CN1396588A - 细长的光学拾取器装置 - Google Patents

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Abstract

一细长的光学拾取器装置包括：一光源；一用于将从光源入射的光束聚焦在记录介质上的物镜；一设在光源和物镜之间的光学路径上的，将从光源入射的光束转换为平行光束的光学装置；一设在该光学装置和物镜之间的光学路径上，使通过该光学装置的平行光束的光学轴线在一个方向上平行偏移的光学轴线偏移装置；一设在光学轴线偏移装置和物镜之间的光学路径上，用于将通过该光学轴线偏移装置的平行光束，反射至记录介质上的反射镜；和一接收从记录介质上反射出来，然后通过该光学轴线偏移装置的光束，并进行光电转换的光电检测器。光学路径偏移装置可减小光学拾取器装置高度，利用现有光源和光电检测器可形成一细长的光学拾取器装置。

Description

细长的光学拾取器装置
                      技术领域
本发明涉及一种光学拾取器装置，更具体地说，涉及一种可以采用标准尺寸的现有的激光二极管和光电二极管的结构紧凑的细长的光学拾取器装置。
                      背景技术
光学拾取器装置发射光至光盘上，以记录信息或者由从光盘反射的光产生电信号，以再现信息。它们用于例如声频或视频光盘播放器的装置中。在使用它们的装置内，光学拾取器装置占据较宽的空间。因此，为了将光学拾取器装置用于轻型的紧凑的装置-例如便携式或汽车音响或视频光盘播放器中，需要减小光学拾取器装置的体积和厚度。
一般，光学拾取器装置的尺寸根据物镜的厚度和工作距离确定。这些参数确定信息记录在光盘上，和/或从光盘上再现信息的光学效率。为了得到结构紧凑的、细长的光学拾取装置，必须减小光学拾取器装置所用的物镜和其他光学零件的尺寸。相应地，必需减小光源和光电检测器的尺寸。然而，减小光源和光电检测器的尺寸有限制。
光源需要散热片(例如散热器板)来冷却由光源产生的热。这种散热片设在光源的周围，因此，难以将包括光源和散热片在内的光源部分尺寸减小至一定尺寸以下。
为了减小光电检测器的尺寸，需要额外的制造成本，因此使光电检测器的价格提高。
近来，光源和光电检测器组合成单一一个光学组件。由于随着高速和高通量光学拾取器装置的发展，需要高光学能量的光源，因此减小光学组件的尺寸更困难。
为了解决上述问题，例如韩国专利公报98.4432号提出了一种细长的光学拾取器装置，它可通过在光学路径上设置一个折射器，将水平光束向下折射至一个光发射部件上来减小其尺寸。
参见图1，上述通常的细长的光学拾取器装置包括：一个发射水平光束的光源11，一个将从光源11入射的光束向下折射的折射透镜13，一个将从折射透镜13入射的光束向上反射的反射镜15，一个用于将反射的光束聚焦在记录介质19的记录表面上的聚焦部件17，和一个用于接收从记录介质19的记录表面通过光学路径反射出来的光束的光电检测器(没有示出)。
然而，上述通常的细长的光学拾取器装置使用全息摄影底片作为折射透镜13，因此光学效率可能降低。另外，由于光束是倾斜地入射至反射镜15上，光束可能被聚焦部件17，即支承物镜的座阻挡。标号12表示聚焦部件17的座，标号18表示底座。
为了解决上述问题，例如韩国专利公报96-2205号提出了另一种细长的光学拾取器装置。该装置利用棱镜3a和3b，该棱镜设计成使在进入表面上的入射光束的直径减小并成形，而输出光束与输出表面成45°角，并与入射光束垂直。
参见图2，上述细长光学拾取器装置包括用于光盘记录装置的光束成形棱镜3a和3b。该光束成形棱镜3a和3b改变在垂直或水平方向的入射光束的光强的不均匀分布，将光束形状变成特定的形状(图形)，并使输出光束与开始的入射光束垂直，从而实现了光盘的光学拾取器装置的垂直或水平结构。
标号1表示光源，标号2表示校正透镜，标号5表示反射镜，标号6表示物镜，标号7表示记录介质，标号8表示象差补偿透镜，标号9表示光束分离器，标号10表示光电检测器。标号28表示底座。
使用两个光束成形棱镜可以制造光强分布均匀的、结构紧凑的光学拾取器装置。然而，两个光束成形棱镜可以造成与温度有关的色差。另外，装配光束成形棱镜要求严格的公差。
                        发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是要提供一种可使用标准尺寸的现有的光源和光电检测器的细长的光学拾取器装置。
