專利名稱：組合棱鏡,光頭和光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合棱鏡，一種使用這種棱鏡的光頭，以及一種使用這種光頭的光信號記錄/重現(xiàn)裝置，所述組合棱鏡通常適于在入射光束離開該棱鏡之前在其橫截面的特定的方向上壓縮或擴(kuò)展入射光。
近年來已經(jīng)開發(fā)了許多的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，并且在當(dāng)前非常普及。然而，用于信號記錄/重現(xiàn)的光盤裝置伴有如下問題，就是根據(jù)在盤片上所形成的光斑的輪廓不同，裝置的記錄性能就會不同。許多光盤裝置包括一組合棱鏡，可以在相對于入射光橫切面的一特定的方向上，通過壓縮或者擴(kuò)展入射光來改變出射光的放大率。通常，利用一半導(dǎo)體激光器作為這種系統(tǒng)的光源，且在平行于pn結(jié)合面的方向(θ//方向)上，從半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束的發(fā)散角在全寬半最大值(full-width half maximum)(FWHM)處大約是10度，而在垂直于pn結(jié)合面的方向上(θ上方向)，在FWHM處的發(fā)散角大約是20到30度(發(fā)散角的比率，即θθ//被稱為縱橫比)。因此，如果發(fā)出的光束沒有放大率的變換，沿著相應(yīng)于θ//方向的方向，光強(qiáng)在外圍區(qū)域會急劇下降，使得不再可能減少光束直徑?？紤]到這個事實(shí)，一種常規(guī)的做法是從半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束要經(jīng)過大約1.4到3.0倍的放大率的變換，使光強(qiáng)分布的方向的變化最小化。例如，因?yàn)樵诠獗P裝置中由于光發(fā)射斑點(diǎn)在正向距校準(zhǔn)透鏡的位移Δ而產(chǎn)生的像散與Δ×β2成比例，其中β是變換的放大率，比縱橫比稍小的數(shù)值通常被選定用于變換的放大率，以便抑制后者。
傳統(tǒng)上，通常通過把分別由彼此不同的玻璃材料制成的第一棱鏡102和第二棱鏡103粘合，從而制備用于光盤裝置的組合棱鏡101。兩個不同玻璃材料的棱鏡粘到一起以產(chǎn)生組合棱鏡101，以便后者具有放大率變換和“消色”的作用，并且提高棱鏡制造的效率。術(shù)語“消色”用于指如果進(jìn)入棱鏡的光束的波長偏移了設(shè)計(jì)的數(shù)值，能夠防止從棱鏡發(fā)出的光束的方向產(chǎn)生顯著改變。對于光學(xué)記錄調(diào)制類型的光盤裝置，“消色”作用特別重要。當(dāng)此類型的光盤裝置被用來在盤形介質(zhì)上通過改變激光器的輸出功率來記錄信號時，在其操作的最初和最終，激光波長可能會有波動。如果組合棱鏡不具備有“消色”作用，從組合棱鏡發(fā)出的光束的角度就可能會極大地改變，因此在盤片上通過物鏡形成的光斑就可能會從正確的位置產(chǎn)生極大的偏移。那么，當(dāng)組合棱鏡用于光盤的掃描密度方向上時，就會增加信號的抖動而當(dāng)組合棱鏡用于光盤的徑向方向上時，對于信號記錄/重現(xiàn)就會出現(xiàn)光斑脫軌的問題。
傳統(tǒng)上，組合具有較大Abbe數(shù)的無鉛玻璃的玻璃材料和具有較小Abbe數(shù)的鉛玻璃的玻璃材料的技術(shù)被用來實(shí)現(xiàn)作為透鏡的組合棱鏡的“消色”作用，其中，無鉛玻璃的折射率基本上不會因?yàn)楣獾牟ㄩL作用影響而有所變化；而鉛玻璃的折射率會因?yàn)楣獾牟ㄩL作用影響而產(chǎn)生很大的變化。例如，如

圖1所示的組合棱鏡101被設(shè)計(jì)來顯示對波長為660nm的入射光的放大率進(jìn)行1.9倍的變換。然而，這樣一組合棱鏡可能會極大的限制在設(shè)計(jì)光頭的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)時的自由度，因?yàn)楣馐M(jìn)入和離開棱鏡的方向顯著地相差一24.63度的角度。
圖2圖示了一種已知的光頭的結(jié)構(gòu)，它包括這樣的組合棱鏡，并示出利用這種光頭來實(shí)現(xiàn)的光盤裝置的驅(qū)動部分的結(jié)構(gòu)。圖3是圖2中的光盤裝置的主體部分從圖2中的箭頭D向所看到的側(cè)視圖。
通常，對于構(gòu)造光頭而言，組合棱鏡的配置方向根據(jù)半導(dǎo)體激光器的發(fā)散角來確定。
在這里將簡略描述圖2的光頭的光路。從半導(dǎo)體激光器105發(fā)出的激光束將由校準(zhǔn)透鏡106進(jìn)行正向校準(zhǔn)，然后到達(dá)組合棱鏡101。在相應(yīng)于θ//的方向上，進(jìn)入組合棱鏡101的激光束的在其橫截面方面被擴(kuò)展1.9倍，以便校正激光束的強(qiáng)度分布的不均性。強(qiáng)度分布由組合棱鏡101校正的激光束然后從后者發(fā)出以進(jìn)入光柵107。在通過偏振分光棱鏡108的偏振面而被傳送之前，激光束被光柵107分成用于尋軌誤差檢測的主光束和多個輔助光束。這個偏振分光鏡平面透射P-偏振光，反射S-偏振光。通過偏振分光鏡平面?zhèn)鬏數(shù)募す馐缓筮M(jìn)入1/4波板109，以變成圓偏振光，并在激光束到達(dá)物鏡111之前，通過彎折鏡110使它的方向彎曲90度，其中安排彎折鏡是為了使光頭104變得薄一些。進(jìn)入物鏡111的激光束被聚焦在光盤116的信號記錄表面上，以便在光盤上記錄信號或者從光盤重現(xiàn)信號。被光盤116反射并且從該光盤返回的激光束由物鏡111校準(zhǔn)，然后由彎折鏡110把它的方向彎曲90度，以便激光束到達(dá)1/4波板109，它可以相對向前傳播的激光束使激光束的偏振方向變化90度。因此，偏振方向相對于向前傳播的激光束的偏振方向偏移了90度的返回激光束作為S-偏振光由偏振分光棱鏡108的偏振分光面反射，并且在進(jìn)入后向校準(zhǔn)透鏡112之前被全反射鏡全部反射。在進(jìn)入后向校準(zhǔn)透鏡112的返回激光束在被光電探測器接收之前，被轉(zhuǎn)換成會聚光束，然后由用于聚集誤差信號檢測的目的的多透鏡113形成像散。信息重現(xiàn)的操作和光盤上的光斑基于被光電探測器接收到的返回光束的光信號來進(jìn)行控制。
利用具有上述結(jié)構(gòu)的已知的光頭104所實(shí)現(xiàn)的已知光學(xué)裝置的尺寸就可能減小，因?yàn)楣獗P116的徑向尺寸可能被減少，因此驅(qū)動器的尺寸就可能減小。
如果選定θ//＝10度，θ＝25度，變換放大率β為1.9倍，以及正向的校準(zhǔn)器的有效NA為0.17，用于校正物鏡的光瞳平面上的光強(qiáng)分配，并且物鏡的光瞳中心的光強(qiáng)是1，在軌道的掃描密度方向的外邊緣的光強(qiáng)是0.66，而在光盤徑向的外邊緣的光強(qiáng)是0.48。因此，在軌道的掃描密度方向上的光強(qiáng)降低得較少。
