CN101110231A - 集成光学部件及利用此部件的光拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及为了光学设备的集成而将两个以上的发光部及与其相对应的收光部，改变光束路径的透镜合为一体的集成光学部件及利用此部件的光拾取装置。集成光学部件包括：具有三个倾斜面的反射体；分别与倾斜面中的两个倾斜面成相对方向上的两个激光二极管；倾斜面中剩下的一个倾斜面相对方向上的光检测器；支持激光二极管和光检测器的扫描透射电镜。光拾取装置包括集成光学部件；将从集成光学部件射出的光束转换为平行光束的转换手段；将平行光束向光盘方向做光路径转换的光路径转换手段；凭借所述光路径转换手段将被转换的光束向光盘聚集的物镜。可简化光拾取装置的结构，体积也达到最小化。

Description

集成光学部件及利用此部件的光拾取装置

技术领域

本发明涉及光拾取装置。尤其是涉及为了光学设备的集成而将两个以上的发光部及与其相对应的收光部，及其间的改变光束路径的透镜合为一体的集成光学部件及利用此部件的光拾取装置。

背景技术

随着像电影等动影像信息的压缩，要求类似于CD(Compact Disc光盘)及DVD(Digital Versatile Disc数字化视频光盘)光盘能够存储两个小时分量的数字视频信号。但是，在光盘中即使具有最大容量的DVD也就只能记录4.7GBytes，所以事实上并不适合用于记录两个小时分量的动影像信息。

最近高画质数字播放在全世界范围推广开来的同时，开发BD(蓝光光盘)用记录及播放装置已成为当务之急。所述蓝色激光二极管(BD：Blue Laser Diode蓝色激光二极管)级光记录播放装置中使用高开口数(例如，NA＝0.85)，短波长(例如，405nm)的激光。

同时，随着光盘记录及播放装置可被利用于DVD，CD，BD(Blue-ray Disk蓝色激光盘片)等多种媒体，由于一种激光无法播放所有的光盘，所以与2波长或3波长相对应的光记录播放装置就显得非常必要了。

图1是现有与3波长相对应的光拾取装置的构成图。

参照图1，其构成包括以下几个部分：产生互不相同波长的光束的第一至第三激光二极管11、12、13；根据所述第一至第三激光二极管11、12、13产生的激光光束的入射方向使光束透过或反射的光分裂器21、22、23；将因光分裂器21、22、23而反射的光束转换为平行光束的瞄准透镜24；将所述平行光束的路径转换到物镜方向上的反射镜25；利用所述反射镜25将被反射的光束照射到光盘27上的物镜26；接收从所述光盘27反射出来的反射光束的光检测器30。

这里，第一激光二极管11为CD所用，第二激光二极管12为DVD所用，第三激光二极管13作为蓝色激光二极管，为BD所用。

所以，为了使从各自分别设置的第一、第二、第三激光二极管11、12、13中产生的激光光束的路径一致，通过各个光分裂器21、22、23进行反射。即，第一激光二极管11产生的光束(780nm)用第一光分裂器21反射，透过第三光分裂器23入射到瞄准透镜24，从第二激光二极管12产生的光束(680nm)在第二光分裂器22中被反射，透过第一、第三光分裂器21、23入射到瞄准透镜24。从第三激光二极管13产生的光束(405nm)在第三光分裂器23中被反射，入射到瞄准透镜24。这样的反射或者透过的动作因为激光二极管所设置的位置的不同会有所差异。

所述瞄准透镜24将入射的光束转换成平行光，利用反射镜将光束路径转向光盘方向后，凭借物镜26照射到光盘27。照射所述光盘27的光束被反射后经过逆路径，即，物镜26和反射镜25及瞄准透镜24，透过光分裂器23、21、22，由于在光检测器30中检出电信号，以伺服器信号及RF(射频信号)信号的形式被使用。

由此，若想构成使用各自分别设置的激光二极管11、12、13的、与3波长相对应构成光学设备，由于需要大量的光学部件，所以2波长的激光二极管正在开发之中。

图2为现有2波长激光二极管包，在一个发光元件41内设有两个激光二极管，可产生CD用激光光束和DVD用激光光束。据此，从图1中，可将一个光分裂器中适当的光学元件除掉，其空间能够被灵活运用。

但是，即使使用现有的2波长激光二极管包，也会存在两个激光二极管放在直线上，在缩短其间距离(100um)方面受限，还导致温度特性低下及LD的热化特性变糟的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题，而提供的一种集成光学部件及利用此部件的光拾取装置。

