CN100426392C - 光检拾装置 - Google Patents

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Abstract

在第1激光光束的光轴上与第1光学元件隔开预定距离的位置处，通过折射并绕与第1激光光束的光轴正交的轴以预定角度旋转，使第1激光光束折射并透过，且通过使第2激光光束折射以与第1激光光束的光轴一致并绕向该处正交的第2轴以预定角度旋转，第1激光光束的像散像差得以消除。

Description

光检拾装置
技术领域
本发明涉及一种将信息分别记录到DVD(数字通用盘)、CD(紧凑盘)等的基板厚度不同的光盘中并从该光盘中再生的光检拾装置，特别是涉及一种能够提供消除了像散像差和彗形像差的良好的激光光束的点光的光检拾装置.
背景技术
在背景技术中，按照使用了发射波长不同的激光光束的两个激光二极管的光检拾装置，如图3所示，使从激光二极管11发射的激光的光束A透过二向色棱镜13和偏转光束分离器14，另外，从激光二极管12发射的光束B被二向色棱镜13折射，使之与光束A的光轴一致，并在与光盘21的信息记录面正交的方向被全反射镜15折射，用准直透镜16构成平行光束，用四分之一波长棱镜17使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用物镜18将激光光束会聚成点光并射至光盘21，其反射光在光检测元件20的方向被偏转光束分离器14折射，经柱面透镜19被光检测元件20检测到.因此，昂贵的光学部件二向色棱镜13和偏转光束分离器14是必需的，有一个问题是，光学部件的件数增加，光检拾装置变得昂贵.另外，参照图4，用两个平行平板半反射镜33、34代替图3中的昂贵光学部件二向色棱镜13和偏转光束分离器14，从激光二极管31发射的激光光束A被以与光轴正交的角度(在图中，平行平板半反射镜33、34被简化成二维示出)而配置的平行平板半反射镜33、34折射后透过，另外，从激光二极管32发射的激光光束被平行平板半反射镜34折射，使之与激光光束A的光轴一致，在与光盘40的信息记录面正交的方向被全反射镜35折射，用准直透镜36构成平行光束，用四分之一波长片37使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用物镜38将激光光束会聚成点光并射至光盘40，其反射光在光检测元件39的方向被平行平板半反射镜33折射，并被光检测元件39检测到.但是，当从激光二极管31发射的激光光束被两个平行平板半反射镜33、34折射后通过，产生像散像差和彗形像差，这就有一个问题：激光光束的良好的点光不能被会聚到光盘40的信息记录面上.
作为背景技术，将第1平行平板半反射镜以绕Y轴倾斜一个角度q相对于从波长不同的两个激光二极管中的一个激光二极管发射的激光光束的光轴Z轴配置，将其厚度与第1平行平板半反射镜的厚度相同的第2平行平板半反射镜以绕X轴倾斜一个角度q配置，从一个激光二极管发射的激光的光束被连续折射后透过第1和第2平行平板半反射镜，从另一激光二极管发射的激光光束被第2平行平板半反射镜反射，使之与从波长不同的两个激光二极管发射的激光光束的光轴一致(例如，参照JP-A-2001-006205).
另外，有一种结构是，使倾斜调节构件与透镜接触，在倾斜调节构件与透镜接触的状态下，通过对配置在可动支撑构件上的螺线管线圈和配置在固定构件上的磁铁通电，通过将透镜压到倾斜调节构件上，可动支撑构件发生位移，透镜的倾斜得到调节(例如，参照日本专利出版物No.3392904).
另外，有一种结构是，来自第1激光二极管的第1激光被平行平板半反射镜反射，第1激光的反射光束被会聚透镜会聚，第1激光被会聚后的光束由光束整形棱镜整形，被会聚在与第1激光对应的第1光盘上，对透过平行平板半反射镜的来自第2激光二极管的激光提供像散像差，来自第2激光二极管的第2激光被会聚到与第2激光对应的第2光盘上，第2光束通过光束整形棱镜时所产生的像散像差得到减少(例如，参照JP-A-2001-344801).
