DE19654388A1 - Optical scanning device - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung, insbesondere eine verbesserte optische Abtastvorrichtung, die imstande ist, Herstellungskosten durch Integrieren einer Objektivlinse mit einem Totalreflexionsspiegel zu verringern und dabei die Konstruktion flacher zu gestalten, zu miniaturisieren und im Gewicht leichter zu machen, und Herstellungskosten durch Vereinfachen der Montage zu verbessern.The present invention relates to an optical Scanning device, in particular an improved optical Scanning device capable of manufacturing cost by integrating an objective lens with a To reduce total reflection levels while maintaining the To make the structure flatter, miniaturize and lighter in weight, and manufacturing cost by simplifying assembly.
Ein Totalreflexionsspiegel 1, der, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem herkömmlichen optischen Abtastspiegel verwendet wird, reflektiert einen Laserstrahl, der von der rechten Seite in der Zeichnung emittiert wird, um 90°.A total reflection mirror 1 which, as shown in Fig. 1, used in a conventional optical scanning mirror, reflects a laser beam emitted from the right side in the drawing, by 90 °.
Eine Objektivlinse 2, die an einem oberen Abschnitt des Totalreflexionsspiegels 1 angeordnet ist, bündelt den durch den Totalreflexionsspiegel 1 reflektierten Strahl, so daß der Strahl auf eine Fläche einer Disc 3 fokussiert wird, die an einem oberen Abschnitt der Objektivlinse 2 vorgesehen ist.An objective lens 2 which is disposed at an upper portion of the total reflection mirror 1, focuses the light reflected by the total reflection mirror 1 beam so that the beam is focused on a surface of a disc 3, which is provided at an upper portion of the objective lens. 2
Die Konstruktion und die Funktionsweise der herkömmlichen optische Abtastvorrichtung werden nun näher beschrieben.The construction and functioning of the conventional optical scanning devices are now getting closer described.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist an einem unteren Abschnitt einer Laserdiode 4 zum Aussenden eines Laserstrahls ein halbdurchlässiger Spiegel 5 angeordnet, um einen vorbestimmten Anteil des von der Laserdiode 4 emittierten Strahls zu reflektieren.As shown in FIG. 1, a semi-transparent mirror 5 is arranged on a lower portion of a laser diode 4 for emitting a laser beam in order to reflect a predetermined portion of the beam emitted by the laser diode 4 .
Der durch den halbdurchlässigen Spiegel 5 reflektierte Laserstrahl erreicht den Totalreflexionsspiegel 1, um in einem Winkel von 90° reflektiert zu werden, und erreicht dann die Objektivlinse 2.The laser beam reflected by the semitransparent mirror 5 reaches the total reflection mirror 1 to be reflected at an angle of 90 °, and then reaches the objective lens 2 .
Eine Photodiode 6 zum Erfassen des durch die Disc 3 reflektierten Strahls liegt gegenüber dem Totalreflexionsspiegel 1, wobei der halbdurchlässige Spiegel 5 dazwischen angeordnet ist.A photodiode 6 for detecting the beam reflected by the disc 3 lies opposite the total reflection mirror 1 , the semi-transparent mirror 5 being arranged in between.
Näher beschrieben, wird in der herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung ein von der Laserdiode 4 emittierter Laserstrahl von 635 nm oder 780 nm durch den halbdurchlässigen Spiegel 5 reflektiert und trifft auf den Totalreflexionsspiegel 1. Der auftreffende Strahl wird auf einmal um 90° reflektiert, um durch die Objektivlinse 2 hindurchzutreten und auf der Disc 3 konzentriert zu werden.Described in more detail, in the conventional optical scanning device, a laser beam of 635 nm or 780 nm emitted by the laser diode 4 is reflected by the semitransparent mirror 5 and strikes the total reflection mirror 1 . The incident beam is suddenly reflected by 90 ° in order to pass through the objective lens 2 and to be concentrated on the disc 3 .
