專利名稱：光學拾波裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種裝備有多個激光束發(fā)射源的光學拾波裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)上，作為用來執(zhí)行光盤的記錄和再現(xiàn)的一個光學拾波裝置，存在一種能夠適配兩種類型光盤的光學拾波裝置。這類光學拾波裝置需要根據(jù)光盤的類型使用不同波長的激光束。例如，當執(zhí)行CD和DVD二者的記錄和再現(xiàn)時，光學拾波裝置裝備有一第一激光裝置和一第二激光裝置，第一激光裝置發(fā)出的激光束用來在CD上執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫，第二激光裝置發(fā)出的激光束用來在DVD上執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫。
圖28顯示了上述的傳統(tǒng)光學拾波裝置的一個原理圖。這種光學拾波裝置具有一第一光源211，其發(fā)射用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)的、波長為λ1的第一激光束；一第二光源212，其發(fā)射用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)和數(shù)據(jù)記錄的、波長為λ2的第二激光束；一光分離器213；一監(jiān)測第二光源的光監(jiān)測器215和一物鏡214。
光分離器213由位于第一光源211一側的第一三角棱鏡216的一個側表面與位于第二光源212一側的第二三角棱鏡217的一個側表面粘合在一起構成，在兩個側表面之間放置有一波長選擇薄膜218。
傳統(tǒng)光學拾波裝置的波長選擇薄膜218只透射幾個百分比的從第一光源211發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束，同時反射大部分從第一光源211發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束。另一方面，波長選擇薄膜218只反射幾個百分比的從第二光源212發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束，同時透射大部分從第二光源212發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束。然后，經(jīng)波長選擇薄膜218反射的幾個百分比的第二激光束入射到第二光源的光監(jiān)測器215上，執(zhí)行對第二光源的光學輸出的控制。
對于上述結構，當寫在一加載光盤210上的數(shù)據(jù)被從第一光源211發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束讀出時，從第一光源211發(fā)出的激光束經(jīng)波長選擇薄膜218反射至物鏡214，然后經(jīng)物鏡214聚焦到光盤210上的一個點。然后，光盤210上的數(shù)據(jù)(例如，凹坑信息)通過一全息元件、一光接收元件等等(未顯示)從由光盤210上的該點反射回來、并再一次穿過物鏡214的第一激光束中被提取出來。為了控制第一光源211的光學輸出，這種光學拾波裝置借助一個監(jiān)測第一光源的光監(jiān)測器(未顯示)對從第一光源211發(fā)出的激光束的光量進行檢測，光監(jiān)測器被安置在與第一光源211相同的殼體內(nèi)。
另一方面，當寫在一加載光盤210上的數(shù)據(jù)(即使在一個不同光盤的情況下，光盤用相同的參考數(shù)字210表示)被從第二光源212發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束讀取時，第二激光束透射穿過波長選擇薄膜218后，經(jīng)物鏡214聚焦到光盤210上的一個點。然后，寫在光盤上的數(shù)據(jù)通過全息元件、光接收元件等等(未顯示)從由光盤210上該點反射回來、并再一次穿過物鏡214的第二激光束中被提取出來。
當數(shù)據(jù)通過第二光源212發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束被寫到一加載光盤210上時，寫數(shù)據(jù)是通過使第二光源212發(fā)出的第二激光束透射穿過波長選擇薄膜218后，經(jīng)物鏡214聚焦到光盤210上的一個點來完成的。為了控制第二光源212的光學輸出，利用第二光源光監(jiān)測器215，光學拾波裝置檢測從第二光源212發(fā)出的、并經(jīng)波長選擇薄膜218反射的第二激光束的光量。
第一光源光監(jiān)測器和第二光源光監(jiān)測器215檢測到的光信號被轉(zhuǎn)換為相應的電信號，這些電信號被輸入到安裝在光學拾波裝置上或光學拾波裝置外部的一個自動功率控制(APC)電路(未顯示)。然后，對應于第一光源光監(jiān)測器和第二光源光監(jiān)測器215的光學信號，自動功率控制電路的輸出被反饋到第一和第二光源211和212，以控制第一和第二光源211和212的光學輸出。
然而，在上述傳統(tǒng)的光學拾波裝置中，為了控制第二光源212的光學輸出，由第二光源212發(fā)出的幾個百分比的第二激光束經(jīng)波長選擇薄膜218反射并入射到第二光源的光監(jiān)測器215上。因此，存在一個問題，經(jīng)波長選擇薄膜218反射到光監(jiān)測器215上的光量減少了透射穿過波長選擇薄膜218并經(jīng)物鏡214施加到光盤210上的光量。換句話說，存在一個問題，由于入射到光盤210上的第二激光束的光量或強度減少，這削弱了使用由第二光源212發(fā)出的第二激光束的光盤210的數(shù)據(jù)再現(xiàn)(或數(shù)據(jù)記錄)能力。
此外，為了避免這個問題，如果企圖把波長選擇薄膜218對于從第二光源212發(fā)出的激光束的反射率設計到一個可能的最小值，例如，約5％的一個小值，這帶來了下面的另一個問題。即按照電流大量產(chǎn)生技術，波長選擇薄膜218的反射率具有約±4％的一個變化量。因此，如果企圖把波長選擇薄膜218對于從第二光源212發(fā)出的激光束的反射率設計到例如5％，則反射率在1％到9％的范圍內(nèi)變化。由于這個原因，從第二光源212發(fā)出的、經(jīng)波長選擇薄膜218反射、并入射到第二光源的光監(jiān)測器215上的第二激光束的光量的動態(tài)范圍(最小值與最大值之比)具有大約九倍的變化量，并且這導致不能精確地檢測到第二光源212的光學輸出。
這里還有一個問題，當反射率變化到比較小的值時，則減少了入射到第二光源的光監(jiān)測器215上的激光量，且在第二光源的光監(jiān)測器215中的光信號的S/N比率(信號/噪聲比率)被減少，結果導致難以檢測到第二光源212的光學輸出量。
此外，如果第二光源212的第二激光束的波長λ2由于溫度變化等出現(xiàn)波動，則在波長選擇薄膜218上的波長為λ2的第二激光束的反射率出現(xiàn)波動，并且入射到第二光源的光監(jiān)測器215上的光量也出現(xiàn)波動?？傊绻麑⒎瓷渎试O定為如上所述的低值，由于波長變化引起的反射率的波動會增加，并且這帶來一個問題，即第二光源212的光量不能夠通過第二光源的光監(jiān)測器215被準確地檢測。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種光學拾波裝置，這種光學拾波裝置在光盤數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力和光盤數(shù)據(jù)記錄能力方面是極好的，并且即使激光束的波長出現(xiàn)波動，也能準確檢測到激光源的光學輸出量。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠具有高生產(chǎn)效率的光學拾波裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個光學拾波裝置包括一第一光源，其發(fā)射一種波長的第一激光束；一第二光源，其發(fā)射波長區(qū)別于第一激光束波長的第二激光束；一物鏡，其將第一和第二激光束聚焦到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上；一光監(jiān)測器，其檢測第二激光束的光量；以及一光分離器，其具有一波長選擇薄膜和一反射器，波長選擇薄膜一方面把從第一光源發(fā)出的第一激光束反射到物鏡上，另一方面把從第二光源發(fā)出的第二激光束透射到物鏡上；反射器把一部分從第二光源發(fā)出的第二激光束反射到光監(jiān)測器。
對于上述結構，當寫在光盤(數(shù)據(jù)讀取用)的數(shù)據(jù)記錄表面上的數(shù)據(jù)被從第一光源發(fā)出的第一激光束讀出時，從第一光源發(fā)出的激光束經(jīng)波長選擇薄膜反射到物鏡，然后經(jīng)物鏡聚焦到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。然后，光盤上的數(shù)據(jù)(例如，凹坑信息)通過一全息元件、一光接收元件等等從由光盤上的數(shù)據(jù)記錄表面反射回來、并再次穿過物鏡的激光束中被提取出來。
當通過從第一光源發(fā)出的第一激光束向光盤(用于寫數(shù)據(jù))上寫數(shù)據(jù)時，寫數(shù)據(jù)是通過采用波長選擇薄膜把由第一光源發(fā)出的激光束反射到物鏡，然后采用物鏡把光束聚焦到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上而完成的。
通常從第一光源發(fā)出的光量在向光盤上寫數(shù)據(jù)時大于從光盤上讀數(shù)據(jù)時。所以，必須控制從第一光源發(fā)出的光量。由于這個原因，第一光源的光量通過，例如安裝在第一光源殼體內(nèi)的第一光源光監(jiān)測器，進行檢測，然后發(fā)射的光量被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。這個電信號被輸入到位于光學拾波裝置上或光學拾波裝置之外的一自動功率控制電路。然后，這個自動功率控制電路的一個輸出被反饋到第一光源，以控制第一光源的光學輸出。
