专利名称：集成光学拾取系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学拾取系统；而且更具体地，涉及一种集成光学拾取系统，其大小通过将其各种光学部件集成在一对玻璃衬底上而被减小。
众所周知，光学拾取装置是光盘存储系统中最重要的部件之一；且其已被引入并被应用的有各种类型。然而，遗憾的是，先有技术的光学拾取装置具有需要多个笨重的离散部件、使其装配和校准非常复杂和昂贵的不足。因而，设计了一种使其光学部件集成于一块玻璃衬底上的光学拾取系统。
图1中示出了一种先有技术的集成光学拾取系统100，它能够从光盘170上的一个信息存储区中再生一个信息信号，该系统被描述于Shiono和Ogawa的“Planar-optic-disk pickup withdiffractive micro optics”，AppliedOptics/卷33，第31期，1994年11月1日。该集成光学拾取系统100包括一块玻璃衬底110，一个激光二极管120用于产生一光束，一个反射反馈透镜130，一个反射准直透镜140，一个反射双聚焦光束分光器150，一个透射离轴衍射物镜160，一个第一和一个第二反射膜180、182和一个具有两对光电单元的检测器190，其中将该透射离轴衍射物镜160设计成它将以斜角θ传播的平面波的一准直光束转变成以垂直于该玻璃衬底110的一条光轴会聚的一束球面波的光。
在该集成光学拾取系统100中，由激光二极管120发射的平面波光束首先被该反射反馈透镜130反射，然后被该第一反射膜180反射到该反射准直透镜140上。该反射准直透镜140被用于使来自反射反馈透镜130的光束准直并将该准直光束经该第一反射膜180和该反射双聚焦光束分光器150反射至透射离轴衍射物镜160。从该透射离轴衍射物镜160透射的准直光束聚焦于光盘170。
由光盘170反射的聚焦光束穿过透射离轴衍射物镜160并经第一反射膜180射至反射双聚焦光束分光器150，其中透射离轴衍射物镜160起一个准直透镜的作用。当穿过透射离轴衍射物镜160到达反射双聚焦光束分光器150的光束被反射双聚焦光束分光器150反射时，该光束被反射成一对分离光束，其中每一个分离光束经第二反射膜182反射后会聚于检测器190上的不同的焦点。检测器190的光电单元被分别置于该分光束的焦点上，由此使该集成光学拾取系统100从该光盘170的记录面上读下信息信号。
上述光学拾取系统100的一个主要缺点是其大小，由光学部件-位于玻璃衬底110上端的反射反馈透镜130，第二反射膜182，反射准直透镜140，反射双聚焦光束分光器150和透射离轴衍射物镜160的集成引起，这又要求玻璃衬底110具有一个大的上端面，由此使该光学拾取系统100笨重并经过一条长的光路。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种具有较短光路的尺寸减小的集成光学拾取系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于检测信息信号的光学系统，其中该信息信号用于检测一个物体的位置。
根据本发明，提供了一种用于再生存储于光盘的记录面上的信息信号的集成光学拾取系统，包括一个第一玻璃衬底，具有一个上端表面和一个下端表面，用于将一会聚光束射到该记录面并在该会聚光束经该记录面反射后将其准直，其中，该第一玻璃衬底的上端表面与该光盘相对；一个第二玻璃衬底，具有一个上端表面和一个下端表面，其中第一玻璃衬底的下端表面与第二玻璃衬底的上端表面耦合；一个集成在第二玻璃衬底的下端表面上的双聚焦光束分光器，用于将穿过第一玻璃衬底透射的准直光束分成一个第一和一个第二分离光束，其中该双聚焦光束分光器包括一个第一和一个第二部分，每一部分有一个分开的焦点；及一个有一个第一和一个第二光电单元的检测器，其中每一个光电单元分别被放在该双聚焦光束分光器的诸部分的分开的焦点上，由此使该集成光学拾取系统从光盘的记录面上读下信息信号。
