专利名称：光学拾取器和光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从光盘或磁光盘上再现信息信号的光学拾取装置。
迄今为止，诸如光盘或磁光盘这类用于再现信息信号的光盘已广为人知。这类光盘用于记录声音信号或经信息处理装置(如计算机)处理过的数据，其直径为120或80mm而厚度为1.2mm。在不同类型的光盘中，有一种被称之为小型盘(CD)。在不同类型的CD中，存在着称为可记录小型盘(CD-R)或可重写小型盘(CD-RW)这样的CD，信息信号可以写在这些盘上。CD、CD-R或CD-RW中，从信号读出表面中之一向内大约1.1mm的位置处，形成有作为信号记录表面的反射表面。
而且，近来随着信息信号多媒体日益受到人们的喜爱，需要有多样化和大量信息信号，诸如同时处理的图象数据和声音数据。为了适应这种需求，已知的方法是，在减小光盘介质尺寸的同时实现高记录密度，粘合两个直径为120mm厚度为0.6mm的光盘所获得的总厚度为1.2mm的叠层光盘，或通过层压0.6mm厚光盘和0.6mm厚加强盘而获得的总厚度为1.2mm的叠层光盘。这种光盘通常称为数字视盘(DVD)。也就是说，对于这种DVD而言，用作信息记录表面的反射表面被形成在从一个读出表面向内0.6mm的位置处。
对于在不减小光盘倾斜公差的情况下实现高记录密度的光盘而言，光盘也可以有120mm的直径和0.1mm的厚度和厚度为1.1mm的加强盘，以提供1.2mm的总厚度。在本文中，这种光盘被称为高记录密度盘。这种高记录密度盘在从一个信号读出表面向内0.1mm的位置处形成将作为信号记录表面的反射表面。
作为从这种高记录密度盘中再现信息信号的光学拾取装置，推荐采用具有双透镜型物镜的装置，该物镜具有两个光轴彼此重合的透镜，如USP5712842或USP5764613公开的。该双透镜型的物镜由面向着高记录密度盘放置的第一透镜和其光轴与第一透镜光轴相重合的第二透镜所组成。用第一和第二透镜实现不小于0.7的数值孔径NA。第一和第二透镜在本文中分别被称为前透镜和后透镜。
但对上述光学拾取器而言，如果要从高记录密度盘中再现信息信号并采用0.85的物镜单元数值孔径NA的话，则高记录密度盘的信号读出表面与物镜单元前透镜之间的操作距离(本文称为工作距离)就等于0.1mm，且高记录密度盘信号记录表面上的光斑直径在100μm量级。
再现CD或DVD时的工作距离和表面光斑直径，分别不小于1.2mm和1mm。与这些值相比，用于高记录密度盘的光学拾取器其工作距离和表面光斑直径值明显地要小。
于是，上述光学拾取器有如下缺点如果信号记录表面上有杂质，诸如1mm量级的灰尘和污渍或微小的瑕疵，物镜单元的聚焦伺服或循迹伺服就会失灵。
而且，如果因采用上述光学拾取器而使物镜单元的聚焦伺服失灵，则由于工作距离在0.1mm量级，诸如物镜单元等可移动部件可能会撞到高记录密度盘上。
对于光学拾取器而言，可以考虑用反射型光电传感器或电容检测传感器来控制该很小的工作距离，以防止物镜单元撞到高记录密度盘上。但是，这里有一个不足之处，即该装置工作的可靠性较差，且该光学拾取器尺寸相对较大。
所以本发明的目的是提供一种可提高物镜单元工作可靠性的光学拾取器，且光学拾取器尺寸也减小了。
本发明提供了一种光学拾取器，它包括第一光学系统，该系统包含一个由面向光盘放置的第一透镜和其光轴与第一透镜光轴重合的第二透镜组成的物镜单元；具有物镜和间隙检测装置的第二光学系统，该检测装置用于检测光盘信号读出表面与物镜单元第一透镜之间间隔的情况；一个绕线架，它承载着第一光学系统的物镜单元和第二光学系统的第二透镜；以及使绕线架在平行于物镜和物镜第一透镜光轴的第一方向上和垂直于该光轴的第二方向上运动的驱动装置。
根据本发明的光学拾取器，还包括用于从光盘上读出并再现信息信号的间隙检测装置，该光盘具有在光盘厚度方向上与另一光盘不同的信号记录表面位置。
根据本发明的光学拾取器，其第一光学系统包括用于保持物镜单元第一透镜与光盘信号记录表面之间有恒定间隙的聚焦伺服装置，其牵引范围不小于±2μm且不大于±10μm；第二光学系统的间隙检测装置具有比聚焦伺服装置更宽的牵引范围。