然而，在一些光盤裝置中，在光盤的徑向方向上的光強(qiáng)降低比軌道的掃描密度方向上的要小。對于這樣一包括圖2的組件的光盤裝置，它不得不采取在下面描述的三個不同的配置中的一。然而，這三種不同的配置分別伴有在下面指出的不同的問題。
圖4顯示了光盤裝置的一種配置，其中通過獲取兩個光強(qiáng)的關(guān)系，半導(dǎo)體激光器105和組合棱鏡101彼此被旋轉(zhuǎn)了90度。圖5是圖4的配置的主要部分的，從圖4中的箭頭E的方向看過去的側(cè)視圖。利用此配置，因?yàn)檫M(jìn)入偏振分光棱鏡108的光是S-偏振的，插入一半波板115來改變，以便產(chǎn)生P-偏振光。然而，利用此配置，因?yàn)榻M合棱鏡101使光軸傾斜到24.63度，光頭104具有一大的高度，就使得光學(xué)裝置很大，另外，對于加工布置零件的基座來說，很難保持想要的精度水平。
圖6顯示了光盤的另外一配置，其中組合棱鏡101被組合棱鏡117所替換，組合棱鏡117由于避免光路中的光軸的傾斜而不是通過把兩個棱鏡粘合起來而得到。圖7是圖6的配置的主要部分從箭頭F的方向看過去的側(cè)視圖。圖8是組合棱鏡117的放大圖。對于利用組合棱鏡117的此配置，進(jìn)入組合棱鏡117的光和從組合棱鏡117發(fā)出的光可以形成為彼此平行，包括第一棱鏡118，第二棱鏡119和固定元件120的棱鏡的各個元件都必須被分別地和精確地粘合起來，因此，制備這樣一組合棱鏡117是非常耗時的，并由此制造組合棱鏡117的效率不可避免地會很低。
圖9顯示了光盤裝置的一種配置，其中半導(dǎo)體激光器105和組合棱鏡101的相對角保持不變，但是余下的所有零件轉(zhuǎn)動90度。圖10是圖9的配置的主要，從箭頭G的方向看過去部分的側(cè)視圖。對于此配置，由于改變了光盤116相對于軌道的位置關(guān)系，光柵107和光電探測器114轉(zhuǎn)動了90度。雖然此配置使得不必要考慮光頭104的高度問題和基座的加工精確度的問題，以及生產(chǎn)組合棱鏡101的效率低的問題，光盤呈現(xiàn)了大的徑向尺寸，使得驅(qū)動器非常大，因此，很難把光盤裝置的尺寸減小。
考慮到現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種組合棱鏡，它可以輕易地修正記錄介質(zhì)上的光束的強(qiáng)度分配，并且使得包含該組合棱鏡的裝置可在在最優(yōu)條件下邊行信號記錄/重現(xiàn)，而不顯著增大裝置及光頭的尺寸；并且，提供了包含這種組合棱鏡的光頭和光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，它們的尺寸小而且具有很高的制造效率。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的的通過提供一組合棱鏡來實(shí)現(xiàn)的，它通常被用于在入射光束的橫切面的特定的方向上并在入射光束離開該棱鏡之前壓縮或者擴(kuò)展入射光，所述的組合棱鏡包括由第一光透射材料制作的第一棱鏡；和由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和所述第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的組合棱鏡包括由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡，并且它們沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起，因此可以很容易地就制備好，并且能夠以很高的效率來生產(chǎn)這種組合棱鏡。
另外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的組合棱鏡通常被設(shè)計(jì)成進(jìn)入第一棱鏡的光在光束的橫切面的特定的方向上按照預(yù)定的放大率壓縮或者擴(kuò)展，被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播，該組合棱鏡兼有使得進(jìn)入和離開組合棱鏡117的光彼此平行的不使用粘合棱鏡的方法來實(shí)現(xiàn)的組合棱鏡和能夠以高的生產(chǎn)效率被制造的通過粘合棱鏡實(shí)現(xiàn)的組合棱鏡的特征。
在本發(fā)明的另外一方面，也提供了一光頭，其適于把光束從光源引導(dǎo)到光記錄介質(zhì)，所述光頭包括組合棱鏡，用于在光束的橫截面的特定的方向上改變從光源發(fā)出的光束；物鏡，其用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；以及光電探測器，用于接收被所述光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡；由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本相同的方向上傳播。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光頭包括由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡，并且它們沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起，因此可以很容易地就制備好，并且能夠以很高的效率來生產(chǎn)這種組合棱鏡。
另外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光頭包括組合棱鏡，其通常被設(shè)計(jì)成進(jìn)入第一棱鏡的光在光束的橫切面的特定的方向上以預(yù)定的放大率壓縮或者擴(kuò)展，被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播，可以減小光頭的尺寸。
在本發(fā)明的再一方面中，提供了一光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，其用于在光記錄介質(zhì)的信號記錄表面上光記錄信息信號，并從該信號記錄表面重現(xiàn)信息信號，所述裝置包括光頭，其包括光源；