本发明及上述和其它目的及优点将在下面对与附图一并给出的优选实施例的描述中变得显而易见，其中图1表示一个先有技术的集成光学拾取系统的侧视示意图；图2示出根据本发明的一个集成光学拾取系统的剖视示意图；图3给出一个代表了图2所示的根据本发明的集成光学拾取系统的光束的光路的俯视图；图4给出一个代表了根据图2所示的本发明的集成光学拾取系统的光束的光路的仰视图；图2至图4说明了根据本发明的一个优选实施例的发明的集成光学拾取系统的各种视图。
在图2中，说明了一个在一对玻璃衬底210、212上将其光学部件集成在一起的本发明的集成光学拾取系统200的剖视示意图。该集成光学拾取系统200包括一个第一和一个第二玻璃衬底210、212，每一个玻璃衬底有一个上端面和一个下端面，一个用于产生一光束的半导体激光器220，一个反射准直透镜240，一个双聚焦光束分光器250，一个透射离轴衍射物镜260，一个反射膜280和一个有一对光电单元的光检测器290，其中第一玻璃衬底210的下端面与第二玻璃衬底212的上端面耦合。
在该集成光学拾取系统200中，从半导体激光器220发出的光束射至反射准直透镜240，该透镜准直该光束为平行光束，以由此获得一准直光束。半导体激光器220附着于第一玻璃衬底210的下端面，该准直光束由反射膜280反射，该反射膜能将准直光束的一部分反射至透射离轴衍射物镜260。该反射膜280形成于第一玻璃衬底210的下端面上，距半导体激光器220一段预定距离，而反射准直透镜240与半导体激光器220和反射膜280相对。将透射离轴衍射物镜260设计成它将以斜角θ传播的准直光束转变为一束会聚光，该会聚光有一个由透射离轴衍射物镜260的中心点与光盘270上的会聚点形成的光轴。图3示出描绘半导体激光器220、反射准直透镜240和透射离轴衍射物镜260布局的俯视图。该准直光束穿过透射离轴衍射物镜260之后，会聚于光盘270的记录面272上。透射离轴衍射物镜260集成在第一玻璃衬底210的上端面上，与光盘270的记录面272相对。
该会聚光束经由光盘270的记录面272反射后透过也起准直透镜作用的透射离轴衍射物镜260以由此准直该会聚光束。透射光束的一部分经反射膜280传至双聚焦光束分光器250，该反射膜280能够透射穿过其的该透射光束的一部分。
参考图4，双聚焦光束分光器250包括一个第一部分252和一个第二部分254，每一部分都有一个分开的焦点。透射光束的某部分在穿过双聚焦光束分光器250之后分成一个第一和一个第二分离光束。光检测器290的第一光电单元292和第二光电单元294分别被设置在双聚焦光束分光器250的第一部分252和第二部分254的焦点处。第一光电单元292和第二光电单元294每一个都能测量其上待测光束的强度。从双聚焦光束分光器250的每一部分反射的第一和第二分离光束分别传至第一光电单元292和第二光电单元294，由此使集成光学拾取系统200再生光盘270的记录面272上的信息信号。
与先有技术的集成光学拾取系统100相比，本发明的集成光学拾取系统200的大小减小了，而光路更短了。这是通过使用一对玻璃衬底210、212，由此将先有技术集成光学拾取系统100中的反射双聚焦光束分光器150集成在第二玻璃衬底212上，减小了集成在第一玻璃衬底210上端的光学部件，这本身又将缩短光束必须经过的光路，导致该系统整体尺寸的减小。
即使对本发明的描述只是参考了将其各种光学部件集成在其中一对玻璃衬底上的光学拾取系统和一个优选实施例，上面提出的观念能被拓广到用于读取信息信号的一个光学系统，该系统用于检测能够反射射至其上的光束的物体的一特定部分。
虽然本发明的叙述参考了优选实施例，在不背离下面权利要求中提出的本发明的精神和范围的情况下可作出其它的修改和变化。
权利要求
1.一种用于再生存储于光盘的记录面上的信息信号的集成光学拾取系统，包括一第一光导装置，用于将一会聚光束射至该记录面上并在该会聚光束被从该记录面反射后将其准直；及一第二光导装置，其中集成了一检测器，该光导装置用于将该准直光束从第一光导装置导向该检测器，由此使集成光学拾取系统再生光盘的记录面上的信息信号。
2.如权利要求1的集成光学拾取系统，其中该第一光导装置包括一第一光耦合器，用于将射至其上的一光束准直；一光学装置，用于反射该准直光束的一部分；及一第二光耦合器，用于将该反射光束会聚到光盘的记录面上以由此产生该会聚光束。
