CN1551157A - 光学模块和包括该模块的光学拾取器 - Google Patents

光学模块和包括该模块的光学拾取器 Download PDF

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Abstract

一种光学拾取器包括光学模块，该光学模块向记录媒体发射光并接收从记录媒体反射回来的光从而检测信息信号和/或错误信号。光学模块包括光源；光路改变器，其用于改变从光源出射的光束的路径；主光电探测器，其用于接收从记录媒体反射回光学模块的光束，从而检测信息信号和/或错误信号；和全息元件，其用于产生入射到光学模块中光的像散。由于除了物镜以外的大多数光学模块都能够被包装在单一的光学模块中，所以整个光学拾取器的结构可以被简化，并且也可减少在基底上固定光学拾取器的光学元件的粘结点的数量。

Description

光学模块和包括该模块的光学拾取器
技术领域
本发明涉及具有简单光学系统结构的光学模块和包括该模块的光学拾取器。
本申请要求以2003年4月30日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请No.2003-27539为优先权，其公开的全部内容在这里一并作为参考。
背景技术
光学拾取器用于记录信息和/或从记录媒体再现信息。这样光学拾取器由各种不同的光学装置构成，包括用于发射激光束的光源，用于改变光源发出光束的传播路径的光路改变装置，用于会聚光源发出的光束，并在记录媒体的记录表面上形成光点的物镜，和用于接收从记录媒体的记录表面上反射出来的光从而检测信息信号和/或错误信号的光电探测器。
图1示出在光学拾取器中该光源为一半导体激光器，其模块的部分剖面透视图。参考图1，常规的半导体激光器模块包括主体1上具有玻璃窗体5的盖子3，通过窗体5将激光束发射出去。此外，主体1内设置有安装件2，在安装件2的一个侧壁上安装有能够发射预定波长激光束到两侧的半导体激光器10。在主体1内设置有用于接受半导体激光器10发出的通过玻璃窗体5的激光束L2的监视光电探测器7。监视光电探测器7基于检测信号监视由光源10发出的射向玻璃窗体5的激光束L1。此半导体激光器10和此监视光电探测器7都与一个作为引导光路的引导管9相连接。
参考图2，从半导体激光器10中的激活层(active layer)11的预定位置发出的激光束发生偏离并具有椭圆形的横截面。因为发出激光束的出射孔径的尺寸在厚度方向和垂直于激活层11的厚度方向的宽度方向上是不同的，所以光束在不同方向上的散射也是不同的。这里，在厚度方向(方向Y)上传播的激光束与激光器10的前部发出的光是相同的，以及在宽度方向(方向X)上传播的激光束与半导体激光器前部相距为ΔZ的点处发出的光是相同的。在图2中，θ‖是宽度方向的扩散角，θ⊥是厚度方向的扩散角。
如果光能够精确地聚焦在光盘上，由上述半导体激光器模块的结构特性产生的散光就变得不重要了。
然而，如果由于光学系统中光学路径长度的改变导致光不能精确地聚焦在光盘上时，光束将会在某一方向上失真。这就会导致记录和/或再现质量的下降。
当光学系统具有完善的结构并且在低或高的温度条件下光学系统的光学路径长度稳定时，散光将不会产生问题。然而，既然由光学元件组成的光学拾取器用紫外照射粘结的方式粘合在基底上，并且当光学拾取器执行记录和/或再现操作时，光学拾取器将在很高的温度下进行工作，那么光学系统的光学路径的长度也就会改变。组成光学拾取器的光学模块越多，光学系统的光学路径的长度的变化也就越大。因此，半导体激光器中的散光对光学拾取器的记录和/或再现性能具有重大的负面影响。
当包括光学拾取器的光学记录和/或再现装置运行时，心轴电动机旋转光盘以及各种各样的芯片产生信号都在进行。由于当光盘记录信息或读取光盘上的记录信息时，元件会产生热量，光学拾取器的内部温度就可能升至很高的温度。