Dort wird ein Brennpunkt auf eine Vertiefung gebracht, die auf der Oberfläche der Disc 3 ausgebildet ist, wobei der Laserstrahl, der durch die Vertiefung reflektiert wird, in umgekehrter Reihenfolge zu dem obigen Weg weiterläuft und durch die Objektivlinse 2 hindurchtritt, die Richtung des Strahl um 90° auf dem Totalreflexionsspiegel 1 abgelenkt wird, und der Strahl dann durch den halbdurchlässigen Spiegel 5 hindurchtritt, um die Photodiode 6 zu erreichen.There, a focus is brought to a recess formed on the surface of the disc 3 , and the laser beam reflected by the recess continues in the reverse order to the above path and passes through the objective lens 2 , the direction of the beam 90 ° on the total reflection mirror 1 is deflected, and then the beam passes through the semi-transparent mirror 5 to reach the photodiode 6 .
Hier wird dann ein empfangenes Lichtsignal elektrisch umgewandelt, um als Audio- oder Videosignal ausgegeben zu werden.A received light signal then becomes electrical here converted to be output as an audio or video signal will.
Da allerdings der Totalreflexionsspiegel 1 und die Objektivlinse 2 bei der herkömmlichen optischen Abtast vorrichtung separat montiert sind, sind die Herstellungskosten so erhöht und ist die Montage so schwierig, daß die Produktivität nachteilig herabgesetzt ist.However, since the total reflection mirror 1 and the objective lens 2 are separately mounted in the conventional optical scanning device, the manufacturing cost is so increased and the assembly is so difficult that the productivity is adversely reduced.
Der Totalreflexionsspiegel 1 muß präzise montiert werden, um ihn in die Lage zu versetzen, eine optimale Funktion voll auszuführen; in Wirklichkeit, sind jedoch besonders ausgebildete Fachkräfte und eine präzise Werkstückmontagevorrichtung erforderlich, um eine optische Achse der Objektivlinse 2 und des Totalreflexionsspiegels 1 auf einer genauen Position zu montieren. Außerdem wurde eine Fehlerrate durch einen Fehler in einer während der Montage des Totalreflexionsspiegels 1 erzeugten Schrägstellung verursacht.The total reflection mirror 1 must be mounted precisely in order to enable it to perform an optimal function fully; in reality, however, specially trained specialists and a precise workpiece mounting device are required to mount an optical axis of the objective lens 2 and the total reflection mirror 1 in a precise position. In addition, an error rate was caused by an error in an oblique position generated during the assembly of the total reflection mirror 1 .
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, eine verbesserte optische Abtastvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Herstellungskosten durch eine Vereinfachung der Konstruktion zu verringern und die Produktivität von Produkten durch eine Montagevereinfachung zu verbessern.An object of the present invention is therefore one to provide improved optical scanning device, which is able to cover manufacturing costs through a Simplify the design and reduce the Productivity through a Improve assembly simplification.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte optische Abtastvorrichtung bereitzustellen, die flacher gestaltet ist.Another object of the present invention is an improved optical scanner to provide that is flatter.
Um das vorstehende Ziel zu erreichen, wird eine verbesserte optische Abtastvorrichtung bereitgestellt, die eine Lichtquelle, eine Objektivlinseneinheit zum Bündeln, Reflektieren und Konzentrieren eines durch einen halbdurchlässigen Spiegel reflektierten Strahls für die gemeinsame Verrichtung der Funktionen eines Prismas, eines Spiegels und einer Objektivlinse, und eine Lichterfassungseinrichtung zum Erfassen eines auf einer Disc aufgezeichneten Signals umfaßt.To achieve the above goal, one improved optical scanning device provided, which is a light source, an objective lens unit for Bundle, reflect and concentrate one by one semi-transparent mirror reflected beam for the performing the functions of a prism together, a mirror and an objective lens, and one Light detection device for detecting one on one Disc recorded signal includes.
