專利名稱：發(fā)光模件及采用該發(fā)光模件的兼容式光學(xué)讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射激光束的發(fā)光模件和采用該發(fā)光模件的兼容式光學(xué)讀取裝置，并尤其涉及一種把兩個(gè)分別發(fā)射不同波長(zhǎng)的兩束光束的光源封裝到單個(gè)模件上的發(fā)光模件，以及采用該種模件的兼容式光學(xué)讀取裝置，從而能兼容地使用不同格式的記錄介質(zhì)。
典型的光學(xué)讀取裝置被用在CD(密集盤)播放器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、DVD(數(shù)字多用盤)播放器和DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器以在和從記錄介質(zhì)上以非接觸方式記錄/再現(xiàn)信息。
DVD播放器和DVD-ROM在視頻/音頻領(lǐng)域以其高密度的記錄/再現(xiàn)容量而為人們所熟悉。為了兼容性的原因，運(yùn)用在DVD播放器中的光學(xué)讀取裝置應(yīng)能夠不僅在和從DVD上記錄和/或再現(xiàn)信息，而且能夠在和從諸如CD，CD-R(可記錄的CD)，CD-RW(可寫入的CD)，CD-I(交互式CD)和CD-G(CD圖表)之類的CD系列上記錄和/或再現(xiàn)信息。
但是，因盤傾斜的允許誤差和物鏡的數(shù)值孔徑，DVD的厚度被標(biāo)準(zhǔn)化成不同于其它的CD系列的規(guī)格。即，現(xiàn)存的CD系列厚度為1.2mm，DVD的厚度為0.6mm。因?yàn)镃D系列和DVD的厚度不同，所以當(dāng)DVD的光學(xué)讀取裝置用于CD系列時(shí)，由于厚度的不同會(huì)產(chǎn)生球差。球差導(dǎo)致記錄信息信號(hào)所需的光強(qiáng)不足或是在再現(xiàn)信號(hào)時(shí)信號(hào)發(fā)生畸變。
另外，在再現(xiàn)光光源的波長(zhǎng)方面DVD被標(biāo)準(zhǔn)化成不同于CD系列。即，現(xiàn)存的CD系列的再現(xiàn)光光源的波長(zhǎng)約是780nm，DVD的再現(xiàn)光光源的波長(zhǎng)約是650nm。
因此，一般的CD播放器因?yàn)樯鲜霾町惗荒茉佻F(xiàn)DVD上記錄信息，所以需要對(duì)DVD的光學(xué)讀取裝置加以改進(jìn)。屆時(shí)，DVD的光學(xué)讀取裝置應(yīng)對(duì)現(xiàn)存的CD系列兼容。
為了解決上述問題，常規(guī)的可兼容的光學(xué)讀取裝置如

圖1所示，包括一個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)為650nm光束的第一光學(xué)模件20，一個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)為780nm光束的第二光學(xué)模件30，用于改變分別從第一和第二光學(xué)模件20和30中發(fā)出的光束傳播路徑的第一和第二分束器12和14，一個(gè)把入射光束聚焦到盤10上的物鏡11，和一個(gè)接收從盤10反射的光并通過第二分束器14和第一分束器12的光檢測(cè)器40。此處，第一光學(xué)模件20用于相對(duì)較薄的盤10a，如DVD，而第二光學(xué)模件30是用于相對(duì)較厚的盤10b，如CD系列。
第一光學(xué)模件20，如圖2所示，包括安裝有多個(gè)管腳27的基底21，一個(gè)安裝在基底21上的散熱器22，安裝在散熱器22側(cè)面的光源23，通過接收發(fā)射到光源23后部的光監(jiān)測(cè)光源23的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器25，和具有投射窗28并包圍光源23和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器25的罩29。當(dāng)監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器25使用發(fā)射到光源23后部的光時(shí)，考慮到光源23后側(cè)的光輸出，需要把光源23的反射率上限值限制到50-60％。
因?yàn)榈诙鈱W(xué)模件30的結(jié)構(gòu)基本上與第一光學(xué)模件20的相同，所以省去關(guān)于其詳細(xì)描述。但是，第二光學(xué)模件30不同于第一光學(xué)模件20，第二光學(xué)模件30采用發(fā)射光波長(zhǎng)大約為780nm的光源。
具有平板結(jié)構(gòu)的第一分束器12把從第一光學(xué)模件20發(fā)出的光束向前反射到第二分束器14。第二分束器14有一個(gè)立體結(jié)構(gòu)，其鏡面透射或反射入射光。
從第一光學(xué)模件20發(fā)出的光被第一分束器12反射后透過第二分束器14并向光盤10傳播。從第一光學(xué)模件30發(fā)出的光被第二分束器14反射并由物鏡11聚焦，且最終落到光盤10上。此處，在第二光學(xué)模件30和第二分束器14之間布置一個(gè)衍射入射光的光柵13。
反射入射光的反射鏡15和聚焦入射光的準(zhǔn)直透鏡16考慮到光學(xué)安排沿第二分束器14和物鏡11之間的光路布置。
從第一光學(xué)模件20發(fā)出的光被相對(duì)較薄的盤10a反射并被光電檢測(cè)器40接收。從第二光學(xué)模件30發(fā)出的光被相對(duì)較厚的盤10b反射并被光電檢測(cè)器40接收。即，從第一和第二光學(xué)模件20和30發(fā)出的光的RF(射頻)信號(hào)由單個(gè)光電檢測(cè)器40探測(cè)。此處，傳感透鏡17布置在第一分束器12和光電檢測(cè)器40之間。
在調(diào)整第一和第二光學(xué)模件20和30以及具有上述結(jié)構(gòu)的兼容式光學(xué)讀取裝置的光電檢測(cè)器40的過程中，首先，調(diào)整光電檢測(cè)器40，使得通過固定包括發(fā)射650nm波長(zhǎng)光束的半導(dǎo)體激光器23的第一光學(xué)模件20并處理從第一光學(xué)模件20發(fā)出的、在通過第一和第二分束器12和14以及物鏡11和光電檢測(cè)器40之后被光盤10所反射的光而使得伺服和RF信號(hào)的再現(xiàn)成為可能。然后調(diào)整第二光學(xué)模件30，使得從第二光學(xué)模件30發(fā)出的并被光盤10反射的光能夠精確地聚焦在光電檢測(cè)器40上。
