专利名称：用于读取存储在光盘上信息信号的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；并特别涉及一种通过在其中安装具有柱面镜和反射片的光学设备，而具有减小的尺寸的光学拾取系统。
光信息记录盘，例如紧致盘的共同问题之一与聚焦误差的存在有关；并已提出一种散光方法以解决这一问题。
图1中示出利用散光方法的现有技术光学拾取系统100，该方法在这里作为参考文献引用的、标题为光学聚焦设备的美国专利No.4,023,033中已被披露。光学拾取系统100包括光源110、分束器130、物镜140、光信息记录盘150、柱面镜160和光检测单元170。在系统100中，从光源110，例如激光二极管发射的光束112投射到分束器130上并被其中装有的反射表面132部分反射。从反射表面132反射的光束通过物镜140聚焦，在光盘150记录表面152上的会聚点154处形成聚焦光束。从光盘150反射的聚焦光束由物镜140会聚，并部分地透过分束器130，因其路径穿过柱面镜160而使其产生散光，之后射到光检测单元170上。
参照图2，光检测单元170包括四个光电池171到174，第一和第二加法器176、177以及差分放大器178。每个光电池，例如171以光强测量的形式产生输出。分别将来自光电池的两个对角，例如171、174的两个输出送到第一加法器176，将来自光电池余下的两个对角172、173的另外两个输出送到第二加法器177。之后将来自第一和第二加法器176、177的输出送到差分放大器178，由此，通过比较第一和第二加法器176，177的输出，该差分放大器178将产生相关的聚焦误差，该聚焦误差就是来自加法器对的两个输出的差值。
由于存在散光，射到光电池171到174上的光束图像或形状175随光盘150记录表面152相对于光束会聚点154的相对位置而改变。为检测光束图像形状的变化，将柱面镜160如此定位于会聚点154和光检测单元170之间，使得当光束被精确聚焦(零聚焦误差)在记录表面152，如在本领域中所熟知的“正确聚焦”位置(just focused position)上时，射到光电池171到174上的光束图像形状变为圆形。如果光盘150沿着在正确聚焦位置和物镜140的中心之间所作的光轴移动，则聚焦误差信号变为非零，其所带符号(正负号)表示光盘150的记录表面152从焦深位置偏移的方向，从而可检测聚焦误差。
上述光学拾取系统100的主要缺点之一在于其由光检测单元170所造成的大的尺寸。即，光检测单元170被以反射表面132的中心点和光源110的中心点之间的距离，设置在由反射表面132的中心点和物镜140的焦点形成的直线上，其中该直线与由光源110的中心点和反射表面132的中心点形成的光轴相垂直，因而使整个光学拾取系统100的尺寸庞大。
因此，本发明的主要目的是提供一种具有减小的尺寸及更简单的结构的光学拾取系统。
根据本发明的一个方面，提供一种用于读取存储在光盘上的信息信号的光学拾取系统，所述系统包括光源，用于产生光束；第一光学设备，用于使射向光盘的光束部分地透过；光检测单元，用于检测射到其上的光束；物镜，用于将透过的光束聚焦在光盘上，及用于使从光盘反射的光束会聚在第一光学设备上，该第一光学设备能够部分反射射到其上的光束；第二光学设备，用于将来自第一光学设备的光束反射到光检测单元上，及用于使透过它的光束产生散光，从而使光学拾取系统能够从光盘读取信息信号。
根据本发明的另一方面，提供一种用于读取存储在光盘上的信息信号的光学拾取系统，所述系统包括光源，用于产生光束，该光束包括第一和第二偏振分量；第一光学设备，用于使射向光盘的光束的一个偏振分量透过；1/4λ片，用于改变穿过它的光束的偏振分量，所述λ为光束的波长；第二光学设备，用于检测射到其上的光束；物镜，用于将穿过1/4片之后的光束聚焦在光盘上，及用于使从光盘反射的光束在穿过1/4λ片之后会聚在第一光学设备上，其中第一光学设备能够反射射到其上的光束的改变的偏振分量；而第二光学设备用于在光检测单元的方向上反射射到其上的光束的改变的偏振分量，其中第二光学设备使透过它的光束产生散光，从而使光学拾取系统能够从光盘读取信息信号。
当结合附图阅读以下对优选实施例的描述时，本发明及其上述和其它目的和优点将变得更加明显，其中图1示出现有技术光头的侧面示意图；图2示出安装到图1中所示现有技术光头中的光检测单元的平面图；图3示出根据本发明第一优选实施例的光学拾取系统侧面示意图，该系统使用本发明的光学设备；以及图4示出根据本发明第二优选实施例的光学拾取系统侧面示意图，在该系统中装有本发明的光学设备。