本发明的第一目的在于，能够将2波长激光二极管及光检测器集成为一个部件。

本发明的第二目的在于，使集成光学部件具备等角倾斜面的反射体和在各倾斜面上的两个激光二极管和光检测器集成为一体，所以激光二极管间的相对距离能够缩小，光学元件的数量也能够减少。

本发明的第三目的在于，由于光学部件上的设置有全息图元件，所以可将光束向所需的方向引导，光检测器可接收反射光光束。

为了实现所述目的，本发明的集成光学部件，其特点是，包括以下几个部分：

具有三个倾斜面的反射体；

分别与所述倾斜面的两个倾斜面相对方向上的两个激光二极管；

与所述倾斜面中剩下的一个倾斜面相对方向上的光检测器；

支持所述两个激光二极管及光检测器的扫描透射电镜。

具体来说，所述反射体的倾斜面，其特点是：与棱镜底面标准和发光光轴分别成45度角倾斜。

具体来说，所述反射体外形为棱锥形。

具体来说，所述反射体的倾斜面是相互间隔120度。

具体来说，集成光学部件还包括在反射体的上部，通过各倾斜面被反射的光束在光的路径上传播，将从光盘上反射出来的反射光束射向所述光检测器的全息图元件。

具体来说，所述光检测器利用通过反射体的适当倾斜面将被聚集的第一反射光束及凭借全息图元件聚集的第二反射光束检出电信号。

本发明中利用集成光学部件的光记录播放装置，其特点是，

包括根据光盘的种类产生波长互不相同的光束的2波长激光二极管，和接收反射光束的光检测器，和在各倾斜面上与所述激光二极管及光检测器方向相对、反射光束的反射体的集成光学部件；将从所述集成光学部件射出的光束转换为平行光束的转换手段；将所述平行光束路径转换到光盘方向上的路径转换手段；凭借所述光路径转换手段将被转换的光束聚集于光盘的物镜。

具体来说，还包括将所述集成光学部件的反射体按规定隔开，利用反射体将反射的光束在光路径上透射，将从光盘上反射出来的反射光束向所述光检测器及与光检测器相对方向上的倾斜面透射的全息图元件。

本发明的扫描透射电镜中央位置设有具备三个倾斜面的类似于棱镜或反射镜的反射体，将产生波长互不相同光束的激光二极管及光检测器作为预装件设置在该反射体的倾斜面相对方向的反射体周围，使一个部件中能够产生两个光束并能够接收反射光束，以此简化光拾取装置的构成的同时，体积也可达到最小化。

附图说明

以下将参照附图进行说明。

图1是现有光拾取装置构成图。

图2是现有2波长二极管示意图。

图3是本发明实施例中集成光学部件斜视图。

图4是图2的平面图。

图5是本发明中集成光学部件及全息图元件简略构成图。

图6是本发明中集成光学部件及全息图的侧面图。

图7是本发明中光检测器的光检出例构成图。

图8是本发明集成光学部件的发光及接收路径构成图。

图9是本发明中全息图元件的详细构成图。

图10是本发明光检测器的光检出例的构成图。

图11是本发明中利用集成光学部件的光拾取装置构成图。

图12是本发明中集成光学部件的激光二极管的相对距离比较图。

图13是本发明中激光二极管的相对距离的像差特征图。

附图中主要部分的符号说明

100：集成光学部件        101，102：激光二极管

104：扫描透射电镜        110：反射体

111，112，113：倾斜面    130：光检测器

140：全息图元件          151：瞄准透镜

152：反射镜             153：物镜

154：光盘

具体实施方式

请参照图3及图4，图3和图4为本发明的集成光学部件的斜视图及平面图。集成光学部件(或模块)100包括呈圆形或圆环形的扫描透射电镜104、所述扫描透射电镜104上间隔120度的第一，第二激光二极管101，102及光检测器130，以及在扫描透射电镜104中央位置与所述第一、第二激光二极管(LD1、LD2)101、102及光检测器相对方向上成等角配置的倾斜面111、112、113的反射体110。

在这里，反射体110由反射镜(Mirror)或棱镜(Prism)等在倾斜面上附着有反射膜的构造物组成。

此种集成光学部件100，如图3和图4所示，在圆形或圆环形的扫描透射电镜104上，以等角(120度)分别配置有第一及第二激光二极管101、102及光检测器130。

在这里，扫描透射电镜104也可以被分成三个，分别安装第一、第二激光二极管101、102和光检测器130后，装配使用。即，由于分别制造安装有一个激光二极管101、102或光检测器130的扫描透射电镜以后，以圆形的结构附着在反射体110的周围，所以能够制造2波长的激光二极管及光检测部件。