組合棱鏡，其用于在光束的橫截面的特定的方向上轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束；物鏡，其用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；以及光電探測器，其用于接收被所述光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光束；信號處理電路，其用于處理來自所述光頭探測信號；以及控制裝置，用于根據(jù)所述信號處理電路的輸出來控制所述光頭的操作；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡；由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和所述第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本相同的方向上傳播。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置包括具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡的組合棱鏡，并且它們沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起，因此可以很容易地就制備好，并且能夠以很高的效率來生產(chǎn)這種組合棱鏡。
另外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置包括一組合棱鏡，其通常被設(shè)計(jì)成進(jìn)入第一棱鏡的光在光束的橫切面的特定的方向上以預(yù)定的放大率壓縮或者擴(kuò)展，被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播，可以減小光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置的尺寸。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡包括具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡的組合棱鏡，并且它們沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起。此外，組合棱鏡被設(shè)計(jì)來使得進(jìn)入第一棱鏡的光在光束的橫切面的特定的方向上根據(jù)預(yù)定的放大率壓縮或者擴(kuò)展，被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播。因此該組合棱鏡兼有使得進(jìn)入和離開組合棱鏡117的光彼此平行的不是通過粘合棱鏡的方法來實(shí)現(xiàn)的組合棱鏡和能夠以高的生產(chǎn)效率被制造的通過粘合棱鏡實(shí)現(xiàn)的組合棱鏡的特征。
根據(jù)本發(fā)明的光頭包括組合棱鏡，其用于在光束的橫截面的特定方向上轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束；物鏡，其用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；以及光電探測器，其用于接收被所述光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光束；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡，所述第一棱鏡和第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本相同的方向上傳播。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光頭包括一具有此種結(jié)構(gòu)的組合棱鏡，所以能夠以很高的效率來很容易地生產(chǎn)這種光頭。此外，這種光頭的尺寸可以被極大地減小。
一種根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，用于在光記錄介質(zhì)的信號記錄表面上光記錄信息信號，以及從該信號記錄表面重現(xiàn)信息信號，所述裝置包括具有光源的光頭；組合棱鏡，其用于在光束的橫截面的特定的方向上轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束；物鏡，其用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；以及光電探測器，其用于接收被所述光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光束；信號處理電路，其用于處理來自所述光頭的探測信號；以及控制裝置，其用于根據(jù)所述信號處理電路的輸出來控制所述光頭的操作；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡和由第二光透射材料制作的第二棱鏡，所述第一棱鏡和第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本相同的方向上傳播。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光記錄/重現(xiàn)裝置包括一具有此種結(jié)構(gòu)的組合棱鏡，所以能夠以很高的效率來很容易地生產(chǎn)這種光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置。此外，這種光記錄/重現(xiàn)裝置的尺寸可以被極大地減小。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種組合棱鏡，它可以輕易地修正記錄介質(zhì)上的光束的強(qiáng)度分配，并且使得包含該組合棱鏡的裝置可在在最優(yōu)條件下進(jìn)行信號記錄/重現(xiàn)，而不會顯著增大裝置的尺寸；并且，提供包含了這種組合棱鏡的光頭和光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，它們的尺寸小而且具有很高的制造效率。
圖1是一傳統(tǒng)的組合棱鏡的剖視圖；圖2是包括傳統(tǒng)的組合棱鏡的光頭和利用該光頭所實(shí)現(xiàn)的光盤裝置的驅(qū)動器的平面示意圖，圖示其主要部分；圖3是圖2的光盤裝置沿著圖2中的箭頭D方向看到的側(cè)視圖，圖示了其主要部分；圖4是包括另外一傳統(tǒng)的組合棱鏡的光頭和利用該光頭所實(shí)現(xiàn)的光盤裝置的驅(qū)動器的平面圖，圖示了其主要部分；圖5是圖4中的光盤裝置沿著圖4中的箭頭E方向看到的側(cè)視圖，圖示了其主要部分；圖6是包括另外一傳統(tǒng)的組合棱鏡的光頭和利用該光頭所實(shí)現(xiàn)的光盤裝置的驅(qū)動器平面示意圖，圖示了其主要部分；圖7是圖6中的光盤裝置沿著圖6中的箭頭F方向看到的側(cè)視圖，圖示了其主要部分；圖8是非通過粘合兩個組合棱鏡來實(shí)現(xiàn)的組合棱鏡的放大的剖視圖；圖9是包括另外一傳統(tǒng)的組合棱鏡的光頭和利用該光頭所實(shí)現(xiàn)的光盤裝置的驅(qū)動器的平面示意圖，圖示了其主要部分；圖10是圖9中的光盤裝置沿著圖9中的箭頭F方向看到的側(cè)視圖，圖示了其主要部分；圖11是根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的實(shí)施例的剖視圖；圖12是組合棱鏡放大率和公式(3)左邊的數(shù)值之間的關(guān)系的曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的一實(shí)施例剖視圖，并在其表面上具有反射平面；圖14是根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的另外一實(shí)施例的剖視圖，在其表面上具有一分光鏡平面；圖15是根據(jù)本發(fā)明的光頭的一實(shí)施例的平面示意圖；圖16是圖15中的實(shí)施例沿著圖15中的箭頭C方向看到的側(cè)視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的另一實(shí)施例的剖視圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的另一實(shí)施例的剖視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置的一實(shí)施例的方框圖。
