专利名称：用于带有多个记录表面的光盘的光学读取系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学读取系统，特别涉及用于带有多个记录表面的光盘的光学读取系统，在该系统中，光源可以有选择地产生与记录表面的数量相同的光束，而且每一个光束均具有一个不同的波长。
与具有多个记录表面的光学信息记录盘相关的一个共同问题是光学读取系统的结构问题。
如
图1所示为一种能够将具有多个记录表面的光盘的信息存贮区域中的信号再现出来的现有光学读取系统100。该光学读取系统包括第一和第二光源110、112，它们用于产生波长分别为不同的λ1、λ2的第一光束和第二光束；一个具有一对表面122、124的分束器100，其中每一个表面122、124均能够反射光束的一部分并透过光束的剩余部分；一个物镜130；一个具有第一和第二记录表面54、58的光盘50；一个带有第一和第二光电池142、144的探测器140；以及一个包括一对输入端口的信号探测单元150。
在系统100中，当第一光源110用于再现记录在光盘50的第一记录表面54上的信息信号时，第二光源112为关闭状态。在这种情况下，第一光束由第一光源110-比如一个激光二极管发射出并且进入分束器120，该第一光束的一部分穿过分束器120中的第二表面124而形成第一光束的透过部分，该透过部分透过第二记录表面58由物镜130聚焦在第一记录表面54上，其中该第二记录表面58对于波长不是λ2的光是透明的。第一记录表面54仅反射波长为λ1的光束而可让具有其他波长的光束通过。因此，聚焦在该第一表面54上的第一光束被反射通过第二表面58而返回到物镜130。该被反射回来的第一光束入射到分束器120的第一表面122上，然后被分束器120的第一表面122反射给探测器140，从而使探测器140接收被反射来的第一光束作为输出信号。
探测器140包括第一光电池140和第二光电池144，这些光电池可以产生一个光束强度测量形式的输出。由第一、第二光电池产生的输出然后被送到信号探测单元150的一对输入端口，该信号探测单元150通过对来自探测器140的第一、二光电池140、142的输出信号进行比较而产生一个聚焦误差信号。
同时，为了再现记录在第二记录表面58上的信息信号，打开第二光源112，使探测器140读取光盘150的第二记录表面58上所记录的信息信号。在这种情况下，第二光源112-比如一个激光二极管发射出第二光束，该第二光束122进入分束器120并有一部分被分束器120中的第二表面124反射给物镜130，然后，第二光束的一部分由物镜130聚焦并照射到第二记录表面58上，该表面对于波长不是λ2的光是透明的，聚焦到第二记录表面58上的那一部分第二光束又被反射回物镜130，从而产生一个第二光束的反射部分。这一部分受到反射的第二光束由第一表面部分地反射到探测器140，籍此，产生一个光盘50的第二记录信息58的聚焦误差信号。
上述光学读取系统的一个主要缺陷在于，它的光源数需与光盘的记录表面的数量相同，而且其中每一个光源用于分别产生一个不同波长的光束以再现记录在每一个记录表面上的信息信号，由此导致光学读取系统100价格昂贵、结构复杂。
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于带有多个记录表面的光盘的并具有简单而有效的结构的改进的光学读取系统。
本发明提出一种用于再现存贮在具有多个记录表面的光盘中的信息信号的光学读取系统，每一个记录表面均具有多个彼此对准的螺旋形或同心记录轨，该系统包括一个光源，用于有选择地产生与所述记录表面的数量相同的光束，其中每一个被有选择地产生的光束均具有不同的波长，并用于读取记录在不同记录表面上的信息，每一个记录表面均能够反射所述有选择地产生的其中一种具有特定波长的光束，而对不具有这种特定波长的所述有选择的产生的其它光束是透明的；一个光学装置，包括一个相对于所述有选择地产生的并具有特定波长的光束为半透明的倾斜表面、一个顶表面和一个底表面；其中所述倾斜表面这样设置，即它相应于所述有选择地产生的光束的光路倾斜一个预定角度；一个物镜，位于所述光盘和所述倾斜表面之间，用于将由所述光学装置的倾斜表面反射来的所述有选择地产生的光束聚焦到各自的记录表面上，并将由各自的记录表面反射回来的所述有选择地产生的光束会聚回所述倾斜表面上；一个第一探测器，用于将由各自的记录表面反射回来、并通过物镜和所述倾斜表面的所述有选择地产生的光束部分接收，而将其余部分反射给所述光学装置的顶表面，其中所述第