專利名稱：反射型復(fù)合棱鏡及采用其的光學(xué)拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以減小光學(xué)系統(tǒng)高度的反射型復(fù)合棱鏡，以及采用該棱鏡的薄型光學(xué)拾取裝置。
背景技術(shù)：
參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置具有這樣一種光學(xué)系統(tǒng)，其中從光源(未示出)發(fā)射的光束水平行進(jìn)，被具有45°傾斜角的反射表面5a的反射鏡5反射，在高度h方向上行進(jìn)，并由物鏡3聚光以聚焦到光盤1上。
記錄密度由物鏡3形成在光盤1的記錄表面上的光點(diǎn)尺寸確定。隨著所用的光的波長(zhǎng)變得越短，光點(diǎn)的尺寸減小，物鏡3的NA值(數(shù)值孔徑)變得越大。假設(shè)輸入到物鏡3中的光束的有效直徑和有效焦距分別為EPD和EFL，而且聚焦到光盤1的記錄表面上的光束入射角為θ，NA＝sinθ且θ＝arctan{EPD/(2EFL)}。因此，為了在上述給定環(huán)境下使有效NA值最大，以使光點(diǎn)尺寸最小，入射到物鏡3上的光束的直徑應(yīng)該與物鏡3的有效直徑一致。
具有圖1所示的光學(xué)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置的厚度，特別是高度h方向的厚度，由輸入到物鏡3的光束直徑、物鏡3的厚度、驅(qū)動(dòng)物鏡3的致動(dòng)器(未示出)的高度方向的厚度、反射鏡5的尺寸、以及反射鏡和垂直于高度方向的水平面之間的角度確定。
然而，在具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置中，為了增加輸入到物鏡3的光束的尺寸以獲得所需NA值，反射鏡5必須制得較大。因此，生產(chǎn)緊湊/薄型光學(xué)拾取裝置是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以減小光學(xué)系統(tǒng)高度的反射型復(fù)合棱鏡，以及采用該棱鏡的薄型光學(xué)拾取裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了包括多個(gè)棱鏡的反射型復(fù)合棱鏡，其利用各棱鏡的各表面之間的角度差而使入射光束行進(jìn)，同時(shí)入射光束的尺寸在預(yù)定方向上減小，入射光束被相對(duì)垂直于預(yù)定方向的水平面成小于45°角的表面反射，并在預(yù)定方向上輸出。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中多個(gè)棱鏡包括第一棱鏡和第二棱鏡，第一棱鏡具有第一透射表面和反射入射光束以使得被反射的光束相對(duì)于水平面傾斜的的第一反射表面；而第二棱鏡具有第二和第三反射表面以及第四反射表面，第二和第三反射表面設(shè)置成在預(yù)定方向上接近入射到第一透射表面上的光束的直徑，借此由第一反射表面反射的入射光束依次反射，第四反射表面相對(duì)水平面成小于45°角，借此由第三反射表面反射的入射光束在預(yù)定方向上反射。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中第二棱鏡的第四反射表面相對(duì)水平面成20°至40°角。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中第二棱鏡的第二和第三反射表面彼此平行。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中第三棱鏡設(shè)置在第一和第二棱鏡之間，以使得由第一棱鏡的第一反射表面反射的光束直線行進(jìn)到第二棱鏡。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中第一和第二棱鏡形成并設(shè)置成入射光束的全內(nèi)反射發(fā)生在第一至第三反射表面，而且第二棱鏡的第四反射表面是全反射表面。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種反射型復(fù)合棱鏡，其包括具有等邊三角形結(jié)構(gòu)的第一三角棱鏡，其設(shè)置成相對(duì)于垂直預(yù)定方向的水平面傾斜；以及長(zhǎng)斜方形棱鏡，其具有長(zhǎng)斜方形結(jié)構(gòu)以及相對(duì)水平面成小于45°角的一個(gè)表面。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中反射型復(fù)合棱鏡還包括設(shè)置在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡之間的第二三角棱鏡，從而來自第一三角棱鏡的光束直線前進(jìn)到長(zhǎng)斜方形棱鏡。