現(xiàn)在，將參考附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。雖然如下所述實(shí)施例按照不同的方式被具體地和技術(shù)地描述，本發(fā)明決不局限于此，且它們可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚粫x本發(fā)明的范圍。
首先，參考圖11來描述根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的實(shí)施例。該組合棱鏡1是具有消色作用的消色組合棱鏡，并包括一對由不同的玻璃材料構(gòu)成的棱鏡。更具體的，其包括用BAM3(商標(biāo)名，來自于OHARA)制造的第一棱鏡2和用SLAM60(商標(biāo)名，來自于OHARA)造的第二棱鏡3，這兩個相互粘合在一起。組合棱鏡1適用于處理波長為660±30nm的光。
雖然組合棱鏡1是通過將兩個不同的玻璃材料粘結(jié)一起而形成，進(jìn)入組合棱鏡1的光束和出自組合棱鏡1的相應(yīng)的光束被調(diào)整為基本上彼此平行地傳播。更具體的，組合棱鏡1適于在光束的橫截面的預(yù)定的方向上以預(yù)定的放大率轉(zhuǎn)換入射的光束，并使發(fā)出的光束在大致平行于入射光束的方向上離開棱鏡。對于此配置，能夠通過修改半導(dǎo)體激光器8和組合棱鏡1的相對方向來輕易地修改在物鏡的光瞳上的光強(qiáng)的分布。
另外對于組合棱鏡1，由于入射光束的光軸和發(fā)出的光束的光軸沒有彼此相對的傾斜，包括該組合棱鏡的光頭就不會因?yàn)槭褂昧嗽摾忡R而受到尺寸的影響。換言之，因?yàn)榻M合棱鏡1的入射光束和發(fā)出的光束彼此平行地傳播，對于包括了該組合棱鏡的光頭就沒必要設(shè)置用于適應(yīng)入射光和出射光的光軸的相對的傾斜的空間。因此，就可以減小光頭的尺寸。
另外，組合棱鏡1不需要任何特殊的制造步驟。換言之，可以利用一適當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)的組合棱鏡制造工藝來進(jìn)行生產(chǎn)。另外，因?yàn)槿肷涔夂统錾涔獾墓廨S不是彼此相對地傾斜，因而與傳統(tǒng)的組合棱鏡相比，組合棱鏡1在加工和定位的精確度方面沒有嚴(yán)格的要求，因此可以提高生產(chǎn)效率。
傳統(tǒng)的組合棱鏡是通過把無鉛類型的玻璃材料和鉛類型的玻璃材料粘合在一起來實(shí)現(xiàn)的，其中無鉛類型的材料具有一大的Abbe數(shù)，因此它的折射率較少受波長的影響，火石類型的材料具有一小的Abbe數(shù)，因此它的折射率受波長的影響較大。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1是通過合并兩種玻璃材料來實(shí)現(xiàn)的，它們的Abbe數(shù)基本上相等，但是折射率彼此不同。
消色組合棱鏡通過雙折射產(chǎn)生兩個效果即“光束的橫截面的變換”和“消色”。表1概要地顯示了傳統(tǒng)的組合棱鏡和組合棱鏡的上述實(shí)施例的一些特性的比較。
表1
下面的表2顯示了表1中的兩個不同的組合棱鏡的各項(xiàng)數(shù)值。
表2
術(shù)語“合成放大率”指的是沿著圖11中的A-B方向傳播的光束的擴(kuò)展系數(shù)。然而，如果光束沿著圖11中的B-A方向進(jìn)入組合棱鏡，以減少光束的橫截面，合成放大率將是壓縮系數(shù)的倒數(shù)。
正如從表2所看到的，對于根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1，由于在第一棱鏡2和第二棱鏡3的結(jié)合面處的第二折射而產(chǎn)生的變換放大率要大于在第一棱鏡的進(jìn)入平面的第一折射而產(chǎn)生的相應(yīng)的放大率。術(shù)語“變換放大率”指的是光束的橫截面的擴(kuò)展或者壓縮系數(shù)。因此，“大的變換放大率”指的是，如果光束的橫截面在變換之前等于1，光束的橫截面的擴(kuò)展或者壓縮系數(shù)與1相差很多。如果組合棱鏡1被用來在一特定的方向上減少光束的橫截面，當(dāng)壓縮系數(shù)比1小很多時，“變換的放大率很大”。
使用傳統(tǒng)的組合棱鏡，第一棱鏡的玻璃材料和第二棱鏡的玻璃材料之間的折射率的波長相關(guān)性相差極大，因此，僅僅可以選擇一小的數(shù)值用于對由于第一棱鏡的入射面的第一折射而產(chǎn)生的折射角的波長相關(guān)性進(jìn)行補(bǔ)償所需的折射角。因此，在第一棱鏡和第二棱鏡的結(jié)合面通過第二折射產(chǎn)生的光束的入射角變得很小。因此，由于第一折射而使光束的傳播方向所產(chǎn)生的角度變化被直接地反映給入射光和出射光的傳播方向之間的改變。
相反地，對于上述的組合棱鏡1的實(shí)施例，第一棱鏡的玻璃材料和第二棱鏡的玻璃材料之間的折射率的波長相關(guān)性相差極小，因此，可以選擇一大的數(shù)值用于對由第一棱鏡的入射面的第一折射而產(chǎn)生的折射角進(jìn)行補(bǔ)償所需的折射角。因此，在第一棱鏡2和第二棱鏡3的結(jié)合面由第二折射產(chǎn)生的光束的入射角變得很大。因此，組合棱鏡1按照以下方式被設(shè)計(jì)，即由于第一折射而產(chǎn)生的光束傳播方向的角度變化基本上等于由于第二折射所產(chǎn)生的光束的傳播方向的角度變化，以及由于第一折射引起的角度變化所導(dǎo)致的折射角的波長相關(guān)性也基本上等于由于第二折射引起的角度變化所導(dǎo)致的折射角的波長相關(guān)性。另外，因?yàn)榭梢岳玫诙凵鋪盹@著地增加合成放大率，由于第一折射所產(chǎn)生的角度變化和由第二折射進(jìn)行校正的折射角的波長相關(guān)性可以被抑制到一很低的水平。