當寫在光盤上的數(shù)據(jù)被從第二光源發(fā)出的第二激光束讀出時，從第二光源發(fā)出的激光束透射穿過波長選擇薄膜，然后經(jīng)物鏡聚焦到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上。然后，寫在光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上的數(shù)據(jù)通過一全息元件、一光接收元件等等從由光盤上的數(shù)據(jù)記錄表面反射回來、并再次穿過物鏡的激光束中被提取出來。
當通過從第二光源發(fā)出的第二激光束向光盤上寫數(shù)據(jù)時，寫數(shù)據(jù)是通過使由第二光源發(fā)出的第二激光束透射穿過波長選擇薄膜，然后采用物鏡把激光束聚焦到光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上而執(zhí)行的。
同樣，在第二光源的情況下，與第一光源的情況一樣，從第二光源發(fā)出的用來向光盤上寫數(shù)據(jù)的光量通常大于從第二光源發(fā)出的用來從光盤上讀數(shù)據(jù)的光量。所以，必須控制從第二光源發(fā)出的光量。由于這個原因，從第二光源發(fā)出的、并入射到反射器的第二激光束經(jīng)反射器被反射到光監(jiān)測器，因此入射到光監(jiān)測器的第二激光束的光量被檢測到。此時，由于提供了反射器比如一個反射鏡，即使當某些因素比如溫度變化引起第二激光束的波長出現(xiàn)波動時，也可防止光監(jiān)測器接收到的第二光束的光量出現(xiàn)波動。因此，用光監(jiān)測器可以準確地檢測到第二激光束的光量。而后，入射到光監(jiān)測器上的第二激光束的光量被轉(zhuǎn)換成一個電信號，并且這個電信號被輸入到自動功率控制電路。然后，一個來自這個自動功率控制電路的光學輸出被反饋到第二光源，以控制第二光源的光學輸出。
按照本發(fā)明的光學拾波裝置，通過適當調(diào)整波長選擇薄膜和反射器的位置，從第二光源發(fā)出的、并入射到波長選擇薄膜上的、位于一個有效區(qū)域中的第二激光束，能夠被全部實質(zhì)地透射到物鏡。與傳統(tǒng)光學拾波裝置不同，位于有效區(qū)域中的第二激光束不需要經(jīng)波長選擇薄膜反射幾個百分比。因此，增加了經(jīng)物鏡聚焦到光盤數(shù)據(jù)記錄表面上的第二激光束的光量，并且能夠提高光學拾波裝置的數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力和數(shù)據(jù)記錄能力。
在一實施例中，反射器被布置在波長選擇薄膜附近，位于一個有效區(qū)域中的、用于數(shù)據(jù)讀寫的激光束的分量入射到這個波長選擇薄膜上。這里“波長選擇薄膜附近”的位置意味著靠近波長選擇薄膜到某種程度的位置，即在有效區(qū)域以外的激光束的分量能夠進入。
在一實施例中，反射器是一個反射鏡。
在一實施例中，反射器是一個放置在波長選擇薄膜上的半反射薄膜。反射器可直接被放置在波長選擇薄膜上或在它們中間插入一個光透射層。
在一實施例中，反射器被制作成與波長選擇薄膜不接觸。
為了將入射到波長選擇薄膜上的部分第二激光束反射到光監(jiān)測器，可以采用這樣一種方法，即將一種用來反射部分第二激光束的反射涂層直接形成在波長選擇薄膜上，這種波長選擇薄膜可被形成在作為光分離器組成部分的一三角棱鏡上。然而在這種情況下，在于波長選擇薄膜上形成反射薄膜的汽相沉積過程中，伴隨著一個薄膜應力被施加到波長選擇薄膜，即一個基底上，將出現(xiàn)波長選擇薄膜性質(zhì)發(fā)生改變或變化的問題，以及基底的波長選擇薄膜由于反射薄膜的汽相沉積過程中的加熱或由于操作問題被不利地損壞，并導致光分離器的生產(chǎn)效率降低的問題。
在實施例中，雖然，光分離器被形成為使波長選擇薄膜和反射器彼此不接觸，并因此，波長選擇薄膜和反射器能夠被分別地用不同的工藝制造。因此，可以防止把作為反射元件的一反射薄膜直接形成在波長選擇薄膜上時出現(xiàn)的那些問題，使光分離器的產(chǎn)量增加并使光分離器的制造成本下降。
在一實施例中，光分離器具有一位于第一光源一側的第一棱鏡和一位于第二光源一側的第二棱鏡。至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分相互粘合在一起，并且在至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分之間布置有波長選擇薄膜。另外，將反射器設置在第一棱鏡或第二棱鏡上。
在這個說明書中，“棱鏡”被定義為由一種透明材料比如玻璃、聚丙烯、晶體、樹脂、人造水晶、BK-7等構成的具有一個大致上棱柱狀形狀(至少棱鏡體的一個側表面可能是一個彎曲表面)的一個物體，“三角棱鏡”被定義為一種棱鏡，其一個與棱鏡體的柱狀方向垂直的方向上的橫截面具有三角形的形狀，同時這個三角形橫截面具有大致恒定面積。此外，在這個說明書中，“直角棱鏡”被定義為一種棱鏡，其一個與棱鏡體的柱狀方向垂直的橫截面具有直角三角形的形狀，同時這個直角三角形橫截面具有大致恒定面積。此外，當在這個說明書中使用術語“側表面”時，這個側表面是指一個沿棱鏡柱狀方向延伸的表面。
在一實施例中，其中一直角棱鏡具有一個比另一直角棱鏡更長的底面，并且反射器被安裝在從另一直角棱鏡底面突出的該直角棱鏡底面的一部分上。
在這個說明書中，在屬于直角棱鏡一部分的直角三角形的三個側面中，與直角三角形的直角相對的一個側面被稱為術語直角棱鏡的“底面”。
在一個直角棱鏡的底面上布置反射器，以防止用來安裝反射器的空間增加，并因此防止光學拾波裝置尺寸的增加。此外，由于在其中一個直角棱鏡的底面上安置反射器，實現(xiàn)了在定位光分離器的同時定位反射器。
底面被制作得比較長的直角棱鏡的底面可被定位在位置上，并且反射器可被安裝在該底面上。實現(xiàn)了在定位直角棱鏡底面的同時定位反射器，所以能夠高度準確地安排反射器的位置。
在一實施例中，其中一個直角棱鏡增加了寬度，而反射器被安裝在寬度方向上突出于另一個直角棱鏡的直角棱鏡的底面部分上。同樣在這種情況下，防止了用來安裝反射器的空間(安裝空間)增加，并因此防止光學拾波裝置尺寸的增加。
注意，在這個說明書中，直角棱鏡的“寬度”是指直角棱鏡的柱狀方向的長度。
在一實施例中，反射器以一個角度被安裝在第一棱鏡或第二棱鏡上，使得部分的第二激光束能夠被反射并導向到光監(jiān)測器上。這種配置增加了光監(jiān)測器定位的自由度。
在一實施例中，波長選擇薄膜被安裝在第一棱鏡的一個側表面上，同時反射器被安裝在第二棱鏡的一個側表面上。使用粘合劑把帶有波長選擇薄膜的第一棱鏡的側表面與帶有反射器的第二棱鏡的側表面粘合在一起。
按照上述實施例的光學拾波裝置，在把兩個棱鏡的至少一個側表面的一部分粘合在一起之前，有可能把波長選擇薄膜安裝在第一棱鏡上而把反射器安裝在第二棱鏡上。因此，在第一棱鏡上形成波長選擇薄膜的工藝和在第二棱鏡上形成反射器的工藝能夠同時進行，并且能夠提高光分離器的生產(chǎn)率。另外，波長選擇薄膜和反射器形成在不同的部件上。因此，能夠進一步提高光分離器的產(chǎn)量，并能夠進一步降低光分離器的制造成本。
波長選擇薄膜的光學特性，比如反射率、透射率等，取決于波長選擇薄膜的薄膜成分的折射系數(shù)和與該薄膜接觸部件的折射系數(shù)。因此，按照上述實施例的光學拾波裝置，通過在波長選擇薄膜和反射器之間放置一層粘合劑，以避免波長選擇薄膜和反射器彼此直接接觸，波長選擇薄膜的光學特性能夠被設置為獨立于反射器(不依賴于反射器)。因此，在選擇將第二光源的第二激光束反射到第二光源的光監(jiān)測器的反射器的位置和材料時提供了靈活性。結果，也在選擇光監(jiān)測器的安裝位置時提供了靈活性。通過有效利用上述的選擇靈活性，能夠減少光學拾波裝置的尺寸。
在一實施例中，第一和第二棱鏡是三角棱鏡。因為三角棱鏡便宜，能夠抑制光分離器的制造成本。
在一實施例中，波長選擇薄膜基本上全部反射第一激光束并基本上全部透射第二激光束。
按照上述實施例的光學拾波裝置，波長選擇薄膜對于第一激光束具有大約100％的反射率。因此，由第一光源發(fā)出的、經(jīng)波長選擇薄膜反射的、經(jīng)物鏡聚焦而到達光盤數(shù)據(jù)記錄表面的第一激光束的光量能夠增加。另外，波長選擇薄膜透射大約全部的第二激光束，并因此，由第二光源發(fā)出的、經(jīng)波長選擇薄膜透射的、并經(jīng)物鏡聚焦而到達光盤數(shù)據(jù)記錄表面的第二激光束的光量能夠增加。因此，能夠提高光學拾波裝置在光盤上寫數(shù)據(jù)的能力和從光盤上讀數(shù)據(jù)的能力。
在一實施例中，入射到波長選擇薄膜、并經(jīng)波長選擇薄膜反射到物鏡的第一激光束的光通量直徑大于經(jīng)波長選擇薄膜透射到物鏡的第二激光束的光通量直徑。
按照上述實施例的光學拾波裝置，能夠增加第二光束的反射器的面積。因此，能夠增加入射到光監(jiān)測器的第二激光束的光量。因此，能夠提高從光監(jiān)測器輸出的信號的信噪比，并能夠準確檢測到第二光源的輸出。
在一實施例中，光分離器被安排在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中，并且由第一光源發(fā)出并在光分離器中傳播的第一激光束的一個光程長度比由第二光源發(fā)出并在光分離器中傳播的第二激光束的一個光程長度長。
按照上述實施例的光學拾波裝置，由于第一激光束的光程長度比第二激光束的光程長度長，因此經(jīng)物鏡聚焦的、從第一光源發(fā)出的第一激光束的光束會聚點能夠被定位在比經(jīng)物鏡聚焦的、從第二光源發(fā)出的第二激光束的光束會聚點更加遠離光分離器的地方。因此，即使在光學拾波裝置中使用的兩種類型的光盤(在下文中稱為第一光盤和第二光盤)的襯底厚度是不同的，并引起從物鏡到第一光盤襯底的距離(稱為第一距離)與從物鏡到第二光盤襯底的距離(稱為第二距離)之間的差異，通過把上述兩個光束會聚點之間的距離調(diào)整為第一距離和第二距離之差，能夠管理第一光盤和第二光盤之間在襯底厚度上的差異。換言之，不需要在管理光束會聚點位置之間的差異時采用增加物鏡工作范圍的方法。因此，光學拾波裝置能夠被構造得緊湊。
