CN101010732A - 光学拾取装置 - Google Patents

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CN101010732A CNA2005800297110A CN200580029711A CN101010732A CN 101010732 A CN101010732 A CN 101010732A CN A2005800297110 A CNA2005800297110 A CN A2005800297110A CN 200580029711 A CN200580029711 A CN 200580029711A CN 101010732 A CN101010732 A CN 101010732A
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lens
optical
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金泰县
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Abstract

本发明公开一种包括至少一微镜阵列透镜的光学拾取装置。该微镜阵列透镜在无肉眼可见移动的情况下,可在光学拾取装置中进行聚焦、追踪、及/或倾斜补偿。该微镜阵列透镜为该装置提供简单的结构,这可降低记录/复制系统的尺寸、重量、及成本。该装置也耐振。使用多个微镜阵列透镜所组成的阵列的光学拾取装置,可以在无肉眼可见的移动下,增加记录/读取速度。该记录/读取速度可通过使更多微镜阵列透镜加入该透镜阵列而得到提高。本发明也可用以将数据记录在一多层光盘上,并从一多层光盘上读取信息。

Description

光学拾取装置
技术领域
本发明关于一种光学拾取(pick up)装置,其包括至少一个微镜阵列透镜(micromirror array lens)或含多个微镜阵列透镜的阵列。
背景技术
光学拾取装置通常以电磁方式驱动,以使该装置的物镜沿着光盘,在聚焦及追踪方向固定于期望位置。为了聚焦,一光学拾取致动器(actuator)会用来移动该物镜,而维持在相对于盘片的期望位置。为了追踪,光学拾取装置会跟踪盘片的磁道,以记录盘片上的数据或读取记录在盘片上的信息。在用以记录及复制信息的光学记录/复制系统中,会致动一物镜,以允许光点跟着盘片表面一起振动及偏离圆心,来达成期望的聚焦及追踪操作。
对大部分的光学拾取装置而言,普遍使用的双轴致动器包括移动部分,其引导宏观平移运动,用于聚焦及追踪。该移动部分应在不产生不必要的振动的情况下进行致动,来减少光学信号错误。因光盘的偏斜及机械跳动所造成的光盘倾斜,会增加间歇跳针(comma aberration),而这在具有大数值孔径的系统中是很严重的。因此,极需要用于记录及复制系统的倾斜补偿。然而,对双轴光学拾取致动器而言,补偿间歇跳针是很困难的。再者,因移动部分所引起的重量不平衡或非线性会造成次共振的问题。
为了解决这些问题,用在记录/复制系统中的光学拾取装置需要肉眼可见的三轴机械运动,这分别用于聚焦、追踪及倾斜补偿。这样的装置可见于美国专利公开案第2004/0052180 A1号。然而,三轴致动器具有许多其它的缺点,包括(而不限于),其复杂的结构、大体积、笨重、速度低、高成本、及对振动的敏感。
近来,高密度、高速率、及小型化的需求大幅增加,且在技术方面有大幅进展,来满足这些需要。高密度的光盘已开发为具有高容量。聚焦在盘片的激光束的大小应减小,以将信息记录在这类的高密度盘片上,或读取已记录的信息。为了将信息记录于高密度盘片上及/或从其上读取信息,已经使用具有缩短波长的激光及具有大数值孔径的物镜。此外,已开发出其它技术,如,多层记录、近场光学记录、全息照相等,来增加数据储存媒体上的容量。
再者,已开发多种技术(全息照相及多光束光学拾取)来用于高速复制。但是,这些技术尚未进入实用阶段。除了需要高容量以外,对轻薄小巧尺寸的需求与日俱增。然而,要使用传统的伺服技术来满足对高速及/或小型化的需求是很困难的。
因此,实际需要通过肉眼可见的最小运动来提供聚焦、追踪、及倾斜补偿的光学拾取装置。该装置必须能够抗振,且满足高速、小型化,及低制造成本的需求。
发明内容
本发明集中于一种用于将信息记录在光盘上及/或从光盘上读取信息的光学拾取装置。在本发明的较佳实施例中,光学拾取装置包括一激光二极管、一第一光学透镜、一分光器(beam splitter)、一第二光学透镜、一微镜阵列透镜、一图像传感器、一倾斜检测器、及一信号处理器。该激光二极管会产生一光束,该光束通过第一光学透镜。第一光学透镜会校准(collimate)该光束,该光束接着通过该分光器。光线从该分光器通过而到达该微镜阵列透镜。该微镜阵列透镜会使该光束实质上偏向90°,而将该光线聚焦在光盘上。由该光盘反射的光线会通过该微镜阵列透镜校准,偏转的回到该分光器。接着,该分光器会使反射光产生实质上90°的偏转,使其朝向该第二光学透镜。反射光穿过该第二光学透镜,且使该光线聚焦在光学传感器上。该传感器可检测来自光盘反射层的反射光的强度,而基于所接收的光线的强度来产生一电信号。该电信号会到达该信号处理器。倾斜检测器可测量光盘的倾斜。所测量的倾斜会传送到信号处理器。信号处理器则产生一复制信号。信号处理器也可产生控制数据,该数据传送到微镜阵列透镜,以调整微镜,来补偿跟踪误差、聚焦误差、及倾斜误差。
