CN1153379A - 能读取多片光盘的光学拾波器系统 - Google Patents

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Abstract

一种用从诸如装在盘架上的一对光盘上交替地检测信息信号的光学拾波器系统，其中各光盘可有不同的厚度。该系统包含一个用于生成光束的光源及一个设置有第一与第二部分的光学器件，其中照射在第一部分上的一部分光束聚焦在第一光盘上，而照射在第二部分上的其余部分光束则聚焦在第二光盘上，借此允许光学拾波器系统检测来自各光盘的信息信号。

Description

能读取多片光盘的光学拾波器系统
本发明涉及光学拾波器系统；更具体地涉及能读取装在盘架上的多片光盘的改进的光学捡波器系统。
众所周知，短波长光源及大数值孔径(NA)在实现高密度光学存储器的光学捡波器头中是重要的光学因素。诸如0.6等大NA透镜最好与厚度诸如为0.6mm的薄光盘一起使用，如果用旨在读取薄光盘的光学头来读取传统的1.2mm盘，则必须校正由这两种盘的厚度差引起的球面象差。因此，为此目的已引入了带有全息光学元件(HOE)的双焦距光头。
图1中示出了用于再生存储在交替地装在盘架上的薄与厚光盘上的信息信号的双焦距光学头100，其中各光盘具有对应的记录表面，如Kanda与Hayashi的“用于0.6mm与1.2mm盘的双焦距光学头”中所描述的，SPIE卷2338光学数据存储器(1994)/283。双焦距光学头100包括：用于生成光束的光源126、一个束分离器106、一块准直透镜108、一个HOE110、一块物镜112、一块圆柱形透镜104及设置有四个光电管的检测器102，其中的HOE设计成使正一次衍射光束128的焦距距物镜比零次衍射光束124的焦距远的凹透镜形式。
在光学头100中，当在盘架上装上薄光盘116时，使利用透射通过HOE10的零次衍射光束124从薄光盘116的记录表面118上再生信息信号。在本例中，从诸如激光二极管等光源126发出的光束通过在其表面上部分地反射光束的束分离器106及使来自束分离器106的反射光束平行的准直透镜108进入HOE110，其中HOE110只扮演零次衍射平行光束124的平行板的角色。物镜112将零次衍射平行光束124聚焦在薄光盘116的记录表面188上。当零次衍射平行光束124通过物镜112从薄光盘116返回到HOE110时，HOE110再次扮演平行板的角色。通过准直透镜108与束分离器106之后的零次衍射光束124通过圆柱形透镜104变成像散的，而允许检测器102从薄光盘116的记录表面188上读取信息信号。
同时，为了从厚光盘122的记录表面120上再生信息信号，利用透射通过HOE110的正一次衍射光束128而光学头100中除外HOE110以外的所有其它光学部件在正一次衍射光束128中都与在零次衍射光束124中以相同的方式操作。在本例中，HOE110作为透镜工作与物镜112结合将正一次衍射光束128聚焦在厚光盘122的记录表面120上。因此意在与薄光盘一起使用的光学头100也能再生来自厚光盘122的记录表面120的信息信号。
上述光学头100的主要缺点之一为从采用HOE110产生的其尺寸，HOE110又进而要求物镜112起透镜的作用并在使来自束分离器106的光束平行中使用准直透镜108，从而使光学头100笨重与结构复杂。
此外，由于先有光学头100利用像散法，它要求在其中包含一块圆柱形透镜104来检测聚焦信号，从而使光学头100复杂。
因此，本发明的一个主要目的为提供一种能读取多片具有某些或完全不同的厚度的光盘的改进的光学拾波器系统。
  按照本发明，提供了用于有选择地检测来自装在盘架上的N片光盘之一的聚焦信号的光学拾波器系统，其中各光盘具有各自的记录表面及互相不同的厚度，N为一正整数，所述系统包括：用于生成光束的一个光源；用于反射一部分光束到一片选中的光盘的记录表面上的一个束分离器；设置有N个部分的一个光学器件，各部分具有与所述各光盘对应的不同焦距，用于将反射的光束分成N个部分并将反射光束的各部分分别聚焦在选中的光盘的记录表面上；以及用于测定从所选中的光盘的记录表面反射的光束的强度及生成一个对应的聚焦信号的一个检测器。
从下面结合附图给出的较佳实施例的描述中，本发明连同上述及其它目的与优点将是显而易见的，附图中：
图1表示先有技术光学头的示意性侧视图；以及
图2描绘利用本发明的光学器件的光学拾波器系统的示意性侧视图。
图2中示出一个光学拾波器系统200，它包括用于生成光束的一个光源202、设有一个表面的一个束分离器204、一个光学器件206及设有一对接受表面224、226的一个检测器222。光学器件206设有第一及第二部分208、212、及起刀刃作用的中心线210，其中第二部分212的焦距比第一部分208的长，从而通过第一与第二部分208、212的光束分别聚焦在第一与第二记录表面220、214上。
