TWI240263B - Optical pickup apparatus - Google Patents

Description

1240263 玖、發明說明： 本發明主張韓國專利申請案號2002-14708之優先權， 申請日期西元2002年3月19日，其內容在此一倂做爲參 考。 [發明所屬之技術領域] 本發明是有關於一種光學讀取裝置，且特別是有關於 一種減少了所使用零件數量，因而提高了生產力與光學效 率的光學讀取裝置。 [先前技術] 第一圖顯示一傳統相容的光學讀取裝置，其包括：第 一光座（light holde〇105與第二光座115。第一光座105 中包括第一光源1〇〇與第一光柵(grating)103。發射出波長 約爲650nm(奈米)光束的第一光源1〇〇係，和將第一光源 100所發射的光束分解爲三光束，以利循軌伺服(tracking servo)或是聚焦伺服(focusing servo)的第一光柵103 —體 成形。第二光座115中包括第二光源11〇、第二光柵113。 發射出波長約爲780nm光束的第二光源110係，和將第二 光源110所發射的光束分解爲三光束，以利循軌伺服或是 聚焦伺服的第二光柵113 —體成形。第一光源100與第二 光源110分別安裝於不同位置。第一光源100使用於相對 較薄的碟片107，例如DVD ;而第二光源110使用於相對 較厚的碟片117，例如VCD。 第一光源100發射出的光束經由第一分光器（beam splitter)120反射後，通過第二分光器123，繼續前進至相 10920pif.doc/008 6 1240263 對較薄的碟片107，然後，光束由較薄的碟片i〇7反射， 通過第一與第二分光器120與123，後由感光子 (photodetecto〇130接收。在第二分光器123與碟片117之 間的光路徑上，提供有反射鏡125反射，以改變由第一光 源100與第二光源110發射出的光束路徑，並提供有一準 直鏡（collimating lens) 127，使光線平行，並提供有物鏡 129，以聚焦入射至碟片117的光束。 同時，由第二光源110發射出的光束經由第二光柵113， 依序由第二分光器123以及反射鏡125反射，並通過準直 鏡127與物鏡129，由此在相對較厚的碟片117上形成一 光點。然後，由相對較厚的碟片117上所反射的光束通過 物鏡129與準直鏡127後，由反射鏡125反射後通過第 二與第一分光器123與120，最後由感光子130接收。在 此，第一與第二分光器120與123分別將由第一光源100 與第二光源110發射的光束將以分解成50:50，只使用了 其中50%接受的光束，因此光效率非常低。 在第一分光器120與感光子130之間提供有像散鏡 (astigmasism lens)132，像散鏡132並不具有均勻曲率，其 垂直與水平面上具有不同曲率使光束產生像散。像散鏡132 安裝方向的角度正好相對於第一分光器120的方向，這樣 的安排不.僅使聚焦在感光子上光束，因爲與準直鏡127 的交互作用而變大，也使光束通過第一分光器120時會產 生彗形像差（coma aberration)。此外，鏡面上垂直與水平 面上各具有不同曲率，使光束產生像散。由以上所述產生 10920pif.doc/008 7 1240263 像散的像散法，造成了聚焦誤差。 由第一光源100與第二光源no發射的光束分別由第 一光柵103與第二光柵113分解爲三光束。對於相對較薄 的碟片107，由此三光束，利用微分推挽法（differential push-pull method)，以及相對較厚的碟片117,由此三光束， 利用三光束法或推挽法，可以偵測到聚焦誤差。因爲微分 推挽法、三光束法或推挽法爲已知技術，在此將不再說明。 因此，CD與DVD可以利用由以上所敘述的單一讀取 裝置，進行相容的記錄/再生。然而，傳統的光學讀取裝 置將CD的光源、光柵與DVD的光源、光柵分開，而兩 V 個分光器也是如此，造成所需零件數量增加，成本提高， 而且有許多部分需要進行光學校準，因此造成生產力降低 與些微偏斜的機率高於比其他需要較少零件的例子。亦言 之，光學讀取裝置中零件是根據鏡片的焦聚與光學長度而 設計，且各個光學零件的位置也因而決定。在此，各零件 在設計或製造都無可避免的會有裕度，此外，當零件的數 量增加，每一零件的裕度也隨之增加，因此，由光源所發 射出的光線無法準確的聚焦於碟片之上，造成訊號的減 弱。此外，當光束在碟片上聚焦時不對稱時，光的品質將 因光束的位置而有所差異，使的聚焦於感光子上的光束成 爲不對稱且跳動增加。 