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中第二三角棱鏡具有直角三角形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡中，光束借此向內(nèi)反射的各表面的部分形成并設(shè)置成產(chǎn)生全內(nèi)反射。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中斜長(zhǎng)方形棱鏡具有一對(duì)平行表面，這對(duì)表面根據(jù)預(yù)定方向設(shè)置成接近入射在第一三角棱鏡上的光束直徑。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光學(xué)拾取裝置，其包括光源；物鏡，用于通過將從光源發(fā)射的入射光束匯聚而在記錄介質(zhì)的記錄表面上形成光點(diǎn)；致動(dòng)器，用于在聚焦和/或?qū)ぼ壏较蛏向?qū)動(dòng)物鏡；由多個(gè)棱鏡形成的反射型復(fù)合棱鏡，通過這些棱鏡從光源發(fā)射的入射光束在致動(dòng)器下方行進(jìn)，而光束尺寸通過利用各棱鏡表面之間角度差而相對(duì)于高度方向減小，入射光束由與垂直于高度方向的水平面成小于45°角的表面反射，并行進(jìn)至設(shè)置在高度方向的物鏡；以及光電探測(cè)器，其用于接收由記錄介質(zhì)反射并依次穿過物鏡和反射型復(fù)合棱鏡的光束，并用于光電轉(zhuǎn)換接收到的光束。
優(yōu)選地是，本發(fā)明中多個(gè)反射型復(fù)合棱鏡包括第一棱鏡和第二棱鏡，第一棱鏡具有第一透射表面和反射入射光束以使得被反射的光束相對(duì)于水平面傾斜的第一反射表面；而第二棱鏡具有第二和第三反射表面以及第四反射表面，第二和第三反射表面設(shè)置成在預(yù)定高度方向上接近入射到第一透射表面上的光束的直徑，借此由第一反射表面反射的入射光束依次反射，第四反射表面相對(duì)水平面成小于45°角，借此由第三反射表面反射的入射光束在預(yù)定方向上反射。


通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，附圖中圖1是示出傳統(tǒng)光學(xué)拾取裝置的主要部分的視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的反射型復(fù)合棱鏡的透視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡中角度情況的示例的視圖；圖4是采用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的反射型復(fù)合棱鏡的光學(xué)拾取裝置的透視圖；圖5是示出圖4所示光學(xué)拾取裝置的主要部分的視圖；圖6是采用本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的反射型復(fù)合棱鏡的光學(xué)拾取裝置的透視圖；以及圖7是用在圖6所示光學(xué)拾取裝置中的光學(xué)模塊示例的視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10包括第一棱鏡20和第二棱鏡40。從基本上平行于水平面的光源(未示出)輸出的光束輸入到第一棱鏡20，光束垂直于光學(xué)系統(tǒng)的高度hi的方向。光束相對(duì)于高度hi方向的尺寸通過利用第一棱鏡20和第二棱鏡40各表面之間的角度差而減小。然后，光束被相對(duì)于水平面成小于45°角的第二棱鏡40的表面反射，并在高度hi方向上輸出。
在此，考慮如下示例，其中根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10用于光學(xué)拾取裝置中，光學(xué)系統(tǒng)的高度hi方向假設(shè)為指示沿物鏡61的光軸的方向(見圖4)。當(dāng)然。高度hi方向的意義可能根據(jù)采用有本發(fā)明反射型復(fù)合棱鏡10的光學(xué)系統(tǒng)而不同。在圖2中，“ho”表示水平面或平行于水平面的預(yù)定方向。
第一棱鏡20具有第一透射表面21和第一反射表面25，第一反射表面反射通過第一透射表面21輸入的光束，使之相對(duì)于水平面向下傾斜。第一棱鏡20優(yōu)選為具有等邊三角形結(jié)構(gòu)的三角形棱鏡。就是說，第一棱鏡20通過其三個(gè)側(cè)表面(第一透射表面21、第一反射表面25和面向第二棱鏡40的表面)改變光束方向。三個(gè)側(cè)表面優(yōu)選地形成等邊三角形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的是，來自光源51(見圖6)的光束垂直入射到第一透射表面21上。優(yōu)選的是，第一反射表面25全發(fā)射通過第一透射表面21垂直入射的光束。
