TW382131B - Optical pickup - Google Patents

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i l ^Λ， 本.-f- Λ s D C- -q - .* A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 一種光式拾訊裝置，具備：用Μ將光碟反射光轉換為 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 電I/監極 I 視 ，構 ，射變 置體受 光用之二電 Ϊ 監 Φ 0 中反改。裝積述 用光號電 C 及 其之 。其之件者訊 Μ 前 光受信光ΑΡ體 ，向者 ，向元體拾各裝 受之 流用之 I 極 置方賸置 方息極 式係安 信 該號電視制 二 裝進極裝進信二光路上 。 將信成監控 電 訊行 二訊行全電述電板者 Μ 壓換述授 / 光 拾光電拾變述光所PC基髎 用電轉上回號用 式射光式改前用項&A該極 ; 為份據之信光 光反用光件由光 一^ft在二 體換部依源光受 述碟光述元經受任 α 並電 極轉 一 K 光個述. 所光受所息使述中 Μ ，光 二之可行數前 項變述項信 ，前項VI板用 電號光及施複為 1 改前 2 全構達131/基視 光信射 Κ, 用作 第為人第述機到1Μ用一監 用流放.，號使體 。圍作導圍前射光第光同及 光電源體信：極者範件光範由反射圍受於體 受之光極流在 二 體利元射利經之反範述裝極 之 出將二 電徵電極專息 反專將射之利前組二 號輸；電之特光二請信碟請Μ反向專 ，式電 信體器光出其之電申全光申用Μ方請中方光 流極換用輸 同光據備將據備加進申其路用 電二 轉視體 相用依具俾依具光行如 ，電光 • · « 2 3 4 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 39 199 A7 B7_^_____ 五、發明説明6 ) [本發明技術領域] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係闞於一種在光碟裝置或光磁碟裝置等資訊記 錄再生裝置中，用以對記錄媒體施行信號謓取或寫入之光 式拾訊裝置。 [習知技術] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖揭示習知光式拾訊裝置之一構成例。圖中，1為 因應由雷射驅動裝置2供給之電流而發射雷射光束之半導 體雷射晶片。2為依據自動功率控制電路（APC) 11之控制信 號（電壓信號）而供給電流至半導體雷射晶片之雷<.射驅動電 路。3為光學裝置，用以將半導體雷射晶片1所放射之雷射 光束，K光點S方式照射在記憶媒體光碟100上，並將光碟 100之反射光導向其後的受光用光電二極體4。4為將反射 光轉換為電流信號之受光用光電二極體。5為將受光用光 電二極體4所輸出之電流信號轉換為電壓信號之受光用I/V 轉換器。6為將半導體雷射晶片1所放射之一部份雷射光束 (此時，係由不存在光學裝置3側之半導體雷射晶片1所放 射之雷射光束）轉換為電流信號之監視用光電二極體。11 為自動功率控制電路（M下簡稱A P C電路），其係依據監視 用光電二極體6之輸出電流，對雷射驅動電路2輸出控制信 號，使半専體雷射晶片1常時K 一定功率輸出雷射光束， 亦即，施行半導體雷射晶片1之回授控制。 如此，在光式拾訊裝置設置APC電路11,係基於下述之 理由。即，對於光式拾訊裝置（受光用I/V轉換器5)輸出電 颳信號準位（以下簡稱輪出信號準位）保持在預定準位之必 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1 39 199 A 7 B7