例如，因为数字化多用途光盘(DVD)的记录操作所使用激光束的功率比DVD的再现操作使用激光束的功率高，那么光学拾取器的工作温度在DVD执行记录操作时就要比在DVD执行再现操作时高。在记录操作中，由处理信号的芯片和该光源为一半导体激光器，其产生热量，这样将使得光学记录和/或再现装置的内部温度上升到大约70℃。即使DVD的光学记录和/或再现装置包括例如电扇的冷却系统，其内部温度也会上升到高于60℃，因为DVD的光学记录/再现装置所包括的芯片将产生巨大的热量，例如，伺服系统芯片。在再现操作中，内部温度也能升高到大约45℃。
因此，当操作光学记录和/或再现装置时，光学拾取器总是在高温下进行工作。在较热的外部环境或夏季，使用光学拾取器的温度环境将变得更加恶劣。
高温度下的操作将导致光学系统长度和光学元件的变形。也就是说，通常使用UV粘结来将光学元件粘结到基底上。然而，在高温下由粘合剂粘结的部分可能发生变形或膨胀。这样，光学元件就可能发生变形，如此光学路径也可能发生轻微的改变。
如上所述，当光学元件的光学路径改变时，光的损失大大增加，这样传播到记录媒体(未示出)上的光量就减少了。因此，当从记录媒体上反射的光没有被光电探测器(未示出)接受到时，就会导致光学拾取器的信号减弱或不动作，和/或由光电探测器产生的其它偏差。
因此，在高温操作中，光学拾取器的信号记录和/或再现能力下降。在高温操作中，光学拾取器由大量光学元件组成也增加了光学拾取器不动作的可能性。此外，光学拾取器由大量光学元件组成也增加了光学拾取器的制造成本。
当光学元件粘结到基底上时，必须考虑作为设计要素的公差。例如，当数量巨大的光学元件作为记录光学拾取器被使用时，即使光学元件具有较低的公差，整个光学拾取器就具有了很大的公差。更详细地说，光学元件的位置依照透镜的焦距和所设计的光学路径的长度来决定。这里，即使依照设计制造的样品或产品，因为每一光学元件总是存在着设计公差和制造公差，样品或产品与所设计的不会完全相同。而且，当光学元件装配到基底上时，基底的公差和光学元件的公差就加在了一起，全部的公差就增加了。
通常，通过准直透镜的光是从该光源为一半导体激光器，其发出的发散激光束在光学拾取器中改变为平行光束的，该光束可能由于上述装配误差导致的光学路径的不同而产生会聚或发散的。
由于透镜边缘的像差比透镜中心的像差大得多，光学拾取器的光学系统包括当入射光为平行光时具有最小球面像差的物镜和准直透镜。然而，由于装配误差当光入射到物镜时是会聚的或发散的，像差就会增加并且聚焦到记录媒体上的光束会具有不对称的形状。当不对称光束聚焦到记录媒体上时，由光电探测器接收的光也变为不对称的，并且不稳定信号也随之增加。由于光束的聚焦点不是精确地定位在光电探测器上，信号灵敏度也就降低了。
因此，考虑到导致像散的半导体激光器的结构特征，高温下光学拾取器的操作，光学拾取器的制造成本和装配误差，就会减少由UV粘结的光学元件的粘合点的数量。
发明内容
依照本发明的一方面，提供了一种光学模块，该光学模块具有减少了的由紫外(UV)粘合的粘结点，这样就提高了在高温下操作的可靠性，从而也提高了包括该光学模块的光学拾取器在高温下操作的可靠性。
依照本发明的一方面，提供了一种于光学拾取器内使用的光学模块，该光学模块向记录媒体发射光束并接收从记录媒体反射回来的光束，并检测信息信号和/或错误信号，该光学模块包括：光源；用于改变从光源发出光束的路径的光路改变器；主光电探测器，用于接收从记录媒体反射回光学模块的光束并检测信息信号和/或错误信号；和用于产生入射到光学模块中光束的像散的全息元件。
依照本发明的另一方面，提供了一种光学拾取器，它包括：一个包含光源的光学模块；一个用于改变从光源发出光束的路径的光路改变器；主光电探测器，用于接收从记录媒体反射回光学模块的光束从而检测信息信号和/或错误信号；和用于产生入射到光学模块中光束的像散的全息元件；以及将从光学模块发出的光会聚为一光点入射到记录媒体的记录表面的物镜。
依照本发明的一方面，该全息元件包括至少两个分开的表面，和预定的全息图案以便至少一个分开的表面产生正像差而另一个的分开表面产生负像差。
依照本发明的一方面，主光电探测器包括：一个第一光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分；一个第二光接收部分，包括以2×3矩阵结构排列的六个区域；和一个第三光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分。