組合棱鏡1被設(shè)計(jì)成由波長變化引起的第一玻璃材料的折射率的變化ΔN1除以第一玻璃材料的折射率N1與由波長變化引起的第二玻璃材料的折射率的變化ΔN2除以第一玻璃材料的折射率N2的比約等于折射率N1與N2之比。換言之，在組合棱鏡1中，下面的表達(dá)式(1)保持為真。
(ΔN2/N2)/(ΔN1/NI)(N2/NI) (1)另外，當(dāng)組合棱鏡1被用于光盤裝置時，將采用較窄的波長范圍，因此，由波長引起的折射率變化ΔN1和ΔN2就沒有作修改。當(dāng)要求組合棱鏡1適用于較寬的波長范圍時，將直接利用用于d線路的折射率Nd1和N2d與Abbe數(shù)vd1和vd2而獲得下面的公式(2)。
(vd1/vd2)(Nd2/Nd1) (2)表3顯示的結(jié)果是把在表2列出的傳統(tǒng)的組合棱鏡和根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的數(shù)值代入上面的公式(l)得到的。
表3
從表3可以看出，在傳統(tǒng)的組合棱鏡情況下，公式(1)的左側(cè)和右側(cè)相差很大，而在根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1情況下，左側(cè)和右側(cè)的數(shù)值基本上是相等的。因此，當(dāng)滿足公式(1)的要求時，就能得到可以使入射光和出射光在基本平行方向傳播的消色組合棱鏡。
修改上面的公式(1)就可以獲得下面的公式(3)。
(ΔN2/ΔN1)×(N12/N22)1 (3)因此，當(dāng)滿足“入射光和出射光的平行性要求”和“消色的要求”同時，可以通過把左邊的數(shù)值從1稍微改變一些來修正合成放大率。
當(dāng)前，正在努力開發(fā)用于實(shí)際應(yīng)用的光盤，它適用于波長短于405nm的激光束，以便實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度。圖12顯示了通過改變第一和第二棱鏡的玻璃材料的組合，所得到的用于公式(3)左邊的數(shù)值的曲線，其中第一和第二棱鏡用于作為設(shè)計(jì)參數(shù)選定的中心頻率為405nm，波長范圍為±10nm(從395nm到415nm)的激光束。
從圖12可以看出，公式(3)的左邊的數(shù)值和合成放大率之間的相關(guān)性是很強(qiáng)的，即使它隨著選定的玻璃材料會有極大的變化。這個相關(guān)性作為第一和第二棱鏡的玻璃材料，所采用的激光束的波長的不同，以及所涉及的波長變化的范圍的函數(shù)，除了輕微的波動外，基本上保持相同。證明這一點(diǎn)的另外一事實(shí)就是根據(jù)第一和第二棱鏡的玻璃材料，合成放大率會有所變化，正如它在圖12中的分布區(qū)域所看到的，其中第一和第二棱鏡用于作為涉及參數(shù)選定的中心頻率為660nm，波長范圍為±30nm(從630nm到690nm)。
從這些結(jié)果可知，通過選擇滿足下面的公式(4)的要求的玻璃材料用于第一和第二棱鏡，所得到的組合棱鏡具有所需的合成放大率，并且可以滿足“入射光束和出射光束的平行性要求”和“消色的要求”。
0.7≤(ΔN2/ΔN1)×(N1/N2)2≤1.4 (4)根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以讓根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡顯示如圖13或者圖14所示的反射面。
圖13所示的組合棱鏡1在相對第二棱鏡3與第一棱鏡2的結(jié)合面的一側(cè)上具有反射平面。進(jìn)入組合棱鏡1的光束的傳播方向由在第一棱鏡2的進(jìn)入平面上的折射而改變，然后通過在第一棱鏡和第二棱鏡的結(jié)合面上的第二折射而再次改變，以便使得光束的傳播方向與進(jìn)入第一棱鏡的光束的方向基本上平行。然后，在光束離開組合棱鏡1之前，由相對第二棱鏡3的面上布置的反射平面把光束的方向相對于它進(jìn)入第一棱鏡的方向改變了90度。在光束的橫截面的一預(yù)定的方向上，以一預(yù)定的放大率轉(zhuǎn)換出射光束。
圖14所示的組合棱鏡1通常裝備有一偏振分光鏡5，其安放在第二棱鏡3粘到第一棱鏡2上的平面的相對側(cè)上。進(jìn)入組合棱鏡1的光束的傳播方向通過第一棱鏡2的進(jìn)入平面上的第一折射來改變，然后通過第一棱鏡和第二棱鏡的結(jié)合面上的第二折射來再次改變，以便使得光束的傳播方向和進(jìn)入第一棱鏡的光束的方向基本上平行。然后，在光束離開組合棱鏡1之前，其被相對第二棱鏡3的面布置的分光鏡平面5反射，以預(yù)定的方式改變其方向。出射光束在光束橫截面的預(yù)定方向上以預(yù)定的放大率轉(zhuǎn)換。在預(yù)定的方向射出的光束經(jīng)過一透鏡照到光盤上，反射光重新進(jìn)入第二棱鏡3，以逆向遵循光路，然后通過分光鏡面5傳輸，而以與光束進(jìn)入第一棱鏡2的方向彎折90度的方向從第二棱鏡3離開。
因此，圖13所示的組合棱鏡1和圖14所示的組合棱鏡1都用來以預(yù)定的放大率在入射光束橫截面的一特定的方向上轉(zhuǎn)換出射光束，且使得出射光束的方向與入射光束的方向彎折90度。
因此，根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1是通過粘合兩個不同玻璃材料制成的棱鏡來實(shí)現(xiàn)的，并且它適用于轉(zhuǎn)換入射光束，以在一特定的方向以預(yù)定的放大率來擴(kuò)展或者壓縮入射光束，使得出射光束的傳播方向基本上平行于入射光束。因?yàn)閮煞N玻璃材料具有基本上相同的Abbe數(shù)和不同的折射率，由第一折射引起的角度變化基本上等于由第二折射引起的光束的傳播方向的角度變化，而且由第一折射引起的角度變化所導(dǎo)致的折射角的波長相關(guān)性基本上等于由第二折射引起的角度變化所導(dǎo)致的折射角的波長相關(guān)性。因此，雖然本組合棱鏡是通過粘合得到的，它可以使出射光束基本上平行于入射光束。
另外，根據(jù)本發(fā)明的粘合類型的組合棱鏡1可以很容易地以高效率來制得。
現(xiàn)在，下面將描述通過利用根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1來實(shí)現(xiàn)的光頭6的實(shí)施例。圖15和16圖示了根據(jù)本發(fā)明的光頭的實(shí)施例。圖15是光頭6的平面示意圖，而圖16是光頭的側(cè)視圖。