同样地,本发明的光学拾取装置能够将数据写在光盘上。因此,由激光二极管所发射的激光束的强度,会根据经由光学记录/复制系统内的数据储存装置(未示出)而传输至激光二极管的数据信号而改变。激光束会通过第一光学透镜。第一光学透镜校准光束。接着,光束到达分光器,光线穿过分光器到达微镜阵列透镜。微镜阵列透镜会使光束实质上偏转(deflect)90°,而聚焦在光盘的色素层(dyelayer)。根据激光束的强度,用以形成光盘的色素与光和热反应,以产生一系列对应于储存数据的已记录的凹陷及突起(land)。
当光盘在光盘驱动器中产生倾斜时,光盘的记录信号及/或复制信号的信号质量会降低。为了校正光盘的倾斜,光学拾取装置可以包括一倾斜检测器。该倾斜检测器可检测光盘的倾斜且响应该检测的倾斜而产生一倾斜信号。倾斜信号会传输至信号处理器。信号处理器会处理倾斜信号及将一控制信号传输至微镜阵列透镜,以补偿倾斜误差。
本发明的光学装置可在多层光盘上记录数据及从多层光盘上读取数据。在此实例中,该微镜阵列透镜会通过改变其焦距而聚焦在期望的光盘层上,而将信息记录在多层光盘的各层中,及/或从多层光盘的各层中读取信息。
在其它实施例中,该光学拾取装置包括微镜阵列透镜的平面阵列(planar array),其中微镜具有不同的形状、大小、及数目。除了所有的光学参数(如,各微镜阵列透镜的焦距、光轴、透镜尺寸、微镜数目等)外,包括该阵列(array)的透镜总数目可根据阵列目的而改变。各微镜阵列透镜具有不同的光轴,不同的微镜数目、及不同的焦距。因为各微镜阵列透镜可通过其微镜的三自由度(three-degree-of-freedom)移动而自由改变其光轴及焦距,各微镜阵列透镜会使入射光聚焦在沿着光盘平面上的任何位置处。
通过使用该微镜阵列透镜,本发明的光学拾取装置可以很小、很薄、很轻。该微镜阵列透镜可聚焦及补偿该光盘的光学倾斜,因为该透镜可设置有三自由度移动。因此,本发明可提供一光学拾取装置,这可在无宏观移动的情况下进行聚焦、追踪、及/或倾斜偿补。再者,使用一微镜阵列透镜的光学拾取装置具有简单的结构及多个可动部分。
附图说明
参照结合附图的下面的详细描述,本发明的这些和其它特征、方面及优点将更好了解,其中:
图1为根据本发明的光学拾取装置的示意图;
图2为根据本发明的微镜阵列透镜的示意性俯视图;
图3是示出根据本发明的微镜自由度的透视图;
图4(a)及4(b)示出凹透镜与微镜阵列透镜(菲涅耳(Fresnel)反射透镜)的类比的透视图;
图5(a)及图5(b)示出本发明的微镜阵列透镜如何补偿光盘倾斜的示意侧面图;
图6示出本发明的微镜阵列透镜如何将数据记录在多层光盘上或从多层光盘上读取数据的示意性侧面图;
图7为根据本发明的一组微镜阵列透镜中的示意性俯视图;
图8为包括一组微镜阵列透镜的光学拾取装置的部分的示意性侧面图;及
图9为具有一组微镜阵列透镜的高速光学拾取装置的示意性侧面图。
主要组件符号说明
130 由微镜阵列透镜所组成的平面阵列,其中,该微镜阵列透镜具有不同形状、尺寸及数目的微镜
132 具有不同形状、尺寸及数目的微镜的微镜阵列透镜
133 具有不同形状、尺寸及数目的微镜的微镜阵列透镜
134 有不同形状、尺寸及数目的微镜的微镜阵列透镜
136 微镜                     140 入射光
150 投射面                                160 光盘
20 本发明实施例的光学拾取装置
22 激光二极管                             24 第一光学透镜
26 分光器                                 28 第二光学透镜
30 微镜阵列透镜                           32 微镜
34 任意散射的光线                         35 传统凹透镜
36 沿着各微镜阵透镜的平面法线的平移运动
37 各微镜阵列透镜的平面中两轴为两旋转运动
38 各微镜阵列透镜的平面中两轴为两旋转运动
40 传感器                                 45 电子数据信号
50 信号处理器                             51 倾斜检测器
52 响应所检测倾斜的倾斜信号
53 复制或RF信号                           55 控制信号