Die vorliegende Erfindung wird vollständig anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen verstanden werden, die lediglich zur Veranschaulichung beigefügt sind und die vorliegende Erfindung somit nicht beschränken, und in denen:The present invention is fully based on the following detailed description and the Drawings are understood to be only for Illustrations are attached and the present Thus, not limit the invention, and in which:
Fig. 1 eine Anordnung ist, die eine optische Abtastvorrichtung gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt; Fig. 1 shows an arrangement showing an optical pickup according to the conventional art;
Fig. 2 eine Anordnung ist, die eine optische Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 2 is an arrangement showing an optical pickup device according to the present invention;
Fig. 3A eine Draufsicht ist, die eine prismatische Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 3A is a plan view that according to the present invention exhibits a prismatic objective lens;
Fig. 3B eine linksseitige Ansicht ist, die eine prismatische Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 3B is a left side view of the present invention shows a prismatic objective lens;
Fig. 3C eine Vorderansicht ist, die eine prismatische Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 3C is a front view according to the present invention exhibits a prismatic objective lens;
Fig. 3D ist eine rechtsseitige Ansicht, die eine prismatische Objektivlinse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und Fig. 3D is a right side view of the present invention shows a prismatic objective lens; and
Fig. 4a und 4B Ansichten sind, die den Vergleich einer Gesamtgröße jeder der optischen Abtastvorrichtung gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik bzw. gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. FIG. 4A and 4B are views each of the optical scanning apparatus showing the comparison of a total size in accordance with the conventional art and according to the present invention.
Eine optische Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.An optical scanner according to the present invention will now be described with reference to enclosed drawings described in more detail.
In der optischen Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ein halbdurchlässiger Spiegel 12 zum Reflektieren eines vorbestimmten Anteils eines von einer Laserdiode 11 emittierten Strahls an einem unteren Abschnitt der als Lichtquelle verwendeten Laserdiode 11 angeordnet.In the optical pickup device according to the present invention, as shown in FIG. 2, a semitransparent mirror 12 for reflecting a predetermined portion of a beam emitted by a laser diode 11 is disposed on a lower portion of the laser diode 11 used as the light source.
An einer Seite des halbdurchlässigen Spiegels 12 ist eine Objektivlinseneinheit 13 vorgesehen (nämlich, eine prismenartige Objektivlinse), die als ein Element ausgebildet ist, um zusammen die Funktionen eines Prismas, eines Spiegels und einer Objektivlinse zu verrichten.On one side of the semitransparent mirror 12 there is an objective lens unit 13 (namely, a prism-like objective lens) which is formed as an element to perform the functions of a prism, a mirror and an objective lens together.
Eine Disc 14 ist an einem oberen Abschnitt der Objektivlinseneinheit 13 angeordnet, wobei eine Photodiode 15, die als Lichterfassungseinrichtung zur Erfassung eines durch die Disc 14 reflektierten Strahls dient, gegenüber der Objektivlinseneinheit 13 liegt, wobei dazwischen der halbdurchlässige Spiegel 12 angeordnet ist.A disc 14 is arranged on an upper portion of the objective lens unit 13 , a photodiode 15 , which serves as a light detection device for detecting a beam reflected by the disc 14 , lying opposite the objective lens unit 13 , with the semi-transparent mirror 12 being arranged in between.
Das heißt, die Objektivlinseneinheit 13, der halbdurchlässige Spiegel 12 und die Photodiode 15 sind auf einer identischen horizontalen Linie angeordnet, wobei die Laserdiode 11 zwischen der Disc 14 und dem halbdurchlässigen Spiegel 12 angeordnet ist, um die Gesamtgröße der Vorrichtung zu verringern.That is, the objective lens unit 13 , the semi-transparent mirror 12 and the photodiode 15 are arranged on an identical horizontal line, with the laser diode 11 arranged between the disc 14 and the semi-transparent mirror 12 to reduce the overall size of the device.
Der Aufbau der Objektivlinseneinheit 13 wird nun näher beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine erste nicht-sphärische Fläche 13a in konvexer Form an einem dem halbdurchlässigen Spiegel 12 zugewandten Abschnitt ausgebildet, während eine zweite nicht-sphärische Fläche 13b in konvexer Form an einem der Disc 14 zugewandten Abschnitt ausgebildet ist.The structure of the objective lens unit 13 will now be described in more detail. As shown in Fig. 2, a first non-spherical surface 13 a is formed in a convex shape on a portion facing the semitransparent mirror 12 , while a second non-spherical surface 13 b is formed in a convex shape on a portion facing the disc 14 .
