专利名称：具有旋转臂致动器的光学拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有第一固定部分和第二枢转部分的光学拾取装置，其中第二部分装备有一光学系统，其限定一激光束从激光源朝向光学可读信息载体的射束路径。本发明还涉及一种包括这种拾取装置的光学驱动。
背景技术：
可以以枢转光学装置的形式设计出光学拾取装置，其中激光二极管安装在与枢转装置的实际摇臂相分离的固定结构中。将激光二极管设置在摇臂本身中会存在一些较大的缺点，例如，增加的臂质量、对由激光二极管产生的热的复杂处理、复杂的布线等。因此，通常优选的是将激光二极管安装在与摇臂分离的固定结构中。
在上述光学拾取装置中，对于摇臂的不同位置，来自激光二极管的不对称发射的不同部分被聚焦在信息载体上。这可通过使激光二极管的快轴(即，最大发散尺寸，divergent dimension)平行于信息载体扫描期间摇臂枢转的平面，即信息载体的平面来实现。由于在这个方向上激光二极管的发射的发散，也允许在正交方向上有小的移动。由激光二极管发射的光沿着拾取装置的枢转部分中的光学系统行进，并且通过折叠式反射镜而指向信息载体。
对于这种类型的光学拾取装置，可通过利用双楔或屋脊棱镜的所谓傅科(Foucault)法来完成聚焦误差探测。这种方法对于本领域的技术人员来说是公知的。
然而，即使结合了双屋脊棱镜并且水平和垂直地分割探测光电二极管，在这种情况中也不能产生推挽跟踪误差信号。这种分割仅用于产生针对摇臂的旋转角度的信号，其可用于控制臂的驱动。
因此，现有技术的问题在于如何产生用于上述类型的旋转臂致动器的推挽跟踪误差信号。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种解决方案，其可在使用旋转臂致动器的光学拾取器中进行单光束推挽跟踪。
通过下文权利要求中所阐明的安排和光学驱动来实现该目的。
因此，根据本发明，提供一种光学拾取装置，其中具有一光学系统，用于限定从激光源到光学聚焦单元的射束路径，该射束路径用于信息载体的光学读出。该光学系统安装在绕第一枢转轴枢转的装置的一个部分中。第一折叠式反射镜用于在平行于所述枢转轴的平面内以90°折叠射束路径，并且第二折叠式反射镜用于在正交于所述枢转轴的平面内以90°折叠射束路径。以这种方式旋转了从信息载体反射的光束，以便使该光束以90°的旋转而成像到探测单元上。因此，为了产生推挽跟踪误差信号，反射光束中的任何推挽不对称都应探测到。利用屋脊棱镜分离反射光束将在光束的两个部分中给出不同的功率，由此允许这种跟踪误差信号的产生。
在本发明的一个实施例中，双屋脊棱镜，连同水平和垂直地被分割的探测单元，用于将反射光束分为四个子光束。除了推挽跟踪误差信号之外，而且该装置还能够产生旋转角度位置信号，其可用于控制摇臂的枢转位置。
因此，本发明的基本思想是在光束路径中使用额外的折叠式反射镜来将反射光束旋转90°，从而可探测到光束中任何的推挽不对称。
结合相应的附图来阅读，将更好地理解下文的详细描述，其中图1是用于根据本发明的光学拾取装置的安排的示意透视图；图2是示出图1细节的示意的横截面侧视图；图3是示出光学拾取装置中的准直透镜和来自激光二极管的远场辐射图案二者之间的尺寸关系图；图4示意性示出了具有屋脊棱镜的偏振光束分离器的透视图，并示出了根据本发明的额外折叠式反射镜的排列。
图5示意性示出了根据本发明的具有双屋脊棱镜的偏振光束分离器的透视图。
在附图中，同样的部件全部用同样的附图标记表示。
具体实施例方式
作为导言，将参照图1描述一般类型的枢转光学装置。