60 光盘                                   63 资料层中的凹洞
65 凹洞间的平滑区或突起
70 多层光盘
具体实施方式
本发明的优选实施例公开一种用在光学记录/复制系统中的光学拾取装置。该光学拾取装置包括至少一变焦长度微镜阵列透镜。该微镜阵列透镜会将信息记录在光盘上及/或由光盘上读取信息。
本发明的观点可应用在多种光学拾取装置,图1显示的是光学拾取装置20的示例性实例,这也是本发明的实施例所适用的。如图1所示,该光学拾取装置20包括一激光二极管22、一第一光学透镜24、一分光器26、一第二光学透镜28、一微镜阵列透镜30、一传感器40、一倾斜检测器51、及一信号处理器50。上述零件优选地制成为位于该装置内中的单一单元。然而,该装置的多个零件(如,信号处理器)也可以距离该装置较远或可从该装置卸下。
第一及第二光学透镜24及28优选为传统上具有固定焦距的折射透镜。如图1所示,该激光二极管22会发出激光束,其通过第一光学透镜24。第一光学透镜会产生一校准(collimated)光束,该光束通过分光器26。射到分光器26的校准光束会接着通过微镜阵列透镜30而聚焦在一光盘60的信号记录表面。该光盘将一部分光束向微镜阵列透镜反射。反射光可通过微镜阵列透镜来校准,且实质上偏转90°而朝向分光器。该分光器会使该反射光实质上产生90°的偏转,而朝向第二光学透镜28。第二光学透镜会使该反射光聚焦在传感器40上。
如上述,通过第一光学透镜24的光线,到达微镜阵列透镜30。该微镜阵列透镜30是可变焦距的透镜。这样的微镜阵列透镜曾由James G. Boyd IV及Gyoungil Cho在他们的题为“Fast-responseVariable Focusing Micromirror Array Lens”的论文中提出(Proc.SPIE,Vol.5055,第278-286页(2003)),而微镜阵列透镜的改良公开在美国专利公开案第10/806,299号(申请日2004/03/23)、第10/855,554号(申请日2004/05/27)、第10/855,715号(申请日2004/05/27)、第10/855,287号(申请日2004/05/27)、第10/857,796号(申请日2004/05/28)、第10/857,280号(申请日2004/05/28)、和第10/857,714号(申请日2004/05/28),这些文献通过引用的方式并入本文中。
如图2所示,微镜阵列透镜30优选地包括多个微镜32,其以同心圆方式排列于一平面上,以形成至少一同心圆。然而,各微镜的形状及排列会根据该微镜阵列透镜的形状及目的而改变。该等微镜32的作用与镜子相同,且包括由金属、金属化合物或其它具有高反射率的材料所制成的反射面。许多已知的制程可用以制造具有高反射度的表面。
微镜优选包括一抛物线剖面,且具有一扇形的形状。具有曲面的扇形构造可增加微镜阵列透镜的有效反射面积及聚焦功能。在其它实施例中,微镜的反射面可以是平面的。
微镜32可通过旋转及转移微镜的致动零件来对其进行静电方式及/或电磁方式的独立控制。控制微镜,以通过控制其转移及/或转移的动作,来改变微镜阵列透镜30的焦距。支承微镜32及致动零件的机械结构位于微镜下方,以使微镜能设置为彼此靠近,致动零件可旋转和转移微镜。微镜彼此接近的设置可增加微镜阵列透镜的有效反射面积。
如图3所示,各微镜32具有三自由度,一个为沿着各微镜阵列透镜平面的法线的平移运动36,另二个为围绕各微镜阵列透镜平面的两轴的旋转运动37及38。该平移运动是符合相位匹配(phasematching)条件以补偿像差(aberration)所需。该两旋转运动是使该光线偏向任意方向所需,且是微镜阵列透镜阵列的转动性所必要的。
图4(a)及图4(b)示出微镜阵列透镜的原理,及一微镜阵列透镜30与一传统的凹透镜35之间的类比(analogy)。凹透镜的作用已知为凸面折射透镜。该微镜阵列透镜实际上是反射菲涅耳(Fresnel)透镜的一类。如图4(b)所示,一微镜阵列透镜包括多个微镜32。不像传统的凹透镜那样,微镜阵列透镜可通过控制微镜的旋转及/或转移运动,来改变其焦距。
因此,微镜阵列透镜会通过控制微镜32的位置,而将任意散射的光线34会聚在焦点F。任意光线的相位可通过转移各微镜而调整为相同相位。期望的微镜转移位移的范围至少是光波的一半。微镜阵列透镜30的焦距F可通过控制各微镜的旋转及/或转移运动来改变。
因此,通过独立控制各微镜,透镜可校正由各种光学效应(如,光倾斜、机械偏向等)所造成的缺点及像差。微镜可校正由光盘散射的光线的相位误差,以通过控制其转移量来除去相位像差。该透镜也具有高的光学聚焦效率,且在不失去其光学性能的情况下,仍可具有大尺寸的光圈。因为典型制造方法的批量生产的优点,该透镜具有低廉的制造成本。因其简单的结构,该透镜也可制成为简单许多的聚焦系统。