同時，安裝光學讀取裝置的同一層位置上，還有旋轉 碟片的馬達與s午多晶片’因此在碟片再生的過程中會產生 熱，在某些狀況下，雖然有冷卻風扇，內部溫度。C可高達 10920pif.doc/008 8 1240263 60。然而，因爲讀取裝置中部分的零件是以UV接著劑接 合，高溫時，部分利用此接著劑接合的零件會發生扭曲或 是凸起的現象。因此，光學零件的位置改變，因而偏離了 光軸，造成訊號再生的效果降低。因此，必須減少零件數 量，以減少使用UV接著劑接合的部分。 另外還有一個問題，可記錄光碟片因爲材料的因素， 反射比低於一般唯讀光碟片。因此，由於所反射光量較低， 對於訊號的偵測較爲不利，而且訊號的偵測也會受到雜訊 極大的影響。因此使用於可記錄光碟片的光源功率必須高 於唯讀光碟片的光源。如第2B圖所示，使用單模式雷射 光源以增加光學功率，但其缺點爲不易移除雜訊，因此， 如第2A圖所不，使用多模式雷射光源（multilmode laser light)以降低雜訊。已經發展出具有高光學功率、波長爲780 nm的多模式雷射光源，然而，具有高光學功率、波長爲650 nm的多模式雷射光源在製造上十分困難。爲了解決此一 問題，發展出了使用於多模式高頻裝置的HFM(高頻調變， high-frequency modulation)。然而，因爲高頻對人體有害， 使用高頻裝置時，必須另外安裝電磁波阻絕裝置以避免高 頻對人體的傷害，因此，零件的數量增加，造成裝置的體 積增加。此外，若無法完全阻絕電磁波，則使用者將處於 十分危險的情況。 此外，當具有很大雙折射（birefringence)的碟片在進行 再生時，因爲傳統的光學讀取裝置並無此一裝置能夠根據 雙折射而降低偏光的改變，再生的效果將會大大降低。 10920pif.doc/008 9 1240263 [發明內容] 爲了解決以上所述以及其他的問題，本發明提供一光 學讀取裝置，包括：可以發射出不同波長光束的第一光源 與第二光源，兩者一體成形爲一單一模組，以及多功能的 光柵，可同時提供該第一光源與該第二光源使用，以降低 零件數量；一偏光分光器（polarizing beam splitter)與一 1/4 波片(wave plate)，以增加光效率與對於雙折射碟片的適應 性。 根據本發明之觀點之一，一光學讀取裝置，包括：一 光源模組，其第一光源與第二光源組成單一模組，可發射 ‘ 出不同波長的光束、第一光柵，將該第一光源所發射出的 第一光束分解爲三光束，並傳送該第二光源所發射出的第 二光束、第二光柵，傳送該第一光源所發射出的該第一光 束，並將該第二光源所發射出的該第二光束分解爲三光 束、一分光器。將光源模組發射的光束加以反射或傳送、 一物鏡，將通過分光器的光束聚焦於一碟片上，以及一感 光子以接收與偵測由碟片反射的光束。 該第一光柵與該第二光柵爲一體成形。在該分光器與 該物鏡之間更包括一準直鏡，使光束得以相互平行。該感 光子包括:該第一感光子以偵測該第一光束與該第二感光 子以偵測該第二光束。該第一感光子包括一具有四分割結 構(four-division)的主感光子與數個具有個四分割結構的次 感光子，該些次感光子分別安裝於該主感光子的兩側。該 第一光柵的圖形深度爲1·51 μπι，而該第二光柵的圖形深 10920pif.doc/008 10 1240263 度爲 1.23 μπι。 根據本發明之另觀點，一光學讀取裝置，包括：一 光源模組，其第一光源與第二光源組成單一模組，可發射 出不同波長的光束、第一光柵，將該第一光源所發射出的 第一光束分解爲三光束，並傳送由該第二光源所發射出的 第二光束、該第二光柵，傳送由該第一光源所發射出的該 第一光束，並將該第二光源所發射出的該第二光束分解爲 三光束、一偏光分光器，根據光源發射出光束的偏光方向， 選擇反射或傳送此入射的光束、一 1/4波片，改變通過偏 光分光器的光束的偏光狀態、一物鏡，將通過1/4波片的 光束聚焦於碟片上，以及一感光子，以接收與偵測由碟片 反射的光束。 爲了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯且 易懂，下文特舉一較佳實施例，配合所附圖式，作詳細說 明如下： [實施方式] 如第3圖所示，根據本發明較佳實施例的光學讀取裝 置包括：光源模組1，包含第一光源與第二光源3與5， 其可發射不同波長之光束、一分光器10，反射或傳送由光 源模組1發射之光束，以改變光路徑、一物鏡15，將分光 器10反射而至的光束加以聚焦至相對較薄的碟片17或對 較厚的碟片18,以及一感光子23,以接收或偵測由碟片17 或碟片18反射而至的光束。 光源模組1中，第一光源3與第二光源5具有不同的 10920pif.doc/008 11 1240263 波長’同時安裝於底座(mount)2。