在图1中，以一般设计的光盘驱动器的形式示出了枢转光学装置。图1的光盘驱动包括基板1，其支撑使光盘5围绕主轴线7旋转的主轴马达3。光盘5在其下侧具有一信息承载表面。主轴马达3的外围外表面11具有与其相连、与基板1间隔开的枢转光学装置。它包括第一部分15和第二部分17。第二部分17包括一光学系统，其围绕第一枢转轴19、相对于第一部分15可枢转地移动，所述光学系统限定光学激光束路径21，该路径的一般方向由虚线表示，并且通常在第二部分17的纵向方向上延伸。提供支承装置23，以便向第二部分17提供枢转性。激光源25与第一部分15相连，用于在第二部分17的一般纵向方向上沿着射束路径21发射激光束27(见图2)。
激光源25基本上位于第二部分17的光学激光束路径上。为此，支承装置23给出一个开口中心区域29，以允许激光束27从激光源25进入到第二枢转部分17。
第二部分17还相对于第一部分15围绕第二枢转轴31枢转，该第二枢转轴与第一枢转轴19基本上在相交点P正交地相交。该激光源25基本上位于此相交点P。
适当的，支承装置是万向节型的，其包括中间支承元件33，该中间支承元件由第一部分15枢转地支撑并且该中间支承元件进而又枢转地支撑第二部分17。相交点P位于中间支承元件33的中心点。
激光源25是类型本身已知的半导体激光二极管单元。激光源25发射具有一远场辐射图案35的辐射，该远场辐射图案一般为椭圆形，如图3中所指示的，其示出了光束27的横截面，椭圆远场图案具有长轴35L和短轴35S。激光源25以这样的方式安排，使得长轴35L一般平行于第二枢转轴31，而短轴35S一般平行于第一枢转轴19。
第二部分17的光学系统在激光束27进入第二部分17的那点上包括光学准直器，其采用准直透镜37的形式。在第二部分17的所有枢转位置上，准直透镜37完全位于由激光源25发射的辐射的椭圆形远场图案35中。准直透镜的这种设置示意性的示于图3中。
到目前为止所描述的枢转光学装置是用于支撑靠近其自由端41的光学聚焦单元39的摇臂，以便从光盘5的信息表面9上读信息/向该信息表面写信息。第二部分17是一刚性摇臂，其围绕由第一枢转轴19构成的摇动轴进行枢转、扫描移动，并围绕由第二枢转轴31构成的聚焦轴进行枢转、聚焦移动。如上所述，聚焦轴和摇动轴在相交点P上基本上正交地相交，以便相对于光盘5上的信息表面9分别在基本上正交的聚焦和扫描方向F和S上移动光学拾取单元39。因此，远场辐射图案35的长轴35L一般平行于聚焦轴31，并且其短轴35S一般平行于摇动轴19。
示于图1中的摇臂装置的实施例是第二部分为刚性摇臂结构17的类型，该摇臂作为一个整体围绕摇动轴19和聚焦轴31枢转地移动。为了允许这些枢转移动，还提供有磁扫描和聚焦装置，其包括由导磁材料(magnetically permeable material)构成并作为定子结构的第一部分15，以及多个可移动的磁线圈45、47A、47B，它们设置在摇臂结构17的自由端41上分别用于扫描和聚焦。可移动磁扫描线圈包括柱状扫描线圈45，其横截面一般为矩形的形状并且具有中心开口49。可移动聚焦线圈是两个基本上相同的柱状聚焦线圈47A和47B，其横截面一般为矩形的形状。扫描线圈45在其中心轴基本平行于摇臂结构的扫描移动S的位置上抵靠摇臂结构17的自由端41而在一外侧表面处结合。每个聚焦线圈47A和47B抵靠扫描线圈45的外侧表面而被在它们朝外面向轴端表面的部分上结合，该外侧表面远离摇臂结构17，并且两个聚焦线圈47A和47B一般都以图1所示的方式设置。第一部分15支撑固定的磁性装置，其包括面向聚焦线圈47A、47B并通过空气隙与它们分隔开的细长的永磁体51。导磁定子或第一部分15具有一定子部分53，其有间隙地通过扫描线圈45的中心开口49。永磁体在相对于摇动轴19的径向方向上是磁偏振的，并且该安排使得建立基本上径向定向的永磁场，该永磁场分别跨过扫描线圈49和定子部分53之间存在的空气隙以及聚焦线圈47A、47B和定子15之间存在的空气隙。定子15与主轴马达3刚性地关联。
