專利名稱：數(shù)字通用光盤光學(xué)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光盤機(jī)光學(xué)頭，具體說(shuō)是一種DVD數(shù)字通用光盤光學(xué)頭。
背景技術(shù)：
目前，光盤的存儲(chǔ)容量越來(lái)越大，單面DVD可存儲(chǔ)4.7GB、雙面可存儲(chǔ)9.4GB的信息，因此對(duì)讀取速度的要求也大大提高。提高光學(xué)頭讀取速度的一個(gè)方法就是減小光學(xué)頭的重量，從而減小慣性，使其能快速的尋跡、聚焦。DVD系統(tǒng)必須能向下兼容，即能兼容CD，DVD所用的激光波長(zhǎng)為650nm的紅光，而CD用的激光波長(zhǎng)為780nm，所以一般數(shù)字通用光盤光學(xué)頭是雙波長(zhǎng)光學(xué)頭。現(xiàn)在的數(shù)字通用光盤光學(xué)頭一般都采用雙波長(zhǎng)激光器分離的方式，圖1是傳統(tǒng)光學(xué)頭(HOP1000)的一般結(jié)構(gòu)，激光光源10和11的波長(zhǎng)分別為650nm和780nm，分別置于主光路的兩側(cè)，主光路上從探測(cè)器20開(kāi)始依次放置著柱面鏡19、半透半反鏡12、分束棱鏡14、反射鏡15、準(zhǔn)直鏡16和物鏡17等光學(xué)元件；從光源10出射的光束垂直于主光路入射，650nm的光束由半透半反鏡12耦合進(jìn)主光路，在780nm的光源11和主光路之間放置一個(gè)光柵13，將780nm光分成三束光，用于CD系統(tǒng)的道跟蹤，由分束棱鏡14將光束耦合進(jìn)主光路。由上述看出整個(gè)系統(tǒng)光學(xué)元件眾多，激光器和光學(xué)元件本身都有一定的體積和重量，而且各個(gè)元件之間要有一定的距離，因此整個(gè)光學(xué)頭組件體積大、重量增大，從而使尋跡、聚焦伺服的時(shí)間延長(zhǎng)。另外，光學(xué)頭系統(tǒng)對(duì)光束質(zhì)量要求嚴(yán)格，像差必須控制在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，因此各個(gè)元件還需要精確校準(zhǔn)，才能保證不產(chǎn)生額外的像差，這在技術(shù)上也就增加了難度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，它應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，且組裝方便。
本發(fā)明技術(shù)解決方案如下一種數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，包括一主光路，在該主光路上自光盤同光軸地依次設(shè)有物鏡、準(zhǔn)直鏡、分束棱鏡、柱面鏡和光電探測(cè)器，該光盤位于物鏡的焦面上，光電探測(cè)器位于柱面鏡的焦面上，所述的物鏡裝在一個(gè)致動(dòng)器上，其特征在于所述的柱面鏡的平面附在該分束棱鏡的底面上；一平行四棱玻璃體，該玻璃體的第一豎直面粘結(jié)在所述分束棱鏡的豎直側(cè)面上；該玻璃體的第二豎直面刻有光柵，傾斜底面鍍有780nm的反射膜，傾斜頂面鍍有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源和第二激光光源鑲嵌在一塊豎直的基板上，第一激光光源和第二激光光源發(fā)出的激光波長(zhǎng)分別為650nm和780nm；第二激光光源發(fā)出的780nm的激光經(jīng)光柵射向傾斜底面，使光束衍射分成三束光。
所述的分束棱鏡對(duì)來(lái)自第一激光光源和第二激光光源和光盤的光進(jìn)行反射和透射。
在所述的準(zhǔn)直鏡和柱面鏡之間是偏振分光棱鏡和1/4λ波片，所述的1/4λ波片粘貼在偏振分光棱鏡的頂面。
所述的平行四棱玻璃體的第一豎直面與傾斜頂面的夾角θ的選擇范圍為30°＜ θ＜40°。
所述的物鏡裝在一個(gè)致動(dòng)器上，用于DVD、CD不同系統(tǒng)的聚焦。本發(fā)明減少了光學(xué)元件，而且分束棱鏡14、柱面鏡19和玻璃體21固定在一起，因此組裝過(guò)程簡(jiǎn)單，需要校準(zhǔn)的元件數(shù)也減少了，光學(xué)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。
若分束棱鏡的邊長(zhǎng)為l，為了使780nm的光在211面的中心處入射，并讓耦合光在入射分束棱鏡時(shí)也處在中心位置，則面212和面210的長(zhǎng)度L=2lsin2θcosθ,]]>兩激光器的間距若為d，則基板22與玻璃體的距離為ltgθsin2θ-dtg(r-θ)-l2tgθ+ltgθcos2θ,]]>r為650nm激光在面212上的入射角，滿足折射定律sinr＝nsinθ。
