CN103219018A - 光学拾取器和使用该光学拾取器的光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学拾取器和使用该光学拾取器的光学系统。所述光学拾取器可以包括设置在来自光学单元的光束在物镜上入射所处的一侧处的光圈。所述光圈可以限制光束的范围，从而入射在物镜上的光束的沿第一方向的宽度小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。

Description

光学拾取器和使用该光学拾取器的光学系统
本申请要求于2012年1月18日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0005855号韩国专利申请的权益，出于各种目的通过引用将所述韩国专利申请的全部公开内容包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种光学拾取器和使用该光学拾取器的光学系统，更具体地讲，涉及一种具有减小的高度的光学拾取器。
背景技术
光学拾取器被用于通过使用物镜将从光源发射的光聚焦到盘式的光学信息存储介质上来将信息记录到盘/从盘再现信息。光学拾取器通常被包括在光盘驱动器中。对于诸如笔记本型计算机和游戏娱乐控制台等的便携式装置来说，期望光盘驱动器的纤薄的设计，以减小系统的总体尺寸，并减小容纳驱动器所需的空间的总量。
在光学拾取器中，光束通过圆形光圈入射在物镜上。通常，光学拾取器具有与物镜的入射光瞳的直径对应的高度。为了实现纤薄的光学驱动器，光学拾取器的高度应被降低。这里描述的是用于减小光学拾取器的尺寸的技术。
发明内容
在一方面中，提供了一种光学拾取器，所述光学拾取器包括：光学单元，包括被构造为发射用于将信息记录到信息存储介质/从信息存储介质再现信息的光束的至少一个光源以及被构造为通过检测从信息存储介质反射的光束来检测信息信号和/或误差信号的至少一个光检测器；物镜，被构造为将从光学单元入射的光束入射在信息存储介质上；光圈，设置在来自光学单元的光束在物镜上入射所处的一侧处，并被构造为限制光束的范围，从而入射在物镜上的光束的沿与所述光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
光圈可以包括长圆形的形状。
光圈的沿第一方向的宽度与光圈的沿第二方向的宽度的比可以等于或大于80%。
光圈的第一方向可以包括切向方向，光圈的第二方向可以包括径向方向。
光圈可以与物镜一体地形成。
所述光学拾取器可以包括近似等于光圈的沿第一方向的宽度的高度。
在一方面中，提供了一种光学拾取器，所述光学拾取器包括：光学单元，包括被构造为发射用于将信息记录到信息存储介质/从信息存储介质再现信息的光束的至少一个光源以及被构造为通过检测从信息存储介质反射的光束来检测信息信号和/或误差信号的至少一个光检测器；物镜，被构造为将从光学单元入射的光束聚焦在信息存储介质上，物镜包括具有长圆形状的入射光瞳。
入射光瞳的沿与所述光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度可以小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
入射光瞳的沿第一方向的宽度与入射光瞳的沿第二方向的宽度的比可以大于或等于80%。
入射光瞳的第一方向可以是切向方向，入射光瞳的第二方向可以是径向方向。
所述光学拾取器可以包括近似等于入射光瞳的沿第一方向的宽度的高度。
在一方面中，提供了一种光学系统，所述光学系统包括：光学拾取器，被构造为沿信息存储介质的径向移动，并被构造为将信息记录到信息存储介质和/或从信息存储介质再现信息，光学拾取器包括：物镜，被构造为将从光学单元入射的光束聚焦在信息存储介质上，光圈，包括具有长圆形的形状的入射光瞳；控制单元，被构造为控制光学拾取器。