第一光源3，例如是一 雷射二極管，可發射出波長爲650 nm的光束，用於相對 較薄的碟片17，例如是DVD。第一光源5，例如是一雷射 二極管，可發射出波長爲780 nm的光束，用於相對較厚 的碟片18，例如是VCD。第一光源與第二光源3與5安 裝時相距（110± 2)μπι。 光源模組1與分光器10之間提供有第一光柵7與第二 光柵8。第一光柵7第將第一光源3所發射的光束分解爲 三光束，第二光柵8將第一光源5所發射的光束分解爲三 光束。第一光柵7製造成可以傳送由第二光源5所發射光 束的90%。相對的，第二光柵8製造成可以傳送由第一光 源3所發射光束的90%。 一般而言，如第4圖所示光柵的圖形，可以得到下面 的傳送方程式。 [方程式1]

Tm" n2m2 7 7 sin (7ima)sin (π(η - η〇)(1/λ) 其中m表示繞射(diffratcion)的階次，Τ表示繞射圖形25 的週期(period)，心表示空氣反射的折射率（index)，η表示 光柵反射的折射率，d表示繞射圖形25的深度，以及λ表 示光源的波長。傳統光柵的繞射效率，以及根據本發明之 第一光栅·7與第二光柵8的繞射效率可以由方程式1計算 而得。表1中所列爲繞射效率計算中所使用的常數値。 10920pif.doc/008 12 1240263 [表i] CD DVD a 0.5 0.5 η 1.5111 1.5145 η〇 1 1 λ 0.78 0.65 繞射效率的改變可由改變光柵的圖形深度d而輕易達 成，在此，將a代爲1/2，計算方程式1後可得光量與光 柵的圖形深度d的關係，如第5圖所示。根據本發明光學 讀取裝置，其第一光柵7與第二光柵8之最佳深度d可由 第5圖而求得。 因爲第一光柵7與第二光柵8安裝於光源模組1與分 光器1〇間之光路徑上，由第一光源3與第二光源5所發 射之第一光束1與第二光束2通過第一光栅7與第二光柵 8，在此，第一光柵7與第二光柵8選擇性將光束分別分 解爲三光束，並相對於其他光束，傳送99%或以上的光束。 更詳細的說，第一光源3運作時，例如是一用於DVD 之雷射二極體，通過第一光柵7的第一光束1，根據1:5:1 的比率分解爲三光束：第-1階光束、第〇階光束、與第+ 1 階光束。當這些已分解的第一光束1通過第二光柵8時， 有90%的光可以通過第二光柵8，較佳情況是95%。 相對的，第二光源5運作時，例如是一用於CD之雷射 二極體，第二光束2通過第一光栅7時，有90%的的光束 可以通過，較佳情況是95%。通過第二光柵8的第二光束 10920pif.doc/008 13 1240263 2，根據1:5:1的比率分解爲三光束：第-1階光束、第0階 光束、與第+ 1階光束。 根據第5圖所示，可得到滿足上述條件的光柵圖形深 度d。 [表2] 本發 d 650 nm 780 nm 明之 (深度） 第 〇 第1階 第 0 第〇階 第1階 第 〇 光柵 階 階 比 階比 第 1 第 1 階 之 階之 比率 比率 650 1.51 67.1% 13.37% 5:1 99.88% 0.05% - nm μιη 780 1.23 99.3% 0.3% - 67.1% 13.35% 5:1 nm μιη 根據第2表所示，在較佳的情況下，第一光柵7之光 柵圖形深度d與第二光柵8之光柵圖形深度d分別設定爲 1.5 1 μηι 與 1 ·23μηι 〇 使用於CD與DVD之傳統光柵，安裝時安置於不同光 路徑，其光柵圖形深度d與本發明的比較示於第3表。 10920pif.doc/008 14 1240263 [表3] 習知光 d 650 nm 780 nm 柵 (深度） 第 〇 第1階 第 0 第 〇 第1階 第 0 階 階比 階 階比 第 1 第 1 階之 階之 比率 比率 650 nm 0.246 67.1% 13.37% 5:1 76.5% 9.5% 8:1 μηι 780 nm 0.297 54.7% 18.4% 3:1 67.1% 13.36% 5:1 μηι 本發明與傳統技術不同，需要額外設計的地方包括， 第一與第二光源3與5結合爲一單一模組，且相對應的第 一與第二光柵7與8安裝於同一光路徑上。在此，雖然第 一與第二光柵7與8可以各自存在，第一與第二光柵7與 8也可能一體成形。因此，產生不同波長的光源結合成爲 一單一模組，且第一與第二光柵也可能一體成形，零件數 量可以降至最低。 分別通過第一與第二光柵7與8的光束，相對應的分 解爲三光束，經由碟片17與碟片18的反射，再由感光子23 偵測，偵測此三光束會進行循軌誤差偵測與聚焦誤差偵 測，此將在後文敘述。 