专利名称：具有多区偏光器的光学拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明总的发明构思涉及光学拾取装置，更具体地，涉及具有多区偏光器 (multi-sectional polarizer)的光学拾取装置。
背景技术：
光学拾取装置被用于利用光将信息记录到光盘上或者用于再现被记录在光盘上 的信息。光学拾取装置包括将光聚焦到光盘上的物镜。光盘的代表性实例可以包括利用 780nm波长的激光的紧凑光盘(CD)和利用650nm波长的激光的数字通用光盘(DVD)。 近来，为了进一步增大记录密度，已经使用了利用具有大约405nm波长的蓝紫色激光的 蓝光盘(BD)。相较于CD和DVD，蓝光盘利用具有较短波长的光，因此用于蓝光盘的物镜的 数值孔径(NA)大于用于CD的物镜的数值孔径以及用于DVD的物镜的数值孔径。例 如，用于CD的物镜具有0.45的数值孔径，用于DVD的物镜具有0.55的数值孔径，用于 蓝光盘的物镜具有0.85的数值孔径。这里，数值孔径是指定义为透镜的外径和焦距的结合的参数。通常，随着透镜 的数值孔径增大，透镜变得更加凸起。因此，为了最小化光学象差，数值孔径越大的透 镜需要越精密的加工。换句话说，用于蓝光盘的物镜的数值孔径显著大于用于CD的物镜的数值孔径和 用于DVD的物镜的数值孔径，并且用于蓝光盘的物镜需要通过高精密的工艺来制造。因 此，用于蓝光盘的物镜会具有窄容许范围的制造公差，由此用于蓝光的光拾取装置的成 本会提高。光学拾取装置可以与CD、DVD和蓝光盘兼容，从而用于使用CD、DVD和蓝光 盘。该兼容的光学拾取装置可以包括被用于所有的CD、DVD和蓝光盘的兼容物镜。为了使用兼容的光学拾取装置，特别重要的是应当确保兼容物镜与CD之间的工 作距离(WD，working distance)等于或大于默认值(default value)，例如0.4mm。如果工 作距离没有达到默认值，则很可能在工作期间发生CD与物镜的疏忽接触，这导致对CD 或物镜的损伤。在使用蓝光盘的情况下，当兼容物镜具有0.85的数值孔径时，焦距基本上等于 或大于2.2mm，从而可以确保CD与兼容物镜之间的工作距离等于或大于0.4mm。然而，考虑到当前在微小的光学拾取装置中所使用的物镜具有关于蓝光盘约 1.4mm的焦距，关于蓝光盘具有约2.2mm焦距的兼容物镜与对光学拾取装置的微小 (slimness)的要求相反。
发明内容
本发明总发明构思的实例实施方式提供一种光学拾取装置以加宽制造公差的容 许范围同时保持与之前相同水平的记录密度。同样，本发明总发明构思的实例实施方式提供一种兼容光学拾取装置以达到对于微小的要求同时保持关于紧凑光盘(CD)的参考工 作距离(WD)。本发明总发明构思的附加特征和效用将在随后的描述中部分地阐述，并且部分 将通过描述而显而易见或者可以通过实践本发明总发明构思而习知。本发明总发明构思的特征和/或效用可以通过光学拾取装置来实现，该光学拾 取装置包括光产生单元，产生光以记录或再现信息；物镜，将光产生单元产生的光聚 焦到盘上；以及，多区偏光器，沿着光产生单元和物镜之间的光路定位并被划分为具有 独立光轴的多个分区。多区偏光器可以由半波片制造。多区偏光器的多个分区可以具有相同的中心角。多区偏光器的多个分区的数量可以是偶数。彼此面对的两个分区的光轴可以彼此平行。当任一分区的中心线是X轴并且X轴与各自分区的中心线之间的夹角是θ时， α指代各自分区的光轴的方向，α的值可以由以下公式确定α =-1/2ΧΘ+45°，当 0°≤θ < 90° 时；α = 1/2X θ -45°，当 90° ≤ θ < 180° 时；α =-1/2ΧΘ-45°，当 180° ≤ θ < 270° 时；以及α =1/2ΧΘ+45°，当 270°≤ θ < 360° 时。彼此面对的两个分区的光轴可以彼此垂直。