CN1182933A - 减小尺寸的光盘拾取系统 - Google Patents

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Abstract

一种光学拾取系统读取存储于一光盘上的信息信号,该光学拾取系统包括一光源,用于产生一包括P和S偏振分量并具有一波长入λ1的光束;一1/4λ板,用于改变透射过其的光束的偏振分量;一光学检测器,用于检测光盘上的信息信号及一分束器。用于通过1/4λ板以光盘的方向反射P－偏振分量并透射S－偏振分量,从而仅有P－偏振分量被用于读取光盘上的信息信号。

Description

减小尺寸的光盘拾取系统
本发明涉及一种光盘拾取系统，且更具体地，涉及一种通过在其中装有一具有偏振层和光栅的分束器而被减小尺寸的光盘拾取系统。
光学信息记录盘例如激光盘中的常见问题之一是有关聚焦误差的出现且已介绍有一种象散的方法来解决该问题。
在图1中，说明了一种采用该象散方法的现有技术的光学拾取系统100，该系统被公开于专利号4,023,033，题为“光学聚焦装置”的美国专利中，并在此引入作为参考。该光学拾取系统100包括一光源110、一分束器120、一物镜130、一光学信息记录盘140(以下称为光盘)、一柱面透镜150和一光学检测器160。在系统100中，从光源110例如激光二极管发射的一光束112落在分束器120上并由装在其中的一反射表面122部分地反射。自反射表面122反射的光束通过物镜130被聚焦在光盘140的一记录表面144上作为一被聚焦的光束。自光盘140反射的聚焦光束通过物镜130被会聚并部分地透射过分束器120，经通过柱面透镜150的通路被变为象散且然后照射在光学检测器160的一光接收表面162上，其中该光接收表面162被划分成四个矩形的光电单元(未示出)，这些单元被配置成形成一矩形。各光电单元以一光照度量值的形式产生一输出信号。在该矩形光接收表面中相互以对角线配置的两光电单元的输出信号被分别发送给一第一加法器而另两个光电单元的输出信号被分别发送给一第二加法器。然后第一和第二加法器的结果被发送给一差分放大器(未示出)，其通过比较第一和第二加法器的两输出而产生一相关的聚焦误差，该聚焦误差简单地为该对加法器的两输出之间的一差值。
因为象散，光学检测器160的光接收表面162上的光通量的图形依据光盘140的记录表面144相对于光束的一会聚点142的相对位置而改变。为了检测到光通量的图形的变化，柱面透镜150被定位于会聚点142和光学检测器160之间，使当光束被精确地聚焦(零聚焦误差)在记录表面144上时光接收表面162上光通量的图形变为圆形，这在现有技术中称为“正确聚焦”位置，如果沿着在该正确聚焦位置与物镜130的中心之间所拉的一光轴移动光盘140，该聚焦误差信号变成非零，带有一指示光盘140的记录表面144离开“正确聚焦”位置的位移的方向的符号，从而检测到该聚焦误差。
上述光学拾取系统的主要缺陷之一是由于相对分束器120而位于光盘140的相对侧上的柱面透镜150和光学检测器160的定位所致的尺寸较大，从而光学拾取系统100的整体尺寸笨重。
因此，本发明的主要目的在于提供一种具有减小尺寸且结构更简单的光学拾取系统。
根据本发明，提供了一种用于读取存储在一光盘上的信息信号的光学拾取系统，包括有一光源，用于产生包括第一和第二偏振分量的光束；一1/4λ板，用于改变透射过其的该光束的偏振分量，一光学检测器，用于检测该光盘的信息信号，一分束器，用于通过该1/4λ板将第一偏振分量反射入光盘的一方向上并透射第二偏振分量，从而只用第一偏振分量来读取该光盘上的信息信号，其中该分束器包括一由玻璃制成的基底、一能反射第一偏振分量并透射第二偏振分量的偏振层、和一具有多个槽的光栅，这些槽的形状为一椭圆形，用于使照射在其上的光束象散；和一物镜，用于将该光束的第一偏振分量聚焦至光盘，并经该分束器的光栅将自该光盘反射的光束会聚在光学检测器上，该分束器的光栅能将照射在其上的光束的第二偏振分量通过该基底和该偏振层反射到光学检测器，其中自光盘反射的光束的第一偏振分量通过在照射到分束器上之前穿过1/4λ板而被转换成第二偏振分量，从而使得光学拾取系统可读取记录表面上的信息信号。
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的上述及其它目的和优点将变得显然，附图中：
图1给出了现有技术的一光学头的概略侧视图；及
图2给出了根据本发明的采用一本发明的分束器的光学拾取系统的概略侧视图。
在图2中，示出了根据本发明的一创造性的光学拾取系统200的概略侧视图。该系统包括一光源210，例如一半导体激光器或一激光二极管，用于产生包括P-和S-偏振分量的具有波长λ1的光束；-1/4λ板230；一物镜240；一光学检测器260和一分束器220，该分束器220装有一对于该光束是透明的基底224，一形成在该基底224的顶表面上的偏振层223和一附连至基底224的底表面上的光栅222。
将物镜240，1/4λ板230和分束器220配置成使1/4λ板230位于物镜240和和分束器220之间，且连接物镜240的焦点与物镜240的中心的一光学轴通过1/4λ板230的中心且也以一预定角度与分束器220的偏振层223相遇。将光源210置于一位置使得来自其的光束的P-偏振分量在首先被从偏振层223反射且然后被透射过1/4λ板230后，通过物镜240被会聚，并沿着该光轴被聚焦在一点上。
当从光源210发射的光束落到分束器220上时，分束器220的偏振层223以1/4λ板230的方向反射该P-偏振光分量，并透射该S-偏振光分量，从而使S-偏振光分量不能用于读取存储在光盘250上的信息信号，其中来自光源210的光束被沿着连接光源210与光学轴和分束器220的偏振层223的一相交点的第一线进行准直。物镜240将透射过1/4λ板230的P-偏振光束聚焦到光盘250上，其中该1/4λ板可被置于分束器220和物镜240之间，且物镜240被置于分束器220和光盘250之间。
然后，自光盘250反射的P-偏振光束被首先通过物镜240进行会聚，然后透射过1/4λ板230，从而然后被转换成S-偏振光束。该从P-偏振光束转换的S-偏振光束被透射过分束器220的偏振层223，其中该透射过分束器220的偏振层223的被转换的S-偏振光束由图2中的虚线表示。被透射过分束器220的偏振层223后通过分束器220的基底224的该被转换的S-偏振光束落到光栅222上，其中该光栅222具有多个槽，各槽为例如椭圆形，使照射至其的该被转换的S-偏振分束在该被从其反射后发生象散，从而使光学检测器260通过使用象散方法可检测到一聚焦误差信号。在此情况下，在被透射过分束器220的基底224和偏振层223后，该象散的S-极化光束照射到光学检测器260上，其中该光学检测器260的中心被定位于从分束器220反射的该象散的S-偏振光束的一聚焦点。该光学检测器260被校准以使它的检测表面垂直于由连接光学检测器260的中心和该光学轴与分束器220的偏振层223的相交点所形成的第二线。在本发明的该优选实施例中，第一和第二线之间的角度小于90度。
该光学检测器260可测量照射其上的光束的强度。该象散的光束，即被从分束器220的光栅222反射后的该被转换的S-偏振光束落到光学检测器260上，从而使该光学拾取系统200可再现光盘250上的信息信号。
由于光栅222被附连于基底224的底表面，因此将光学检测器260定位于光源210和物镜240之间是可能的，进而就可能减小光学捡取系统200的整体尺寸。被转换的S-偏振光束从分束器220的偏振层223到光学检测器260的光路变得等于从光源210到分束器220的偏振层223的光路。
与现有技术的光学拾取系统相比，本发明的光学拾取系统200具有更简单的结构。这是通过在其装入该分束器220而获得的，其中该分束器220具有一形成在基底224的顶表面上的一偏振层223和附连于基底224的底表面的光栅222，该偏振层223可反射P-偏振光分量并透射S-偏振光分量，及该分束器220的光栅222将从其反射的S-偏振光分量发生象散，从而减小了光学拾取系统200的纵向尺寸。
尽管相对于优选实施例对本发明进行了描述，但不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围仍可做出其它的改型和变化。

