專利名稱：利用全反射型聚光鏡的光拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種全反射型聚光鏡的光拾取裝置，是以利用激光在光記錄媒體記錄、播放數(shù)據(jù)的光拾取裝置，把光從光源處引導、集束到顯示器光檢儀(MPD)。
(2)背景技術光記錄裝置中CD-R/RW采用的方法是顯示激光發(fā)射，調整驅動電流使光發(fā)射保持穩(wěn)定。為此使用顯示器光檢儀，雖然置于激光二極管后方的光檢儀(PD)顯示激光發(fā)射較為方便，但激光二極管前方發(fā)射的光比較后方發(fā)射的光是非線型的，因此后方顯示器光檢儀存在著準確性較低的缺點。為克服此弊端，采用了可直接顯示前方發(fā)射光的前方顯示器光檢儀。
圖1為使用光拾取用高效全息圖拾取模塊(HPM)的CD-R/RW用拾取器，顯示前方顯示器光檢儀用光學儀器的一般性結構的圖。
從全息圖拾取模塊(HPM)101發(fā)射的光通過瞄準物鏡102轉換成平行光束，通過光束分裂器103被反射鏡104反射后集束到放大物鏡105，再集束到光盤106上的任意一點。另，上述全息圖(HOUHologuam Optical Unit)的部分0次光束通過光束分離器103成像到MPD107，可用于記錄光功率的調節(jié)。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明可提供能把光從光源導波、集束到顯示器光檢儀(MPD)的聚光鏡型的光導波裝置。
本發(fā)明尤其是將激光二極管或全息圖(HOUHologuam Optical Unit)發(fā)射的部分光集束后射入到MPD的全反射型聚光鏡，以任意角度射入到聚光鏡入射面的光通過導波被內(nèi)部全反射面全反射后，以集束狀態(tài)發(fā)射到反射面，并引導被發(fā)射的上述集束光到達MPD，從而提供放大物鏡射出光的MPD入射光量散布少、組合型好、并可輕便化的，利用全反射型聚光鏡的光拾取裝置。
本發(fā)明又建議了前方用全反射型聚光鏡。在本發(fā)明中尤其是前方MPD用全反射型聚光鏡將在激光二極管放射的光中沒有射入到瞄準物鏡界而被放射掉的光，或在HOU回折掉的1次光集束后射入到MPD，從而提供能提高光量利用效率，改善光特性以及軸間距離的前方顯示器光檢儀用的全反射型聚光鏡。
為達上述目的，本發(fā)明的利用全反射型聚光鏡的光拾取裝置，其特點是，為了能將激光二極管或HOU發(fā)射的光進行聚光，聚光鏡的入射面與反射面呈錐形狀，聚光鏡內(nèi)部的光導波路線滿足全反射條件。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
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圖1是現(xiàn)有前方顯示器PD用光學儀器的構成圖。
圖2是為說明適用于本發(fā)明的光導波器的原理的示意圖。
圖3是按照本發(fā)明光導波器的光學儀器第1實施例的結構示意圖。
圖4是表現(xiàn)運用本發(fā)明光導波器的光學儀器第2實施例的結構示意圖。
圖5是按照本發(fā)明的光導波器里錐形角和入射角臨界值關系的圖表。
(5)具體實施方式
圖2是按照本發(fā)明中全反射聚光鏡型光導波器的原理的結構示意圖。
圖2(a)是表示直角(圓柱或方型柱的切面)光導波器的圖，圖2(b)是按照本發(fā)明中聚光鏡型光導波器的結構，表示了光導波器的光入射面和光反射面是呈錐形漏斗形態(tài)的圖。
參照圖2(a)。如圖2(a)所示，查看直角光導波器的光的路線，在折射率為n的圓柱或方型柱的一面即I面(入射面)以任意入射角(U)射入時，在媒質中折射成U′，以角度(A)射入到側壁。此時如果入射角U＝90度，折射率n＝1.5，則U′＝41.8度、A＝48.2度，即，如果sin(U)＝n*sin(U′)，則U′＝asin(1/n)
