專利名稱：由單軸晶體和非軸晶體材料的組合棱鏡構(gòu)成的光學(xué)拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磁光盤和光盤等裝置中的光學(xué)拾取器，更為明確地講，是旨在通過使用由兩塊棱鏡，偏振膜和光柵構(gòu)成的組合棱鏡來(lái)減少光學(xué)系統(tǒng)的元件數(shù)量和縮短系統(tǒng)的光路長(zhǎng)度。
一般來(lái)講，用于磁光盤和光盤等中的光學(xué)拾取器具有一個(gè)用于檢測(cè)來(lái)自記錄介質(zhì)的射頻信號(hào)的光學(xué)系統(tǒng)，一個(gè)用于檢測(cè)聚焦誤差的光學(xué)系統(tǒng)，和一個(gè)用于檢測(cè)道跟蹤誤差的光學(xué)系統(tǒng)。
如

圖1所示，在上述光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)中，一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)被安排在使光入射到記錄介質(zhì)2上的出發(fā)光路上。安排在出發(fā)光路上的該光學(xué)系統(tǒng)由激光光源1，和一個(gè)鄰接著光源1安排在光軸上的準(zhǔn)直透鏡3，記錄介質(zhì)2，第一偏振分束器4和第一凸透鏡5構(gòu)成。因而，發(fā)自光源1的光由準(zhǔn)直透鏡3準(zhǔn)直，透過第一偏振分束器4，入射到第一凸透鏡5，并由第一凸透鏡5會(huì)聚到記錄介質(zhì)2上。
此外，在光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)中，有一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)被安排在用于檢測(cè)記錄介質(zhì)2所反射的光的返回光路上。安排在返回光路上的該光學(xué)系統(tǒng)用于檢測(cè)自記錄介質(zhì)2返回的光束，這部分光由第一偏振分束器4分出來(lái)。由第一偏振分束器4反射的返回光束光軸上設(shè)置有一個(gè)半波片6，第二凸透鏡7，凹透鏡8，第二偏振分束器9，以及一個(gè)用于檢測(cè)透過該第二偏振分束器9的光束的二分光電檢測(cè)器10，和一個(gè)用于檢測(cè)由第二偏振分束器9反射并透過柱面透鏡11的光束的四分光電檢測(cè)器12。
經(jīng)第一偏振分束器4反射的返回光，其偏振面被半波片6轉(zhuǎn)動(dòng)了45度之后，被第二凸透鏡7和凹透鏡8會(huì)聚在預(yù)定焦長(zhǎng)處，并入射到第二偏振分束器9上。然后，透過第二偏振分束器9的光再由二分光電檢測(cè)器10檢測(cè)出來(lái)。由第二偏振分束器9反射的光，由于柱面透鏡11的緣故而引起象散，并因而由四分光電檢測(cè)器12所檢測(cè)。
在這個(gè)時(shí)候，二分光電檢測(cè)器10用于按推挽法檢測(cè)道跟蹤誤差信號(hào)，而四分光電檢測(cè)器12用于按著象散法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。而且，四分光電檢測(cè)器12還用于檢測(cè)來(lái)自于記錄介質(zhì)2的射頻信號(hào)。
在上述光學(xué)拾取器中，必須有一個(gè)柱透鏡11才能檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)。而且第一凸透鏡必須與凹透鏡相結(jié)合，為的是在用二分光電檢測(cè)器10和四分光電檢測(cè)器12檢測(cè)返回光時(shí)提高放大率，因此許多部件都是必不可少的。于是，由于生產(chǎn)成本隨著部件數(shù)量的增多而增加，因此，希望減少部件的數(shù)量。
而且，在上述光學(xué)拾取器中，為了在用二分光電檢測(cè)器10和四分光電檢測(cè)器12檢測(cè)返回光時(shí)提高放大率，第一凸透鏡與凹透鏡必須相互結(jié)合起來(lái)。但是，在第一凸透鏡與凹透鏡按這種方式相結(jié)合的情況下，光學(xué)系統(tǒng)光路的長(zhǎng)度將變得過長(zhǎng)。而且，光學(xué)系統(tǒng)過長(zhǎng)的光路還影響器件的小型化。所以，為了使器件小型化就需要一種能夠構(gòu)造出較短光路光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)拾取器。
