專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)及使用所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一光學(xué)系統(tǒng)及使用所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置采用激光束在記錄介質(zhì)上寫入或讀出信息。如圖1所示，傳統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置包括一光發(fā)射元件1，一準(zhǔn)直透鏡2，一光路改變裝置3，一物鏡4，一聚光鏡5及一光接收元件6。由光發(fā)射元件1發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡2準(zhǔn)直成為平行光束，所述平行光束經(jīng)光路改變裝置3后由物鏡4聚焦在記錄介質(zhì)7上，并由所述記錄介質(zhì)7反射而回。該反射光束經(jīng)物鏡4后由光路改變裝置3轉(zhuǎn)向并經(jīng)聚光鏡5聚焦在光接收元件6上。其中，光束由記錄介質(zhì)7上反射時(shí)會(huì)受到所述記錄介質(zhì)7記錄信息的調(diào)制，光接收元件6接收到所述反射光束后，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將所述反射光束承載的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并交由后續(xù)電路(未標(biāo)示)處理。所述光發(fā)射元件1一般使用激光器。
用于對(duì)記錄介質(zhì)進(jìn)行信息寫入或讀出操作的激光束，其理想狀態(tài)為一束圓形截面的平行光束，而在實(shí)際應(yīng)用中，由激光器發(fā)出的激光束并非十分理想。請(qǐng)參看圖2，激光器10發(fā)出一束激光束，所述激光束在水平方向上的發(fā)射角θ1與其在垂直方向上的發(fā)射角θ2并不相等，導(dǎo)致所述激光束的截面為一橢圓形。請(qǐng)參看圖3，所述激光束在水平方向上的發(fā)射角θ1及其在垂直方向上的發(fā)射角θ2與兩方向上光束的相對(duì)光強(qiáng)的關(guān)系曲線差距很大，如θ1最大角度只能取光軸兩側(cè)的10度，而θ2最大角度可取光軸兩側(cè)的50度，這表明所述激光束橢圓截面的長(zhǎng)軸在垂直方向上，短軸在水平方向上。如將橢圓形光束直接會(huì)聚于記錄介質(zhì)表面上成橢圓光點(diǎn)，在對(duì)記錄介質(zhì)讀取信息及對(duì)發(fā)射光信號(hào)處理上造成很大困難。為解決這個(gè)問題，現(xiàn)有技術(shù)使用孔徑角為激光器10最大水平發(fā)射角的圓形準(zhǔn)直透鏡，因此可以產(chǎn)生滿足要求的圓形截面光束(陰影部份)。然而，由于垂直發(fā)射角的部份光束被舍棄，而使得光能量的利用率低。為了獲得足夠清晰的信號(hào)，激光器需具有較高功率。因而造成整個(gè)光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置的成本難于降低。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種可提高光利用率的光學(xué)系統(tǒng)。
另外，還有必要提供一種使用所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置。
一光學(xué)系統(tǒng)，包括一光源，一準(zhǔn)直透鏡，一三棱鏡組；由該光源發(fā)出的發(fā)散橢圓光束入射至該準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)該準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后成為平行橢圓光束，該平行橢圓光束入射至該三棱鏡組，由該三棱鏡組出射的平行橢圓光束長(zhǎng)軸縮短至與其短軸相等。
一光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，包括一光學(xué)系統(tǒng)，一光路改變裝置，一物鏡，一聚光鏡，一光接收元件。所述光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出平行圓形激光束，該平行圓形激光束經(jīng)光路改變裝置后入射至物鏡，由物鏡聚焦在記錄介質(zhì)上，并由記錄介質(zhì)反射而回，該反射光束經(jīng)物鏡后由光路改變裝置轉(zhuǎn)向入射至聚光鏡，由聚光鏡聚焦在光接收元件上。其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一光源，一準(zhǔn)直透鏡，一三棱鏡組；由所述光源發(fā)出的發(fā)散橢圓光束入射至準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后成為平行橢圓光束，該平行橢圓光束入射至三棱鏡組，由三棱鏡組出射的平行橢圓光束長(zhǎng)軸縮短至與其短軸相等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光學(xué)系統(tǒng)使用一三棱鏡組，該三棱鏡組對(duì)平行橢圓光束的長(zhǎng)軸進(jìn)行壓縮以使此長(zhǎng)軸與短軸相等，從而將所述平行橢圓光束轉(zhuǎn)換成為平行圓形光束。此種方案充分利用了光源所發(fā)出光束的光能量，可以降低使用所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置的成本。

圖1為傳統(tǒng)光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為一般激光器發(fā)出橢圓光束的工作示意圖。
圖3為激光器發(fā)出的橢圓光束在垂直及水平方向的光發(fā)射角與相對(duì)光強(qiáng)度的關(guān)系示意圖。
圖4(a)為本發(fā)明提供的光學(xué)系統(tǒng)水平方向視圖。
圖4(b)為本發(fā)明提供的光學(xué)系統(tǒng)垂直方向視圖。
圖5為使用本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參看圖4(a)及圖4(b)，一光學(xué)系統(tǒng)11在水平及垂直方向的視圖。該光學(xué)系統(tǒng)11包括一激光器111，一準(zhǔn)直透鏡112，一第一三棱鏡113及一第二三棱鏡114。所述四個(gè)光學(xué)元件按激光器111、準(zhǔn)直透鏡112、第一三棱鏡113及第二三棱鏡114的順序依次設(shè)置于光路中。其中，第一三棱鏡113及第二三棱鏡114可以采用相同材料制成。準(zhǔn)直透鏡112的出射光束依次通過第一三棱鏡113的第一表面116及第二表面117，之后依次通過第二三棱鏡114的第一表面118及第二表面119。而第一三棱鏡的第一表面116垂直于準(zhǔn)直透鏡112的出射光束，其第二表面117與第一表面116的夾角為一銳角θ3，第二三棱鏡114的第一表面118垂直于第一三棱鏡113的出射光束，其第二表面119與其第一表面118的夾角為一銳角θ4，而θ3與θ4大小相等且分別位于該平行光束光路的相反兩側(cè)。
激光器111發(fā)出的發(fā)散橢圓光束的短軸位于水平面上，該方向?yàn)榧す馐乃椒较?，激光?11發(fā)出的發(fā)散橢圓光束的長(zhǎng)軸位于垂直面上，該方向?yàn)榧す馐拇怪狈较颉?br> 請(qǐng)參看圖4(a)，在水平方向上，由激光器111發(fā)出的發(fā)散橢圓光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡112準(zhǔn)直后成為平行橢圓光束并入射至第一三棱鏡113。由于第一三棱鏡113在水平方向上的第一表面116及第二表面117都垂直于入射平行橢圓光束，故所述平行橢圓光束通過第一三棱鏡113后不發(fā)生任何變化，并入射至第二三棱鏡114。所述平行橢圓光束在第二三棱鏡114的第一表面118發(fā)生一次折射，在其第二表面119發(fā)生另一次折射。由于第二三棱鏡114在水平方向上的第一表面118及第二表面119相互平行，故由第二三棱鏡114出射的光束115a的傳播方向與準(zhǔn)直透鏡112出射光束的傳播方向一致，且寬度相等。
請(qǐng)參看圖4(b)，在垂直方向上，由激光器111發(fā)出的發(fā)散橢圓光束先經(jīng)準(zhǔn)直透鏡112準(zhǔn)直成為平行橢圓光束并入射至第一三棱鏡113。由于第一三棱鏡113的第一表面16垂直于平行橢圓光束而其第二表面117與所述平行橢圓光束有一傾斜角，故所述平行橢圓光束正常通過第一表面116，而在第二表面117發(fā)生折射而改變傳播方向且該平行橢圓光束的寬度減小。由于第二三棱鏡114的第一表面118垂直于第一三棱鏡113的出射光束而其第二表面119與該光束有一傾斜角，故由第一三棱鏡113出射的平行橢圓光束正常通過第一表面118，而在第二表面119發(fā)生折射。由第二三棱鏡114出射的光束115b的傳播方向與準(zhǔn)直透鏡112出射光束的傳播方向一致，且寬度減小至與上述光束115a相等。
由于水平方向上該光學(xué)系統(tǒng)11的出射光束115a與垂直方向上該光學(xué)系統(tǒng)11的1出射光束115b的寬度相等。因此，原激光器111發(fā)出并經(jīng)準(zhǔn)直透鏡112準(zhǔn)直后的平行橢圓光束經(jīng)該光學(xué)系統(tǒng)11處理后，轉(zhuǎn)換為平行圓形光束，且不會(huì)造成光能量的損失，激光器111的發(fā)光功率可以降低。
請(qǐng)參看圖5，一光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置(未標(biāo)示)，包括所述光學(xué)系統(tǒng)11，一光路改變裝置12，一物鏡13，一聚光鏡14，一光接收元件15。由所述光學(xué)系統(tǒng)11發(fā)出平行圓形激光束，該激光束經(jīng)光路改變裝置12后入射至物鏡13，由物鏡13聚焦在記錄介質(zhì)16上，并由記錄介質(zhì)16反射而回，該反射光束經(jīng)物鏡13后由光路改變裝置12轉(zhuǎn)向入射至聚光鏡14，由聚光鏡14聚焦在光接收元件15上，被其吸收且轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理等操作。由于在所述光學(xué)系統(tǒng)11中，激光器111發(fā)出并經(jīng)準(zhǔn)直透鏡112準(zhǔn)直后的平行橢圓光束受到第一三棱鏡113及第二三棱鏡114的處理，使該平行橢圓光束在垂直方向上寬度縮短以與其水平方向上的寬度相等，從而使該平行橢圓光束轉(zhuǎn)換為平行圓形光束，且無(wú)光能量的損失。因此，激光器111的發(fā)光功率可以降低，而采用所述光學(xué)系統(tǒng)11的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置(未標(biāo)示)的工作效率提高且成本降低。
權(quán)利要求
1.一光學(xué)系統(tǒng)，包括一光源，一準(zhǔn)直透鏡，其特征在于該光學(xué)系統(tǒng)還包括一三棱鏡組；由該光源發(fā)出的發(fā)散橢圓光束入射至準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后成為平行橢圓光束，該平行橢圓光束入射至三棱鏡組，由三棱鏡組出射的平行橢圓光束長(zhǎng)軸縮短至與其短軸相等。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述三棱鏡組包括一第一三棱鏡與一第二三棱鏡，由所述準(zhǔn)直透鏡出射的平行橢圓光束經(jīng)該第一三棱鏡處理后長(zhǎng)軸縮短，并使光束傳播方向改變，再傳至第二三棱鏡，第二三棱鏡將平行橢圓光束長(zhǎng)軸進(jìn)一步縮短至與其短軸相等且使其傳播方向與該準(zhǔn)直透鏡的出射光束的方向一致。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一三棱鏡的第一表面垂直于入射光束且與其第二表面夾角為銳角。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第二三棱鏡的第一表面垂直于入射光束且與其第二表面夾角為銳角。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一三棱鏡的第一表面與其第二表面的夾角與第二三棱鏡的第一表面與其第二表面的夾角位于光路的相反兩側(cè)，且大小相等。
6.一光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，包括一光源，一準(zhǔn)直透鏡，一光路改變裝置，一物鏡，一聚光鏡，一光電檢測(cè)元件，其特征在于該光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置還包括一三棱鏡組，其中，光源發(fā)出的發(fā)散橢圓光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后成為平行橢圓光束且入射至三棱鏡組，由該三棱鏡組將平行橢圓光束轉(zhuǎn)換為平行圓形光束，之后由光路改變裝置改向入射至物鏡，再由物鏡聚焦在記錄介質(zhì)上，由記錄介質(zhì)反射回的光束經(jīng)物鏡及光路改變裝置后入射至聚光鏡，所述反射光束經(jīng)聚光鏡聚焦后由光電檢測(cè)元件吸收。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于所述三棱鏡組包括一第一三棱鏡與一第二三棱鏡，由所述準(zhǔn)直透鏡出射的平行橢圓光束經(jīng)該第一三棱鏡處理后長(zhǎng)軸縮短，并使光束傳播方向改變，再傳至第二三棱鏡，第二三棱鏡將平行橢圓光束長(zhǎng)軸進(jìn)一步縮短至與其短軸相等且使其傳播方向與該準(zhǔn)直透鏡的出射光束的方向一致。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于所述第一三棱鏡的第一表面垂直于入射光束且與其第二表面夾角為銳角。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于所述第二三棱鏡的第一表面垂直于入射光束且與其第二表面夾角為銳角。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于所述第一三棱鏡的第一表面與其第二表面的夾角與第二三棱鏡的第一表面與其第二表面的夾角位于光路的相反兩側(cè)，且大小相等。
全文摘要
一光學(xué)系統(tǒng)及使用所述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一用以產(chǎn)生發(fā)散橢圓光束的光源，一對(duì)來(lái)自該光源的光束進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直透鏡及一對(duì)所述準(zhǔn)直透鏡出射的平行橢圓光束進(jìn)行整形的三棱鏡組。其中，所述三棱鏡組將由光源發(fā)出并經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的平行橢圓光束轉(zhuǎn)換成為平行圓形光束，而不會(huì)造成光能量的損耗，以降低此光學(xué)記錄/再現(xiàn)裝置的成本。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1841122SQ20051003394
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者孫文信 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司