因此，具有上述結(jié)構(gòu)的常規(guī)的兼容式光學(xué)讀取裝置有下列缺點(diǎn)。
第一，因?yàn)楸仨氈辽僬{(diào)節(jié)第一光學(xué)模件、第二光學(xué)模件和光電檢測(cè)器中的一個(gè)，故組裝不方便并且組裝過程中的缺陷率增大。
第二，因?yàn)榈谝缓偷诙＜贿x定在分離的位置，所以要使光學(xué)讀取裝置最小化很困難。
第三，因?yàn)樾枰獌蓚€(gè)監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器來調(diào)節(jié)每個(gè)光源的光輸出，所以電路線復(fù)雜。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的發(fā)光模件和采用此光學(xué)模件的兼容式光學(xué)讀取裝置，通過改進(jìn)的結(jié)構(gòu)使得光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，并且零件數(shù)量減少。
因此，為了達(dá)到上述目的，提供了一種發(fā)光模件，包括一個(gè)基底，安裝在基底上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的光束的第一和第二光源，一個(gè)將第一和第二光源發(fā)出的光束分束的分束器，和一個(gè)通過接收從第一和第二光源發(fā)出并從分束器沿一個(gè)方向分出的光束而監(jiān)測(cè)第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種兼容式光學(xué)讀取裝置，該裝置包括一個(gè)發(fā)光模件，發(fā)光模件具有一個(gè)基底，安裝在基底上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的光束的第一和第二光源，一個(gè)將第一和第二光源所發(fā)出的光束分束的分束器，和一個(gè)通過接收從第一和第二光源發(fā)出并從分束器沿一個(gè)方向分出的光束而監(jiān)測(cè)第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器，該裝置還包括一個(gè)設(shè)置在發(fā)光模件和光記錄介質(zhì)之間光路上的、用于把第一和第二光源所發(fā)出的光束聚焦到光記錄介質(zhì)上的物鏡，一個(gè)設(shè)置在發(fā)光模件和物鏡之間光路上的、用于轉(zhuǎn)變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓饴忿D(zhuǎn)變裝置，和一個(gè)用于接收從第一和第二光源發(fā)出的、從光記錄介質(zhì)反射并經(jīng)光路轉(zhuǎn)變裝置入射的光束的光電檢測(cè)器。
本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將通過參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述而變得更加清晰。
圖1是常規(guī)的兼容式光學(xué)讀取裝置的光學(xué)布局示意圖2是圖1所示的光學(xué)讀取裝置中采用的第一發(fā)光模件的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件的光學(xué)布局平面圖；圖4是與根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件的第一和第二光源發(fā)光點(diǎn)匹配的裝置的光學(xué)布局示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的兼容式光學(xué)讀取裝置的光學(xué)布局示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件的分束器透射特性曲線；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件的光學(xué)布局平面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件剖面圖；圖9是根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的兼容式光學(xué)讀取裝置的光學(xué)布局示意圖；圖10是根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的兼容式光學(xué)讀取裝置的光電檢測(cè)器的光學(xué)布局示意圖。
參見圖3，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光模件50包括基底51，設(shè)置在基底51上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的激光束的第一和第二光源61和63，將第一和第二光源所發(fā)出的光束分束的分束器65，和通過接收從第一和第二光源61和63發(fā)出并從分束器65沿一個(gè)方向分出的光束而監(jiān)測(cè)第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67，和設(shè)置在基底51上封裝第一和第二光源61和63、分束器65和監(jiān)測(cè)檢測(cè)器67的罩57。
第一和第二散熱器55、56也設(shè)置在基底51上。第一光源61安裝在第一散熱器55的側(cè)面上并在垂直于基底51的方向上發(fā)射光束。第二光源63安裝在第一散熱器55的頂面上并在平行于基底51的方向上發(fā)射光束。另外，監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67安裝在第二散熱器56的側(cè)面，面對(duì)第二光源63，分束器65設(shè)置其間。