再参照图1,光检测器40包括一光探测器(photo detector)。光检测器可将由光学储存媒体60反射的光的光能转换为电子数据信号45形式的电子能。接着,该传感器会将所产生的数据信号传送到信号处理器50以进行处理。该传感器可以是一电荷耦合装置(coupled charge device)(CCD)、一CMOS图象传感器、或任何其它合适的替代物。
在其它实施例中,传感器包括至少一光检测器,用以检测聚焦失误及追踪误差信号。
信号处理器50优选为一处理单元,其包括在光学拾取装置20内,或者可由光学拾取装置20卸下。该信号处理器可使用一数学算法来分析来自传感器40的数据信号。根据应用程序可使用多个已知的信号处理算法中的一个。倾斜检测器51可测量光盘的倾斜。测得的倾斜度会传送到信号处理器50。该信号处理器会处理从该传感器及倾斜检测器接收的数据信号,且产生一与记录在光盘上的信息对应的复本或RF信号53,且控制传送到微镜阵列透镜的多个信号55,以补偿正确的追踪误差、聚焦误差、及倾斜误差。
图5(a)及图5(b)示出微镜阵列透镜30补偿光盘60使用时的倾斜及偏向的方法。当光盘60的倾斜及/或机械偏向发生时,微镜阵列透镜30可通过改变其焦距及光轴,而使焦点维持在光盘的点P上。此外,因为透镜为可调节光学透镜,故微镜阵列透镜30可校正多个像差。因此,因无肉眼可见的移动,该透镜可通过倾斜及/或机械偏向而补偿聚焦失误、追踪失误、及像差。
图1示出本发明的光学拾取装置从光盘60读取数据的方法。该激光二极管22会发射穿透第一光学透镜24的激光束。第一光学透镜使该光束平行(collimate)。该光束会接着传送到分光器26。该光线会由分光器传送到微镜阵列透镜30。该微镜阵列透镜会使该光束实质上偏转90°,且使光线聚焦在光盘60的数据层上的追踪位置上。由光盘的反射层所反射的光线会通过微镜阵列透镜而成为平行,且朝向分光器26偏向回传。接着,分光器会使反射的光线实质上偏向90°,朝向该第二光学透镜28。该第二光学透镜会传送反射的光线,且使其聚焦在该传感器40上。该传感器会检测来自光盘反射层的反射光的强度,且基于其所接收的光的强度产生一电信号45。因此,当光线在数据层中打出一个凹洞(pit)63时,反射光会较为扩散,或具有较弱的强度。因为反射光撞击在凹洞间内的柔软区域(smooth area)或突起65时,其强度会较强。该数据信号会由凹洞及突起产生。
电信号会传送到该信号处理器50。该信号处理器会产生一复制信号53。该信号处理器也会产生控制数据55,其会传送到微镜阵列透镜来调整微镜,以补偿追踪误差、聚焦误差、及倾斜误差。
同样地,本发明的光学拾取装置可将数据写入光盘60。因此,由电射二极管22发射的激光束的强度,会根据经由位于光学记录/复制系统内的数据储存装置(未示出)而传送到该激光二极管的数据信号而改变。激光束会穿透第一光学透镜24。第一光学透镜会使该光束平行。该光束会接着传送到分光器26。该光线会由该分光器传送到微镜阵列透镜30。该微镜阵列透镜会使该光束实质上偏转90°,且使光线聚焦在光盘60的色素层上。用以形成光盘的色素会取决于激光束的强度而与光与热反应,以产生一系列与储存数据对应的记录凹洞及突起。
当光驱中的光盘倾斜时,光盘的记录信号及/或复制信号的信号质量会降低。为了校正光盘的倾斜,光驱包括一倾斜检测器51,如图1所示。倾斜检测器可检测光盘的倾斜,且响应所检测到的倾斜而产生一倾斜信号52。该倾斜信号会传输到信号处理器50。该信号处理器可处理该倾斜信号及将一控制信号55传送到微镜阵列透镜,以补偿倾斜误差。
在典型的光学拾取装置中,以磁性驱动的传统透镜具有聚焦与追踪两个运动,以将信息记录在光盘上或从光盘上读取已记录的信息。在更先进的装置中,一传统透镜会沿至少一方向进行肉眼可见的移动,以补偿光盘倾斜,而这会导致间歇像差。然而,在本发明的光学拾取装置中,微镜阵列透镜30在无需肉眼可见的移动的情况下,即可包含传统透镜的聚焦、追踪、及倾斜补偿操作。这可能是因为微镜阵列透镜是变焦透镜,其可通过肉眼可见的各微镜的三自由度移动,来改变光轴及补偿像差。通过以一微镜阵列透镜取代磁性驱动的传统透镜,即可减少移动零件个数而达到更简单的结构。
如图6所示,本发明的微镜阵列透镜30可将数据记录在一多层光盘70上,且从该多层光盘70上读取数据。在这个实例中,该微镜阵列透镜可通过改变其焦距以聚焦在期望层上,而将信息记录在一多层光盘的各层中,及/或在该多层光盘的各层中读取信息。
在本发明的另一实施例中,如图7及图8所示,一光学拾取装置包括由多个微镜阵列透镜132、133、134所组成的平面阵列130,微镜阵列透镜132、133、134具有不同形状、尺寸和数目的多个微镜136。这样的微镜阵列透镜公开在美国专利申请案第10/857,714号(申请日2004/05/28)中,在此以引用的方式并入本文中。
因此,各微镜阵列透镜的位置不会固定在平面上,且可“产生”及“删除”许多不同的微镜阵列透镜132、133、134。除了所有的光学参数,例如,各微镜阵列透镜的焦距、光轴、透镜大小、微镜数目等,包括该阵列的透镜的总数目也可根据阵列目的而改变。
