CN1287354A - 用于防止象散差的光拾取器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够防止象散差的光拾取器装置。根据本发明的光拾取器装置包括一个或多个光源和被放置在从光源开始的光入射路径中的并且可选择地反射或透射光源发射的光束的光束分离装置,光束分离装置的光入射侧不平行于光束分离装置的光出射侧。光束分离装置是楔形平板,相对于光轴光束入射侧比光束出射侧更多地倾斜。使用楔形光束分离装置的光拾取器在光盘上产生几乎没有象差的光斑。而且,可明显降低制造成本。

Description

用于防止象散差的光拾取器装置
本发明涉及用于防止象散差的光拾取器装置。
用于从诸如CD或DVD的光盘取回数据和在其上记录数据的光拾取器装置使用光束分离器来把激光二极管发射出的激光束与光盘反射的光束分开或把用于CD的光路与用于DVD的光路分开。最普遍使用的光束分离器是棱柱型光束分离器和平板型光束分离器。
图1A和1B显示一种包括彼此接合在一起的两个形状相同的棱柱的棱柱型光束分离器。棱柱的接合面被设置为相对于光轴以例如45度的预定角度倾斜，并且依据其偏振化来选择性地透射或反射照射的光束。在图1A中从不同的角度入射到表面上的两个不同偏振化的光束B1和B2被组合成光束B3，而在图1B中入射光束B1被分割为两个不同偏振化的光束B2和B3。
图2A和2B显示相对于光轴成预定角度倾斜放置的平板型光束分离器。与棱柱型光束分离器类似，平板型光束分离器的表面依据其偏振化来选择性地透射或反射照射的光束。因此，平板型光束分离器以与棱柱型光束分离器基本相同的方式发生作用，如图2A和2B所示。但是，如图3中所示由于平板型光束分离器与入射光束错位，而使平板型光束分离器引起象散差。
为从/向光盘取回/记录数据，激光二极管发射出的激光束应被聚焦到光盘的单独一个点处。平板型光束分离器因此不适合于这一目的，并且从而大部分光拾取器在从激光二极管到光盘的光入射路径中使用棱柱型光束分离器。平板型光束分离器有时被用于故意诱发从光盘到光检测器的光路中的象散差。
图4表示在从激光二极管到光盘的光入射路径中使用平板型光束分离器的光拾取器的光学特性。图4A显示对于光轴倾斜的波前误差(WFE)特性，图4B显示干涉图。对于光拾取器的正常的操作，只要倾斜角保持在±2°范围内，WFE应保持在0.07λ的范围内。在图4A和4B中容易看到WFE超出了要求的极限，并且干涉图明显被扭曲，这说明了平板型光束分离器在光轴拾取器的入射路径中不适用的原因。
同时，图5A和5B表示在光入射路径中使用棱柱型光束分离器的光拾取器的光学特性。不象前面的示例那样，可以看到切向和径向的WFE曲线几乎彼此相同，WFE满足要求的条件并且干涉图几乎未显示扭曲。
但是，棱柱型光束分离器增加生产成本，因为它比平板型光束分离器更贵。而且，棱柱型光束分离器通过把两个棱柱接合在一起来构成，而两个棱柱的这种接合工作在制造过程中是困难的，并且这样接合的两侧有时会降低棱柱型光束分离器的性能。
本发明的一个主要目的是提供一种光拾取器装置，其通过在光入射路径中使用楔形光束分离器而不引起象散差。
根据本发明的光拾取器装置包括一个或多个光源和被放置在从光源开始的光入射路径中的并且可选择地反射或透射光源发射的光束的光束分离装置，光束分离装置的光入射侧不平行于光束分离装置的光出射侧。光束分离装置是楔形板，相对于光轴其光入射侧比光出射侧倾斜更多。
根据本发明的另一个光拾取器装置包括一个或多个光源和用于纠正在光源到光盘之间的光路中出现的象散差的楔形光束分离装置。楔形光束分离装置被放置在光源和光盘之间，将来自光源的入射光束投射到光盘上，并且把由光盘反射的光束投射到光检测装置上。
根据本发明的另一个光拾取器装置包括多个光源和用于把光源发射的入射光束折射向不同方向的楔形光束分离装置。
根据本发明的另一个光拾取器装置包括放置在不同位置的多个光源，被放置在光源发射的光束的交叉点处的并把光源发射的入射光束折射向不同方向的楔形光束分离装置，和用于把通过楔形光束分离装置的光束聚焦到光盘上的光束聚焦装置。