第一和第二光源61、63和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67通過導(dǎo)線53和多個(gè)穿過基底51安裝的管腳52電連結(jié)到外部驅(qū)動(dòng)器(未示出)。第一和第二光源61、63是用于輻射不同波長(zhǎng)的光束的半導(dǎo)體激光器。例如，第一光源61發(fā)射波長(zhǎng)范圍大致在635至650nm的光束，而第二光源63發(fā)射波長(zhǎng)范圍大致在780nm的光束。
分束器65設(shè)置在第一、第二光源61、63和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67之間，它使得從第一和第二光源61和63發(fā)射的大部分光束經(jīng)形成在罩57上的發(fā)射孔57a導(dǎo)向罩57的外部，且一部分光束被導(dǎo)向監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67。此處發(fā)射孔57a最好由分束器65密封。
監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67利用第一和第二光源61、63發(fā)射的光束中的經(jīng)分束器67分離的光束。換言之，使用從第一和第二光源61和63發(fā)出的部分有效光。因?yàn)榘l(fā)射到第一和第二光源61和63后表面的光束不是必要的，所以第一和第二光源61和63的結(jié)構(gòu)可以改進(jìn)，使得反射率基本上達(dá)到99％或更大，從而提高光輸出效率。另外，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的壽命正比于其光輸出的平方，所以其壽命可以大大地延長(zhǎng)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光模件50中，利用圖4所示的系統(tǒng)執(zhí)行第一和第二光源61和63的照射點(diǎn)重合的組裝工作。
從發(fā)光模件50的第一光源61發(fā)射、并經(jīng)分束器65發(fā)散的光束被擴(kuò)大并經(jīng)準(zhǔn)直透鏡81和聚焦透鏡83形成在CCD(電荷耦合裝置)照相機(jī)85上。此處，當(dāng)通過擴(kuò)大光束經(jīng)監(jiān)測(cè)器90觀察到形成在CCD照相機(jī)85上的光點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)第一光源61的位置并將其固定在第一散熱器55的側(cè)面上。然后，當(dāng)從監(jiān)測(cè)器90觀察到形成在CCD照相機(jī)85上的光點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)第二光源63的位置并將其固定在第一散熱器55的頂表面上。
參見圖3和圖5，根據(jù)本發(fā)明的兼容式光學(xué)讀取裝置包括一個(gè)發(fā)光模件50，發(fā)光模件50具有在其中成為一體的第一和第二光源61、63，一個(gè)將第一和第二光源61、63所發(fā)出的光束聚焦到光記錄介質(zhì)1上的物鏡77，用于轉(zhuǎn)變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓饴忿D(zhuǎn)變裝置，和一個(gè)接收從第一和第二光源61、63發(fā)出并從光記錄介質(zhì)1上反射、再經(jīng)光路轉(zhuǎn)變裝置輸入的光束的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器。此處因?yàn)榘l(fā)光模件50的結(jié)構(gòu)與參見圖3所作的描述相同，所以將省去對(duì)其的描述。
當(dāng)采用較薄的光盤1a如DVD作為記錄介質(zhì)1時(shí)，利用第一光源61，并發(fā)射波長(zhǎng)范圍大約在635至650nm范圍的激光。當(dāng)采用較厚的光盤1b如CD作為記錄介質(zhì)1時(shí)，利用第二光源63，并發(fā)射波長(zhǎng)范圍大約為780nm的激光。
參見圖6，分束器65設(shè)計(jì)成透射大約90％的650nm波長(zhǎng)范圍的光束和透射大約10％的780nm波長(zhǎng)范圍的光束。也即，分束器65透射從第一光源61發(fā)射的大部分光并反射部分光。另外，分束器65反射從第二光源63發(fā)射的大部分光并透射部分光。因此，從第一和第二光源61、63發(fā)射的大部分光經(jīng)分束器65被導(dǎo)向光記錄介質(zhì)1，并且只有一部分光被導(dǎo)向監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67。
光路轉(zhuǎn)變裝置設(shè)置在發(fā)光模件50、物鏡77和光電檢測(cè)器80之間的光路上并使得從發(fā)光模件50發(fā)出的光束被導(dǎo)向光記錄介質(zhì)1，并使得從光記錄介質(zhì)1上反射的光束被導(dǎo)向光電檢測(cè)器80。光路轉(zhuǎn)變裝置最好是如圖5所示的平板型分束器73，。另外，也可以使用立方分束器、偏振分束器或全息裝置。
此處，為了用光電檢測(cè)器以三束法探測(cè)軌道誤差信號(hào)，最好再在發(fā)光模件50和平板型分束器73之間的光路上設(shè)置一個(gè)光柵71，用于把從發(fā)光模件50發(fā)出的光衍射并透射成0級(jí)光束、±1級(jí)光束等。
另外，還可以在平板型分束器73和物鏡77之間的光路上設(shè)置包括用于反射入射光以改變其傳播路徑的反射鏡74和用于聚焦入射的發(fā)散光并使該光成為準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直透鏡75的光學(xué)元件。
光電檢測(cè)器80接收從第一和第二光源61、63發(fā)出的并經(jīng)光記錄介質(zhì)1入射的光束，并從其探測(cè)信息信號(hào)和伺服信號(hào)。
此處，最好在平板型分束器73和光電檢測(cè)器80之間的光路上設(shè)置一個(gè)象散透鏡79，以象散法探測(cè)聚焦誤差信號(hào)。象散透鏡79最好傾斜設(shè)置在光路上，從而校正由于平板型分束器73的傾斜導(dǎo)致的象差。