此外，作為可以構(gòu)造出有少量部件和短光路的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)拾取器，已被提出采用一種具有偏振選擇特性全息光學(xué)元件的器件。然而全息光學(xué)元件消光比比較差，且不能大批生產(chǎn)，因而在實(shí)際應(yīng)用這個(gè)帶有全息光學(xué)元件的器件時(shí)，仍存在著一些問題。而且有全息光學(xué)元件的器件沒有偏振分束器，這使該器件不能獲得高效率。結(jié)果是，諸如信/噪比等信號(hào)性能比前述使用偏振分束器的時(shí)候下降了。
本發(fā)明是針對(duì)上述問題而提出的。因此本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)拾取器，它可使光學(xué)系統(tǒng)不使用全息光學(xué)元件，但元件數(shù)量減少且光程縮短。
本發(fā)明提供了一種用于把光束照射到記錄介質(zhì)上并檢測(cè)記錄介質(zhì)反射回來(lái)的光，進(jìn)而從記錄介質(zhì)上讀出信號(hào)的光學(xué)拾取器，它包括一個(gè)發(fā)射激光的光發(fā)射部分；一個(gè)由非軸晶體材料構(gòu)成并接收光發(fā)射部分所發(fā)出光的第一光學(xué)元件；一個(gè)由單軸晶體材料構(gòu)成并經(jīng)由偏振膜而粘到第一光學(xué)元件上的第二光學(xué)元件；一個(gè)第一檢測(cè)裝置，當(dāng)光發(fā)射部分發(fā)出的光透過第一光學(xué)元件經(jīng)偏振膜反射，且該偏振膜反射的光照射到記錄介質(zhì)上，記錄介質(zhì)反射的光再入射到第一光學(xué)元件并透過偏振膜進(jìn)入第二光學(xué)元件之后，檢測(cè)透過第二光學(xué)元件的光束；一個(gè)設(shè)置在記錄介質(zhì)反射光的光路中的光柵；和一個(gè)第二檢測(cè)裝置，其所測(cè)的光是光發(fā)射部分發(fā)出的光透過第一光學(xué)元件且透過偏振膜和第二光學(xué)元件的光。
而且，本發(fā)明提供了一種用于把光束照射到記錄介質(zhì)上并檢測(cè)記錄介質(zhì)反射回來(lái)的光進(jìn)而從記錄介質(zhì)上讀出信號(hào)的光學(xué)拾取器，它包括一個(gè)發(fā)射激光的光發(fā)射部分；一個(gè)由非軸晶體材料構(gòu)成并接收光發(fā)射部分所發(fā)出光的第一光學(xué)元件；一個(gè)由單軸晶體材料構(gòu)成并經(jīng)由偏振膜而粘到第一光學(xué)元件上的第二光學(xué)元件；一個(gè)在透過第一光學(xué)元件而被偏振膜發(fā)射的光照射到記錄介質(zhì)上，且記錄介質(zhì)反射的光再次透過第一光學(xué)元件而進(jìn)入偏振膜，并繼續(xù)透過偏振膜入射到第二光學(xué)元件且在通過第二光學(xué)元件時(shí)被分成非常光和尋常光之后，用于衍射該尋常光和非常光的光柵；一個(gè)用于檢測(cè)光柵衍射出來(lái)的0級(jí)光，+1級(jí)和-1級(jí)光的第一檢測(cè)裝置；和一個(gè)第二檢測(cè)裝置，其所測(cè)的光是光發(fā)射部分發(fā)出的光透過第一光學(xué)元件再透過偏振膜并繼續(xù)透過第二光學(xué)元件的那部分光。
本發(fā)明的上述及其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下文參考附圖所做的詳細(xì)說明而更加清楚。
圖1是現(xiàn)有光學(xué)拾取器的一種構(gòu)成實(shí)例平面圖；圖2是從組合棱鏡上方看去該組合棱鏡一個(gè)實(shí)例的頂視圖；圖3是圖2所示組合棱鏡的側(cè)視圖；圖4是圖2所示組合棱鏡的圖解圖；它表示出由偏振膜所產(chǎn)生的偏振方向和第二棱鏡光軸之間的關(guān)系；圖5是本發(fā)明光學(xué)拾取器與記錄介質(zhì)一個(gè)實(shí)例主要部分的圖解側(cè)視圖；圖6是圖5所示光學(xué)拾取器與記錄介質(zhì)主要部分從上方看去的視圖；圖7是表示本發(fā)明光學(xué)拾取器一種構(gòu)成實(shí)例的平面圖；圖8是表示第二光檢測(cè)裝置和光斑圖案實(shí)例的平面圖；圖9是表示第二光檢測(cè)裝置和光斑圖案另一個(gè)實(shí)例的平面圖；圖10是本發(fā)明組合棱鏡另一實(shí)例從光柵一側(cè)看去的平面圖；圖11是圖10所示組合棱鏡從上方看去的平面圖；圖12是表示第二光檢測(cè)裝置和光斑圖案另一個(gè)實(shí)例的平面圖；圖13是組合棱鏡另一個(gè)實(shí)例的側(cè)視圖14是圖13所示組合棱鏡從上方看去的平面圖；圖15是表示本發(fā)明光學(xué)拾取器另一種構(gòu)成實(shí)例的平面圖；圖16是表示本發(fā)明的光學(xué)拾取器的平面圖，其在組合棱鏡附近部分是經(jīng)過放大的；圖17是表示本發(fā)明光學(xué)拾取器另一構(gòu)成實(shí)例主要部分的放大平面圖；圖18是表示本發(fā)明光學(xué)拾取器再一種構(gòu)成實(shí)例主要部分的放大平面圖；及圖19是表示第二光檢測(cè)器和光斑圖案一個(gè)實(shí)例的平面圖，該例采用的是三光斑法。