图3和4中分别示出根据本发明第一和第二优选实施例的光学拾取系统200和300的侧面示意图。
在图3中，示出了根据本发明第一优选实施例的、富有创造性的光学拾取系统200的侧面示意图，该系统200包括用于产生光束的光源210，例如半导体激光器或激光二极管；分束器220，该分束器220具有光束可穿透的基片222和在基片222上面形成的反射表面224；物镜230；光检测单元260和光学设备250，该光学设备250带有反射片252和固定在反射片252上面的柱面镜254，其中柱面镜254包括凸的和平坦的表面。
将光源210、分束器220和物镜230如此设置，使得分束器220设置于物镜230和光源210之间，且连接物镜230焦点和光源210中心的第一光轴穿过分束器220的反射表面224的中心，并以第一预定角度与分束器的反射表面224相交，该第一预定角度最好为45度。将光学设备250的反射片252如此设置，使得连接反射表面224中心和反射片252中心的第二光轴以第二预定角度与反射片252相交。
当从光源210发出的光束射到分束器220上时，分束器220的反射表面224使在物镜230方向上的光束一部分透过，而反射余下的光束部分，从而使余下的光束部分对于读取存贮在光盘240记录表面242上的信息信号是无用的，其中来自光源210的光束是沿第一光轴对准的。物镜230使穿过它之后的光束部分聚焦在光盘240的记录表面242上，其中物镜230可设置在分束器220和光盘240之间。
之后，从光盘240的记录表面242反射的光束部分首先由物镜230会聚，然后被分束器220的反射表面224朝着光学设备250的方向反射。从反射表面224反射的光束射到柱面镜254上，其中柱面镜254使入射到其中的光束在从其中反射之后产生散光，从而通过使用散光方法使光检测单元260能够检测聚焦误差信号。
由于反射片252固定在柱面镜254的平坦表面上，因而可将光检测单元260定位在光源210附近，从而减小整个光学拾取系统200的尺寸是可能的。从分束器220反射表面224到光检测单元260的光束的光程变为与从光源210到分束器220反射表面224的光程相等。在本发明第一优选实施例中，最好将光学设备250的反射片252设计为将射到其上的光束全反射，从而提高光学拾取系统200的光效率。
图4中，根据本发明第二优选实施例的光学拾取系统300包括光源310，例如半导体激光器或激光二极管，用于产生包括P-和S-偏振光分量的、波长为λ的光束；分束器320，该分束器320具有光束可穿透的基片322和在基片322上面形成的偏振层324；1/4λ片330；物镜340；光检测单元370和光学设备360，该光学设备360带有渐变折射率透镜362和固定在渐变折射率透镜362上面的反射片364。
在系统300中，当光盘350被装载在光盘托盘上时，从光源310发射的光束在透过分束器320偏振层324之后射入物镜340，该分束器320的偏振层324可在1/4λ片330的方向上透过P-偏振光分量，并反射S-偏振光分量，从而使S-偏振光分量对于拾取存储在光盘350的记录表面352上的信息信号是无用的，其中来自光源310的光束是沿连接光源310的中心点和物镜340焦点的第一直线对准的，且偏振层324被设置为以第一预定角度相对于第一直线倾斜。最好预定角度为45度。光源310放置在对物镜340来说与光盘350相反的位置上。透过分束器320偏振层324的P-偏振光分量穿过1/4λ片330，由物镜340聚焦在光盘350的记录表面352上。
之后，从光盘350反射的P-偏振光束首先由物镜340会聚，然后穿过1/4λ片330，从而由此转换为S-偏振光束。从P-偏振光束转换来的S-偏振光束将被分束器320的偏振层324朝着光学设备360的方向反射。转换的S-偏振光束射入渐变折射率透镜362，之后，光学设备360的反射片364使转换的S-偏振光穿过渐变折射率透镜362，全反射到光检测单元370上，其中渐变折射率透镜362使入射到其上的光束在透过其之后产生散光。反射片364被放置在对渐变折射率透镜362来说与分束器320相反的位置上。渐变折射率透镜362由光折射材料制成，其中折射率具有位置相关的分布，用于起与图3中柱面镜254类似的作用。应注意本发明第二优选实施例中光检测单元370的功能和结构与本发明第一优选实施例的光检测单元类似。
