专利名称：分光镜、双色镜及可录式光学读取头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分光镜、一种双色镜及一种使用所述分光镜和所述双色镜的用于光盘(CD)、数字通用盘片(DVD)等光记录媒体的记录、重放的可录式光学读取头装置。
背景技术：
近年来已开发了许多用于光盘(CD)、数字通用盘片(DVD)等光记录媒体的记录、重放的光头装置，而且这些光头装置在当前已相当普及。这些装置一般多是在光路上按顺序设置激光发生元件、将激光源发生元件发出的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光元件发出的光束的双色镜、将从激光元件发出的光束与从光盘上反射的光束相互分开的分光镜、将激光源发出的光束聚焦到光盘上的物镜及接收并将从光盘上反射返回的光束转换成电信号的光电检测器。如在图1所示光头装置中，激光源11发出的激光束通过光栅12分为三束光，再透射经过双色镜33到达分光镜44，而激光源21发出的激光束通过光栅22分为三束光，再经过双色镜33反射到达分光镜44，分光镜44将激光光束反射再经过准直透镜5调整成平行光束，再经弯折反射镜6弯折90度后经过λ/4偏振片7到达物镜8，物镜8将激光光束聚焦到光盘9上；光盘9反射回来的返回光束通过物镜8，传递到λ/4偏振片7中，再通过了弯折镜6光束被改变了90°，然后通过准直透镜5，进入到分光镜44，由分光镜44将光束引到检测聚焦信号误差的传感器10，最后再传递到光电检测器20，由光电检测器20转换成电信号，然后被供应给信号处理电路。
但是纵观光头装置的发展历史，几乎所有的光头装置中，用于将激光源发射的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束的双色镜及用于将从激光源发出的光束与从光盘上反射的光束相互分开的分光镜都是由两个三角柱状的第一棱镜构件和同样为三角柱状的第二棱镜构件通过部分反射面相接合组成的组合棱镜(Prism)，如图2及图4所示，双色镜33是由第一棱镜构件331和第二棱镜构件332相粘合组成，分光镜44由第一棱镜构件441和第二棱镜构件442相粘合组成。
光学是相当精密的一门科学，所以元件的加工精度要求很高，现在光学元件的加工大部分都在微米级。现有的组合棱镜是通过使第一棱镜构件的光束在光束横截面的特定方向上以预定的放大率扩大或者压缩，被扩大或压缩的光束从第二棱镜构件离开，因此组合棱镜中，第一棱镜构件和第二棱镜构件的折射率的选择和计算必须准确，否则激光作为发散光透过组合棱镜时通过透过的位置就会发生光路的长度差引起非点象差，因此通过在光盘上物镜所形成的光斑就会从正确的位置产生偏移，而增加信号的波动，在信号记录和读取中就会出现光斑脱轨的问题，引起信号误差，所以组合棱镜的加工精度要求非常高，产品成品率较低，因此生产成本很高；而且这种组合棱镜在制作过程中，由于在第一棱镜构件和第二棱镜构件之间引入了不同的材质——粘合剂，从而使计算及控制组合棱镜的参数变得复杂，自然就使制作成本增加，而在粘合第一棱镜构件和第二棱镜构件时，由于制作人为影响，粘合剂的厚度、均匀度以及粘合时的温度等不确定的因素都会使组合棱镜的成品质量受到影响，为了保证其成品率，又会增加一些检测、控制等设备及工序，从而也引起制作成本的增加；而且在使用时，由于组合棱镜中粘合剂的存在，从而使光束经过组合棱镜后到达DISC信息层的光斑的象差超过容许量，影响光学读取头的性能，为了弥补粘合剂对光束产生的象差，还必须增加一些元器件作为象差补偿，因此使光学读取头的结构变得更加十分复杂，增加了材料成本；在制作光头时，由于其它如激光器的摆放位置等因素可能会引入一部分象散(象差的一种)，由于光束通过组合棱镜时是正入射，除了粘合剂引起的象差以外不会引起其它的象差，所以它不能起到抵消象散的作用。
另一方面，由于蓝光(波长为405nm带域的激光束)发出的波长比红光短，因此蓝光光盘纪录的信息量更大，存储密度更高，因此更容易受非点象差的影响。而现有的光头中使用的组合棱镜，存在着光轴倾斜和因第一棱镜构件与第二棱镜构件折射率的不同而产生的非点象差超过容许量的情况，因此在使用蓝光光源的新光头中，对组合棱镜的加工工艺要求更复杂、加工精度也要求更高，加大了控制产品质量的难度，提高了生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分光镜、一种双色镜及使用所述分光镜和所述双色镜的可录式光学读取头装置，该分光镜和该双色镜结构简单，因此容易达到光学元件所要求的精度，制作成本低；并且减少了可录式光学读取头装置中的零件数，从而提高有效光量，使其性能更优越。