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例，參改附圖予以詳細(xì)說明。
下文首先說明本發(fā)明光學(xué)拾取器所用組合棱鏡的一個(gè)實(shí)施例。
如圖2和3所示，本實(shí)施例的組合棱鏡包括，一個(gè)由第一直角棱鏡21與第二直角棱鏡22通過偏振膜(未畫出)相互粘合而成的耦合棱鏡23，和一個(gè)粘在該耦合棱鏡23上的光柵24。
上述第一直角棱鏡21由非軸晶體材料如玻璃等等構(gòu)成。另外，第二直角棱鏡22的形狀基本與第一直角棱鏡21的相同，且由單軸晶體材料構(gòu)成。第一直角棱鏡21折射率ng，和第二直角棱鏡22尋常光折射率no，和第二直角棱鏡22非常光折射率ne之間的關(guān)系由公式no＜ng＜ne，或ne＜ng＜no來(lái)表示。
然后，按照第一直角棱鏡21與第二直角棱鏡22通過偏振膜其斜面彼此相接合的方式制出耦合棱鏡23。因此，耦合棱鏡23的形狀基本為直角平行六面體狀，且在第一直角棱鏡21一側(cè)有第一平面23a和第二平面23b，而在第二直角棱鏡的一側(cè)有第三平面23c和第四平面23d。
夾在第一直角棱鏡21與第二直角棱鏡22之間的偏振膜是由多層介質(zhì)膜構(gòu)成的。如圖4所示，從第四平面23d一側(cè)看該組合棱鏡，其偏振膜按這樣的方式設(shè)置當(dāng)光束透過偏振膜并入射到第二直角棱鏡22中時(shí)，第二直角棱鏡22的光軸22a與入射到第二直角棱鏡22中光束的偏振方向22b之間夾角θ為45度。
而且，粘到第二直角棱鏡22上的光柵24是被粘在了耦合棱鏡23的第四平面23d上，以使從第二直角棱鏡22射出的光發(fā)生衍射。
在該組合棱鏡中，當(dāng)從第二平面23b入射的光透過偏振膜時(shí)將被增強(qiáng)，然后被第二棱鏡22分成尋常光LI和非常光LJ，如圖2所示。如圖3所示，尋常光LI和非常光LJ由光柵24衍射面分別分裂成0級(jí)光LI0和LJ0，+1級(jí)光LI1和LJ1及-1級(jí)光LI2和LJ2。而大于等于±2級(jí)的衍射光被忽略。
下文將描述一個(gè)使用了這種組合棱鏡的光學(xué)拾取器實(shí)施例。
如圖5和6所示，本實(shí)施例的光學(xué)拾取器31適用于光盤裝置和磁光盤裝置等等，它把光投射在諸如磁光盤、光盤等的記錄介質(zhì)32上，并根據(jù)反射光讀取出記錄介質(zhì)2載帶的信號(hào)，而且它既用作檢測(cè)來(lái)自記錄介質(zhì)32所載帶的射頻信號(hào)的光學(xué)系統(tǒng)，和檢測(cè)聚焦誤差的光學(xué)系統(tǒng)，又用作檢測(cè)道跟蹤誤差的光學(xué)系統(tǒng)。
如圖7所示，此光學(xué)拾取器包括一個(gè)發(fā)射激光的光源41，一個(gè)按如下方式設(shè)置的組合棱鏡42光源41發(fā)出的激光從第一平面23a入射，透鏡44將從組合棱鏡42第二平面23b射出的光會(huì)聚到記錄介質(zhì)43的記錄表面43a上，第一光檢測(cè)裝置45用于檢測(cè)從組合棱鏡42的第三平面23c射出的光，以及第二光檢測(cè)裝置46用于檢測(cè)從組合棱鏡42第四平面23d射出的光。
在這種光學(xué)拾取器中，為了從記錄介質(zhì)43中讀出信號(hào)，光源41發(fā)出的激光從第一平面23a進(jìn)入組合棱鏡42，組合棱鏡42將入射的激光分成一束由組合棱鏡42偏振膜表面23e反射并從第二平面23b射出的光，和一束透過組合棱鏡42偏振膜表面23e然后從第三平面23c射出的光。
從組合棱鏡42第三平面23c射出的光由第一光檢測(cè)裝置45檢測(cè)。第一光檢測(cè)裝置45有一個(gè)光電探測(cè)器并用于監(jiān)視光源41輸出的激光功率，即第一光檢測(cè)裝置45檢測(cè)出從組合棱鏡42第三平面23c射出的光量，并根據(jù)所測(cè)出的光量控制光源41輸出的激光功率，以使激光功率總是被控制在一個(gè)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度上。
另一方面，從組合棱鏡42第二平面23b射出的光被透鏡44會(huì)聚在記錄介質(zhì)43的記錄表面43a上。如前所述，射到記錄介質(zhì)43上的光受到記錄介質(zhì)43的反射并透過透鏡44再返回到組合棱鏡42中。如前所述，由記錄介質(zhì)43反射而返回的光從第二平面23b入射到組合棱鏡42中，并穿過第一棱鏡21，偏振膜，第二棱鏡22和光柵24，從第四平面23d一側(cè)射出，并由第二光檢測(cè)裝置46所檢測(cè)。如下文將要描述的，記錄介質(zhì)43的信息軌道方向垂直于被組合棱鏡42分裂出來(lái)的尋常光LI和非常光LJ的分裂方向。