定子芯15和万向节型支承装置23的支撑部分被适当地集成到一个组合单元中。这种组合单元由适当的导磁材料，例如软铁形成，并且包括临时可拆卸部件，也就是部件53，从而使得能够将扫描线圈45插入到中心开口49中。这个组合单元在其自由端附近装备有承载支承装置23的互连支撑光束部件55，并且可由定子叠片的堆叠构成，其可与主轴马达3的马达定子相集成。
如可从图1中见到的，第一部分15在其自由端57、在平面视图中一般为U型，包括两个腿59、61和连接部分63。在腿59、61中枢轴销65、67枢转地支撑中间部分33。反过来，第二部分17通过两个枢轴销69、71被中间支承部分31枢转地承载。激光二极管以这种方式插入到第一部分15的U型端的连接部分63的匹配开口中，使得有源的二极管表面位于第二部分17的摇动轴19和聚焦轴31的相交点P上。
图3示出了以圆形阴影区域形式的准直透镜37的投影，其投影到被显示为不同的阴影区域的局部远场辐射图案上。图3的投影示出了经过准直透镜37的平面的一正交平面。准直透镜在摇臂17的所有操作位置上，都保持在远场辐射图案35的边界内。摇臂对光盘驱动器的聚焦振幅远远小于正交平面中的摇动振幅。因此，来自激光二极管的辐射的椭圆形远场图案非常适于光盘驱动中的枢转光学装置。
一般的，为了将从信息载体反射的光引向图4中由112表示的光电二极管或光电探测器等的阵列以便读出，通常在激光二极管25和准直透镜37之间设置偏振光束分离器110或是一些其它的光偏转元件。为了适应当摇臂围绕其枢转轴枢转时光电二极管上图像的位移，光电二极管112A分为平行于摇臂旋转平面的几个段。应注意的是，摇臂的旋转导致与摇臂旋转在同一平面中的光电二极管上图像的位移。光电二极管上的图像不在正交方向上移动。
为了有产生独立于摇臂旋转的推挽跟踪误差信号的可能性，提供了额外的折叠式反射镜122。因此，一个折叠式反射镜121具有引导激光束27至信息载体上的用途，并且额外的折叠式反射镜122具有旋转光束的用途，使得与没有额外的折叠式反射镜相比，该光束旋转90°地成像到光电探测器上。换言之，第一折叠式反射镜121用于在平行于装置的摇动轴19的平面中使光束路径折叠90°，而第二折叠式反射镜122在与该摇动轴19正交的平面内使光束路径折叠90°。以这种方式，光电探测器可用于产生信息载体的适当跟踪所需的推挽信号。现在可通过来自两个邻近的光电探测器之间的信号强度的不同来求解从信息载体反射之后激光束的两个相对边缘之间(由于跟踪误差而导致)的光强差异。图1中指示了两个折叠式反射镜121，122的排列，但从图4和5看更好。
应当指出的是，当使用偏振光束分离器(PBS)时，四分之一波片(λ/4波片)一般位于所述PBS和信息载体之间。在这种情况中，λ/4波片应设置在第二折叠式反射镜和物镜之间。
为了对来自激光二极管的发射提供足够的校准，应用在光学系统中的准直透镜优选地具有非球面表面。
当偏振光束分离器(PBS)110设置在激光二极管25和准直透镜37之间时，准直透镜将仅在一个位置垂直于光束分离器。对于第二、枢转的部分的其它取向或旋转，准直透镜37将相对于PBS 110具有一角度。这将增大像差(aberration)，主要是像散(astigmatism)。然而，对此进行补偿是相当简单明了的，例如通过选择用于准直透镜的合适数值孔径和/或通过在PBS前提供一非球面表面。
在本发明的另一实施例中，如图5所示，提供了一种在PBS和由112B引用的光电二极管之间设有双屋脊棱镜的布置，连同有光电二极管112B的水平和垂直的分割。除推挽跟踪误差信号之外，该创新的装置还能提供旋转角度位置信号，其可用于控制摇臂位置。