所述第一及第二激光二极管101、102及光检测器130，以三等分间隔分别配置在反射体110的倾斜面111、112的相对方向上。所述反射体110的倾斜面111、112、113与扫描透射电镜104底面标准和光轴相对成一定的角度形成倾斜支架，例如，可以制成45度的倾斜支架。这里，所述倾斜面111、112、113是其倾斜角度可稍窄或稍宽些。这样，能够利用倾斜面的角度调整从不同的激光二极管101、102中产生的光束间的间隔。

所述反射体110的倾斜面111、112、113呈棱锥形，以120度间隔被隔开。

所述第一及第二激光二极管101、102产生的波长互不相同的光束在反射体110的第一及第二倾斜面111、112上被分别反射，沿着与扫描透射电镜104的表面成直角方向传播。这样传播的波长互不相同的激光光束可被用于两种光盘的记录和播放。

在这里，第一激光二极管(LD1)101中被使用的第一光源，比如说照射780nm波长光束的激光二极管被用于CD光盘。第二激光二极管(LD2)102中产生的第二光源，比如说照射680nm波长光束的CD用激光二极管被用于DVD光盘。另外，作为可选择的2波长的二极管时，一是CD/DVD二极管，另一个可以是蓝色激光用二极管。

另外，从光盘中被反射出来的反射光束再次反射到反射体110的第三倾斜面113上，由于被聚集于光检测器130，所以在光检测器130中检出电信号，以服务信号及RF(射频信号)信号的形式被使用。

图5至图7是在集成光学部件100的上部设置全息图元件140的构成图。

首先，请参照图5及图6，在集成光学部件100的上部装配有将光束向一定的目标位置透射的全息图元件(HOLOGRAM元件)140。

因此，从第一及第二激光二极管101、102中产生的激光光束在反射体110的第一及第二倾斜面111、112上成直角分别被反射并透过全息图元件140。所述透射光束经光路径照射到光盘上，从光盘中再经过逆路径，如图6所示，经过全息图元件140透射。

如图7所示，全息图元件140将从光盘中逆路径入射的反射光束传给光检测器130。这里，反射光束透过全息图元件140后，沿着通过反射体110的第三倾斜面113向光检测器130聚集的第一路径(P1)和从全息图元件140中直接向光检测器聚集的第二路径(P2)传播。

换句话说，如图8所示，从第一及第二激光二极管101、102产生的第一及第二光束B1、B2在反射体的第一及第二倾斜面上成直角反射，由于透过全息图，所以能够存取两种光盘。

另外，从光盘中反射出来的反射光束(RB)透过所述全息图元件140，凭借反射体110的第三倾斜面113成直角反射，能够沿着第一路径(P1)在光检测器130上聚集，或者透过全息图元件140，能够沿第二路径(P2)直接在光检测器130上聚集。

这样的全息图元件140，如图9所示，由稀疏绕射领域142和致密绕射领域141组成。即，全息图元件140由刻有横向及斜向绕射栅极的绕射领域组成。此绕射领域被分为稀疏领域141和致密领域142，根据偏光方向对光束进行透过或绕射。

图10是本发明中全息图元件140及光检测器130的构成图。

参照图10，透过全息图元件140的反射光束在光检测器130具备的4分割结构单元C1、C2、C3、C4上聚集。所述光检测器130将透过全息图元件140的反射光束聚集，通过4分割结构单元C1、C2、C3、C4将主要光束及辅助光束透射，由于检出电信号，所以即可检出伺服器信号及RF射频信号。

图11为本发明的利用集成光学部件的光拾取装置的构成图。

参照图11，所述光拾取装置包括：射出波长互不相同的激光光束并接收反射光束的集成光学部件100；将从所述集成光学部件100产生的激光光束转换为平行光束的瞄准透镜151；作为光路径转换手段的将所述平行光束转换到光盘方向上的反射镜152；以及将所述被反射的激光光束照射到光盘上的物镜153。

此种利用光学部件的光拾取装置，首先从集成光学部件100中分别产生波长互不相同的光束，凭借瞄准透镜151转换为平行光束，经反射镜152将光路径转换到光盘方向上后，通过物镜153照射到光盘154上。并且，从光盘154反射出来的反射光束再经过逆路径，即，经过物镜153和反射镜152以及瞄准透镜151，在集成光学部件的光检测器130上被接收。