則U′＝asin(1/1.5)＝41.8度；如果A＝90度-U′，則A＝90度-41.8度＝48.2度全反射形成的臨界角為48.2度，比41.8度大6.4度。因此射入到I面(入射面)的任何的光都能傳波到O面(反射面)(此時只需在I面進行AR覆膜)。滿足全反射條件，且射入到I面的光都能射出到O面。
將光源射出的光連接到MPD，且需考慮MPD單元尺寸(cell size)時，上述圖2(a)表示的光導波路線如同圖2(b)所示，入射面(I)與反射面(O)呈漏斗形，反射面(O)的設計應符合MPD單元尺寸(cellsize)。
查看圖2(b)所示的光導波路線內(nèi)因全反射形成光導波的全反射條件。
sin(U)＝n*sin(U′)，U′+A+α＝90度。
在形成全反射的Ac＝A＝asin(1/n)條件下，入射角(Uc臨界入射角)與錐形角α的關系為α＝90度-αsin(sin(Uc)/n)-αsin(1/n)。
折射率n＝1.5時，圖5里呈現(xiàn)了此關系。查看圖5可以得知錐形角度越大，全反射光的入射角U就越小，錐形角度小于5度左右時，即使入射角U為90度也能滿足形成全反射的條件。
因此只要將錐形角度維持在滿足全反射條件之內(nèi)，進入到I面(入射面)的任何角度的光都能按照光導波器內(nèi)全反射的條件傳播到O面(反射面)，如在O面配置MPD，顯示器光便從光源集束到光檢儀MPD到達。
另外，O面(反射面)尺寸的設計應符合MPD的單元尺寸，并且I面(入射面)的設計滿足光量及散布的條件，則能大大減少組合性和光量的散布。即，如果根據(jù)所需光量和散布條件選擇錐形角α，便能決定通過內(nèi)部的光導波路線到達射入(全反射)反射面的入射角度U，從而選擇攝入光量。例如在圖表5中，當錐形角設計為35度，此時滿足條件的入射角便是20度，而大于20度攝入的光(激光二極管放射的光或從全息圖組件折射(回折)的1次光)就不能集束成像在MPD，只有小于20度的入射光才能通過光導波路線被全反射并射出、集束并成像到MPD，從而選擇光量。
圖3表示是在本發(fā)明中包括了全反射型聚光鏡的光拾取器光學儀器結構的第一實施案例。圖3的光學儀器采用的是激光二極管的光源。
光源采用了激光二極管301，利用上述激光二極管301產(chǎn)出的主光束的光學儀器包括了將上述光束變成平行光束的瞄準物鏡303、變成平行光束的光通過上述瞄準物鏡303進行反射的反射鏡304、將上述被反射的平行光束進行集束的放大物鏡305和被上述放大物鏡305集束的光束在任意一點集束成可讀寫數(shù)據(jù)的光盤306。還包括了能將從上述激光二極管301放射的光之中未被射入到瞄準物鏡303而被舍棄的光302b射入到MPD308的聚光鏡307，以及被聚光鏡307集束的光形成成像的MPD308。
上述聚光鏡(307)的入射面(I面)、反射面(O面)及其內(nèi)部的光導波路線的全反射條件是符合前面所述的圖2(b)和圖5的條件。
從激光二極管301放射到光角的光之中，未能射入到瞄準物鏡303界面而被舍棄的光以一定的入射角射入到聚光鏡307的入射面，通過其內(nèi)部的光導波路線按照全反射條件進行傳播，到達反射面O面的光在MPD308集束成像。
激光二極管301發(fā)出的主光束302a通過瞄準物鏡303轉變成平行光束后被反射鏡304反射，通過放大物鏡305集束到光盤306上，從而記錄或播放數(shù)據(jù)。
圖4所示是在本發(fā)明中包括了全反射型聚光鏡的拾取器光學儀器結構的的第二實施案例。此案例的光源采用的是全息圖拾取模塊(HPM)401。HPM401發(fā)射的0次光(主光束)402a傳播到包括瞄準物鏡403的主光學儀器，被HPM401折射的1次光402b通過聚光鏡405成像倒MPD404上。上述聚光鏡405的入射面、反射面及其內(nèi)部的光導波路線上的全反射條件符合圖2(b)和圖5的條件。在此，如果聚光鏡405的入射面尺寸大于折射光束尺寸(即HPM401的1次光的尺寸)，不僅能保證良好的組合性，還能充分確保光效能。