对于上述光学拾取器而言，当第一光学系统要再现光盘时，第二光学系统的间隙检测装置检测第一光学系统物镜单元的第一透镜与光盘之间分开的程度。
对于该光学拾取器，第二光学系统的间隙检测装置从光盘上读出并再现信号信息，该光盘具有在光盘厚度方向上与另一光盘不同的信号记录表面位置。
而且对于该光学拾取器而言，如果在第一光学系统再现光盘的时候，由于扰动等影响使物镜单元第一透镜离开了第一光学系统的聚焦伺服装置的牵引范围，则间隙检测装置就会将第一透镜移动到聚焦伺服装置的牵引范围内去。
对于本发明的光学拾取器，由于间隙检测装置检测光盘与物镜单元之间的轴向间隔程度，所以可防止物镜撞到光盘上，由此提高物镜单元的工作可靠性。而且由于物镜单元和物镜被安装在同一绕线架上，故可减小装置的整体尺寸。
采用本发明的光学拾取器，可以再现那些其信号记录表面处于不同厚度位置的各种不同光盘。
而且，当第一光学系统再现光盘时，如果间隙检测装置发现物镜单元离开了聚焦伺服牵引范围，则物镜单元会被迅速地移动到聚焦伺服牵引范围内来，由此可靠地防止物镜与光盘的碰撞。
图1是表示本发明光学拾取器第一和第二光学系统的示意图。
图2是表示装在光学拾取器上的绕线架和电磁驱动单元的平面图。
图3是表示绕线架和电磁驱动单元的侧视图。
图4是表示装在光学拾取器上的双透镜型物镜单元和物镜位置的平面图。
图5是表示装在光学拾取器第二光学系统上的激光耦合器的示意图。
图6是表示激光耦合器的第一和第二光电探测器和间隙检测光电探测器的平面图。
图7表示了用第一和第二光电探测器检测光的情况。
图8是表示光学拾取器中聚焦控制的框图。
图9是表示另一个绕线架和电磁驱动单元37的平面图。
图10是表示其它绕线架和电磁驱动单元的侧视图。
图11是表示另一个第二光学系统的示意图。
下文将参考附图详细描述本发明光学拾取器的优选实施例。这种光学拾取器1具有120mm或80mm的直径和1.2mm的厚度，并用于记录／再现小型盘，即只要记录有声音信号的第一光盘6，或可以写和记录信息信号的可记录小型盘(CD-R)和／或可重写小型盘(CD-RW)。本发明的光学拾取器还用于记录或再现数字视盘(DVD)，即通过粘合两张直径为120mm盘基厚度为0.6mm的光盘而具有1.2mm总厚度的第二光盘7，且该盘以高于第一光盘6的密度记录着诸如视频信号等等信息信号。光学拾取器还用于记录或再现高记录密度盘，即通过粘合直径为120mm盘基厚度为0.1mm的光盘和光盘加强板而具有1.2mm总厚度的第三光盘8，且该盘以高于第二光盘7的密度记录了信息信号。
CD或CD-R，即采用本发明光学拾取器的第一光盘6，具有一个形成在沿光盘厚度方向距信号读出表面大约1.1mm位置处的反射表面，即信号记录表面。DVD，即采用光学拾取器1的第二光盘7，具有一个形成在沿光盘厚度方向距信号读出表面大约0.6mm位置处的反射表面，即信号记录表面。高记录密度盘，即采用光学拾取器1的第三光盘8，具有一个形成在沿光盘厚度方向距信号读出表面大约0.1mm位置处的反射表面，即信号记录表面。
所以，在可以从有不同基片厚度且沿光盘厚度方向上具有不同信号记录表面位置的第一、第二和第三光盘6、7和8中再现信息信号的意义上讲，本发明的光学拾取器1具有兼容性。
参考图1，光学拾取器1具有用于再现第三光盘的第一光学系统11，和用于再现第一光盘6或第二光盘7的第二光学系统12。
再参考图1，按光路排列顺序，光学拾取器的第一光学系统11包括发射670nm或更短波长激光的光源16，用于准直从光源16所发出激光的准直透镜17，用于使该激光衍射成三束光的衍射光栅18，用于使激光中P分量线偏振光和S分量线偏振光产生光程差的半波片20，用于将线偏振光转换成圆偏振光的四分之一波片21，以及用于将激光聚焦在第三光盘8的信号记录表面上的双透镜型物镜单元22。光源16有半导体激光器，发出激光的波长不大于670nm，如635nm或515nm。