入射光瞳的沿与光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度可以小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
光学拾取器可以包括近似等于入射光瞳的沿第一方向的宽度的高度。
入射光瞳的沿第一方向的宽度与入射光瞳的沿第二方向的宽度的比可以等于或大于80%。
其他的特征和方面将通过下面的具体实施方式部分、说明书附图以及权利要求书而变得明显。
附图说明
图1是示出光学拾取器的分解透视图的示例的示图。
图2是示出图1的光学拾取器的侧向透视图的示例的示图。
图3是示出包括入射光瞳中的光束的形状的图1的光学拾取器的示例的示图。
图4是示出用于光学拾取器光圈的示例的示图。
图5是示出具有长圆形（oblong）形状的光圈和圆形的光圈的示例的示图。
图6中的（a）是示出通过具有长圆形形状的光圈的光束的示例的示图。
图6中的（b）是示出通过圆形光圈的光束的示例的示图。
图7是示出使用光学拾取器的光学系统的示例的示图。
贯穿说明书附图部分和具体实施方式部分，除非进行了另外地描述，否则相同的标号应被理解为指示相同的元件、特征和结构。可能为了清楚、举例说明和方便起见，可能夸大这些元件的相对尺寸和绘示。
具体实施方式
提供下面的详细描述以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。因此，本领域普通技术人员将获知这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变形和等同物。此外，可能为了更为清楚和简明而省略对公知的功能和构造的描述。
图1示出了光学拾取器的分解透视图的示例。图2示出了图1的光学拾取器的侧向剖视图的示例。图3示出了包括入射光瞳中的光束的形状的图1的光学拾取器的示例。
参照图1至图3，光学拾取器包括光学单元1、物镜30和光圈50。物镜30可以将从光学单元1入射的光束聚焦在信息存储介质10上。光圈50设置在光束从光学单元1入射在物镜30上所处的一侧。根据多个方面，光圈50可以限制来自光学单元1的光束的范围。例如，光圈50可以限制光束的范围，从而入射在物镜30上的光束的沿与光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度小于沿与第一方向交叉或与第一方向垂直的第二方向的宽度。
光学单元1包括发射用于将信息记录到信息存储介质10/从信息存储介质10再现信息的光束的至少一个光源11。光学单元1还包括改变入射光束的传播路径的光学路径改变器以及通过接收从光学信息存储介质10反射的光束来检测信息信号和/或误差信号的光检测器40。
光学路径改变器可以为与偏振相关的光学路径改变器，例如，根据偏振来改变入射光束的传播路径的偏振分束器14以及设置在偏振分束器14和物镜30之间的改变入射光束的偏振状态的四分之一波板19。
光学拾取器还可以包括光栅12，光栅12可以将从光源11发射的光束分为第0级光束（即，主光束）和第±1级光束（即，副光束），以例如使用3-束方法和差分推挽方法等来检测循迹误差信号。可以从光学信息存储介质10反射的第0级光束的检测信号得到再现信号，可以通过对光学信息存储介质10反射的第0级光束的检测信号和第±1级光束的检测信号执行算法操作来得到循迹误差信号。
在图1至图3中，附图标记16表示可以准直从光源11照射的光束并可以将经准直的光束输出到物镜30的准直透镜。附图标记15表示产生像散以使用像散方法来检测聚焦误差信号的像散透镜。此外，附图标记18表示通过反射来改变光的方向的反射镜。
光源11可以发射预定波长的光。例如，光源11可以为根据蓝光光盘（BD）标准以蓝色波长发射光（诸如，具有大约405nm的波长的光）的光源。在另一示例中，光源11可以为发射红色波长的光和红外波长的光（例如，具有大约650nm的波长的光和具有大约780nm的波长的光）以兼容数字多功能盘（DVD）和压缩盘（CD）的双波长光源（例如，双激光二极管（LD））。