存在着三种不同的方法与实施例来制造按照本发明的光学器件206。在第一种方法中，各用诸如PMMA(有机玻璃)或PC(聚碳酸酯)等具有不同折射率的玻璃塑料等不同种类的透镜材料制成的两个部分，用粘结剂粘结在一起然后加以抛光以制成光学器件206。至于第二种方法，将各有不同焦距的两块半圆形的Fresenel透镜用粘结剂粘结在一起来提供光学器件206。第三种方法中，光学器件206的部件是用具有与位置相关的折射率分布的梯度折射率材料制成的。
在光学拾波器系统200中，以下述方式将一片具有诸如0.6mm厚度的薄光盘218装在盘架上，即通过光学器件206的第一部分208的光束聚焦在薄光盘218的第一记录表面220上。当从诸如激光二极管等光源202发出的光束通过允许在其表面上部分地反射光束地束分离器204进入光学器件206时，使得束分离器204的表面配置成相对于由检测器222的中心点与各记录表面中的焦点构成的光轴倾斜一个预定的角度。最好该预定的角度为45度。
将通过光学器件206的光束分成分别透射通过光学器件206的第一与第二部分208、212的第一与第二部分。由于光学器件206的两部分208、212之间的焦距差，当光束的第一部分聚焦在薄光盘218的第一记录表面220上时，光束的第二部分将不聚焦在其上。从第一记录表面反射的光束的第一部分透射通过具有比其第一部分208的焦距长的较长焦距的光学器件206的第二部分212，然后通过束分离器204在检测器222的接受表面224、226上被检测到，其中检测到的光束的第一部分不聚焦在检测器222的接受表面224、226上，因为反射光束的第一部分的第一记录表面220比其焦点更靠近第二部分212。检测器222的接受表面224、226能够测定检测到的光束的强度。
光束的第二部分从薄光盘218反射之后透射通过光学器件206的第一部分208并通过束分离器204在检测器222的接受表面224、226上被检测到，其中被检测到的光束的第二部分并不聚焦在检测器222的接受表面224、226上，因为当光束从第一记录表面220反射时它并不聚焦，虽然第一记录表面220位于光学器件206的第一部分208的焦距上。检测器222上检测到的光束的各部分的强度分布根据薄光盘218距光学器件206的位移改变。检测器222检测透射通过束分离器204的两部分中的光强度分布，借此允许检测器222从薄光盘218的第一记录表面220上读出信息信号，诸如聚焦信号或再生信息信号。
类似地，当将一片厚度为诸如1.2mm的厚光盘216装在盘架上时，从而使通过光学器件206的第二部分212的光束的第二部分聚焦在厚光盘216的第二记录表面214上时，则通过光学器件206的第一部分208的光束的第一部分并不聚焦在其上面。
在本例中，从厚光盘216反射的光束的第二部分透射通过光学器件206的第一部分，并且经由束分离器204在检测器222的接受表面224、226上被检测到，其中在检测器222的接受表面224、226上检测到的光束的第二部分并不聚焦在其上面，因为反射光束的第二部分的第二记录表面214距第一部分208比其焦点远。从厚光盘216的第二记录表面214反射的光束的第一部分透射通过光学器件206的第二部分212并经由束分离器204在检测器222的接受表面224、226上被检测到，其中检测到的光束的第一部分并不聚焦在检测器222接受表面224、226上，因为当光束的第一部分从第二记录表面214反射时它并不聚焦，虽然第二记录表面214位于光学器件206的第二部分212的焦距上。在检测器222上检测到的光束的各部分的强度分布根据厚光盘216距光学器件206的位移改变。检测器222检测透射通过束分离器204的两部分的光强度分布，借此允许检测器222从厚光盘216的第二记录表面214读取信息信号，诸如聚焦信号或再生信息信号。
与先有技术光学头100相比，本发明的光学拾波器系统200结构简单，由于部件较少而其尺寸大为减小，消除了先有光学头100中的物镜112、准直透镜108及圆柱形透镜104。
虽然已对其中包含一个能将光束的第一与第二部分分别聚焦到第一与第二焦点上并从而既读取薄光盘又读取厚光盘的光学器件的光学拾波器系统描述了本发明，但通过在其中利用能够在对应的焦点上分别聚焦与光盘数目相等的光束部分的光学器件而将上面提出的概念延伸到与具有不同厚度的若干光盘一起使用的光学拾波器系统。
虽然已相对较佳实施例描述了本发明，但可在不脱离以下权利要求书中所提出的本发明的精神与范围下作出其它修正与改变。