在具有上述結(jié)構(gòu)的兼容式光學(xué)讀取裝置的操作中，當(dāng)使用較薄的光盤1a如DVD作為光束記錄介質(zhì)1時(shí)，利用從第一光源61發(fā)出的光。換言之，從第一光源61發(fā)出的光的大部分透過分束器65，并且再由光柵71衍射成至少三束光。衍射光束從分束器73和反射鏡74反射并由準(zhǔn)直透鏡75準(zhǔn)直以導(dǎo)向物鏡77。物鏡77對(duì)要形成在較薄的光盤1a上的入射光進(jìn)行聚焦。從光盤1a上反射的光束經(jīng)物鏡77、準(zhǔn)直透鏡75和反射鏡74導(dǎo)向平板型分束器73。這些光束穿過平板型分束器73并經(jīng)穿過透鏡79落在光電檢測(cè)器80上。光電檢測(cè)器80從入射光中探測(cè)薄光盤1a的信息信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)，并從光柵71衍射的光束中探測(cè)軌道誤差信號(hào)。
從發(fā)光模件50的第一光源61發(fā)出并從分束器65反射的光束落到監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67上，并且由設(shè)置在第一光源61和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67之間的光輸出控制電路(未示出)控制第一光源61的光輸出。
當(dāng)采用較厚的光盤1b如CD作為光記錄介質(zhì)1時(shí)，使用從第二光源63發(fā)出的光。在這種情況下，從第二光源63發(fā)出的光的大部分被分束器65反射導(dǎo)向光記錄介質(zhì)1。此處，與從第一光源61發(fā)出的光束相比，除了光是由物鏡77聚焦到較厚光盤1b上以外，光束的操作基本上相同，因此在此省去詳細(xì)描述。
從第二光源63發(fā)出并透過分束器65的光束被聚焦到監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67上，并且第二光源63的光輸出由設(shè)置在第二光源61和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器67之間的光輸出控制電路(未示出)控制。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的上述發(fā)光模件和兼容式光學(xué)讀取裝置有下列優(yōu)點(diǎn)。
首先，由于第一和第二光源安裝在單個(gè)光學(xué)模件中，因而光學(xué)讀取裝置的總裝被簡(jiǎn)化，如同在一個(gè)DVD或CD專用的光學(xué)讀取裝置中。
其次，由于監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器用于多種波長(zhǎng)，因此光學(xué)輸出控制器的電路被簡(jiǎn)化。
第三，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器利用從第一和第二光源發(fā)出的有效光束的一部分，所以不必需要第一和第二光源的后表面的光輸出。
因此，可以通過改變光源的結(jié)構(gòu)而極大地提高光學(xué)輸出效率。
參見圖7和圖8，根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光模件100包括基板111，布置在基板111上用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的激光束的第一和第二光源121和131，使得第一和第二光源121和131發(fā)出的光在一個(gè)方向傳播的反射元件115，通過接收第一和第二光源121和131發(fā)出的光來分別監(jiān)測(cè)第一和第二光源121和131的光輸出的第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125和135，外殼141，和多個(gè)外殼管腳145。
基板111由一種硅材構(gòu)成，并有一個(gè)內(nèi)部空間，內(nèi)部空間中安置有第一和第二光源121和131，以及第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125和135。此處的內(nèi)部空間通過蝕刻制得。
第一光源121安置在基板111的內(nèi)部空間并從其兩側(cè)發(fā)射預(yù)定波長(zhǎng)的激光束，如650nm的激光束。從第一光源121發(fā)出的光在兩個(gè)方向，一個(gè)方向的光向反射元件115傳播，另一個(gè)方向的光向第一監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125傳播。
第二光源131以相對(duì)于第一光源121分離預(yù)定距離地安置在基板111上，并從其兩側(cè)發(fā)射預(yù)定波長(zhǎng)的激光束，如780nm的激光束。第二光源131在兩個(gè)方向發(fā)射的光束中的一個(gè)方向的光束向反射元件115傳播，而在另一個(gè)方向的光向第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器135傳播。
在基板111的內(nèi)表面最好形成為一對(duì)用于導(dǎo)向第一和第二光源121和131連接位置的以凹進(jìn)在第一和第二光源121和131連接位置的導(dǎo)槽111a和111b。因此，通過減小在第一和第二光源121和131與基板111的連接中產(chǎn)生的誤差，第一和第二光源121和131的光軸的相對(duì)移動(dòng)量可被精確地控制。
反射元件115安裝在第一和第二光源121、131之間的基板111上，并使得從第一和第二光源121、131每一個(gè)的一側(cè)發(fā)射的激光在一個(gè)方向上傳播。反射元件115與基板111構(gòu)成為一體并包括一個(gè)基底13，基底上具有布置成與第一和第二光源121、131的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的呈預(yù)定角度傾斜的第一和第二表面113a和113b，以及形成在第一和第二表面113a和113b上用于反射從第一和第二光源121、131發(fā)出的入射光的第一和第二反射部分115a和115b。