物镜30使从光源11发射的光聚焦，以在信息存储介质10上形成光斑。物镜30可以具有满足BD标准的高数值孔径，或者可以具有兼容DVD和CD的数值孔径。
在光源11发射在蓝色波长范围内的光且物镜30具有0.85等的数值孔径的示例中，光学拾取器可以将信息记录到高密度光学信息存储介质（诸如遵循BD标准的光学盘）和/或从高密度光学信息存储介质（诸如遵循BD标准的光学盘）再现信息。在光源11发射红色波长范围内的光和红外波长范围内的光且物镜30具有用于DVD和CD的数值孔径的示例中，光学拾取器可以将信息记录到DVD和CD和/或从DVD和CD再现信息。当使用图1的光学结构来将信息记录到DVD和CD和/或从DVD和CD再现信息时，用于DVD和CD的2波长光源（即，双LD）可以被用作光源11。
应该理解的是，光源11的波长和物镜30的数值孔径30可以进行不同地改变，且光学拾取器的光学构造也可以进行不同地改变。
例如，为了兼容蓝光光盘（BD）和DVD，光学拾取器可以使用多个波长的光源，例如，适于高密度光学盘的蓝色波长的光源和适于DVD的红色波长的光源。另外，物镜30可以被构造为实现适于BD和DVD的有效数值孔径，或可以进一步包括用于调节物镜30的有效数值孔径的独立的构件。
例如，光学拾取器可以使用图1的光学构造来将信息记录到高密度光学盘和/或从高密度光学盘再现信息，且可以进一步包括用于将信息记录到DVD和/或CD和/或从DVD和/或CD再现信息的另外的光学构造。作为另一示例，光学拾取器可以使用图1的光学构造来将信息记录到DVD和/或CD和/或从DVD和/或CD再现信息，且可以进一步包括用于将信息记录到高密度光学信息存储介质（例如，BD）和/或从高密度光学信息存储介质（例如，BD）再现信息另外的光学构造。
与偏振相关的光学路径改变器，例如，偏振分束器14，可以将从光源11入射的光引导向物镜30，并可以将从信息存储介质10反射的光引导向光检测器40。在图1至图3中，偏振分束器14可以根据偏振态来选择性地透射光或反射入射的光。可选择地，透射从光源11发射的一种偏振光并将从光学信息存储介质10反射的另一种偏振光衍射成第+1级光或第-1级光的偏振全息元件可以被用作与偏振相关的光学路径改变器。在偏振全息元件被用作与偏振相关的光学路径改变器的示例中，光源11和光检测器40可以被光学模块化（optically modularized）。
在使用偏振分束器14和四分之一波板19的示例中，从光源11入射在偏振分束器14上的一种线偏振光，例如，p偏振光，可以被偏振分束器14的倾斜的表面反射。因此，可以在光经过四分之一波板19的同时将光改变为一种圆偏振光，且该一种圆偏振光可以被引导向信息存储介质10。该一种圆偏振光可以在被信息存储介质10反射时被改变为另一种圆偏振光，该另一种圆偏振光可以在经过四分之一波板19的同时被改变为另一种线偏振光，例如，s偏振光。该线偏振光可以透射通过偏振分束器14的倾斜的表面并可以到达光检测器40。
作为另一示例，除了与偏振相关的光学路径改变器之外，还可以使用以预定的比率透射和反射入射光的分束器或者透射从光源11发射的光并将光学信息存储介质10反射的光衍射为第+1级光或第-1级光的全息元件。
虽然例如通过如图1至图3中所示的光栅12将从光源11发射的光分为至少三道光束，但是光检测器40可以包括主光检测器和设置在主光检测器的两侧并接收从光学信息存储介质10反射的副光的副光检测器。
在参照图1至图3描述的光学拾取器中，光学拾取器的高度被定义为经准直的光束的有效光束宽度h（如图2中所示）。通过光学单元1的准直透镜16来得到经准直的光束，且经准直的光束沿与由切向方向Tan和径向方向Rad构成的平面垂直的方向入射在物镜30上，如图2中所示。有效光束宽度h与入射在物镜30上的光束的沿光学信息存储介质10的切向方向Tan的有效直径对应。