该微镜阵列透镜不限于图7所示的结构。该等微镜可具有任意的形状及大小,且形成具有任意形状及大小的透镜或由多个微镜阵列透镜所组成的一个阵列。即使图7中仅显示六角形形状,该等微镜仍可在不失去其有效反射面积的情况下,具有不同的形状,以形成不同类型的透镜阵列。为了增加有效反射面积,透镜的控制电路系统会使用已知的微电子技术来构造在该等镜子的下方。
如图8所示,各微镜阵列透镜132可以具有不同的光轴、不同数目的微镜136、及不同的焦距。因为各微镜阵列透镜132也可使用其多个微镜的三自由度移动,来自由地改变其光轴及焦距,各微镜阵列透镜可使入射光140聚焦在一平面150上的任何位置处,或扫描整个平面。
图9示出本发明的高速光学拾取装置,其具有由多个微镜阵列透镜132所组成的平面阵列130。如上述,微镜阵列透镜可包含传统光学拾取装置的聚焦、追踪、及/或倾斜补偿操作动作。在该实施例中,肉眼可见的运动仅为使用微镜阵列透镜的装置的追踪操作所需。然而,若阵列130设定为包含光盘160的整个放射区,即使可包含追踪操作,在这之后,光学拾取装置也无肉眼可见的运动。因为该透镜阵列的各透镜可通过控制各微镜136来快速地改变其焦距及光轴,各透镜在无肉眼可见的运动的情况下,仅在扫描其光盘指定区域时所需要,且比具有追踪操作的微镜阵列透镜更快。此外,当更多的透镜132加入放射方向的阵列时,该系统可加速。
因此,若微镜阵列透镜的阵列应用在该系统中,即不再需要包括追踪动作的所有肉眼可见的移动。光学记录/复制系统可通过移去光学拾取装置中的移动部份,以高光学聚焦效率来改良其可靠性及读取/写入速度。
目前存在许多类型的光学信息记录媒体,及建立光学信息记录媒体的标准。因为光学信息记录媒体具有不同的记录密度,故需要CD与DVD之间的可交换性。该光学信息记录媒体具有不同厚度的透明基板。为了获得该可交换性,必须校正因透明基板之的厚度差异所产生的球面像差。该球面像差可通过控制微镜的旋转及/或转移来进行补偿。
上文的描述参考了本发明的优选实施例。本领域普通技术人员应了解,可在意义上不违反本发明的原理、精神及范围的情况下,可对本文所述的结构中实行替代及改变。
因此,上文不应理解为仅限于附图中所示出的及所描述的精确结构,而应理解为与下面的权利要求范围一致且可支持权利要求,该权利要求范围具有最完整且公正的范围。

Claims (18)

1.一种光学拾取装置,其用以从一光盘读取信息及将信息记录在一光盘中,所述光学拾取装置包括至少一微镜阵列透镜,其中,所述微镜阵列透镜包括多个微镜,所述微镜可调整以改变所述微镜阵列透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜是用于使一激光束聚焦在所述光盘上。
3.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜用于追踪所述光盘的磁道。
4.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜用于补偿光盘的倾斜。
5.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,改变所述微镜阵列透镜的光轴。
6.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜通过改变其焦距,而将信息记录在一多层光盘的各层中。
7.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜通过改变其焦距,而从一多层光盘的各层中读取信息。
8.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜具有三自由度运动。
9.根据权利要求1所述的光学拾取装置,其中,所述微镜阵列透镜补偿因不同记录媒体的不同厚度所产生的球面像差,从而可交换地在所述媒体之间使用该光学拾取装置。
10.根据权利要求1所述的光学拾取装置,进一步包括:
一激光二极管,其中,所述激光二极管可产生一光束,其穿透使所述光线准直的传统透镜;
一分光器,其中,所述分光器将所述准直光线传送至所述微镜阵列透镜,其中,所述微镜阵列透镜使所述光线产生偏向,且将所述光线沿着所述光盘聚焦在一追踪位置上;
一光检测器,其用以检测由所述光盘表面所反射的光线,其中所述光检测器可基于反射光的强度而产生一电信号;所述电信号与记录在所述光学储存媒体上的信息相对应;及
一信号处理器,其处理数据及产生一控制信号,其中,所述控制信号传输至所述微镜阵列透镜,以调整所述微镜的相对位置。
11.根据权利要求10所述的光学拾取装置,进一步包括一倾斜检测器,其可测量所述光盘的倾斜,其中,所测得的倾斜数据会传输至所述信号处理器,所述信号处理器会产生一控制信号,其传输至所述微镜阵列透镜,以根据所述测得的倾斜来调整所述微镜。
