
到达微型棱镜53d下表面的，在其中入射的返回光的一部分通过，而部分在微型棱镜53d的上表面的方向上被反射。通过下表面的返回光入射到第一光检测器53e，而，在另一方面，在下表面反射的返回光，由微型棱镜53d的上表面反射，穿过微型棱镜53d的下表面，并然后入射到第二光检测器53f上。当光盘在“正在聚焦”的位置上时，在第一光检测器e和第二光检测器f上形成光点具有同样的大小，如图17所示。而，当光盘55太近时，在第一光检测器e形成的光点变大，而在第二光检测器f上形成的光点变小，如图18所示。另外，当光盘55太远时，在第一光检测器e形成的光点变小，而在第二光检测器f上形成的光点变大，如图19所示。在这种方式下，返回光入射到第一光检测器53e和第二光检测器53f上，在第一光检测器53e和第二光检测器53f上形成的光点的相对大小，根据光盘55的聚焦状态而改变。这样，在光检测器53e和53f的每一传感器块的检测信号的基础上，检测到一个再现信号，通过使用，例如一个所谓的“差分三分”方法(D-3Df)检测到一个聚焦信号，而基于光检测器53e的每一传感器块的检测信号的差异，检测到一个跟踪误差信号。
例如，在差分3分方法中，基于来自第一光检测器53e和第二光检测器53f的检测信号SA至SF，聚焦误差信号FE可从(公式1)FE＝(SB+SD+DF)-(SA+SC+SE)中得到。而跟踪误差信号TE从(公式2)TE＝(SA+SB+SC)-(SD+SE+SF)中得到，另外，再现信号RF从(公式3)RF＝(SA+SB+SC)+(SD+SE+SF)中得到。
当一个从光发射和检测装置53的半导体激光器53c发射的激光入射到微型棱镜53d的倾斜表面，一部分光传播到微型棱镜53d的内部，而在从微型棱镜53d的相对边上的底表面上发射后，由形成在覆盖层54的内表面上第三反射表面54d反射，因此入射到在第一半导体基片53a上的第三光检测器53g上。在这种方式下，完成用于半导体激光器53c的发射光总量的监视。在这种情况下，因为从光盘55返回的光不入射到第三光检测器53g上，由于返回光的干扰得到消除，而且由半导体激光器53c发射的光的总量可以得到可靠地监视。于是，对于在光盘55的信号记录表面上投射的光束的光总量，可以得到精确地控制，以提高光学传感器50的再现操作的稳定性。
在上面的第三个实施方案中，已经给出对一个用于小盘的光学拾器的情况的说明。然而，本发明决不限于这一方面，而显然可以应用到包括磁性光盘，例如，CD盘等和其它类型光盘的光学传感器和光偏转部分。根据上述的本发明，提供了用于一个光学传感器，象差得到校准而结构小的一个光发射和检测装置和其覆盖层。
权利要求
1.一个光学传感装置，包括一个半导体激光器，用以产生光束；检测装置，用以检测所述的光束；一个半导体基片，提供所述的半导体激光器和检测装置；及一个覆盖层单元，用于覆盖所述的半导体基片，其中所述的覆盖层单元具有一个用于透射所述光束的透射部分、一个用以反射所述光束的反射部分及一个用以吸收所述光束的吸收部分。
2.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述的装置还包括一个含有一个固定在所述的半导体基片上的波束分离棱镜的光发射/接收装置，而所述的检测装置提供在所述的棱镜下面。
3.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述装置还包括在所述的半导体基片上，用以监测所述的半导体激光器的激光功率的监视装置。
4.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述的吸收部分通过对在所述的覆盖层单元的内表面的一个粘合层、一个金属吸收层和一个非反射层进行分层而形成，并然后在其顶部形成一个保护层。
5.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述的吸收部分由一种黑色材料构成。
6.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元具有一个用以校准来自所述的半导体激光器的所述的光束的象差的校准装置。
7.根据权利要求1的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元固定在一个基座单元上，基座单元相对于所述的光发射单元和所述的检测单元安装，以使得偏转部分的方向可在一个垂直于光轴的平面内旋转。
8.一个光学传感装置，包括一个光发射装置，用以产生光束；检测装置，用以检测所述的光束；光学导光装置，用以将所述的光束从所述的光发射装置导向一个光记录媒介，及将所述的光束从所述的记录媒介反射到所述的检测装置；及一个覆盖层单元，用于覆盖所述的光发射装置和所述的检测装置，其中所述的覆盖层单元具有一个用以校准来自所述光发射装置的所述光束的象差的校准装置。