当任一分区的中心线是X轴并且当X轴与各自分区的中心线之间的夹角是θ 时，α指代各自分区的光轴的方向，α的值可以由以下公式确定α = 1/2 X θ +45°。多区偏光器可以面对物镜。光产生单元可以包括用于紧凑光盘(CD)的光源、用于数字通用光盘(DVD)的 光源、以及用于蓝光盘的光源中的至少一个。光产生单元可以包括仅用于蓝光盘的光源。物镜的数值孔径(NA)可以等于或大于0.70并小于0.85。光产生单元可以包括用于CD的光源、用于DVD的光源和用于蓝光盘的光源。 物镜可以是与CD、DVD和蓝光盘兼容的兼容物镜。物镜可以具有关于蓝光盘的0.76的数值孔径、关于DVD的0.53的数值孔径以及 关于CD的0.44的数值孔径。光产生单元可以包括二波长光源模块，包括用于CD的光源和用于DVD的光 源；和用于蓝光盘的光源模块，包括用于蓝光盘的光源。光学拾取装置可以包括光探测器，探测从盘反射的光；第一分光镜，反射从 二波长光源模块发射的光并透射从用于蓝光盘的光源模块发出的光；以及第二分光镜， 朝向物镜反射从第一分光镜入射的光并朝向光探测器透射从物镜入射的光。当P-偏振光进入时，第二分光镜可以反射P偏振光的一半并透射P偏振光的另一半。本发明总发明构思的特征和/或效用还可以通过数据存储装置实现，该数据存储装置包括存储数据的盘和光学拾取装置，该光学拾取装置执行从盘读取数据和将数据 写入盘中的至少一个操作。光学拾 取装置可以包括多区偏光器，包括至少两个分区，每个分区具有各 自的光轴，从而根据各自的光轴将穿过多区偏光器到达盘的光偏振为至少两个不同的取 向。盘可以是CD、DVD和蓝光盘中的一个。光学拾取装置还可以包括控制器以控制光学拾取装置从而从盘读取数据并将数 据写入盘。
通过下文结合附图对示范性实施例的描述，本发明总发明构思的这些和/或其 他实施例将变得明白且更易于理解，其中图1为示出根据本发明总发明构思的第一示范性实施例的光学拾取装置的示意 图；图2为根据本发明总发明构思的多区偏光器的第一实施例的示意图；图3为根据本发明总发明构思的多区偏光器的第二实施例的示意图；图4为解释根据本发明总发明构思的多区偏光器的第一实施例中光轴的方向的 视图；图5为解释根据本发明总发明构思的多区偏光器的第二实施例中光轴的方向的 视图；图6示出了根据本发明总发明构思的多区偏光器的操作；图7为示出根据本发明总发明构思的第二示范性实施例的兼容光学拾取装置的 示意图；图8A和图8B示出根据本发明总发明构思的多区偏光器；和图9示出根据本发明总发明构思的光学器件。
具体实施例方式现将详细参考本发明总发明构思的示范性实施例，其实例在附图中示出，其中 通篇相似的附图标记表示相似的元件。为了解释本发明总发明构思，下文参考附图来描 述示范性实施例。在下文中，将参考图1至图6描述根据本发明总发明构思的第一示范性实施例的 光学拾取装置100。光学拾取装置100作为用于蓝光盘的光学拾取装置的例子，本发明总 发明构思的第一示范性实施例的后文描述也可以应用于紧凑光盘(CD)的光学拾取装置或 数字多功能盘(DVD)的光学拾取装置。图1示意性地示出了根据本发明总发明构思的第一示范性实施例的光学拾取装 置 100。在图1中，光学拾取装置100包括光产生单元110、分光镜(beam splitter) 120、 准直透镜130、反射镜140、多区偏光器150、物镜160、感应透镜170和光探测器180。光产生单元110能产生可应用于诸如蓝光盘的光盘D的光。因此，光产生单元110能包括用于蓝光盘的光学模块111，其具有光源(未示出)以发出大约405nm波长的光。包括在用于蓝光盘的光学模块111中的光源可以实施为激光二极管。根据激光 的本质特征，光产生单元110产生的光是具有单一振动方向的P偏振光。分光镜120能朝向反射镜140反射由光产生单元110产生的光的一部分。此外， 分光镜120能朝向光探测器180透射从光盘D反射的光的一部分。