Claims (11)

1、一种用于有选择地读取装在盘架上的N片光盘之一的光学拾波器系统，其中各光盘具有各自的记录表面及互不相同的厚度，N为一正整数，所述系统包括：
用于生成光束的装置；
用于将光束部分地反射到一片选中的光盘的记录表面上的束分离装置；以及
设置有N个部分的一个光学器件，各部分具有与所述各光盘对应的不同焦距，用于将反射的光束分成N个部分并将反射光束的N个部分之一聚焦在选中的光盘的记录表面上。
2、权利要求1的光学捡波器系统，还包括检测装置，其中该检测装置具有一对能测定光束强度的接受表面。
3、权利要求2的光学捡波器系统，其中从选中的光盘的记录表面反射到光学器件的分开的光束的各部分透射通过束分离装置到该对接受表面上。
4、权利要求3的光学捡波器系统，其中该束分离装置位于光学器件与检测装置之间。
5、一种用于读取记录在第一与第二光盘中选中的一片的记录表面上的信息信号的光学拾波器系统，这些光盘定位成使得光学拾波器系统与光盘的记录表面之间的距离互不相同，所述光学拾波器系统包括：
用于生成光束的装置；
用于检测入射在其上面的光的强度的装置；以及
用于将光束的一部分发送到选中的光盘的记录表面上并将反射光束从选中的光盘的记录表面提供给检测装置的一个光学器件，该光学器件包含具有不同焦距的第一与第二光学装置。
6、权利要求5的光学拾波器系统，其中所述光束部分的第一与第二部分分别通过第一与第二光学装置。
7、权利要求6的光学拾波器系统，其中光束部分中的所述第一与第二部分之一聚焦在选中的光盘的记录表面上。
8、权利要求7的光学拾波器系统，还包括束分离装置，用于部分地反射来自生成装置的光束，借此提供所述光束部分。
9、权利要求8的光学拾波器系统，其中光束部分中的第一与第二部分被选中的光盘的记录表面反射回光学器件，并分别透射通过第二与第一光学装置。
10、权利要求9的光学拾波器系统，其中所述检测装置具有一对接受表面。
11、权利要求10的光学拾波器系统，其中所述束分离装置位于光学器件检测装置之间。
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