參考圖15和16，光頭6包括用于向信號記錄/重現(xiàn)用的光盤發(fā)出激光束的半導(dǎo)體激光器8，和與光盤7面對面地安放，且用來匯聚從半導(dǎo)體激光器8發(fā)出的激光束，并用匯聚的激光束照射光盤7的信號記錄層的物鏡9。此外，有一前向校準(zhǔn)透鏡10，用于校準(zhǔn)從半導(dǎo)體激光器8發(fā)出的激光束；一組合棱鏡1，用于對通過前向校準(zhǔn)透鏡10傳送的信號記錄/重現(xiàn)激光束整形，并校正光強(qiáng)分布；一半波板11，用于使通過組合棱鏡1傳送的信號記錄/重現(xiàn)激光束的偏振方向改變90度；一光柵12，用于把偏振方向被偏移了90度的激光束分成一主光束和多個輔助的光束；一偏振分光鏡13，用于透射通過光柵12傳送的信號記錄/重現(xiàn)激光束，并反射由光盤7的信號記錄層反射回來的信號記錄/重現(xiàn)激光束(返回光束)；一1/4波板14，用于圓偏振通過偏振分光鏡13傳送的信號記錄/重現(xiàn)激光束；以及一彎折鏡15，用于使通過1/4波板14傳送的被圓偏振的光束的光路改變90度，以便減少布置在半導(dǎo)體激光器8和物鏡9之間的光頭6的高度。組合棱鏡1是上述的根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡的實(shí)施例。組合棱鏡1被用于在垂直于光盤的主表面的方向上轉(zhuǎn)換激光束的放大率。應(yīng)用到激光束上的組合棱鏡的轉(zhuǎn)換的放大率不小于1.4倍。
此外，在由偏振分光鏡13反射的返回光束的光路上布置了一后向校準(zhǔn)透鏡16，用于校準(zhǔn)由偏振分光鏡13反射的返回射束；一多透鏡(multi-lens)17，用于產(chǎn)生在通過后向校準(zhǔn)透鏡16傳送的返回光束中的用于聚焦伺服的像散；以及一光電探測器18，用于接收通過多透鏡17傳送的返回光束。
然而，應(yīng)該注意到，光頭的上述配置僅僅是作為一可以由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的例子，而根據(jù)本發(fā)明的光頭決不局限于上面的實(shí)施例。根據(jù)所使用的光盤的格式，檢測聚焦誤差信號和尋軌誤差信號的方法，可以加入、移走或者修改一或者多個光學(xué)元件而不會偏離本發(fā)明的范圍。
現(xiàn)在，下面將討論通過包括了根據(jù)本發(fā)明的布置在激光束的光路上的組合棱鏡1的光頭6，在光盤7上寫入信息信號，或者從光盤7讀取信息信號的操作。
在通過光頭6在光盤7上寫入信息信號時，首先，從半導(dǎo)體激光器沿一偏振方向發(fā)出激光束，在控制部分的控制下，參照將被記錄的信號通過調(diào)制光強(qiáng)來產(chǎn)生一相對于偏振分光鏡13的S-偏振光束。
從半導(dǎo)體激光器8發(fā)出的激光束隨著其穿過前向校準(zhǔn)透鏡10而將被前向校準(zhǔn)透鏡10校準(zhǔn)，然后進(jìn)入組合棱鏡1。
進(jìn)入組合棱鏡1的激光束在相應(yīng)于θ//的方向上獲取的激光束的橫截面方面被擴(kuò)展1.9倍，因此，校正了激光束的光強(qiáng)分布的不均勻性。
光強(qiáng)分布校正后的激光束然后進(jìn)入半波板11，它將使激光束的偏振方向偏移90度。隨后，激光束進(jìn)入光柵12。
進(jìn)入光柵12的激光束在進(jìn)入偏振分光鏡13之前被分成一主光束以及多個輔助的光束。激光束被分成一主射束以及輔助的光束，是為了獲得尋軌誤差信號。
安排偏振分光鏡13來透射P-偏振光，反射S-偏振光。因此，通過光柵12傳送的激光束也通過偏振分光鏡13被傳送，進(jìn)入1/4波板14。
進(jìn)入1/4波板14的激光束被后者進(jìn)行圓偏振，它的光路被彎折鏡15彎曲了90度。然后，激光束進(jìn)入物鏡9，并且在到達(dá)光盤7的信號記錄層之前，被物鏡9匯聚。
當(dāng)光頭6按照上述方式用激光束照射光盤7的信號記錄層時，在光盤7的信號記錄層的晶態(tài)記錄薄膜上形成了一無定形的記錄標(biāo)志作為信息信號。
被光盤7的信號記錄層反射的返回激光束通過物鏡9被傳送，它的光路被彎折鏡15彎曲了90度。然后，激光束進(jìn)入1/4波板14，并且相對于偏振分光鏡13被轉(zhuǎn)換成S-偏振光束。
S-偏振的返回激光束然后被偏振分光鏡13反射。并且在進(jìn)入多透鏡17之前，被校準(zhǔn)透鏡16校準(zhǔn)。
然后，按照一預(yù)定的方式，由多透鏡17使進(jìn)入多透鏡17的返回激光束產(chǎn)生像散。此后，激光束被光電探測器18接收。
被光電探測器18接收的返回激光束由光電探測器18轉(zhuǎn)換成一電信號，然后被供應(yīng)給一信號處理電路(未示出)。信號處理電路用于根據(jù)光電探測器提供的電信號產(chǎn)生一聚焦誤差信號和一尋軌誤差信號，然后，該信號被用于控制在光盤上記錄信號和光斑的操作。
當(dāng)讀取記錄在光盤7上的信息信號時，光頭6的半導(dǎo)體激光器8首先按照一預(yù)定的強(qiáng)度來發(fā)出一激光束。
如信號記錄操作的情況，從半導(dǎo)體激光器8發(fā)出的激光束通過前向校準(zhǔn)透鏡10，組合棱鏡1，半波板11，光柵12，偏振分光鏡13和1/4波板14被傳送，且它的方向被彎折鏡15彎曲。然后，激光束被物鏡9匯聚，被照射在光盤7的信號記錄層上。
光盤7通常按照一所謂的相變記錄方法存儲信息信號。更具體的，光盤的記錄薄膜在被激光束照射的位置上具有了記錄標(biāo)志，因此，晶態(tài)記錄薄膜在那變成無定形的狀態(tài)。該記錄標(biāo)志呈現(xiàn)了與記錄薄膜的處于晶體狀態(tài)的余下部分不同的反射率。因此，可以在照射光盤7的信號記錄層之后，通過檢測從光盤7回來的返回激光束，可以讀取記錄在光盤7上的信息信號。
被光盤7的信號記錄層反射的返回光通過物鏡9被傳送，且它的方向被彎折鏡15彎曲。然后，激先束進(jìn)入1/4波板，并被1/4波板14變成相對于偏振分光鏡13變成S-偏振的光束。
S-偏振的返回射束束然后被偏振分光鏡13反射，并且在進(jìn)入多透鏡17之前，被后向校準(zhǔn)透鏡16校準(zhǔn)。
當(dāng)返回激光束進(jìn)入多透鏡17時，由多透鏡17按照預(yù)定的方式產(chǎn)生像散，然后由光電探測器18接收返回激光束。
被光電探測器18接收的返回激光束由光電探測器18轉(zhuǎn)換成一電信號，然后被供應(yīng)給一信號處理電路(沒有顯示)。信號處理電路用于根據(jù)光電探測器提供的電信號產(chǎn)生聚焦誤差信號、如循跡誤差信號的伺服系統(tǒng)信號和RF信號，然后，這些信號被用于控制在光盤上記錄信號和光斑的操作。
如上所述，參照本發(fā)明的光頭6包括一也根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1，它的操作類似于一不是粘合類型的傳統(tǒng)的組合棱鏡。因此，在光盤1的徑向方向上的光強(qiáng)減少比軌道的掃描密度方向上的減少可以被抑制得更多一些。
此外，因?yàn)楣忸^6包括根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1，它可以消除激光束的光路上的光軸的任何傾斜。換言之，光頭6免于歸因子組合棱鏡的光軸傾斜所帶來的尺寸規(guī)格增加的問題，而當(dāng)使用傳統(tǒng)的組合棱鏡時，會出現(xiàn)這個問題，因此可以減小尺寸。
此外，因?yàn)楣忸^6包括根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡，它不會涉及單獨(dú)零件精確粘合的任何操作問題，可以輕易地改善制造效率，減少制造費(fèi)用。