由分光器10反射的光束繼續進行至物鏡15，在較佳的 情況下，在物鏡15之前更提供一準直鏡13，以使光束平 10920pif.doc/008 15 1240263 行。物鏡15將聚焦至光束碟片17與碟片18之上。如此 一來，本發明之光學讀取裝置具有相容性，可以用來讀取 相對較薄的碟片17，例如是DVD，以及較厚的碟片18， 例如是VCD。 由碟片17與碟片18反射的光束通過至物鏡15、準直 鏡13、分光器10後轉換成電子訊號由感光子23接收。 在此，在分光器10與感光子23之間，提供一凹透鏡 或一像散鏡20,若未能提供凹透鏡或像散鏡20,在感光 子23形成之光束大小可以由分光器10的厚度加以調整。 若提供凹透鏡了或像散鏡20,光束大小可以經由改變凹 透鏡或像散鏡20的焦距而加以調整。 根據本發明另一較佳實施例之光學讀取裝置如第6圖 所示。 根據本發明另一較佳實施例之光學讀取裝置包括一光 源模組31，其第一光源33與第二光源35組成單一模組， 可發射出不同波長的光束、一偏光分光器40，根據偏光方 向將由光源模組31發射之光束選擇性的加以反射或傳送、 一 1/4波片，以改變通過偏光分光器40的光束的偏光狀 態，因此光束通過偏光分光器40後’其光路徑改變、一 物鏡45,以將通過1/4波片41的光束聚焦於碟片17與18 上之，以及一感光子，接收經由碟片17與碟片18反射、 通過物鏡45、1/4波片41、以及偏光分光器40的光束。 根據本發明較佳實施例之光學讀取裝置具有相容性’ 可作爲相容之光學讀取裝置，讀取不同厚度之碟片。亦言 10920pif.doc/008 16 1240263 之，本光學讀取裝置可用於相對較薄的碟片17，例如是 DVD，以及較厚的碟片18，例如是VCD。 發射第一光束1的第一光源33與發射第二光束2的第 二光源35具有不同的波長，兩者製成一單一的光源模組 31。第一光源33爲一雷射二極管，可發射出波長爲650 nm 的光束，例如可用於相對較薄的碟片17。第一光源35爲 一雷射二極管，可發射出波長爲780 nm的光束，例如可 用於相對較厚的碟片18。 光源模組31與偏光分光器40間之光路徑上提供有一 多功能光柵36，此一多功能光柵36可同時用於第一光源 33與第二光源35，第7圖爲多功能光柵36之放大視圖。 第一圖形37位於多功能光柵36上之一表面36a，可將 來自第一光源33的光束分解爲三束，同時傳送90%或更 多來自第二光源35。第二圖形38形成於多功能光柵36上 之表面36b，可傳送90%或更多來自第一光源33的光束， 並同時可將來自第二光源35的光束分解爲三束。上述情 況與前述第一光柵7與第二光柵8中相同。在此，其特點 爲多功能光柵36與第一光柵7、第二光柵8 —體成形。建 構此一多功能光柵36可以降低光學讀取裝置所使用之零 件數量。 參見前面的第2表，第一圖形37之深度d在較佳的情 況下爲1.51μηι ，而第二圖形38之深度d在較佳的情況 下爲1·23μηι。在另一情況下，相反的構成亦爲可行。因 此，CD與DVD之光柵可以一體成形。 10920pif.doc/008 17 1240263 根據上述之結構，由第一光源33，發射之光束通過多功 能光柵36上之表面36a，此光束分解爲三束，亦即，根據 1:5:1的比率分解爲三光束··第-1階光束、第〇階光束、 與第+ 1階光束。當這些分解的光束通過光柵36上表面36b 時，有90%，的光束可以通過第二光柵，較佳情況是95% 或更高。 相對的，由第二光源35發射之光束通過多功能光栅36 上之表面36a，有90%的光束可以通過，較佳情況是95% 或更高。然後，當上述光束通過多功能光柵36上之表面36b 時，此光束分解爲三束，亦即，根據1:5:1的比率分解爲 三光束：第-1階光束、第0階光束、與第+ 1階光束。 經多功能光柵36分解爲三束的光束，入射至偏光分光 器40上。偏光分光器40根據入射光束的偏光方向，選擇 反射或傳送入射的光束。例如，偏光分光器40傳送P偏 光光束，但反射S偏光光束，或是相反。利用上述的特點， 大部分由光源模組31發射之光束，可以經反射而前進至1/4 波片41。在此，可以建構一偏光分光器40可反射95%c 或更多由光源發射出的光束。 然後，當光束通過1/4波片41時，入射光束偏光狀態 將會改變。例如，假設第一光源31發射一 S偏光光束， 當光束通適1/4波片41時，偏光光束變成圓形偏光。改 變偏光狀態的光束通過物鏡45後，聚焦於碟片17與碟片 18之上。當光束由碟片17與18反射，並通過1/4波片41 後，光束的偏光狀態改變成P偏光光束。因此，95%c或 10920pif.doc/008 18 1240263 更多的S偏光光束首先經由偏光分光器40反射，95%c或 更多的偏光光束經由碟片17與18反射’再向後通過偏光 分光器40後，再向感光子43前進。