從記錄介質(zhì)43返回的光在通過偏振膜時(shí)被增強(qiáng)，并由第二棱鏡22分裂成尋常光LI和非常光LJ。尋常光LI和非常光LJ由光柵24衍射而分裂成0級(jí)光線LI0和非常光LJ0，+1級(jí)光線LI1和LJ1，及-1級(jí)光線LI2和LJ2。而大于等于±2級(jí)的衍射光被忽略了。
由記錄介質(zhì)43返回的光穿過組合棱鏡42，并因而被分成六束光線，它們是尋常光LI的0級(jí)光線LI0，+1級(jí)光線LI1和-1級(jí)光線LI2，和非常光LJ的0級(jí)光線LJ0，+1線光線LJ1和-1級(jí)光線LJ2。尋常光LI與非常光LJ的分裂方向與光柵24衍射的方向相互垂直，其形式為非常光LJ的0級(jí)光線LJ0，+1級(jí)光線LJ1和-1級(jí)光線LJ2分別在尋常光LI的0級(jí)光線LI0，+1級(jí)光線LI1和-1級(jí)光線LI2的下方射出。尋常光LI與非常光LJ的分裂方向如前所述的記錄介質(zhì)43的信息軌道方向相對(duì)應(yīng)。
用于檢測(cè)這六條光線的第二光檢測(cè)裝置46是這樣設(shè)置的使0級(jí)光線LI0和LJ0聚焦在第二光檢測(cè)裝置46上，+1級(jí)光線LI1和LJ1聚焦在第二光檢測(cè)裝置46的前邊，而-1級(jí)光線LI2和LJ2聚焦在第二光檢測(cè)裝置46的后邊。但+1級(jí)光線LI1和LJ1的聚焦位置與-1級(jí)光線LI2和LI2的聚焦位置是可以顛倒的。即允許-1級(jí)光線LI2和LJ2的聚焦位置在第二光檢測(cè)裝置46的前邊，+1級(jí)光線LI1和LJ1的聚焦位置在第二光檢測(cè)裝置46的后邊。
如圖8所示，第二光檢測(cè)裝置46包括設(shè)置在非常光LJ的+1級(jí)光線LJ1光軸上用于檢測(cè)非常光LJ的+1級(jí)光線LJ1的三分光電探測(cè)器A、B和C，設(shè)置在尋常光LI的+1級(jí)光線LI1光軸上用于檢測(cè)尋常光LI的+1級(jí)光線LI1的光電探測(cè)器D，設(shè)置在尋常光LI的-1級(jí)光線LI2光軸上用于檢測(cè)尋常光LI的-1級(jí)光線LI2的三分光電探測(cè)器E、F和G，設(shè)置在非常光LJ的-1級(jí)光線LJ2光軸上用于檢測(cè)非常光LJ的-1級(jí)光線LJ2的光電探測(cè)器H，設(shè)置在非常光LJ的0級(jí)光線LJ0光軸上用于檢測(cè)非常光LJ的0級(jí)光線LJ0的光電探測(cè)器I，以及設(shè)置在尋常光LI的0級(jí)光線LI0光軸上用于檢測(cè)尋常光LI和0級(jí)光線LI0的光電探測(cè)器J。
而且，圖8表示了一個(gè)光斑圖案的實(shí)例，以及第二光檢測(cè)裝置46的光接收表面上每條光線的偏振態(tài)。也就是說，這些光線每一個(gè)的光斑圖案是這樣的形狀尋常光LI和非常光LJ的0級(jí)光線LI0和LJ0都是一個(gè)點(diǎn)。因?yàn)樗鼈兦『镁劢乖诠怆娞綔y(cè)器I和J的光接收表面上，而尋常光LI和非常光LJ的+1級(jí)光線LI1和LJ1及-1級(jí)光線LI2和LJ2都是具有定擴(kuò)展的散斑形狀，因?yàn)樗鼈儧]有聚焦在光電探測(cè)器A、B和C，光電探測(cè)器D，光電探測(cè)器E、F和G，以及光電探測(cè)器H的光接收表面上。尋常光LI的偏振方向LIa與非常光LJ的偏振方向LJa是相互垂直的。
用于檢測(cè)非常光LJ的+1級(jí)光線LJ1的三分光電探測(cè)器A、B和C，和用于檢測(cè)尋常光LI的-1級(jí)光線LI2的三分光電探測(cè)器E、F和G是這樣設(shè)置的當(dāng)對(duì)記錄介質(zhì)43的聚焦和跟蹤處于正常狀態(tài)時(shí)，光斑的中心分別處在光電探測(cè)器B和光電探測(cè)器F這兩個(gè)夾在中間的探測(cè)器上。
當(dāng)用a、b、c、d、e、f、g、h、i和j表示構(gòu)成第二光檢測(cè)裝置46的光電探測(cè)器A、B、C、D、E、F、G、H、I和J所檢測(cè)到的光量時(shí)，則來(lái)自記錄介質(zhì)43的射頻信號(hào)，聚焦誤差信號(hào)和道跟蹤誤差信號(hào)將如下所述被獲得。
即由下述公式(1)得到聚焦誤差信號(hào)。
聚焦誤差信號(hào)＝(a＋c－b)－(g＋e－f)......(1)而且作為推挽信號(hào)的道跟蹤誤差信號(hào)由下述公式(2)獲得。