本发明所采用的技术方案是本发明所述分光镜用于可录式光学读取头装置中将从激光源发出的光束与从光盘上反射返回的光束相互分开，所述分光镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
本发明所述双色镜用于可录式光学读取头装置中将激光源发射的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束，所述双色镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
本发明所述可录式光学读取头装置，包括激光源，用于发射激光光束；双色镜，用于将激光源发出的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束，所述双色镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置；分光镜，用于将从激光源发出的光束与从光盘上反射返回的光束相互分开，所述分光镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置；物镜，用于将激光源发出的光束聚焦到光盘上；光电检测器，用于接收并将从光盘上反射返回的光束转换成电信号。
所述激光源可采用能发射出红光激光束的二极管，即所述二极管发出的激光束的波长为650nm或780nm；也可以采用能发射出蓝光激光束的二极管，即所述二极管发出的激光束的波长为405nm。
本发明的有益效果是由于本发明所述的双色镜的横截面为梯形，其设置于可录式光学读取头装置中时，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置，所以也可以完成与组合棱镜式的双色镜相同的将激光源发射的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束的工作，本发明所述的分光镜的横截面为梯形，其在可录式光学读取头装置中时，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置，所以也可以完成与组合棱镜式的分光镜相同的用于将从激光源发出的光束与从光盘上反射的光束相互分开的工作，而且所述双色镜和分光镜结构简单，计算及制作时只需保证双色镜和分光镜沿光路方向设置的两侧腰的精度即可，因此其加工成本低；本发明所述可录式光学读取头装置采用梯形的双色镜和分光镜替换传统的双色组合棱镜和组合棱形分光镜，由于其不存在因粘合剂对光束产生的象差，因此不会影响光学读取头的性能，而且减少了零件数，从而提高有效光量，使光头的性能更优越；由于梯形的双色镜和分光镜引入了一个梯形角就会引入象散，在制作时，可以利用这个象散值来抵消由激光器引入的象散；由于通过调整梯形双色镜相对于梯形分光镜摆放位置的倾斜角度，就可以控制进入梯形双色镜的入射光和改变出射光的放大率和提高有效光的利用率而不需增加光学部件，从而使光头的结构更加简单化；又由于本发明使用的梯形双色镜和梯形分光镜是独立的单块按一定的方向相对应构成的光学系统，所以不存在组合棱镜所产生的弊端，因此可以适用在要求更高的蓝光光头中。
图1是现有的一种光头装置的结构简图；图2是现有光头装置中的双色镜透射或反射不同激光源发出的光束的示意图；图3是本发明的双色镜透射或反射不同激光源发出的光束的示意图；图4是现有光头装置中的分光镜将从激光源发出的光束与从光盘上反射的光束相互分开的示意图；图5是本发明的分光镜将从激光源发出的光束与从光盘上反射的光束相互分开的示意图；图6是本发明可录式光学读取头装置的结构简图；图7是本发明可录式光学读取头装置的工作原理图。
具体实施例方式
如图6、图7所示，本发明的可录式光学读取头的装置包括激光源11、光栅12、激光源21、光栅22、双色镜3、分光镜4、准直透镜5、弯折反射镜6、λ/4偏振片7、物镜8、光盘9、传感器10、光电检测器20，所述分光镜4和所述双色镜3的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
