CN1053984C - 光学拾取装置 - Google Patents

Abstract

一种光学拾取装置，可产生两条相互相邻地照射到记录介质的给定轨迹上的偏振光束。包括一激光光源，用以产生照射在记录介质上的光束；一光分束器，用以垂直地反射光束以透射由记录介质所反射的光束；一双折射偏振装置，用以将光束分成第一和第二偏振光束，并用以透射所反射的第一和第二偏振光束，以便其具有相同光路；一偏振光分束器，用以反射通过的所反射的第一偏振光束，并用以透射所反射的第二偏振光束；和至少一光测装置，用以分别地接收所反射的第一和第二偏振光束。

Description

光学拾取装置

本发明涉及一种光学拾取装置，特别是，涉及一种使用了双折射偏振板的光学拾取装置。

通常，在CD重放装置和类似设备中所使用的光学拾取装置使用一种衍射器或一种全息光学元件，使得可以减少光学拾取装置的元件数量。用于CD重放装置和类似设备中的光学拾取装置采用一种三光点法，其中了为检测跟踪误差信号，除使用主光束以外还使用两分光束，用以检测跟踪误差。在美国专利号5,128,914中公开了一使用上述三光点法技术的例子。

图1是一侧视图，其示出了常用光学拾取装置。光学拾取装置包括一衍射器件2，一光学系统和一光元件7，后者包括至少一个光测器和一光源1。在上述光学拾取装置中，由光源1发出的激光束A通过衍射器件2衍射与三条分离光束，三条分离光束中的一条是一零级衍射光束A1，它是通过光学系统作为主光束而聚焦在记录介质上的，对应于借助上述三光点法所获得的两条分光束A2和A3的三条分离光束另外两条是两条第一级衍射光束，其分别具有不同的方向，即正和反方向，两条第一级衍射光束A2和A3对称于主光束定位并且移位到跟踪方向从而聚焦在记录介质上。在记录介质5上反射的光束由衍射器件2衍射成为第一级衍射光束，其聚焦在光测器6上，产生三光点法的分光束A2和A3的衍射器件区域2a、2b和2c具有钎接特性，使得加强了第一级衍射光束的光强度，其只发生在正方向上，借助光元件7可以获得足够的灵敏度，其中光源1和光测器6可以是整体的以代替多个光测器。可以按照众所周知的三光点法，以相同方法将光元件7分成至少三个区域。而这些区域是由衍射器件衍射的相应光束照射的。由衍射而产生的相应光束聚焦在光元件7上以产生光元件7的输出信号。聚焦信号是借助刃形方法而由输出信号获得。跟踪误差信号可以在三光点法的基础上，由分光束A2和A3产生的衍射光束光强度之间的差来检测。按照现有技术，跟踪误差信号可基于三光点法来进行检测，并且由此在跟踪误差信号中从不发生偏移，甚至在光学系统的光轴偏移给定位置的时候。另外，因为使用了衍射器件，便可以减少光学系统的元件数量。再有，光源1和光测器6可通过将它们放置在一盒内而构成一整体，并且衍射器件可用来作为一密封盒体的窗口，使得光学拾取装置的生产成本得以降低。

然而，由于使用了衍射器件的光学拾取装置是采用衍射光束来检测误差信号，在记录介质例如光盘斜置就位或在记录介质表面上存在一些缺陷的情况下，检测信号将会改变或偏离给定位置，使得光测器必然会有误差地检测信号。对比之下，按照本发明，使用双折射偏振板的光学拾取装置可检测偏振光束，使得光学拾取装置可去除由出现在记录介质表面的一些缺陷产生的检测误差。

因此，本发明的目的就是提供一种光学拾取装置，其利用两条偏振光束，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现本发明的上述目的，按照本发明的光学拾取装置包括：

一产生照射到记录介质上的光束的激光光源；一沿该光学拾取装置的光路布置的物镜，将其入射光会聚在记录介质的表面上；一沿所述激光光源和所述物镜之间的光路上设置的准直器，将入射光变为平行光；所述光学拾取装置还包括：光分束器，其位于所述激光光源和所述准直器之间的光路上，用于垂直反射照向到记录介质表面上的光束，并通过由所述记录介质表面反射的光束；一偏振装置，位移光学拾取装置的光路的前端，用以将由所述光分束器垂直反射的光束分离成照射到所述记录介质表面上的第一和第二偏振光束，并且透射所述第一和第二偏振光束，以形成照射到所述光分束器的相同的光路；一偏振光束分离装置，其沿所述光路位于所述光分束器的后端，用于反射通过所述偏振装置所反射的第一偏振光束，而透射所述第二偏振光束；以及至少一个光测装置，用于分别接收所反射的第一和第二偏振光。

在本发明的优选实施例中，偏振装置可以是一双折射偏振板，而光分束可以为一半透镜。在其中的一个优选实施例中，偏振光束分离装置为一偏振光分束器，至少一个光测装置包括两个分离的光电二极管；另外，在另一个优选实施例中，偏振光束分离装置为双折射偏振板，而其一个光测装置包括合并成一体的两个光电二极管。

