專利名稱：能夠校正球面像差的光學(xué)拾取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光學(xué)拾取設(shè)備，尤其涉及具有球面像差校正功能的光學(xué)拾取設(shè)備。
背景技術(shù)：
緊致盤(CD)，數(shù)字通用盤(DVD)和其他類似的光盤通過包括光學(xué)拾取設(shè)備的裝置再現(xiàn)它們存儲的信息，以便從光盤上光學(xué)地讀取信息。
在光學(xué)拾取設(shè)備中，光源發(fā)射激光束，該激光束依次被反射鏡反射并且由物鏡聚集，以照射所需軌道上的光盤記錄面。軌道反射并因此使光返回，返回的光依次由光電探測器探測以讀取軌道的信息。
物鏡聚集的光會產(chǎn)生球面像差。球面像差意味著由物鏡聚焦的光線中，穿過該透鏡遠(yuǎn)離光軸的部分或透鏡周邊部分的光線，或者接近于光軸穿過或穿過透鏡中心的光線聚焦在不同的位置。當(dāng)引起球面像差時，不能令人滿意地再現(xiàn)光盤的信息。
因此，將物鏡設(shè)計為校正預(yù)定光盤厚度的球面像差。但是，如果光盤厚度不均勻，并且校正量不匹配，那么會引起球面像差。此外，如果光盤具有由多層形成的記錄層，并且不同層有跳變，那么校正量不匹配，并且引起了球面像差。
這種球面像差例如通過采用液晶設(shè)備調(diào)制與球面像差對應(yīng)的相位的方法來防止，如日本專利公開第2003-141771號中所公開的。
但是利用如上述公開中描述的液晶設(shè)備提供相位調(diào)制，需要光學(xué)拾取設(shè)備具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，還促使成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備能夠具有簡化的結(jié)構(gòu)以減少球面像差。
為了克服上述缺點，本發(fā)明的一方面提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源發(fā)射的激光束由反射鏡反射，以提供反射光，所述反射光再由物鏡聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射激光束的圓形反射鏡；包括壓電元件的反射鏡致動器，該壓電元件具有在垂直于鏡面的方向上的厚度以及粘結(jié)到反射鏡圓形背面的圓形表面，從而使壓電元件的圓形表面的中心和反射鏡的圓形背面的中心一致，該壓電元件承受電壓以使粘結(jié)到反射鏡的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨/收縮，從而使反射鏡具有幾何形狀改變的表面，調(diào)整壓電元件的厚度，從而當(dāng)壓電元件膨脹/收縮時，壓電元件使反射鏡的表面在反射鏡的徑向上的曲率半徑與反射鏡的切向上的曲率半徑之比為(cos(2θ)+1)/2，其中θ代表鏡面上的入射角。
本發(fā)明的另一方面提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源發(fā)射的激光束由反射鏡反射，以提供反射光，所述反射光再由物鏡聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射激光束的圓形反射鏡；包括壓電元件的反射鏡致動器，該壓電元件具有在垂直于鏡面的方向上的厚度以及粘結(jié)到反射鏡圓形背面的圓形表面，從而使壓電元件的圓形表面的中心和反射鏡的圓形背面的中心一致，該壓電元件承受電壓以使粘結(jié)到反射鏡的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使反射鏡具有幾何形狀改變的表面，壓電元件的厚度以預(yù)定數(shù)量的等級改變，以使朝向中心更厚，朝向周邊更薄，從而形成厚度不同的區(qū)域，每個區(qū)域與鄰接區(qū)域形成橢圓形的邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。
此外，本發(fā)明的再一方面提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源發(fā)射的激光束由反射鏡反射，以提供反射光，所述反射光再由物鏡聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括具有一定厚度的反射激光束的圓形反射鏡；包括壓電元件的反射鏡致動器，該壓電元件具有粘結(jié)到反射鏡的圓形背面的圓形表面，從而使壓電元件的圓形表面的中心和反射鏡的圓形背面的中心一致，該壓電元件承受電壓以使粘結(jié)到反射鏡的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使反射鏡具有幾何形狀改變的表面，反射鏡的厚度以預(yù)定數(shù)量的等級改變，以使朝向中心更厚，朝向周邊更薄，從而形成厚度不同的區(qū)域，每個區(qū)域與鄰接區(qū)域形成橢圓形的邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。