双透镜型物镜单元22包括面向第三光盘8的信号读出表面安置的第一透镜23，本文称为前透镜23，和其光轴与前透镜23光轴重合的第二透镜24，本文称为后透镜24。凭借前透镜23和后透镜24，双透镜型物镜单元22具有不小于0.7的数值孔径NA，如0.85。前透镜23的工作距离被定为不小于5μm且不大于50μm。通过将工作距离设定在这个范围内，可以防止双透镜型物镜单元碰到光盘上的灰尘和污渍，或防止因光盘歪斜引起的其它碰撞。
双透镜型物镜单元22具有调节装置(未示出)，其作用是减少第三光盘8厚度变化引起的其它象差，后透镜24和前透镜23可沿着光轴作相对移动，以便沿光轴调节前透镜23与后透镜24之间的间隔。
参考图1，第一光学系统11包括偏振分束器25，它用于反射从组合棱镜19而来的激光以使反射激光投射在四分之一波片21上，并用于透过从光盘8反射有待透过的激光；准直透镜26；和会聚透过偏振分束器25的反射激光的多透镜27；以及用于接收第三光盘8信号记录表面所反射激光的光电探测器28。
再参考图1，第一光学系统11包括会聚组合棱镜19所反射激光的聚光透镜29，和用于接收聚光透镜29所会聚的激光以根据接收的光量自动调节光源16所发出激光之输出量的输出调节光电探测器30。
继续参考图1，光学拾取器1的第二光学系统12包括激光耦合器31，它具有可发射两种不同波长激光并接收第一和第二光盘6、7所反射激光的一体化光发射光接收元件；准直激光耦合器31所发激光的准直透镜32；用于衍射透过准直透镜32的一部分激光的全息元件33；和将透过全息元件33的激光聚焦在第一和第二光盘6、7的信号记录表面上的物镜34。全息元件33适于使一部分透射激光发生衍射，以提供衍射激光和非衍射激光的不同焦距。
光学拾取器1包括绕线架36，其上安装有第一光学系统11的双透镜型物镜单元22和第二光学系统12的物镜34；和电磁驱动单元37，它用于使绕线架36在两个相互垂直方向上移动，即图2中箭头X1和X2所示的方向，及图3中箭头Y1和Y2所示的方向。
绕线架36的形状基本为一带顶板的圆柱，且其中部由枢轴39支承，如图2所示。绕线架36受到支承沿着枢轴39的轴滑动和绕该轴转动。用支撑基座40上的金属片51和磁铁45所构成的空档支撑机构使绕线架36保持在空档位置，该支撑基座上竖直安装着枢轴39。
绕线架36上装有双透镜型物镜单元22和第一物镜34，以使得双透镜型物镜单元22之第一物镜34的中心O1位于通过第一至第三光盘6至8的转动中心O0的直线L上，如图4所示。该直线L平行于图4中W1和W2所示的光学模块4移动方向。于是，在绕线架36中，第一至第三光盘6至8的轨迹方向T位于双透镜型物镜单元22和第一物镜34两旁。
尽管双透镜型物镜单元22被安置在过第一至第三光盘6至8的转动中心O0的直线L上，但是双透镜型物镜单元22也可以安置成使得物镜34的中心位于该直线L上。在记录轨迹倾斜时，位于横过光盘6至8转动中心O0的该直线L上的双透镜型物镜单元22，不因光学拾取器1位置而改变，以使得双透镜型物镜单元22在光盘6至8切线方向上有更小的偏差。所以，在设定信息信号检测方法时，对位于该直线上的双透镜型物镜单元22没有限制，因而有更宽的设定范围。
支撑着绕线架36的支撑基座40被安装在光学模块41上，它可以沿着驱动轴和导引轴移动(未示出)，即沿着图4中箭头W1和W2方向移动。也就是说，绕线架36可以在第一至第三光盘6至8的径向循迹方向上移动。
在电磁驱动单元37的驱动下，绕线架36沿着枢轴39的轴滑动，也可绕枢轴39转动。即，绕线架36受到驱动并沿着枢轴39的轴移动，以使得双透镜型物镜单元22和物镜34沿着平行于其光轴的第一方向受到驱动而产生位移，以实现对第一至第三光盘6至8的聚焦控制。另一方面，绕线架36绕枢轴39转动，以使得双透镜型物镜单元22和物镜34在垂直于其光轴的第二方向受到驱动而产生位移，从而实现对第一至第三光盘6至8的循迹控制。
参考图2和3，用于驱动和移动绕线架36的电磁驱动单元37包括磁驱动单元37和聚焦线圈48和循迹线圈49。磁驱动单元37包括聚焦磁铁42，聚焦磁轭43，44，循迹磁铁45和循迹磁轭46。借助于聚焦线圈48经柔性电缆50输送的与聚焦误差信号相对应的电流，电磁驱动单元37沿着枢轴39驱动和移动绕线架36。借助于循迹线圈49经柔性电缆50输送的与循迹误差信号相对应的电流，电磁驱动单元37使绕线架36沿着枢轴39的轴转动。