__ I I 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 要性而言，由於半導髏雷射晶片1所輪出雷射光束之功率 每個都有差異（Μ下稱個體差），而且會對溫度變化敏感地 反應，所以僅對半導體雷射晶片1施行相同穩定之控制， 並不能使雷射光束之功率保持一定，故無法將信號輸出準 位保持一定之故。 [本發明欲解決之問題] 但是，一般而言，光電二極體的光信號轉換為電流信 號之效率（以下簡稱轉換效率）參差不均之幅度很大，因此 ，受光用光電二極<體4與監視用光電二極體6間之轉換效率 多不相同。又其差異程度（膊換效率之差異）亦因光拾訊裝 置而各有所不同。因而，如APC電路11固定在預定之輸入 輸出特性時，雖可將輸出信號準位保持一定，但該保持一 定之信號準位，亦因為光拾訊裝置之差異，而不能滿足將 輸出信號準位保持於預定準位之條件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，上述已往光式拾訊裝置之APC電路11,例如第4 圖所示者，係由可變電阻111、定電壓電源72、演算放大 器73所構成，使演算放大器73之非反轉輸人端（+ )接至定 電壓源電72,反轉輸入端（-)接於可變電阻111。演算放大 器7 3之輸出，在非反轉输入端（+ )處為預定電壓，在反轉 輸入端（-)則為來自受光用光電二極體6之電流信號經由可 變電阻111轉換成的電顓信號，乃分別輸入至雷射驅動電 路2,而經由改變可變電阻111之電阻值，即可調整其輸出 輸入特性。 如上所述，已往光式拾訊裝置必需使其A PC電路具備 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2 39199 A7 B7

i I 五、發明説明（3 ) s·'· 可調整輸出入特性之構造。從而需要用Μ調整APC電路輸 出入特性之可變電阻電路，同時遯需要在光式拾訊裝置的 生產過程中，加上調整APC電路之輸出入特性之工程，使 輸出信號準位成為預定準位。因此，無法使光式拾訊裝置 之製造成本更進一步降低。 為此，本發明係Μ將信號輸出準位保持於預定準位為 目的，使A P C電路之輸出入特性可Κ不必調整，亦即取消 用以變化APC特性之可變電阻電路，連帶地，用Μ將輸出 信號準位調至預定準位而調整APC電路輸出入·箱性之工程 亦可免除，藉Μ提供一種可更進一步降低光式拾訊裝置的 製造成本。 [解決問題之手段] 為達到上述目的，依據本發明申請專利範圃第1項所 述之光式拾訊裝置，具備：將光碟反射光轉換為電流信號 之受光用光電二極體；將該受光用光電二極體輸出之電流 信號轉換為電壓信號之受光用I/V轉換器；將部分光源發 射光之轉換為電流信號之監視用光電二極體；及依據該監 視用光電二極體輸出之電流信號，對光源施行回授控制之 APC電路；其特徼在該光式拾訊裝置係使用複數個光信號/ 電流信號轉換效率相同之光電二極體，作為前述受光用光 電二極賬及監視用光電二極體。 習知光式拾訊裝置之所以需要調整APC電路的輸出輸 入特性，是因為其受光用光電二極體及監視用光電二極體 只要轉換效率在規格範圃内者均可任意組合，因此，產生 (請先聞讀背面之注意事項再稹寫本頁) -丁' 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3 39199 A7 __B7_,. , 五、發明説明（4 ) 光電二極體的轉換效率參差不均程度很大的現象。在大部 分情況下，兩種光電二極體之轉換效率不同，而且，其差 異程度又因光式拾訊裝置而各有不同。所M,光電二極體 轉換效率雖然參差不均程度甚大，但本發明之着眼點是在 轉換效率相同之光電二極體存在之事實上。 如此，使用相同轉換效率之成對光電二極體作為受光 用光電二極體及監視用二極體，亦即，藉由光式拾訊裝置 具備申請專利範圍第1項所述之構成時，即使各個配對問 轉換效率不同V但只要各光式拾訊裝置中，包含APC電路 之輸出輸入特性在内之光式拾訊相關構成要素之其他特性 [例如：光源（半導體雷射晶片）所射出雷射光束，與K監 視用光電二極體轉換為電流信號的雷射光束之比率等]一 致之前提下時，即可如本發明後述實施形態所示地，將輸 出信號準位保持於預定準位。 又，如申請專利範圍第2項所逑之光式拾訊裝置係為 將光碟反射光引導入前述受光用光電二極髖而構成全信息 元件（hologram element)作為改變光‘碟行進i方向的機構。、 於此，使用全信息元件作為改變光碟反射光的光信號 行進方向的機構，藉以使光碟之反射光導入前逑受光用光 電二極體之光式拾訊裝置，與使用光束分雛器（beam splitter)機構之光式拾訊裝置相比，其半導體雷射晶片 、光學裝置等都可得較高精確度之配置。 因此，將光式拾訊裝置設成申請專利範圍第2項所述 之構造時，由半導體雷射晶片所射出之雷射光束中，由光 1¾ ^^^ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--！