此外，因?yàn)楣忸^6包括根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡，進(jìn)入組合棱鏡1的光束將會平行于離開組合棱鏡1的光束，因此，本光頭免于具有光軸傾斜的傳統(tǒng)的組合棱鏡所具有的位移問題。換言之，其免于在平行于激光的傳播方向的方向上組合棱鏡位移的有害作用，因此，可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的光頭。如上所述，因?yàn)閼?yīng)用到光束的光頭的組合棱鏡1的轉(zhuǎn)換放大率不小于1.4倍，光頭6可以享有組合棱鏡1的優(yōu)點(diǎn)(在尺寸減小，制造費(fèi)用低方面)，同時它可以消除在光盤上形成的光斑的光強(qiáng)分布的任何方向上的不均勻性(如同在半導(dǎo)體激光器的pn結(jié)合面方向或者相應(yīng)于θ和θ//的方向上所看到的)。
現(xiàn)在，將參考圖17和18描述根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1的另外一實(shí)施例。組合棱鏡1的這個實(shí)施例是消色組合棱鏡，被設(shè)計(jì)用于作為設(shè)計(jì)參數(shù)的為中心波長為405nm，波長范圍為+/-10nm，其呈現(xiàn)對于相對于光軸的入射光束和出射光束一可變的轉(zhuǎn)換放大率和一相等的偏移數(shù)值。從圖17和18的組合棱鏡1可知，可能實(shí)現(xiàn)一組合棱鏡，其對于相對于光軸的入射光束和出射光束呈現(xiàn)一相等的偏移數(shù)值X，同時呈現(xiàn)可變的轉(zhuǎn)換放大率β。
當(dāng)前，正在努力開發(fā)用于實(shí)際應(yīng)用的光盤，它被用于中心波長大約為405nm的激光束，以便實(shí)現(xiàn)光盤的更高的記錄密度，然而進(jìn)展甚少。換言之，對用于光盤裝置的光源沒有定義規(guī)格。當(dāng)開發(fā)了規(guī)格未定義的一系統(tǒng)時，系統(tǒng)的規(guī)格，如果已經(jīng)定義，可以在出售本系統(tǒng)后進(jìn)行改變，要使適用于光源的組合棱鏡的放大率最佳化是非常困難的，特別是因?yàn)槿缟纤鰝鹘y(tǒng)的組合棱鏡呈現(xiàn)光軸傾斜，并且傾斜度作為合成放大率的函數(shù)，因此，對組合棱鏡的放大率所作的任何改變都會導(dǎo)致基座的設(shè)計(jì)變化。
相反地，在包括根據(jù)本發(fā)明的如圖17和18所示適于改變放大率的組合棱鏡1的光頭6中，入射光束相對于光軸的偏移和出射光束相對于光軸的偏移是相等的，從而提供基座的通用規(guī)格。換言之，如果修改組合棱鏡1的放大率時，不需要對基座作任何設(shè)計(jì)上的修改。然后，不但可以更自由地修改組合棱鏡1的放大率，而且可能根據(jù)半導(dǎo)體激光器的特性，把半導(dǎo)體激光器和組合棱鏡合并起來。因此，現(xiàn)在可能產(chǎn)生一光頭，其通過使用具有廣泛的適用性的半導(dǎo)體激光器表現(xiàn)了理想的特性。此外，因?yàn)槿肷涔馐鄬τ诠廨S的偏移相等于出射光束的偏移，組合棱鏡1可以具有最佳的長度。
現(xiàn)在，下面將描述包括了根據(jù)本發(fā)明的光頭的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置的一實(shí)施例。圖19是本實(shí)施例的方框圖。
參考圖19，光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置19的實(shí)施例包括盤片裝置和光盤。本盤片裝置包括芯軸馬達(dá)20，用于驅(qū)動光盤7旋轉(zhuǎn)，一光頭和一邊給馬達(dá)21，用于驅(qū)動光頭。
雖然光盤7可以是專用于信號重現(xiàn)的凹坑(Pit)盤，但與大約為405nm波長的短波光源一同使用的記錄/重現(xiàn)磁盤諸如CD-R/RW，DVD-R，DVD-RAM，DVD-R/RW，DVD＋RW或者一高密度光盤將更好地用于本發(fā)明的目的。
通過系統(tǒng)控制器30，和伺服控制電路22來控制芯軸馬達(dá)20工作，使它以預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)來驅(qū)動光盤的旋轉(zhuǎn)。
光頭6是根據(jù)本發(fā)明的光頭。
光頭6與進(jìn)給馬達(dá)相連，用于把光頭驅(qū)動到光盤7上的一預(yù)定的記錄軌道上。通過伺服控制電路22來控制芯軸馬達(dá)20，進(jìn)給馬達(dá)21以及用于支持光頭的物鏡的二軸致動器(未示出)的聚焦方向和尋軌方向。
信號調(diào)制器和ECC程序塊23被用來調(diào)制/解調(diào)信號，并把一錯誤校驗(yàn)代碼(ECC)加入將被記錄的信號。光頭6檢測從光盤7的信號記錄表面反射回來的光束，并且饋送相應(yīng)于光束的信號到前置放大器24。
前置放大器24被設(shè)計(jì)來根據(jù)相應(yīng)于檢測到的光束的信號產(chǎn)生一聚焦誤差信號，一尋軌誤差信號和一RF信號。由伺服控制電路22和信號調(diào)制器以及ECC程序塊23根據(jù)這些信號并根據(jù)重現(xiàn)信號的記錄介質(zhì)的類型來執(zhí)行預(yù)定的處理操作諸如解調(diào)和錯誤校驗(yàn)。
如果本記錄介質(zhì)是計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器，解調(diào)的記錄信號然后經(jīng)過接口25被發(fā)送給外部計(jì)算機(jī)。因此，這臺外部的計(jì)算機(jī)26接收記錄在光盤7上的并從光盤7上重現(xiàn)的信號。
另一方面，如果記錄介質(zhì)被用于存儲視聽信號，重現(xiàn)的信號由D/A，A/D轉(zhuǎn)換器27的D/A轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，并供應(yīng)給處理重現(xiàn)的視聽信號的視聽處理掃描器28，并經(jīng)過視聽信號輸入/輸出部分29把它傳送給一外部的圖象裝置/放映機(jī)。
雖然借助光盤的可能的應(yīng)用描述了根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡，它決不局限于上面的描述，并可以象傳統(tǒng)的組合棱鏡被用于包括攝像機(jī)的不同應(yīng)用中。并且，可以減小它的尺寸，并減少包括這樣一組合棱鏡的廣角攝象機(jī)的成本，也可以用于使用薄膜或者用于記錄的CCD。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置19包括一根據(jù)本發(fā)明的光頭6，光頭6包括也根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡1，組合棱鏡1的操作類似不用粘合棱鏡所實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)的組合棱鏡，在光盤7的徑向方向上的光強(qiáng)減少比軌道的掃描密度方向上的減小被抑制得更多。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置19包括根據(jù)本發(fā)明的光頭，其免于歸因子組合棱鏡的光軸傾斜的尺寸規(guī)格增加的問題，因此可以減小尺寸。