形成內(nèi)部空間時(shí)通過蝕刻基板111而形成基底113，并且第一表面113a和基板111之間的角度以及第二表面113b和基板111之間的角度最好為45。此時(shí)，因選做基板111的材料的硅具有立方形的晶體結(jié)構(gòu)故容易以45度的角蝕刻。第一和第二反射部分115a和115b最好通過在基底113的第一和第二表面113a和113b上的反射涂層形成。因此，從第一和第二光源121、131發(fā)射的并被第一和第二反射部分115a和115b的每一個(gè)反射的光彼此平行傳播，同時(shí)在其光軸之間保持距離d1。
另外，最好把第二光源131的出射面131a和反射元件115之間的光軸長(zhǎng)度l2布置成比第一光源121的出射面121a和反射面115之間的光軸長(zhǎng)度l1相對(duì)地長(zhǎng)。這是考慮到當(dāng)光從第一和第二光源121、131中發(fā)出并通過光學(xué)元件時(shí)因出射光波長(zhǎng)的不同所致的出射光截面大小的變化。
布置在基板111上的對(duì)應(yīng)的第一和第二光電檢測(cè)器125和135接收從第一和第二光源121、131發(fā)射的光以分別監(jiān)測(cè)第一和第二光源121、131的光輸出。此處，第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125和135最好通過在基板111上相應(yīng)的位置處沉積p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體加工來制造。另外，可以通過關(guān)于附加基板(未示出)的半導(dǎo)體加工來制造第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125、135，并把它們附著到基板的側(cè)壁上。
外殼141包圍基板111，第一和第二光源121、131，反射元件115和第一及第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125和135，并把它們組合在殼體中。外殼141由一種如熔融樹脂的材料制成。
殼體管腳145穿過外殼141，并且其每一端導(dǎo)線連接到第一和第二光源121、131以及第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125、135。殼體管腳145包括一個(gè)用于同基板111接地連接的導(dǎo)線、兩個(gè)用于對(duì)第一和第二光源121、131的每一個(gè)提供驅(qū)動(dòng)電壓的導(dǎo)線、和一個(gè)用于傳遞第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125、135探測(cè)的電信號(hào)的導(dǎo)線。此處因?yàn)榈谝缓偷诙庠?21和131被選擇地驅(qū)動(dòng)，所以對(duì)第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125、135通常采用一根單獨(dú)的導(dǎo)線。
參見圖9和10，根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的兼容式光學(xué)讀取裝置包括一個(gè)發(fā)光模件100，一個(gè)把從發(fā)光模件100發(fā)出的光聚焦到光記錄介質(zhì)1上的物鏡159，一個(gè)轉(zhuǎn)變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓饴忿D(zhuǎn)變裝置153，一個(gè)布置在發(fā)光模件100和光路轉(zhuǎn)變裝置153之間的光路上的用于衍射和透射入射光的光柵151，一個(gè)用于接收從發(fā)光模件100發(fā)出的并被光記錄介質(zhì)1反射、且通過光軸轉(zhuǎn)變裝置153的入射光的光電檢測(cè)器170，和一個(gè)布置在光路轉(zhuǎn)變裝置153和光電檢測(cè)器170之間的光軸上的全息裝置161。
因?yàn)榘l(fā)光模件100與參考圖7和圖8描述的情形相同，所以省去其詳細(xì)的描述。
當(dāng)采用較薄的光盤1a如DVD時(shí)，使用第一光源121，該光源發(fā)射波長(zhǎng)大約為635至650nm的光束。當(dāng)采用較厚的光盤1b如CD時(shí)，使用第二光源131，該光源發(fā)射波長(zhǎng)大約為780nm的光束。第一和第二光源121和131最好布置成在第二光源131的出射面和反射元件115之間的光軸長(zhǎng)度l2相對(duì)地大于第一光源121的出射面和反射元件115之間的光軸長(zhǎng)度l1。
布置在發(fā)光模件100和光路轉(zhuǎn)變裝置153之間光軸上的光柵151衍射并透射入射光，具體地講，把第二光源131發(fā)出的光衍射和透射成第0級(jí)光、第1級(jí)光等。因此，可通過三束法檢測(cè)到由相對(duì)較厚的光記錄介質(zhì)1b反射的光的軌道誤差信號(hào)。
光路轉(zhuǎn)變裝置153構(gòu)造為一個(gè)具有上述相同結(jié)構(gòu)的分束器154。分束器154轉(zhuǎn)變光的傳播路徑，使得從發(fā)光模件100發(fā)出的光向光記錄介質(zhì)1傳播，并且使得被光記錄介質(zhì)1反射的光向光電檢測(cè)器170傳播。
設(shè)置在分束器154和光電檢測(cè)器170之間的光軸上的全息裝置161將入射光衍射并透射成+1級(jí)光和-1級(jí)光。當(dāng)被全息裝置161分開的+1級(jí)光和-1級(jí)光聚焦到不同的焦點(diǎn)上時(shí)，用象散法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。也即，在聚焦期間，由全息裝置161衍射并透射的+1級(jí)光聚焦到光電檢測(cè)器170的前方。-1級(jí)光聚焦到光電檢測(cè)器170的后部。此處，最好把光柵151的衍射方向和全息裝置161的衍射方向設(shè)置為形成一個(gè)直角。