在一實施例中，光分離器被安排在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中，并且反射器被安裝在不靠近第二光源的位置。
按照上述實施例的光學拾波裝置，通過在不靠近第二光源的位置適當?shù)夭贾梅瓷淦?，能夠增加第二激光束在反射器上的入射角θ。因此，光監(jiān)測器能夠被安裝在遠離第二光源的位置。因此，即使通常采用半導體激光器作為第二光源時，覆蓋半導體激光器的、用來散熱并起環(huán)境保護作用的一個金屬殼體等等能夠被安裝在遠離光監(jiān)測器的位置。因此，可緊湊構造光學拾波裝置。
在一實施例中，在第二光源和光分離器之間，光學拾波裝置具有一全息元件，并且至少一部分從第二光源發(fā)出的、并經(jīng)全息元件衍射的光線經(jīng)反射器被反射，并入射到光監(jiān)測器。
按照上述實施例的光學拾波裝置，從第二光源發(fā)出的、并經(jīng)全息元件圖衍射的衍射光線被用作入射到光監(jiān)測器的第二激光束。因此，位于更加靠近中心有效區(qū)域并具有相對更高強度的第二激光束的分量能夠被導向光監(jiān)測器。因此，通過提高光監(jiān)測器輸出的信噪比，能夠準確檢測到從第二光源發(fā)出的光量。
在一實施例中，假設在從第二光源發(fā)出的、并沿直線傳播的沒有被全息元件衍射的第二激光束的光軸與光分離器的波長選擇薄膜的法線之間的角度是θa，并且，最初從第二光源發(fā)出的、主要經(jīng)全息元件衍射的并將經(jīng)反射器后入射到光監(jiān)測器的一階衍射光線的衍射角是θh，則條件2θa+θh≈90°成立。
按照上述實施例的光學拾波裝置，經(jīng)反射器反射并入射到光監(jiān)測器的第二激光束，與從第二光源發(fā)出的、并沒有被全息元件衍射的零階光線之間的角度，被允許到大約90°。因此，第二激光束能夠容易地垂直入射到光監(jiān)測器的一個光接收表面，并且光接收表面每單位面積上的第二激光束的入射光的數(shù)量能夠達到最大。因此，通過提高光監(jiān)測器輸出信號的信噪比，從第二光源發(fā)出的光量能夠被精確檢測。
另外，通過將光監(jiān)測器安裝為與零階光線的光軸平行，提供了在光學拾波裝置內(nèi)部布置部件的靈活性，并因此能夠減小光學拾波裝置的尺寸。
在一實施例中，從第二光源發(fā)出的、并沿直線傳播的沒有被全息元件衍射的第二激光束的光軸與光分離器的波長選擇薄膜的法線之間的角度θa滿足條件30°≤θa≤37°。同樣，一階衍射光線的衍射角θh滿足條件11°≤θh≤35°。
按照上述實施例的光學拾波裝置，條件11°≤θh≤35°被施加在角θh。因此，能夠在兩個需求之間達成一種平衡。其中一個需求是從防止用來在光盤上寫數(shù)據(jù)和/或讀數(shù)據(jù)的衍射光線，這些光不是零階光線，被施加到光盤上并變成一種不需要的雜散光的觀點出發(fā)，θh的值應該是大的，另一個需求是從大批量生產(chǎn)時不要求全息元件的全息圖案小型化的觀點出發(fā)，θh的值應該是小的。另外，由于條件30°≤θa≤37°被施加在角θa，能夠在幾個條件之間達到一種平衡。一個條件是θa應該接近于0°(即垂直入射角)以獲得一個比較好的、經(jīng)波長選擇薄膜反射的第一光束的波形表面，一個條件是11°≤θh≤35°，及一個條件是2θa+θh≈90°。因此，光學拾波裝置能夠具有高品質(zhì)。
在一實施例中，光分離器具有一位于第一光源一側的三角棱鏡和一位于第二光源一側的直角棱鏡。至少位于第一光源一側的三角棱鏡的一個側面的一部分與至少位于第二光源一側的直角棱鏡的一個側面的一部分相互粘合在一起，同時在至少三角棱鏡的一個側面的一部分與至少直角棱鏡的一個側面的一部分之間安放有波長選擇薄膜。光分離器被布置在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中。同樣，反射器被布置在直角棱鏡的一個側面上并被安裝在物鏡一側。
按照上述實施例的光學拾波裝置，因為位于第二光源一側的棱鏡是直角棱鏡，直角棱鏡便于工藝處理并適合大量生產(chǎn)，能降低成本。
另外，因為位于第二光源一側的棱鏡是直角棱鏡，從第二光源發(fā)出的、經(jīng)全息元件衍射的、并進一步經(jīng)反射器反射的第二激光束的方向被允許與位于光監(jiān)測器一側的直角棱鏡的一個側表面的法線方向一致。因為第二激光束沒有經(jīng)這個側表面折射，在決定光監(jiān)測器的布置時，不需要考慮由于折射引起的第二激光束的一個可能的偏移。這樣，能夠簡化光學拾波裝置的設計。
在一實施例中，直角棱鏡具有一個面對光監(jiān)測器的側表面，這個側表面包括一光散射表面，用來散射經(jīng)反射器反射的、并入射到光散射表面的第二激光束。
由于這種結構，經(jīng)反射器反射、但沒有透射穿過該側表面的少量的第二激光束能夠被散射和分散。這避免了第二激光束沿與側表面的入射路徑大致相反的路徑返回到光學系統(tǒng)中，并成為一種散射光的現(xiàn)象，即使當位于光監(jiān)測器一側的側表面上涂有一種防反射涂層(AR涂層)時，第二激光束仍以大約0.5到1％的反射率被垂直反射。這反過來防止了光盤記錄和再現(xiàn)性能的降低，并使光學拾波裝置運行穩(wěn)定。
在一實施例中，反射器由一種電介質(zhì)沉積反射涂層或一種金屬沉積反射涂層構成。
在這種情況下，即使從第二光源發(fā)出的第二激光束的波長由于溫度變化等發(fā)生改變，反射率不受影響，并且第二光源的光量能夠通過光監(jiān)測器被準確地檢測。
在一實施例中，反射器由一種反射型衍射光柵構成。
通過改變反射型衍射光柵的光柵間距，能夠容易地調(diào)整第二激光束的反射角度。因此，提供了選擇從第二光源到光監(jiān)測器的光學器件的布置的靈活性，由此光學拾波裝置能夠被制造得緊湊。
在一實施例中，反射器由一種提供在第二棱鏡的一個側表面上的非接觸表面構成，以便不與第一棱鏡的一個側表面發(fā)生接觸。
在上述實施例中，通過調(diào)整非接觸表面的位置，使得從第二光源發(fā)出的第二激光束經(jīng)非接觸表面反射并入射到光監(jiān)測器，反射器能夠以一種簡單的結構和低的價格被構成。因此，能夠降低光分離器的成本，并能夠提高光分離器的大批量生產(chǎn)率。
在一實施例中，第二棱鏡是一三角棱鏡，并且，通過把第一棱鏡形成為一種其在非接觸表面一側的轉(zhuǎn)角被切掉的三角棱鏡的結構，向第二棱鏡提供了非接觸表面，從而使第二棱鏡在其非接觸表面一側上具有一個大致與入射到物鏡的第二激光束的光軸平行的表面，。
由于第一棱鏡特殊結構的優(yōu)點，光分離器的第一棱鏡上發(fā)射第一和第二激光束的第一和第二激光束發(fā)射表面的面積能夠被增加。因此，第一和第二激光束能夠可靠地入射到物鏡，所以能夠提高光盤數(shù)據(jù)記錄能力和光盤數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力。另外，用做反射器的非接觸表面的面積能夠被擴大，所以能增加入射到光監(jiān)測器的第二激光束的光量。
在一實施例中，第一和第二棱鏡都是三角棱鏡。
在這種情況下，非接觸表面能夠被形成而不需要對三角棱鏡做切掉處理。也就是說，通過采用一種方法，例如，在把兩個相同形狀的三角棱鏡粘合在一起時，使它們相同的兩個側表面彼此適當?shù)匾莆?，非接觸表面能夠以一個低的價格被容易地制造。因此，光分離器的制造成本能夠更進一步地降低。
在一實施例中，第一棱鏡是三角棱鏡，而第二棱鏡具有一個非接觸表面，該表面通過一個階梯部分與粘合到第一棱鏡的表面連接，并且該表面不與第一棱鏡接觸。
通過適當?shù)靥幚矸墙佑|表面，以便調(diào)整第二激光束在非接觸表面上的入射角，安裝光監(jiān)測器的地方能夠容易地被調(diào)整到一個便于減小光學拾波裝置尺寸的位置。
在一實施例中，第二棱鏡是三角棱鏡，而第一棱鏡具有一個非接觸表面，該表面通過一個階梯部分與粘合到第二棱鏡的表面連接，并且該表面不與第二棱鏡接觸。
在一實施例中，位于階梯部分的第二光源側的一個邊緣部分幾乎不散射第二激光束。因此，能夠抑制光學拾波裝置中不需要的散射光的發(fā)生。
在一實施例中，第一棱鏡是一第一三角棱鏡，而第二棱鏡是一第二三角棱鏡，并且至少第一三角棱鏡的一個側表面的一部分與第二三角棱鏡的一個側表面的一部分通過一種粘合劑涂層被粘合在一起。
在這種情況下，在形成第二三角棱鏡的非接觸表面或反射器的過程中，不需要對三角棱鏡進行截斷處理。因此，能夠容易地以低價格制造光分離器。
在一實施例中，光分離器具有一位于第一光源一側的第一棱鏡和一位于第二光源一側的第二棱鏡。至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分相互粘合在一起，并且在至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分之間安置有波長選擇薄膜。同時，反射器由一個非接觸表面構成，這個非接觸表面被放在第二棱鏡的一個側表面上并使之不與第一棱鏡的一個側表面相接觸。假設第二棱鏡的衍射系數(shù)是n，在第一棱鏡的一個側表面的法線與沒有經(jīng)全息元件衍射的第二激光束的光分量的光軸之間的角度是θa，并且最初從第二光源發(fā)出的、首先經(jīng)全息元件衍射的、并將要經(jīng)反射器入射到光監(jiān)測器的一階衍射光線的衍射角是θh，則下列關系式成立。
n×sin(θa+(sin-1(sinθh/n)))≥1由于n、θh和θa之間的關系由表達式n×sin(θa+(sin-1(sinθh/n)))≥1定義，經(jīng)全息元件衍射的第二激光束的一階衍射光線能夠經(jīng)非接觸表面被大約100％地反射。因此，能夠增加入射到光監(jiān)測器的第二激光束的光量。
在一實施例中，光分離器包括一個具有平坦的板形形狀或楔形形狀的透明部件。波長選擇薄膜被布置在面向第一光源的透明部件的一第一表面上，而反射器被布置在面向第二光源的透明部件的一第二表面的一部分中。