依照本发明的一方面，当第一光接收部分在对应记录媒体的径向方向的方向上检测到第一光接收信号和第二光接收信号时，将第一和第二光接收信号相加得到信息信号，将第一和第二光接收信号相减得到相对于记录媒体的物镜的相对倾斜信号。
依照本发明的一方面，当第二光接收部分的六个区域排列为2×3的矩阵结构分别是A1，A2，A3，B1，B2，和B3时，由区域A2和B2检测到信号的差就是聚焦误差信号。
依照本发明的一方面，当第二光接收部分的六个区域排列为2×3的矩阵结构分别是A1，A2，A3，B1，B2，和B3时，并且第三光接收部分在对应记录媒体的径向方向的方向上检测第一光接收信号和第二光接收信号，追踪误差信号可以由A1，A2，和A3区域检测到的信号之和，和由B1，B2，和B3区域检测到的信号之和，与第一和第二光接收信号的差相减得到。
依照本发明的一方面，光路改变器包括偏振光束分离器，其依照光束的偏振分量传播或反射入射光束；和改变入射光束偏振态的四分之一波片。
依照本发明的一方面，全息元件和四分之一波片与偏振光束分束器耦合。
依照本发明的一方面，该光源为一半导体激光器，其发出一个或多个波长范围的光，包括适合光盘的红外波长，适合数字化多用途光盘的红光波长，和适合下一代能够存储高清晰度移动图像信息的数字化多用途光盘的蓝光波长。
依照本发明的一方面，光学拾取器包括用于监视光源发出输出光的监视光电探测器。
依照本发明的一方面，光学拾取器包括用于调整光源发出的激光束的光束整形窗体。
本发明的其它方面和/或优点，一部分将在下面的说明书中阐述，一部分将从说明书中显然地看出或从本发明的实施中有所了解。
附图说明
根据下面结合附图的实施例描述，本发明的这些和/或其它方面和优点是显而易见的且更加容易理解。
图1示出常规半导体激光模块的局部剖面透视图；
图2示出常规半导体激光器发出的光束的示意图；
图3示出依照本发明实施例，包括光学模块的光学拾取器的示意图；
图4示出依照本发明实施例的光学模块的示意图；
图5示出图4中全息元件的示意图；
图6示出使用图5中全息元件从光盘上反射的光的衍射特性的示意图；
图7示出图4的主光电探测器分开的结构；
图8示出由于凹点或痕迹产生的光的衍射导致的从光盘反射的光的重叠结构；
图9示出依照本发明另一实施例的光学模块的示意图；
图10示出图9中光束整形窗体的光束调整原理。
具体实施方式
现在将参考表示本发明实施例的附图对本发明进行详细描述，在附图中，相同附图标记代表相同元件。下面将参考附图来描述实施例以解释当前的发明。
依照本发明一方面的光学模块能够用于光学拾取器中向记录媒体发射光束，并接收记录媒体的反射光，从而检测信息信号和/或错误信号，并且该光学模块是包括除了物镜外组成光学拾取器的大部分光学模块的单一模块。
图3是依照本发明实施例的包括光学模块20的光学拾取器的示意图，
图4是依照本发明实施例的光学模块20的示意图。
参考图3和图4，依照本发明一方面的光学拾取器包括此光学模块20和一个物镜55，该物镜将光学模块20发出的光在光盘D的记录表面上聚焦为一个点。可选择地，光学拾取器也可以包括一个准直透镜52，该准直透镜将光学模块20发出的发散光改变为平行光。
图3中，从光学模块20发出的光被反射镜组件51反射向光学拾取器的物镜55上。图3中，准直透镜52布置在反射镜组件51和物镜55之间，但是也可以布置在光学模块20和反射镜组件51之间，或布置在光学模块20的内部。
参考图4，光学模块20包括光源21；用于改变从光源21发出光束的路径的光路改变器；主光电探测器30，用于接收从光盘D反射后再进入光学模块20的光束，并检测信息信号和/或错误信号；和向再进入光束中产生像散的全息元件29。当不需要本发明的所有方面时，光学模块20可以进一步包括监视光电探测器22，其监视光源21输出的光量。光学模块20包括主体20a和盖子20b，在它上面布置有光学元件。
盖子20b防止光学元件(即，光源21，主光电探测器30，和监视光电探测器22)受到外部的影响，盖子还包括供光束通过的玻璃窗体27(图9中的光束整形窗体27)。