光電檢測(cè)器170包括由十個(gè)分束板構(gòu)成的第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175和177，每個(gè)光電檢測(cè)器獨(dú)立地執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。
布置成分離預(yù)定距離的第一和第二光電檢測(cè)器171和173接收由光柵151衍射成0級(jí)光并再在全息裝置161處衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光的光。為了檢測(cè)在相位差法中關(guān)于較薄的光記錄介質(zhì)1a的軌道誤差信號(hào)(TES)，第一光電檢測(cè)器171包括具有22的布局的A，B，C和D四個(gè)分束板，并且在分束板A和B之間以及C和D之間設(shè)置分束板G1。此處，第一光電檢測(cè)器171的分束板A和D以及分束板B和C之間的邊界部分設(shè)置成對(duì)應(yīng)于聚焦在第一光電檢測(cè)器171上的光點(diǎn)S11的中心通過的部分。
第二光電檢測(cè)器173包括三個(gè)分束板G2，H和G3，通過與第一光電檢測(cè)器171探測(cè)的信號(hào)的區(qū)別來檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)(FES)。
布置成彼此關(guān)于第一和第二光點(diǎn)檢測(cè)器171和173分開預(yù)定距離的第三和第四光電檢測(cè)器175和177分別接收被光柵151衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光并且再在全息裝置161處被衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光的光。
此處，至于被第一光電檢測(cè)器171接收的光，從第一光源121發(fā)出的光點(diǎn)S11聚焦成與第二光源131發(fā)出并聚焦的光點(diǎn)S21分開預(yù)定的距離d2。至于由第二光電檢測(cè)器173接收的光，從第一光源121發(fā)出的光點(diǎn)S12被聚焦成與從第二光源131發(fā)出并聚焦的光點(diǎn)S22分開預(yù)定的距離d3。
這是因?yàn)榈谝缓偷诙庠?21和131布置成彼此關(guān)于基板111分開距離d1，并且在全息裝置161處依據(jù)波長(zhǎng)發(fā)生衍射角差異。特別是，因?yàn)楫?dāng)波長(zhǎng)為780nm的光具有大于波長(zhǎng)為650nm的光的衍射角時(shí)，在+1級(jí)光的情形中兩光束的移動(dòng)量小于-1級(jí)光的情形，所以在距離d2和d3之間產(chǎn)生差異。
通過第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175、177，經(jīng)下列的加減運(yùn)算得到關(guān)于具有不同厚度的兩種光記錄介質(zhì)1a和1b如DVD和CD的軌道誤差信號(hào)、聚焦誤差信號(hào)和信息信號(hào)DVD聚焦誤差信號(hào)＝(G1+G2+G3)(A+B+C+D+H)DVD軌道誤差信號(hào)＝(A+C)PHASE(B+D)PHASE
CD聚焦誤差信號(hào)＝(G1+G2+G3)(A+B+C+D+H)CD軌道誤差信號(hào)＝EFDVD，CD信息信號(hào)＝A+B+C+D+G+H另外，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)讀取裝置最好還包括布置在分束器154和物鏡159之間的光軸上的光學(xué)元件如反射鏡157，用于通過轉(zhuǎn)變反射入射光的光路，和使得通過聚焦入射的發(fā)散光而把光變成平行光的準(zhǔn)直透鏡155。
在具有上述結(jié)構(gòu)的兼容式光學(xué)讀取裝置的操作中，當(dāng)使用較薄的光盤1a如DVD作為光記錄介質(zhì)1時(shí)，采用第一光源121發(fā)射的光。也即，從第一光源121發(fā)出的光透過分束器154并經(jīng)準(zhǔn)直透鏡155變成平行光束并被反射鏡157反射而向物鏡159傳播。物鏡159使得入射光聚焦到較薄的光盤1a上。光盤1a反射的光通過物鏡159、反射鏡157和準(zhǔn)直透鏡155并向分束器154傳播。該光束被分束器154反射，而全息裝置161衍射其+1級(jí)光和-1級(jí)光以聚焦到第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175和177。第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175和177從入射光中探測(cè)關(guān)于較薄光盤1a的信息信號(hào)、通過相差法探測(cè)軌道誤差信號(hào)，并通過象散法經(jīng)全息裝置161探測(cè)聚焦誤差信號(hào)。
發(fā)射到第一光源121后部的光聚焦到第一監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125上，使得第一光源121的光學(xué)輸出由設(shè)置在第一監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器125和第一光源121之間的光輸出控制電路(未示出)進(jìn)行控制。
當(dāng)使用較厚光盤1b如CD作為光記錄介質(zhì)1時(shí)，采用從第二光源131發(fā)射的光。也即，從第二光源131發(fā)出的光在被光柵151衍射成至少三束光之后透過分束器154并向光記錄介質(zhì)1傳播。該光束被物鏡159聚焦到較厚的光盤1b上并再從那兒反射并通過物鏡159、分束器154和全息裝置161以聚焦到第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175和177。第一至第四光電檢測(cè)器171、173、175和177從入射光中探測(cè)關(guān)于較厚光盤1b的信息信號(hào)、通過三束法探測(cè)軌道誤差信號(hào)，并通過象散法經(jīng)全息裝置161探測(cè)聚焦誤差信號(hào)。