12.一种光学拾取装置,其用以从一光盘读取信息及将信息记录在一光盘中,所述光学拾取装置包括多个微镜阵列透镜的阵列,其中,所述微镜阵列透镜包括多个微镜,其可调整以改变所述微镜阵列透镜的焦距。
13.根据权利要求12所述的光学拾取装置,其中,各微镜阵列透镜的焦距是可独立改变的。
14.根据权利要求12所述的光学拾取装置,其中,各微镜阵列透镜的光轴是可独立改变的。
15.根据权利要求12所述的光学拾取装置,其中,各微镜阵列透镜的扫描操作可作为追踪,从而消除肉眼可见的追踪动作。
16.根据权利要求12所述的光学拾取装置,其中,所述微镜具有三自由度移动。
17.一种用以从一光盘上读取信息的方法,包括:
a)产生一激光束,所述光束的方向朝向至少一微镜阵列透镜,其中,所述微镜阵列透镜使所述光束产生偏向,且使所述光束沿着所述光盘而聚焦在一点上;
b)使所述光束聚焦在所述光盘的数据层上的追踪位置;
c)检测由所述光盘的反射表面所反射的光线;
d)基于由所述反射表面所反射的光线强度,而产生一带有数据的电信号;以及
e)处理所述电信号,其中,经过处理的信号与记录在所述光盘上的信息相对应。
18.一种在一光盘上记录信息的方法,包括:
a)将一数据信号传输至一光源,其中,所述数据信号与储存在一光学记录/复制系统中的信息相对应;
b)由所述光源朝向至少一微镜阵列透镜发射一光束,其中,所述发射光束的强度根据所述数据信号而不同;以及
c)使所述光束聚焦在一光盘上,其中,所述光束通过所述微镜阵列透镜而聚焦在所述光盘上,且所述光盘的色素层与所述光束产生反应,而产生一系列与所述储存信息相对应的记录凹陷及突起。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108709898A (zh) * 2018-04-23 2018-10-26 浙江工业大学 基于组合x射线毛细管的微束x射线荧光分析系统

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100503007B1 (ko) * 2003-06-24 2005-07-21 삼성전기주식회사 광픽업용 액추에이터의 부공진 측정 장치
US7667896B2 (en) * 2004-05-27 2010-02-23 Angstrom, Inc. DVD recording and reproducing system
US20060092784A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Systems and methods for writing data to optical media using plural laser heads
US7619807B2 (en) * 2004-11-08 2009-11-17 Angstrom, Inc. Micromirror array lens with optical surface profiles
DE102006040636B3 (de) * 2006-05-15 2007-12-20 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Autofokus-System und Verfahren zum Autofokussieren
DE102006025149A1 (de) * 2006-05-30 2007-12-06 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Optisches Gerät mit erhöhter Tiefenschärfe
US7463342B2 (en) * 2007-05-02 2008-12-09 Angstrom, Inc. Optical tracking device using micromirror array lenses
DE102007021981B4 (de) * 2007-05-10 2009-10-08 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Optisches Gerät mit Vibrationskompensation
US9505606B2 (en) * 2007-06-13 2016-11-29 Angstrom, Inc. MEMS actuator with discretely controlled multiple motions
US7605988B2 (en) * 2007-07-23 2009-10-20 Angstrom, Inc. Compact image taking lens system with a lens-surfaced prism
JP4853424B2 (ja) * 2007-08-07 2012-01-11 パナソニック株式会社 光ピックアップ装置