这里，如图11，可在光学设备上附加设置3波长激光二极管及光分裂器。在图11中，现有的如光分裂器及光检测器等光学部件被去掉了。

图12是本发明的激光二极管(LD1、LD2)间的间隔与现有间隔比较示意图。在现有的第一及第二激光二极管(LD1、LD2)中产生的第一及第二光束B1′、B2′间隔有一定距离(d3，约100um)。

与此相反，在本发明中，在第一激光二极管(LD1)101中产生的第一光束B1和第二激光二极管(LD2)102中产生的第二光束B2间的间隔可以维持在比现有间隔小的程度(d2约50um)。并且，在反射体110的倾斜面的倾斜角度更小的情况下，根据假想点，相对的光束(B1、B2″)间的距离(d1约30um)也能够变窄。另外，将激光二极管的位置安装在相对反射体110更高的位置上，使得光束间的距离能够变窄。

图13是根据激光二极管间的距离的像高和像差(RSM)的关系坐标图。在这里，像高为第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的距离，本发明中，是比较光束间的距离A，B和现有的光束间的距离C的值。如图所示，第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的光束间的距离用30um、50um、100um(现有)来表示，各自的相对像差的大小表示为A＞B＞C。

在这里，像差的差异越大，在拾取器中就越会产生问题，第一，由于产生相对倾角，肯定存在调整倾角方面的问题以及细微歪斜的情况。第二，使用一个光检测器的情况下，被接收的光束会产生相对误差。本发明就可以解决类似问题。

以上对本发明较为理想的实施例做了说明。通过所述的说明，本领域熟练技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。此外，这种变更和应用相关的差距应包括在附加的权利要求范围所规定的本发明技术性范围。

本发明的技术效果是：

在本发明中的光拾取装置中，就集成光学部件及利用此部件的光拾取装置来说，将成等角配置的倾斜面的反射体，与此相对方向上的两个激光二极管和光检测器以一个预装件集成光学部件，所以根据光检测器的实际情况，即能够实现拾取器不必另外调整的稳定效果。

并且，由于激光二极管的集成，能够减少光学部件的数量，收到降低价格的效果。

同时改善激光二极管间的相对距离，能够达到消除由于现有的相对距离产生的斜轴引起的像差的效果。

并且，能够达到拾取器的整体高度变矮的效果。

Claims (10)

1.一种集成光学部件，其特征在于，包括如下几个部分：

具有三个倾斜面的反射体；

分别与所述倾斜面中的两个倾斜面成相对方向上的两个激光二极管；

所述倾斜面中剩下的一个倾斜面相对方向上的光检测器；

支持所述激光二极管和光检测器的扫描透射电镜。

2.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

所述反射体的倾斜面与棱镜底面标准或发光光轴分别成45度角倾斜。

3.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

所述反射体的外形呈棱锥形。

4.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

所述反射体的倾斜面相互间隔120度。

5.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

还包括在所述反射体的上部，通过各倾斜面被反射的光束在光的路径上传播，将从光盘上反射出来的反射光束射向所述光检测器的全息图元件。

6.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

所述光检测器利用通过反射体的适当倾斜面聚集的第一反射光束路径及凭借全息图元件聚集的第二反射光束路径检出电信号。

7.如权利要求1所述的集成光学部件，其特征在于，

所述反射体为反射棱镜或者反射镜。

8.一种利用集成光学部件的光拾取装置，其特征在于，包括如下几个部分，

设置有根据光盘的种类产生波长互不相同光束的第一及第二激光二极管，和为了接收反射光束的光检测器，以及在各个倾斜面上反射所述激光二极管和光检测器相对方向上的光束的反射体的集成光学部件；

将从所述集成光学部件射出的光束转换为平行光束的转换手段；

将所述平行光束向光盘方向做光路径转换的光路径转换手段；

凭借所述光路径转换手段将被转换的光束向光盘聚集的物镜；

9.如权利要求8所述的利用集成光学部件的光拾取装置，其特征在于，

还包括将所述集成光学部件的反射体按规定隔开、利用反射体将反射的光束在光路径上透射、并将从光盘上反射出来的反射光束向所述光检测器及与光检测器相对方向上的倾斜面透射的全息图元件。

10.如权利要求9所述的利用集成光学部件的光拾取，其特征在于，

所述全息图元件为了使光束透射或绕射形成稀疏绕射领域和致密绕射领域。

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