發(fā)射到第二光源131后部并透過分束器154的光聚焦到第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器135，使得第二光源131的光輸出由設(shè)置在第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器135和第二光源131之間的光輸出控制電路(未示出)控制。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光模件和采用該模件的兼容式光學(xué)讀取裝置有下列優(yōu)點(diǎn)。
第一，因第一和第二光源安置在單一的光學(xué)模件上，故光學(xué)讀取裝置的組裝被簡(jiǎn)化為類似于DVD-或CD-式專用光學(xué)讀取裝置。
第二，因把通過對(duì)多種波長(zhǎng)設(shè)置的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器得到的光輸出信號(hào)用作一個(gè)單一光學(xué)輸出控制信號(hào)，故可以簡(jiǎn)化光學(xué)輸出控制電路的連線。
權(quán)利要求
1.一種包括一個(gè)基底和安裝在基底上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的光束的第一和第二光源的發(fā)光模件，所述發(fā)光模件的特征在于一個(gè)將所述第一和第二光源發(fā)出的光束分束的分束器，和一個(gè)通過接收從所述第一和第二光源發(fā)出并從分束器在一個(gè)方向中分出的光束而監(jiān)測(cè)第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模件，還包括一個(gè)基底上的散熱器，其特征在于第一和第二光源安置在散熱器的側(cè)面和頂面上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光模件，還包括一個(gè)具有發(fā)射孔的安置在基底上封閉所述第一和第二光源、分束器和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器的罩，從第一和第二光源發(fā)出并被該分束器分成不同方向的光經(jīng)該發(fā)射孔發(fā)射。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光模件，其中所述罩的發(fā)射孔被所述分束器密封。
5.一種兼容式光學(xué)讀取裝置，該裝置包括一個(gè)發(fā)光模件，一個(gè)設(shè)置在所述發(fā)光模件和光記錄介質(zhì)之間的光路上的、用于把入射光聚焦到該光記錄介質(zhì)上的物鏡；一個(gè)設(shè)置在所述發(fā)光模件和所述物鏡之間的光路上的、用于轉(zhuǎn)變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓饴忿D(zhuǎn)變裝置，和一個(gè)用于接收從所述光記錄介質(zhì)反射并經(jīng)所述光路轉(zhuǎn)變裝置入射的光束的光電檢測(cè)器，該兼容式光學(xué)讀取裝置的特征在于所述發(fā)光模件包括一個(gè)基底，安裝在基底上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的光束的第一和第二光源，一個(gè)將所述第一和第二光源發(fā)出的光束分束的分束器，和一個(gè)通過接收從第一和第二光源發(fā)出并從所述分束器在一個(gè)方向中分出的光束而監(jiān)測(cè)所述第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器。
6.如權(quán)利要求5所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，還包括一個(gè)基底上的散熱器，并且其中所述第一和第二光源安置在所述散熱器的側(cè)面和頂面上。
7.如權(quán)利要求5或6所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，還包括一個(gè)具有發(fā)射孔的安置在基底上封閉所述第一和第二光源、分束器和監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器的罩，從第一和第二光源發(fā)出并被該分束器分成不同方向的光經(jīng)該發(fā)射孔發(fā)射。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光模件，其特征在于所述罩的發(fā)射孔被所述分束器密封。
9.一種發(fā)光模件，包括一個(gè)基板；一個(gè)第一光源，安置在所述基板上，用于從其兩側(cè)發(fā)射一種波長(zhǎng)的激光；一個(gè)第二光源，以與所述第一光源分開預(yù)定距離的方式安置在所述基板上，用于從其兩側(cè)發(fā)射不同于所述第一光源發(fā)射的激光束波長(zhǎng)的激光束；一個(gè)反射元件，布置在所述第一光源和所述第二光源之間的基板上，用于把從所述第一和第二光源中的每個(gè)光源側(cè)面發(fā)出的激光束反射向一個(gè)方向；第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器，用于接收從每個(gè)所述第一和第二光源的另一側(cè)發(fā)出的激光束并監(jiān)測(cè)所述第一和第二光源的光輸出；一個(gè)包圍所述基板、第一和第二光源、反射元件及第一和第二光電檢測(cè)器的外殼；和一個(gè)外殼管腳，通過穿過外殼并導(dǎo)線連接到所述第一和第二光源以及第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器而形成。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光模件，其特征在于所述反射元件包括一個(gè)基底，與基板形成一體，并包括具有預(yù)定傾斜度的第一和第二表面；和第一和第二反射部分，分別形成在所述第一和第二表面上，用于反射從第一和第二光源發(fā)射的入射光。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光模件，其特征在于所述第一和第二光源分別發(fā)射大約650nm和780nm波長(zhǎng)的激光束，且所述第一和第二光源布置成在所述第二光源的出射面和所述反射元件之間的光軸上的長(zhǎng)度相對(duì)地大于所述第一光源的出射面和所述反射元件之間的光軸上的長(zhǎng)度。