JP2009043326A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Panasonic Corp 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
US7589916B2 (en) * 2007-08-10 2009-09-15 Angstrom, Inc. Micromirror array with iris function
US20090185067A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-23 Stereo Display, Inc. Compact automatic focusing camera
US7542199B1 (en) * 2007-12-31 2009-06-02 Max Mayer DMD comprising nonparallel mirror deflection axes
US8810908B2 (en) * 2008-03-18 2014-08-19 Stereo Display, Inc. Binoculars with micromirror array lenses
WO2009136184A2 (en) 2008-04-18 2009-11-12 Bae Systems Plc Improvements in lidars
US20090303569A1 (en) * 2008-05-20 2009-12-10 Stereo Didplay, Inc. Self-tilted micromirror device
US8622557B2 (en) * 2008-05-20 2014-01-07 Stereo Display, Inc. Micromirror array lens with self-tilted micromirrors
DE102008041819A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Optisches Abbildungssystem
CA2738626C (en) 2008-09-30 2017-08-08 Pacific Biosciences Of California, Inc. Ultra-high multiplex analytical systems and methods
TW201140139A (en) * 2010-03-11 2011-11-16 Pacific Biosciences California Micromirror arrays having self aligned features
US10007109B2 (en) * 2013-06-20 2018-06-26 The University Of North Carolina At Charlotte Wavelength discriminating imaging systems and methods
US9367035B2 (en) 2014-01-13 2016-06-14 Raytheon Company Digital infrared holograms
DE102016204703B4 (de) 2016-03-22 2022-08-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines optischen Musters aus Bildpunkten in einer Bildebene
USD861233S1 (en) * 2018-04-09 2019-09-24 Robe Lighting S.R.O. Luminaire output lens array
USD861970S1 (en) * 2018-04-25 2019-10-01 Chauvet & Sons, Llc Lighting pod lens

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5881034A (en) * 1996-08-20 1999-03-09 Sony Corporation Apparatus for driving objective lens
JP3653923B2 (ja) * 1997-03-19 2005-06-02 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
JP2000228020A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Sony Corp 光ディスク駆動装置、光ディスク駆動方法および光ディスク装置