在這種情況下，與光分離器由二個分離部分構成的情況類似，可能避免出現(xiàn)在下述情況中的問題，這種情況是首先將波長選擇薄膜形成在一個三角棱鏡的一個側表面上，而后在波長選擇薄膜上形成反射薄膜，該問題即是在形成反射薄膜的汽相沉積過程中，由于一個薄膜應力被施加到波長選擇薄膜即基底上，波長選擇薄膜性質(zhì)發(fā)生改變，以及基底的波長選擇薄膜由于反射薄膜的汽相沉積過程中的加熱或由于操作問題被不利地損壞。這樣，在實施例中，能夠提高光分離器的制造產(chǎn)量，結果降低了光學拾波裝置的制造成本。
另外，因為光分離器只使用一個透明部件或棱鏡，不需要施行當光分離器使用兩個棱鏡時所要求的粘合工藝。同樣，只有透明部件面向第一和第二光源的二個表面被要求是光學拋光表面。結果，與兩個棱鏡被粘合在一起的這種類型的光分離器相比較，該光分離器的制造成本能夠顯著地降低。
在一實施例中，光分離器被放置在從第一光源發(fā)出的輻射光的光程中，并且對于從第一光源發(fā)出的第一激光束，波長選擇薄膜在面向反射器的區(qū)域中具有最大的反射率。
因此，透射穿過波長選擇薄膜的第一激光束的痕量在面向反射器的波長選擇薄膜的一個區(qū)域中能夠被減少到最小。因此，可避免從第一光源發(fā)出的、并透射穿過波長選擇薄膜的第一激光束的痕量到達反射器，并經(jīng)這個反射器被反射成為散射光的問題，以及在那個區(qū)域或經(jīng)波長選擇薄膜反射的第一激光束的光通量的波表面出現(xiàn)混亂的問題。這樣能夠良好地維持第一激光束的光通量的波前畸變。注意到，在所有透射穿過波長選擇薄膜的第一激光束的光分量中，透射穿過第二光源側的波長選擇薄膜的光的痕量，僅僅是透射穿過光分離器并不會引起問題。
在一實施例中，第一棱鏡是一三角棱鏡，并且第二棱鏡具有三角棱鏡的結構，該三角棱鏡中與波長選擇薄膜相對的一個轉(zhuǎn)角部位被切掉，并且反射器被安裝在該三角棱鏡的轉(zhuǎn)角部位被切掉時所產(chǎn)生的切口表面上。
在這種情況下，與波長選擇薄膜和反射器被安裝在彼此粘合在一起的兩個棱鏡的表面上或安裝在彼此粘合在一起的表面附近的情況相比較，對應于反射器的第二激光束的入射角能夠被自由地設定而不需要考慮波長選擇薄膜的位置。因此，在選擇光監(jiān)測器的安裝位置方面提供了靈活性，所以使減小光學拾波裝置的尺寸成為可能。
在一實施例中，反射器由構成第二棱鏡的一種材料的表面提供。在這種情況下，僅僅通過切掉位于第二光源一側的棱鏡的一部分并拋光該棱鏡的切口表面能夠容易地形成反射器。因此，安裝有反射器的位于第二光源一側的棱鏡的制造成本能夠被降低。
在一實施例中，光學拾波裝置包括一位于第二光源和反射器之間的偏振轉(zhuǎn)換器，并且由第二光源發(fā)出并入射到材料表面的第二激光束的一個偏振方位角被制作為相對于反射器的S偏振光。
因為S偏振光的反射率高于P偏振光的反射率，大部分的第二激光束能夠被導向光監(jiān)測器。
在一實施例中，第二激光束對于反射器的入射角是布魯斯特角。
這種結構能夠使得在反射器上的P偏振光的反射率為零，所以能夠防止少量的、被包括在從第二光源發(fā)出的第二激光束中的自然發(fā)射分量，或P偏振光分量，入射到光監(jiān)測器。聚焦到光盤上的光線是由第二激光束中相同波長和相同相位的S偏振光分量(激勵發(fā)射分量)組成的，并且光監(jiān)測器被允許只檢測實際上用于在光盤上記錄數(shù)據(jù)或從光盤上讀數(shù)據(jù)的第二激光束的激勵發(fā)射分量。
在一實施例中，第二光源由一TM模式半導體激光器構成。
與通過偏振轉(zhuǎn)換器使S偏振光入射到反射器的情況相比較，使用TM模式半導體激光器允許省略比較昂貴的偏振轉(zhuǎn)換器并允許S偏振光被簡單地入射到反射器，而且具有低的價格。
另外，由于省略偏振轉(zhuǎn)換器，光學拾波裝置能被制造得更緊湊。
在一實施例中，第一棱鏡是一三角棱鏡，并且第二棱鏡具有一種三角棱鏡的結構，該棱鏡中與波長選擇薄膜相對的轉(zhuǎn)角部分被切入一個凹面并被拋光。反射器被安裝在該凹面上。
隨著反射器被安裝在凹面上，部分發(fā)散的、從第二光源發(fā)出的第二激光束經(jīng)凹面反射到光監(jiān)測器的一個光接收面，并在凹面的作用下聚焦到光監(jiān)測器的光接收面上。因此，大部分第二激光束能夠入射到光監(jiān)測器上。


由下文的詳細說明以及僅作為示例的附圖，將對本發(fā)明有更全面的理解，然而這并不意味著限制本發(fā)明，其中
圖1是按照本發(fā)明第一實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖2是包括在第一實施例的光學拾波裝置中的、構成一個光分離器的兩個三角棱鏡的粘合面的放大圖；圖3是按照本發(fā)明第二實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖4是按照本發(fā)明第三實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖5是按照本發(fā)明第四實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖6是按照本發(fā)明第五實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖7是按照本發(fā)明第六實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖8是按照本發(fā)明第七實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖9是按照本發(fā)明第八實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖10是包括在按照本發(fā)明第九實施例的光學拾波裝置中的一個光分離器的截面圖；圖11是包括在按照本發(fā)明第十實施例的光學拾波裝置中的一個光分離器的截面圖；圖12是包括在按照本發(fā)明第十一實施例的光學拾波裝置中的一個光分離器的截面圖；圖13是包括在按照本發(fā)明第十二實施例的光學拾波裝置中的一個光分離器的截面圖；圖14是包括在按照本發(fā)明第十三實施例的光學拾波裝置中的一個光分離器的截面圖；圖15是按照本發(fā)明第十四實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖16是按照本發(fā)明第十五實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖17A是按照本發(fā)明第十六實施例的一光學拾波裝置的示意圖；圖17B是一個曲線，顯示了第一激光束在波長選擇薄膜的入射角與第一激光束在波長選擇薄膜上的反射率之間的關系；圖18是按照本發(fā)明第十七實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖19是按照本發(fā)明第十八實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖20是按照本發(fā)明第十九實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖21是按照本發(fā)明第二十實施例的一個光學拾波裝置的示意圖；圖22是一個視圖，顯示了在圖21的裝置中的一個立方體棱鏡的改進實例；
圖23是按照本發(fā)明第二十一實施例的一光學拾波裝置的示意圖；圖24是一個透視圖，顯示了圖23的裝置中的一個立方體棱鏡；圖25是按照本發(fā)明第二十二實施例的一光學拾波裝置的示意圖；圖26是一個透視圖，顯示了圖25的裝置中的一個立方體棱鏡；圖27是按照本發(fā)明第二十三實施例的一光學拾波裝置的示意圖；圖28是一個普通光學拾波裝置的剖視圖；具體實施方式
在附圖所示的實施例的基礎上，下面將對本發(fā)明進行詳細說明。
第一實施例圖1是第一實施例的光學拾波裝置的示意圖。第一實施例的光學拾波裝置具有一發(fā)射波長為λ1的第一激光束的第一光源1、一發(fā)射波長為λ2的第二激光束的第二光源2、一光分離器3、一物鏡4、一用于第二光源的光監(jiān)測器5以及一自動功率控制(APC)電路(未顯示)。
第一光源1的殼體包含一個用于第一光源的光監(jiān)測器(未顯示)，其測量第一光源1的光量。
光分離器3由一個用玻璃制造的、并位于第一光源1一側的三角棱鏡6和一個用玻璃制造的、并位于第二光源2一側的三角棱鏡7組成。詳細地說，光分離器3通過用一種粘合劑把位于第一光源一側的三角棱鏡6的一個側表面和位于第二光源一側的第二三角棱鏡7的一個側表面粘合在一起而形成的。
在三角棱鏡6的一個側表面的幾乎全部表面上形成一波長選擇薄膜8。這個波長選擇薄膜8被設計成，一方面將大約100％的從第一光源1發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束反射到物鏡4，另一方面使大約100％的從第二光源2發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束透射，從而使激光束入射到物鏡4上。
另一方面，作為反射器的一個例子，在三角棱鏡7的一個側表面的一部分表面上形成一反射薄膜9，該部分位于物鏡4的一側。反射薄膜9被設計成把從第二光源2發(fā)出的、并入射到反射薄膜9的第二激光束反射到第二光源的光監(jiān)測器5。這個反射薄膜9由在一個表面具有鋁等金屬沉積反射涂層或電介質(zhì)體沉積反射涂層的一個鏡面構成，其涂層具有一種高反射率并且很少受影響，即使是在由于溫度變化等原因引起入射的第二激光束的波長發(fā)生波動的時候。
圖2是構成在光分離器3中的三角棱鏡6和三角棱鏡7的粘合面附近的放大圖。
如圖2所示，用一種粘合劑14將波長選擇薄膜8和反射薄膜9面對面地粘合在一起。波長選擇薄膜8和反射薄膜9被布置成彼此并不直接接觸。則，反射薄膜9被安排在一個該薄膜與經(jīng)波長選擇薄膜8入射到物鏡4的第一和第二激光束都不接觸的一個位置。
由于上述結構，當寫在一加載光盤10(注意在對本發(fā)明實施例的說明中，任何光盤都用相同的參考數(shù)字10表示，而與光盤的類型無關。)的數(shù)據(jù)通過從第一光源1發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束被讀取時，從第一光源1發(fā)出的第一激光束經(jīng)波長選擇薄膜8反射到物鏡4，然后經(jīng)物鏡4聚焦到光盤10上的一個點。然后，光盤10的數(shù)據(jù)(例如，凹坑信息)通過一全息元件、一光接收元件等(未顯示)從由光盤10上的該點反射、并再次穿過物鏡4的第一激光束中被提取出來。