相對的，當P偏光光 束由光源模組31發射之時，同樣的方法仍然適用。因此’ 採用偏光分光器40與1/4波片41時，大部分由光源模組 31所發射出之光束，可以成爲有效的光束’因此光效率可 以提高。 由光源模組31所發射出之光束，不論此光束是P偏光 光束或偏光光束S，都因爲1/4波片41的作用，而入射 至碟片17與碟片18之上，成爲圓形偏光之光束。因爲圓 V 形偏光光束比線性偏光光束對於雙折射有更高的克服能 力，所以1/4波片41可以增加對於具有雙折射碟片的對 應力（corresponding force)。 1/4波片41與碟片17、碟片18之間更進一步提供一 反射鏡42與一準直鏡43，在此，改變垂直於反射鏡42 的光路徑，使的光學讀取裝置的整體厚度降低，因此光學 讀取裝置可以變的輕、薄。此外，在偏光分光器40與感 光子50之間，更進一步提供一鏡片47，例如凹透鏡或是 像散鏡。 在上述的較佳實施例中，因爲提供了該光源模組31與 該多功能光柵36，所需零件的數量可以減少。此外，利用 偏光分光器40與1/4波片41可以使光效率提高至最大 値。因此，要增加光量，則必須在傳統之DVD所用的單 模式雷射二極體中額外採用一高頻裝置。然而，因爲使用 10920pif.doc/008 19 1240263 了多模式雷射二極體，光源之光效率因而提高至最大値， 可以獲得足夠的光量，所以本發明並不需要此一高頻裝 置。 其次，光束由碟片17與18反射，通過物鏡45，1/4波 片41，偏光分光器40’最後由感光子50接收。根據上 述的較佳實施例，以下對於感光子50的敘述，大致也可 以應用於感光子23上。 在光源模組1與31中，因爲第一光源3與33以及第 二光源5與35分開（110± 2)μηι的距離，其光軸線相符， 因此，感光子50與感光子23中之任一件，皆必須包括對 ‘應第一光源的第一感光子，以及對應第二光源的第二感光 如第8Α圖的例子，第一感光子51是由一主感測器51a 與安裝於主感測器51a兩側的一對次感測器51b、51c所 組成。主感測器51a爲具有四分割之結構，而次感測器各 爲包括四分割之結構。第一感光子51偵測由光柵7、8、36 所繞射的三光束，以進行循軌伺服或聚焦伺服。在此’第 一感光子51可用於DVD。 在此，以微分推挽法（DPP)法偵測循軌伺服誤差’循 軌伺服誤差的訊號可以下式表示 [方程式2] TES = [(A+D)-(B + C)]-G[((J1+J4)(I1+I4)H(J2+J3)+(I2 + I3))] 其中，G爲作用於次感測器51b與51c偵測訊號之增 益，以偵測最佳之循軌伺服誤差，因爲次感測器之光量小 10920pif.doc/008 20 1240263 於主感測器許多。G可以由第0階繞射光束與第1階繞射 光束之光量比値，訊號利用微分推挽法法加以放大。 同時，以微分像散法偵測聚焦伺服誤差，聚焦伺服誤 差的訊號可以下式表示 [方程式3] TES = [(A+DHB + C)]-G[((J1+J3)(I1+I3)H(J2+J4)+(I2+I4))] 在此，例如，第一感光子51應用於DVD-RAM碟片時， 因爲凹槽（pit)形成於槽溝（groove portion)與軌跡（land portion)上，因此在聚焦之時，不只有主感測器51a在接收 主光束會產生雜訊，次感測器51b與51c在接收側光束也 會產生雜訊。在較佳的情況下，聚焦不會受到凹槽的影響， 主光束與側光束具有180°的相差。在此，將主光束加入側 光束可以降低凹槽的影響。 同時，第二感光子52是由具有四分割結構之主感測器 52a與安裝於主感測器52a兩側的次感測器52b、52c所組 成。第二感光子52可用於CD。 循軌誤差偵測訊號(TES)或聚焦誤差偵測訊號(FES)可以 分別以三光束法與像散法求得，分別列於下式 [方程式4]

TES = L-K FES = [(E+H)-(F+G)] 如第8B圖的另一例，第一感光子53是由一主感測器 53a與安裝於主感測器53a兩側的次感測器53b、53c所組 成，主感測器53a爲具有四分割之結構，而次感測器各爲 10920pif.doc/008 21 1240263 包括四分割之結構。第一感光子53與前述的第一感光子51 具有相同的結構，且循軌誤差偵測訊號與聚焦誤差偵測訊 號皆以相同的方法量測。 第二感光子54是由一主感測器54a與安裝於主感測器 54a兩側的次感測器54b、54c所組成，主感測器54a爲具 有四分割之結構，而次感測器各爲包括二分割之結構。