本發(fā)明的又一方面提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源發(fā)射的激光束由反射鏡反射，以提供反射光，所述反射光再由物鏡聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射激光束的圓形反射鏡；包括壓電元件的反射鏡致動器，該壓電元件具有在垂直于鏡面的方向上的均勻厚度以及橢圓形表面，該橢圓形表面的長軸和短軸分別在徑向和切向上，并且該表面粘結(jié)到反射鏡的圓形背面，從而使壓電元件的橢圓形表面的中心和反射鏡的圓形背面的中心一致，該壓電元件承受電壓以使橢圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使反射鏡具有幾何形狀改變的表面。
本光學(xué)拾取設(shè)備可具有簡化的結(jié)構(gòu)以減小球面像差。
本發(fā)明的前述和其他目標(biāo)、方面和優(yōu)點將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得更明顯。


圖1示出光學(xué)拾取設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的主要部分。
圖2A示出當(dāng)變向/像差校正反射鏡4具有典型幾何形狀的鏡面時提供的反射光12的光路，圖2B示出當(dāng)變向/像差校正反射鏡4具有幾何形狀改變的鏡面時提供的反射光12的光路。
圖3示出在第一實施方案中的反射鏡致動器10的結(jié)構(gòu)。
圖4示出接收光點形式的準(zhǔn)直光束11的反射鏡4的鏡面。
圖5表示曲率半徑和球面像差量之間的關(guān)系。
圖6A一般示出反射鏡4的鏡面的幾何形狀，圖6B和6C分別示出同一個鏡面在切向和徑向上的幾何形狀。
圖7表示對于每一個鏡角來說，提供最小球面像差量的徑向曲率半徑與切向曲率半徑之比。
圖8示出在第二實施方案中的反射鏡致動器80的結(jié)構(gòu)。
圖9A示出在垂直于鏡面的方向上觀察到的區(qū)域A-C，圖9B和9C分別示出在切向和徑向上觀察到的壓電元件81的厚度變化。
圖10示出反射鏡致動器70和變向/像差校正反射鏡74的結(jié)構(gòu)。
圖11A示出在垂直于鏡面的方向上觀察到的區(qū)域A-C，圖11B和11C分別示出在切向和徑向上觀察到的反射鏡74的厚度變化。
圖12示出反射鏡致動器60和反射鏡4的結(jié)構(gòu)。
圖13示出在垂直于鏡面的方向上的壓電元件61和反射鏡4。
具體實施例方式
在下文參考附圖描述本發(fā)明的各個實施方案。
第一實施方案本實施方案涉及一種光學(xué)拾取設(shè)備，該光學(xué)拾取設(shè)備包括具有壓電元件的反射鏡致動器，壓電元件具有各向異性的厚度以提供最小的球面像差量。
圖1示出該拾取設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的主要部分。參考該圖，光學(xué)拾取設(shè)備包括光源1、準(zhǔn)直器2、偏振分束器3、圓形變向/像差校正反射鏡4、物鏡5、柱面透鏡7、光電探測器8和反射鏡致動器10。
光源1發(fā)射光束13。準(zhǔn)直器2將光束13準(zhǔn)直成準(zhǔn)直光束11。反射鏡4改變準(zhǔn)直光束11的方向，即朝向光盤6反射光束11以提供反射光12。物鏡5使反射光12照射到光盤6的信息記錄面上。
信息記錄面具有位列，其調(diào)制反射光的光強度。隨后，這樣調(diào)制的反射光通過物鏡5，并由反射鏡4、然后由偏振分束器3反射，并且通過柱面透鏡7會聚，從而輸入到光電探測器8中。
光電探測器8接收所述光，用于再現(xiàn)光盤6的信息，并控制物鏡5以適當(dāng)?shù)鼐劢购透櫋?br> 此外，控制電路(未示出)將入射到光電探測器8上的光分成中心部分光和周邊部分光，并探測它們各自的焦點位置以探測球面像差量。通過探測到的球面像差量來驅(qū)動控制電路，以控制支撐反射鏡4的反射鏡致動器10，從而改變反射鏡4的鏡面幾何形狀，由此減小球面像差量。