當通過從第一光源1發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束向一加載光盤10上寫數(shù)據(jù)時，寫數(shù)據(jù)是通過采用波長選擇薄膜8把由第一光源1發(fā)出的第一激光束反射到物鏡4，而后采用物鏡4把激光束聚焦到光盤10的一個點上而完成的。
要注意的是需要對從第一光源1發(fā)出的光量進行控制，從而使向光盤10上寫數(shù)據(jù)時從第一光源1發(fā)出的光量通常大于從光盤10上讀數(shù)據(jù)時第一光源1發(fā)出的光量。所以，第一光源1的光量被第一光源光監(jiān)測器檢測，然后被轉(zhuǎn)換為一個電信號。這個電信號被輸入到位于光學拾波裝置殼體內(nèi)或在光學拾波裝置殼體外的一個自動功率控制電路(未顯示)。然后，通過把這個自動功率控制電路的輸出反饋到第一光源1來控制第一光源1的光學輸出。
另一方面，當寫在一加載光盤10上的數(shù)據(jù)通過從第二光源2發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束被讀出時，從第二光源2發(fā)出的第二激光束透射穿過波長選擇薄膜8，而后經(jīng)物鏡4聚焦到光盤10的一個點上。然后，寫在光盤10上的數(shù)據(jù)通過一全息元件、一光接收元件等等(未顯示)從由光盤10的該點上反射回來、并再次穿過物鏡4的第二激光束中被提取出來。
當通過從第二光源2發(fā)出的、波長為λ2的第二激光束向一加載光盤10上寫數(shù)據(jù)時，寫數(shù)據(jù)是通過采用波長選擇薄膜8透射由第二光源2發(fā)出的第二激光束，而后采用物鏡4把激光束聚焦到光盤10的一個點上而完成的。
在第二光源2中，與第一光源1類似，需要對光量進行控制，使用來向光盤10上寫數(shù)據(jù)時的光量通常大于從光盤10上讀數(shù)據(jù)時的光量。所以，從第二光源2發(fā)出的、并入射到反射薄膜9的第二激光束的一個邊緣部分(即有效區(qū)域外的第二激光束部分)經(jīng)反射薄膜9反射到第二光源的光監(jiān)測器5，并且入射到第二光源的光監(jiān)測器5的第二激光束的光量被檢測。而后，入射到第二光源的光監(jiān)測器5上的第二激光束的光量或強度被轉(zhuǎn)換成一個電信號，并且這個電信號被輸入到自動功率控制電路。然后，這個自動功率控制電路的輸出被反饋到第二光源2，以控制第二光源2的光學輸出。
按照第一實施例的光學拾波裝置，反射薄膜9被布置在該薄膜與在一個有效區(qū)域中經(jīng)波長選擇薄膜8入射到物鏡4上的第一和第二激光束都不接觸的一個位置。因此，在有效區(qū)域中的、從第二光源2發(fā)出的、并入射到波長選擇薄膜8的第二激光束能夠?qū)嵸|(zhì)完全地透射到物鏡4。因為與普通的光學拾波裝置不一樣，不需要再按幾個百分比在波長選擇薄膜上反射第二激光束，因此能夠增加經(jīng)物鏡4聚焦到光盤10數(shù)據(jù)記錄表面的第二激光束的數(shù)量。這樣，能夠提高光學拾波裝置的數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力和數(shù)據(jù)記錄能力。
另外，在通過把三角棱鏡6的一個側表面與三角棱鏡7的一個側表面粘合在一起構成光分離器3之前，可以預先地在三角棱鏡6上提供波長選擇薄膜8及在三角棱鏡7上提供反射薄膜9。因此，波長選擇薄膜8和反射薄膜9能夠用不同的工藝過程來形成。所以，可以避免一個問題，該問題出現(xiàn)在當波長選擇薄膜被形成在三角棱鏡的一個側表面上，而后反射薄膜被形成在波長選擇薄膜上的過程中，即在波長選擇薄膜上形成反射薄膜的汽相沉積過程中，由于一個應力被施加到波長選擇薄膜上，造成波長選擇薄膜性質(zhì)出現(xiàn)改變的問題，或波長選擇薄膜，一個基底，在反射薄膜的汽相沉積過程中由于加熱和/或操作反射膜而被損傷的問題。這樣，提高了棱鏡的產(chǎn)量并降低了光分離器3的制造成本。
另外，波長選擇薄膜8的反射率、透射率等光學特性由波長選擇薄膜8的薄膜成分和其它與薄膜相接觸部件的反射系數(shù)決定。因此，通過在波長選擇薄膜8和反射薄膜9之間放置粘合劑14，使波長選擇薄膜和反射器彼此之間不直接接觸，波長選擇薄膜8的光學特性能夠被設定為獨立于反射薄膜9(不取決于反射薄膜9)。所以，提供了選擇把第二光源2的第二激光束反射到第二光源光監(jiān)測器5的反射薄膜9的材料和位置的靈活性。結果，提供了選擇第二光源監(jiān)測器5的布置位置的靈活性，并因此，通過有效地利用上述的靈活性，能夠減小光學拾波裝置的尺寸。
另外，波長選擇薄膜8對于第一激光束具有大約100％的反射率。因此，經(jīng)安置在三角棱鏡6上的波長選擇薄膜8，從第一光源1發(fā)出并入射到三角棱鏡6上的第一激光束被大約100％地反射。所以，從第一光源1發(fā)出的第一激光束不會到達反射薄膜9，該反射薄膜9安置在與三角棱鏡6粘合在一起的三角棱鏡7的一個側表面上。因此，第一激光束不會受到反射薄膜9的影響，并進而提供了反射薄膜9的形成位置和材料的靈活性。
另外，反射薄膜9由一個鏡面構成，在該鏡面的一個表面上具有鋁等諸如此類的金屬沉積反射涂層或者電介質(zhì)材料沉積反射涂層，這些涂層具有高的反射率并且很少受影響，即使是在由于溫度變化等原因引起入射的第二激光束的波長發(fā)生波動時。因此，反射薄膜9的反射率幾乎不受影響，即使由于溫度變化等原因引起從第二光源2發(fā)出的第二激光束的波長發(fā)生改變。所以，通過第二光源光監(jiān)測器5能夠準確檢測到第二光源2的光量。
在第一實施例的光學拾波裝置中，光分離器3是通過把位于第一光源一側的三角棱鏡6的一個側表面與位于第二光源2一側的三角棱鏡7的一個側表面粘合在一起而構成。然而，毫無疑問至少其中的一個三角棱鏡可能被另一種形狀的棱鏡比如一個五棱鏡所替換。
第二實施例圖3是第二實施例的光學拾波裝置的示意圖。第二實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于安裝在三角棱鏡7的側表面上的反射器(在第一實施例中具體表述為反射薄膜9)的面積增加了；在與光盤的數(shù)據(jù)記錄表面(未顯示)垂直的方向上，第二光源2被放在更靠近光分離器3的地方；以及反射器是由一種反射型衍射光柵19構成，而不是由反射薄膜構成。
在第二實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不做說明了。
在第二實施例的光學拾波裝置中，在與光盤的數(shù)據(jù)記錄表面垂直的方向上，第二光源2被放到更靠近光分離器3的地方。因此，入射到波長選擇薄膜8、并經(jīng)波長選擇薄膜8反射到物鏡4的第一激光束的光通量直徑25，變得大于在有效區(qū)域內(nèi)經(jīng)波長選擇薄膜8透射到物鏡4的第二激光束的光通量直徑24。
按照第二實施例的光學拾波裝置，在與光盤數(shù)據(jù)記錄表面垂直的方向上，因為第二光源2被放得更靠近光分離器23，所以使得光通量直徑24小于光通量直徑25，反射型衍射光柵19的尺寸能夠做得大一些。因此，能夠增加入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束的光量。從而，能夠提高從第二光源光監(jiān)測器5輸出的信號的信噪比，并能夠準確檢測到第二光源2的輸出。
另外，反射器由反射型衍射光柵19所構成，并因此通過改變光柵間距能夠容易地調(diào)整第二激光束的反射角。因此，在選擇從第二光源2到第二光源光監(jiān)測器5的光學元件的安排或布置方面提供了靈活性，并且光學拾波裝置能夠被制造得緊湊。
雖然玻璃被用作制造第二實施例的光學拾波裝置中的光分離器23的材料，一種樹脂材料可能被用作制造光分離器的材料。在這種情況下，僅僅通過在一個光分離器的模子上形成一個反射型衍射光柵，能夠容易地且低價格地形成反射器。因此，提高了規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)率，并且相比較于如第一實施例的光學拾波裝置中反射器由一個沉積薄膜構成的情況，能夠進一步降低光學拾波裝置的成本。
另外，與第一實施例的光學拾波裝置一樣，從第一光源1發(fā)出的第一激光束經(jīng)波長選擇薄膜8實質(zhì)上完全地被反射。因此，即使當反射型衍射光柵19被放在與光通量直徑25重疊的一個位置時，第一激光束不會到達反射型衍射光柵19。所以，反射型衍射光柵19可以被安裝在光通量直徑25內(nèi)，只要在有效區(qū)域內(nèi)進入物鏡4(在圖3中未顯示)的第二激光束不被衍射光柵19反射。
第三實施例圖4是第三實施例的光學拾波裝置的示意圖。第三實施例的光學拾波裝置與第二實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于位于第二光源2一側的一三角棱鏡17是比較小的；而在與光盤數(shù)據(jù)記錄表面(未顯示)垂直的方向上，第二光源2被放在更靠近光分離器33的地方。
在第三實施例的光學拾波裝置中，那些與第二實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不做說明。
光分離器33被放在從第一光源1和第二光源2發(fā)出的光線的發(fā)散光通量的光程中。
在上述結構中，從第一光源1發(fā)出的第一激光束入射到光分離器33的三角棱鏡6上，經(jīng)波長選擇薄膜8被近似100％地反射，并而后離開三角棱鏡6入射到物鏡4。就是說，第一光源1發(fā)出的第一激光束在光分離器33中傳播了對應于三角棱鏡6尺寸的一個距離。
另一方面，從第二光源2發(fā)出的第二激光束入射到更小尺寸的光分離器33的三角棱鏡17上，透射穿過光分離器33的波長選擇薄膜8，并而后離開三角棱鏡6入射到物鏡4。就是說，第二光源2發(fā)出的第二激光束在光分離器33中傳播了對應于三角棱鏡6和三角棱鏡17的尺寸的一個距離。