道跟蹤誤差信號(hào)＝(a－c)＋(e－g)......(2)當(dāng)使用磁光盤等等作為記錄介質(zhì)，且本光學(xué)拾取器被應(yīng)用于磁光盤裝置等等之中，以根據(jù)記錄介質(zhì)反射的光的偏振態(tài)讀出射頻信號(hào)時(shí)，作為再現(xiàn)信號(hào)的磁光信號(hào)是由尋常光LI的光量與非常光LJ光量之差獲得的，其中尋常光LI與非常光LJ兩者偏振方向是相互垂直的。因此，磁光信號(hào)能夠由下述公式(3)獲得。
光磁信號(hào)＝(i＋h)－(i＋d)......(3)而且，當(dāng)用磁光盤等作為記錄介質(zhì)，并將本光學(xué)拾取器用于磁光盤裝置等等之中，以根據(jù)記錄介質(zhì)反射的光的強(qiáng)度讀出射頻信號(hào)時(shí)，作為再現(xiàn)信號(hào)的光信號(hào)由下式(4)得到。
光信號(hào)＝(i＋h)＋(i＋d)......(4)但是，在公式(3)和(4)中，h和d不一定總是必需的。磁光信號(hào)和光信號(hào)由下述公式(5)和(6)得到。
光磁信號(hào)＝i－j......(5)光信號(hào)＝i＋j......(6)用于檢測(cè)0級(jí)光線LI0和LJ0的光電探測(cè)器I和J，在檢測(cè)射頻信號(hào)時(shí)其每一個(gè)都對(duì)準(zhǔn)中心，且每個(gè)探測(cè)器都是由單個(gè)光電探測(cè)器構(gòu)成的而不是由多分光電探測(cè)器構(gòu)成。因此，具有與檢測(cè)0級(jí)光線LI0和LJ0時(shí)基本上不產(chǎn)生噪聲的優(yōu)點(diǎn)，因而本光學(xué)拾取器能夠高靈敏度地檢測(cè)出射頻信號(hào)。
此外，在上述實(shí)施例中，盡管光電探測(cè)器I和H是彼此分開設(shè)置的，但它們也可以合并成一個(gè)單一的光電探測(cè)器。與之類似，分開設(shè)置的光電探測(cè)器J和D也可以合并成單一的光電探測(cè)器。
而且，在上述實(shí)施例中，記錄介質(zhì)43的信息軌道方向T適于作為尋常光LI與非常光LJ的分裂方向。但是，記錄介質(zhì)43的信息軌道方向T也可以垂直于尋常光LI與非常光LJ的分裂方向。在此情況下，除道跟蹤誤差信號(hào)之外的信號(hào)都能夠與上述光學(xué)拾取器相類似地檢測(cè)到。但是，為了檢測(cè)道跟蹤誤差信號(hào)，必須把光電探測(cè)器D作成為由光電探測(cè)器D1和D2構(gòu)成的二分光電探測(cè)器，把光電探測(cè)器H作成為由光電探測(cè)器H1和H2構(gòu)成的二分光電探測(cè)器，如圖9所示。當(dāng)光電探測(cè)器D1、D2、H1和H2檢測(cè)到的光量分別由d1、d2、h1和h2表示時(shí)，道跟蹤誤差信號(hào)作為一個(gè)推挽信號(hào)由下述公式(7)得到。
道跟蹤誤差信號(hào)＝(d1－d2)＋(h1－h(huán)2)......(7)而且，在上述實(shí)施例中，尋常光LI與非常光LJ的分裂方向適于與光柵24衍射的方向垂直。但是如圖10所示，光柵24可以轉(zhuǎn)動(dòng)90度以使之衍射的方向與尋常光LI和非常光LJ兩光的分裂方向一致，其結(jié)果是尋常光LI的0級(jí)光線LI0，+1級(jí)光線LI1和-1級(jí)光線LI2，與非常光LJ的0級(jí)光線LJ0、+1級(jí)光線LJ1和-1級(jí)光線LJ2在一條直線上射出。在此情況下，如圖11所示，通過光柵24從組合棱鏡45發(fā)出的光線按照下列順序排列成一行尋常光LI的-1級(jí)光線LI2，非常光LJ的-1級(jí)光線LJ2，尋常光LI的0級(jí)光線LI0，非常光LJ的0級(jí)光線LJ0，尋常光LI的+1級(jí)光線LI1和非常光LJ的+1級(jí)光線LJ1。如圖12所示，此時(shí)第二光檢測(cè)裝置45中的光電探測(cè)器A至J被排列成一行，以便與這六條光線對(duì)應(yīng)，從而使射頻信號(hào)、道跟蹤誤差信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)能夠與前述光學(xué)拾取器情況相類似地被檢測(cè)出來(lái)。但是，圖12表示了一個(gè)記錄介質(zhì)信息軌道方向T適于與各光電探測(cè)器A至J排列方向相同的實(shí)例。如前所述，當(dāng)記錄介質(zhì)信息軌道方向T與各光電探測(cè)器A至J排列方向垂直時(shí)，則光電探測(cè)器D和H都必須是二分型光電探測(cè)器。