本发明的光学拾取装置由于使用了双折射偏振板而在记录介质的给定轨迹上引入两条偏振光束，并将由记录介质所反射的光束分成两条偏振光束而通过至少一个光测器件来检测，使得能够减小由出现在记录介质表面上的一些缺陷所产生的检测误差。再有，由于使用了双折射偏振板以为了生成两条分离的偏振光束，因而大大减少了元件的数量。进一步来说，按照本发明，可以按与峰-峰值的检测相同的方法来使用本发明的信号检测法，使得可以减少由于使用全光圈法所产生的dc信号和噪声。

本发明的上述目的和其它优点将通过参照附图以及对优选实施例的详细描述而更为明显，其中：

图1是一侧视图，用以示出了常规光学拾取装置；

图2是一侧视图，用以表示按照本发明的第一实施例的一种光学拾取装置；

图3是一视图，用以详细地解释双折射偏振板的操作；

图4是一示意图，用以表示通过本发明的光学拾取装置而照射到记录介质凹点上的第一和第二偏振光束；

图5A至5D是示意图，用以表示在本发明的光学拾取装置中用于信号检测的方法；和

图6是按照本发明第二实施例的侧视图。

下面，将参照附图详细地描述本发明的光学拾取装置的优选实施例。

实施例1

图2是一侧视图，用以表示按照本发明第一实施例的一种光学拾取装置。

如图2所示，将半导体激光二极管50用作为激光光源以产生一光束，其可用来读出记录在作为记录介质的盘10上的信息。由激光二极管50产生的光束照射在光分束器40上，其可通过公知技术制成半透光镜以反射一部分入射光束并透过一部分入射光束。

将照射在光分束器上而由激光二极管50发出的光束通过准直透镜30变成平行光束而到达物镜20。

物镜20借助于偏振器件而捕获平行光束，捕获的光束通过偏振器件而被分离成第一和第二偏振光束14A和14B，其具有不同的相邻光路，其在盘10的表面上形成各个光点。偏振器件包括一双折射偏振板70，如图3所示，在双折射偏振板70上捕获的光束根据偏振方向进行分离，由此，其通过各个不同光路分离成两条偏振光束，即第一和第二偏振光束14A和14B，其分别以实线和虚线示于图3D中。在这时候，第一和第二偏振光束14A和14B在偏振方向上具有相互垂直的关系。例如，第一偏振光束14A处在垂直偏振方向时而第二偏振光束14B处于水平偏振方向上。由物镜20所捕获的光束通过双折射偏振板70被分离成第一和第二偏振光束14A和14B，其中一条偏移到捕获光束给定路径的一侧，使得偏振光束的光点相应相邻地分别形成在盘10上。

图4示出了盘10上第一和第二偏振光束14A和14B形成的光点，参考数字12对应于盘10上形成的凹点排列，定位在凹点排列12中的一个上的两个圆圈表示第一和第二偏振光束14A和14B，它们具有相互不同的偏振方向。

第一和第二偏振光束14A和14B由盘10反射，然后再通过双折射偏振板70，使得反射的第一和第二偏振光束具有相同的光路，然后通过准直透镜30而照射在光分束器40上，同时，到达光束分离器40的光束部分地反射到激光二极管的方向，而其不会对激光二极管50有很大影响。

通过光分束器40的光束按照光束的偏振状态可通过偏振光分束器80而反射和透过，也就是说，如果第一偏振光束14A由偏振光分束器80而反射，那么第二偏振光束14B就会透过偏振光分束器80，当然，其反之也是可以的。偏振光分束器80可以通过任何公知技术来制造，偏振光分束器80按照所照光束的偏振方向具有可选择地反射和透射光束的功能。

借助偏振光分束器80分开的所反射的第一和第二偏振光束被接收到两光测元件60A和60B上，也就是，在照射光束方向上透过偏振光分束器80的第一偏振光束14A被接收到光测元件60A上，而在垂直于照射光束的方向上由偏振光分束器80反射的第二偏振光束14B被接收到第二光测元件60B上，光测元件就是光电二极管60A和60B。将用以通过利用由光电二极管60A和60B检测到的信号差来读出记录在盘10上的信息的差动放大器90(见图5B和5D)与光电二极管60A和60B连接。

图5A至5D表示通过检测由光电二极管60A和60B所检测的偏振光束信号差来读出数据的详细过程。图5A和5C表示凹点排列12和照射到凹点排列12上的两条偏振光束14A和14B的位置关系。图5B和5D表示图5A和5C所示的详细位置关系，其可由两光电二极管看到。在图5B和5D中还示出了差动放大器。首先，如图5A至5D所示，在盘10上形成凹点排列12，第一和第二偏振光束14A和14B相互相邻地定位，如图5A所示，当第一偏振光束14A定位在凹点排列12的中央12C时，第二偏振光束14B就定位在凹点排列12的端部12B，如图5B所示，差动放大器90产生一正信号输出。