为了达到本发明的上述目的，提供了一种细长的光学拾取器装置，它包括：一个光源；一个物镜，它用于将从光源入射的光束聚焦在记录介质上；第一个光学装置，它设在光源和物镜之间的光学路径上，该第一个光学装置将从光源入射的光束转换为平行光束；设置在第一个光学装置和物镜之间的光学路径上的光学轴线偏移装置，它用于将通过第一个光学装置的平行光束的光学轴线，在一个方向上平行偏移；设置在光学轴线偏移装置和物镜之间的光学路径上的第二个光学装置，它将通过该光学轴线偏移装置的平行光束反射至记录介质；和一个光电检测器，它用于接收从记录介质反射出来的，然后通过光学轴线偏移装置的光束，并进行光电转换。
最好细长的光学拾取器装置还包括设在第一个光学装置和光学轴线偏移装置之间的光学路径转换装置，用于转换从记录介质反射出来的光束的路径。
该光学路径转换装置包括一个光束分离器。
该第二个光学装置为一个反射镜。
本发明还提供了一种细长的光学拾取器装置，它包括用于分别发射具有不同波长的第一和第二个光束的第一和第二个光源；用于将从相应的第一和第二个光源入射的第一和第二个光束聚焦在记录介质上的一个物镜；设在第一个光源和物镜之间的光学路径上的第一个光学装置，它用于将从第一个光源入射的第一个光束转换为平行光束；设在第二个光源和物镜之间的光学路径上的第二个光学装置，它用于将从第二个光源入射的第二个光束转换为平行光束；设在第一和第二个光学装置与物镜之间的光学路径上的光学轴线偏移装置，它用于将通过相应的第一和第二个光学装置的平行光束的光学轴线在一个方向上平行偏移；设在光学轴线偏移装置和物镜之间的光学路径上的第三个光学装置，它将通过该光学轴线偏移装置的平行光束反射至记录介质；设在第一和第二个光学装置与光学轴线偏移装置之间的光学路径上的光学路径转换装置，它用于转换从记录介质反射出来的第一和第二个光束的路径；和一个光电检测器，它用于接收从记录介质反射出来，然后通过光学轴线偏移装置的光束，并进行光电转换。
最好，每一个光源发射一个光束，使该光束基本上与记录介质的平面表面平行。
最好，该光学平板的形状为平行四边形，其相对的侧边互相平行。
第一和第二个光学装置中的每一个装置可包括一个校正透镜或全息摄影装置，它可将从每一个光源入射的光束转换为平行光束。
该第三个光学装置为一个反射镜。
这里，“偏移”是指光学路径偏移装置的入射光束的轴线与输出光束的轴线平行，并且这些光学轴线之间只在垂直方向有位移。
                      附图说明
本发明的上述目的和优点，通过下面结合附图对优选实施例的详细说明将会更清楚。其中：
图1为通常的光学拾取器装置的示意图；
图2为另一个通常的光学拾取器装置的示意图；
图3A为根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置的截面图；
图3B为根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置的透视图；
图4A为根据本发明的第二个实施例的细长的光学拾取器装置的截面图；
图4B为根据本发明的第二个实施例的细长的光学拾取器装置的透视图；
图5为根据本发明的第三个实施例的细长的光学拾取器装置的平面图；
图6为说明在根据本发明的细长的光学拾取器装置中光学轴线如何偏移的图。
                      具体实施方式
下面，将参照附图来详细说明根据本发明的细长的光学拾取器装置的实施例。
图3A为根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置的截面图。图3B为根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置的透视图。
参见图3A和3B，根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置包括一个全息摄影激光组件31和一个物镜39。该全息摄影激光组件的光学轴线，与记录介质41的平面表面平行，而物镜则用于将从全息摄影激光组件31入射的光束，聚焦在记录介质41上。
在全息摄影组件31和物镜39之间的光学路径上，设置一个校正透镜33，用于将从全息摄影激光组件31入射的光束，转换为平行光束。在全息摄影激光组件31和物镜39之间的光学路径上，还设置有一块光学平板35，用于使通过校正透镜33的平行光束的轴线平行偏移。
在全息摄影激光组件31和物镜39之间的光学路径上，还设置有一个反射镜37，用于将从光学平板35入射的平行光束反射至记录介质41上。
全息摄影激光组件31带有一个激光二极管(没有示出)作为光源，另外还带有一个光电检测器(没有示出)，用于接收从记录介质41反射出来和通过光学平板35的光束，并进行光电转换。