半导体激光器光源21发出适合于光盘(CD)的红外光，也即波长为780nm的光，红光适合于DVD，也即波长为650nm的光，或适合于下一代DVD(例如蓝光光盘(Bluraydiscs)和高级光盘)的蓝光，这些光盘能够存储高清晰度质量的移动图像信息，也即405nm的光。当光学拾取器能够适合具有不同格式的不同种类的光盘时，双激光器二极管(LD)发出的介于上述三种不同波长之间的两种不同波长的光，或三波长半导体激光器发出的三种不同波长的光都能够用于光源21。这里，双LD由两个半导体激光器组成，其发出具有不同波长的光束。当然，能够理解除了半导体激光器以外也可以使用其它类型的光源。
光路改变器改变光束的光路以便使得绝大多数从光源21发出的光能够通过光学模块20的窗体27发射出去，并且使得通过窗体27进入光学模块20的光束直接射向主光电探测器30。图示的光路改变器包括偏振光束分离器23和四分之一波片25。当然，能够理解也可以使用其它类型的光路改变器。
偏振光束分离器23反射一部分线偏振光，透射其它部分的线偏振光。该一部分线偏振光被偏振光束分束器23反射，并从光学模块20中发射出去。光源21发出的其它部分的线偏振光通过偏振光束分离器23发射出去，并被监视光电探测器22接收。
四分之一波片25改变入射光的偏振态。通过偏振光束分束器23的一部分线偏振光通过四分之一波片25后成为圆偏振光。一部分圆偏振光照射到光盘D上时变成了另一圆偏振光，并被光盘D反射回去，再进入光学模块20。再进入光学模块20的其它的圆偏振光当通过四分之一波片25时被改变为其它的线偏振光，并且在通过偏振光束分离器23后被主光电探测器30接收。
全息元件29在光束被光盘D反射后向主光电探测器30传播的过程中产生像散。如图所示全息元件29可以布置在偏振光束分束器23和主光电探测器30之间，或布置在偏振光束分离器23和光学模块20(未示出)的窗体27之间。图4中，全息元件29布置在偏振光束分离器23和主光电探测器30之间。
如图4所示，当全息元件29布置在光路改变器和主光电探测器30之间时，不管入射光束的偏振态如何，全息元件29都可能形成生成像散，或只对通过偏振光束分离器23能进入主光电探测器30的具有特定偏振态的光束形成生成像散。
依照本发明的一方面，当全息元件29布置在光路改变器和主光电探测器30之间时，以预定比率传播和反射入射光的光束分离器被用作光路改变器。
当全息元件29布置在偏振光束分离器23和光学模块的窗体27之间时，理想的是全息元件29对具有特定偏振态的光束形成生成像散，该光束能够通过偏振光束分离器23并进入主光电探测器30。
本发明的一方面，尽管不是必需，但理想的是全息元件29和四分之一波片25与偏振光束分离器23整体耦合。
参考图5全息元件29包括至少两个分开的表面29a和29b。形成的全息图案使得第一分开表面29a产生正的像散，第二分开表面29b产生负的像散。第一和第二分开表面29a和29b所包含的全息图案排列在不同的方向上，以便使半圆形的主衍射光能够彼此分开。
这里，正像散表示聚焦点位于原始聚焦点的前方，负像散表示聚焦点位于原始聚焦点的后方。
因此，如图6所示，由光盘D所反射的光由全息元件29衍射为0级，+1级和-1级，半圆形光束由两个分开的表面29a和29b衍射并被相互分开为1级(也即+1级和-1级)，作为1级的光束进入到主光电探测器30中。物镜55在上下方向上移动时，就会改变由第一和第二分开表面29a和29b产生的像散。因此，当其中一个半圆形衍射光束变大时，其它的光束就会变小。
既然由全息元件29的第一和第二分开表面29a和29b产生的正像散和负像散将通过主光电探测器30的相减操作检测到，那么就可以执行物镜55的聚焦操作。
主光电探测器30接收由光盘D的记录表面反射的光，再进入光学模块20，通过光路改变器，并检测信息信号和/或错误信号。分别如图7所示，主光电探测器30包括第一至第三光接收部分31a，30b和30c。