12.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光模件，其特征在于在基板中形成一對(duì)用于導(dǎo)向所述第一和第二光源連接位置的導(dǎo)槽，以凹進(jìn)所述第一和第二光源連接的位置。
13.如權(quán)利要求9-12任何一個(gè)的所述發(fā)光模件，還包括一個(gè)發(fā)射孔，通過該發(fā)射孔從第一和第二光源發(fā)射和由反射元件反射的的光被發(fā)射，和安裝在外殼上的罩包圍著第一和第二光源，反射元件和第一和第二監(jiān)視光電檢測(cè)器。
14.一種兼容式光學(xué)讀取裝置，包括一個(gè)發(fā)光模件，該模件包括一個(gè)基板，安裝在基底上的用于從其兩側(cè)發(fā)射第一和第二波長(zhǎng)的激光束的第一和第二光源，一個(gè)設(shè)置在所述第一和第二光源之間的所述基板上的用于將每個(gè)所述第一和第二光源一側(cè)反射的激光束反射向一個(gè)方向的反射元件，和用于接收從每個(gè)所述第一和第二光源另一側(cè)發(fā)出的激光束并監(jiān)測(cè)所述第一和第二光源的光輸出的第一和第二監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器；一個(gè)物鏡，設(shè)置在所述發(fā)光模件和光記錄介質(zhì)之間的光路上，用于把入射的第一和第二激光束聚焦到所述光記錄介質(zhì)上；一個(gè)光路轉(zhuǎn)變裝置，設(shè)置在發(fā)光模件和物鏡之間的光路上，用于轉(zhuǎn)變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂?；一個(gè)光柵，設(shè)置在發(fā)光模件和光路轉(zhuǎn)變裝置之間的光路上，用于衍射和透射入射光；一個(gè)光電檢測(cè)器，用于接收從所述第一和第二光源發(fā)出并被所述光記錄介質(zhì)反射并通過所述光路轉(zhuǎn)變裝置的入射光；一個(gè)全息裝置，設(shè)置在所述光路轉(zhuǎn)變裝置和光輸出裝置之間的光路上，用于衍射和透射入射光。
15.如權(quán)利要求14所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，其特征在于所述反射元件包括一個(gè)基底，與基板形成一體，并包括具有預(yù)定傾斜度的第一和第二表面；和第一和第二反射部分，分別形成在所述第一和第二表面上，用于反射從所述第一和第二光源發(fā)射的入射光。
16.如權(quán)利要求14所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，其特征在于所述第一和第二光源分別發(fā)射大約650nm和780nm波長(zhǎng)的激光束，且所述第一和第二光源布置成在所述第二光源的出射面和所述反射元件之間的光軸上的長(zhǎng)度相對(duì)地大于所述第一光源的出射面和所述反射元件之間的光軸上的長(zhǎng)度。
17.如權(quán)利要求14所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，其特征在于在基板中形成一對(duì)用于導(dǎo)向所述第一和第二光源連接位置的導(dǎo)槽，以凹進(jìn)所述第一和第二光源連接的位置。
18.如權(quán)利要求14所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，其特征在于所述光柵和全息裝置布置成使由光柵和全息裝置中的每一個(gè)衍射的光的衍射方向形成一個(gè)直角，并且所述光電檢測(cè)器包括第一和第二光電檢測(cè)器，設(shè)置成分開預(yù)定的距離，用于接收被所述光柵衍射成0級(jí)光并又在所述全息裝置處分別衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光的光；和第三和第四光電檢測(cè)器，布置成與所述第一和第二光電檢測(cè)器相隔預(yù)定的距離，用于接收被所述光柵衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光并又在所述全息裝置處分別衍射成+1級(jí)光和-1級(jí)光的光。
19.如權(quán)利要求18所述的兼容式光學(xué)讀取裝置，其特征在于為了檢測(cè)在相位差法中的軌道誤差信號(hào)(TES)，所述第一光電檢測(cè)器包括(A，B，C和D)具有22的布局的四個(gè)分束板，及一塊設(shè)置在所述分束板A和B與所述分束板C和D之間的分束板(G1)，并且所述第二光電檢測(cè)器包括三個(gè)分束板(G2，H和G3)，以通過對(duì)所述第一光電檢測(cè)器探測(cè)的信號(hào)的區(qū)別來檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)(FES)。
全文摘要
一種發(fā)光模件,封裝兩個(gè)發(fā)射兩種不同波長(zhǎng)的光束的光源,以及采用這種模件的兼容式光學(xué)讀取裝置。該發(fā)光模件包括基底,和安裝在基底上的用于發(fā)射不同波長(zhǎng)范圍的激光束的第一和第二光源,分束器,和通過接收從第一和第二光源發(fā)出并從分束器在一個(gè)方向中分出的光束而檢測(cè)第一和第二光源的光輸出的監(jiān)測(cè)光電檢測(cè)器。該兼容式光學(xué)讀取裝置包括具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光模件,物鏡,光路轉(zhuǎn)變裝置,光柵和光電檢測(cè)器。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1273415SQ0011923
公開日2000年11月15日 申請(qǐng)日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月19日
發(fā)明者成平庸, 李溶宰, 柳炳烈, 孫龍基 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社