如果凹点排列12由第一偏振光束14A位移到第二偏振光束14B时，如图5C所示，第一偏振光束14A定位在凹点排列12的端部12A，而第二偏振光束14B就定位在凹点排列12的中央12C，从而使得差动放大器90产生一负信号输出。

由此，记录在盘10表面的信息就可以利用由第一和第二编振光点14A和14B与凹点排列12的相对位置关系所获得的信号差来读出。

实施例2

图6是一侧视图，用以表示按照本发明第二实施例的一种光学拾取装置。

在表示如图2所示实施例1中相同的部件情况下，在描绘第二实施例的图6中采用了相同的参考数字，而在表示与图2不同的部件时，使用了不同的参考数字。

在按照本实施例的光学拾取装置中，为了分离偏振光束，使用了在第一实施例中所用的双折射偏振板70来代替在第一实施例中所用的偏振光分束器80。

以与实施例1相同的方式，由激光二极管50产生的光束由光分束器40反射而照向盘10，并由此通过准直透镜30和物镜20到达第一双折射偏振板70。

由第一双折射偏振板70偏振和分离的第一和第二偏振光束14A和14B由盘10反射并以相反次序通过上述元件，然后透过光束分离器40，上述是与实施例1相同的。

不同的是，在本实施例中，在实施例1中所用来分离反射的第一和第二偏振光束的偏振分束器是用第二双折射偏振板100所代替，使得通过光束分离器40的光束由第二双折射偏振板100再分离成具有不同相邻光路的反射的第一和第二偏振光束。

用于在本实施例中检测第一和第二偏振光束14A和14B的光测元件200，其可以由两个光电二极管构成一整体，而在实施例1中是采用两个分离的光电二极管来分别接收第一和第二偏振光束14A和14B。

还有，当第一和第二偏振光束14A和14B借助于第一双折射偏振板70相互相邻地定位在盘10上的凹点上时，由盘10反射的第一和第二偏振光束14A和14B借助于第二双折射偏振板100相互相邻地分别形成光点，这就可以使用由两个光电二极管构成整体的单个光测元件。

然后，就可以利用由光电二极管检测到的第一和第二偏振光束14A和14B的信号差而由安装在差动放大器90读出记录在盘10上的数据。

本发明的光学拾取装置利用双折射偏振板在记录介质的给定轨迹上引入两条偏振光束，并将由记录介质反射的光束分成两条偏振光束以便光测器件的接收，从而使得可以减少在记录介质表面由一些缺陷所造成的检测误差。另外，由于为了形成两条分离的偏振光束而使用了双折射偏振板，所以可以大大减少光学拾取装置的元件数量。

再有，用于本发明的信号检测方法类似于峰间值的方法，这样可以减少由于使用全光圈法所产生的连续电流和噪声。

用双折射偏振光束分离器来代替偏振光束分离器，以及使用由两个光电二极管构成一整体的光测器件，就可以减少光学拾取装置的元件数量，从而可以降低生产成本。

人们知道，由本技术领域普通专业人员在不脱离本发明范围和思想所作出的各种其它改进都将是明显的和显而易见的，因此，附属权利要求书保护的范围并不限于上面描述，而该权利要求书是包含本发明的可获得专利的新颖性的所有特征构成的，它应将包括的本技术领域普通专利人员会将其视为本发明技术特征的等同物的所有技术特征。

Claims (7)

1.一种光学拾取装置，包括：

一产生照射到记录介质上的光束的激光光源；

一沿该光学拾取装置的光路布置的物镜将其入射光会聚在记录介质的表面上；

一沿所述激光光源和所述物镜之间的光路上设置的准直器，将入射光变为平行光，

其特征在于，所述光学拾取装置还包括：

光分束器，其位于所述激光光源和所述准直器之间的光路上，用于垂直反射照向到记录介质表面上的光束，并通过由所述记录介质表面反射的光束；

一偏振装置，位于光学拾取装置的光路的前端，用以将由所述光分束器垂直反射的光束分离成照射到所述记录介质表面上的第一和第二偏振光束，并且透射所述第一和第二偏振光束，以形成照射到所述光分束器的相同的光路；

一偏振光束分离装置，其沿所述光路位于所述光分束器的后端，用于反射通过所述偏振装置所反射的第一偏振光束，而透射所述第二偏振光束；以及

至少一个光测装置，用于分别接收所反射的第一和第二偏振光。

2.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于，所述偏振装置为一双折射偏振板。

3.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于，所述光分束器为一半透镜。

4.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于，所述偏振光束分离装置为一偏振光分束器。

5.如权利要求1所述的光学拾取装置，其特征在于，所述偏振光束分离装置为一双折射偏振板。

6.如权利要求4所述的光学拾取装置，其特征在于，所述至少一个光测装置包括两个分离的光电二极管。

7.如权利要求5所述的光学拾取装置，其特征在于，所述至少一个光测装置包括合并成一体的两个光电二极管。

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