另外，从发射波长不同的两束或两束以上的激光光束的激光二极管发射的各激光的光束被物镜会聚，被光盘反射并通过物镜的各激光的光束被光学检测元件检测到，在激光二极管与光学检测元件之间的光路上，使从激光二极管发射的各激光的光束返回的位置在光学检测元件的光接收面上相互一致，彗形像差由全息光学元件校正(例如，参照JP-A-2003-317302).
发明内容
但是，按照在JP-A-2001-006205中公开的结构，将第1平行平板半反射镜以角度θ相对于从波长不同的两个激光二极管中的一个激光二极管发射的激光光束的光轴Z轴配置，将其平板厚度与第1平行平板半反射镜相同的第2平行平板半反射镜以绕X轴倾斜一个角度θ配置，从一个激光二极管发射的激光光束被连续折射后透过第1和第2平行平板半反射镜，从另一激光二极管发射的激光光束被第2平行平板半反射镜反射，因此，从波长不同的两个激光二极管发射的激光光束的光轴能够相互一致，但是，这难以消除像散像差和彗形像差.
按照在日本专利出版物No.3392904中公开的结构，使倾斜调节构件与透镜接触，在倾斜调节构件与透镜接触的状态下，通过对配置在可动支撑构件上的螺线管线圈和配置在固定构件上的磁铁通电，通过将透镜压到倾斜调节构件上，可动支撑构件发生位移，透镜的倾斜得到调节，但是，下一种结构不能通过减少部件件数来降低成本以低成本实现光检拾装置.
按照在JP-A-2001-344801中公开的结构，来自第1激光二极管的第1激光光束被平行平板半反射镜反射，第1激光的反射光束被会聚透镜会聚，第1激光被会聚后的光束由光束整形棱镜整形，被会聚在与第1激光对应的第1光盘上，对透过平行平板半反射镜的来自第2激光二极管的激光提供预定的像散像差，来自第2激光二极管的第2激光光束被会聚到与第2激光对应的第2光盘上，第2激光通过光束整形棱镜时所产生的像散像差能够减少，但是，与上述情况类似地，该结构不能通过减少部件件数来降低成本以低成本实现光检拾装置.
按照在JP-A-2003-317302中公开的结构，从发射波长不同的两束或两束以上的激光光束的激光二极管发射的各激光的光束被物镜会聚，被光盘反射并通过物镜的各激光的光束被光学检测元件检测到，在激光二极管与光学检测元件之间的光路上，使从激光二极管发射的各激光的光束返回的位置在光学检测元件的光接收面上相互一致，彗形像差能够由全息光学元件校正，但是，需要使用全息光学元件，并且该结构不能以低成本实现光检拾装置.
本发明是鉴于背景技术中的上述问题而进行的，其目的在于，提供一种通过减少部件件数来降低成本以及消除像散像差和彗形像差能够提供激光光束的良好的点光而不用昂贵的光学部件且不使光检拾装置的功能变差的光检拾装置.
按照本发明的第1方面，提供了一种光检拾装置，它包括：第1激光二极管，发射具有第1波长的第1激光光束；第2激光二极管，发射具有不同于第1波长的第2波长的第2激光光束；第1光学元件，在第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，第1光学元件以第1角绕与第1激光光束的光轴正交的第1轴旋转，有第1折射率；第2光学元件，在透过第1光学元件的第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，该第2光学元件被配置在第2激光光束的光轴上，用于折射第2激光光束，使第2激光光束的光轴与第1激光光束的光轴一致，第2光学元件被配置在第1激光光束的光轴上与第1光学元件隔开预定距离的位置处，以第2角绕与第1激光光束的光轴和第1轴正交的第2轴旋转，有消除了第1激光光束的像散像差的第2折射率；以及倾角校正单元，校正包括第1和第2光学元件在内的光学系统的倾角并且消除在光盘的半径方向所产生的彗形像差，其中，第1和第2光学元件被形成为具有同一厚度，并且其中，第1和第2光学元件以同一光学材料制造.
