专利名称：用于读取不同类型光盘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，且更具体地涉及一种通过在其内装有一分束器和一光学装置而使尺寸减小的改进的光学拾取系统，其中该分束器包括有一对表面而该光学装置包括有一对用于读取薄和厚两种光盘的信息信号的全息光栅。
众所周知，在用于实现一高密度光学存储介质的数据的再现的光学拾取头中，短波长光源和大数值孔径(NA)是重要的光学因素。因此，最好在供具有例如0.6mm厚度的DVD(数字视盘)使用的光学头中采用一大的NA，例如0.6，的透镜。然而，如果这样一用于读取薄光盘的光学头被用于读取一常规的1.2mmCD(紧致盘)，由光盘厚度差引起的球面象差必须被修正。
用于解决该问题的一种光学头是
图1中所示的带有全息光学元件(HOE)的双焦点光学头。
图1示出了一种常规的可再现不同厚度的光盘中存储的信息信号的双焦点光学头100，如由Kanda和Hayashi著的“用于0.6mm和1.2mm盘的双焦点光学头”SPIE Vol.2338 Optical DataStorage(1994)/283中所描述的。该双焦点光学头100包括一光源126，用于生成一光束；一分束器106；一准直透镜108；一HOE110；一物镜112；一柱面透镜104和设置有四个光电元件的一检测器102。来自准直透镜108的光束通过HOE110被分裂成第0级和第1级衍射光束，然后通过物镜112被聚焦，其中第1级衍射光束128的焦距大于第0级衍射光束124的焦距。
在光学头100中，第0级衍射光束124被用于再现一薄光盘116的记录表面118上的信息信号。自光源126，例如激光二极管发射的光束经分束器106和准直透镜108进入HOE110，其中分束器106通过其中装设的一表面部分地反射光束，准直透镜108使来自分束器106的光束平行。HOE110简单地起到用于该平行光束的第0级衍射光束124的平行片的作用。该第0级衍射光束124通过物镜112被聚焦到薄光盘116的记录表面118上。当该第0级衍射光束124被从薄光盘116经物镜112反射到HOE110，该HOE110还起到平行片的作用。反射的第0级衍射光束124在通过准直透镜108和分束器106之后，借助于通过柱面透镜104变为象散的，使检测器102读取薄光盘116的记录表面118上的信息信号。
同时，为了再现厚光盘122的记录表面120上的信息信号，使用从HOE110透射的第1级散射光束128。在此情况下，HOE110，与物镜112相组合，起到用于将第1级散射光束128聚焦到厚光盘122的记录表面120连同物镜112上。因此，供薄光盘116使用的光学头100可再现厚光盘122的记录表面120上的信息信号。
上述光学头100的主要缺陷之一在于其尺寸较大，这是由于检测器102的位置所致。也就是说，检测器102被置于光束自光盘反射通过准直透镜108的会聚点，其中该会聚点形成在准直透镜108相对于分束器106的相反侧上，从而扩展了光学头100的整体尺寸而使其变得笨重。
因此，本发明的主要目的在于提供一种尺寸减小且结构更简单的用于读取薄和厚光盘上的数据的光学拾取系统。
根据本发明，提供一种用于读取光盘的信息信号的光学拾取系统，该系统包括第一和第二光源；第一和第二检测器；一物镜；具有第一和第二表面的分束器；和具有第一和第二部分的一光学装置，其中自第一光源发射的P-偏振分量的第一光在通过第一部分后由第一表面被反射给物镜，该反射的第一光通过该透镜被聚焦在光盘上并反射回给透镜以进入第一部分，第一部分将该反射的第一光转换成一S-偏振分量，该转换的第一光在通过第二表面被反射后，通过第一部分被衍射给第一检测器，而自第二光源发射的S-偏振分量的第二光在通过第二部分后由第二表面反射给物镜，该反射的第二光通过该透镜被聚焦在光盘上并被反射回给透镜以进入第二部分，第二部分将反射的第二光转换成一P-偏振分量的第二光，该转换的第二光在通过第一表面被反射后，通过第二部分被衍射给第二检测器。
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明连同以上的及其它的目的和优点将变得显然。附图中图1表示一现有技术的光学头的概略性视图；图2表示当将一厚光盘放在盘托架上时，根据本发明的一光学拾取系统的概略性视图；图3表示了当将一薄光盘放在盘托架上时，根据本发明的一光学拾取系统的概略性视图；图4表示图2和3中所示的光学拾取系统中的光学装置的说明性视图。