激光二极管可以是小型盘(CD)用的激光二极管，它可发射波长为780纳米(nm)的光束，用于在CD上记录数据或从CD上再现数据。另外，该激光二极管也可以是数字式多用盘(DVD)用的激光二极管，它可发射波长为650纳米(nm)的光束，用于在DVD上记录数据或从DVD再现数据。光源最好带有边缘发射的激光或表面发射的激光。
为了最大限度地减小光学拾取器装置的厚度，最好该物镜39具有至少0.6的高数值孔径和短的工作距离。
如上所述，光学平板35将入射光束的光学轴线平行偏移，使光学轴线离开记录介质41更远。光学平板35的斜度经过优化，使从校正透镜33入射的平行光束的光学轴线，在与平行光束行进的方向垂直的方向上偏移，从而最大限度地减小光学拾取器装置的整个厚度。
由于包括具有一个光源部件(包括散热片)和一个光电检测器的全息摄影激光组件31的光学拾取器装置的尺寸减小有限制，本发明提供了一种利用该全息摄影激光组件31占据的空间，减小从该光学拾取器装置由底座38至物镜39的高度的方法。
在根据本发明的第一个实施例的光学拾取器装置中，物镜39和反射镜37之间的距离已经是极小，因此，设计上不可能使它们更靠近。因此，如上所述，利用光学平板35使光学轴线偏移，形成一个全息摄影激光组件31尽可能靠近记录介质41的细长的光学拾取器装置。
图6为表示在根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置中，光学轴线是如何偏移的图。参见图6，根据Snell定律，即公式(1)，通过校正透镜33的入射光束21，以θ1角入射在光学平板35上，并以θ2角折射。根据公式(1)，在光学平板35的输出表面上，折射光束23以θ2角折射。输出光束的光学轴线，与入射光束21的光学轴线偏移/h。由公式(1)和(2)，可以得出通过光学平板35的平行光束的光学轴线偏移的距离/h。
n1×Sinθ1＝n2×Sinθ2           …(1)
Δh＝d×Sin(θ2-θ1)/cosθ2      …(2)
换句话说，从全息摄影激光组件31发射出来的光束，在通过校正透镜33后，转换为平行光束。然后，在通过光学平板35后，平行光束的光学轴线垂直向下偏移Δh。偏移距离Δh减小从光学拾取器装置底座38至物镜39的高度，因而可形成细长的光学拾取器装置。通过光学平板35的平行光束，从反射镜37垂直反射至物镜39，再通过物镜39，聚焦在记录介质41上，形成一个光点。
图4A为根据本发明的第二个实施例的细长的光学拾取器装置的截面图。图4B为根据本发明的第二个实施例的细长的光学拾取器装置的透视图。
参见图4A和4B可看出，根据本发明第二个实施例的细长的光学拾取器装置，包括与根据本发明的第一个实施例的细长的光学拾取器装置相同的零件。然而，与第一个实施例不同，第二个实施例中的光学平板35与反射镜37接触。
第二个实施例中的全息摄影激光组件31、校正透镜33和物镜39，与第一个实施例中的相同。
从全息摄影激光组件31发射出来，并由校正透镜33转换，使其光学轴线与记录介质41的平面表面平行的光束，入射在一个棱镜结构上。在该棱镜结构中，光学平板35与反射镜35彼此接触，并形成一个整体。如上所述，入射在光学平板35上的光束的光学轴线，在通过光学平板35后，平行偏移Δh；并且光学轴线偏移的光束，从反射镜37的后部反射出来。并向着物镜39行进。
在根据本发明第二个实施例的光学拾取器装置中，不但从光学拾取器装置的底座38至物镜39的高度，而且全息摄影激光组件31和反射镜37之间的宽度都可减小，因此在减小光学拾取器装置的厚度方面，是更有利的结构。
图5为根据本发明第三个实施例的细长的光学拾取器装置的平面图。参见图5，该细长的光学拾取器装置包括：一个数字式多用盘(DVD)用的全息摄影激光组件31a，用于与记录介质(没有示出)的平面表面平行地发射供DVD用的激光束(以后称为第一个光束)。另外还包括一个小型盘(CD)用的全息摄影激光组件31b，用于发射供CD用的激光束(以后称为第二个光束)。此外还包括一个作动器47、一个校正透镜33a和一个校正透镜33b。在作动器47上安装着将从全息摄影激光组件31a和31b入射的第一和第二个光束聚焦在记录介质上的一个物镜39。校正透镜33a设置在全息摄影激光组件31a和作动器47之间的光学路径上，用于转换从全息摄影激光组件31a入射的第一个光束。校正透镜33b设置在全息摄影激光组件31b和作动器47之间的光学路径上，用于转换从全息摄影激光组件31b入射的第二个光束。
在校正透镜33a和33b与作动器47之间的光学路径上，设有一块光学平板35。该光学平板用于使从相应的校正透镜33a和33b平行入射的第一和第二个光束的光学轴线，在一个方向上平行偏移。在光学平板35和物镜之间设有一个将通过光学平板35的第一和第二个光束反射至记录介质的一个反射镜(没有示出)。