按照本发明的第2方面，提供了一种光检拾装置，它包括：第1激光二极管，发射具有第1波长的第1激光光束；第2激光二极管，发射具有不同于第1波长的第2波长的第2激光光束；第1光学元件，在第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，第1光学元件以第1角绕与第1激光光束的光轴正交的第1轴旋转，有第1折射率；第2光学元件，在透过第1光学元件的第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，该第2光学元件被配置在第2激光光束的光轴上，用于折射第2激光光束，使第2激光光束的光轴与第1激光光束的光轴一致，第2光学元件被配置在第1激光光束的光轴上与第1光学元件隔开预定距离的位置处，以第2角绕与第1激光光束的光轴和第1轴正交的第2轴旋转，有消除了第1激光光束的像散像差的第2折射率；以及倾角校正单元，校正包括第1和第2光学元件在内的光学系统的倾角并且消除在光盘的半径方向所产生的彗形像差.
附图说明
本发明的上述目的和优点通过详细参照附图来描述其示范性的优选实施例而变得更为明显，其中：
图1是示出本发明第1实施例的光检拾装置的结构的透视图.
图2是示出本发明第2实施例的光检拾装置的结构的透视图.
图3是示出背景技术的光检拾装置的结构的说明图.
图4是示出背景技术的另一光检拾装置的结构的说明图.
图5是示出倾角校正传动装置的结构的透视图.
图6是示出倾角校正传动装置的顶视图的说明图.
具体实施方式
现参照附图详细说明本发明的优选实施例.
图1是示出本发明第1实施例的光检拾装置的结构的透视图，图2是示出本发明第2实施例的光检拾装置的结构的透视图.
首先，基于示出本发明第1实施例的光检拾装置的结构的图1的透视图作出说明.
第1实施例的光检拾装置包括发射波长各不相同的激光光束的两个激光二极管1和激光二极管2.当激光光盘10是CD时，从激光二极管1发射的波长为790nm的激光光束A经光学系统被会聚到光盘10的信息记录面上，信息被记录到光盘10中并从光盘10中再生，被光盘10的信息记录面反射的激光的反射光被光学检测元件9检测到，记录到光盘10上的信息被读出.另外，当光盘10是DVD时，从激光二极管2发射的波长为660nm的激光光束B经光学系统被会聚到光盘10的信息记录面上，信息被记录到光盘10中并从光盘10中再生，被光盘10的信息记录面反射的激光的反射光被光学检测元件9检测到，记录到光盘10上的信息被读出.
从激光二极管1发射的波长为790nm的激光光束A被折射后透过平行平板半反射镜3a和平行平板半反射镜4，并在与光盘10的信息记录面正交的方向被全反射镜5折射.被全反射镜5折射的激光光束A用焦距为20.05mm的准直透镜6构成平行光束，用四分之一波长片7使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用焦距为3.05mm、数值孔径为0.51的物镜8将偏转为线偏振光的激光光束会聚到厚度为1.2mm的光盘10的信息记录面上，即，会聚到CD的内面的1.2mm深度的位置上.另外，被CD的光盘10的信息记录面反射的激光的反射光通过物镜8、四分之一波长片7、准直透镜6、全反射镜5和平行平板半反射镜4的光学系统沿反向返回，并在光学检测元件9的方向被平行平板半反射镜3a折射，来自CD的光盘10的信息记录面的反射光被光学检测元件9检测到，记录到CD的信息记录面上的信息被读出.