9.根据权利要求8的光学传感装置，其中所述的光发射装置和所述的检测装置安置在一个导线连接板上，在其上形成一个导线连接的图形。
10.根据权利要求8的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元包括一个用以透射所述光束的第一部分和用以遮挡所述光束的第二部分，所述校准装置提供在所述的第一部分上。
11.根据权利要求10的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元在所述的第二部分上具有一个用以反射所述的光束的反射部分。
12.根据权利要求11的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元具有一个和在所述的第二部分上用以反射所述的光束反射部分一起，用以吸收所述的光束的吸收部分。
13.根据权利要求10的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元把所述的第二部分和所述的校准装置形成为一体。
14.根据权利要求8的光学传感装置，其中提供所述的校准装置，以便相对所述的光束的光轴倾斜。
15.根据权利要求8的光学传感装置，还包括用以监视所述光发射装置激光功率的监视装置，而所述的监视装置，和所述的发射装置及检测装置安置在一个导线连接板上，在其上形成一个导线连接图形。
16.根据权利要求8的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元固定在一个基座单元上，基座单元相对于所述的光发射单元和所述的检测单元安装，以使得偏转部分的方向可在一个垂直于光轴的平面内旋转。
17.一个光学传感装置，包括一个半导体激光器，用以产生光束；检测装置，用以检测所述的光束；一个半导体基片，提供所述的半导体激光器和检测装置；一个光发射/接收装置，包括一个固定在所述的半导体基片上的波束分离棱镜，而所述的检测装置安装在所述的棱镜下面；及一个覆盖层单元，用于覆盖所述的半导体基片，其中所述的覆盖层单元具有一个用以校准来自所述的半导体激光器的所述的光束的象差的校准装置。
18.根据权利要求17的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元包括一个用以透射所述的光束的第一部分和用以遮挡所述的光束的第二部分，所述的校准装置提供在所述的第一部分上。
19.根据权利要求18的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元在所述的第二部分上具有一个用以反射所述的光束的反射部分。
20.根据权利要求19的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元具有一个和在所述的第二部分上的所述的反射部分一起，用以吸收所述的光束的吸收部分。
21.根据权利要求18的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元把所述的第二部分和所述的校准装置形成为一体。
22.根据权利要求17的光学传感装置，其中所述的覆盖层还包括一个用以把所述的激光束从所述的光发射/接收单元反射到所述的光记录媒介上的反射部分。
23.根据权利要求17的光学传感装置，其中安置所述的校准装置，以便相对于所述的光束的光轴倾斜。
24.根据权利要求10的光学传感装置，其中所述装置还包括在所述的半导体基片上用以监视所述的半导体激光器的激光功率的监视装置。
25.根据权利要求24的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元包括一个用以把所述的激光束反射到所述的监视装置上的一个反射部分。
26.根据权利要求17的光学传感装置，其中所述的覆盖层单元固定在一个基座单元上，基座单元相对于所述的光发射装置和所述的检测装置安装，以使得偏转部分的方向可在一个垂直于光轴的平面内旋转。
全文摘要
一种用于光学传感装置的光偏转覆盖层，具有设置在从光源发射的光束或从装置外边返回的光的光路上的反射部分，用于偏转光束以改变光路。覆盖层的光偏转部分有一光吸收部分，用于去除对装有光偏转部分的光学设备的工作特性不起作用的无用光。光学传感装置包括光发射和检测装置、将其输出的激光束聚焦和投射到光盘的信号记录表面上并将由其返回的光导向光发射和检测装置的光学系统、和具有设在光路上偏转光束以使光路弯曲的光偏转部分。
文档编号G11B7/13GK1163453SQ9611048
公开日1997年10月29日 申请日期1996年6月19日 优先权日1995年6月19日
发明者久米英广, 齐藤公博, 佐藤修三, 久保毅 申请人:索尼公司