在循迹线圈49的内侧固定安装着设定绕线架36空档位置的金属片51，如图3所示。通过将金属片51吸到分隔循迹磁铁45底面而形成的两磁极之间的范围内，将绕线架36设定在对应于第二方向的循迹方向上的空档位置，同时也设定在对应于第二方向的聚焦方向上的空档位置。
在该第一光学系统中，所谓的象散法和所谓的三点三束法分别被用作聚焦伺服法和循迹伺服法。象散法包括用四分光电探测器经由柱透镜检测第三光盘8反射的激光，以及获取各个分段检测输出之和和/或之差，以导出对应于激光对信号记录表面离焦量的聚焦误差信号。三点法将光源发出的原始主激光束分离成一个主激光束和两个辅助激光束，并使两个辅助激光束在前，而主激光束在后地照射在记录轨迹的中心。两个光电探测器检测到由辅助激光束在前，主激光束在后照射所得到的反射激光束，并获得各光电探测器检测输出之差，推导出代表主激光束相对于记录轨迹偏差的循迹误差。值得注意的是，如果第一光学系统11用三束法作为循迹伺服方法，为了减小沿径向输送第三光盘8时由于第三光盘8切线方向的偏差量而额外引起的不利影响，需要将双透镜型物镜单元22安装到绕线架36上，以使得前透镜的中心O1位于直线L上。
尽管没有图示出来，具有本发明光学拾取器1的光盘播放器包括一个其上放置有第一至第三光盘6至8的转台，和一个转动驱该转台的主轴电机。第一至第三光盘6至8被放置在同一转台，以在其上转动。
参考图5，具有第二光学系统12的的激光耦合器31包括用于发出760至800nm波长激光的第一半导体激光器55，用于发出635至650nm波长激光的第二半导体激光器56，以及第一光电探测器57和第二光电探测器58，它们用于接收第一半导体激光器55和第二半导体激光器56的反射激光束，以及从第一或第二光盘5,6发回的反射激光束。
参考图6，第一光电探测器57包括八个检测分区57a至57h，它们用于再现第二光盘7使获取循迹误差信号，而第二光电探测器58包括四个条状检测分区58a至58d。第一和第二光电探测器设置在据物镜34的焦点等距离处。
第一光电探测器57被设计成半反射镜，并反射第一光电探测器57所接收的部分反射激光。光学棱镜59反射来自于反射表面59a并再被光电探测器57所反射的激光，以使该反射光透射到第二光电探测器58上。即，光学棱镜59的反射表面59a与第一和第二光盘6,7的信号记录表面共轭。
参考图7，第一和第二光电探测器被设计成这样当物镜34沿聚焦方向相对于第一和第二光盘6,7移动时，检测区57a至57h和58a至58h上的反射激光束的光斑同心地改变。
如果物镜34远离第一光盘6或第二光盘7，则第一光电探测器57上光斑的直径逐渐减小而聚焦在其上。如果物镜继续远离第一光盘6或第二光盘7，第一光电探测器57上的光斑变大并离焦。如果物镜34靠近第一光盘6或第二光盘7，第二光电探测器58上的光斑直径减小，而第一光电探测器57上的光斑直径变大。
至于第一和第二光电探测器57,58上的光斑直径，图7A所示的情况对应于物镜34远离第一光盘6或第二光盘7的情况，而图7B所示的情况对应于物镜34相对于第一光盘6或第二光盘7聚焦的情况，且图7C所示的情况对应于物镜34靠近第一光盘6或第二光盘7的情况。
对于第一和第二光电探测器57,58而言，通过获取检测区57a至57h和58a至58h之差并按下述公式计算，可以得到聚焦误差信号FF={(57a+57b)+(57c+57d)+58c+58d}-{58a+58b+(57e+57f)+(57g+57h)}。而且，为了使物镜34相对于第一光盘6或第二光盘7聚焦，第一和第二光电探测器57,58检测聚焦误差信号F的零点。
而且在本实施例中，首先获取第一和第二光电探测器57、58的内检测区57e、57f、57g及57h和58c、58d检测输出之差，和外检测区57a、57b、57c及57d和58a、58b检测输出之差；然后获取第一和第二光电探测器57、58检测输出之差。所以，当聚焦完成时，第一和第二光电探测器57、58的检测输出均等于零。该系统由此称为差分三分法。