更具体地，分光镜120具有当P偏振光进入时反射一半P偏振光并透射另一半P 偏振光的性能。因此，分光镜120能反射由光产生单元110产生的光的一半，并能透射 从光盘D反射的光的一半。因而，由光产生单元110产生的光的仅四分之一可以到达光 探测器180。然而，光产生单元110产生的光量可以被适当地调节，由此能够防止诸如未 探测光或者探测光失败的问题。准直透镜130是将光转换为平行光的元件。准直透镜130可以设置在分光镜120 与反射镜140之间。更具体地，准直透镜130能将由光产生单元110产生的光在所产生 的光入射到物镜160之前转换为平行光。反射镜140可以设置在准直透镜130与多区偏光器150之间。反射镜140能朝 向物镜160反射由分光镜120传输的光。另外，反射镜140能朝向分光镜120反射从光 盘D反射并穿过物镜160和多区偏光器150的光。多区偏光器150可以位于光产生单元110与物镜160之间的光路上。更具体地， 多区偏光器150可以设置在反射镜140与物镜160之间，从而面对物镜160。多区偏光 器150是改变光的偏振状态的元件，并具有光学各向异性。另外，多区偏光器150可以 用半波片(half-wavelength plate)制造以产生180°的相差。后文将更详细地描述多区偏 光器150。物镜160能将光产生单元110产生的光聚焦到光盘D上。在本发明总发明构思 的示范性实施例中，物镜160的数值孔径(NA)小于或等于典型值(typical value)。换句 话说，用于蓝光盘的物镜的数值孔径一般为0.85，但是物镜160的数值孔径在0.70至0.85 之间的范围中(即，0.70<ΝΑ<0.85) ο感应透镜(sensor lens) 170可以是凹透镜，并可以设置在分光镜120与光探测器 180之间。感应透镜170能将从光盘D反射的光转换为光探测器180可探测的光。光探测器180能探测从光盘D反射的光，并将探测到的光转换为电信号。记录 在光盘D上的信息和操作光学拾取装置100所需的控制信号能通过电信号获得。现将参考图2至图6更详细地描述多区偏光器150。图2为根据本发明总发明构思的多区偏光器的第一实施例的示意图，图3为根据 本发明总发明构思的多区偏光器的第二实施例的示意图，图4为解释根据本发明总发明 构思的多区偏光器的第一实施例中光轴方向的视图，图5为解释根据本发明总发明构思 的多区偏光器的第二实施例中光轴方向的视图，和图6为解释根据本发明总发明构思的 多区偏光器的操作的视图。 参考图2和图3，根据本发明总发明构思的第一示范性实施例的多区偏光器150A 和根据本发明总发明构思的第二示范性实施例的多区偏光器150B能采用盘的形式。多区 偏光器150A和150B的每个均能被划分为具有相同中心角的多个扇形分区。然而，多区偏 光器150A和150B不限于盘形，多个分区不限于扇形。多区偏光器150A和150B中 包括的分区的数量是偶数，并可以理想地等于或大于4。在图2和图3中，多区偏光器 150A和150B中的每个具有8个分区。如图2和图3所示，附图标记150A1、150A2、…、150A7和150A8按逆时针方 向被连续地分配到多区偏光器150A的八个分区，附图标记150B1、150B2、…、150B7和 150B8按逆时针方向被连续地分配到多区偏光器150B的八个分区。因此，每个分区上示 出的每个箭头指代分区的光轴方向。在图2的多区偏光器150A中，彼此面对的两个分区的光轴彼此平行。例如， 第二分区150A2的光轴平行于第六分区150A6的光轴。另一方面，在图3的多区偏光器 150B中，彼此面对的两个分区的光轴彼此垂直。例如，第三分区150B3的光轴垂直于第 七分区150B7的光轴。对于多区偏光器150A和150B的每个分区的光轴方向可以由公式表示。下文中，将参考图4描述应用于多区偏光器150A的公式。