如上所述，在包含本發(fā)明的聚光鏡的光拾取裝置里，聚光鏡利用的是不被主光束的光學儀器使用的光，從而提高了光的利用效率。而且因為從射入到入射面(I)的光源到光入射角的允許范圍(臨界角)較大，所以即使聚光鏡與MPD的組合功差有所增大，也因其總是能滿足全反射條件，其組合性是良好的，散布特性也會被改善的。
例如，錐形角(α)滿足5度左右時，全反射條件將I面的入射角度90度視為臨界角，因此從激光二極管301發(fā)出的光302b或從HPM401射出的1次折射光402b的入射角度同光源一聚光鏡307-MPD308之間，即使造成組合誤差也不成問題。
又因利用聚光鏡也能集束、成像，可將MPD光學儀器置于緊靠拾取器下端的位置，實現(xiàn)輕便化結構。
本發(fā)明中包括了全反射型聚光鏡的光拾取裝置，其光效率較高；放大物鏡射出的MPD入射光量散布特性良好；且能增大滿足全反射條件的聚光鏡的射入臨界角度，光源和聚光鏡以及MPD之間組合誤差的允許范圍較大，其組合性也是優(yōu)秀的。
雖然本發(fā)明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，應理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變形都將落在本發(fā)明權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種利用全反射型聚光鏡的光拾取裝置，其特征在于它包括用顯示器光檢儀將光源發(fā)射的部分光引導、集束后成像的聚光鏡，其形狀滿足全反射條件的錐形狀，從而能夠使從上述聚光鏡的入射面到反射面的光導波路線將入射光進行全反射導波，將入射光聚光到射出面。
2.如權利要求1所述的光拾取裝置，其特征在于所述聚光鏡的入射面和反射面是平面的，入射面的尺寸維持在大于反射面的尺寸，將入射光全反射、集束、導波。
3.如權利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于為滿足所述聚光鏡進行全反射的條件，全反射入射臨界角為Uc、聚光鏡媒質的折射率為n、媒質內(nèi)的折射角為U′、錐形角為α時，則滿足α＝90度-αsin(sin(Uc)/n)-αsin(1/n)的條件。
4.如權利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述光拾取裝置的聚光鏡反射面是對著顯示器光檢儀的。
5.如權利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于滿足所述聚光鏡反射面尺寸≥顯示器光檢儀尺寸關系。
6.如權利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述光源是激光二極管，射入到聚光鏡入射面的光，是激光二極管放射到光角的光之中未被提供到瞄準物鏡界的其余的光。
7.如權利要求1或2所述的光拾取裝置，其特征在于所述光源是全息圖拾取模塊，未被射入到聚光鏡入射面的光在所述全息圖拾取模塊折射成1次光。
全文摘要
本發(fā)明是有關全反射型聚光鏡的光拾取裝置。它是以利用激光在光記錄媒體記錄、播放數(shù)據(jù)的光拾取裝置，把光從光源處引導、集束到顯示器光檢儀。本發(fā)明尤其是將激光二極管或全息圖拾取模塊發(fā)射出來的部分光集束后射入到顯示器光檢儀的全反射型的聚光鏡，以任意的入射角度射入到聚光鏡入射面的光，通過導波被內(nèi)部的全反射面全反射后，以集束狀態(tài)射出到反射面，再引導射出的集束光到達顯示器光檢儀，從而實現(xiàn)放大物鏡射出光的顯示器光檢儀入射光量散布較少、組合性好的優(yōu)點，且可實現(xiàn)簡單化。
文檔編號G11B7/135GK1521741SQ0311516
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月27日 優(yōu)先權日2003年1月27日
發(fā)明者金英植 申請人:上海樂金廣電電子有限公司