与第一和第二光电探测器57、58的检测区57a至57d和58a,58b相邻处，有第一和第二间隙检测用光电探测器61、62，以检测第三光盘8与双透镜型物镜单元22之间的间隔。间隙检测用光电探测器61、62具有两个检测分区61a、61b和62a、62b，如图6所示。这些两分检测区61a、61b和62a、62b位于第一和第二光电探测器57、58的检测区57a至57h和58a至58d两侧。
第二光学系统12响应于第一和第二间隙检测用光电探测器61、62的检测信号，对第一光学系统11双透镜型物镜单元22实施聚焦伺服。第二光学系统12具有比第一光学系统11聚焦伺服更宽的牵引区。
第一和第二间隙检测用光电探测器61、62接收来自第三光盘8的反射光，以在物镜34位于物镜34焦点与第三光盘8之间时，检测第三光盘8与双透镜型物镜单元22之间的轴向距离，即与物镜34的焦点相比，物镜34更为靠近第三光盘8。
同时，上述第二光学系统12可以再现第一光盘6或第二光盘7。但是，如果第二光学系统12仅仅用作间隙检测装置，也可以用能再现第一光盘6的常规光学拾取单元，如可允许物镜的放大系数改变。在该光学拾取单元中，物镜具有4.0至5.5量级的横向放大系数，和设定为±5至15μm的聚焦伺服牵引范围。在采用所谓象散法或差分三分法进行聚焦伺服的光学系统中，由于聚焦伺服牵引范围取决于物镜前焦点与后焦点之间的间隔，所以它是光学相关的物镜纵向放大系数。
可以通过减小物镜的横向放大系数，来放大本光学拾取单元的聚焦伺服牵引范围。由于物镜的纵向放大系数等于横向放大系数的平方，所以纵向放大系数为16至30，致使得到±0.2mm的牵引范围，
{0.74/(0.2×0.2×2}1/2=1如果在空气中第一与第二光电探测器之间的距离为0.74。那么，采用横向放大系数为1的物镜，聚焦伺服牵引范围可以增大±0.2mm=200μm。
即，通过构造出具有传统光学拾取单元物镜的量级为1的横向放大系数的物镜，可以制出具有比第一光学系统11更宽的聚焦伺服范围的第二光学系统12。
如果改变物镜横向放大系数，轨距小于截止值。于是，任何其它适合的方法，如所谓的三分法，都可以用作聚焦伺服方法。
如上所述的光学拾取器1，下文将说明再现第三光盘8的第一光学系统11和再现第一光盘6或第二光盘7的第二光学系统12的工作原理。
首先，有光盘装置1的光盘播放器用未示出的光盘鉴别装置来鉴别所装的光盘是第一光盘6，第二光盘7或第三光盘8。如果再现的是第三光盘8，则第一光学系统11响应于光盘鉴别装置的识别信号发出波长为515nm的激光。
如果光学拾取器1要再现的是第三光盘8，第二光学系统12用作间隙检测光学系统，以检测第三光盘8与双透镜型物镜单元22之间的间隔，并且是通过使用激光耦合器31所发出而被第三光盘8反射的激光和被间隙检测光电探测器61、62接收的反射光，来检测第三光盘8与双透镜型物镜单元22之间的轴向间隔。
在光盘装置1中，如果双透镜型物镜单元22明显地偏离第一光学系统11的聚焦伺服牵引范围，聚焦误差信号趋于零。但在此情况下，RF信号的输出减小了，由此显示检测双透镜型物镜单元22相对于焦点的位置。
如图8所示，在光盘装置1中，为了将控制信号输出到第一光学系统11，根据第二光学系统12的间隙检测用光电探测器61、62输出的间隙伺服信号S1，第一光学系统11输出的聚焦误差信号S3和RF信号S2，离焦检测器65输出双透镜型物镜单元22的离焦信号，从而使双透镜型物镜单元22移到聚焦伺服范围内。所以，第一光学系统11可以相对于第三光盘8对双透镜型物镜单元22实施聚焦控制。光盘装置1的第一光学系统11实现双透镜型物镜单元22前透镜23的循迹控制，以便第一光学系统11从高记录密度盘(即第三光盘8)上再现信息信号。
而且在光盘装置1中，如果第二光学系统12再现第一光盘6或第二光盘7，则第一光学系统11的双透镜型物镜单元22的物镜34沿着远离第一光盘6或第二光盘7的方向移动和后退。于是，第二光学系统12响应于间隙检测用光电探测器61、62的检测信号，防止第一光盘6或第二光盘7与双透镜型物镜单元22碰撞。
