CN1185622A - 光拾音器 - Google Patents

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Abstract

本发明的光拾音器具有将来自磁盘100的反射光变为电流信号的受光用光电二极管4、将受光用光电二极管4输出的电流信号变为电压信号的受光用I/V变换器5、和将来自光源(半导体激光头)1的一部分发射光变为电流信号的控制用光电二极管6、以及依据该光电二极管6输出的电流信号实施光源1的反馈控制的APC电路7。在所述光拾音器中,作为所述受光用光电二极管和控制用光电二极管,采用了变光信号为电流信号变换效率相同的两个光电二极管。

Description

光拾音器
本发明涉及一种在光盘装置或光磁盘装置等信息记录重放装置中，对作为记录媒体的磁盘实施信号读出或写入的光拾音器。
已有的光拾音器构成例如图4所示。该图中，1为相应于由下述的激光驱动电路2提供的电流而发射激光束的半导体激光头；2为根据后述的自动能量控制电路11的控制信号(电压信号)向半导体激光头1提供电流的激光驱动电路；3为将从半导体激光头1发射的激光束作为光点S照射在记录媒体磁盘100上、并将来自磁盘100的反射光导向下述的受光用光电二极管4的光学系统；4为将反射光变换为电流信号的受光用光电二极管；5为将由受光用光电二极管4输出的电流信号变换为电压信号的受光用I/V变换器；6为将来自由半导体激光头1的一部分发射的激光束(这种情况下，是从无半导体激光头1的光学系统3的一侧发射器激光束)变换为电流信号的控制用光电二极管；11为自动能量控制电路(以下简称“APC电路”)。根据控制用光电二极管6输出的电流信号，向激光驱动电路2输入控制信号，以使由半导体激光头1输出的激光束能够总以一定的能量输出，即实施半导体激光头1的反馈控制。
这样，在光拾音器中设置APC电路11，其理由如下所述。这是因为，由光拾音器(受光用I/V变换器5)输出的电压信号水平(以下简称“信号输出水平”)需要保持在所设定的水平，而由半导体激光头1输出的激光束的能量存在着个体差异，同时对温度变化产生敏感反应，因此，对于半导体激光头1，仅靠进行相同稳定的控制，激光束的能量达不到一定值，从而不能保证信号输出水平为一定值。
但是，一般说来，光电二极管将光信号变换为电流信号的效率(以下简称“变换效率”)的偏差程度较大，鉴于此种原因，受光用光电二极管4和控制用光电二极管6的变换效率往往不同，并且，其不同的程度(变换效率的差)也因光拾音器而不同。因此，若APC电路11被固定于所设定的输入输出特性，则可保证一定的信号输出水平，但是，所保持的一定的水平因光拾音器的不同而不同，因此不能满足将信号输出水平保持在所设定水平这一条件。
这里，所述已有的光拾音器中的APC电路11，如图4所示，由可变电阻器111、恒压源72和运算放大器73组成，恒压源72与运算放大器73的非反转输入端子(+)、可变电阻器111与反转输入端子(－)分别连接构成。将所定电压和来自受光用光电二极管6的电流信号经可变电阻器111变换为电压信号后，分别输出非反转输入端子(＋)和反转输入端(－)，该运算放大器73的输出被送予激光驱动电路2，通过改变可变电阻器111的阻值，可调整对其输入输出的特性。
这样，在已有的光拾音器中，必须能对其输入、输出特性进行调整地构成APC电路，与此相应，在需要配置对APC电路的输入、输出特性实施调整的音量电路的同时，在光拾音器的生产过程中，还必须有对APC电路的输入输出特性进行调整的工艺过程，以使信号输出达到所要求的水平。这样便不能实现更进一步地降低光拾音器的成本。
本发明的目的是提供一种能保持信号输出水平达到所定的水平的光拾音器，所述光拾音器的构成不需要对APC电路的输入输出特性进行调整，即是说通过不设有使APC电路的输入输出特性产生变化的音量电路，而且与此相应，也将削减为使信号输出水平达到所要求的水平而进行的对APC电路的输入输出特性实施调整的工艺，从而更进一步实现成本的降低。
为达到上述目的，权利要求1所述的光拾音器具有将来自磁盘的反射光变换为电流信号的受光用光电二极管、将该受光用光电二极管输出的电流信号变换为电压信号的受光用I/V变换器、和将来自光源的一部分发射光变换为电流信号的控制用光电二极管、以及根据该控制用光电二极管的输出电流信号实施光源的反馈控制的APC电路。在所述光拾音器中，作为所述受光用光电二极管和控制用光电二极管，使用了将变光信号变换为电流信号的变换效率相同的多个光电二极管。
在已有的光拾音器中，所述需要调整APC电路的输入输出特性，是因为受光用光电二极管及控制用光电二极管的变换效率只有在规定的范围内才将其任意组合，但从光电二极管变换效率的偏差程度较大这一现实来看，几乎所有的场合下两个光电二极管的变换效率都是不同的，且其相差程度也因光拾音器而不同。因此，本发明的着眼点正是基于这一事实，即，虽然光电二极管变换效率的偏差程度较大，但却存在相同变换效率的光电二极管。