参见图2至4，示出了根据本发明的优选实施例的光学拾取系统。应该理解图2至4中出现的类似部件用相同的参考数字表示。
在图2中，示出了根据本发明的优选实施例的以第一和第二模式之一工作的光学拾取系统200的概略性视图。光学拾取系统200包括第一光源210，用于生成第一光束，其可以是带有波长入的第一线性偏振，例如P-偏振的光束，和第二光源212，用于生成第二光束，其可以是带有波长入的第二线性偏振；例如S-偏振的光束；设有第一和第二表面222、224的一分束器220；设有第一和第二全息光栅232、234的光学装置230；入/4板240；物镜250；和第一及第二光学检测器270、272。可例如通过在第一表面222上形成反射照射在其上的光束的第一线性偏振分量而透射该光束的另一，例如第二线性偏振分量的材料，且还通过在第二表面224上形成反射照射在其上的光束的第二线性偏振分量而透射该光束的另一，例如第一线性偏振分量的材料来制做分束器220。分束器220被配置成使其第一和第二表面222、224相对于由物镜250的中心点和第一光束的会聚点形成的一光轴被倾斜一预定的角度，例如45度并在该光轴上相互垂直相交。最好分束器220被配置在第一和第二光源210、212之间。光学装置230的第一全息光栅232透射照射在其上的光束的第一线性偏振分量并衍射该光束的第二线性偏振分量，而光学装置230的第二全息光栅234透射照射在其上的光束的第二线性偏振分量并衍射该光束的第一线性偏振分量。光学装置230被配置在分束器220和物镜250之间。
当将具有例如1.2mm厚度的厚光盘260放置在盘托架(未示出)上时，光学拾取系统200以第一模式工作。在第一模式中，自第一光源210发射的第一光束进入分束器220的第一表面222。第一光束通过分束器220中所设的第一表面222被反射给光学装置230。如图4所示，光学装置230通过划分线236以围绕第一全息光栅232环形盘的形式被划分成第一全息光栅232和第二全息光栅234。
当自第一表面222反射的第一光束落在光学装置230上时，光学装置230的第一全息光栅232将照射在其上的第一光束的一部分透射给1/4λ板240，而光学装置230的第二全息光栅234将衍射照射在其上的第一光束的其余部分，从而使照射在第二全息光栅234上的第一光束的该其余部分在读取所放置光盘260上存储的信息信号中无用。也就是说，第一光束的该其余部分通过第二全息光栅234被衍射开，以使光学装置230的第一全息光栅232用作为孔径形(aperatureshape)以形成照射在物镜250上的光束的一截面。物镜250被配置在所放置的光盘260和光学装置230之间。尽管本优选实施例中的划分线236被以一圆的形状形成，但线236的形状并不限于圆。只要给出用于读取厚和薄光盘260、262的数据的最佳数值孔径NA。也可采用另一种孔径形例如椭圆形、矩形等。
照射在1/4λ板240上的第一光束的部分在通过其之后被转换成一圆偏振的光束并被透射给物镜250。1/4λ板240被安装在光学装置230的顶上。该圆偏振光束通过物镜250被聚焦在所放置的光盘260上并被反射回给物镜250以进入1/4λ板240。该圆偏振光束在通过1/4λ板240之后被变成S-偏振光束。然后，该S-偏振光束进入光学装置230的第一全息光栅232，第一全息光栅232将S-偏振光束衍射给分束器220的第二表面224。该衍射的S-偏振光束通过分束器220的第二表面224被反射给第一光学检测器270，从而使第一光学检测器270能读取所放置光盘260上的信息信号。
当将具有例如0.6mm厚度的薄光盘262放置在盘托架上时，光学读取系统200以第二模式工作，如图3所示。在第二模式中，光学装置230的第二全息光栅234起到孔径形的作用以形成照射在物镜250上的光束的截面，如下面详细描述的。
当自第二光源212发射的第二光束进入分束器220的第二表面224时，第二光束通过分束器220中所设的第二表面224被反射给光学装置230。自第二表面224反射的第二光束落在光学装置230上，其中光学装置230的第二全息光栅234将照射在其上的第二光束的一部分透射给1/4λ板240，而光学装置230的第一全息光栅232衍射照射在其上的第二光束的其余部分，从而使照射在第一全息光栅232上的第一光束的该其余部分在读取所放置的光盘262上存储的信息信号中无用。也就是说，第一光束的该其余部分通过第一全息光栅232被衍射开，以使光学装置230的第二全息光栅234用作为孔径形以形成照射在物镜250上的光束的截面。