与现有的光头装置相似，本发明所述的激光源11和激光源21分别是能发射出波长为650nm或780nm(红光)激光束的二极管，也可以是能发射出波长为405nm(蓝光)激光束的二极管，所述光栅12和光栅2是可以使激光变成3股光束用的衍射光栅；所述双色镜3用于透射或反射不同激光源11(或激光源21)发出的光束并将光束进行强度分配；所述分光镜4用于将从激光源11(或激光源21)发出的光束与从光盘9上反射返回的光束相互分开；所述准直透镜5用于将从分光镜4传递来的光束变成平行光；所述弯折反射镜6用于将光束旋转90°；所述λ/4偏振片7用于将激光束的波长相位延迟后转变成p波或s波性质的四分之一波长，使光束的偏振态变为园偏振；所述物镜8用于将激光源发出的光束聚焦到光盘9上；所述光盘9用于记录、存储数据；所述传感器10用于调整聚焦误差信号光束将传递给光电检测器20；所述光电检测器20为光电二极管检测器，用于接受返回信号光束并转换成电信号，然后被供应给信号处理电路。
本发明的工作原理为激光源11发出的激光束通过光栅12分为三束光，再透射经过双色镜3到达分光镜4，而激光源21发出的激光束通过光栅22分为三束光，再经过双色镜3反射到达分光镜4，分光镜4将激光光束反射再经过准直透镜5调整成平行光束，再经弯折反射镜6弯折90度后经过λ/4偏振片7到达物镜8，物镜8将激光光束聚焦到光盘9上；光盘9反射回来的返回光束通过物镜8，传递到λ/4偏振片7中，再通过了弯折镜6光束被改变了90°，然后通过准直镜5，进入到分光镜4，由分光镜4将返回光束引到检测聚焦信号误差的传感器10，最后再传递到光电检测器20，由光电检测器20转换成电信号，然后被供应给信号处理电路。
如图2、图3、图4、图5所示，梯形的双色镜3可以如组合棱镜式双色镜33一样，完成透射或反射不同激光源11(或激光源21)发出的光束并将光束进行强度分配的工作，同样梯形的分光镜4也可以如组合棱镜式分光镜44一样，完成将从激光源11(或激光源21)发出的光束与从光盘9上反射返回的光束相互分开的工作。与组合棱镜式双色镜33和组合棱镜式分光镜44相比，梯形的双色镜3和梯形的分光镜4结构简单，计算及制作简便，因此加工成本低，而且用于可录式光学读取头装置中，可简化光头装置的结构，减少了零件数，使光路缩短，提高了有效光量，从而使性能更加优越；又由于梯形的双色镜3和梯形的分光镜4不存在组合棱镜式双色镜33和组合棱镜式分光镜44所存在的弊端，因此适用多种波长光的光头。
权利要求
1.一种分光镜，所述分光镜用于可录式光学读取头装置中将从激光源发出的光束与从光盘上反射返回的光束相互分开，其特征在于所述分光镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
2.一种双色镜，所述双色镜用于可录式光学读取头装置中将激光源发射的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束，其特征在于所述双色镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
3.一种可录式光学读取头装置，包括，激光源，用于发射激光光束；物镜，用于将激光源发出的光束聚焦到光盘上；光电检测器，用于接收并将从光盘上反射返回的光束转换成电信号；其特征在于，它还包括权利要求2所述的双色镜，用于将激光源发出的光束进行强度分配、并透射或反射不同激光源发出的光束，所述双色镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置；权利要求1所述的分光镜，用于将从激光源发出的光束与从光盘上反射返回的光束相互分开，所述分光镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。
4.根据权利要求3所述的可录式光学读取头装置，其特征在于所述激光源可采用能发射出红光激光束的二极管，即所述二极管发出的激光束的波长为650nm或780nm；也可以采用能发射出蓝光激光束的二极管，即所述二极管发出的激光束的波长为405nm。
全文摘要
本发明公开了提供一种分光镜、一种双色镜及使用所述分光镜和所述双色镜的可录式光学读取头装置。该可录式光学读取头装置包括激光源、双色镜、分光镜、物镜、光电检测器，其特征在于，所述分光镜和所述双色镜的横截面为梯形，所述梯形的两侧腰沿光路方向设置。本发明所述分光镜和该双色镜结构简单，因此容易达到光学元件所要求的精度，制作成本低；并且减少了可录式光学读取头装置中的零件数，从而提高有效光量，使其性能更优越。本发明适用于制作光盘(CD)、数字通用盘片(DVD)等光记录媒体的记录、重放装置。
文档编号G11B7/12GK101086556SQ20061003583
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者童超 申请人:珠海天人光电技术有限公司