當(dāng)?shù)谝焕忡R20的材料的折射率n1為1.5，而第一棱鏡外側(cè)的折射率n2，即空氣的折射率，為1時(shí)，在第一反射表面上發(fā)生全內(nèi)反射的臨界入射角θ為41.8，其可通過等式1獲得。
sinθ=n2n1]]>因此，例如當(dāng)?shù)谝焕忡R20形成為等邊三角形結(jié)構(gòu)，而通過第一透射表面21垂直透射的光束入射在第一反射表面25上的角度為45°時(shí)，光束被第一反射表面25全內(nèi)反射。
如圖2所示，當(dāng)?shù)谝焕忡R20形成為具有等邊三角形結(jié)構(gòu)的三角形棱鏡時(shí)，第一棱鏡20優(yōu)選地設(shè)置成相對(duì)于水平面傾斜一預(yù)定角度，從而由第一反射表面25全內(nèi)反射的光束以滿足全內(nèi)反射條件的角度輸入到第二棱鏡40。
第二棱鏡40包括第二反射表面41，該反射表面對(duì)由第一反射表面25向下反射之后輸入到第二棱鏡40的光束向內(nèi)上全反射；第三反射表面45，其在高度hi方向上布置安排在第二反射表面41之上，向內(nèi)全反射通過第二反射表面41的光束，并同時(shí)設(shè)置在光束在高度hi方向上的尺寸減小的位置；以及第四反射表面49，其反射由第三反射表面45在高度hi方向反射而輸入的光束。
設(shè)置成彼此面對(duì)的第二和第三反射表面41和45的間距優(yōu)選地小于入射在第一棱鏡20的第一透射表面21上的光束的直徑。通過減小第二和第三反射表面41和45的間距，光束在高度hi方向上的尺寸減小，從而有可能實(shí)現(xiàn)平行于水平面的波導(dǎo)。第四反射表面49相對(duì)于水平面的角度優(yōu)選地形成為小于45°的角，優(yōu)選地為30°±10°(即，在20°至40°的范圍內(nèi))。另外，由于從第三反射表面45入射到第四反射表面49的光束的入射角由于第二棱鏡40的結(jié)構(gòu)而不滿足向內(nèi)全反射的條件，所以第四反射表面49優(yōu)選地被涂覆成反射表面，優(yōu)選地是涂覆成全反射表面。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，第二棱鏡40優(yōu)選地為長(zhǎng)斜方形棱鏡，其中第二至第四反射表面41、45和49以及面對(duì)第四反射表面49的表面構(gòu)成長(zhǎng)斜方形結(jié)構(gòu)。另外，第一棱鏡20和第二棱鏡40優(yōu)選地設(shè)置并構(gòu)成為通過第一棱鏡20并入射到第二棱鏡40的第二反射表面41上的光束被向內(nèi)全反射，而且光束在第三反射表面45處向內(nèi)全反射。
優(yōu)選的是，第三棱鏡30進(jìn)一步設(shè)置在第一棱鏡20和第二棱鏡40之間，從而由第一棱鏡20的第一反射表面25向下反射的光束直線行進(jìn)而輸入到第二棱鏡40中。在此，第三棱鏡30可以為具有直角三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡。
如圖3所示，第一棱鏡20相對(duì)水平面形成30°角。第一棱鏡20和第二棱鏡40設(shè)置成二者之間成30°角。第三棱鏡30為具有直角三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡，以配裝到第一棱鏡20和第二棱鏡40之間的間隙中。第二棱鏡40的第四反射表面49相對(duì)水平面成30°角。在這種情況下，由于第一反射表面25相對(duì)垂直輸入進(jìn)第一棱鏡20的第一透射表面21的光束傾斜成45°角，從第一透射表面21輸入到第一反射表面25的光束向內(nèi)全反射并直線行進(jìn)以輸入到第二棱鏡40中。進(jìn)入第二棱鏡40的光束相對(duì)第二反射表面41傾斜成30°，即，入射角60°。因此，入射光束被第二反射表面41向內(nèi)全反射而朝第三反射表面45行進(jìn)。光束然后以60°入射角入射到第三反射表面45并向內(nèi)全反射而朝第四反射表面49行進(jìn)。接著，光束以30°入射角入射到第四反射表面49上并在高度hi方向上反射。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10滿足圖3所示的角度條件時(shí)，反射型復(fù)合棱鏡10中光束直徑如下地發(fā)生變化。例如，當(dāng)輸入帶第一透射表面21的光束的原始直徑為3.2mm時(shí)，入射到第二棱鏡40第二反射表面41上的光束直徑為其二倍(即6.2mm)，而且光束被向內(nèi)全反射。光束隨后從平行于第二反射表面41的第三反射表面45向內(nèi)全反射，在同一條件下，隨后入射到第四反射表面49。由于第四反射表面49相對(duì)水平面傾斜30°，所以光束以30°入射角入射到第四反射表面49上。因而，當(dāng)光束被第四反射表面49反射時(shí)，其再次達(dá)到其原始直徑3.2mm并在高度hi方向行進(jìn)。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10可以形成得使輸出光束相對(duì)于輸入光束的尺寸不會(huì)減小。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10中，光束以60°角入射到第二棱鏡40的第二反射表面41上，這樣滿足了全反射的條件。因此，通過使第二和第三反射表面41和45之間的距離小于入射到第一棱鏡20的第一透射表面21上的原始光束直徑，并且通過使第二和第三反射表面41和45的寬度形成為使從第一棱鏡20入射到第二棱鏡40的光束在被第二和第三反射表面41和45依次全反射之后能夠入射到第四反射表面49上，光束可以平行于水平面?zhèn)鞑?，同時(shí)光束尺寸相對(duì)高度hi方向減小。