在全息摄影激光组件31a和31b与光学平板35之间的光学路径上，设有一个光束分离器43，用于转换从记录介质反射出来，并通过光学平板的光束的光学路径。在校正透镜33a和光束分离器43之间，还设有一个反射镜37，用于反射从校正透镜33a入射的平行光束，以改变光束的光学路径。另外还设有一个监视光电二极管45，用于接收从记录介质反射出来，并通过光学平板35的光束，并进行光电转换。
DVD全息摄影激光组件31a包括一个DVD激光二极管(没有示出)，一个DVD光电检测器(没有示出)，和一个用于将从记录介质反射出来的光束衍射至光电检测器的全息摄影装置(没有示出)。
CD全息摄影激光组件31b包括一个CD激光二极管(没有示出)，一个CD光电检测器(没有示出)，和一个用于将从记录介质反射出来的光束衍射至光电检测器的全息摄影装置(没有示出)。
作动器47包括一个用于安装物镜39的筒管。由于作动器47的结构技术上是广为人知的，这里省略其详细说明。
物镜39和光学平板35与根据本发明第一个实施例的细长的光学拾取器装置的物镜和光学平板相同。因此，这里不重复说明。
监视光电二极管45为一个光电检测器。它接收从记录介质反射出来的光束，通过光电转换产生信号，和根据在用于将信息记录在记录介质上的光学拾取器装置中所产生的信号，确定信息是否精确地记录在记录介质上。一般，例如全息摄影激光组件一类的光学组件，都带有一个光源和一个光电检测器，但光电检测器的精度对于要精确地将信息记录在记录介质上是不能令人满意的。因此，最好如图5所示那样，为作记录用的光学拾取器装置单独设置监视光电二极管45。
最好，如图4A和4B所示那样，在根据本发明第三个实施例的细长的光学拾取器装置中，光学平板35和反射镜37互相接触，形成一个整体结构。如上所述，在采用这种结构的细长的光学拾取器装置中，不但光学拾取器装置的高度，而且其宽度都可以减小，因此，这种结构在制造细长的光学拾取器装置中是有优点的。
根据本发明的细长的光学拾取器装置可以包括一个两个波长的激光二极管。该二极管可以再现记录在DVD上的数据和记录在CD上的数据。两个波长的激光二极管包括一个CD激光二极管和一个DVD激光二极管。
根据本发明的细长的光学拾取器装置可以用于信息信号是利用第一个表面记录(FSR)方法记录或再现的记录介质中。FSR方法用于没有通常的保护层的记录介质。在这种记录介质中，光束进入表面为记录表面，或者只在基片上形成的一个记录表面上形成几个微米(例如5微米)的保护涂层，以保护记录表面不受灰尘污染或刮伤。这样，物镜的工作距离可以减小一个通常的保护层的厚度(例如，在DVD情况下，基片厚度为0.6mm)，从而可形成细长的光学拾取器装置。
由DVD全息摄影激光组件31a发射出来的DVD用的激光束，通过校正透镜33a转换为平行光束。然后由反射镜37反射出来，并顺序地通过光束分离器43和光学平板35，行进至安装着物镜39的作动器47。DVD用的激光束的光学轴线在一个方向上偏移，即就在该光学轴线下面(在向着地面的垂直方向上)平行通过光学平板35。
从CD全息摄影激光组件31b发射出来的CD用的激光束，通过校正透镜33b转换为平行光束。然后，在其光束路径上，通过光束分离器43被转换，并入射在光学平板35上。CD用的激光束的光学轴线，在一个方向上偏移，即垂直向下(向着地面)平行通过光学平板35。在通过光学平板35以后，CD用的激光束投射至安装着物镜39的作动器47上。
记录介质放在作动器47上面，而向着物镜。从记录介质反射出来的激光束，沿着激光束射来的路径返回，并入射在光电检测器上。激光束的光学轴线在与激光束行进方向垂直的方向上偏移，即垂直向上通过光学平板35。
根据本发明的光学拾取器装置带有一块光学平板，并且该光学平板使从光源在与平行光束行进方向垂直的方向上入射的平行光束的光学轴线偏移，因而可减小从该光学拾取器装置的底座至记录介质的高度。这样，本发明可提供一种结构紧凑的，细长的光学拾取器装置。
虽然在上述说明中说明了许多具体的结构，但它们只是为了说明，而不是一种限制。
例如，本领域技术人员懂得，当从光源发射出的光束的光学轴线与记录介质的平面表面不平行时，可以利用其他的光学装置-例如，可以代替光学平板的楔形棱镜来使光学轴线偏移，从而可减小光学拾取器装置的高度而不会偏离本发明的精神。
因此，本发明的真正范围不是由上述的实施例确定，而是由所附权利要求书规定的技术思路确定。
如上所述，由于利用一块光学平板可使光束的光学轴线偏移，因此本发明可以利用现有的标准尺寸的光源或光电检测器，提供一种结构紧凑的细长的光学拾取器装置。在该装置中可以简单地改变光源或光电检测器的位置来减小光学拾取器装置的高度。