在上述的發(fā)明中，由于半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光是近似于線偏振的偏振光，因此可以用偏振分光棱鏡24代替其中的分束棱鏡14。偏振分光棱鏡對(duì)不同偏振態(tài)的光是選擇通過(guò)和反射的，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，在偏振分光棱鏡的上端面244加載一個(gè)把線偏振變成圓偏振，再把圓偏振變成線偏振的元件1/4λ波片23，半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光若是p偏振態(tài)的線偏振光，偏振分光棱鏡24對(duì)其反射，則光往返兩次經(jīng)過(guò)1/4λ波片23后，偏振方向就旋轉(zhuǎn)90°，變成了s偏振光，則偏振分光棱鏡24對(duì)s偏振光通過(guò)，這樣就不會(huì)有反射光進(jìn)入激光器回路給激光增加噪聲，從而使光源更加穩(wěn)定。
圖1現(xiàn)有光學(xué)頭光路示意2本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)頭示意3本發(fā)明實(shí)施例2的光學(xué)頭示意圖具體實(shí)施方式
先請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)頭示意圖，由圖可見(jiàn)，本發(fā)明數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，包括一主光路，在該主光路上自光盤18同光軸地依次設(shè)有物鏡17、準(zhǔn)直鏡16、分束棱鏡14、柱面鏡19和光電探測(cè)器20，該光盤18位于物鏡17的焦面上，光電探測(cè)器20位于柱面鏡19的焦面上，所述的物鏡17裝在一個(gè)致動(dòng)器上，其特征在于所述的柱面鏡19的平面附在該分束棱鏡14的底面142上；一平行四棱玻璃體21，該玻璃體的第一豎直面213粘結(jié)在所述分束棱鏡14的豎直側(cè)面143上；該玻璃體21的第二豎直面211刻有光柵13，傾斜底面210鍍有780nm的反射膜，傾斜頂面212鍍有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源10和第二激光光源11鑲嵌在一塊豎直的基板22上，第一激光光源10和第二激光光源11發(fā)出的激光波長(zhǎng)分別為650nm和780nm；第二激光光源11發(fā)出的780nm的激光經(jīng)光柵13射向傾斜底面210。
所述的分束棱鏡14對(duì)來(lái)自第一激光光源10和第二激光光源11和光盤18的光進(jìn)行反射和透射。
所述的準(zhǔn)直鏡16和柱面鏡19之間是偏振分光棱鏡24和1/4λ波片23，所述的1/4λ波片23粘貼在偏振分光棱鏡24的頂面244。
所述的平行四棱玻璃體21的第一豎直面213與傾斜頂面212的夾角θ的選擇范圍為30°＜θ＜40°。
本發(fā)明的工作過(guò)程是對(duì)DVD系統(tǒng)，首先第一激光光源10發(fā)出波長(zhǎng)為650nm的光束傾斜射入玻璃體21的傾斜頂面212上折射透過(guò)，其折射光相對(duì)玻璃體21的第一豎直面213和分束棱鏡14的豎直側(cè)面143垂直入射的，經(jīng)分束棱鏡14后反射光被準(zhǔn)直鏡16和物鏡17準(zhǔn)直聚焦后，在DVD光盤180上會(huì)聚，而光盤反射光經(jīng)過(guò)物鏡17和準(zhǔn)直鏡16后，被分束棱鏡14再次分束，透射光經(jīng)柱面鏡19后，被光電探測(cè)器20接收，以提取伺服信號(hào)和光盤記錄信號(hào)，其中聚焦伺服用像散法，道跟蹤用DPD差動(dòng)相位法。對(duì)CD系統(tǒng)，第二激光光源11發(fā)出波長(zhǎng)為780nm的光束，用于讀取CD光盤181上的信息，首先是光束垂直入射在玻璃體21的第二豎直面211上，在第二豎直面211上刻有光柵13，衍射產(chǎn)生0級(jí)和±1級(jí)的光束，0級(jí)光用于讀取CD光盤181的記錄信號(hào)，±1級(jí)光用來(lái)道跟蹤，光束經(jīng)玻璃體21的傾斜底面210和傾斜頂面212的反射后，O級(jí)光與上述650nm折射光的光軸重合，同樣經(jīng)過(guò)分束棱鏡14的分離后，反射光被準(zhǔn)直鏡16和物鏡17準(zhǔn)直聚焦，在CD光盤181的記錄層上會(huì)聚，光盤反射光再依次經(jīng)過(guò)物鏡17、準(zhǔn)直鏡16后被分束棱鏡14再次分束，透射光經(jīng)柱面鏡19產(chǎn)生像散，被光電探測(cè)器20接收，以提取光盤記錄信號(hào)和伺服信號(hào)，其中聚焦伺服用像散法，道跟蹤用三光束法。