当光盘装置1再现第一光盘6时，第二光学系统12的第一半导体激光器55发出780nm等波长的激光。第二光学系统12实现物镜34的聚焦控制和循迹控制，以便第二光学系统12从CD或CD-R(第一光盘6)上再现信息信号。
当光盘装置1再现第二光盘7时，第二光学系统12激光耦合器31的第二半导体激光器56发出635nm等波长的激光。第二光学系统12实现物镜34的聚焦控制和循迹控制，以便第二光学系统12从DVD(第二光盘7)上再现信息信号。
对于光盘装置1而言，如果当第一光学系统11再现第三光盘8时，双透镜型物镜单元22因干扰而偏离了聚焦伺服牵引范围，第二光学系统12可以迅速将双透镜型物镜单元22恢复到第一光学系统11的聚焦伺服牵引范围内。所以，用本发明的光盘装置1，可以完全防止第三光盘8与双透镜型物镜单元22的碰撞。
而且，对于本发明的光盘装置1，通过将双透镜型物镜单元22和物镜34安置在同一绕线架上，可以减小整个装置的尺寸。
光盘装置1可构造成，使得装载着双透镜型物镜单元22和物镜34的绕线架36以枢轴39为中心转动。但是，光盘装置1也可以这样构造使得绕线架支撑在多个其近端支撑于静止部件上的直线弹性支撑组件的远端上，并使得绕线架所承载的双透镜型物镜单元22和物镜34在平行和垂直于光轴的方向受到驱动而移动。现在将参考
光学拾取器2。在此光学拾取器2中，与上述光盘装置1相同的组件用相同的标号标记，且不作详细说明。
参考图9和10，光学拾取器2具有矩形绕线架71，它并排安装有双透镜型物镜单元22和物镜34。在绕线架71上，双透镜型物镜单元22的前透镜23这样安装其中心O1位于通过第一至第三光盘6至8转动中心O0的直线L上。
绕线架71具有固定于光学模块41上的静止部件73上的近端，并具有纵向侧壁，该侧壁装在沿着基本垂直于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的方向延伸的弹性支撑组件74a、74b和75a、75b上，从而使绕线架71受到支承，而在聚焦方向上，即平行于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的第一方向，和循迹方向，即垂直于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的第一方向，均可移动。
可移动地支撑绕线架71的弹性支撑组件74a、74b和75a、75b由直的磷青铜弹性金属片构成。参见图9，弹性支撑组件74a、74b和75a、75b的远端被固定在支撑件76、77上，该支撑件凸出形成于绕线架71的并置于双透镜型物镜单元22和物镜34的纵向相对两端，以使得绕线架71受到支承，而在平行于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的聚焦方向上，和垂直于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的循迹方向上，均可移动。
由具有支撑于静止部件73上之近端的弹性支撑组件74a、74b和75a、75b以悬臂形式支撑的绕线架71，受到电磁驱动单元79的驱动而在平行于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的聚焦方向上，和垂直于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的循迹方向上移动。
具体地讲，支撑着绕线架71的弹性支撑组件74a、74b和75a、75b，和电磁驱动单元79构成了一个驱动机构，以在两个相互正交的方向上，即聚焦方向和循迹方向上，驱动和移动双透镜型物镜单元22和物镜34。