圖2A示出當(dāng)反射鏡4具有典型或平面幾何形狀的鏡面時提供的反射光12的光路。如圖所示，已經(jīng)引起了球面像差。
圖2B示出當(dāng)反射鏡4具有幾何形狀改變的鏡面時提供的反射光12的光路。如圖所示，改變鏡面的幾何形狀以減小球面像差量。
圖3示出反射鏡致動器10的結(jié)構(gòu)。參考該圖，反射鏡致動器10包括壓電元件21，支撐壓電元件21的枝22和固定物23。
壓電元件21粘結(jié)在反射鏡4的背面上。該壓電元件21粘結(jié)反射鏡4背面的表面是圓形的，該圓的圓心與反射鏡的圓形背面的圓心一致。壓電元件21具有在垂直于鏡面的方向上的厚度。
當(dāng)壓電元件21具有施加于其上的電壓時，壓電元件21膨脹/收縮。更具體的是，當(dāng)壓電元件21承受正電壓時，壓電元件21粘結(jié)反射鏡4的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹，如圖3中箭頭(1)所示。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件21時，反射鏡4彎曲成凹面，因此使反射光12會聚。
相反，當(dāng)壓電元件21承受負(fù)電壓時，那么如圖3中箭頭(2)所示，壓電元件21粘結(jié)到反射鏡4的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向收縮。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件21時，反射鏡4彎曲成凸面，因此使反射光12發(fā)散。
如圖4所示，當(dāng)鏡角設(shè)定為45°時，反射鏡4具有接收橢圓形光點形的準(zhǔn)直光束11的鏡面。本文中“鏡角”指的是準(zhǔn)直光束11入射到反射鏡4的鏡面上的角度，所述鏡面具有典型的幾何形狀。
在圖4中，切向是在正常狀態(tài)下與反射鏡4的鏡面平行的方向，并且連接了反射鏡上接收光線的與光盤6表面距離最近和最遠(yuǎn)的位置。徑向是在正常狀態(tài)下與反射鏡4的鏡面平行的方向，并與切向垂直。
因此，如果光點是橢圓形的，那么使反射鏡4在切向和徑向上彎曲相等的量(即在切向和徑向上提供相同的曲率)不會減小球面像差量。
圖5表示曲率半徑和球面像差量之間的關(guān)系。該圖示出鏡角成45°時對于光盤材料的每一個厚度的未校正的球面像差量，分別在切向和徑向上為校正而改變的曲率半徑，以及校正的球面像差量。如圖中所示，當(dāng)切向上的曲率半徑設(shè)置為徑向上的曲率半徑的兩倍時，得到最小的球面像差量。
因此在本實施方案中，如圖6A-6C所示，使反射鏡4彎曲，從而設(shè)定切向上的曲率半徑a是徑向上的曲率半徑b的兩倍。圖6A一般示出反射鏡4的鏡面的幾何形狀，圖6B和6C分別示出同一鏡面在切向和徑向上的幾何形狀。
使反射鏡4彎曲需要改變粘結(jié)到反射鏡4背面的壓電元件21的幾何形狀。但是，如前面所述，壓電元件21按照相同的比率徑向膨脹和收縮一定量，如通過單一電壓值來控制的，并且不能獨立地調(diào)整切向和徑向上的膨脹和收縮量。因此，壓電元件21設(shè)計為分別在切向和徑向上具有適當(dāng)量的厚度，以使反射鏡4在切向上的曲率半徑是在徑向上的曲率半徑的兩倍。更具體的是，利用如下事實，即厚度越小的壓電元件21膨脹/收縮時，反射鏡4就越容易彎曲。
應(yīng)該注意，壓電元件21的厚度和反射鏡4的彎曲量所具有的關(guān)系取決于例如該壓電元件21的材料。因此，為所用的每個單獨的壓電元件設(shè)計該壓電元件21在切向和徑向上的厚度。
在上面的描述中，對于45°的鏡角，反射鏡4在切向上的曲率半徑是在徑向上的曲率半徑的兩倍，從而提供最小的球面像差量。在下文中對不同于45°的鏡角進行描述。
圖7示出對于每個鏡角來說，提供最小球面像差量的徑向曲率半徑相對于切向曲率半徑之比。如果該圖的關(guān)系用表達(dá)式來表示，那么對于鏡角θ來說，徑向曲率半徑相對于切向曲率半徑之比將為(cos(2θ)+1)/2，這樣的比率可以簡單通過設(shè)計該壓電元件21在切向和徑向上的厚度以便與所用的每個單獨的壓電元件相對應(yīng)而實現(xiàn)。
這樣，本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備包括調(diào)整切向和徑向上的厚度的壓電元件21，以使鏡角為θ的變向/像差校正反射鏡在徑向上的曲率半徑與切向上的曲率半徑之比設(shè)定為(cos(2θ)+1)/2。由此能夠?qū)崿F(xiàn)最小的球面像差量。
第二實施方案本實施方案涉及一種光學(xué)拾取設(shè)備，該光學(xué)拾取設(shè)備包括具有壓電元件的反射鏡致動器，該壓電元件具有各向異性的厚度以提供小于常規(guī)的球面像差量。