而且，在上述實(shí)施例中，光柵24被貼在組合棱鏡42的第四平面23d一側(cè)。但是，如圖13和14所示，它也可以貼在第二平面23b一側(cè)。在此情況下，從記錄介質(zhì)43反射回來(lái)的光被光柵24衍射而分裂成0級(jí)光線L0，+1級(jí)光線L1和-1級(jí)光線L2，如圖13所示。之后，如圖14所示，這三束光線再由第二直角棱鏡22分別分裂成尋常光LI和非常光LJ。隨后它們被分裂成與前述光學(xué)拾取器情況相類似的六條光線。
而且，在上述實(shí)施例中，盡管光源41，組合棱鏡42，第一光檢測(cè)裝置45和第二光檢測(cè)裝置46是分立設(shè)置的，但這些組件也可以構(gòu)成一個(gè)整體。實(shí)際上，例如圖15所示的，光源51、組合棱鏡52、第一光檢測(cè)裝置53和第二光檢測(cè)裝置54都被貼在了一塊基板55上，而且這些組件都相互集合成一體。所以，從組合棱鏡52中射出的光由透鏡56按照與前述光學(xué)拾取器情況相似的方式聚焦在記錄介質(zhì)57的記錄表面57a上。
在圖16，是這種一體化的組件的放大圖。如圖16所示，組合棱鏡52的形狀是梯形的，以便形成適用的光路。也就是說，組合棱鏡52用平行四邊形的第一棱鏡61代替第一直角棱鏡21，并用梯形的第二棱鏡62代替第二直角棱鏡22。然后，為了使組合棱鏡52的總體形狀呈梯形的，將第一棱鏡61經(jīng)偏振膜(未示出)貼到第二棱鏡62的傾斜表面上，并將光柵63附到第二棱鏡62底面52a上靠近第一棱鏡61的位置處。該梯形組合棱鏡52，在其梯形底表面52a的兩端52A和52B處附著于基板55上。
光源51按這樣的方式附著在基板55上光源51發(fā)出的激光先被基板55上的反射鏡55a反射，然后入射到組合棱鏡52第一棱鏡61的面52d。而第一光檢測(cè)裝置53附著在基板55上，與組合棱鏡52的斜表面52b相對(duì)的位置，而且是靠組合棱鏡52底表面52a一側(cè)，以檢測(cè)從組合棱鏡52射出而未經(jīng)過光柵63的光束。另一方面，第二光檢測(cè)裝置54附著在基板55上與組合棱鏡52上表面52c相對(duì)的位置，而且是靠組合棱鏡52底表面52a一側(cè)，以檢測(cè)來(lái)自組合棱鏡52且透過光柵63的光束。
因此，當(dāng)光源51，組合棱鏡52，第一光檢測(cè)裝置53和第二光檢測(cè)裝置54被貼在一塊基板55上，而且這些組件被彼此制成一體時(shí)，來(lái)自記錄介質(zhì)57上的射頻信號(hào)、聚焦誤差信號(hào)和道跟蹤誤差信號(hào)就能夠與前述光學(xué)拾取器情況相類似地被檢測(cè)出來(lái)。
而且，在上述實(shí)施例中，是一束激光照射在記錄介質(zhì)上。但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于所謂三光斑法中，其道跟蹤誤差是通過把三束激光照射到記錄介質(zhì)上來(lái)檢測(cè)。
在本發(fā)明用于三光斑法的情況下，如圖17所示的例子，適宜在光源71與組合棱鏡72之間設(shè)置一個(gè)第二光柵73。于是，激光被第二光柵73分裂成三束激光。在各組件如上所述集合成一體時(shí)，第二光柵適宜設(shè)置在貫通第二光柵至光源與偏振膜之光軸上。實(shí)際上，如圖18所示的例子，第二光柵73a適宜貼在組合棱鏡52底表面52a上第一棱鏡61一端，或者第二光柵73b適宜貼在組合棱鏡52的第一棱鏡61一側(cè)的斜表面52d上。
此時(shí)，第二光檢測(cè)裝置上的光斑圖案如圖19所示。尋常光與非常光的分裂方向適于與組合棱鏡52的光柵63所衍射的方向相同。記錄介質(zhì)57的信息軌道方向T適于與該方向垂直。
如圖19所示，第二光柵73a(或73b)所衍射的0級(jí)光線被組合棱鏡52分裂成尋常光的0級(jí)光線LI0，+1級(jí)光線LJ1和-1級(jí)光線LJ2，和非常光的0級(jí)光線LJ0，+1級(jí)光線LJ1和-1級(jí)光線LJ2，并與前述實(shí)施例相似被輸入到光電探測(cè)器A到J。第二光柵73a(或73b)衍射出的+1級(jí)光線，被組合棱鏡52分裂成六條光線L10、L11、L12、L13、L14和L15，且其-1級(jí)光線被組合棱鏡52分裂成六條光線L20、L21、L22、L23、L24和L25。然后，它們分別被輸入到尋常光的0級(jí)光線LI0，+1級(jí)光線LI1，-1級(jí)光線LI2，和非常光的0級(jí)光線LJ0，+1級(jí)光線LJ1，-1級(jí)光線LJ2的兩側(cè)。
在這種情況下，第二光檢測(cè)裝置54中除了上述光電探測(cè)器A到J在光電探測(cè)器I和J的兩側(cè)，還要設(shè)置光電探測(cè)器K和L，以檢測(cè)第二光柵73a(或73b)衍射出的±1級(jí)光線L12、L13、L22和L23。在圖19所示的例子中，由于記錄介質(zhì)57的信息軌道方向T作為垂直于組合棱鏡52光柵63衍射的方向，所以光電探測(cè)器D由二個(gè)光電探測(cè)器D1和D2組成的二分光電探測(cè)器構(gòu)成，且光電探測(cè)器H由光電探測(cè)器H1和H2組成的二分光電探測(cè)器構(gòu)成。