平行平板半反射镜3a和平行平板半反射镜4是厚度为t1、t2＝2.5mm的光学玻璃材料BK 7(硼硅酸盐冕牌玻璃)的平行平板半反射镜.如图1所示，以角度θ1＝43.6°绕与激光光束A的光轴z轴正交的x轴旋转来配置平行平板半反射镜3a.另外，如图1所示，在激光光束A的光轴上与平行平板半反射镜3a隔开一段距离d＝8mm的位置处以角度θ2＝45°绕与激光光束A的光轴z轴正交的y轴旋转来配置平行平板半反射镜4.当厚度为t1、t2＝2.5mm的光学玻璃材料BK7的平行平板半反射镜3a和平行平板半反射镜4用这种方法被配置在彼此隔开一段距离d＝8mm的激光光束A的光轴上的位置处时，通过按照如下的关系配置平行平板半反射镜3a和平行平板半反射镜4：在光轴上以稍小于90°的角度扭曲，用平行平板半反射镜3a和平行平板半反射镜4消除从激光二极管1发射的激光光束A的像散像差，将光学系统调节成产生彗形像差的方向成为光盘10的半径方向，在光盘10的半径方向所产生的彗形像差能够通过用倾角校正传动装置100来校正包括光检拾装置的准直透镜6、四分之一波长片7和物镜8的透镜系统的光轴的倾角，或者光检拾装置的光轴的倾角而得到校正，因此，当从激光二极管1发射的激光光束A被会聚到光盘10的信息记录面上时，就能够提供消除了像散像差和彗形像差的良好的点光.另外，当波长为790nm时，光学玻璃材料BK7的折射率为1.511.
如图5和图6所示，倾角校正传动装置100包括支撑部和传动部.支撑部包括在倾斜方向可被扭曲的支撑物镜8的四条线101.传动部包括：配置在其中配置了包含物镜8的光学系统的可动单元103上的多个磁铁102；以及配置在固定单元106的多个线圈(追踪线圈104和聚焦线圈105).
图6示出了倾角校正传动装置100的顶视图.如图6所示，聚焦线圈105包括四个聚焦线圈105a、105b、105c和105d.聚焦线圈105a和105c相对于追踪方向被配置在可动单元103的一侧，聚焦线圈105b和105d被配置在可动单元103的另一侧.当在倾斜方向移动可动单元103时，聚焦线圈105a和105c与聚焦线圈105b和105d以反相被传动.当在聚焦方向移动可动单元103时，聚焦线圈105a、105b、105c和105d以同相被传动.
如上所述，倾角校正传动装置100被配置成一种所谓移动磁铁型的类型.
在实施例中，倾角校正传动装置100起校正包括第1和第2光学元件在内的光学系统的倾角的倾角校正单元的作用，消除了在光盘的半径方向所产生的彗形像差.
另一方面，激光二极管2被配置成从激光二极管2发射的波长为660nm的激光光束B被平行平板半反射镜4折射，以与从激光二极管1发射的激光光束A的光轴一致.从激光二极管2发射的激光光束B被平行平板半反射镜4折射，并在与光盘10的信息记录面正交的方向被全反射镜5折射.与激光光束A类似地，被全反射镜5折射的激光光束B用准直透镜6构成平行光束，用四分之一波长片7使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用物镜8将偏转为线偏振光的激光光束会聚到厚度为1.2mm的DVD的光盘10的信息记录面上，即，会聚到DVD的内面的0.6mm深度的位置上.另外，被DVD的光盘10的信息记录面反射的激光的反射光通过物镜8、四分之一波长片7、准直透镜6、全反射镜5和平行平板半反射镜4的光学系统沿反向返回，并在光学检测元件9的方向被平行平板半反射镜3a折射，来自DVD的光盘10的信息记录面的反射光被光学检测元件9检测到，记录到DVD的信息记录面上的信息被读出.另外，从激光二极管2发射的激光光束B不透过平行平板半反射镜4，因此，不产生像差.
按照第1实施例，通过以角度θ1＝43.8°绕x轴旋转在激光光束A的光轴上配置厚度为2.5mm的BK7的平行平板半反射镜3a，在激光光束A的光轴上与平行平板半反射镜3a隔开一段距离d＝8mm的位置处通过以角度θ2＝45°按逆时针方向绕y轴旋转来配置厚度为2.5mm的BK7的平行平板半反射镜4，用倾角校正传动装置100调节包括光检拾装置的准直透镜6、四分之一波长片7和物镜8的透镜系统的光轴的倾角，或者光检拾装置的总体的光轴的倾角，从激光二极管1发射的激光光束A的良好的点光能够被会聚到光盘10的信息记录面上，因此，通过减少部件件数来降低成本以及消除像散像差和彗形像差能够提供激光的良好的点光而不用昂贵的光学部件且不使光检拾装置的功能变差.