循 軌誤差偵測訊號（TES)或聚焦誤差偵測訊號（FES)可以分別 以三光束法與像散法求得，如下所示： [方程式5] FES = [(E+H)-(F+G)] TES = [(E+H)-(F+G)]-G[(L1+K1)-(L2+K2)] 其次，如第8C圖的例子，第一感光子55是由一主感 測器55a與安裝於主感測器55a兩側的次感測器55b、55c 所組成，主感測器55a爲具有四分割之結構，而次感測器 各爲包括二分割之結構。第二感光子56是由具有四分割 結構之主感測器56a與安裝於主感測器56a兩側的次感測 器56b、56c所組成。第二感光子56與前述第8A圖的的 第二感光子52具有相同的結構，且循軌誤差偵測訊號與 聚焦誤差偵測訊號可以下式表示 [方程式6] TES = [(A+D)-(B+C)]-G[(J1+H).(J2+I2)] FES = [(A+C)-(B+D)] 此外，如第8D圖的例子，第一感光子57是由一主感 測器57a與安裝於主感測器57a兩側的次感測器57b、57c 10920pif.doc/008 22 1240263 所組成，主感測器57a爲具有四分割之結構，而次感測器 各爲包括二分割之結構。第二感光子58是由一主感測器 58a與安裝於主感測器58a兩側的次感測器58b、58c所組 成，主感測器58a爲具有四分割之結構，而次感測器各爲 包括二分割之結構。在此，第一感光子57可獲得如方程 式6所示的循軌誤差偵測訊號與聚焦誤差偵測訊號，而第 二感光子58可獲得如方程式5所示的循軌誤差偵測訊號 與聚焦誤差偵測訊號。 此外，如第8E圖的例子，第一感光子59是由一主感 測器59a與安裝於主感測器59a兩側的次感測器59b、59c 所組成，主感測器59a爲具有四分割之結構，而次感測器 各爲包括四分割之結構。第二感光子60是由一主感測器 60a與安裝於主感測器60a兩側的次感測器60b、60c所組 成，主感測器60a爲具有四分割之結構，而次感測器各爲 包括四分割之結構。第一感光子59與第二感光子60具有 非常相同的結構。循軌伺服誤差可以微分推挽法法獲得， 而聚焦伺服誤差偵測訊號可以微分像散法獲得。第一感光 子59可利用方程式2與3執行循軌誤差偵測與聚焦誤差 偵測。 第二感光子60可獲得循軌誤差偵測訊號（TES)與聚焦 誤差偵測訊號(FES)，如下所示 [方程式7] TES = [(E+H)-(F+G)] -G[((L1+L4)(K1+K4)H(L2+L3) + (K2+K3))] FES = [(E+HHF+G)] -G[((L1+L3)(K1+K3))-((L2+L3)+(K2+K3))] 10920pif.doc/008 23 1240263 本發明包括相對於第一光源的第一感光子與相對於第 二光源的第二感光子。如第8A至8E圖所示的第一感光子 51、53、55、57與59，可用於例如DVD的碟片；而第二 感光子52、54、56、58與60，可用於例如CD的碟片。 根據本發明的光學讀取裝置包括··一光源模組，其第 一光源與第二光源可發射出不同波長的光束，組成此單一 模組，故可大大降低零件數量；而零件數量降低，可以有 下列的優點。 第一點，因爲零件數量降低，減少了高溫運作時因零 件接合毀壞，而導致性能下降的機會，因此提升了生產力 以及穩定度。 第二點，提供經設計的光柵，適合二種不同波長光束 的光源模組，或提供一體成形的光柵，同時可用於第一光 束與第二光束，故可以降低零件數量，因此，簡化此裝置 的結構，組裝也隨之簡單，生產成本得以降低。 第三點，提供分別相對於第一光源與第二光源相對於 第一感光子與第二感光子，並且利用微分推挽法與微分像 散的方法，使低反射比之可記錄碟片的訊號得以放大，因 此可以有效執行循軌伺服與聚焦伺服。 第四點，當以多模式雷射二極體作爲光源時，使用偏 光分光器與1/4波片可以將光效率提升至最大値，因此具 有低反射比之碟片，例如DVD-RW ' DVD-RAM、DVD-R、 DVD+RW，亦可以進行記錄/再生。此外，因爲光束幾乎 不會由偏光分光器反射至光源模組，所以雷射光源穩定。 10920pif.doc/008 24 Ϊ240263 〜特定光量即可以驅動雷射光源，因此單模式雷射二極體 或多模式雷射二極體皆可以作爲光源。 第五點，利用1/4波片使光束到達到達碟片成爲圓形偏 光光束，因此對於具有雙反射之碟片所引起對應力可以獲 得改善。