3.如权利要求2的集成光学拾取系统，其中该光学装置被集成在该第一光导装置的下端，与集成在第一光导装置上端的第一和第二光耦合器相对。
4.如权利要求3的集成光学拾取系统，其中该光学装置被作成在会聚光束首先被从光盘反射然后又经穿过该第二光耦合器而被准直之后将射至其上的该会聚光的一部分透射。
5.如权利要求4的集成光学拾取系统，其中该第二光导装置包括一个具有一第一和一第二部分的第三光耦合器，用于将穿过该光学装置的准直光束分成一第一和一第二分离光束，其中该第三光耦合器被设计成该第三光耦合器的每一部分都有一分离的焦点。
6.如权利要求5的集成光学拾取系统，其中该第三光耦合器被集成在该第二光导装置的下端，与该检测器和该光学装置相对。
7.如权利要求6的集成光学拾取系统，其中该第三光耦合器能够反射每一个穿过第一光导装置的分离光束。
8.如权利要求7的集成光学拾取系统，其中，该检测器包括一第一和一第二光电单元。
9.如权利要求8的集成光学拾取系统，其中，检测器的每一个光电单元有一个能够测量其上待测光束的强度的接收表面。
10.如权利要求9的集成光学拾取系统，其中所述每一个光电单元被置于第三光耦合器的相应焦点。
11.一光学系统，用于检测一信息信号，其中该信息信号被用于检测一个物体的位置，该系统包括一具有一下端面的第一光导装置，用于将一会聚光束射至物体的特定点上，并在该会聚光束被从该特定点反射后将其准直；一具有一上端面的第二光导装置，用于将来自第一光导装置的准直光束分成一第一和一第二分离光束，其中该第一光导装置的下端面与该第二光导装置的上端面相耦合；及具有一第一和一第二光电单元的检测装置，用于分别接收第一和第二分离光束。
12.一种集成光学拾取系统，用于再生存储在一光盘的记录面上的信息信号，该系统包括一具有一上端面和一下端面的第一玻璃衬底，用于将一会聚光束射至记录面上，并在该会聚光束被从该记录面反射后将其准直，其中，该第一玻璃衬底的上端面与该光盘相对；一具有一上端面和一下端面的第二玻璃衬底，其中该第一玻璃衬底的下端面与该第二玻璃衬底的上端面耦合；一双聚焦光束分光器，被集成在第二玻璃衬底的下端面，用于将穿过第一玻璃衬底的准直光束分成一第一和一第二分离光束，其中该双聚焦光束分光器包括一第一和一第二部分，每一部分有一分离的焦点；及一具有一第一和一第二光电单元的检测器，其中每一光电单元被分别置于该双聚焦光束分光器的该部分的每一分离焦点处，由此使该集成光学拾取系统读取光盘的记录面上的信息信号。
13.如权利要求12的集成光学拾取系统，其中该第一玻璃衬底包括一半导体激光器，用于产生一光束，其中该半导体激光器附着在第一玻璃衬底的下端面上的预定位置；一光学装置，用于反射该光束的一部分，其中该光学装置形成在第一玻璃衬底的下端面上，距半导体激光器一段预定距离；一反射透镜，被集成在第一玻璃衬底的上端面上，其中该反射透镜与该半导体激光器和该光学装置分别相对；及一物镜，用于将准直光束会聚并在该会聚光束被从记录面反射后将其准直，其中该物镜被集成在第一玻璃衬底的上端面上，与光盘的记录面相对，以由此产生会聚光束。
14.如权利要求13的集成光学拾取系统，其中该双聚焦光束分光器分别与该检测器和该光学装置相对。
15.如权利要求14的集成光学拾取系统，其中该光学装置被制成将来自物镜的准直光束的一部分透镜至该双聚焦光束分光器。
16.如权利要求12的集成光学拾取系统，其中该双聚焦光束分光器能够反射从第一玻璃衬底透射的准直光束。
全文摘要
一集成光学拾取系统用于再生存储于光盘的记录面上的信息信号，该系统的组成为一第一光学玻璃衬底(与其集成的有一半导体激光器、一反射准直透镜、一透射离轴衍射物镜和一反射膜)，用于将一会聚光束射至该光盘上并在该会聚光束被从该记录面反射之后将其准直；以及一第二玻璃衬底(其中集成的有一双聚焦光束分光器和一光检测器)，用于将该准直光束从第一玻璃衬底导向该光检测器，由此使该集成光学拾取系统再生光盘的记录面上的信息信号。
文档编号G11C11/21GK1155666SQ9612085
公开日1997年7月30日 申请日期1996年11月27日 优先权日1996年11月27日
发明者崔良吾 申请人:大宇电子株式会社