第一實施方案設(shè)想最小的球面像差量。這需要復(fù)雜地調(diào)整壓電元件的厚度，以使變向/像差校正反射鏡12在切向和徑向上的曲率半徑具有最佳比率，如圖7所示。
本實施方案試圖提供一種簡單的方法來實現(xiàn)小于常規(guī)的球面像差量。
本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，其不同于圖1中所示第一實施方案的光學(xué)拾取設(shè)備，區(qū)別在于反射鏡致動器80的構(gòu)成和操作，如將在下文中所描述的。
圖8示出在本實施方案中的反射鏡致動器80的結(jié)構(gòu)。參考該圖，反射鏡致動器80包括壓電元件81、支撐壓電元件81的枝22和固定物23。
壓電元件81粘結(jié)在反射鏡4的背面上。該壓電元件81粘結(jié)在反射鏡4背面的表面是圓形的，該圓的圓心與反射鏡的圓形背面的圓心一致。壓電元件81具有在垂直于鏡面的方向上的厚度。
當(dāng)壓電元件81具有施加于其上的電壓時，該壓電元件81膨脹/收縮。更具體的是，當(dāng)壓電元件81承受正電壓時，壓電元件81粘結(jié)反射鏡4的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹，如圖8中箭頭(1)所示。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件81時，反射鏡4彎曲成凹面，因此使反射光12會聚。
相反，當(dāng)壓電元件81承受負(fù)電壓時，那么如圖8中箭頭(2)所示，壓電元件81粘結(jié)反射鏡4的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向收縮。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件81時，反射鏡4彎曲成凸面，因此使反射光12發(fā)散。
如圖8所示，通過三個等級的變化，壓電元件81的厚度朝向中心變小。更具體的是，如果壓電元件81具有厚度為d1的中心部分或區(qū)域A，厚度為d2的中間部分或區(qū)域B，以及厚度為d3的周邊部分或區(qū)域C，那么確定了d1＜d2＜d3。
在壓電元件81中，一種厚度的區(qū)域與不同厚度的另一個鄰接區(qū)域形成一個邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該邊界呈橢圓形，所述橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。反射鏡的中心線表示在正常狀態(tài)下垂直于反射鏡4的鏡面并通過鏡面中心的直線。因此中心部分或區(qū)域A和中間部分或區(qū)域B形成橢圓形的邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上，中間區(qū)域B和周邊區(qū)域C也如此。
圖9A示出當(dāng)在垂直于鏡面的方向觀察時的區(qū)域A-C。圖9B和9C分別示出壓電元件81的厚度如何在切向和徑向上改變。
如圖所示，壓電元件81在薄部分處具有在徑向上比切向上更大的比率。同樣，變向/像差校正反射鏡4更容易在徑向上彎曲，其鏡面可以變形，從而使切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑?？梢垣@得比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
因此，本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備包括具有薄部分的壓電元件81，所述部分在徑向上的比率大于切向，從而使變向/像差校正反射鏡4的鏡面幾何形狀在切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑?？梢垣@得比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
第三實施方案本實施方案涉及一種光學(xué)拾取設(shè)備，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射鏡，該反射鏡具有各向異性的厚度以提供比常規(guī)更小的球面像差量。
在第二實施方案中，變向/像差校正反射鏡4的厚度均勻，壓電元件81厚度改變。相反，在本實施方案中，壓電元件71厚度均勻，而變向/像差校正反射鏡74厚度改變，類似于如第二實施方案中對壓電元件81的描述。