另外，将要根据示出本发明第2实施例的光检拾装置的结构的图2的透视图作出说明.
按照第2实施例的光检拾装置，用平行平板半反射镜3b来代替第1实施例的平行平板半反射镜3a.另外，与图1所示的那些相同的组成元件被附以相同的符号而省略其说明.从激光二极管1发射的波长为790nm的激光光束A被折射后透过平行平板半反射镜3b和平行平板半反射镜4，并在与光盘10的信息记录面正交的方向被全反射镜5折射.被全反射镜5折射的激光光束A用准直透镜6构成平行光束，用四分之一波长片7使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用物镜8将偏转为线偏振光的激光光束会聚到厚度为1.2mm的光盘10的信息记录面上，即，会聚到CD的内面的1.2mm深度的位置上.另外，被CD的光盘10的信息记录面反射的激光的反射光通过物镜8、四分之一波长片7、准直透镜6、全反射镜5和平行平板半反射镜4的光学系统沿反向返回，并在光学检测元件9的方向被平行平板半反射镜3b折射，来自CD的光盘10的信息记录面的反射光被光学检测元件9检测到，记录到CD的信息记录面上的信息被读出.
平行平板半反射镜3b是厚度为t1＝2.45mm的光学玻璃材料BK7的平行平板半反射镜.如图2所示，以角度θ1＝45°绕与激光光束A的光轴z轴正交的x轴旋转来配置平行平板半反射镜3b.另外，如图2所示，在激光光束A的光轴上与平行平板半反射镜3b隔开一段距离d＝8mm的位置处以角度θ2＝45°绕与激光光束A的光轴z轴正交的y轴旋转来配置平行平板半反射镜4.当光学玻璃材料BK7的平行平板半反射镜3b和平行平板半反射镜4按照如下的关系被配置时：在彼此隔开一段距离d＝8mm的激光光束A的光轴上的位置处，通过扭曲90的角度，并以t1＝2.45mm构成平行平板半反射镜3b的厚度，以t 2＝2.5mm构成平行平板半反射镜4的厚度，用平行平板半反射镜3b和平行平板半反射镜4消除从激光二极管1发射的激光光束A的像散像差，将光学系统调节成产生彗形像差的方向成为光盘10的半径方向，在光盘10的半径方向所产生的彗形像差能够通过用倾角校正传动装置100来校正包括光检拾装置的准直透镜6、四分之一波长片7和物镜8的透镜系统的光轴的倾角，或者光检拾装置的光轴的倾角而得到校正，因此，当从激光二极管1发射的激光光束A被会聚到光盘10的信息记录面上时，就能够提供消除了像散像差和彗形像差的良好的点光.
另一方面，激光二极管被配置成：从激光二极管2发射的波长为660nm的激光光束B被平行平板半反射镜4折射，使之与从激光二极管1发射的激光光束A的光轴一致.从激光二极管2发射的激光光束B被平行平板半反射镜4折射，并在与光盘10的信息记录面正交的方向被全反射镜5折射.与激光光束A类似地，被全反射镜5折射的激光光束B用准直透镜6构成平行光束，用四分之一波长片7使之从椭圆偏振光偏转为线偏振光，用物镜8将偏转为线偏振光的激光光束会聚到厚度为1.2mm的DVD的光盘10的信息记录面上，即，会聚到DVD的内面的0.6mm深度的位置上.另外，被DVD的光盘10的信息记录面反射的激光的反射光通过物镜8、四分之一波长片7、准直透镜6、全反射镜5和平行平板半反射镜4的光学系统沿反向返回，并在光学检测元件9的方向被平行平板半反射镜3b折射，来自DVD的光盘10的信息记录面的反射光被光学检测元件9检测到，记录到DVD的信息记录面上的信息被读出.另外，从激光二极管2发射的激光光束B不透过平行平板半反射镜4，因此，不产生像差.