按照第三實施例的光學拾波裝置，面對第二光源2的三角棱鏡17被做得小一些。因此，相比較于第二實施例的光學拾波裝置中的第二光源2，該第二光源2能夠更進一步地向物鏡4移動。所以，通過物鏡4的作用，從第二光源2發(fā)出的第二激光束的光束聚焦點41，能夠被定位在比從第一光源1發(fā)出的第一激光束的光束聚焦點42更遠離光分離器33的地方。因此，即使第三實施例的光學拾波裝置中使用的兩種光盤(下文中稱為第一光盤和第二光盤)的襯底厚度有差別，并因而引起從物鏡4到第一光盤的距離(假設為第一距離)和從物鏡4到第二光盤的距離(假設為第二距離)之間存在一個差距，通過把光束聚焦點41和42之間的距離調(diào)整到第一距離和第二距離之間的距離差，光盤襯底的厚度差別能夠被管理。因此，在管理光束聚焦點41和42之間差距的過程中，不需要使用增加物鏡操作范圍的方法，并因此，光學拾波裝置能夠被構造得更緊湊。
如果第三實施例的光學拾波裝置中使用的光盤是一CD或一DVD，則光盤分別具有1.2mm和0.6mm的襯底厚度，則在物鏡4和每個光盤之間的距離上引起大約0.4mm的差距。在上述情況中，通過對于DVD采用第一光源1，及對于CD采用第二光源2，并使第二光源2向物鏡4移動，通過物鏡4的作用，從第二光源2發(fā)出的第二激光束的光束聚焦點41，能夠被定位在比從第一光源1發(fā)出的第一激光束的光束聚焦點42更遠離光分離器33的地方。由于這種安排，物鏡4和每個光盤之間距離存在的0.4mm差距被調(diào)整。
另外，按照第三實施例的光學拾波裝置，位于第二光源2一側的三角棱鏡17被做得小一些，相比較于第二實施例的光學拾波裝置中的第二光源2的安放位置，該第二光源2的安放位置被移動到更靠近光分離器33的地方。因此，與第二實施例的光學拾波裝置相比較，能夠進一步增加第一激光束與第二激光束之間的光通量直徑差距，該第一激光束入射到波長選擇薄膜8并經(jīng)波長選擇薄膜8反射到物鏡4，該第二激光束在有效區(qū)域內(nèi)透射穿過波長選擇薄膜8并到達物鏡4。因此，從第二光源2發(fā)出、并入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束的光量進一步增加，以提高第二光源光監(jiān)測器5的輸出信號的信噪比。所以，第二光源2的輻射輸出能夠被更準確地檢測。
另外，第二光源2到物鏡4的距離變短。所以，光學拾波裝置能夠被構造得更緊湊。
第四實施例圖5是第四實施例的光學拾波裝置的示意圖。在從第一實施例到第三實施例的光學拾波裝置中，反射器被安裝在屬于位于第二光源一側的三角棱鏡的表面上，該表面被粘合到位于第一光源一側的三角棱鏡上，且反射器的安裝位置遠離第二光源2。然而，在第四實施例的光學拾波裝置中，反射器被安裝在第二光源一側的三角棱鏡57的一個表面上，該表面被粘合到第一光源一側的三角棱鏡6，且反射器的安裝位置靠近第二光源2。在這個第四實施例的光學拾波裝置中，通過有意地把反射器安裝在靠近第二光源2的一側，這里將說明當反射器安裝在靠近第二光源2時出現(xiàn)的問題，及當反射器安裝在遠離第二光源2時具有的優(yōu)點。
在第四實施例的光學拾波裝置中，那些與第三實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
反射器是一反射薄膜59，該反射薄膜59由與第一實施例中的反射薄膜9相同的材料制成。另外，反射薄膜59被安裝在靠近第二光源2的一側，并且從第二光源2發(fā)出的第二激光束被導向至第二光源光監(jiān)測器5。
然而，在這種情況下，從第二光源2發(fā)出、并入射到反射薄膜59的第二激光束的位置靠近第二光源2，則相比較于任何從第一實施例到第三實施例的光學拾波裝置，第二激光束在反射薄膜59上的入射角θ變得更小。因此，第二光源光監(jiān)測器5必須被放在靠近第二光源2的位置。這個事實意味著，當通常采用半導體激光器作為第二光源2時，一個由金屬等制造的、包含在半導體激光器中、并罩在半導體激光器外、用來散熱和抵抗環(huán)境的殼體55被放在鄰近第二光源光監(jiān)測器5的地方，從而難以減小光學拾波裝置的尺寸。
另外，如圖5所示，從第二光源2發(fā)出、經(jīng)反射薄膜59反射、從位于第二光源2一側的三角棱鏡57中出來的第二激光束的位置變得靠近三角棱鏡57的頂角，這也是不期望的。造成上述情況的原因是當位于第二光源一側的三角棱鏡做得比較小時，如在第三實施例的光學拾波裝置中的那樣，第二激光束在位于第二光源一側的三角棱鏡的頂角附近被散射，而入射到第二光源光傳感器5上的第二激光束的光量減少。
為了消除上述問題，反射器被安裝在一個表面上，該表面屬于位于第二光源一側的三角棱鏡、且被粘合到位于第一光源一側的三角棱鏡上、且遠離第二光源，使得第二光源和第二光源光監(jiān)測器之間的距離增加，以達到減小光學拾波裝置尺寸的目的。
在圖5中，參考數(shù)字63表示從第二光源2發(fā)出、透射穿過波長選擇薄膜8、并入射到物鏡(未顯示)的第二激光束的光通量直徑，該光通量直徑是在波長選擇薄膜8上的入射部分對應于其在光盤上的投影。參考數(shù)字64表示從第一光源1發(fā)出、經(jīng)波長選擇薄膜8反射、而后入射到物鏡的第一激光束的光通量直徑，該光通量直徑是在波長選擇薄膜8上的入射部分對應于其在光盤上的投影。
第五實施例圖6是第五實施例的光學拾波裝置的示意圖。第五實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于一個具有全息圖案68a的全息元件68被布置在第二光源2和光分離器3之間；并且提供了一個用來接收第一和第二激光束的光電探測器69，該第一和第二激光束經(jīng)光盤10反射并經(jīng)全息元件68衍射。
在第五實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
在上述結構中，從第二光源2發(fā)出、入射到全息元件68、并且沒有被全息圖案68a衍射的零階光63經(jīng)過物鏡4后在光盤10的表面上形成一個光斑。然后，由這個光斑反射的零階光63再一次通過物鏡4和光分離器3而后入射到全息圖案68a。然后，一階衍射光，其屬于入射到全息圖案68a的零階光并在全息圖案68a中產(chǎn)生，在光電探測器69中進行光電轉(zhuǎn)換以再現(xiàn)光盤10上的數(shù)據(jù)。
另一方面，從第二光源2發(fā)出、入射到全息元件68、并經(jīng)全息圖案18a衍射的衍射光64，經(jīng)光分離器3的反射薄膜9反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器5上。
按照第五實施例的光學拾波裝置，從第二光源發(fā)出、并經(jīng)全息圖案68a衍射的衍射光被作為入射到反射薄膜9的用來檢測第二光源2的光量的第二激光束。因此，從第二光源2發(fā)出的、并定位于強度比較高的中心附近的第二激光束，能夠經(jīng)反射薄膜9反射并被導向第二光源光監(jiān)測器5。因此，通過提高從第二光源光監(jiān)測器5輸出的信號的信噪比，從第二光源2發(fā)出的光量能夠被準確地檢測。
另外，反射薄膜9被放置在一部分中，該部分面對屬于光分離器3的波長選擇薄膜8并且位于遠離第二光源2一側的部分，并且增加了全息元件68。因此，經(jīng)全息圖案18a衍射的衍射光與沒有被全息圖案18a衍射的零階光之間分開的角度被增加了。因此，借助于協(xié)同效應，即把反射薄膜9放置在一部分中的措施，該部分面對屬于光分離器3的波長選擇薄膜8并且位于遠離第二光源2一側的部分，及把全息元件68布置在第二光源2和光分離器3之間的措施，更多數(shù)量的第二激光束的光線能夠被導向第二光源光監(jiān)測器5。
第六實施例圖7是第六實施例的光學拾波裝置的示意圖。第六實施例的光學拾波裝置與第五實施例的光學拾波裝置的區(qū)別只在于假設零階光的光軸72與光分離器的波長選擇薄膜8的法線方向之間的角度是θa，該零階光從第二光源(未顯示)發(fā)出、并沿直線傳播而沒有被全息圖案68a衍射，并且第二激光束的一階衍射光73在全息圖案68a處的衍射角是θh，該一階衍射光從第二光源發(fā)出、經(jīng)全息圖案68a衍射、并最后入射到第二光源光監(jiān)測器5，則條件2θa+θh≈90° …(1)成立。
在第六實施例的光學拾波裝置中，那些與第五實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
在第六實施例的光學拾波裝置中，假設經(jīng)作為反射器的反射薄膜反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束與從第二光源發(fā)出的、并沒有經(jīng)全息圖案68a衍射的零階光之間的角度是α，則用等式(2)表示的關系α＝180°-2θa-θh …(2)在α、θa和θh之間成立。
因此，在第六實施例的光學拾波裝置中，由等式(1)和等式(2)，下面等式(3)的關系α≈90°…(3)成立。
按照第六實施例的光學拾波裝置，經(jīng)反射薄膜(未顯示)反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束與從第二光源發(fā)出的、并沒有經(jīng)全息圖案68a衍射的零階光之間的角度α被設定在大約90°。因此，第二激光束能夠容易地垂直入射到第二光源光監(jiān)測器5的光接收表面上。因此，光接收表面的單位面積上的第二激光束的入射光的數(shù)量能夠達到最大值。因此，從第二光源光監(jiān)測器5輸出的信號的信噪比能夠提高，從第二光源2發(fā)出的光量能夠被準確地檢測。
另外，通過把第二光源光監(jiān)測器5放置在與零階光的光軸72(零階光的光通量的中心軸)平行的位置，提供了布置光學拾波裝置內(nèi)部元件的靈活性，并因此能夠減小光學拾波裝置的尺寸。
在第六實施例的光學拾波裝置中，角度θa和θh被設定為滿足等式(1)。然而，更可取的是不僅設定角度θa和θh滿足等式(1)，而且滿足下面等式(4)和(5)的附加條件。在這種情況下，允許光學拾波裝置具有高的質(zhì)量。
30°≤θa≤37° …(4)
11°≤θh≤35° …(5)換言之，通過對角度θh施加等式(5)的條件，能夠在兩個需求之間達到平衡。一個需求是從防止衍射光，這些光不是用來在光盤上寫數(shù)據(jù)和/或從光盤上讀數(shù)據(jù)的零階光，被施加到光盤上并變成一種不需要的雜散光的觀點出發(fā)，θh的值應該是大的，另一個需求是從大量生產(chǎn)要求全息元件的全息圖案非小型化的觀點出發(fā)，θh的值應該是小的。另外，通過對角度θa施加等式(4)的條件，也能夠在幾個條件之間達到一種平衡。一個條件是條件角θa應該接近于0°(即一個垂直入射角)，以獲得一個比較好的經(jīng)波長選擇薄膜反射的第一激光束的波形表面，一個條件是等式(5)，及一個條件是等式(1)。因此，能夠減小光學拾波裝置的尺寸。