光電探測(cè)器A到J檢測(cè)第二光柵73a(或73b)衍射出來(lái)的0級(jí)光線LI0、LI1、LI2、LJ0、LJ1和LJ2。而光電探測(cè)器K檢測(cè)第二光柵73a(或73b)衍射出的+1級(jí)光線中又被組合棱鏡52分出的尋常光0級(jí)光線L12和非常光0級(jí)光線L13。并且光電探測(cè)器L檢測(cè)第二光柵73a(或73b)衍射出的-1級(jí)光線中又被組合棱鏡52分出的尋常光0級(jí)光線L22和非常光0級(jí)光線L23。
此時(shí)，來(lái)自記錄介質(zhì)57的射頻信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)與前述實(shí)施例的情況是相似的。但是，對(duì)于道跟蹤誤差來(lái)講，它可以分別提取道跟蹤誤差信號(hào)和推挽信號(hào)，即，當(dāng)光電探測(cè)器D1、D2、H1、H2、K和L測(cè)出的光量用d1、d2、h1、h2、k和1分別來(lái)表示時(shí)，道跟蹤誤差信號(hào)由下述公式(8)獲得，而推挽信號(hào)由下述公式(9)獲得。
道跟蹤誤差信號(hào)＝(k－1)......(8)
推挽信號(hào)＝(d1－d2)＋(h1＋h2)......(9)從上述說明可知，本發(fā)明的光學(xué)拾取器可以構(gòu)成一個(gè)元件數(shù)量少且光路短而不使用具有偏振選擇性的全息光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)。因此，本發(fā)明能夠提供一種生產(chǎn)成本低尺寸小的光學(xué)拾取器。
本發(fā)明不限于前述的實(shí)施例，而其各種改型都能包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)拾取器，用于把光束投射到記錄介質(zhì)上并檢測(cè)從該記錄介質(zhì)反射回來(lái)的光，從而讀出來(lái)自所述記錄介質(zhì)的信號(hào)，它包括一個(gè)用于發(fā)射激光的光發(fā)射裝置；一個(gè)由非軸晶體材料構(gòu)成，并接收所述光發(fā)射裝置發(fā)出的所述光的第一光學(xué)元件；一個(gè)由單軸晶體材料構(gòu)成，經(jīng)由偏振膜粘到所述第一光學(xué)元件上的第二光學(xué)元件；一個(gè)第一檢測(cè)裝置，當(dāng)所述光發(fā)射裝置發(fā)出的光透過所述第一光學(xué)元件而被所述偏振膜反射，且所述偏振膜反射的光照射到記錄介質(zhì)上，經(jīng)所述記錄介質(zhì)反射而返回的光再次進(jìn)入所述第一光學(xué)元件并透過所述偏振膜繼續(xù)進(jìn)入所述第二光學(xué)元件之后，檢測(cè)透過所述第二光學(xué)元件的光；一個(gè)設(shè)置在所述記錄介質(zhì)反射光光路中的光柵；及一個(gè)第二檢測(cè)裝置，當(dāng)所述光發(fā)射裝置發(fā)出的光透過所述第一光學(xué)元件且透過所述偏振膜的光再透過所述第二光學(xué)元件之后，對(duì)該光進(jìn)行檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中所述第一光學(xué)元件是平行四邊形的，且第二光學(xué)元件是梯形的。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中所述第一檢測(cè)裝置與所述第二檢測(cè)裝置被設(shè)置在同一平面上。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中所述的光學(xué)拾取器進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)置在所述第一光學(xué)元件光路中的第二光柵。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中用于檢測(cè)通過所述第二光學(xué)元件被分裂且通過光柵被衍射的各0級(jí)光線，各+1級(jí)光線和各-1級(jí)光線的裝置包括一個(gè)檢測(cè)尋常光0級(jí)光線的光電探測(cè)器；一個(gè)檢測(cè)非常光0級(jí)光線的光電探測(cè)器；一個(gè)檢測(cè)尋常光-1級(jí)光線的三分光電探測(cè)器；一個(gè)檢測(cè)非常光+1級(jí)光線的三分光電探測(cè)器。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)拾取器，其中的光學(xué)拾取器包括一個(gè)檢測(cè)所述尋常光+1級(jí)光線的二分光電探測(cè)器，和一個(gè)檢測(cè)所述非常光-1級(jí)光線的二分光電探測(cè)器。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中所述光柵設(shè)置在所述第一光學(xué)元件上。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)拾取器，其中所述光柵設(shè)置在所述第二光學(xué)元件上。