根据本发明的另一个光拾取器装置包括放置在不同位置的光发射装置和光接收装置，用于把光发射装置发射的入射光束和光盘反射的光束折射向不同方向的第一楔形光束分离装置，放置在与光发射装置不同位置处的另一光源，放置在光源发射的光束与通过第一楔形光束分离装置的光束的交叉点的并把光源发射的光束和通过第一楔形光束分离装置的光束折射向不同方向的第二楔形光束分离装置，以及用于把通过第二楔形光束分离装置的光束聚焦到光盘上的光束聚焦装置。
所包括的用来提供对本发明的进一步理解的附图显示出本发明的优选实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1A和1B表示棱柱型光束分离器的原理；
图2A和2B表示平板型光束分离器的原理；
图3表示平板型光束分离器改变的光路；
图4A和4B表示平板型光束分离器获得的光学特性；
图5A和5B表示棱柱型光束分离器获得的光学特性；
图6A和6B表示根据本发明的楔形板和模拟的结果；
图7A和7B表示根据本发明的楔形板获得的光学特性；
图8表示根据本发明的用于防止象散差的光拾取器的一个实施例；及
图9表示根据本发明的用于防止象散差的光拾取器的另一个实施例。
为更充分理解本发明，其优选实施例将参考附图进行描述。
图6A和6B表示根据本发明的楔形光束分离器的形状和用于找到楔形光束分离器的最佳角度的模拟结果。配置楔形光束分离器以使得相对于光轴激光二极管发射的激光束被入射到其上的表面比相对的表面还要倾斜θ角，如图6A所示。对于光拾取器的最佳角度θ通过考虑板宽(t)和入射角(φ)的模拟来确定。
图7A和7B表示在其角度θ由模拟来找到的楔形光束分离器被放置在激光二极管与光盘之间的光束入射路径中时得到的波前误差和干涉图。可看到光学特性非常类似于图5A所示的特性。
图8和9表示使用根据本发明的楔形光束分离器的光拾取器的实施例。图8中所示的拾取器装置包括包含用于CD的激光二极管和光电二极管的全息拾取模块(HPM)10，相对于光束分离器与HPM10成直角放置的用于DVD的另一个全息拾取模块(HPM)11，用于分割或合并从HPM10和HPM11发射的激光束的楔形光束分离器12，用于把从楔形光束分离器12接收到的发散光束转换为平行光束的准直透镜13和用于把平行光束聚焦到光盘1的记录层上的单点的物镜14。
假设楔形光束分离器具有通过考虑板宽(t)和入射角(φ)的模拟而得到的1.3°的最佳角度θ。从用于CD的HPM10发射的激光束通过楔形光束分离器12，然后进入准直透镜13。在这种情况下，激光束的象散差通过带有角度θ的楔形光束分离器12被有效抑制。
准直的激光束被物镜14聚焦到光盘1的记录层上。激光束被光盘1反射并且移向楔形光束分离器12。在通过楔形光束分离器12后，反射的激光束被HPM10中的光电二极管汇集。光电二极管把汇集的激光束转换为电信号。
另一方面，从用于DVD的HPM11发射的激光束被楔形光束分离器反射90度进入准直透镜13。准直的激光束被物镜14聚焦到光盘1的记录层上。激光束被光盘1反射并且移向楔形光束分离器12。
光盘1反射的激光束被楔形光束分离器12再次反射90度并到达HPM11。HPM11的光电二极管把汇集的激光束转换为电信号。
总之，最小化象散差的最佳角度θ可通过考虑板宽(t)和入射角(φ)的模拟来确定，并且带有角度θ的楔形光束分离器可有效地被用在用于记录/取回光盘上的数据的光拾取器中。
在上面解释的实施例中，可从1.2°～1.5°的范围内选择除1.3°之外的角度θ，或可以是对于前者优选的1.25°～1.45°的更小范围。
使用两个楔形光束分离器的光拾取器的另一实施例在图9中表示，其中用于CD的HPM10用CD用的激光二极管、光电二极管替代，并且楔形光束分离器被放置在光路的交叉点。类似地，用根据本发明的楔形光束分离器可获得几个不同的配置。
使用根据本发明的楔形光束分离器的光拾取器在光盘上产生几乎没有象散的光斑。由于它采用平板型光束分离器而不是棱柱型光束分离器，因此明显降低制造成本。根据本发明的楔形光束分离器可有用地被应用于DVD用光拾取器中，其目前使用一个以上的棱柱型光束分离器。