因此，根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡10可以減小光學(xué)系統(tǒng)的高度。而且，本發(fā)明反射型復(fù)合棱鏡10的優(yōu)選實(shí)施例參照?qǐng)D2和3描述，但應(yīng)理解的是，在本發(fā)明技術(shù)原理范圍之內(nèi)的任何修改都是可行的。
現(xiàn)在將描述采用本發(fā)明反射型復(fù)合棱鏡10以形成薄型光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)拾取裝置的各優(yōu)選實(shí)施例。
圖4至6示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置，它們應(yīng)用于以第一反射表面記錄方法記錄/再現(xiàn)信息信號(hào)的記錄介質(zhì)50。這些實(shí)施例僅為示范性的，且根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置不限于第一反射表面記錄方法。在此，第一反射表面記錄方法應(yīng)用于不具有典型的保護(hù)層的記錄介質(zhì)50。來自光學(xué)拾取裝置的光束入射到在基底50c上形成的記錄表面50a或幾微米厚(如，5微米)的保護(hù)膜50b上，而保護(hù)膜50b形成在記錄表面50a上，以保護(hù)記錄表面不遭灰塵或不被刮擦。物鏡61的工作距離可以和典型保護(hù)層的厚度(例如，DVD中的0.6mm厚的基底)一樣短，從而可以形成薄型光學(xué)拾取裝置。
參照?qǐng)D4和5，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置包括光源51；物鏡61，用于將從光源51發(fā)射的入射光束匯聚并在記錄介質(zhì)50的記錄表面50a上形成光點(diǎn)；致動(dòng)器65，其用于在聚焦和/或?qū)ぼ壏较蛏向?qū)動(dòng)物鏡61；反射型復(fù)合棱鏡10；以及光電探測(cè)器79，其用于接收被記錄介質(zhì)50反射并隨后穿過物鏡61和反射型復(fù)合棱鏡10的光束，以檢測(cè)信息信號(hào)和/或誤差信號(hào)并對(duì)接收到的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
優(yōu)選的是，發(fā)射波長(zhǎng)為650nm或更小的光束的邊緣發(fā)射激光器或垂直腔表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器用作光源51。
物鏡61優(yōu)選地NA(數(shù)值孔徑)為0.6或更多并且工作距離盡可能的短，以便可以形成薄型光學(xué)拾取裝置。物鏡61在聚焦和尋軌方向上由致動(dòng)器65控制。由于致動(dòng)器65的基本結(jié)構(gòu)在本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域中是眾所公知的，所以對(duì)其的詳細(xì)解釋在此省略。
反射型復(fù)合棱鏡10的第一、第二和/或第三棱鏡20、40和/或30優(yōu)選是最優(yōu)化的，以便從反射型復(fù)合棱鏡10輸出的光束尺寸可以和從光源51發(fā)射并輸入到反射型復(fù)合棱鏡10的光束尺寸相同或大于后者，同時(shí)使光學(xué)拾取裝置的厚度最小。
為此目的，反射型復(fù)合棱鏡10具有上文參照?qǐng)D2和3描述的結(jié)構(gòu)并且設(shè)置成當(dāng)從光源51輸出的光束行進(jìn)通過位于致動(dòng)器65下端部的第二棱鏡時(shí)，通過利用第一棱鏡20和第二棱鏡40各表面的角度差而光束尺寸在高度hi方向減小，接著光束被反射而朝設(shè)置于高度hi方向的物鏡61行進(jìn)。