-- σι.. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ2.97公釐） 4 39199 A7 B7 , > 五、發明説明（5 ) 學裝置κ光點方式照射於光碟之比率，及到達監視用光電 二極體之比率精度均得κ提高。由於此二比率均與信號輸 出準位有關，所Μ信號輸出準位保持於預定準位之精度亦 (諳先閱讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 高。 申請專利範圍第3項所逑之光式拾訊裝置，具有可將 經由前述全信息元件改變行進方向之反射光予以反射之反 射機構，使經由前述全信息元件改變行進方向之反射光到 達前述受光用光電二極體。 Μ上述之構成，即可不管光源(雷射半導體晶片）之設 置方式如何，均可防止光式拾訊裝置厚度之增加，且極易 確保受光用光電二極體及監視用二極體之稹體電路化。 又，申請專利範圍第4項所述之光式拾訊裝置，其中 受光用I/V轉換器及APC電路可Μ積體電路方式組裝於同一 基板，並在該基板上安裝前述受光用光電二極體及監視用 光電二極體。 Κ上述構成，除了有助於光式拾訊裝置的小型化之外 ，還可使生產性提高，生產成本降低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [本發明之實施形態] Κ下參照附圖說明本發明之實施形態。第1圖為本發 明一實施形態之光式拾訊裝置之主要構成圖。7為APC電路 、8為當作反射櫬構之光學鏡。APC電路7之動作與習知技 術之APC電路11者相同，而且凡與第4圖所示習知技術相同 之部份，均賦與相同符號並省略其說明。 在上述構成中，半導體雷射晶片1所放射之雷射光束， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A 7 B7 , , 五、發明説明（6 ) (讀先閱讀背面之注意事項再樣寫本頁} Μ預定比率於光學鏡8反射至監視用光電二極體6[由半導 體雷射晶片1朝向光學裝置3之一側所放射之部份雷射光束 被引導至監視用光電二極體6，亦即所謂之前置監視（front monitoring)方式）]。如此，可K促使光式拾訊裝置之小 型化。而且，A P C電路7之構成則如第1圖所示，將習知光 式拾訊裝置APC電路11中的可變電阻111,以固定電阻71替 代。如此，受光用光電二極體4與監視用光電二極體6即成 為轉換效率相同之光電二極體。 於此，令受光用光電二極體之轉換效率為a ,監視用 光電二極體6之變換效率為a’，受光用I/V轉換器5之轉換 效率（電流信號轉換為電壓信號之效率）為b, APC電路内固 定電阻71之電阻值為b’，定電壓源72之輸出電壓為T,則 半導體雷射晶片1發射之雷射光束的k〆部份，透過光學装 置3再由光碟100反射至受光用光電二極體4;由半導體雷 射晶片1放射的雷射光束之k〆部份，藉光學鏡8反射而到 達監視用光電二極體6時，Κ半導體雷射晶片1所發射雷射 光束之功率Lp可藉APC電路7Μ下式之關係控靴。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 T = Lp { (k ' /100) X a' x b'} 因而，輸出信號準位0l可M下式表示： 0l = Lp X (k/100) X a x b =[T / {k ' /100) x a' x b1}] (k/100) X a X b =(k/k，）x (a/a’）x (b/b，）XT 由於本實施形態之光式拾訊裝置係形成於同一基板上 ,故受光用光電二極體4之轉換效率與監視用光電二極體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 6 39199 A7 B7 , , 五、發明説明（7 )