一探测器位于所述光学装置的所述底表面上，并且位于由各自的记录表面反射来的所述有选择地产生的光束的光路上的、所述有选择地产生的光束的聚焦点之前的位置上，而且还能够产生表示所述有选择地产生的光束入射到其上的强度的输出信号；一个第二探测器，用于接收由所述光学装置的顶表面反射来的所述有选择地产生的光束，其中，所述第二探测器位于所述光学装置的所述底表面上，并且位于由各自的记录表面反射来的所述有选择地产生的光束的光路上的、经过所述的物镜和所述的倾斜表面的所述有选择地产生的光束的聚焦点之后的位置上，而且还能够产生表示所述有选择地产生的光束照射到其上的强度的输出信号；一个信号探测单元，与所述第一和第二探测器相联，以产生信息信号。
以下参照附图对较佳实施例的描述将使本发明的上述和其它目的和优点变得更加清新。
图1是一现有光学读取系统的侧视示意图。
图2是根据本发明的一个较佳实施例的光学读取系统的侧视示意图。
图3A-3C例示出了照射到探测器上的光斑。
图4示出了聚焦误差信号强度变化与光盘的位移之间的关系。
图5A-5C示出了由波长可调半导体激光器及一相应工作电流所产生的光束的波长的曲线图。
图2-图5为根据本发明的一个光学读取系统的几个示意图。
如图2所示，本发明的光学读取系统200包括一个比如为波长可调半导体激光器的光源210，用于有选择地产生一个第一光束和一个第二光束，第一光束和第二光束的每一个分别具有一个不同的波长λ1、λ2；一个具有倾斜或者说斜向的表面222、一个顶表面224和一个与顶表面224平行的底表面225的棱镜220；一个物镜230；一个第一和第二探测器226、228，它们均位于棱镜220的底表面225上；以及一个具有第一、第二记录表面254、258的光盘250。
当再现光盘250的第一记录表面254上的信息信号时，光源210产生一个波长为λ1的第一光束。图5A-5C中的曲线示出了由波长可调半导体激光器和相应的工作电流所选择产生的光束的不同波长。图2中的实线代表由光源210发射出的第一光束的光路。在这种情况下，来自光源210的第一光束照射到棱镜220的倾斜表面222上。该倾斜表面222对第一和第二光束是半透明的并相应于来自光源210的第一光束所形成的光路倾斜一个预定角度。优选的是，这一预定角度为45度。该第一光束的一部分由倾斜表面222反射给物镜230，该被反射给物镜230的部分第一光束，穿过对波长不是λ2的光束为透明的第二记录表面258，被物镜230聚焦到第一记录表面254上，该第一记录表面254对于波长不是λ1的光束是透明的。聚焦在第一记录表面254上的第一光束由每一记录表面254反射通过光盘250的第二记录表面258并返回到物镜230。物镜230经过倾斜表面222和第一探测器228将来自第一记录表面254的第一光束会聚在棱镜220的顶表面224上，其中，第一探测器228将穿过倾斜表面222的第一光束的一部分进行接收，而将其余部分反射出去。第一探测器228位于穿过倾斜表面222的第一光束的光路上，并且位于穿过倾斜表面222的第一光束的聚焦点的前面。来自第一探测器228的第一光束由棱镜220的顶表面224全部反射给第二探测器226。该第二探测器226位于穿过倾斜表面222的第一光束的光路上并且位于通过倾斜表面222的第一光束的聚焦点之后。第一和第二探测器228、226产生第一和第二输出，这些输出表明的是入射到其上的光束的强度。来自第一和第二探测器228、226的输出然后被送到信号探测单元260的一对输入端口。信号探测单元260然后通过比较来自第一、第二探测器228、226的输出，而产生一个第一记录表面254的由例如电压表示的聚焦误差信号。
图3A示出了由分别照射到第一、第二探测器228、226上的第一光束所产生的两个相同的光斑271、272，其中光斑的尺寸表明第一光束的入射强度。当光盘250准确地位于聚焦位置时，入射到第一、第二探测器上的第一光束的强度是相等的。在这时，第一、第二探测器228、226上的输出值是相等的，而且信号探测单元产生一个零聚焦误差信号。该信号对应于图4中的原点，图4表示的是聚焦误差信号(由电压表示)和相应的相对于准确聚焦位置的位移之间的关系。如果光盘250移近聚焦位置，即移近物镜230，则入射到第一探测器228上的第一光束的强度则变得比入射到第二探测器226上的强，如图3B所示，这时信号探测单元产生的聚焦误差信号为负值。当光盘2550移离物镜230时，则入射到第一探测器228上的第一光束的强度比照射到第二光探测器226上的小，如图3C所示，这时信号探测单元260产生的聚焦误差信号为正值。