本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，其不同于圖1中所示第一實施方案的光學(xué)拾取設(shè)備，區(qū)別在于反射鏡致動器70和變向/像差校正反射鏡74的構(gòu)成和操作，如將在下文中所描述的。
圖10示出在本實施方案中的反射鏡致動器70和反射鏡74的結(jié)構(gòu)。參考該圖，反射鏡致動器70包括壓電元件71、支撐壓電元件71的枝22和固定物23。
壓電元件71粘結(jié)在反射鏡74的背面上。該壓電元件71粘結(jié)反射鏡74背面的表面是圓形的，該圓的圓心與反射鏡的圓形背面的圓心一致。壓電元件71具有在垂直于鏡面的方向上的均勻厚度。
當(dāng)壓電元件71具有施加于其上的電壓時，該壓電元件71膨脹/收縮。更具體的是，當(dāng)壓電元件71承受正電壓時，壓電元件71粘結(jié)反射鏡74的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹，如圖10中箭頭(1)所示。當(dāng)反射鏡74粘結(jié)到壓電元件71時，反射鏡74彎曲成凹面，因此使反射光12會聚。
相反，當(dāng)壓電元件71承受負(fù)電壓時，那么如圖10中箭頭(2)所示，壓電元件71粘結(jié)反射鏡74的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向收縮。當(dāng)反射鏡74粘結(jié)到壓電元件71時，反射鏡74彎曲成凸面，因此使反射光12發(fā)散。
如圖10所示，通過三個等級的變化，反射鏡74的厚度朝向中心變小。更具體的是，如果壓電元件71具有厚度為d1的中心部分或區(qū)域A，厚度為d2的中間部分或區(qū)域B，以及厚度為d3的周邊部分或區(qū)域C，那么確定d1＜d2＜d3。
在反射鏡74中，一種厚度的區(qū)域與不同厚度的另一個鄰接區(qū)域形成一個邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該邊界呈橢圓形，所述橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。因此中心部分或區(qū)域A和中間部分或區(qū)域B形成橢圓形的邊界，當(dāng)在垂直于反射鏡中心線的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上，中間區(qū)域B和周邊區(qū)域C也如此。
圖11A示出當(dāng)在垂直于鏡面的方向觀察時的區(qū)域A-C。圖11B和11C分別示出反射鏡74的厚度如何在切向和徑向上改變。
如圖所示，反射鏡74在薄部分處具有在徑向上比切向上更大的比率。同樣，反射鏡74更容易在徑向上彎曲，其鏡面可以變形，從而使切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑?？梢垣@得比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
因此，本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備包括具有薄部分的變向/像差校正反射鏡74，該薄部分在徑向上的比率大于切向，從而使反射鏡74的鏡面幾何形狀在切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑?？梢垣@得比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
第四實施方案本實施方案涉及一種光學(xué)拾取設(shè)備，該光學(xué)拾取設(shè)備包括具有壓電元件的反射鏡致動器，壓電元件具有均勻的厚度并且當(dāng)在橫截面上觀察時為橢圓形。
本實施方案提供了一種光學(xué)拾取設(shè)備，其不同于圖1中所示第一實施方案的光學(xué)拾取設(shè)備，區(qū)別在于反射鏡致動器60的構(gòu)成和操作，如將在下文中所描述的。
圖12示出在本實施方案中的反射鏡致動器60和反射鏡4的結(jié)構(gòu)。參考該圖，反射鏡致動器60包括壓電元件61、支撐壓電元件61的枝22和固定物63。
壓電元件61粘結(jié)在反射鏡4的背面上。該壓電元件61粘結(jié)反射鏡74的表面是橢圓形的，該橢圓的中心與反射鏡的圓形背面的中心一致。但是，應(yīng)該注意，壓電元件61的橢圓面大于反射鏡4的圓形面。壓電元件61具有在垂直于鏡面的方向上的均勻厚度。