当第一分区150A1 的中心线是X轴并且当X轴与预定分区的中心线之间的角度为θ时，指代预定分区的光 轴方向的值α可以由以下公式确定α =-1/2ΧΘ+45°，当 0°《θ < 90° 时；α = 1/2X θ -45°，当 90° < θ < 180° 时；α = -1/2Χ θ -45°，当 180° < θ < 270° 时；以及α =1/2ΧΘ+45°，当 270°《Θ < 360° 时。例如，在第四分区150Α4的情况下，X轴与第四分区150Α4的中心线之间的角 度 Θ4为 135°，因此 α 4 的值可以为 22.5° (α4= 1/2X135° -45° =22.5° )。在 第七分区150Α7的情况下，X轴与第七分区150Α7的中心线之间的角度θ 7为270°， 因此 α 7 的值可以为 180° (QT = Iz^XZTOd +45° =180° )。下文中，将参考图5描述应用于多区偏光器150Β的公式。当第一分区150Β 1 的中心线是X轴并且当X轴与预定分区的中心线之间的角度为θ时，指代预定分区的光 轴方向的α的值可以由以下公式确定α = 1/2 X θ +45°例如，在第四分区150Β4的情况下，X轴与第四分区150Β4的中心线之间的角度 Θ4为 135°，因此 α 4 的值可以为 112.5° (04=1/^2X135° +45° =112.5° )。在 第七分区150Β7的情况下，X轴与第七分区150Β7的中心线之间的角度θ 7为270°，因 此 α7 的值可以为 180° (α 7 = 1/2X270° +45° =180° )。参考图6，多区偏光器150Α和150Β能通过结合在同心圆的切线方向上振动的多 个线性偏振光束而将P-偏振光P转换成同心线性偏振光C1,并能通过结合在单个中心的 径向方向上振动的多个线性偏振光束而将S-偏振光S转换成同心线性偏振光c2，该多分 区偏振片150A和150B的每个都具有多个分区且该多个分区具有它们独立的光轴，其中 P-偏振光P是其中一种线性偏振光，以及S-偏振光S是另一种线性偏振光。线性偏振 光是指具有单一振动方向的光，例如，P-偏振光或S-偏振光，同心线性偏振光涉及通过 结合多个线性偏振光束而形成的光，该多个线性偏振光束具有沿着同心圆的切线方向的 振动方向或具有沿着自单个中心的发射(radiation)方向的振动方向。如图6所示，多区偏光器150A和150B也能分别将同心线性偏振光C1和C2转换为线性偏振光P和S。换句话说，多区偏光器150A和150B能将线性偏振光P和S转换为同心线性偏 振光C1和C2，并能将同心线性偏振光C1和C2转换为线性偏振光P和S。返回参考图1，由光产生单元110产生的P-线性偏振光能通过多区偏光器150被 转换为同心线性偏振光，然后能入射到物镜160上。另外，从光盘D反射的同心线性偏 振光能通过多区偏光器150被转换为P-线性偏振光，然后能入射到反射镜140上。如上所述，在由光产生单元110产生的线性偏振光被转换为同心线性偏振光之 后，转换后的光入射到物镜160上，因此形成在光盘D上的光斑(spot)的直径能减小， 如表1所示。表1
权利要求
1.一种光学拾取装置，包括光产生单元，产生光以记录或再现信息；物镜，将由所述光产生单元产生的光聚焦到盘上；和多区偏光器，沿着所述光产生单元与所述物镜之间的光路定位并划分为多个分区， 每个分区具有各自的光轴。
2.根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中所述多区偏光器包括半波片。
3.根据权利要求2所述的光学拾取装置，其中所述多区偏光器的所述多个分区中的每 个具有相同的中心角。
4.根据权利要求3所述的光学拾取装置，其中所述多区偏光器的所述多个分区的数量 是偶数。
5.根据权利要求4所述的光学拾取装置，其中彼此面对的两个分区的光轴彼此平行。