参见图9和10，构成双透镜型物镜单元22和物镜34的电磁驱动单元79包括环绕于绕线架71外围的聚焦线圈83；在绕线架71横向边侧上与聚焦线圈83相重叠地成对安装的平面矩形循迹线圈85a、85b、86a、86b；一对面向线圈83、84、85a、85b、86a、86b安置的磁铁87、88；以及支撑着该磁铁87、88的矩形磁轭89、90。再参见图9和10，磁铁87、88固定在磁轭89、90的侧面上，并面向聚焦线圈83和循迹线圈85a、85b、86a、86b。
如果将响应于聚焦误差信号的驱动电流传送到电磁驱动单元79的聚焦线圈83，借助于驱动电流与磁铁87、88磁通量的相互作用，将按照实现双透镜型物镜单元22和物镜34聚焦控制的方式，驱动绕线架并使其沿着平行于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的方向移动。如果将响应于循迹误差信号的驱区动电流传送到循迹线圈85a、85b、86a、86b，将按照实现双透镜型物镜单元22和物镜34循迹控制的方式，驱动绕线架71并使其沿着垂直于双透镜型物镜单元22和物镜34光轴的方向移动。
在上述光学拾取器1和2中，第二光学系统12包括与第一和第二光电探测器57、58外侧相邻安装的第一和第二间隙检测用光电探测器61、62，这些间隙检测用光电探测器61、62被用来接收由第一和第二光电探测器57、58所接收的反射激光光斑的外缘部分。但是，光学拾取器1和2可以设置一个具有第一和第二光电探测器的激光耦合器，和与激光耦合器无关的间隙检测用光电探测器。
参见图11，该第二光学系统包括适于部分透过和部分反射被反射回来激光的半反射镜95；具有用于接收半反射镜95所反射的反射激光的第一和第二光电探测器96、97的激光耦合器98；和用于接收透过半反射镜95的反射激光的间隙检测用探测器99。即，该光学系统可容易地通过对传统耦合器在光路中简单添加半反射镜95和间隙检测用光电探测器99而获得。
上述光学拾取器1和2的第一光学系统11采用三点法作为其检测循迹误差信号的检测方法。但是，该第一光学系统11也可以采用所谓一点或一束法。
本发明的光学拾取器是用于诸如CD,DVD或高记录密度盘等光盘的。但是，它也可以用于其它光学记录介质，如磁光盘或光记录卡等。
权利要求
1．一种光学拾取器，包括包含物镜单元的第一光学系统，该物镜单元由面向光盘放置的第一透镜和其光轴与该第一透镜光轴相重合的第二透镜组成；具有物镜和间隙检测装置的第二光学系统，该检测装置用于检测光盘信号读出表面与物镜单元第一透镜之间间隔的情况；一个绕线架，它承载着第一光学系统的物镜单元和第二光学系统的第二透镜；以及使绕线架沿着平行于物镜和物镜第一透镜光轴的第一方向上，和垂直于所述光轴的第二方向上运动的驱动装置。
2．根据权利要求1的光学拾取器，其中间隙检测装置读出并再现来自光盘的信息信号，该光盘具有在光盘厚度方向上与权利要求1光盘不同的信号记录表面位置。
3．根据权利要求2的光学拾取器，其中所述的驱动装置包括一个枢轴，它用于转动支承绕线架，并允许在平行于光轴的方向上运动；在所述绕线架上安装所述第一光学系统的物镜单元和所述第二光学系统的物镜，使得该物镜单元和该物镜相对于枢轴对称。
4．根据权利要求2的光学拾取器，其中所述驱动装置包括至少一个用于支撑可沿所述第一方向和所述第二方向运动的绕线架的弹性支撑组件，一个用于安装所述支撑组件端头的静止部件，多个安装在绕线架和静止部件之一上的线圈，和至少一个面向所述线圈安装在绕线架和静止部件之另一个上的磁铁。
5．根据权利要求2的光学拾取器，其中所述的第二光学系统包括第一光源和第二光源，以向在光盘厚度方向上具有不同信号记录表面位置的多个光盘发出不同波长的激光束；所述物镜将这些不同激光束聚焦到各个光盘的信号记录表面上。
6．根据权利要求1的光学拾取器，其中所述的第一光学系统包括用于保持物镜单元第一透镜与光盘信号记录表面之间有恒定间隙的聚焦伺服装置，其牵引范围不小于±2μm且不大于±10μm；所述第二光学系统的间隙检测装置具有比聚焦伺服装置更宽的牵引范围，当物镜单元的第一透镜离开所述聚焦伺服装置的牵引范围时，物镜单元的所述第一透镜就被移动到所述聚焦伺服装置的牵引范围内。
7．根据权利要求6的光学拾取器，其中所述第二光学系统的物镜具有近似等于1的横向放大系数。