第一光接收部分30a检测从光盘D再现的信息信号，如下面的等式1所表示的，当从光盘D记录和/或再现信息时用于检测倾斜信号。第一光接收部分30a被分为至少两个区域。例如，如图7所示，第一光接收部分30a包括四个排列为2×2矩阵的区域C，D，E和F，并且区域C，D，E和F各自独立地执行光电转换操作。
当从光盘D记录和/或再现信息时，第二光接收部分30b检测聚焦错误信号和追踪错误信号，如等式1所表示的。第二光接收部分30b包括排列为2×3矩阵的六部分A1，A2，A3，B1，B2，和B3，其各自独立地执行光电转换操作。
当从光盘D记录和/或再现信息时，连同第二光接收部分30b一起第三光接收部分30c检测追踪错误信号，如等式1所表示的。第三光接收部分30c在径向方向上至少分为两个区域。例如，第三光接收部分30c包括排列为2×1矩阵的两个区域G和H，并且区域G和H各自独立地执行光电转换操作。
可以使用第一至第三光接收部分30a，30b，和30c的检测信号以及等式1来检测聚焦错误信号(FES)，追踪错误信号(TES)，倾斜信号(Tilt)和信息信号(RF)。等式1和等式2将会在下面进行描述，第一至第三光接收部分30a，30b，和30c的每一部分和每一部分的检测信号都会用相同的参考符号表示。
FES＝A2-B2
TES＝(G-H)-((A1+A2+A3)-(B1+B2+B3))(1)
Tilt＝(C+D)-(F+E)
RF＝(C+D+F+E)
如等式1所示，聚焦错误信号(FES)是第二光接收部分30b的区域A2和区域B2所检测到信号之间的差别信号。聚焦错误信号(FES)是使用光点尺寸检测方法检测的。
假定由在径向方向上具有至少两个分开的结构的第三光接收部分30c检测到的信号是第一和第二光接收信号(如图7所示，当第三光接收部分30c被分成两部分时，第一光接收信号被区域G检测到，第二光接收信号被区域H检测到)。
追踪错误信号(TES)由代表第一和第二接收信号的差减去代表区域A1，A2，和A3的信号之和与代表区域B1，B2，和B3的信号之和的差计算得出。
假定第一光接收部分30a的检测信号是在径向方向上的第三和第四光接收信号(如图7所示，当第一光接收部分30a包括以2×2矩阵结构排列的四个区域C，D，E，和F时，第三光接收信号与区域C和D检测到的信号之和相等，第四光接收信号与区域E和F检测到的信号之和相等)，信息信号通过加的第三和第四光接收信号决定，代表物镜55与光盘D的相对倾斜程度的倾斜信号是第三和第四光接收信号的差值。
可以理解，主光电探测器30除了上述分为12份的结构之外可以具有其它的结构。
如等式1所示，可以使用全息元件29和主光电探测器30的分开结构检测倾斜信号(Tilt)。可以使用倾斜信号(Tilt)来控制物镜55与光盘D之间的倾斜程度，从而补偿物镜55的倾斜影响。
包括由光盘D反射光形成的DC分量以及由凹点或痕迹衍射形成的AC分量的第一至第三光接收部分30a，30b，和30c所接收的光都形成在光盘D上。
如现有技术中众所周知的，从光盘D反射的光由于光盘D上的凹点或痕迹衍射的影响衍射为0级或±1级。因此，如图8所示，光束在通过物镜55后在向光学模块20传播的过程中，激光束的横截面具有以0级衍射的光束与以±1级衍射的光束重叠的结构。如图7所示，具有重叠结构的激光束被全息元件29衍射为0级和±1级，并被第一至第三光接收部分30a，30b，和30c接收。在图7中没有示出光束的重叠结构。
因此，如下面的等式2所示，可以使用第一和第三光接收部分30a和30c的检测信号来检测物镜55的转换信号。
Shift＝((C+D)-(F+E))-k(G-H)(2)
这里，k是增益控制值。
如等式2所示，通过对第一和第三光接收部分30a和30c的检测信号的操作，去除了AC分量，保留了与物镜55的转换量相关的DC分量。
更详细地说，第一光接收部分30a的检测信号进行了操作的(C+D)-(F+E)部分，第三光接收部分30c的检测信号进行了操作的G-H部分，包括由光盘D反射光形成的DC分量以及由凹点或痕迹衍射形成的AC分量都形成在光盘D上。如果不转换物镜55，(C+D)-(F+E)部分和G-H部分中的DC分量和AC分量将以相同的比率存在，并且适当运用增益控制值k转换信号可以总保持为0。然而，当物镜55被光盘D的偏心率转换时，AC分量不会变化，但是在基于光电探测器30的中心部分的光电探测器上DC分量却会改变。