6.根据权利要求5所述的光学拾取装置，其中，当所述分区的任何一个的中心线是X 轴并且当所述X轴与所述各自分区的中心线之间的夹角是θ时，α指代所述各自分区的 光轴的方向，α的值由以下公式确定α = -1/2Χ θ +45°，当 0°《θ < 90° 时； α = 1/2 X θ -45°，当 90° <θ < 180° 时； α = -1/2Χ θ -45°，当 180° < θ < 270° 时；以及 α =1/2ΧΘ+45°，当 270° < θ < 360° 时。
7.根据权利要求4所述的光学拾取装置，其中彼此面对的两个分区的光轴彼此垂直。
8.根据权利要求7所述的光学拾取装置，其中，当所述分区的任何一个的中心线是X 轴并且所述X轴与所述各自分区的中心线之间的角度是θ时，α指代所述各自分区的光 轴的方向，α的值由以下公式确定α = 1/2X θ +45°。
9.根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中所述多区偏光器布置为面对所述物镜。
10.根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中所述光产生单元包括用于紧凑光盘的 光源、用于数字通用光盘的光源、以及用于蓝光盘的光源中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的光学拾取装置，其中所述光产生单元包括仅用于蓝光盘的 所述光源。
12.根据权利要求11所述的光学拾取装置，其中所述物镜的数值孔径等于或大于0.70 并小于0.85。
13.根据权利要求10所述的光学拾取装置，其中所述光产生单元包括用于紧凑光盘的 光源、用于数字通用光盘的光源和用于蓝光盘的光源，和其中所述物镜是与紧凑光盘、数字通用光盘和蓝光盘兼容的兼容物镜。
14.根据权利要求13所述的光学拾取装置，其中所述物镜具有关于蓝光盘的0.76的数 值孔径、关于数字通用光盘的0.53的数值孔径以及关于紧凑光盘的0.44的数值孔径。
15.根据权利要求13所述的光学拾取装置，其中所述光产生单元包括二波长光源模块，包括用于紧凑光盘的所述光源和用于数字通用光盘的所述光源；禾口用于蓝光盘的光源模块，包括用于蓝光盘的所述光源。
16.根据权利要求15所述的光学拾取装置，还包括光探测器，探测从所述盘反射的所述光；第一分光镜，反射从所述二波长光源模块发射的光并透射从用于蓝光盘的所述光源 模块发射的光；以及第二分光镜，朝向所述物镜反射从所述第一分光镜入射的所述光并朝向所述光探测 器透射从所述物镜入射的所述光。
17.根据权利要求16所述的光学拾取装置，其中，当P-偏振光进入时，所述第二分 光镜反射所述P偏振光的一半并透射所述P偏振光的另一半。
18.—种光学装置，包括盘固定器，固定盘以存储数据；和光学拾取装置，执行从所述盘读取数据和将数据写入所述盘的至少一个操作，所述 光学拾取装置包括多区偏光器，包括至少两个分区，每个分区具有各自的光轴，从而根据所述各自的 光轴将穿过所述多区偏光器到达所述盘的光偏振为至少两个不同的取向。
19.根据权利要求18所述的光学装置，其中所述盘是紧凑光盘、数字通用光盘和蓝光 盘中的一个。
20.根据权利要求18所述的光学装置，还包括控制器，控制所述光学拾取装置以从所述盘读出数据并将数据写入所述盘。
全文摘要
本发明提供一种光学拾取装置，包括光产生单元，产生光以记录或再现信息；物镜，将由光产生单元产生的光聚焦到盘上；和多区偏光器，沿着光产生单元与物镜之间的光路定位并被划分为多个分区，该多个分区具有它们独立的光轴。
文档编号G11B7/125GK102024475SQ20101021550
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月24日 优先权日2009年9月14日
发明者朴城秀, 朴寿韩, 森下一郎, 洪政佑, 金凤基, 金明奭 申请人:三星电子株式会社