Claims (16)

1.一种细长的光学拾取器装置，它包括：
一个光源；
一个物镜，它用于将从光源入射的光束聚焦在记录介质上；
第一个光学装置，它设在光源和物镜之间的光学路径上，该第一个光学装置将从光源入射的光束转换为平行光束；
设置在第一个光学装置和物镜之间的光学路径上的光学轴线偏移装置，它用于将通过第一个光学装置的平行光束的光学轴线，在一个方向上平行偏移；
设置在光学轴线偏移装置和物镜之间的光学路径上的第二个光学装置，它将通过该光学轴线偏移装置的平行光束反射至记录介质；和
一个光电检测器；它用于接收从记录介质反射出来的，然后通过光学轴线偏移装置的光束，并进行光电转换。
2.如权利要求1所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，光源发射的光束基本上与记录介质的平面表面平行。
3.如权利要求2所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学轴线偏移装置为一块光学平板。
4.如权利要求3所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，光学平板的形状为平行四边形，其相对的侧边互相平行。
5.如权利要求1所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该第一个光学装置为一个校正透镜或全息摄影装置。
6.如权利要求1所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，它还包括设在第一个光学装置和光学轴线偏移装置之间的光学路径转换装置，用于转换从记录介质反射出来的光束的路径。
7.如权利要求6所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学路径转换装置为一个光束分离器。
8.如权利要求1所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学路径转换装置与第二个光学装置接触。
9.如权利要求1所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该第二个光学装置为一个反射镜。
10.一种细长的光学拾取器装置，它包括：
用于分别发射具有不同波长的第一和第二个光束的第一和第二个光源；
用于将从相应的第一和第二个光源入射的第一和第二个光束聚焦在记录介质上的一个物镜；
设在第一个光源和物镜之间的光学路径上的第一个光学装置，它用于将从第一个光源入射的第一个光束转换为平行光束；
设在第二个光源和物镜之间的光学路径上的第二个光学装置，它用于将从第二个光源入射的第二个光束转换为平行光束；
设在第一和第二个光学装置与物镜之间的光学路径上的光学轴线偏移装置，它用于将通过相应的第一和第二个光学装置的平行光束的光学轴线在一个方向上平行偏移；
设在光学轴线偏移装置和物镜之间的光学路径上的第三个光学装置，它将通过该光学轴线偏移装置的平行光束反射至记录介质；
设在第一和第二个光学装置与光学轴线偏移装置之间的光学路径上的光学路径转换装置，它用于转换从记录介质反射出来的第一和第二个光束的路径；和
一个光电检测器；它用于接收从记录介质反射出来，然后通过光学轴线偏移装置的光束，并进行光电转换。
11.如权利要求10所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，每一个光源发射一个光束，使该光束基本上与记录介质的平面表面平行。
12.如权利要求11所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学轴线偏移装置为一块光学平板。
13.如权利要求12所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学平板的形状为平行四边形，其相对的侧边互相平行。
14.如权利要求10所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，第一和第二个光学装置中的每一个装置都是一个校正透镜或全息摄影装置。
15.如权利要求10所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该光学路径转换装置与第三个光学装置接触。
16.如权利要求10所述的细长的光学拾取器装置，其特征为，该第三个光学装置为一个反射镜。
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