而且，若将具有相同变换效率的一对光电二极管作为受光用光电二极管和控制用光电二极管使用，即通过将光拾音器如权利要求1所述那样构成，即使各时间的变换效率不同，但在各光拾音器中，若包含APC电路的输入输出特性在内的、与构成光拾音器要素相关的其他特征[如由光源(半导体激光头)发射的激光束与经控制用光电二极管被变换为电流信号的激光束的比率]是相同的，则在此前提条件下，如后所述，发明的实施形态中可以将信号输出保持在所设定的水平上。
另外，在权利要求2所述的光拾音器中，为了将来自磁盘的反射光引向所述受光用光电二极管，作为使来自磁盘的反射光的行进方向产生变化的手段，设有全息元件。
这里，为将来自磁盘的反射光引向所述受光用光电二极管，作为使来自磁盘的反射光的光信号的行进方向产生变化的手段，设有全息元件，这种光拾音器，与作为相同手段而采用分光器的光拾音器相比，其半导体激光头和光学系统等可以非常高的精度设置。
因此，通过使光拾音器如权利要求2所述那样构成，在由半导体激光头反射出的激光束中，通过光学系统作为光点照射在磁盘的激光束的比率，以及到达控制用光电二极管的激光束的比率的精度也都增高。而这两个比率均与信号输出水平有关，因此将信号输出水平保持在所设定的水平的精度也会增高。
另外，在权利要求3所述的光拾音器中，为使被所述全息元件改变了行进方向的反射光到达所述受光用光电二极管，设有使被所述全息元件改变了行进方向的反射光产生反射的反射装置。
通过以上构成，不论光源(半导体激光头)的设置方法如何，都可防止光拾音器厚度的增加，同时也能确保受光用光电二极管和控制用光电二极管集成化的易行性。
权利要求4所述光拾音器中，所述受光用I/V变换器和APC电路分别作为集成电路被组合在同一基板上。并将所述受光用光电二极管和控制用光电二极管装配在该基板上。
通过以上的构成，有利于光拾音器小型化，同时还可望提高生产率及进一步降低成本。
以下对附图作简单说明。
图1为本发明一实施方案的光拾音器的主要部分构成图。
图2为全息元件9的说明图。
图3为由全息元件9改变光行进方向的使磁盘100的反射光发生反射的反射装置的优点的说明图。
图4为已有光拾音器的主要部分构成图。
以下对附图符号作说明。
1-半导体激光头，2-激光驱动电路，3-光学系统，4-受光用光电二极管，5-受光用I/V变换器，6-控制用光电二极管，7-APC电路(自动能量控制电路)，8-镜子，9-全息元件，10-反射装置，11-APC电路(自动能量控制电路)，71-固定电阻，72-恒压源，73-运算放大器，91-用于生成三束的衍射光栅，92-用于反射光路折射的衍射光栅，100-磁盘，111-可变电阻。
以下结合附图说明本发明的实施方案。图1为本发明一实施方案的光拾音器的主要部分构成图，7为APC电路，8为作为反射装置的镜子。另外，APC电路7的作用与现有技术中的APC电路11是相同的，对于与图4所示的现有技术相同的部分标有相同的符号，并省略说明。
在上述构成中，由半导体激光头1发射的激光束以所设定的比率、经镜8被反射后，到达控制用光电二极管6(将一部分来自半导体激光头1所设有光学系统3的一侧发射的激光束导入控制用光电二极管6，所谓的前控制方式)，促进了光拾音器的小型化。另外，如图1所示，在APC电路7的构成中，将已有的光拾音器中的APC电路11的可变电阻111改换为固定电阻71。而且，受光用光电二极管4和控制用光电二极管6则采用相同变换效率的光电二极管。
这里，设受光用光电二极管4的变换效率为a，控制用光电二极管6的变换效率为a′，受光用I/V变换器5的变换效率(变电流信号为电压信号的效率)为b，APC电路7内的固定电阻71的阻值为b′，恒压源72的输出电压为T，由半导体激光头1发射的激光束的K％经过光学系统3、由磁盘100的发射，反射至受光用光电二极管4，而由半导体激光头1发射的激光束的K′％被镜8反射后到达控制用光电二极管6，这种情况下，半导体激光头1发射的激光束的能量Lp由APC电路7控制，并可表示为：
T＝Lp(k′/100)×a′×b′)
因此，信号输出水平OL可表示为：
OL＝LP×(k/100)×a×b
＝[T/((k’/100)×a’×b’}]×(k/100)×a×b
＝(k/k’)×(a/a’)×(b/b’)×T
而且，在本实施方案的光拾音器中，由于形成在同一半导体基板上，受光用光电二极管4的变换效率与控制用光电二极管6的变换效率是相同的，即a＝a′，所以有，
                OL＝(k/k’)×(b/b’)×T