就是說，反射型復(fù)合棱鏡10的結(jié)構(gòu)是這樣的，其中入射光束通過減小光束在第二棱鏡40的第二和第三反射表面41和45之間的高度hi方向上的尺寸而被引導(dǎo)。鑒于高度hi方向，反射型復(fù)合棱鏡10的第一棱鏡10突出于第二棱鏡40之上。因此，為了形成薄型光學(xué)拾取裝置，反射型復(fù)合棱鏡10優(yōu)選地設(shè)置成僅第二棱鏡40，尤其是僅對(duì)應(yīng)于第二棱鏡40的第三反射表面45的部分恰好位于致動(dòng)器65的下端部下方。而且，致動(dòng)器65優(yōu)選地形成為使上述配置成為可行。當(dāng)?shù)诙忡R40如上設(shè)置時(shí)，影響光學(xué)拾取裝置厚度的反射型復(fù)合棱鏡10的有效厚度基本上為第二和第三反射表面41和45之間的距離。
在此，考慮到優(yōu)選地是從反射型復(fù)合棱鏡10朝物鏡61輸出的光束尺寸基本上等于或大于入射到反射型復(fù)合棱鏡10上的光束尺寸，所以優(yōu)化的反射型復(fù)合棱鏡10的第二棱鏡40的厚度取決于第四反射表面49和水平面之間構(gòu)成的角度。因此，高度hi方向上的光學(xué)拾取裝置的厚度可以減小到與第四反射表面49和水平面之間構(gòu)成的角度所減小的一樣多。如上所述，當(dāng)反射型復(fù)合棱鏡10如圖2所示形成時(shí)，第四反射表面49相對(duì)水平面的角度可以調(diào)節(jié)至30°±10°。
當(dāng)采用了反射型復(fù)合棱鏡10時(shí)，從光源51朝反射型復(fù)合棱鏡10發(fā)射的具有較大直徑的光束可以在低于光束直徑頂部的高度處穿過致動(dòng)器65下方。當(dāng)光束被第二棱鏡40的第四反射表面49反射時(shí)，恢復(fù)光束原始直徑。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置還包括光路變換器，用于改變光束在光源51和反射型復(fù)合棱鏡10之間的光路上的行進(jìn)路徑。如圖4所示，光路變換器包括偏振光束分離器55，其用于根據(jù)其偏振分量而透射和反射入射光束；以及波片(wave plate)57，用于改變?nèi)肷涔馐钠?。波?7相對(duì)于從光源51發(fā)射的光束的波長(zhǎng)優(yōu)選為四分之一波片。光路變換器可以包括以預(yù)定比例透射和反射光束的光束分離器。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置還包括準(zhǔn)直透鏡53，其用于將從光源51發(fā)射的發(fā)散光束匯聚成光源51和反射型復(fù)合棱鏡10之間光路上的平行光束。當(dāng)包括準(zhǔn)直透鏡53和分束器型光路變換器時(shí)，如圖4所示，進(jìn)一步在光學(xué)路徑變換器和光電探測(cè)器79之間光路上設(shè)置匯聚透鏡71，用于將被記錄介質(zhì)50反射并依次通過物鏡61、反射型復(fù)合棱鏡10和光路變換器而朝光電探測(cè)器79行進(jìn)的光束聚焦。而且，為了以散光方法檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)，還可以在光路變換器和光電探測(cè)器79之間的光路上設(shè)置散光透鏡單元，該散光透射單元包括用于產(chǎn)生散光的柱面透鏡73和用于輕度分散入射光束的軛狀透鏡75。
在圖4中，附圖標(biāo)記59表示用于監(jiān)控從光源51發(fā)射的光量的監(jiān)控光電探測(cè)器。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D4和5描述從光源51發(fā)射的光束通過本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置的傳播。
首先，從光源51發(fā)射并通過準(zhǔn)直透鏡53和光路變換器的具有預(yù)定直徑的光束垂直入射到反射型復(fù)合棱鏡10的第一棱鏡20的第一透射表面21上。光束被第一棱鏡20的第一反射表面25向內(nèi)全反射，以相對(duì)水平面成向下傾角行進(jìn)，并以滿足向內(nèi)全反射條件的角度入射到第二棱鏡40的第二反射表面41上。
光束被第二反射表面41向內(nèi)全反射，同時(shí)光束直徑擴(kuò)大。然后，光束被低于入射到第一透射表面21上的光束直徑頂部的第二棱鏡40的第三反射表面45向內(nèi)全反射，并朝第二棱鏡40的第四反射表面49行進(jìn)，該表面被涂覆以產(chǎn)生全反射。隨著光束從第一棱鏡朝第二棱鏡40在平行于水平面的方向上被引導(dǎo)，直到光束遇到第四反射表面49，光束的直徑由于第二棱鏡40的幾何結(jié)構(gòu)以及第一棱鏡20和第二棱鏡40的相互配置而增加，同時(shí)光束在高度hi方向傳播通過的通道尺寸減小。入射到相對(duì)水平面成小于45°角的第四反射表面49上的光束直徑恢復(fù)到其原始尺寸或者變得大于原始直徑，然后光束朝物鏡61被反射。
入射到物鏡61上的光束由物鏡61聚焦而在記錄介質(zhì)50的記錄表面50a上形成光點(diǎn)。光束由記錄表面50a反射并返回穿過物鏡61和反射型復(fù)合棱鏡10，入射到光路變換器上，并由光路變換器的偏振光束分離器55反射。反射的光束在通過匯聚透鏡71和散光透鏡73和75之后由光電探測(cè)器79接收。