尽管如上所述，支承装置23具有一般圆形的形状，但应理解的是，其它形状和类型也可应用于支承装置，例如，万向节型的支承也可是矩形的。支承装置的其它例子还包括球形支承。应当理解的是，只要实现上述枢转功能，则不管支承类型如何，都可应用本发明。
总之，已经公开了包括第一(固定)部分和第二(枢转)部分的光读出装置。第二部分承载光学系统，并且围绕第一枢转轴相对于第一部分可枢转地移动，其中光学系统在第二部分的基本纵向方向上限定激光束的射束路径。另外，激光源基本位于第一枢转轴和射束路径的相交点上。为了将来自二极管激光器的光引导至光可读信息载体上，并且同时允许产生推挽跟踪误差信号，提供第一折叠式反射镜，用于在平行于第一枢转轴的第一平面中将射束路径折叠90°，并且提供第二折叠式反射镜，用于在正交于第一枢转轴的第二平面上将射束路径折叠90°。
另外，为了同时产生跟踪误差信号和摇臂的旋转角度位置信号，可与光电探测器阵列一起使用双屋脊棱镜。
因此，已经描述了一枢转光学读取装置，其中在光信息载体9和光电探测器单元112A(或112B)之间的光路21中使用两个折叠式反射镜121、122，用于使从信息载体反射的光束旋转90°，以便可以产生推挽跟踪误差信号。
权利要求
1.一种光学拾取装置，包括一第一部分(15)；一第二部分(17)，其承载一光学系统，并围绕第一枢转轴(19)相对于所述第一部分可枢转地移动，所述光学系统将用于激光束的射束路径(21)限定在沿所述第二部分的基本纵向方向上；一激光源(25)，基本位于所述第一枢转轴(19)和所述射束路径(21)相交的点(P)上；其中所述光学系统包括一第一折叠式反射镜(121)，用于在基本平行于所述第一枢转轴(19)的第一平面中将所述射束路径折叠90°，以及一第二折叠式反射镜(122)，用于在基本正交于所述第一枢转轴(19)的第二平面中将射束路径折叠90°。
2.如权利要求1所述的装置，还包括与激光源(25)邻近的一偏振光束分离器(110)，其将从信息载体(9)反射的光引向光电二极管的排列(112)以便读出。
3.如权利要求2所述的装置，还包括一屋脊棱镜，用于将所述反射光分为两个朝向光电二极管的分离的光束。
4.如权利要求2所述的装置，还包括一双屋脊棱镜，用于将所述反射光分为四个朝向光电二极管的分离的光束。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述第二部分还围绕第二枢转轴(31)相对于所述第一部分可枢转地移动，该第二枢转轴和所述第一枢转轴在所述第一枢转轴(19)和所述射束路径(21)相交的点(P)处基本上正交地相交。
6.如权利要求1所述的装置，还包括一准直透镜(37)，用于在来自该激光源(25)的发射刚一进入所述第二部分(17)后便对其进行校准。
7.如权利要求6所述的装置，其中准直透镜(37)和激光源(25)被定位为所述透镜(37)在第二部分(17)的所有操作位置上都位于激光源(25)的远场辐射图案中。
8.如权利要求5所述的装置，其中第一枢转轴(19)基本上平行于激光源(25)远场辐射图案的短轴，并且第二枢转轴(31)基本上平行于所述激光源远场辐射图案的长轴。
9.一种光学驱动装置，包括前述任一权利要求所述的拾取装置。
全文摘要
公开了一种枢转光学读出装置，其中在光学信息载体和光电探测器单元(112)之间的光路(21)中使用了两个折叠式反射镜(121，122)，用于将从信息载体反射的光束旋转90°，从而可产生推挽跟踪误差信号。
文档编号G11B7/135GK1898728SQ200480038442
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月13日 优先权日2003年12月23日
发明者W·G·奥普海, G·E·范罗斯马伦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司