9.一種光學(xué)拾取器，用于把光束投射在記錄介質(zhì)上并檢測(cè)從該記錄介質(zhì)反射回來(lái)的光從而讀出來(lái)自所述記錄介質(zhì)的信號(hào)，它包括一個(gè)用于發(fā)射激光的光發(fā)射裝置；一個(gè)由非軸晶體材料構(gòu)成，并接收所述光發(fā)射裝置發(fā)出的所述光的第一光學(xué)元件；一個(gè)由單軸晶體材料構(gòu)成，并經(jīng)由偏振膜粘到所述第一光學(xué)元件上的第二光學(xué)元件；一個(gè)光柵，當(dāng)透過所述第一光學(xué)元件而被偏振膜反射的光入射到所述記錄介質(zhì)，再?gòu)脑撚涗浗橘|(zhì)反射回來(lái)透過所述第一光學(xué)元件并再入射到所述偏振膜，繼續(xù)透過偏振膜并入射到所述第二光學(xué)元件中，并在通過所述第二光學(xué)元件時(shí)被分裂成非常光和尋常光之后，用于衍射該非常光和尋常光；一個(gè)第一檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述光柵衍射而成的0級(jí)光線，+1級(jí)光線和-1級(jí)光線；及一個(gè)第二檢測(cè)裝置，當(dāng)所述光發(fā)射裝置發(fā)出的光透過所述第一光學(xué)元件且透過所述偏振膜，并繼續(xù)透過所述第二光學(xué)元件之后，對(duì)該光進(jìn)行檢測(cè)。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器，其中所述的第一光學(xué)元件是平行四邊形的且第二光學(xué)元件是梯形的。
11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器，其中所述的第一檢測(cè)裝置和所述第二檢測(cè)裝置設(shè)置在同一平面上。
12.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器，其中所述的光學(xué)拾取器包括一個(gè)設(shè)置在所述第一光學(xué)元件光路中的第二光柵。
13.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)拾取器，其中用于檢測(cè)通過第二光學(xué)元件被分裂且通過光柵被衍射的各0級(jí)光線，各+1級(jí)光線和各-1級(jí)光線的裝置包括一個(gè)檢測(cè)尋常光0級(jí)光線的光電探測(cè)器；一個(gè)檢測(cè)非常光0級(jí)光線的光電探測(cè)器；一個(gè)檢測(cè)尋常光-1級(jí)光線的三分光電探測(cè)器；及一個(gè)檢測(cè)非常光+1級(jí)光線的三分光電探測(cè)器。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)拾取器，其中所述的光學(xué)拾取器包括一個(gè)檢測(cè)所述尋常光+1級(jí)光線的二分光電探測(cè)器，和一個(gè)檢測(cè)所述非常光-1級(jí)光線的二分光電探測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)拾取器，它包括一個(gè)組合棱鏡，在該組合棱鏡中一個(gè)非軸晶體制成的棱鏡與單軸晶體制成的棱鏡相互粘合并與一光柵粘合，借助于單軸晶體棱鏡分裂出非常光和尋常光，再借助于光柵分別把非常光和尋常光都衍射成0級(jí)光線，+1級(jí)光線和-1級(jí)光線，然后對(duì)上述衍射光進(jìn)行光檢測(cè)。可使光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件數(shù)量減少、光程縮短，利于設(shè)備的小型化。
文檔編號(hào)G02B5/30GK1139799SQ9610510
公開日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1996年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月18日
發(fā)明者安藤伸彥 申請(qǐng)人:索尼公司