因为光学拾取器包括设置在光束从光学单元1入射在物镜30上的一侧的光圈50，所以可以减小光学拾取器的高度。例如，光圈50可以设置为限制光束的范围，从而入射在物镜30上的光束的沿与光学拾取器的高度对应的第一方向（即，光学信息存储介质10的切向方向Tan）的宽度小于沿与第一方向交叉的第二方向（即，光学信息存储介质10的径向方向Rad）的宽度。
在图2中，h’与在使用圆形光圈时的入射在物镜30上的光束的沿光学信息存储介质10的切向方向Tan的有效直径对应。
这里描述的光学单元1包括物镜30和光圈50。然而，应该理解的是，在光学拾取器的光学构造中，光学单元1可以包括除了物镜30和光圈50之外或者不同于物镜30和光圈50的其他的光学元件。即，光学单元1不限于图1至图3的示例中示出的构造。
图4示出用于光学拾取器的光圈50的示例。
在图4中，光圈50具有长圆形的形状。框架55围绕长圆形的光圈50。图4的框架55是示例性的，并可以具有任意的各种形状。例如，尽管光圈50的框架55具有基本为圆形的形状并具有如图4中所示的尺寸，但是框架55可以具有不同的形状和/或可以为不同的尺寸。
光圈50与物镜30的具有长圆形形状的入射光瞳对应。光圈50可以是或可以不是与物镜30分开的构件。当光圈50是分开的构件时，光圈50可以与物镜30一体地形成。例如，光圈50可以被形成为使得光圈50与物镜30一起移动而不是相对于物镜30进行移动。
可以通过切割（与圆形的入射光瞳对应的）圆形的光圈70的两侧来得到光圈50，如图5中所示。切割两侧所沿的第二方向可以为信息存储介质10的径向方向Rad，与径向方向Rad交叉的第一方向可以为信息存储介质10的切向方向Tan。即，沿与切割两侧所沿的方向垂直的方向的宽度可以与光学拾取器的高度对应。
例如，圆形光圈70的宽度可以为A，具有通过切割圆形光圈70的两侧而得到的长圆形形状的光圈50的宽度可以为B。根据多个方面，宽度B与宽度A的比可以等于或大于大约80%。即，沿第一方向（切向方向Tan）的宽度与沿第二方向（径向方向Rad）的宽度的比可以等于或大于80%并小于100%。在光学拾取器中，光圈50可以被设置为沿切向方向Tan的光束的宽度被减小20%或更小。
在图6中的（a）中示出了经过具有长圆形形状的光圈50的光束的示例。图6中的（b）示出了经过圆形光圈70的光束的示例。
表1示出了光圈尺寸比（B/A）、沿径向方向Rad和切向方向Tan的光斑尺寸的改变和RF信号的抖动之间的关系的示例。在该示例中，在均衡（Eq）之后得到所述抖动。
表1
Figure BDA00002752659500071
如表1中所示，随着光圈尺寸比B/A减小，即，光圈50的沿切向方向Tan的宽度相对于光圈50的沿径向方向Rad的宽度减小，RF信号的抖动劣化。然而，直到光圈尺寸比B/A到达80%为止，RF信号的抖动均小得足以得到记录在光学信息存储介质10上的信息的再现信号。
根据这里描述的光学拾取器，因为使用具有长圆形形状的光圈50来减小入射在物镜30上的有效光束的沿与光学拾取器的高度方向对应的方向的宽度，所以可以减小光学拾取器的高度。因此，可以产生具有更为纤薄的设计的光学拾取器。
作为示例，纤薄的光学拾取器和使用该纤薄的光学拾取器的光学系统可以被应用于纤薄的便携式装置，诸如厚度等于或小于大约20mm的很薄的超级本型计算机。
图7示出了使用光学拾取器的光学系统100的示例。
参照图7，光学系统100包括被设置为沿光学信息存储介质10的径向方向移动的光学拾取器200。光学拾取器200将信息记录到光学信息存储介质10和从光学信息存储介质10再现信息。光学系统100还包括控制光学拾取器200的控制单元600。
光学拾取器200包括具有如这里的示例中所描述的各种构造中的任意构造的光学系统，以及机械地支撑光学系统并执行聚焦和循迹的机械系统。