8．根据权利要求6的光学拾取器，其中所述间隙检测装置具有发出激光的光源，用于使从光盘反射的激光分路的光路分支器，和用于检测来自该光路分支器的分路反射激光的检测装置。
9．根据权利要求8的光学拾取器，其中所述光路分支器是一个棱镜。
10．根据权利要求8的光学拾取器，其中所述的光路分支器包括一个全息装置。
11．根据权利要求6的光学拾取器，其中所述的第二光学系统包括聚焦伺服装置具有第一检测器，用于检测光盘的反射激光，以保持物镜与光盘信号记录表面之间的恒定间距；和第二检测器，用于在光盘位于物镜与物镜焦点之间之时检测反射激光。
12．根据权利要求11的光学拾取器，其中所述的第二光学系统与所述第一检测单元相邻设置。
13．根据权利要求11的光学拾取器，其中为了用物镜再现光盘，所述的间隙检测装置使物镜单元的第一透镜在远离光盘的方向运动。
14．一种光盘装置，包括具有第一物镜单元的第一光学系统，用于发出在光盘上形成光斑的光束；第一检测装置，用于检测所述第一光学系统的光斑聚焦情况；具有第二物镜单元的第二光学系统，用于发出在光盘上形成光斑的光束；第二检测装置，用于检测所述第二光学系统的光斑聚焦情况；装有第一光学系统物镜单元和第二光学系统物镜单元的绕线架；以及使所述绕线架沿着平行于物镜单元第一透镜和物镜光轴的第一方向运动的驱动装置；所述第二检测装置的聚焦检测范围，比所述第一检测装置的更宽。
15．根据权利要求14的光盘装置，其中物镜单元包括面向光盘安置的第一透镜，和其光轴与第一透镜光轴重合的第二透镜。
16．根据权利要求14的光盘装置，进一步包括绕线架馈能装置，以使所述绕线架沿着光盘的径向移动；第一光学系统物镜单元的第一透镜或第二光学系统的物镜被安装在绕线架上，以使得第一透镜或物镜的中心，沿着平行于所述绕线架馈能装置的移动方向且横跨光盘转动中心的直线移动。
17．根据权利要求14的光盘装置，其中间隙检测装置从光盘上读出并再现信息信号，而该光盘具有在光盘厚度方向上与权利要求14光盘不同的信号记录表面位置。
18．根据权利要求17的光盘装置，其中所述驱动装置包括一个用于转动支承绕线架的枢轴，并允许在平行于光轴的方向上移动；所述的绕线架上装有第一光学系统物镜单元和第二光学系统物镜，以使物镜单元和物镜相对枢轴是对称的。
19．根据权利要求17的光盘装置，其中所述驱动装置包括至少一个用于支撑沿所述第一方向和所述第二方向上移动的绕线架的弹性支撑组件，一个用于安装所述支撑组件端头的静止部件，多个安装在绕线架和静止部件之一上的线圈，和至少一个面向所述线圈安装在绕线架和静止部件之另一个上的磁铁。
20．根据权利要求17的光盘装置，其中所述第二光学系统包括包括第一光源和第二光源，以向在光盘厚度方向上具有不同信号记录表面位置的多个光盘发出不同波长的激光束；所述物镜将这些不同的激光束聚焦到各个光盘的信号记录表面上。
21．根据权利要求14的光盘装置，其中所述的第一光学系统包括用于保持物镜单元第一透镜与光盘信号记录表面之间有恒定间隙的聚焦伺服装置，其牵引范围不小于±2mμ且不大于±10μm；所述第二光学系统的第二检测装置具有比聚焦伺服装置更宽的牵引范围，当物镜单元的第一透镜离开所述聚焦伺服装置的牵引范围时，物镜单元的所述第一透镜就被移动到所述聚焦伺服装置的牵引范围。
全文摘要
一种光学拾取器具有第一光学系统,该系统包括具有面向光盘的前透镜和其光轴与前透镜光轴重合的后透镜的双透镜型透镜单元。该光学拾取器还具有第二光学系统,它包括物镜和第一及第二间隙检测光电探测器,该探测器用于检测光盘信号读出表面与双透镜型物镜单元前透镜之间间隔的情况。光学拾取器还具有一个绕线架,其上安装有第一光学系统双透镜型物镜单元和第二光学系统的物镜;以及在平行于物镜和双透镜型物镜单元的前透镜光轴的第一方向上和垂直于该光轴的第二方向上驱动绕线架的驱动装置。
文档编号G11B7/135GK1220449SQ9812244
公开日1999年6月23日 申请日期1998年10月17日 优先权日1997年10月17日
发明者植田充纪, 久保毅, 铃木润一, 坂本敏, 川村洋 申请人:索尼公司