此外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置19包括這種光頭6，可以低成本、高效率地來制造它。
此外，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的包括這種光頭6的光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置19包括組合棱鏡1，其免于具有傾斜的光軸的傳統(tǒng)的組合棱鏡所具有的位移問題。換言之，其免于在平行于激光束的傳播方向的方向上組合棱鏡位移的負(fù)作用，因此，可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一高質(zhì)量的光頭。
權(quán)利要求
1.一種組合棱鏡，它通常用于在入射光束的橫切面的特定的方向上并在使入射光束離開該棱鏡之前壓縮或者擴(kuò)展入射光，所述組合棱鏡包括由第一光透射材料制作的第一棱鏡；由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；以及被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開，并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光傳播方向基本上相同的方向傳播。
2.如權(quán)利要求1所述的組合棱鏡，其中，在沿著第一棱鏡和第二棱鏡的結(jié)合面的入射光束的橫截面上的轉(zhuǎn)換放大率大于沿著第一棱鏡或者第二棱鏡的不同于所述結(jié)合面的折射平面的入射光束的橫截面的轉(zhuǎn)換放大率。
3.如權(quán)利要求1所述的組合棱鏡，其中如果第一光透射材料相對于一預(yù)定波長的折射率和第二光透射材料相對于一預(yù)定波長的折射率分別是N1和N2，并且第一玻璃材料相對于波長變化的折射率變化和第二玻璃材料相對于波長變化的折射率變化分別是ΔN1和ΔN2，則需要滿足下面的公式0.7≤(ΔN2/ΔN1)×(N1/N2)2≤1.4
4.如權(quán)利要求1所述的組合棱鏡，其中，在光束離開所述第二棱鏡的平面上提供反射平面，出射光的傳播方向被所述反射平面形成為基本上垂直于進(jìn)入所述第一棱鏡的出射光束的傳播方向。
5.一種光頭，用來使光束從光源到達(dá)光記錄介質(zhì)，所述光頭包括組合棱鏡，用于在光束的橫截面的特定的方向上轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束；物鏡，用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；以及光電探測器，用于接收被光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光束；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡；由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和所述第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入第一棱鏡的光束在光束的橫截面的一特定的方向上以一預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者被壓縮；以及被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播。
6.如權(quán)利要求5所述的光頭，其中，所述組合棱鏡被用來以一預(yù)定的放大率在垂直于光記錄介質(zhì)的主表面的方向上擴(kuò)展或者壓縮從所述光源發(fā)出的光束。
7.如權(quán)利要求5所述的光頭，其中，除了組合棱鏡之外的零件被安排在相應(yīng)的位置，使得入射光束與光軸的偏移和出射光束與光軸的偏移基本上相等，并允許使用相對于入射光束呈現(xiàn)不同轉(zhuǎn)換放大率的多個組合棱鏡的組合。
8.如權(quán)利要求5所述的光頭，其中，所述組合棱鏡以不小于1.4倍的轉(zhuǎn)換放大率來轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束。
9.一種光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置，用于在光記錄介質(zhì)的信號記錄表面上光記錄信息信號，以及從該信號記錄表面重現(xiàn)信息信號，所述裝置包括光頭，其包括光源；組合棱鏡，用于在光束的橫截面的特定的方向上轉(zhuǎn)換從光源發(fā)出的光束；物鏡，用于匯聚從所述組合棱鏡發(fā)出的光束，并且用該光束照射光記錄介質(zhì)；光電探測器，用于接收被所述光記錄介質(zhì)反射并且從其返回的光束；信號處理電路，用于處理來自于所述光頭的檢測信號；控制裝置，用于根據(jù)所述信號處理電路的輸出來控制所述光頭的操作；所述組合棱鏡具有由第一光透射材料制作的第一棱鏡；以及由第二光透射材料制作的第二棱鏡；所述第一棱鏡和所述第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起；進(jìn)入所述第一棱鏡的光束在光束的橫截面的特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者壓縮；被擴(kuò)展或者被壓縮的光束從所述第二棱鏡離開并在與進(jìn)入所述第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的組合棱鏡包括用第一光透射材料制造的第一棱鏡和用第二光透射材料制造的第二棱鏡,第一棱鏡和第二棱鏡沿著各自預(yù)定的面被粘合到一起,進(jìn)入第一棱鏡的光束在光束的橫截面的一特定的方向上以預(yù)定的放大率被擴(kuò)展或者被壓縮,從第二棱鏡離去的被擴(kuò)展或者被壓縮的光束在與進(jìn)入第一棱鏡的入射光的傳播方向基本上相同的方向上傳播。并提供了包含這種組合棱鏡的光頭和光學(xué)記錄/重現(xiàn)裝置。
文檔編號G02B27/09GK1336653SQ0112167
公開日2002年2月20日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者西紀(jì)彰 申請人:索尼公司