Das heißt, in der Objektivlinseneinheit 13 sind die sphärische Linse, welche als Objektivlinse dient, und ein Totalreflexionsspiegel als ein Körper ausgebildet.That is, in the objective lens unit 13 , the spherical lens serving as an objective lens and a total reflection mirror are formed as one body.
Wenn ein Linsen-Metallformstück durch einen Anschnitt des Linsen-Metallformstücks geformt wird, werden daher Injektionswerkstoffe wie Polymethyl-Methacrylat, PS und Polycarbonat eingespritzt, um einen Spritzguß auszuführen, der eine Massenproduktion ermöglicht. Zum Beispiel können im Falle von vier Hohlräumen vier Produkte hergestellt werden.If a lens metal fitting through a gate of the lens metal molding is therefore formed Injection materials such as polymethyl methacrylate, PS and Polycarbonate injected to an injection molding that enables mass production. To the For example, in the case of four cavities, four Products are made.
Die Funktionsweise und Wirkung der optischen Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die den obigen Aufbau aufweist, werden nun näher beschrieben.The functioning and effect of the optical Scanning device according to the present invention, the having the above structure will now be described.
Wie in den Fig. 2 bis 3D gezeigt, wird ein von der Laserdiode 11 emittierter Laserstrahl von 635 nm oder 780 nm durch den halbdurchlässigen Spiegel 12 reflektiert, um in die erste nicht-sphärische Fläche 13a der Objektivlinseneinheit 13 gelenkt zu werden.As shown in FIGS. 2 to 3D, a laser beam of 635 nm or 780 nm emitted by the laser diode 11 is reflected by the semitransparent mirror 12 in order to be directed into the first non-spherical surface 13 a of the objective lens unit 13 .
Dann wird der auf die erste nicht-sphärische Fläche 13a der Objektivlinseneinheit 13 auftreffende Laserstrahl auf der ersten nicht-sphärischen Fläche 13a gebündelt, durch eine Totalreflexionsfläche 13C reflektiert und dann schließlich auf der zweiten nicht-sphärischen Fläche 13b gebündelt. Der gebündelte Laserstrahl läuft weiter in Richtung der Disc 14, um auf der Vertiefung fokussiert zu werden, die auf der Oberfläche der Disc 14 ausgebildet ist.Then the laser beam impinging on the first non-spherical surface 13 a of the objective lens unit 13 is focused on the first non-spherical surface 13 a, reflected by a total reflection surface 13 C and then finally bundled on the second non-spherical surface 13 b. The focused laser beam continues toward the disc 14 so as to be focused on the recess formed on the surface of the disc 14 .
Danach läuft der durch die Vertiefung der Disc 14 reflektierte Laserstrahl in umgekehrter Reihenfolge zur obigen Laufrichtung weiter. Das heißt, der Strahl läuft durch die zweite nicht-sphärische Fläche 13b der Objektivlinseneinheit 13 in Richtung der ersten nicht sphärische Fläche 13a, um durch den halbdurchlässigen Spiegel 12 zu treten und die Photodiode zu erreichen. Danach wandelt der Strahl ein durch die Disc 14 reflektiertes Lichtsignal elektrisch um, um es als Audio- oder Videosignal auszugeben.Thereafter, the laser beam reflected by the depression of the disc 14 continues in the reverse order to the above direction. That is, the beam passes through the second non-spherical surface 13 b of the objective lens unit 13 in the direction of the first non-spherical surface 13 a in order to pass through the semitransparent mirror 12 and to reach the photodiode. The beam then electrically converts a light signal reflected by the disc 14 to output it as an audio or video signal.