图4中的曲线280就示出了如上所述的聚焦误差信号(由电压表示)与相应的位移之间的关系。箭头282表明，用于聚焦控制的最大可控距离为16μm。
如图2所示，为了再现记录在第二记录表面258上的信息，如图5A-5C所示，光源210通过控制其工作电流而可以产生一个波长为λ2的第二光束。由光源210发射出的这第二光束的光路，为简单明了起见没有示出。
在这种情况下，来自光源210的第二光束首先传播到倾斜表面222，其中一部分然后被反射到物镜230。受到倾斜表面222反射的第二光束被物镜230聚焦到光盘250的第二记录表面258上。换句话说，物镜的位置相应于每一光束必须进行调整，以补偿由于第一光束与第二光束的波长不同所造成的色差而引起的聚焦点位移。这一调整可由公知的物镜驱动器完成，为简单明了起见，图2中未示出该驱动器。聚焦在第二记录表面258上的第二光束由该表面反射回物镜230。物镜230经过倾斜表面222和第一控制器228将反射回来的第二光束会聚在棱镜220的顶表面224上。被棱镜220的顶表面224全部反射回来的第二光束传播至第二探测器226。与第一光束中的情况一样，第一、第二探测器228、226的输出被送至信号探测单元260的一对输入端口，通过比较第一、第二探测器228、226的输出，信号探测单元260产生一个第二记录表面258的聚焦误差信号。应该注意的是，其它探测第二记录表面的聚焦误差信号的步骤与用于第一记录表面的相同。
尽管上面已经描述出了一种具有可选择地生成两个光束的光源的光学读取系统，以用于读取记录在具有两个记录表面的光盘上的信息信号，但是，通过利用一个可以有选择地产生与记录表面相同数量的、具有不同波长的多个光束的光源，上述主旨可以扩展至用于具有更多个记录表面的光盘的光学读取系统中。
尽管上面已对本发明的较佳实施例进行了描述，但在不脱离上述权利要求的精神和范围的前提下，还可以作出其它变化和变动。
权利要求
1.一种用于再现存贮在具有多个记录表面的光盘中的信息信号的光学读取系统，每一个记录表面均具有多个彼此对准的螺旋形或同心记录轨，该系统包括一个光源，用于有选择地产生与所述记录表面的数量相同的光束，其中每一个被有选择地产生的光束均具有不同的波长，并用于读取记录在不同记录表面上的信息，每一个记录表面均能够反射所述有选择地产生的其中一种具有特定波长的光束，而对不具有这种特定波长的所述有选择的产生的其它光束是透明的；一个光学装置，包括一个相对于所述有选择地产生的并具有特定波长的光束为半透明的倾斜表面、一个顶表面和一个底表面；其中所述倾斜表面这样设置，即它相应于所述有选择地产生的光束的光路倾斜一个预定角度；一个物镜，位于所述光盘和所述倾斜表面之间，用于将由所述光学装置的倾斜表面反射来的所述有选择地产生的光束聚焦到各自的记录表面上，并将由各自的记录表面反射回来的所述有选择地产生的光束会聚回所述倾斜表面上；一个第一探测器，用于将由各自的记录表面反射回来、并通过物镜和所述倾斜表面的所述有选择地产生的光束部分接收，而将其余部分反射给所述光学装置的顶表面，其中所述第一探测器位于所述光学装置的所述底表面上，并且位于由各自的记录表面反射来的所述有选择地产生的光束的光路上的、所述有选择地产生的光束的聚焦点之前的位置上，而且还能够产生表示所述有选择地产生的光束入射到其上的强度的输出信号；一个第二探测器，用于接收由所述光学装置的顶表面反射来的所述有选择地产生的光束，其中，所述第二探测器位于所述光学装置的所述底表面上，并且位于由各自的记录表面反射来的所述有选择地产生的光束的光路上的、经过所述的物镜和所述的倾斜表面的所述有选择地产生的光束的聚焦点之后的位置上，而且还能够产生表示所述有选择地产生的光束照射到其上的强度的输出信号；一个信号探测单元，与所述第一和第二探测器相联，以产生信息信号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预定角度为45度。
全文摘要
一种用于再现具有多个记录表面的光盘中的信息的光学读取系统，包括用于产生与所述记录表面相同数量的光束的光源；每一个光束都具有不同的波长；一个棱镜；一个物镜；一个第一探测器；一个第二探测器和一个信号探测单元。在本发明的光学读取系统中，通过控制工作电流，该光源可有选择地产生一个光束。
文档编号G11B7/135GK1131312SQ95121179
公开日1996年9月18日 申请日期1995年12月29日 优先权日1994年12月29日
发明者崔良吾 申请人:大宇电子株式会社