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 [圖式簡單說明] ' 第1圖繪示一傳統的光學讀取裝置的配置圖； 第2A圖繪示一多模式的雷射光源； 第2B圖繪示一單模式的雷射光源； 第3圖繪示根據本發明較佳實施例的光學讀取裝置的 配置圖； 第4圖繪示典型光柵的圖形； 第5圖繪示第3圖之光學讀取裝置中所使用光柵，因 光源波長而使圖形深度改變，導致光量不同； 第6圖繪示根據本發明另一較佳實施例的光學讀取裝 置的配置； 第7 _繪示第6圖之光學讀取裝置中所使用多功能光 柵剖面之放大圖； 第8A至8E圖繪示根據本發明較佳實施例的光學讀取 裝置中所採用感光子的各種實例； 10920pif.doc/008 25 1240263 表1列出繞射效率計算中所使用的常數値； 表2列出本發明光柵之圖形深度及各階光束之比率;以 及 表3列出習知光柵之圖形深度及各階光束之比率。 [圖式標示說明] 1、31:光源模組 3、33、100:第一光源 5、35、110:第一光源 7、103:第一光柵(grating) 8、113··第二光柵 1〇:分光器 15、45、129:物鏡 17、18、107、117:碟片 20、132:像散鏡（astigmasismlens) 23、43、50、130:感光子（photodetector) 25:繞射圖形 36:多功能光柵 36a、36b:表面 37:第一圖形 38:第二圖形40:偏光分光器 41: 1/4波片 42、125··反射鏡 43、127:準直鏡(collimating lens) 47··鏡片 51、 53、55、57、59··第一感光子 51a、52a、53a、54a、55a、56a、57a、58a、59a、60a:主 感測器 51b、51c、52b、52c、53b、53c、54b、54c、55b、55c、56b、 56c、57b、57c、58b、58c、59b、59c、60b、60c:次感測 器 52、 54、56、58、60:第二感光子 105··第一光座（light holder) 115:第二光座 120:第一分光器(beam splitter) 123:第二分光器 10920pif.doc/008 26 1240263 T:週期 ηΟ:空氣反射的折射率（index) η:光柵反射的折射率 d:繞射圖形的深度 拾、申請專利範圍： 1. 一種光學讀取裝置，包括z 一光源模組，由一第一光源與一第二光源組成一單一 模組，其中該第一光源及該第二光源的光束具有不同波 長； 一第一光柵，將該第一光源所發射出的第一光束分解 爲三光束，並傳送由該第二光源所發射出的第二光束； ‘ 一第二光柵，傳送由該第一光源所發射出的該第一光 束，並將該第二光源所發射出的該第二光束分解爲三光 束； 一分光器，反射或傳送由該光源模組發射的光束； 一物鏡，將通過該分光器的光束聚焦於一碟片上；以 及 一感光子，接收與偵測由該碟片反射的光束。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取裝置，其中 該第一光柵與該第二光柵爲一體成形。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀取裝 置，在該分光器與該物鏡之間更包括一準直鏡，使光束得 以相互平行。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀取裝 置，其中該感光子包括： 10920pif.doc/008 27

Claims (1)

1240263 T:週期 ηΟ:空氣反射的折射率（index) η:光柵反射的折射率 d:繞射圖形的深度 拾、申請專利範圍： 1. 一種光學讀取裝置，包括z 一光源模組，由一第一光源與一第二光源組成一單一 模組，其中該第一光源及該第二光源的光束具有不同波 長； 一第一光柵，將該第一光源所發射出的第一光束分解 爲三光束，並傳送由該第二光源所發射出的第二光束； ‘ 一第二光柵，傳送由該第一光源所發射出的該第一光 束，並將該第二光源所發射出的該第二光束分解爲三光 束； 一分光器，反射或傳送由該光源模組發射的光束； 一物鏡，將通過該分光器的光束聚焦於一碟片上；以 及 一感光子，接收與偵測由該碟片反射的光束。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光學讀取裝置，其中 該第一光柵與該第二光柵爲一體成形。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀取裝 置，在該分光器與該物鏡之間更包括一準直鏡，使光束得 以相互平行。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀取裝 置，其中該感光子包括： 10920pif.doc/008 27 1240263 一第一感光子，偵測該第一光束;以及 一第二感光子，偵測該第二光束。 