与现有技术光学拾取系统100相比，富有创造性的光学拾取系统200，300具有更简单的结构。这是通过将具有柱面镜254和反射片252的光学设备250安装到光学拾取系统200中，以及将具有渐变折射率透镜362和反射片364的光学设备360安装到光学拾取系统300中而实现的，其中柱面镜254和渐变折射率透镜362能够使入射到其上的光束产生散光，且光学设备250和360的反射片252和364分别将入射到其上的光束全反射到光检测单元260和370，从而减小了光学拾取系统200，300的尺寸。
尽管是结合优选实施例对本发明进行描述的，但可对本发明作出其它修改和变型，而不脱离如在以下的权利要求中提出的本发明实质和范围。
权利要求
1.一种用于读取存储在光盘上的信息信号的光学拾取系统，所述系统包括用于产生光束的装置；光学设备，用于使射向光盘的光束部分地透过；用于检测射到其上的光束的装置；用于将透过的光束聚焦在光盘上，及用于使从光盘反射的光束会聚在光学设备上的装置，该光学设备能够部分反射射到其上的光束；以及光学装置，用于将来自光学设备的光束反射到检测装置上，及用于使透过它的光束产生散光，从而使光学拾取系统能够从光盘读取信息信号。
2.如权利要求1的光学拾取系统，其中光学装置包括柱面镜，用于使透过它的光束产生散光；以及反射片，用于将来自光学设备的光束反射到检测装置上，其中柱面镜具有凸的和平坦的表面。
3.如权利要求2的光学拾取系统，其中反射片安装在柱面镜的平坦表面上。
4.如权利要求3的光学拾取系统，其中将光学设备如此设置，使其以第一预定角度相对于第一光轴倾斜，该第一光轴是通过将产生装置的中心点和聚焦装置的焦点连接形成的。
5.如权利要求4的光学拾取系统，其中第一预定角度为45度。
6.如权利要求5的光学拾取系统，其中将光学装置的反射片如此设置，使之以第二预定角度相对于第二光轴倾斜，该第二光轴是通过将反射片的中心点和光学设备的中心点连接形成的。
7.如权利要求6的光学拾取系统，其中检测装置放置在聚焦装置的焦点上。
8.如权利要求7的光学拾取系统，其中产生装置的中心点和光学装置的中心点之间的光程距离等于检测装置的中心点和光学装置的中心点之间的光程距离。
9.一种用于读取存储在光盘上的信息信号的光学拾取系统，所述系统包括用于产生光束的装置，该光束包括第一和第二偏振分量；光学设备，用于使射向光盘的光束的一个偏振分量透过；1/4λ片，用于改变穿过它的光束的偏振分量，所述λ为光束的波长；用于检测射到其上的光束的装置；用于将穿过1/4λ片后的光束聚焦在光盘上，及使从光盘反射的光束在穿过1/4λ片之后会聚到光学设备上的装置，其中光学设备能够反射射到其上的光束的改变的偏振分量；以及光学装置，用于在检测装置的方向上反射射到其上的光束的改变的偏振分量，其中光学装置使透过它的光束产生散光，从而使光学拾取系统能够从光盘读取信息信号。
10.如权利要求9的光学拾取系统，其中1/4λ片设置在聚焦装置和光学设备之间。
11.如权利要求10的光学拾取系统，其中光学装置包括渐变折射率透镜，用于使入射到其上的光束产生散光；以及反射片，用于反射入射到其上的光束。
12.如权利要求11的光学拾取系统，其中反射片固定在渐变折射率透镜上。
13.如权利要求12的光学拾取系统，其中反射片放置在对渐变折射率透镜来说与光学设备相反的位置上。
14.如权利要求13的光学拾取系统，其中从产生装置到光学设备的光程等于从光学设备到检测装置的光程。
15.如权利要求9的光学拾取系统，其中光学设备包括基片，由光束可穿透的材料制成，以及在基片上面形成的偏振层，该层可在1/4λ片方向上透过偏振光分量之一，并反射余下的偏振光分量，从而使余下的偏振光分量对于读取存储在光盘上的信息信号是无用的。
全文摘要
一种光学拾取系统,可读取存储在光盘上的信息信号。该光学拾取系统包括光源,用于产生光束;分束器,该分束器具有光束可穿透的基片和在基片上面形成的反射表面;物镜;光检测单元和光学设备,该设备具有反射片和固定在反射片上面的柱面镜。在光学拾取系统中装有光学设备,该设备具有柱面镜和反射片,其中柱面镜能够使射到其上的光束产生散光,且光学设备的反射片将射到其上的光束全反射到光检测单元上,从而减小光学拾取系统的尺寸。
文档编号G11B7/135GK1188307SQ9712574
公开日1998年7月22日 申请日期1997年12月29日 优先权日1997年12月29日
发明者崔良吾 申请人:大宇电子株式会社