盡管根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置參照?qǐng)D4和5被描述為其包括具有如下結(jié)構(gòu)的棱鏡型光路變換器和反射型復(fù)合棱鏡10，以使得入射光束由第一棱鏡20的第一反射表面25向內(nèi)全反射，棱鏡型光路變換器可以通過將反射型復(fù)合棱鏡10形成為使得入射光束可以由第一反射表面25透射和反射，并通過將光電探測(cè)器79和/或監(jiān)控光電探測(cè)器59設(shè)置成檢測(cè)通過第一反射表面25的光束而得以省略。
在根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)拾取裝置中，全息元件85可以替代分束型光路變換器而使用。當(dāng)采用全息元件85作為光路變換器時(shí)，如圖6和7所示，光學(xué)模塊80包括光源51、全息元件85和光電探測(cè)器79。在此，全息元件85被形成為能夠根據(jù)光束入射的方向選擇性地透射或衍射以及透射光線。例如，如圖7所示，全息元件85透射從光源51發(fā)射的入射光束并衍射及透射由記錄介質(zhì)50反射的入射光束，從而朝設(shè)置在光源51一側(cè)的光電探測(cè)器79行進(jìn)。由于圖7所示的光學(xué)模塊80在本發(fā)明涉及的領(lǐng)域中是公知的，所以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置采用了圖7所示的光學(xué)模塊80時(shí)，光學(xué)拾取裝置的小型化比具有如圖4所示光學(xué)結(jié)構(gòu)的光學(xué)拾取裝置更為可行。
如上所示，在根據(jù)本發(fā)明的反射型復(fù)合棱鏡中，從光源發(fā)射的光束受到引導(dǎo)，高度方向的光束尺寸減小，且光束由與水平面成小于45°角的表面反射，從而光學(xué)系統(tǒng)的高度可以在光束尺寸不減小的情況下減小。因此，當(dāng)采用了反射型復(fù)合棱鏡時(shí)，從光源入射在反射型復(fù)合棱鏡上的具有較大直徑的光束在低于光束直徑頂部的高度處通過致動(dòng)器的下方，并被第二棱鏡的第四反射表面反射，從而恢復(fù)光束的原始直徑。因此，得到具有所需NA值的小且薄型光學(xué)拾取裝置。
權(quán)利要求
1.一種反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，反射型復(fù)合棱鏡由多個(gè)棱鏡構(gòu)成，且入射光束在通過利用各棱鏡各表面之間的角度差而相對(duì)預(yù)定方向減小的同時(shí)行進(jìn)，入射光束被相對(duì)垂直于預(yù)定方向的水平面成小于45°角的表面反射，并在預(yù)定方向上輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，多個(gè)棱鏡包括第一棱鏡，其具有第一透射表面和反射入射光束以使得被反射的光束相對(duì)于水平面傾斜的第一反射表面；以及第二棱鏡，其具有第二和第三反射表面以及第四反射表面，第二和第三反射表面設(shè)置成相對(duì)預(yù)定方向接近入射到第一透射表面上的光束的直徑，借此由第一反射表面反射的入射光束依次反射，第四反射表面相對(duì)水平面成小于45°角，借此由第三反射表面反射的入射光束在預(yù)定方向上反射。
3.如權(quán)利要求2所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第二棱鏡的第四反射表面相對(duì)水平面成20°至40°角。
4.如權(quán)利要求2所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第二棱鏡的第二和第三反射表面彼此平行。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第二棱鏡為斜長(zhǎng)方形棱鏡，其中第二至第四反射表面和面向第四反射表面的一個(gè)表面形成斜長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求2所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第三棱鏡設(shè)置在第一和第二棱鏡之間，以使由第一棱鏡的第一反射表面反射的光束直線行進(jìn)到第二棱鏡。
7.如權(quán)利要求6所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第三棱鏡為具有直角三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡。
8.如權(quán)利要求2所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第一棱鏡為具有相對(duì)水平面傾斜預(yù)定角度布置的等邊三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡。