本发明在不脱离其精神和实质的情况下可以其它特定形式体现。应理解本实施例是为例示目的而非进行限制，本发明的范围由后附权利要求所表示，而不是由前述的描述表示，在权利要求的意义和等同范围内的所有变化因此都被包括在其中。

Claims (17)

1．一种用于防止象散差的光拾取器装置，包括：
一个或多个光源；
被放置在从所述光源开始的光入射路径中的光束分离装置，其可选择地反射或透射所述光源发射的光束，所述光束分离装置的光入射侧不平行于所述光束分离装置的光出射侧。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述光束分离装置是楔形板，相对于光轴所述光入射侧比所述光出射侧被更多地倾斜。
3．如权利要求1所述的装置，其特征在于所述光束分离装置相对于光轴在所述光入射侧与所述光出射侧之间具有1.2°～1.5°的角度差。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于所述光束分离装置具有1.25°～1.45°的角度差。
5．一种用于防止象散差的光拾取器装置，包括：
一个或多个光源；和
用于纠正在所述光源和光盘之间的光路中出现的象散差的楔形光束分离装置。
6．如权利要求5所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置被放置在所述光源和所述光盘之间，把来自所述光源的入射光束投射到所述光盘上，并且把由所述光盘反射的光束投射到光检测装置上。
7．如权利要求5所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置相对于光轴在其光入射侧与光出射侧之间具有1.2°～1.5°的角度差。
8．如权利要求7所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置具有1.25°～1.45°的角度差。
9．一种用于防止象散差的光拾取器装置，包括：
多个光源；和
具有由从所述光源之一发射的光束的入射方向确定的不同的折射角的楔形光束分离装置。
10．如权利要求9所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置相对于入射光束的轴在其光入射侧与光出射侧之间具有1.2°～1.5°的角度差。
11．如权利要求10所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置具有1.25°～1.45°的角度差。
12．一种用于防止象散差的光拾取器装置，包括：
分开放置的多个光源；
被放置在所述光源发射的光束的交叉点处的并把所述光源发射的入射光束折射向不同方向的楔形光束分离装置；和
用于把通过所述楔形光束分离装置的光束聚焦到光盘上的光束聚焦装置。
13．如权利要求12所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置相对于入射光束的轴在其光入射侧与光出射侧之间具有1.2°～1.5°的角度差。
14．如权利要求13所述的装置，其特征在于所述楔形光束分离装置具有1.25°～1.45°的角度差。
15．一种用于防止象散差的光拾取器装置，包括：
分开放置的光发射装置和光接收装置；
对于从所述光发射装置发射的入射光束和从光盘反射的光束具有不同折射角的第一楔形光束分离装置；
放置在与所述光发射装置不同位置处的另一光源；
放置在所述光源发射的光束与通过所述第一楔形光束分离装置的光束的交叉点的并对于从所述光源发射的光束和通过所述第一楔形光束分离装置的光束具有不同的折射角的第二楔形光束分离装置；
用于把通过所述第二楔形光束分离装置的光束聚焦到所述光盘上的光束聚焦装置。
16．如权利要求15所述的装置，其特征在于所述第一和第二楔形光束分离装置相对于入射光束的轴在它们的光入射侧与光出射侧之间具有1.2°～1.5°的角度差。
17．如权利要求16所述的装置，其特征在于所述第一和第二楔形光束分离装置具有1.25°～1.45°的角度差。
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