第七實施例圖8是第七實施例的光學拾波裝置的示意圖。第七實施例的光學拾波裝置與第六實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于組成光分離器83的位于第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡86和位于第二光源一側的三角棱鏡87被設計成與第六實施例的光分離器的那些三角棱鏡的結構有很大的不同。
詳細地說，位于第七實施例的光學拾波裝置的全息圖案68a一側的三角棱鏡87是一直角棱鏡87(下文中，直角棱鏡也用參考數(shù)字87表示)，其位于第二光源光監(jiān)測器5和全息圖案68a一側的頂角θt是90°，而其它二個角是θa和(90°-θa)。三角棱鏡86具有一個與屬于直角棱鏡87、并相對于直角頂角θt的側表面的面積相等的側表面。通過把三角棱鏡86的這個側表面粘合到屬于直角棱鏡87、并相對于直角頂角θt的側表面，在兩個側表面之間不留空隙，形成了光分離器83。
在第七實施例的光學拾波裝置中，那些與第六實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
用與第一實施例的波長選擇薄膜8相同的材料制成波長選擇薄膜88，其被形成在屬于三角棱鏡86并粘合到直角棱鏡87的側表面上，并且用與第一實施例的反射薄膜9相同的材料制成反射薄膜89，其被放置在屬于光分離器的波長選擇薄膜88并遠離第二光源2一側的一部分上。
另外，與第六實施例的光學拾波裝置一樣，角θa是從第二光源(未顯示)發(fā)出的、并沿直線傳播而沒有經(jīng)全息圖案68a衍射的零階光的光軸81與光分離器(未顯示)的波長選擇薄膜88的法線方向之間的角度，衍射角θh是從第二光源2發(fā)出的、經(jīng)全息圖案68a衍射的、并最后以全息圖案68a入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束的一階衍射光82的衍射角，在角θa和衍射角θh之間，等式(1)的條件(2θa+θh≈90°)成立。
作為光散射表面的一個例子，側表面87a屬于三角棱鏡87并位于第二光源光監(jiān)測器5一側，其由一種磨砂玻璃狀表面構成。這個磨砂玻璃狀表面扮演了散射經(jīng)反射薄膜89反射后、沒有透射穿過這個側表面87a的第二激光束的少量光線的角色。另外，位于第二光源光監(jiān)測器5一側的側表面87a被用一種防反射涂料(AR涂料)工藝進行了處理，以抑制第二激光束在這個側表面87a上的反射。
按照第七實施例的光學拾波裝置，位于全息圖案68a一側的三角棱鏡是容易加工并適合大量生產(chǎn)的直角棱鏡87，因此能夠降低成本。
另外，位于全息圖案68a一側的三角棱鏡是直角棱鏡87。因此，從第二光源(未顯示)發(fā)出的、經(jīng)全息圖案68a衍射的、并最后通過反射薄膜89反射的第二激光束的方向可以與位于第二光源光監(jiān)測器一側的側表面87a的法線方向一致。因此，第二激光束不會被這個側表面87a所折射。從而，在布置第二光源光監(jiān)測器5時，不需要考慮由于折射引起的第二激光束的偏移，而光學拾波裝置的設計能夠被簡化。
另外，作為光散射表面的一個例子，位于第二光源光監(jiān)測器一側的側表面87a是一種經(jīng)過防反射涂料工藝處理的磨砂玻璃狀表面。因此，經(jīng)反射薄膜89反射、并最后沒有透射穿過這個經(jīng)過防反射涂料工藝處理的側表面87a的第二激光束的少量光線能夠被散射和漫射。因此，能夠防止經(jīng)側表面87a、通常以大約0.5到1％的反射率反射的第二激光束(即使采取了防反射涂料(AR涂料))以大致相反的方向經(jīng)入射到側表面87a的路徑返回到光學系統(tǒng)并成為一種雜散光的現(xiàn)象。這防止了光盤記錄和再現(xiàn)性能的降低，并使得光學拾波裝置運行穩(wěn)定。在第七實施例的光學拾波裝置中，等式(1)的條件成立，位于側表面87a一側的棱鏡是直角棱鏡87。因此，第二激光束大致垂直地入射到側表面87a上。
另外，直角棱鏡87的側表面87a是磨砂玻璃狀表面。因此，三角棱鏡87能夠以低的價格制造，而三角棱鏡87的批量生產(chǎn)率能夠被進一步提高。
在第七實施例的光學拾波裝置中，位于第二光源光監(jiān)測器一側的側表面87a是經(jīng)過防反射涂層工藝處理的磨砂玻璃狀表面，以抑制經(jīng)側表面87a反射的第二激光束成為雜散光。然而，在從玻璃襯底上截掉直角棱鏡的工藝中，位于第二光源光傳感器一側的側表面可被留下作為一切口表面。另外，根據(jù)散射效應程度不需要提供防反射涂層。
第八實施例圖9是第八實施例的光學拾波裝置的示意圖。第八實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的本質(zhì)區(qū)別在于第一光源(未顯示)一側的棱鏡96是通過切掉第一實施例中面向反射薄膜9的三角棱鏡的一個轉(zhuǎn)角部分而形成的，使第二光源2一側的三角棱鏡97的一個表面的一部分暴露出來；并且這個暴露出來的表面是作為反射器的一種例子的反射面99(在第八實施例中，波長選擇薄膜具有更小的面積)。
在第八實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
在第八實施例的光學拾波裝置中，假使從第二光源2發(fā)出、經(jīng)反射面99反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器5的光接收表面的第二激光束在反射面99上的入射角是φ，并且位于第二光源2一側的三角棱鏡97的折射系數(shù)是n，則按照反射面99是一個全反射面，下面的等式(6)成立。
n×sinφ≥1 …(6)按照第八實施例的光學拾波裝置，位于第一光源一側的棱鏡96的反射器能夠通過僅僅切掉三角棱鏡的一個轉(zhuǎn)角部分而形成，并且不需要提供結構復雜的反射器，比如一個鏡面，其具有一個表面，通過沉積金屬鋁等在這個表面上獲得一金屬沉積反射涂層，比如一個鏡面，其具有一個表面，通過沉積電介質(zhì)材料在這個表面上獲得電介質(zhì)體沉積反射涂層，或者位于第二光源一側的三角棱鏡上的反射型衍射光柵。因此，具有很好的大規(guī)模生產(chǎn)能力的光分離器93能夠以低的價格進行制造。
另外，等式(6)的條件被附加，理論上反射率能夠做到100％因此，與使用一沉積反射涂層或一反射型衍射光柵的情況比較，更大量的光線能夠被導向第二光源光監(jiān)測器5，能夠提高第二光源光監(jiān)測器5的輸出信號的信噪比。
第九實施例圖10是第九實施例的光學拾波裝置中的光分離器的剖面圖。第九實施例的光學拾波裝置與第八實施例的光學拾波裝置的相同點在于位于第二激光束監(jiān)測器一側的三角棱鏡的一個轉(zhuǎn)角部分被切掉，該三角棱鏡成為位于第一光源(未顯示)一側的棱鏡106。與第八實施例的光學拾波裝置的不同點在于切口表面101大致平行于第二激光束的光軸102，第二激光束從第二光源(未顯示)發(fā)出、并入射到物鏡(未顯示)(在這種情況下，切口表面101和光軸102不會相交的狀態(tài)被認為是平行)。
按照第九實施例的光學拾波裝置，切口表面101平行于光軸102。因此，可以增加位于物鏡一側(未圖示)的、發(fā)出第一和第二激光束的棱鏡106的第一和第二激光束發(fā)射表面106b的面積。因此，可能抑制另外情況下發(fā)生在第一和第二激光束發(fā)射表面106b上的第一激光束的散射。所以，第一和第二激光束能可靠地入射到物鏡，并且光盤(未圖示)的數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力和數(shù)據(jù)記錄能力能夠提高。
另外，切口表面101平行于光軸102。因此，作為反射器的一種例子的反射表面109的面積能夠增加，并且入射到第二光源光監(jiān)測器(未圖示)的第二激光束的光量能夠增加。
第十實施例圖11是包括在第十實施例中的光學拾波裝置中的光分離器的剖面圖。光分離器113由兩個相同的三角棱鏡粘合在一起形成，即第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡116和第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡117，同時三角棱鏡116以某種方式向第二光源移動，以使兩個棱鏡的末端表面不產(chǎn)生階梯部分。波長選擇薄膜118形成在三角棱鏡116的整個側表面上，這個表面具有粘合到第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡117的一部分。與三角棱鏡116粘合在一起的三角棱鏡117的側表面的一個非接觸部分構成反射表面119，作為反射器的一個例子。非接觸部分位于物鏡(未顯示)和第二光源光傳感器(未顯示)一側，并不與三角棱鏡116相接觸。
按照第十實施例的光學拾波裝置，與第八實施例和第九實施例的光學拾波裝置不同，不需要對第一或第二光源一側的三角棱鏡進行切割工藝處理，因此能夠降低成本。
第十一實施例圖12是包括在第十一實施例中的光學拾波裝置中的光分離器的剖面圖。這個光分離器123是將第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡126的一個側表面的一部分與第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡127的一個側表面粘合在一起而形成的。
棱鏡127具有這樣一個結構，即該三角棱鏡的一個側表面的一個末端部分被切掉。棱鏡127具有一個階梯部分121，其延伸到粘合至三角棱鏡126的一個表面，和一個表面129，其作為不與三角棱鏡126接觸的非接觸表面的一個例子，該表面延伸到這個階梯部分121。這個表面129是一個反射面(在下文中，這個反射面也被用參考數(shù)字129表示)，作為反射器的一個例子。一凹槽形成在一部分中，該部分屬于光分離器123的三角棱鏡126和棱鏡127的粘合表面，并且靠近物鏡(未顯示)一側的末端。