9.如權(quán)利要求2至4和6至8中任一項(xiàng)所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第一和第二棱鏡形成并設(shè)置成使得入射光束的向內(nèi)全反射發(fā)生在第一至第三反射表面。
10.如權(quán)利要求2至4和6至8中任一項(xiàng)所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第二棱鏡的第四反射表面為全反射表面。
11.一種反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，包括具有等邊三角形結(jié)構(gòu)的第一三角棱鏡，其設(shè)置成相對(duì)于垂直預(yù)定方向的水平面傾斜；以及長(zhǎng)斜方形棱鏡，其具有長(zhǎng)斜方形結(jié)構(gòu)以及相對(duì)水平面成小于45°角的一個(gè)表面。
12.如權(quán)利要求11所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，還包括設(shè)置在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡之間的第二三角棱鏡，從而來自第一三角棱鏡的光束直線前進(jìn)到長(zhǎng)斜方形棱鏡。
13.如權(quán)利要求12所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，第二三角棱鏡具有直角三角形結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求11所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡中，光束通過其向內(nèi)反射的各表面的部分形成并設(shè)置成產(chǎn)生向內(nèi)全反射。
15.如權(quán)利要求11到14中任一項(xiàng)所述的反射型復(fù)合棱鏡，其特征在于，斜長(zhǎng)方形棱鏡具有一對(duì)平行表面，這對(duì)表面根據(jù)預(yù)定方向設(shè)置成接近入射在第一三角棱鏡上的光束直徑。
16.一種光學(xué)拾取裝置，其特征在于，包括光源；物鏡，其用于通過將從光源發(fā)射的入射光束匯聚而在記錄介質(zhì)的記錄表面上形成光點(diǎn)；致動(dòng)器，其用于在聚焦和/或?qū)ぼ壏较蛏向?qū)動(dòng)物鏡；由多個(gè)棱鏡形成的反射型復(fù)合棱鏡，通過這些棱鏡從光源發(fā)射的入射光束在致動(dòng)器下方行進(jìn)，而光束尺寸通過利用各棱鏡表面之間角度差而相對(duì)于高度方向減小，入射光束由相對(duì)垂直于高度方向的水平面成小于45°角的表面反射，并行進(jìn)至設(shè)置在高度方向的物鏡；以及光電探測(cè)器，其用于接收由記錄介質(zhì)反射并依次穿過物鏡和反射型復(fù)合棱鏡的光束，并光電轉(zhuǎn)換接收到的光束。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，多個(gè)反射型復(fù)合棱鏡包括第一棱鏡，其具有第一透射表面和反射入射光束以使得被反射的光束相對(duì)于水平面傾斜的第一反射表面；以及第二棱鏡，其具有第二和第三反射表面以及第四反射表面，第二和第三反射表面設(shè)置成在預(yù)定高度方向上接近入射到第一透射表面上的光束的直徑，借此由第一反射表面反射的入射光束依次反射，第四反射表面相對(duì)水平面成小于45°角，借此由第三反射表面反射的入射光束在預(yù)定方向上反射。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，第二棱鏡的第四反射表面相對(duì)水平面成20°至40°角。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，第二棱鏡的第二和第三反射表面彼此平行。
20.如權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，第二棱鏡為斜長(zhǎng)方形棱鏡，其中第二至第四反射表面和面向第四反射表面的一個(gè)表面形成斜長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，反射型復(fù)合棱鏡還包括設(shè)置在第一和第二棱鏡之間的第三棱鏡，使由第一棱鏡的第一反射表面反射的光束直線行進(jìn)到第二棱鏡。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，第三棱鏡為具有直角三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡。