當(dāng)壓電元件61具有施加于其上的電壓時，該壓電元件61膨脹/收縮。更具體的是，當(dāng)壓電元件61承受正電壓時，壓電元件61的橢圓面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹，如圖12中箭頭(1)所示。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件61時，反射鏡4彎曲成凹面，因此使反射光12會聚。
相反，當(dāng)壓電元件61承受負(fù)電壓時，那么如圖12中箭頭(2)所示，壓電元件61的橢圓面圍繞360度按照相同的比率徑向收縮。當(dāng)反射鏡4粘結(jié)到壓電元件61時，反射鏡74彎曲成凸面，因此使反射光12發(fā)散。
圖13示出當(dāng)在垂直于鏡面的方向觀察時的壓電元件61和反射鏡4。如圖所示，反射鏡4呈圓形，而壓電元件61呈徑向上更長的橢圓形。
在正常狀況下，壓電元件61具有較長半徑rrad和較短半徑rtan。
當(dāng)施加正電壓時，壓電元件61膨脹，從而具有較長半徑rtan′(＝k1×rtan)，較短半徑rrad′(＝k1×rrad)，其中k1＞1。
更具體的是，壓電元件61在切向上膨脹(k1-1)×rtan的量lt，在徑向上膨脹(k1-1)×rrad的量lr。當(dāng)lr＞lt時，壓電元件61膨脹為徑向大于切向，因此反射鏡4可以在徑向上彎曲更大，即切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑?？梢缘玫奖惹邢蚝蛷较蛏系那拾霃较嗟葧r更小的球面像差量。
此外，當(dāng)施加負(fù)電壓時，壓電元件收縮，因此具有較長半徑rtan″(＝k2×rtan)，較短半徑rrad″(＝k2×rrad)，其中k2＜1。
更具體的是，壓電元件在切向上收縮(1-k2)×rtan的量lt，在徑向收縮(1-k2)×rrad的量lr。當(dāng)lr＞lt時，壓電元件61收縮為徑向小于切向，因此反射鏡4可以在徑向上彎曲更大，即切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑。可以得到比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
因此本實施方案提供了一種包括壓電元件61的光學(xué)拾取設(shè)備，該壓電元件具有橢圓形的幾何形狀，該橢圓形具有分別在徑向和切向上延伸的長軸和短軸，以使變向/像差校正反射鏡4具有變形的鏡面，使得該鏡面在切向上的曲率半徑大于徑向上的曲率半徑，從而提供比切向和徑向上的曲率半徑相等時更小的球面像差量。
示范性變化本發(fā)明不限于上述實施方案，本發(fā)明例如還包括在下文中描述的變化。
壓電元件的厚度變化本發(fā)明的第二和第三實施方案中提供了一種厚度以三個等級改變的壓電元件，但是本發(fā)明并不限于此，壓電元件的厚度能夠以四個或更多等級改變或者逐漸改變。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述和圖示出本發(fā)明，但是要清楚地理解，這僅僅是作為圖示和實施例，并不作為限制，本發(fā)明的精神和范圍僅僅受隨附的權(quán)利要求的各項來限制。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源(1)發(fā)射的激光束(13)由反射鏡(4)反射，以提供反射光(12)，所述反射光再由物鏡(5)聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)(6)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射所述激光束(13)的圓形反射鏡(4)；和包括壓電元件(21)的反射鏡致動器(10)，該壓電元件具有在與所述反射鏡(4)的表面垂直的方向上的厚度以及粘結(jié)到所述反射鏡(4)的圓形背面的圓形表面，從而使所述壓電元件(21)的所述圓形表面的中心和所述反射鏡(4)的所述圓形背面的中心一致，所述壓電元件(21)承受電壓以使粘結(jié)到所述反射鏡(4)的所述圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使所述反射鏡(4)具有幾何形狀改變的表面，調(diào)整所述壓電元件(21)的厚度，從而當(dāng)所述壓電元件(21)膨脹/收縮時，所述壓電元件(21)使所述反射鏡(4)的表面在所述反射鏡(4)的徑向上的曲率半徑與所述反射鏡(4)的切向上的曲率半徑之比為(cos(2θ)+1)/2，其中θ代表所述反射鏡(4)的所述表面上的入射角。