6之轉換效率相同，亦即a=a 所以，上式可變為 Ol= (k/k') X (b/b') x T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上所述，本實施形態之光式拾訊裝置的輸出信號準 位雖必須依存於k、k’、b、b’、Τ,但對個別的光式拾訊 裝置而言，該等參數極易一律設成相同之值，故可Μ無需 調整APC電路之輸出輸入特性，而保持輸出信號準位於預 定準位。 基於此種理由，本實施形態之光式拾訊裝置的APC電 路7之構成，如第1圖所示，可Κ將習知光式拾訊裝置中 APC電路11之可變電阻111置換成画定電阻71,而不需要用 可變電阻電路調整APC電路之輸出輸入特性。當然，在光 式拾訊裝置生產過程中，不必為了將輸出信號準位設為預 定準位而調整APC電路輸出輸入特性之工程。 此外，光學裝置3之構成要素最好使用全信息元件9 , 作為用Κ將光碟100之反射光引導至受光用光電二極體4之 元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 全信息元件9為如第2圖所示，其係由一玻璃板所構成 ，一面設有3光束形成用繞射光柵91,另一面設有反射光 路屈折用之繞射光柵92。形成有3光束產生用繞射光柵91 之一面係使用於半導體雷射晶片1之一側。使用該全信息 元件之優點有可減少光式拾訊裝置構成組件數及使光式拾 訊裝置之組裝工程簡略化等。 Μ下說明在光學裝置3中使用全信息元件9較理想好之 理由。在光學裝置3中使用全信息元件9之光式拾訊裝置， 本紙張尺度適用中國國家標準（cns )八4規格（2ΐοχ297公釐) η 39199 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (8 ) 1 與 使 用 光 束 分 離 器 (b earns Pi iter*)取代全信息元件9之光式 1 1 拾 訊 裝 置 9 兩 者 相 比 ,其 半 導 體雷射 晶片1與光學裝置 3等 * 1 可 配 置 成 非 常 高 之 精 確度 〇 -S 1 j 如 此 t 則 由 半 導 體雷 射 晶 片1射出之雷射光束中， 經 先 閱 I • 1 I 由 光 學 裝 置 3由光碟100反 射 而 射入受 光用光電二極體4之 背 面 1 1 之 1 雷 射 光 束 比 率 及 經 由 反射 鏡 8反射而到達監梘用光電二 極 注 意 1 1 JMI 腊 6的雷射光束之比率，在精確度上均得以增高。因此 > 再 1 餐( 由 於 該 兩 比 率 與 倍 號 輸出 位 準 相闞， 故可使信號輸出準位 寫f 本 1 Μ 高 精 確 度 保 持 於 預 定準 位 〇 .頁 ··—✓ <· 1 I 因 此 » 最 好 在 全 信息 元 件 9側面設置反射機構10。 其 1 1 理 由 在 如 第 3圖所示（註 : 半 導體雷 射晶Η 1設置方法 之 1 1 詳 细 說 明 從 略 ), 光碟100 之 反 射光經 由全信息元件之反射 訂 I 光 路 屈 折 甩 繞 射 光 栅 92 , 直 接 導入受 光用光電二極賸4時， I 由 於 受 光 用 光 電 二 極 體4設置1 位置的關係，將導致光式 拾 I 1 I 訊 裝 置 厚 度 增 加 之 缺 失〇 而 且 ,受光 用光電二極體4與 監 1 視 用 光 電 二 極 體 6之關係位置會分離， 使其難Μ組裝於 同 ( '•ΒΟΚ·! 一 基 板 中 成 為 積 體 電 路。 1 但 是 > 如 果 在 全 訊息 元 件 9之側面設置反射機構10 > 1 1 使 光 碟 100之反射光經由全信息元件之反射光路屈折繞 射 1 1 光 柵 92反 射 9 則 由 該 反射 機 構 10所反 射之反射光導入受光 1 I 用 光 電 二 極 體 4時, 即不會因為受光用光電二極體4設置位 1 1 I 置 之 翮 係 t 而 使 光 式 拾訊 装 置 之厚度 增加，故可使受光用 1 1 1 光 電 二 極 體 4與監視用光電二極體6設 置在互枏鄰接之位置。 1 1 此 外 * 反 射 裝 置 10並 不 一 定必需 設置在全信息元件9 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 8 3 9 1 9 9 A7 B7 五、發明説明（9 ) ) 之側面，只要是設置在光碟100反射光經過全信息元件9的 反射光屈折用繞射光棚92之光路上即可。