在这样的示例中，光学系统100包括连接到信息处理单元300的编码器/解码器，信息处理单元300连接到接口500，接口500用于与外部主机连接。另外，机械系统连接到伺服单元400。信息处理单元300、伺服单元400和接口500可以被中央控制单元600控制。接口500可以满足各种标准，例如，通用串行总线（USB）端口，并可以使用USB协议而连接到主机（例如，计算机700），以接收和发送信息。
上面已经描述了一些示例。然而，应该理解的是，可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行所描述的技术和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或以其他的组件或其等同物进行替换或补充，则可以实现适当的结果。因此，其他的实施方式落入权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种光学拾取器，所述光学拾取器包括：
光学单元，包括被构造为发射用于将信息记录到信息存储介质/从信息存储介质再现信息的光束的至少一个光源以及被构造为通过检测从信息存储介质反射的光束来检测信息信号和/或误差信号的至少一个光检测器；
物镜，被构造为将从光学单元入射的光束聚焦在信息存储介质上；
光圈，设置在来自光学单元的光束在物镜上入射所处的一侧处，并被构造为限制光束的范围，从而入射在物镜上的光束的沿与所述光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
2.如权利要求1所述的光学拾取器，其中，光圈包括长圆形的形状。
3.如权利要求1所述的光学拾取器，其中，光圈的沿第一方向的宽度与光圈的沿第二方向的宽度的比等于或大于80%。
4.如权利要求1所述的光学拾取器，其中，光圈的第一方向包括切向方向，光圈的第二方向包括径向方向。
5.如权利要求1所述的光学拾取器，其中，光圈与物镜一体地形成。
6.如权利要求1所述的光学拾取器，其中，所述光学拾取器包括近似等于光圈的沿第一方向的宽度的高度。
7.一种光学拾取器，所述光学拾取器包括：
光学单元，包括被构造为发射用于将信息记录到信息存储介质/从信息存储介质再现信息的光束的至少一个光源以及被构造为通过检测从信息存储介质反射的光束来检测信息信号和/或误差信号的至少一个光检测器；
物镜，被构造为将从光学单元入射的光束聚焦在信息存储介质上，物镜包括具有长圆形状的入射光瞳。
8.如权利要求7所述的光学拾取器，其中，入射光瞳的沿与所述光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
9.如权利要求8所述的光学拾取器，其中，入射光瞳的沿第一方向的宽度与入射光瞳的沿第二方向的宽度的比大于或等于80%。
10.如权利要求8所述的光学拾取器，其中，入射光瞳的第一方向是切向方向，入射光瞳的第二方向是径向方向。
11.如权利要求8所述的光学拾取器，其中，所述光学拾取器包括近似等于入射光瞳的沿第一方向的宽度的高度。
12.一种光学系统，所述光学系统包括：
光学拾取器，被构造为沿信息存储介质的径向移动，并被构造为将信息记录到信息存储介质和/或从信息存储介质再现信息，光学拾取器包括：
物镜，被构造为将从光学单元入射的光束聚焦在信息存储介质上，
光圈，包括具有长圆形的形状的入射光瞳；
控制单元，被构造为控制光学拾取器。
13.如权利要求12所述的光学系统，其中，入射光瞳的沿与光学拾取器的高度方向对应的第一方向的宽度小于沿与第一方向垂直的第二方向的宽度。
14.如权利要求12所述的光学拾取器，其中，光学拾取器包括近似等于入射光瞳的沿第一方向的宽度的高度。
15.如权利要求13所述的光学系统，其中，入射光瞳的沿第一方向的宽度与入射光瞳的沿第二方向的宽度的比等于或大于80%。
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