2.一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源(1)發(fā)射的激光束(13)由反射鏡(4)反射，以提供反射光(12)，所述反射光再由物鏡(5)聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)(6)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射所述激光束(13)的圓形反射鏡(4)；包括壓電元件(81)的反射鏡致動器(80)，該壓電元件具有在與所述反射鏡(4)的表面垂直的方向上的厚度以及粘結(jié)到所述反射鏡(4)的圓形背面的圓形表面，從而使所述壓電元件(81)的所述圓形表面的中心和所述反射鏡(4)的所述圓形背面的中心一致，所述壓電元件(81)承受電壓以使粘結(jié)到所述反射鏡(4)的所述圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使所述反射鏡(4)具有幾何形狀改變的表面，所述壓電元件(81)的厚度以預(yù)定數(shù)量的等級改變，以使朝向其中心更厚，朝向其周邊更薄，從而形成厚度不同的區(qū)域，每個區(qū)域與所述區(qū)域中相鄰接的一個區(qū)域形成橢圓形的邊界，當(dāng)在與所述反射鏡(4)的中心線垂直的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。
3.一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源(1)發(fā)射的激光束(13)由反射鏡(4)反射，以提供反射光(12)，所述反射光再由物鏡(5)聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)(6)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括具有一個厚度的反射所述激光束(13)的圓形反射鏡(74)；包括壓電元件(71)的反射鏡致動器(70)，該壓電元件具有粘結(jié)到所述反射鏡(74)的圓形背面的圓形表面，從而使所述壓電元件(71)的所述圓形表面的中心和所述反射鏡(74)的所述圓形背面的中心一致，所述壓電元件(71)承受電壓以使粘結(jié)到所述反射鏡(74)的所述圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使所述反射鏡(74)具有幾何形狀改變的表面，所述反射鏡(74)的厚度以預(yù)定數(shù)量的等級改變，以使朝向其中心更厚，朝向其周邊更薄，從而形成厚度不同的區(qū)域，每個區(qū)域與所述區(qū)域中相鄰接的一個區(qū)域形成橢圓形的邊界，當(dāng)在與所述反射鏡(74)的中心線垂直的平面中觀察時，該橢圓的長軸和短軸分別在徑向和切向上。
4.一種光學(xué)拾取設(shè)備，該設(shè)備允許從激光源(1)發(fā)射的激光束(13)由反射鏡(4)反射，以提供反射光(12)，所述反射光再由物鏡(5)聚焦在光學(xué)存儲介質(zhì)(6)上，該光學(xué)拾取設(shè)備包括反射所述激光束(13)的圓形反射鏡(4)；包括壓電元件(61)的反射鏡致動器(60)，該壓電元件具有在與所述反射鏡(4)的表面垂直的方向上的均勻厚度以及橢圓形表面，該橢圓形表面的長軸和短軸分別在徑向和切向上，并且該表面粘結(jié)到所述反射鏡(4)的圓形背面，從而使所述壓電元件(61)的所述橢圓形表面的中心和所述反射鏡(4)的所述圓形背面的中心一致，所述壓電元件(61)承受電壓以使所述橢圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使所述反射鏡(4)具有幾何形狀改變的表面。
全文摘要
反射鏡致動器(10)包括壓電元件(21)，該壓電元件具有在與反射鏡(4)的表面垂直的方向上的厚度以及粘結(jié)到反射鏡(4)的圓形背面的圓形表面，從而使壓電元件(21)的圓形表面的中心和反射鏡(4)的圓形背面的中心一致。壓電元件(21)承受電壓以使粘結(jié)到反射鏡(4)的圓形表面圍繞360度按照相同的比率徑向膨脹/收縮，從而使反射鏡(4)具有幾何形狀改變的表面。調(diào)整壓電元件(21)的厚度，從而當(dāng)壓電元件(21)膨脹/收縮時，壓電元件(21)使反射鏡(4)的表面在反射鏡(4)的徑向上的曲率半徑與反射鏡(4)的切向上的曲率半徑之比為(cos(2θ)+1)/2，其中θ代表反射鏡(4)的所述表面上的入射角。
文檔編號G11B7/135GK1637887SQ200510006499
公開日2005年7月13日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月5日
發(fā)明者長島賢治 申請人:船井電機株式會社