Die Fig. 4A und 4B sind Ansichten, die den Vergleich der jeweiligen Gesamtgröße der optischen Abtastvorrichtung gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik und der vorliegenden Erfindung zeigen. Ein Arbeitsabstand (WD) ist einander identisch, jedoch ist, wie in Fig. 4A gezeigt, bei der herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung zwischen der Objektivlinse 2 und dem Totalreflexionsspiegel 1 eine Komponente zur Kombination der beiden Teile angeordnet, die nachteilig zu einer Erhöhung der Gesamtdicke führt. Da in der optischen Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Objektivlinseneinheit 13 so angeordnet ist, daß die Funktionen eines Prismas, eines Spiegels und einer Objektivlinse zusammen ausgeführt werden, ist ein separates Komponentengehäuse nicht erforderlich, und demzufolge kann die Vorrichtung flach gestaltet werden. FIGS. 4A and 4B are views showing the comparison of the respective overall size of the optical pickup according to the conventional art and the present invention. A working distance (WD) is identical to each other, however, as shown in Fig. 4A, in the conventional optical pickup device, a component for combining the two parts is arranged between the objective lens 2 and the total reflection mirror 1 , which disadvantageously leads to an increase in the total thickness. In the optical pickup device according to the present invention, since the objective lens unit 13 is arranged so that the functions of a prism, a mirror and an objective lens are performed together, a separate component case is not required, and consequently the device can be made flat.
Wie oben beschrieben, hat die optische Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Effekt, die Konstruktion der Vorrichtung durch Ausbildung von Objektivlinse und Totalreflexionsspiegels als ein Element flacher zu gestalten und zu miniaturisieren.As described above, the optical Scanning device according to the present invention Effect, the construction of the device through training of objective lens and total reflection mirror as one To make the element flatter and miniaturize it.
Ferner können Herstellungskosten durch eine Vereinfachung des Montageprozesses der Vorrichtung verringert werden, und dadurch Arbeitskosten und Rohmaterialkosten reduziert werden; und, indem man in der Lage ist, eine Fehlerrate zu verringern, eine Produktivität der Produkte verbessert werden.Furthermore, manufacturing costs can be reduced by a Simplification of the assembly process of the device be reduced, thereby reducing labor costs and Raw material costs are reduced; and, by looking in the Is able to reduce an error rate, a Product productivity can be improved.
Obgleich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Darstellungszwecken offenbart wurden, werden Fachleute zu schätzen wissen, daß verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem Rahmen und dem Geist der Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen ist, abzuweichen.Although the preferred embodiments of the present invention for illustrative purposes disclosed experts will appreciate that various modifications, additions and Substitutions are possible without departing from the framework and the Spirit of the invention as enclosed in the Claims specified is to deviate.
Claims (3)
eine Lichtquelle;
eine Objektivlinseneinheit zum Bündeln, Reflektieren und Konzentrieren eines durch einen halbdurchlässigen Spiegel reflektierten Strahls für die gemeinsame Verrichtung der Funktionen eines Prismas, eines Spiegels und einer Objektivlinse; und
eine Lichterfassungseinrichtung zum Erfassen eines auf einer Disc aufgezeichneten Signals.1. An optical scanning device comprising:
a light source;
an objective lens unit for focusing, reflecting and concentrating a beam reflected by a semitransparent mirror for performing the functions of a prism, a mirror and an objective lens together; and
a light detection device for detecting a signal recorded on a disc.
eine erste nicht-sphärische Fläche, die in konvexer Form an einem Abschnitt ausgebildet ist, der dem halbdurchlässigen Spiegel zugewandt ist, um einen darauf auftreffenden Laserstrahl zu bündeln und ihn an einer Gesamtreflexionsfläche zu reflektieren;
eine zweite nicht-sphärische Fläche, die in konvexer Form an einem Abschnitt ausgebildet ist, der der Disc zugewandt ist, und erlaubt, daß der gebündelte Laserstrahl in Richtung der Disc weiterläuft und auf eine auf der Oberfläche der Disc ausgebildete Vertiefung fokussiert wird.3. The apparatus of claim 1, wherein the objective lens unit comprises:
a first non-spherical surface formed in a convex shape on a portion facing the semitransparent mirror to focus a laser beam incident thereon and reflect it on an overall reflection surface;
a second non-spherical surface which is formed in a convex shape on a portion facing the disc and allows the focused laser beam to continue toward the disc and to be focused on a recess formed on the surface of the disc.
Applications Claiming Priority (1)
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1996
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |