專利名稱：集成光學(xué)部件及利用此部件的光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于光拾取裝置。尤其是為了光學(xué)設(shè)備的集成而將兩個(gè)以上的發(fā)光部(Laser diode)及與其相對應(yīng)的收光部(Photo diode)，及其間的改變 光束路徑的透鏡合為一體的集成光學(xué)部件及利用此部件的光拾取裝置。
背景技術(shù)：
隨著像電影等動(dòng)影像信息的壓縮，要求類似于CD(Compact Disc光盤)及 DVD(Digital Versatile Disc數(shù)字化視頻光盤)光盤能夠存儲(chǔ)2個(gè)小時(shí)分量的數(shù)字 視頻信號。但是，在光盤中即使具有最大容量的DVD也就只能記錄4.7GBytes， 所以事實(shí)上并不適合用于記錄2個(gè)小時(shí)分量的動(dòng)影像信息。最近高畫質(zhì)數(shù)字播放在全世界范圍推廣開來的同時(shí)，開發(fā)BD(藍(lán)光光盤) 用記錄及播放裝置已成為當(dāng)務(wù)之急。所述藍(lán)色激光二極管(BD: Blue Laser Diode 藍(lán)色激光二極管)級光記錄播放裝置中使用高開口數(shù)(例如，NA-0.85)，短 波長(例如，405nm)的激光。同時(shí)，隨著光盤記錄及播放裝置可被利用于DVD,CD，BD (Blue-ray Disk 藍(lán)色激光盤片)等多種媒體，由于一種激光無法播放所有的光盤，所以與2波 長或3波長相對應(yīng)的光記錄播放裝置就顯得非常必要了。圖l是現(xiàn)有與3波長相對應(yīng)的光拾取裝置的構(gòu)成圖。參照

圖1，其構(gòu)成包括如下幾個(gè)部分產(chǎn)生互不相同波長的光束的第一至 第三激光二極管ll、 12、 13;根據(jù)所述第一至第三激光二極管11、 12、 13產(chǎn) 生的激光光束的入射方向使光束透過或反射的光分裂器21、 22、 23;將因光 分裂器21、 22、 23而反射的光束轉(zhuǎn)換為平行光束的瞄準(zhǔn)透鏡24;將所述平行 光束的路徑轉(zhuǎn)換到物鏡方向上的反射鏡25，將所述反射鏡25反射的光束照射到 光盤27上的物鏡26;接收從所述光盤27反射出來的反射光束的光檢測器30。這里，第一激光二極管11為CD所用，第二激光二極管12為DVD所用，
第三激光二極管13作為藍(lán)色激光二極管，為BD所用。所以，為了使從各自分別設(shè)置的第一、第二、第三激光二極管U、 12、 13 中產(chǎn)生的激光光束的路徑一致，通過各個(gè)光分裂器21、 22、 23進(jìn)行反射。艮口， 第一激光二極管11產(chǎn)生的光束(780nm)用第一光分裂器21反射，透過第三 光分裂器23入射到瞄準(zhǔn)透鏡24，從第二激光二極管12產(chǎn)生的光束(680nm) 在第二光分裂器22中被反射，透過第一、第三光分裂器21、 23入射到瞄準(zhǔn)透 鏡24。從第三激光二極管13產(chǎn)生的光束(405nm)在第三光分裂器23中被反 射，入射到瞄準(zhǔn)透鏡24。這樣的反射或者透過的操作因?yàn)榧す舛O管所設(shè)置 的位置的不同會(huì)有所差異。所述瞄準(zhǔn)透鏡24將入射的光束轉(zhuǎn)換成平行光，利用反射鏡25將光束路徑 轉(zhuǎn)向光盤方向后，憑借物鏡26照射到光盤27。照射所述光盤27的光束被反 射后經(jīng)過逆路徑，即，物鏡26和反射鏡25、及瞄準(zhǔn)透鏡24，透過光分裂器23、 21、 22，由于在光檢測器30中檢出電信號，以伺服器信號及RF (射頻信號) 信號的形式被使用。由此，若要使用各自分別設(shè)置的激光二極管11、 12、 13構(gòu)成與3波長相 對應(yīng)的光學(xué)設(shè)備，由于需要大量的光學(xué)部件，所以2波長的激光二極管正在開 發(fā)之中。圖2為現(xiàn)有3波長激光二極管包，在一個(gè)發(fā)光元件41內(nèi)設(shè)有兩個(gè)激光二 極管，可產(chǎn)生CD用激光光束和DVD用激光光束，在所述發(fā)送元件41的下部 填充第2發(fā)光元件42，產(chǎn)生BD用激光光束。據(jù)此，從圖1中，可將兩個(gè)光 分裂器中適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件除掉，其空間能夠被靈活運(yùn)用。圖3是現(xiàn)有3波長激光二極管的另一構(gòu)成圖，通過水平排列的三個(gè)發(fā)光元 件43、 44、 45，可產(chǎn)生CD用，DVD用，BD用激光光束。但是，即使使用現(xiàn)有的3波長激光二極管包，也會(huì)存在兩個(gè)相鄰的激光二 極管放在直線上，在縮短其間距離(100um)方面受限，還導(dǎo)致溫度特性低下 及LD的熱化特性變糟的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的所述問題，而提供的一種集成光學(xué)部
件及利用此部件的光拾取裝置。本發(fā)明的第一目的在于，能夠?qū)a(chǎn)生3波長的三個(gè)激光二極管及收光的光 檢測器集成為一個(gè)部件。本發(fā)明的第二目的在于，使集成光學(xué)部件具備有等角傾斜面的反射體和 在各傾斜面上的三個(gè)激光二極管以及所述等角間的光檢測器集成為一體，所 以激光二極管間的相對距離能夠縮小，光學(xué)元件的數(shù)量也能夠減少。本發(fā)明的第三目的在于，由于光學(xué)部件上的設(shè)置有全息圖元件，所以可 將光束向所需的方向引導(dǎo)，光檢測器可接收反射光光束。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的集成光學(xué)部件其特征在于包括以下幾個(gè)部分具有三個(gè)成等角形成的傾斜面的反射體； 在所述各傾斜面相對方向上的三個(gè)激光二極管； 在所述兩個(gè)傾斜面間及兩個(gè)激光二極管間配置有光檢測器； 支持所述激光二極管及光檢測器的掃描透射電鏡。具體來說，所述反射體的傾斜面，與棱鏡底面標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)光光軸分別成45 度角傾斜。具體來說，所述反射體是以棱錐形形成。 具體來說，所述反射體的傾斜面是相互間隔120度。具體來說，還包括在反射體的上部，通過各傾斜面被反射的光束在光的 路徑上透過并射出，將從光盤上反射出來的反射光束射向所述光檢測器的全 息圖元件。具體來說，所述光反射體為反射透鏡或反射鏡。本發(fā)明中另一實(shí)施例中利用集成光學(xué)部件的光拾取裝置，其特點(diǎn)是，包 括根據(jù)光盤的種類產(chǎn)生波長互不相同的光束的第一至第三激光二極管，和在 兩個(gè)激光二極管間配置的可接收反射光束并檢出電信號的光檢測器，和在各傾斜面上與所述三個(gè)激光二極管方向相對，反射光束的反射體在內(nèi)的集成光 學(xué)部件；設(shè)置于所述集成光學(xué)部件的上部，根據(jù)光束的偏光方向使其透過及繞射 的全息圖元件； 將從所述集成光學(xué)部件射出的光束轉(zhuǎn)換為平行光束的轉(zhuǎn)換手段；將所述 平行光束路徑轉(zhuǎn)換到光盤方向上的路徑轉(zhuǎn)換手段；憑借所述光路徑轉(zhuǎn)換手段將被轉(zhuǎn)換的光束聚集于光盤的物鏡。 具體來說，上述所述全息圖元件，其特點(diǎn)是為了使光束透過及繞射，由稀疏繞射領(lǐng)域和致密繞射領(lǐng)域構(gòu)成。本發(fā)明中，圓形的掃描透射電鏡中央位置，設(shè)有具備三個(gè)傾斜面類似于 棱鏡或反射鏡的反射體，產(chǎn)生波長互不相同光束的三個(gè)激光二極管及光檢測 器作為預(yù)裝件設(shè)置在該反射體的傾斜面相對方向的反射體周圍，使一個(gè)部件 中能夠產(chǎn)生三個(gè)光束，并能夠接收反射光束，以此簡化光拾取裝置的構(gòu)成的 同時(shí)，其體積也可達(dá)到最小化。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的具體特征性能。 圖l是現(xiàn)有光拾取裝置構(gòu)成圖。圖2是現(xiàn)有3波長二極管示意圖。圖3是現(xiàn)有3波長二極管另一構(gòu)成圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例中集成光學(xué)部件斜視圖。圖5是圖2的平面圖。圖6是本發(fā)明中集成光學(xué)部件及全息圖元件簡略構(gòu)成圖。圖7是本發(fā)明中集成光學(xué)部件及全息圖的側(cè)面圖。圖8是本發(fā)明集成光學(xué)部件的發(fā)光及接收路徑構(gòu)成圖。圖9是本發(fā)明中全息圖元件的詳細(xì)構(gòu)成圖。圖IO是本發(fā)明光檢測器的光檢出例的構(gòu)成圖。圖11是本發(fā)明中利用集成光學(xué)部件的光拾取裝置構(gòu)成圖。圖12是本發(fā)明中集成光學(xué)部件的激光二極管的相對距離比較圖。圖13是本發(fā)明中激光二極管的相對距離的像差特征圖。附圖中主要部分的符號說明100:集成光學(xué)部件 101,102， 103:激光二極管104:掃描透射電鏡 IIO:反射體 111,112,113:傾斜面 140:全息圖元件 152:反射鏡 154:光盤具體實(shí)施方式
參照圖4及圖5，圖4和圖5為本發(fā)明的集成光學(xué)部件的斜視圖及平面圖。 集成光學(xué)部件(或模塊)100包括呈圓形或圓環(huán)形的掃描透射電鏡104，所述 掃描透射電鏡104上間隔120度的第一至第三激光二極管101、 102、 103，在 掃描透射電鏡104中央，與所述第一至第三激光二極管101、 102、 103相對方 向上成等角配置的傾斜面111、 112、 113的反射體110。在這里，反射體110由反射鏡(Mirror)或棱鏡(Prism)等在傾斜面上附 著有反射膜的構(gòu)造物組成。此種集成光學(xué)部件100，如圖4和圖5所示，在圓形或圓環(huán)形的掃描透射 電鏡104上，以等角(120度)分別配置有第一至第三激光二極管(LD1、 LD2、 LD3) 101、 102、 103，兩個(gè)激光二極管IOI、 103間分別設(shè)置有光檢測器130。在這里，掃描透射電鏡104也可以被分成三個(gè)，分別安裝第一、第二、第 三激光二極管101、 102、 103后再裝配使用。即，由于分別制造安裝有一個(gè)激 光二極管101、 102、 103的掃描透射電鏡以后，以圓形的結(jié)構(gòu)附著在反射體110 的周圍，所以能夠制造3波長的激光二極管及光檢測部件。所述第一至第三激光二極管101、 102、 103，以三等分間隔分別配置在反 射體110的傾斜面111、 112、 113的相對方向上。所述反射體110的傾斜面 111,112,113與掃描透射電鏡104底面標(biāo)準(zhǔn)和光軸相對成一定的角度形成傾斜 支架，例如，可以制成45度的傾斜支架。這里，所述傾斜面111、 112、 113 是其傾斜角度可稍窄或稍寬些。這樣，從互不相同的激光二極管101、 102、 103 中產(chǎn)生的光束之間隔能夠憑借傾斜面的角度進(jìn)行調(diào)整。所述反射體110各傾斜面111、 112、 113互相間隔120度，呈棱錐形。所 述光檢測器130被設(shè)置在反射體IIO的傾斜面之間，g卩，棱角相對位置上。所述第一至第三激光二極管101、 102、 103產(chǎn)生的波長互不相同的光束在130:光檢測器 151:瞄準(zhǔn)透鏡 153:物鏡反射體110的第一至第3傾斜面111、 112、 113上被分別反射，沿著與掃描透 射電鏡104的表面成直角方向傳播。這樣傳播的波長互不相同的激光光束可被 用于兩種光盤的記錄和播放。在這里，第一激光二極管(LD1) 101中被使用的第1光源，比如說照射 780nm波長光束的激光二極管被用于CD光盤。第二激光二極管(LD2) 102 中產(chǎn)生的第2光源，比如說照射680nm波長光束的CD用激光二極管被用于 DVD光盤。另外，第三激光二極管103中被使用的第3光源，比如說照射405nm 波長光束的為藍(lán)色激光用二極管。另外，從光盤中被反射出來的反射光束由于再次憑借全息圖元件，被聚 集于設(shè)置在第一及第三激光二極管101、 103間的光檢測器130上，所以在光 檢測器130中檢出電信號，以伺服器信號及RF (射頻信號)信號的形式被使 用。圖6至圖8是在集成光學(xué)部件IOO的上部設(shè)置全息圖元件140的構(gòu)成圖。首先，參照圖6及圖7，在集成光學(xué)部件100的上部裝配有將光束向一定 的目標(biāo)位置透射的全息圖元件(HOLOGRAM) 140。如圖8，從第一至第三激光二極管101、 102、 103中產(chǎn)生的激光光束Bl、 B2、 B3在反射體110的第一至第3傾斜面111、 112、 113上成直角分別被反 射并透過全息圖元件140，在光路徑上射出。所述透射光束經(jīng)光路徑讀取雙重 光盤。另外，從所述光盤中反射出來的反射光束再逆路徑，通過全息圖元件140 透射。此時(shí)，反射光束經(jīng)過全息圖元件140聚集在光檢測器130上。艮P，全息圖元件140將從光盤反射出來并逆路徑入射的反射光束不經(jīng)過傾 斜面直接傳播到光檢測器130上，所以光拾取不必再另行調(diào)整，能夠保持在平 穩(wěn)狀態(tài)。為，全息圖元件140，如圖9所示，由稀疏繞射領(lǐng)域142和致密繞射領(lǐng) 域141構(gòu)成。即，全息圖元件140由刻有橫向及斜向繞射柵極的繞射領(lǐng)域組成。 此繞射領(lǐng)域被分為稀疏領(lǐng)域142和致密領(lǐng)域141，根據(jù)偏光方向?qū)馐M(jìn)行透 過或繞射。參照圖10，圖IO為本發(fā)明中全息圖元件140及光檢測器130的構(gòu)成圖。 透過全息圖元件140的反射光束在光檢測器130具備的4分割結(jié)構(gòu)單元Cl、 C2、 C3、 C4上聚集。所述光檢測器130接收透過全息圖元件140的反射光束， 通過4分割結(jié)構(gòu)單元Cl、 C2、 C3、 C4接收主要光束及輔助光束，由于檢出 電信號，所以即可檢出伺服器信號及RF射頻信號。
參照圖11，圖11為本發(fā)明的利用集成光學(xué)部件的光拾取裝置的構(gòu)成圖。 所述光拾取裝置包括以下幾個(gè)部分射出波長互不相同的激光光束Bl、 B2、 B3并接收反射光束的集成光學(xué)部件100;將從所述集成光學(xué)部件100產(chǎn)生的 激光光束轉(zhuǎn)換為平行光束的瞄準(zhǔn)透鏡151;作為光路徑轉(zhuǎn)換手段的將所述平行 光束轉(zhuǎn)換到光盤方向上的反射鏡152;以及將所述被反射的激光光束照射到光 盤154上的物鏡153。
此種利用光學(xué)部件的光拾取裝置，首先要從集成光學(xué)部件IOO中分別產(chǎn)生 波長互不相同的光束B1、 B2、 B3，憑借瞄準(zhǔn)透鏡151轉(zhuǎn)換為平行光束，經(jīng)反 射鏡152將光路徑轉(zhuǎn)換到光盤方向上后，通過物鏡153照射到光盤154上。并 且，從光盤154反射出來的反射光束再通過逆路徑，即，物鏡153、反射鏡152、 瞄準(zhǔn)透鏡151,在集成光學(xué)部件的光檢測器130上被接收。圖12是本發(fā)明的激光二極管LD1、 LD3間的間隔與現(xiàn)有間隔比較的示意 圖。在現(xiàn)有的第一及第二激光二極管LD1、 LD3中產(chǎn)生的第一及第二光束B1'、 B3'間隔有一定距離(d3，約100um)。
與此相反，在本發(fā)明中，在第一激光二極管(LD1) 101中產(chǎn)生的第一光 束B1和第三激光二極管(LD3) 103中產(chǎn)生的第三光束B3間的間隔維持在比 現(xiàn)有間隔小的程度(d2約50um)。并且，在反射體110的傾斜面的傾斜角度更 小的情況下，根據(jù)假想點(diǎn)，相對的光束(Bl、 B3")間的距離(d3約30um)也 能夠變窄。另外，將激光二極管的位置安裝在相對反射體IIO更高的位置上， 使得光束間的距離能夠變窄。
另外，本發(fā)明中，隨著反射體IIO的各傾斜面的角度的調(diào)整，以等角配置 的三個(gè)激光二極管間的相對距離全都能夠做一定的調(diào)整。
圖13是根據(jù)激光二極管間的距離的像高和像差(RSM)的關(guān)系坐標(biāo)圖。 在這里，像高為第一激光二極管LD1和第二激光二極管LD2的距離，本發(fā)明 中，是比較光束間的距離A、 B和現(xiàn)有的光束間的距離C的值。如圖所示，第 一激光二極管LD1和第二激光二極管LD2的光束間的距離用30um,50um來表示，現(xiàn)有的距離用100um來表示，各自的相對像差的大小可表示為A>B〉C。在這里，像差的差異越大，在拾取器中就越會(huì)產(chǎn)生問題，第一，由于產(chǎn) 生相對傾角，肯定會(huì)出現(xiàn)調(diào)整傾角的問題以及細(xì)微歪斜的情況。第二，使用 一個(gè)光檢測器的情況下，被接收的光束會(huì)產(chǎn)生相對誤差。本發(fā)明可以解決類 似問題。以上對本發(fā)明較為理想的實(shí)施例做了說明。通過所述的說明，本領(lǐng)域熟 練技術(shù)人員完全可以在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以 及修改。此外，這種變更和應(yīng)用相關(guān)的差距應(yīng)包括在本發(fā)明的權(quán)利要求書所 規(guī)定的技術(shù)性范圍內(nèi)。本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)效果是明顯的在本發(fā)明中的光拾取裝置中，就集成光學(xué)部件及利用此部件的光拾取裝 置來說，將設(shè)有成等角配置的傾斜面的反射體，與此相對方向上的三個(gè)激光 二極管和光檢測器以一個(gè)預(yù)裝件構(gòu)成為光學(xué)部件，所以根據(jù)光檢測器的實(shí)際 情況，拾取器不必另行調(diào)整，即能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的效果。并且，由于三個(gè)激光二極管的集成，能夠減少光學(xué)部件的數(shù)量，收到降 低價(jià)格的效果。同時(shí)改善激光二極管間的相對距離，能夠達(dá)到消除由于現(xiàn)有的相對距離 產(chǎn)生的斜軸引起的像差的效果。并且，能夠達(dá)到拾取器的整體高度變低的效果。
權(quán)利要求
1、一種集成光學(xué)部件，其特征在于，包括如下幾個(gè)部分具有三個(gè)成等角形成的傾斜面的反射體；在所述各傾斜面相對方向上的三個(gè)激光二極管；在所述兩個(gè)傾斜面間及兩個(gè)激光二極管間配置的光檢測器；支持所述激光二極管及光檢測器的掃描透射電鏡。
2、 如權(quán)利要求l所述的集成光學(xué)部件，其特征在于， 所述反射體的傾斜面與棱鏡底面標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)光光軸分別成45度角傾斜。
3、 如權(quán)利要求l所述的集成光學(xué)部件，其特征在于， 所述反射體的外形呈棱錐形。
4、 如權(quán)利要求l所述的集成光學(xué)部件，其特征在于， 所述反射體的傾斜面相互間隔120度。
5、 如權(quán)利要求l所述的集成光學(xué)部件，其特征在于， 還包括在所述反射體的上部，通過各傾斜面被反射的光束在光的路徑上透過并射出，將從光盤上反射出來的反射光束聚集到所述光檢測器上的全息 圖元件。
6、 如權(quán)利要求l所述的集成光學(xué)部件，其特征在于， 所述反射體為反射棱鏡或者為反射鏡。
7、 利用集成光學(xué)部件的光拾取裝置，其特征在于,包括如下幾個(gè)部分 包括根據(jù)光盤的種類產(chǎn)生波長互不相同的光束的第一至第三激光二極管，和在兩個(gè)激光二極管間配置的可接收反射光束并檢出電信號的光檢測器， 以及在各傾斜面上與所所述三個(gè)激光二極管方向相對、反射光束的反射體在 內(nèi)的集成光學(xué)部件；設(shè)置于所述集成光學(xué)部件的上部，根據(jù)光束的偏光方向使其透過及繞射 的全息圖元件；將從所述集成光學(xué)部件射出的光束轉(zhuǎn)換為平行光束的轉(zhuǎn)換手段；將所述 平行光束路徑轉(zhuǎn)換到光盤方向上的路徑轉(zhuǎn)換手段；憑借所述光路徑轉(zhuǎn)換手段將被轉(zhuǎn)換的光束聚集于光盤的物鏡。
8、如權(quán)利要求7所述的利用集成光學(xué)部件的光拾取，其特征在于，所述全息圖元件為了使光束透過及繞射，由稀疏繞射領(lǐng)域和致密繞射領(lǐng) 域構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是為了光學(xué)設(shè)備的集成而將兩個(gè)以上的發(fā)光部及與其相對應(yīng)的收光部，改變光束路徑的透鏡合為一體的集成光學(xué)部件及利用此部件的光拾取裝置。集成光學(xué)部件的特點(diǎn)是，包括具有三個(gè)成等角形成的傾斜面的反射體；在各傾斜面相對方向上的三個(gè)激光二極管；在兩個(gè)傾斜面間及兩個(gè)激光二極管間配置的光檢測器；支持所述激光二極管及光檢測器的掃描透射電鏡。集成光學(xué)拾取器裝置包括集成光學(xué)部件；設(shè)置于所述集成光學(xué)部件上部的全息圖元件；將從集成光學(xué)部件射出的光束轉(zhuǎn)換為平行光束的轉(zhuǎn)換手段；將平行光束路徑轉(zhuǎn)換到光盤方向上的路徑轉(zhuǎn)換手段；憑借所述光路徑轉(zhuǎn)換手段將被轉(zhuǎn)換的光束聚集于光盤的物鏡。使光拾取裝置結(jié)構(gòu)簡化，體積達(dá)到最小化。
文檔編號G11B7/135GK101110232SQ20061002905
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者金哲珉 申請人:上海樂金廣電電子有限公司