5·如申請專利範圍第4項所述之光學讀取裝置，其中· 該第一感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個四分割結構。 6. 如申請專利範圍第4項所述之光學讀取裝置， 其中該第一感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個二分割結構。 7.如申請專利範圍第5項所述之光學讀取裝置， 其中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子兩側。 8β如申請專利範圍第5項所述之光學讀取裝置， 其中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個二分割結構。 9.如申請專利範圍第5項所述之光學讀取裝置， 其中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 10920pif.doc/008 28 1240263 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個四分割結構。 10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀 取裝置，其中該第一光柵之圖形深度爲1.51 μπι，而該 第二光柵之圖形深度爲1.23 μιη。 11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀 取裝置，其中該第一光源可發射出波長約爲650nm或更 長的光束，而該第二光源可發射出較該第一光源波長更 長的光束。 12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學讀取 、 裝置，其中更包括一凹透鏡或一像散鏡，位於該分光器與 該感光子之間的光路徑上。 13. —種光學讀取裝置，包括： 一光源模組，由一第一光源與一第二光源組成一單一 模組，其中該第一光源及該第二光源的光束具有不同波 長； 一第一光柵’將該第一光源所發射出的第一光束分解 爲三光束，並傳送由該第二光源所發射出的第二光束； 一第二光柵’傳送由該第一光源所發射出的該第一光 束，並將該第二光源所發射出的該第二光束分解爲三光 束； 一偏光分光器’反射或傳送由該光源模組發射的光 束； 一 1/4波片’改變通過該偏光分光器的光束的偏光狀 10920pif.doc/008 29 1240263 態； 一物鏡，將通過該1/4波片的光束聚焦於一碟片上； 以及 一感光子，接收與偵測由該碟片反射的光束。 14·如申請專利範圍第13項所述之光學讀取裝置，其 中該第一光柵與該第二光栅爲一體成形。 15·如申請專利範圍第13項或第14項所述之光學讀 取裝置，在該分光器與該物鏡之間更包括一準直鏡，使光 束得以相互平行。 16•如申請專利範圍第13項或第14項所述之光學讀 ‘ 取裝置，其中該感光子包括： 一第一感光子，偵測該第一光束;以及 一第二感光子，偵測該第二光束。 17. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取裝置，其 中該第一感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個四分割結構。 18. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取裝置，其 中該第一感光子包括： 一主.感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側’每 一該次感光子具有一個二分割結構。 19. 如申請專利範圍第17項所述之光學讀取裝置’其 10920pif.doc/008 30 1240263 中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子兩側。 20. 如申請專利範圍第17項所述之光學讀取裝置，其 中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一個二分割結構。 21. 如申請專利範圍第16項所述之光學讀取裝置，其 中該第二感光子包括： 一主感光子，具有一個四分割結構;以及 複數個次感光子，分別安裝於該主感光子的兩側，每 一該次感光子具有一四分割結構。 22. 如申請專利範圍第13項或第14項所述之光學讀 取裝置，其中該第一光柵之圖形深度爲1.51 μτη，而該第 二光柵之圖形深度爲1.23 μιη。 10920pif.doc/008 31