按照第2实施例，通过在激光光束A的光轴上以角度θ1＝45°绕x轴旋转来配置厚度为2.5mm的BK7的平行平板半反射镜3b，在激光光束A的光轴上与平行平板半反射镜3b隔开一段距离d＝8mm的位置处以角度θ2＝45°按逆时针方向绕y轴旋转来配置厚度为2.5mm的BK7的平行平板半反射镜4，用倾角校正传动装置来调节包括光检拾装置的准直透镜6、四分之一波长片7和物镜8的透镜系统的光轴的倾角，或者光检拾装置总体的光轴的倾角，从激光二极管1发射的激光光束A的良好的点光能够被会聚到光盘10的信息记录面上，因此，与上述第1实施例类似地，通过减少部件件数来降低成本以及消除像散像差和彗形像差能够提供激光的良好的点光而不用昂贵的光学部件且不使光检拾装置的功能变差.
如上所述，虽然详细地描述了实施本发明的最佳模式，但本发明不限于此，而是能够在技术人员的知识的正常范围内加以变形和改进.例如，虽然对通过调节光学玻璃材料BK7的两个平行平板半反射镜的厚度和角度，并在激光光束的光轴上彼此隔开一段预定距离的位置处配置两个平行平板半反射镜，消除了激光光束在被折射后透过两个平行平板半反射镜的像散像差作出说明，甚至当利用折射率不同的其它光学玻璃材料的两个平行平板半反射镜，通过恰当地调节分隔距离、厚度和角度，激光光束在被折射后透过两个平行平板半反射镜的像散像差也能够得到消除.
在参照实施例进行如上叙述时，通过减少部件件数来降低成本以及消除像散像差和彗形像差能够提供激光光束的良好的点光而不用昂贵的光学部件且不使光检拾装置的功能变差.
虽然参照特定的优选实施例示出并说明了本发明，但对专业技术人员来说，从此处的教导中显然可进行各种变更和变形.这些变更和变形显然被认为包括在如所附权利要求限定的本发明的宗旨、范围和规划之中.

Claims (3)

1. 一种光检拾装置，它包括：
第1激光二极管，发射具有第1波长的第1激光光束；
第2激光二极管，发射具有不同于第1波长的第2波长的第2激光光束；
第1平行平板半反射镜，在第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，第1平行平板半反射镜以45°角绕与第1激光光束的光轴正交的第1轴旋转，有第1折射率；
第2平行平板半反射镜，在透过第1平行平板半反射镜的第1激光光束的光轴上配置，用于折射和透过通过此处的第1激光光束，该第2平行平板半反射镜被配置在第2激光光束的光轴上，用于折射第2激光光束，使第2激光光束的光轴与第1激光光束的光轴一致，第2平行平板半反射镜被配置在第1激光光束的光轴上与第1平行平板半反射镜隔开预定距离的位置处，以45°角绕与第1激光光束的光轴和第1轴正交的第2轴旋转，有第2折射率；以及
倾角校正单元，校正包括第1和第2平行平板半反射镜在内的光学系统的倾角并且消除在光盘的半径方向所产生的彗形像差，其中：
所述第1和第2平行平板半反射镜以同一光学材料制造；和
所述第1平行平板半反射镜比所述第2平行平板半反射镜薄，以消除第1激光光束的像散像差。
2. 如权利要求1所述的光检拾装置，
其中，第1和第2平行平板半反射镜以光学玻璃材料BK7制造。
3. 如权利要求1所述的光检拾装置，
其中，第1平行平板半反射镜的厚度为2.45mm并且，
其中，第2平行平板半反射镜的厚度为2.5mm，被配置成在第1激光光束的光轴上与第1平行平板半反射镜隔开一段距离8mm。
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