然而，当使用等式2时，AC分量将被去除只保留DC分量。因此，既然由等式2获得的转换信号是与物镜55的转换量相应的DC分量，当伺服信号和/或再现信号使用转换信号进行补偿时，物镜55转换造成的影响就被去除了。因此，物镜55的误操作就会得到补偿，并且还能防止记录和/或再现信号能力的降低。
从等式2可以看出，使用全息元件29和主光电探测器30的分开结构可以检测转换信号，并且物镜55转换造成的影响可以由使用转换信号控制物镜55的径向位置来进行补偿。
监视光电探测器22接收由光源21发出的部分光以监视光源21的输出，以便能够由布置在监视光电探测器22和光源21之间的自动功率控制(APC)电路精确控制光源21的输出。
当使用光学模块20时，除了物镜55以外的大多数光学模块能够被包装在光学模块20中。这样，就简化了光学拾取器的结构，并且减少了在基底上固定光学拾取器的光学元件的粘结点的数量，因此，提高了光学拾取器在高温下工作时的再现和/或记录能力。
另一方面，物镜55将光学模块20发出的光束会聚为一个光点入射到光盘D的记录表面上。物镜55在光的会聚方向上由传动装置(未示出)驱动，基于错误信号的跟踪方向和倾斜方向由主光电探测器30检测。
依照本发明的实施例，如图9所示光学模块20包括光束成形窗体77，取代如图4所示的平面型窗体27，以便形成半导体激光器作为光源21发出的激光束。
光束整形窗体77相应于激光束的路径安装在盖子20b的相应区域。光束整形窗体77形成传导激光束。光束整形窗体77包括供激光束入射的第一表面77a，和供激光束出射的第二表面77b。
第一表面77a与光源21发出光束的出射方向垂直，以便入射光几乎直接通过第一表面并沿着相同的方向继续传播。第二表面77b以预定的角度与通过第一表面77a传播光的光轴保持倾斜，从而折射入射光。
使用光束整形窗体77能够将从光学模块20出射的激光束形成理想的形状。现在将会参考图10来描述光束的成形原理。
参考图10，与图9中光束成形窗体77相应的光束成形棱镜80是一透明元件，该透明元件具有折射率nd和一个与底面成θ角度的倾斜表面。激光束垂直入射到光束形成棱镜80的底表面上，并与倾斜表面保持α的角度出射出去。
在这样的布置下，当入射光束的横截面直径为a，出射光束的理想直径为a/2时，角度θ和α可以由下面的等式给出。
角度θ和α可以依照斯涅尔法则和使用等式4，由等式3计算得到。
sin(90-α)＝ndsinθ(3)
2sinα＝cosθ(4)
等式4由入射光束的横截面直径和出射光束的横截面直径之间的关系得到。
例如，由等式3和4可以计算出当制造光束成形棱镜80的材料具有的折射率nd为1.514362时，角度θ的值为37.29°，角度α的值为23.44°。
另一方面，上面的描述是为了改变光束在垂直方向上(图1中θ⊥的方向)入射到光束成形棱镜80的形状，而不改变水平方向上(图1中θ‖的方向)光束的直径。因此，当具有椭圆横截面的激光束入射到光束成形棱镜80中时，就会形成具有圆形横截面的出射光束，并且还可以改变出射激光束的尺寸。
当包括例如光束成形棱镜80的光束成形窗体77的光学模块20包含在光学拾取器中时，考虑由于光束在光束成形窗体77中发生的折射造成光路的弯曲来布置光学模块20。
光束成形窗体77的布置使得供光源21的光束入射的第一表面77a成为倾斜的表面。这样的话，光学元件就相应于这样的排列布置。如上面所述的，当从光源21出射的椭圆光束由光学模块20的光束成形窗体77形成为圆形光束时，就能够提高光学记录和/或再现特性。
依照本发明，由于除了物镜以外的大多数光学模块都能够被包装在单一的光学模块中，简化了光学拾取器的结构，并且减少了在基底上固定光学拾取器的光学元件的粘结点的数量。因此，提高了光学拾取器在高温下工作时的可靠性。
尽管上面只出示和描述了本发明少数的几个实施例，但是本领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明原理和精神下，可以对实施例进行各种改变，本发明的范围由权利要求及其等同物进行限定。