根據(jù)此實(shí)施例，玻璃體21和分束棱鏡14及柱面鏡19固定在一起，因此在光學(xué)頭的組裝過(guò)程中，就簡(jiǎn)單化了，調(diào)整也比較容易，而且元件粘貼在一起，使體積減小，且元件較少，因此重量也減輕了。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的光學(xué)頭示意圖，與上述實(shí)施例1不同的是，其中的分束棱鏡14由偏振分光棱鏡24代替，并在偏振分光棱鏡24的面244上加載一個(gè)1/4λ波片23。同樣光束由玻璃體垂直入射在偏振分光棱鏡24的面243上，經(jīng)面245的反射，通過(guò)1/4λ波片后變成圓偏振光，再經(jīng)準(zhǔn)直鏡16和物鏡17的準(zhǔn)直聚焦在光盤18上會(huì)聚，光盤18反射光經(jīng)過(guò)物鏡17和準(zhǔn)直鏡16后，第二次經(jīng)過(guò)1/4λ波片23，光的偏振方向又旋轉(zhuǎn)了45°，于是就變成了與原來(lái)偏振方向垂直的偏振光，這樣光束就通過(guò)偏振分光棱鏡24，同樣經(jīng)柱面鏡19產(chǎn)生像散，被光電探測(cè)器20接收。該實(shí)施例雖然增加了一個(gè)1/4λ波片，由于采用了偏振分光棱鏡24，減少了光盤18反射光進(jìn)入激光器回路的可能，因此使激光器的工作更加穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，包括一主光路，在該主光路上自光盤(18)同光軸地依次設(shè)有物鏡(17)、準(zhǔn)直鏡(16)、分束棱鏡(14)、柱面鏡(19)和光電探測(cè)器(20)，該光盤(18)位于物鏡(17)的焦面上，光電探測(cè)器(20)位于柱面鏡(19)的焦面上，所述的物鏡(17)裝在一個(gè)致動(dòng)器上，其特征在于所述的柱面鏡(19)的平面附在該分束棱鏡(14)的底面(142)上；一平行四棱玻璃體(21)，該玻璃體的第一豎直面(213)粘結(jié)在所述分束棱鏡(14)的豎直側(cè)面(143)上；該玻璃體(21)的第二豎直面(211)刻有光柵(13)，傾斜底面(210)鍍有780nm的反射膜，傾斜頂面(212)鍍有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源(10)和第二激光光源(11)鑲嵌在一塊豎直的基板(22)上，第一激光光源(10)和第二激光光源(11)發(fā)出的激光波長(zhǎng)分別為650nm和780nm；第二激光光源(11)發(fā)出的780nm的激光經(jīng)光柵13射向傾斜底面(210)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，其特征在于所述的分束棱鏡(14)對(duì)來(lái)自第一激光光源(10)和第二激光光源(11)和光盤(18)的光進(jìn)行反射和透射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，其特征是在所述的準(zhǔn)直鏡(16)和柱面鏡(19)之間是偏振分光棱鏡(24)和1/4λ波片(23)，所述的1/4λ波片(23)粘貼在偏振分光棱鏡(24)的頂面(244)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，其特征在于所述的平行四棱玻璃體(21)的第一豎直面(213)與傾斜頂面(212)的夾角θ的選擇范圍為30°＜θ＜40°。
全文摘要
一種數(shù)字通用光盤光學(xué)頭，在一主光路上自光盤同光軸地依次設(shè)有物鏡、準(zhǔn)直鏡、分束棱鏡、柱面鏡和光電探測(cè)器，該光盤位于物鏡的焦面上，光電探測(cè)器位于柱面鏡的焦面上，所述的物鏡裝在一個(gè)致動(dòng)器上，其特點(diǎn)是該柱面鏡的平面附在分束棱鏡的底面上；一平行四棱玻璃體的第一豎直面粘結(jié)在分束棱鏡的豎直側(cè)面上；該玻璃體的第二豎直面刻有光柵，傾斜底面鍍有780nm的反射膜，傾斜頂面鍍有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源和第二激光光源鑲嵌在一塊豎直的基板上，兩光源發(fā)出的激光波長(zhǎng)分別為650nm和780nm；第二激光光源發(fā)出的780nm的激光經(jīng)光柵射向傾斜底面，使光束衍射分成三束光。本發(fā)明光學(xué)頭具有組裝和調(diào)整方便，體積縮小光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1619671SQ20041008933
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者趙春梅, 阮昊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所