这样，在本实施方案的光拾音器中，信号输出水平则只依赖于K、K′、b、b′和T。然而，这些参数可容易地统一设定，以使个个光拾音器中取值相同，所以，可不调整APC电路的输入输出特性，而将信号输出水平保持在所设定的水平。
这样，如图1所示，在本实施方案的光拾音器中的APC电路7的构成中，可以将已有光拾音器中APC电路11中的可变电阻111改换为固定电阻71，且不需要为调整APC电路的输入输出特性的音量电路。另外，很显然的是，在光拾音器的生产过程中，也不再需要为使信号输出水平保持在所设定的水平而对APC电路的输入输出特性进行调整的工艺。
此外，希望采用全息元件9，作为光学系统3的一构成要素的、引导磁盘100的反射光至受光用光电二极管4的元件。
如图2所示，全息元件由一枚玻璃板构成，分别在其一面形成用于生成三束的衍射光栅91，在其另一面形成用于折射反射光路的衍射光栅92，将形成有用于生成三束衍射光栅91的一面用于半导体激光头1的一侧。作为使用这种全息元件的优点，比如可减少构成光拾音器的部件的个数、简化光拾音器的组装工艺等。
希望将全息元件9用于光学系统3之内的理由如下。将全息元件9用于光学系统3之内的光拾音器与不使用全息元件9而使用分光器的光拾音器相比，其半导体体激光头1和光学系统3等可以非常高的精度被设置。
这样一来，在由半导体激光头1发射的激光束中，经过光学系统3、被磁盘100反射后入射到受光用光电二极管4的激光束的比率，以及经由镜8的反射到达控制用光电二极管的激光束的比率的精度也将变高。因此，这两个比率是与信号输出水平相关的，可高精度地将信号输出水平保持在所设定的水平。
而且，还希望在全息元件9的侧面设置反射装置10。这是因为，如图3所示，省略了有关半导体激光头1的设置方法的详细说明，然而若将经过全息元件的折射反射光路用的衍射光栅92的磁盘100的反射光原封不动直接导向受光用光电二极管4，则由于受光用光电二极管4的设置位置的关系，会引起光拾音器厚度的增加这一不良结果。而且，受光用光电二极管4与控制用光电二极管6的位置远离，会使作为集成电路将这些组装于同一基板的难度增加。
然而，若在全息元件9的侧面设置反射装置10，经过全息元件的折射反射光路的衍射光栅92的、磁盘100的反射光被反射装置10反射，由该反射装置10反射的反射光引向受光用光电二极管4，则由于受光用光电二极管4的设置位置的原因，光拾音器的厚度不会增大，这是因为可以把受光用光电二极管4和控制用光电二极管6设置在相互邻近的位置。
而且，反射装置10不一定是设置在全息元件9的侧面，也可以设置在经全息元件9的折射反射光路的衍射光栅92的、磁盘100的反射光的光路上。
在上述各实施方案中，将受光用I/V变换器5及APC电路分别作为集成电路组装于基板上，并将受光用光电二极管4及控制用光电二极管6作为形成于同一半导体基板上的受光元件装配于该基板上，则有利于光拾音器的小型化，同时可望提高生产率及更进一步降低成本。
如上述，根据权利要求1所述的光拾音器，可以不对APC电路的输入输出特性进行调整，而保持信号输出水平处于所设定的水平。因此，就不需要调整APC电路的输入输出特性的音量电路，当然在光拾音器的生产过程中，也就不需要设有为使信号输出水平保持在所设定水平而调整APC电路的输入输出特性的工艺。因此，可实现更进一步地降低光拾音器的成本。
还有，根据权利要求2所述的光拾音器，能够高精度地将信号输出水平保持在设定的水平。
还有，根据权利要求3所述的光拾音器，无论半导体激光头的设置方式如何，均可防止光拾音器厚度的增加，同时还能确保易于进行受光用光电二极管和控制用光电二极管的集成化。
还有，根据权利要求4所述的光拾音器，有利于光拾音器的小型化，同时可望提高生产率和更进一步降低成本。

Claims (4)

1.一种光拾音器，具有将来自磁盘的反射光变换为电流信号的受光用光电二极管、将受光用光电二极管输出的电流信号变换为电压信号的受光用I/V变换器、和将来自光源的一部分发射光变换为电流信号的控制用光电二极管、以及依据该光电二极管输出的电流信号实施光源的反馈控制的APC电路，其特征是作为所述受光用光电二极管及控制用光电二极管，使用了将光信号变换为电流信号的变换效率相同的多个光电二极管。
2.根据权利要求1所述的光拾音器，其特征是为将来自磁盘的反射光引向所述受光用光电二极管，作为使来自磁盘的反射光行进方向产生变化的手段而设有全息元件。
3.根据权利要求2所述的光拾音器，其特征是为使被所述全息元件改变了行进方向的反射光到达所述受光用光电二极管，设有使被所述全息元件改变了行进方向的反射光产生反射的反射装置。
4.根据权利要求1-3所述的光拾音器，其特征是将所述受光用I/V变换器和APC电路分别作为集成电路组合在同一基板上，并将所述受光用光电二极管和控制用光电二极管装配在该基板上。
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