Claims (37)

1、一种用于光学拾取器的光学模块，该光学模块向记录媒体发出光束并接收从记录媒体反射回来的光束从而检测信息信号和/或错误信号，该光学模块包括：
主体和布置在该主体上的光学元件，该光学元件包括：
光源；
光路改变器，用于改变从光源出射的光的路径；
主光电探测器，用于接收从记录媒体反射回光学模块的光，从而检测信息信号和/或错误信号；和
全息元件，用于产生入射到光学模块中光的像散。
2、如权利要求1所述的光学模块，其中该全息元件包括至少两个分开的表面，和预定的全息图案，以便至少一个分开的表面产生正像散，另一个分开的表面产生负像散。
3、如权利要求1或2所述的光学模块，其中该主光电探测器包括：
第一光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分；
第二光接收部分，包括以2×3矩阵结构排列的六个区域；和
第三光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分。
4、如权利要求1或2所述的光学模块，其中该光路改变器包括：
偏振光束分束器，其依照光束的偏振分量传播或反射入射光；和
改变入射光偏振态的四分之一波片。
5、如权利要求4所述的光学模块，其中该全息元件和四分之一波片与偏振光束分束器相耦合。
6、如权利要求1所述的光学模块，其中该光源为一半导体激光器，其发出一个或多个波长范围的光，包括适合光盘的红外波长，适合数字化多用途光盘的红光波长，和适合下一代能够存储高清晰度移动图像信息的数字化多用途光盘的蓝光波长。
7、如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，进一步包括：
布置在主体中的监视光电探测器，其用于监视光源发出的输出光。
8、如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，进一步包括：
布置在主体中的光束整形窗体，其用于调整光源发出的激光束。
9、一种光学拾取器，包括：
光学模块，其包括光源；用于改变从光源发出光的路径的光路改变器；主光电探测器，用于接收从记录媒体反射回光学模块的光从而检测信息信号和/或错误信号；和用于产生入射到光学模块中光束的像散的全息元件；
将从光学模块发出的光聚焦为一光点入射到记录媒体的记录表面的物镜。
10、如权利要求9所述的光学拾取器，其中所述全息元件包括至少两个分开的表面，和一个预定的全息图案以便在其中一个分开的表面产生正像差而在另外一个分开表面产生负像差。
11、如权利要求9所述的光学拾取器，其中该主光电探测器包括：
第一光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分；
第二光接收部分，其包括以2×3矩阵结构排列的六个区域；和
第三光接收部分，其在对应记录媒体的径向方向的方向上被分为至少两部分。
12、如权利要求11所述的光学拾取器，其中当第一光接收部分在对应记录媒体的径向方向的方向上检测到第一光接收信号和第二光接收信号时，将第一和第二光接收信号相加得到信息信号，将第一和第二光接收信号相减得到关于记录媒体的物镜的相对倾斜信号。
13、如权利要求11所述的光学拾取器，其中当第二光接收部分的六个区域排列为2×3的矩阵结构分别是A1，A2，A3，B1，B2，和B3时，由区域A2和B2检测到信号的差就是聚焦误差信号。
14、如权利要求11所述的光学拾取器，其中当第二光接收部分的六个区域排列为2×3的矩阵结构分别是A1，A2，A3，B1，B2，B3时，且第三光接收部分在对应记录媒体的径向方向的方向上检测第一光接收信号和第二光接收信号，追踪误差信号由A1，A2，和A3区域检测到的信号之和，和由B1，B2，和B3区域检测到的信号之和，与第一和第二光接收信号的差相减得到。
15、如权利要求9或10所述的光学拾取器，其中所述光路改变器包括：
偏振光束分离器，其依照光束的偏振分量传播或反射入射光；和