WO2001026104A1 (fr) * 1999-10-06 2001-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lentille, tete optique, appareil d'enregistrement/de reproduction d'informations optiques, et procede d'enregistrement/de reproduction d'informations optiques a enregistrer/enregistrees sur un support
KR20010093031A (ko) * 2000-03-28 2001-10-27 구자홍 광 픽업 엑츄에이터
JP2002025091A (ja) * 2000-07-05 2002-01-25 Sony Corp 回折格子、光ピックアップ、誤差信号検出装置および誤差信号検出方法
CN1167065C (zh) * 2000-08-02 2004-09-15 松下电器产业株式会社 光拾取装置
KR100863850B1 (ko) * 2001-01-30 2008-10-15 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 가변형 미러와 당해 가변형 미러를 구비한 정보 장치 및 보상 광학 장치
JP2002288873A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Ricoh Co Ltd 光情報記録再生装置
KR100439700B1 (ko) * 2002-07-16 2004-07-12 한국과학기술원 전자기력으로 구동되는 미소거울 구동기 및 그 제조방법
JP3751937B2 (ja) * 2002-12-06 2006-03-08 関西ティー・エル・オー株式会社 アクチュエータおよびアクチュエータシステム
US6956796B2 (en) * 2003-02-18 2005-10-18 General Electric Company High-capacity optical read/write pick-up mechanism and associated methods
US6906848B2 (en) * 2003-02-24 2005-06-14 Exajoule, Llc Micromirror systems with concealed multi-piece hinge structures
US6934072B1 (en) * 2004-05-27 2005-08-23 Angstrom Inc. Variable focal length lens comprising micromirrors with two degrees of freedom rotation and one degree of freedom translation
US6970284B1 (en) * 2004-05-27 2005-11-29 Angstrom Inc. Variable focusing lens comprising micromirrors with one degree of freedom rotation
US6934073B1 (en) * 2004-05-28 2005-08-23 Angstrom Inc. Variable focal length lens comprising micromirrors with one degrees of freedom rotation and one degree of freedom translation
US7354167B2 (en) * 2004-05-27 2008-04-08 Angstrom, Inc. Beam focusing and scanning system using micromirror array lens
US7667896B2 (en) * 2004-05-27 2010-02-23 Angstrom, Inc. DVD recording and reproducing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108709898A (zh) * 2018-04-23 2018-10-26 浙江工业大学 基于组合x射线毛细管的微束x射线荧光分析系统
CN108709898B (zh) * 2018-04-23 2024-06-18 浙江工业大学 基于组合x射线毛细管的微束x射线荧光分析系统

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