Claims (12)

1、一种用于读取存储在一光盘上的信息信号的减小尺寸的光学拾取系统，所述系统包括有：
用于产生一包括第一和第二偏振分量的光束的装置。
1/4λ板，用于改变透射过其的光束的偏振分量；及
光学装置，用于以光盘的方向反射第一偏振分量，其中该1/4λ板置于该光学装置与该光盘之间，且用于透射第二偏振分量，从而仅使第一偏振分量被用于读取光盘的信息信号。
2、根据权利要求1的光学拾取系统，还包括用于检测光盘的信息信号的装置。
3、根据权利要求2的光学拾取系统，其中该光学装置包括有一由玻璃制成的基底，一反射该光束的第一偏振分量并透射第二偏振分量的偏振层，及一用于使照射在其上的光束发生象散的光栅装置。
4、根据权利要求3的光学拾取系统，还包括一物镜，用于将该光束的第一偏振分量聚焦至光盘，其中该光束的第一偏振分量被首先自该光学装置的偏振层反射且然后在进入物镜之前透射过该1/4λ板，并用于将自该光盘反射的该光束的第一偏振分量会聚到检测装置上，其中从光盘反射的该光束的第一偏振分量通过穿过该1/4λ板而被转换成第二偏振分量并且该光束的被转换的第二偏振分量被透射过该光学装置的偏振层且然后通过该光学装置的光栅装置而被反射向检测装置，从而使该光学拾取系统可读取记录表面上的信息信号。
5、根据权利要求4的光学拾取系统，其中该光学装置的光栅装置具有多个槽。
6、根据权利要求5的光学拾取系统，其中该光栅装置中的各槽为椭圆形，从而使照射到其上的光束发生象散。
7、根据权利要求4的光学拾取系统，其中该光学装置被配置成使其相对于一光学轴被倾斜一预定的角度，该光学轴通过连接该物镜的一中心点与该物镜的一焦点而形成。
8、根据权利要求7的光学拾取系统，其中该产生装置被置于一位置以使自其产生的光束的第一偏振分量在被从偏振层反射后，通过该物镜被聚焦在沿该光学轴的一点上，其中该光束被沿第一线准直，该第一线连接该产生装置和该光学轴与该光学装置的偏振层的一相交点。
9、根据权利要求8的光学拾取系统，其中该检测装置被置于通过物镜的该光束的第二偏振分量在被从光栅装置反射后的焦点上。
10、根据权利要求9的光学拾取系统，其中第一和第二线之间的角度小于90度，其中该第二线通过连接检测装置的中心与该光学轴和该光学装置的偏振层的一相交点而形成。
11、根据权利要求4的光学拾取系统，其中该1/4λ板被置于该光学装置与该物镜之间。
12、根据权利要求11的光学拾取系统，其中该物镜被置于该1/4λ板与该光盘之间。
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