23.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，第一棱鏡為具有相對(duì)水平方向傾斜預(yù)定角度的等邊三角形結(jié)構(gòu)的三角棱鏡。
24.如權(quán)利要求17至19和21至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，第一和第二棱鏡形成并設(shè)置成使得入射光束的向內(nèi)全反射發(fā)生在第一至第三反射表面上。
25.如權(quán)利要求17至19和21至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，第二棱鏡的第四反射表面為全反射表面。
26.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，反射型復(fù)合棱鏡包括第一三角棱鏡，其具有設(shè)置成相對(duì)垂直于預(yù)定方向的水平面傾斜的等邊三角形結(jié)構(gòu)；以及長(zhǎng)斜方形棱鏡，其具有長(zhǎng)斜方形結(jié)構(gòu)以及相對(duì)水平面成小于45°角的一個(gè)表面。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，反射型復(fù)合棱鏡包括設(shè)置在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡之間的第二三角棱鏡，從而來自第一三角棱鏡的光束直線行進(jìn)到長(zhǎng)斜方形棱鏡。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，第二三角棱鏡具有直角三角形結(jié)構(gòu)。
29.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，在第一三角棱鏡和長(zhǎng)斜方形棱鏡中，使光束內(nèi)反射的各表面的部分形成并設(shè)置成產(chǎn)生全內(nèi)反射。
30.如權(quán)利要求26至29中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，斜長(zhǎng)方形棱鏡具有一對(duì)平行表面，這對(duì)表面根據(jù)高度方向設(shè)置成接近入射到第一三角棱鏡上的光束直徑。
31.如權(quán)利要求16至19和27至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，記錄介質(zhì)具有如下結(jié)構(gòu)，其中數(shù)據(jù)以第一反射表面記錄方法向記錄介質(zhì)記錄和/或從記錄介質(zhì)再現(xiàn)。
32.如權(quán)利要求16至19和27至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，物鏡的至少一部分設(shè)置得低于從光源發(fā)射并入射在反射型復(fù)合棱鏡上的光束。
33.如權(quán)利要求16至19和27至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括用于改變光束行進(jìn)路徑的光路變換器，其設(shè)置在光源和反射型復(fù)合棱鏡之間的光路上。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，光路變換器包括偏振光束分離器，其用于根據(jù)入射光束的偏振透射和反射入射光束；以及波片，其用于改變?nèi)肷涔馐钠瘛?br> 35.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，光路變換器為全息元件，其用于根據(jù)光束入射的方向選擇性地透射或衍射以及透射入射光束，而且光源、全息元件和光電探測(cè)器被光學(xué)模件化。
全文摘要
一種反射型復(fù)合棱鏡以及采用其的薄型光學(xué)拾取裝置。當(dāng)從光源發(fā)射的光束通過反射型復(fù)合棱鏡時(shí),光束尺寸在高度方向上減小并隨后當(dāng)光束被相對(duì)水平面成小于45°角的表面反射時(shí)恢復(fù),從而可以在光束尺寸不減小的情況下減小光學(xué)系統(tǒng)的高度。因此,當(dāng)采用了反射型復(fù)合棱鏡時(shí),從光源入射在反射型復(fù)合棱鏡上的具有較大直徑的光束在低于光束直徑頂部的高度處通過致動(dòng)器的下方,并被第二棱鏡的第四反射表面反射,從而恢復(fù)光束的原始直徑。因此,得到具有所需NA值的小且薄型光學(xué)拾取裝置。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1384494SQ0210200
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月30日
發(fā)明者金大式, 鄭丞臺(tái), 延哲誠, 趙虔晧 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社