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，上述各實施形態中，若將受光用I/V轉換器5及 APC電路7K積體電路方式預先組裝於基板，再將由受光用 光電二極體4及監視用光電二極體6形成於同一半導體基板 所組成之受光元件安裝於該基板上，則不但有助於光式拾 訊裝置小型化，又可期待提高生產性及進一步降低製造成本 [本發明之效果] 如上所說明，依據申請專利範圍第1項所述之光式拾 訊裝置，可Μ無需調整APC電路之輸出輸入特性，而保持 輸出信號準位於預定準位。因此，可Μ免除用Μ調整APC 電路輸出輸入特性之可變電阻電路；當然，在生產光式拾 訊裝置過程中，為使輸出信號準位成為預定準位而調整APC 電路输出輸入特性之工程也可Κ省略。故可使光式拾訊裝 置之製造成本進一步降低。 再者，依據申請專利範圍第2項所述之光式拾訊裝置， 可使輸出信號準位Μ高精確度保持在預定準位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據申請專利範圍第3項所述之光式拾訊裝置，無論 其半導體雷射晶片之設置方法為何，均可防止光式拾訊裝 置之厚度增加，同時確保受光用光電二極體及監視用光電 二極體的積體電路化之容易性。 依據申請專利範圍第4項所述之光式拾訊裝置，則有 助於光式拾訊裝置之小型化，同時可期待提高其生產性及 進一步使其製造成本降低。 39199 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（10 ) [附圖簡單 說 明 ] 第1圖 為 本 發 明 光 式 拾 訊 裝 置 一 實 施 形 態之主要構成 圖 〇 第2圖 為 全 信 息 元 件 9之說明圖。 第3圖 為 設 置 反 射 徹 構 使 業 經 全 信 息 元 件9改變進行方 向 光碟100 之 反 射 光 反 射 之 優 點 說 明 圖 0 第4圖 為 習 知 光 式 拾 訊 裝 置 之 主 要 構 成 圖。 [符號說明 ] 1 半 導 體 雷 射 晶 片 1 ' 雷 射 驅 動 電 路 3 光 學 裝 置 4 受 光 用 光 電 二 極 體 5 受 光 用 I/V轉換器 6 監 視 用 光 電 二 極 體 fUi 7 APC電路（ 白 動 功 率 控 制 電 路 ) 8 反 射 鏡 9 全 信 息 元 件 10 反 射 機 構 11 APC電路（ 白 動 功 率 控 制 電 路 ) 71 固 定 電 阻 72 定 電 壓 源 73 演 算 放 大 器 91 用 形 成 3光束之繞射光柵 92 反 射 光 路 屈 折 用 之 繞 射 光 栅 100 光 碟 1 11 可 iMjt 变 電 阻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1 0 39 1 99 i l ^Λ， 本.-f- Λ s D C- -q - .* A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 一種光式拾訊裝置，具備：用Μ將光碟反射光轉換為 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 電I/監極 I 視 ，構 ，射變 置體受 光用之二電 Ϊ 監 Φ 0 中反改。裝積述 用光號電 C 及 其之 。其之件者訊 Μ 前 光受信光ΑΡ體 ，向者 ，向元體拾各裝 受之 流用之 I 極 置方賸置 方息極 式係安 信 該號電視制 二 裝進極裝進信二光路上 。 將信成監控 電 訊行 二訊行全電述電板者 Μ 壓換述授 / 光 拾光電拾變述光所PC基髎 用電轉上回號用 式射光式改前用項&A該極 ; 為份據之信光 光反用光件由光 一^ft在二 體換部依源光受 述碟光述元經受任 α 並電 極轉 一 K 光個述. 所光受所息使述中 Μ ，光 二之可行數前 項變述項信 ，前項VI板用 電號光及施複為 1 改前 2 全構達131/基視 光信射 Κ, 用作 第為人第述機到1Μ用一監 用流放.，號使體 。圍作導圍前射光第光同及 光電源體信：極者範件光範由反射圍受於體 受之光極流在 二 體利元射利經之反範述裝極 之 出將二 電徵電極專息 反專將射之利前組二 號輸；電之特光二請信碟請Μ反向專 ，式電 信體器光出其之電申全光申用Μ方請中方光 流極換用輸 同光據備將據備加進申其路用 電二 轉視體 相用依具俾依具光行如 ，電光 • · « 2 3 4 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 39 199