照射在1/4λ板240上的第二光束的部分在通过其之后被转换成一圆偏振的光束且被透射给物镜250。该圆偏振光束通过物镜250被聚焦在所放置的光盘262上并且被反射回给物镜250以进入1/4λ板240。该圆偏振光束在通过1/4λ板240之后被变成P-偏振光束。然后，该P-偏振光束进入光学装置230的第二全息光栅234，第二全息光栅234将该P-偏振光束衍射给分束器220的第一表面222。该衍射的P-偏振光束通过分束器220的第一表面222被反射给第二光学检测器272，从而使第二光学检测器272可读取所放置的光盘262的信息信号。
由于第一和第二表面222、224互相垂直相交，可将第一和第二光学检测器270、272分别定位在第二和第一光源212、210的附近，导致光学拾取系统200整体尺寸的减小。
尽管相对于优选实施例对本发明进行了描述，在不脱离由后附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可作出其它的改型和变化。
权利要求
1.一种用于读取光盘的信息信号的光学拾取系统，该系统包括第一和第二光源；第一和第二检测器；一透镜；具有第一和第二表面的分束器；及具有第一和第二部分的光学装置；其中自第一光源发射的P-偏振分量的第一光在由第一表面反射后，通过第一部分被透射给该透镜，然后，该第一光通过该透镜被聚焦在光盘上且被反射回给该透镜以进入第一部分，第一部分将该反射第一光转换成S-偏振分量的光并在由第二表面反射后，将该转换的第一光衍射给第一检测器，而自第二光源发射的S-偏振分量的第二光在由第二表面反射后，通过第二部分被透射给该透镜，然后该第二光通过该透镜被聚焦在光盘上且被反射回给该透镜以进入第二部分，第二部分将该反射的第二光转换成P-偏振分量并在由第一表面反射后，将该转换的第二光衍射给第二检测器。
2.根据权利要求1的光学拾取系统，其中该光学装置还包括安装在第一和第二部件顶上的一λ/4板，用于在光通过其后，改变该光的一偏振分量。
3.根据权利要求2的光学拾取系统，其中第一部分是一第一全息光栅，其透射照射在其上的光的P-偏振分量并衍射该光的S-偏振分量。
4.根据权利要求3的光学拾取系统，其中第二部分是一第二全息光栅，其透射照射在其上的光的S-偏振分量并衍射该光的P-偏振分量。
5.根据权利要求4的光学拾取系统，其中第二全息光栅是采用围绕第一全息光栅的环形盘的形式。
6.根据权利要求5的光学拾取系统，其中，如果该光盘是紧致盘，第二光源被启通。
7.根据权利要求6的光学拾取系统，其中，如果该光盘是数字视盘，第一光源被启通。
8.根据权利要求1的光学拾取系统，其中分束器的第一表面被涂覆以反射照射在其上的光的P-偏振分量而透射该光的S-偏振分量的第一材料。
9.根据权利要求8的光学拾取系统，其中分束器的第二表面被涂覆以反射照射在其上的光的S-偏振分量而透镜该光的P-偏振分量的材料。
10.根据权利要求9的光学拾取系统，其中第一和第二表面在由该透镜的中心点和第一光的会聚点形成的一线上相互相交。
11.根据权利要求1的光学拾取系统，其中该光学装置被配置在该分束器和该透镜之间。
12.根据权利要求11的光学拾取系统，其中该透镜被配置在该光学装置和该光盘之间。
13.根据权利要求12的光学拾取系统，其中第一检测器被定位在第二光源附近而第二检测器被定位在第一光源附近。
14.根据权利要求13的光学拾取系统，其中该分束器被配置在第一和第二光源之间。
15.根据权利要求14的光学拾取系统，其中该分束器的第一表面处于与第一光源和该光学装置相面对的关系。
16.根据权利要求15的光学拾取系统，其中该分束器的第二表面处于与第二光源和该光学装置相面对的关系。
全文摘要
一种光学拾取系统,包括:第一和第二光源;第一和第二检测器;一透镜;具有第一和第二表面的分束器;及具有第一和第二部分的光学装置;其中自第一光源发射的P－偏振分量的第一光在由第一表面反射后,通过第一部分被透射给该透镜,然后被聚焦在光盘上且被反射回给该透镜以进入第一部分,转换成S－偏振分量的光并在由第二表面反射后,衍射给第一检测器,而自第二光源发射的S－偏振分量的第二光的处理过程与之相似。
文档编号G11B7/12GK1220453SQ9812522
公开日1999年6月23日 申请日期1998年12月16日 优先权日1997年12月16日
发明者崔良吾 申请人:大宇电子株式会社