改变入射光束偏振态的四分之一波片。
16、如权利要求15所述的光学拾取器，其中该全息元件和四分之一波片与偏振光束分离器耦合。
17、如权利要求9所述的光学拾取器，其中该光源为一半导体激光器，其发出一个或多个波长范围的光，包括适合光盘的红外波长，适合数字化多用途光盘的红光波长，和适合下一代能够存储高清晰度移动图像信息的数字化多用途光盘的蓝光波长。
18、如权利要求9所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括：
监视光电探测器，其用于监视光源发出的输出光。
19、如权利要求9所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括：
光束整形窗体，其用于调整光源发出的光。
20、如权利要求9所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括准直透镜，其将光源发出的光校准为平行光。
21、一种向记录媒体读和/或写的光学拾取器，包括：
由光学模块外壳所限定的光学元件空间，该光学元件空间包括：
发光光源；
光路改变单元，用于改变出射光束和记录媒体反射信号的路径；和
光电探测器，用于检测从光路改变单元接收的反射信号，从而检测信息信号和/或错误信号。
22、如权利要求21所述的光学拾取器，其中所述光学模块外壳包括：
一盖子，其限定一孔；
覆盖该孔的透明表面，以便出射光的路径能够通过该透明表面；和
与盖子相连接的主体。
23、如权利要求22所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括：
布置在所述光学模块外壳内的全息元件，其用于对反射信号产生像散。
24、如权利要求23所述的光学拾取器，其中该光路改变装置包括：
偏振光束分离器，其反射具有第一线偏振分量的光，并透射具有第二线偏振分量的光；和
四分之一波片，改变出射光和反射信号的偏振态，其中该全息元件和四分之一波片与偏振光束分束器相联通。
25、如权利要求24所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括用于监视出射光输出水平的监视光电探测器。
26、如权利要求24所述的光学拾取器，其特征在于，进一步包括：
布置在光学模块外壳外面的物镜，以出射光聚焦在记录媒体的表面上。
27、如权利要求26所述的光学拾取器，其中错误信号包括一个聚焦错误信号，一个跟踪错误信号，一个倾斜信号和一个转换信号中的至少一个。
28、如权利要求27所述的光学拾取器，其中调整物镜以响应转换信号。
29、如权利要求26所述的光学拾取器，其中该光电探测器包括：
主光电探测检测，其检测记录媒体反射的0级的反射信号；
第一和第二副光电探测器，其检测记录媒体反射的+1级的反射信号；
第三和第四副光电探测器，其检测光盘反射的-1级的反射信号。
30、如权利要求22所述的光学拾取器，其中透明表面是平板玻璃表面。
31、如权利要求22所述的光学拾取器，其中透明表面是整形出射光束的光束整形透明表面。
32、如权利要求31所述的光学拾取器，其中光束整形透明表面是棱镜，其具有与出射光的出射方向垂直的第一表面，和以一定角度与出射光的光轴保持倾斜的第二表面，从而折射出射光。
33、如权利要求32所述的光学拾取器，其中从光束整形透明表面出射的光束的横截面形状是圆形。
34、如权利要求22所述的光学拾取器，其中所述光源包括多个光源，每一光源相应于一种类型的记录媒体发出不同波长的光。
35、如权利要求22所述的光学拾取器，其中所述光源是三种波长的半导体激光器，每一激光器相应于一种类型的记录媒体发出三种不同波长中的一种波长的光。
36、如权利要求22所述的光学拾取器，其中所述光源是具有两种波长的双激光二极管，其相应于一种类型的记录媒体发出两种不同波长中的一种波长的光。
37、一种记录和/或再现装置，包括：
如权利要求26所述的光学拾取器。
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