同樣，在第十一實施例的光學拾波裝置中，與第八實施例的光學拾波裝置一樣，假使從第二光源發(fā)出、經(jīng)反射表面129反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器(未顯示)的光接收表面的第二激光束在反射表面129上的入射角是φ，且三角棱鏡127的折射系數(shù)是n，則按照反射表面129是一個全反射面，等式(6)(n×sinφ≥1)的關系成立。
按照第十一實施例的光學拾波裝置，棱鏡127的反射表面129是通過切掉三角棱鏡的一個側表面的末端部分形成的，并因此，通過調(diào)整被切掉的部分，上述角度φ能夠容易地被調(diào)整。因此，未顯示在圖12中的第二光源光監(jiān)測器能夠被布置在有利于減小光學拾波裝置尺寸的位置。
第十二實施例圖13是包括在第十二實施例中的光學拾波裝置中的光分離器的剖面圖。這個光分離器133是通過將第一光源(未顯示)一側的棱鏡136的一個側表面的一部分與第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡137的一個側表面粘合在一起形成的。
按照包括在第十二實施例中的光學拾波裝置中的光分離器133，實質(zhì)的不同點在于位于第一光源一側的棱鏡136具有這樣一個結構，即三角棱鏡的一個側表面的末端部分被切掉，這與包括在第十一實施例中的光學拾波裝置中的光分離器123不同，在那里位于第二光源一側的棱鏡127(見圖12)具有這樣一個結構，即三角棱鏡的一個側表面的末端部分被切掉。
在圖13中，參考數(shù)字131表示一個延伸至棱鏡136與三角棱鏡137粘合面的階梯部分，同時參考數(shù)字135表示一個非接觸表面，該非接觸表面屬于棱鏡136，延伸至階梯部分131并且不與三角棱鏡137相接觸。
另一方面，參考數(shù)字139表示一個表面，該表面屬于面對非接觸表面135的三角棱鏡137，并且不與棱鏡136相接觸，這個表面是一個反射面，作為反射器的一個例子。
按照第十二實施例的光學拾波裝置，位于第一光源一側的棱鏡136是通過切掉三角棱鏡的一個側表面的末端部分形成的。因此，與包括在第十一實施例中的光學拾波裝置中的光分離器123的階梯部分121的邊緣127a不同，屬于階梯部分131并位于第二光源(未顯示)一側的邊緣136a不散射激光束。因此，與第十一實施例的光學拾波裝置不同，經(jīng)邊緣127a散射的激光束不會變成雜散光。
第十三實施例圖14是包括在第十三實施例中的光學拾波裝置中的光分離器的剖面圖。這個光分離器143是通過用一種粘合劑將第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡146的一個側表面的一部分與第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡147的一個側表面的一部分粘合在一起而形成的。由粘合劑145形成的粘合劑層具有幾微米到幾十微米的厚度。
一波長選擇薄膜(未顯示)形成在三角棱鏡146和三角棱鏡147的粘合面上。
一末端表面作為凹槽141的底面，其屬于粘合劑層并位于物鏡(未顯示)一側。位于三角棱鏡147一側的凹槽141的側表面149是一個反射面，作為反射器的一個例子。
按照第十三實施例的光學拾波裝置，與第十一實施例和第十二實施例的光學拾波裝置不同，在形成光分離器123和133的過程中，不需要對三角棱鏡127和136進行切割工藝處理，并因此，光分離器143能夠以低價格被容易地制造。
第十四實施例圖15是第十四實施例的光學拾波裝置的示意圖。第十四實施例的光學拾波裝置與第五實施例的光學拾波裝置的本質(zhì)區(qū)別在于沒有提供反射薄膜；第二光源(未顯示)一側的三角棱鏡157和第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡被彼此粘合在一起，同時如圖11中所示彼此移動；以及，假設第二光源一側的三角棱鏡157的折射系數(shù)是n，粘合到三角棱鏡157的第一光源一側的三角棱鏡的粘合面的法線與沒有經(jīng)全息圖案68a衍射的第二激光束的光軸(光通量的中心軸)之間的傾斜角是θa，并且從第二光源(未顯示)發(fā)出的、并主要經(jīng)全息圖案68a衍射的第二激光束的一階衍射光151的衍射角是θh(衍射光151將進一步經(jīng)粘合在三角棱鏡157上的表面的非接觸部分被反射，并入射到第二光源光監(jiān)測器上)，則在角θh和θa之間，下面等式(7)的關系成立。
n×sin(θa+(sin-1(sinθh/n)))≥1 …(7)等式(7)是經(jīng)全息圖案68a衍射的第二激光束的一階衍射光151被非接觸部分159全部反射的條件，該非接觸部分159作為第一光源一側的三角棱鏡157的三角棱鏡非接觸表面的一個例子。在第十四實施例的光學拾波裝置中，非接觸部分159是一個反射器的例子。
在第十四實施例的光學拾波裝置中，那些與第五實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
在上述結構中，從第二光源發(fā)出的、并經(jīng)全息圖案68a衍射的一階衍射光151經(jīng)非接觸部分159全部反射、并入射到第二光源光監(jiān)測器(未顯示)上。
按照第十四實施例的光學拾波裝置，等式(7)的關系被加到n、θh和θa之間的關系中，經(jīng)全息圖案68a衍射的第二激光束的一階衍射光151在非接觸部分159上能夠近似100％地被反射。因此，能夠增加入射到第二光源光監(jiān)測器上的第二激光束的光量。
第十五實施例圖16是第十五實施例的光學拾波裝置的示意圖。第十五實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的區(qū)別僅在于光分離器163是通過加工一個平行板型透明整體部件比如一塊人造水晶或BK-7而形成的，代替了把兩個三角棱鏡粘合在一起形成的光分離器。
在第十五實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
波長選擇薄膜168通過汽相沉積形成在一個表面上，該表面屬于光分離器163并面對第一光源1。這個波長選擇薄膜被設計為大致上全部地反射從第一光源1發(fā)出的、波長為λ1的第一激光束并大致上透射從第二光源2入射的、波長為λ2的第二激光束。
另外，作為反射器的一個例子，反射薄膜169形成在屬于光分離器163并面對第二光源2的表面的靠近物鏡(未顯示)的一個部分。
反射薄膜169由一個鏡面形成，這個鏡面是通過沉積一種金屬比如鋁或一種電介質(zhì)材料而獲得的，并且即使當從第二光源2發(fā)出的第二激光束的波長隨溫度變化等原因出現(xiàn)波動時，鏡面的反射率也不受影響。
按照第十五實施例的光學拾波裝置，波長選擇薄膜168被提供在屬于平行板型光分離器163并面對第一光源1的表面上，反射薄膜169被提供在屬于平行板型光分離器163并面對第二光源的表面上。因此，與光分離器由兩個不同部件形成的情況相同，波長選擇薄膜168和反射薄膜169能夠通過不同的工藝來形成。因此，與光分離器是由兩個不同部件形成的情況相同，能夠避免在三角棱鏡的一個側表面上形成波長選擇薄膜、并然后在波長選擇薄膜上形成反射薄膜時引起的問題，即在形成反射薄膜的汽相沉積過程中，由于一個薄膜應力被施加到基底的波長選擇薄膜上，使波長選擇薄膜性質(zhì)改變的問題，或基底上的波長選擇薄膜由于在反射薄膜的汽相沉積過程中的加熱或由于操作過程而被損傷的問題，能夠提高透明整體部件的生產(chǎn)量，并能夠降低光分離器的生產(chǎn)成本。
另外，因為光分離器163由一個平行板型透明整體部件形成，把兩個三角棱鏡粘合在一起的工藝過程能夠消除，并且與兩個棱鏡粘合在一起的類型的光分離器相比，光學拋光的表面只是面對第一和第二光源的兩個表面。因此，光分離器163的生產(chǎn)成本能夠顯著地降低。
在第十五實施例的光學拾波裝置中，光分離器163由一個平行板型透明整體部件形成。然而，也可以用一個由人造水晶或BK-7制成的楔形透明整體部件或一個由人造水晶或BK-7制成的非平行板型透明整體部件形成光分離器。同樣，在這種情況下，能夠獲得與使用平行板型透明整體部件的情況下相同的效果。
第十六實施例圖17A是第十六實施例的光學拾波裝置的示意圖。第十六實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的區(qū)別僅在于波長選擇薄膜178的薄膜特性是不一致的。
在第十六實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
在第十六實施例的光學拾波裝置中，在波長選擇薄膜178上存在一個位置，在其上對于從第一光源1發(fā)出、并經(jīng)波長選擇薄膜178反射的第一激光束的反射率最大，該位置位于屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9中心位置的部分。
圖17B是一個曲線，顯示了第一激光束在波長選擇薄膜178上的入射角與第一激光束在波長選擇薄膜178上的反射率之間的關系。
在圖17B中，參考數(shù)字θ31表示第一激光束171在一部分上的入射角，該部分屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的中心位置，同時θ32表示第一激光束172在一部分上的入射角，該部分屬于波長選擇薄膜178并靠近第一光源1。
如圖17B所示，第一激光束在波長選擇薄膜178上的反射率在某部分上是最大的，該部分屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的中心位置。則，隨著從面對反射薄膜9的中心位置向第一光源1移動，反射率減少。
按照第十六實施例的光學拾波裝置，第一激光束在波長選擇薄膜178上的反射率在某部分上是最大的，該部分屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的中心位置。因此，在屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的中心位置的部分上，透射穿過波長選擇薄膜178的第一激光束的痕量能夠被減少到最少。因此，能夠避免從第一光源1發(fā)出的、并透射穿過波長選擇薄膜178的第一激光束的痕量到達反射薄膜9或反射器、并經(jīng)這個反射薄膜9反射而成為雜散光的問題，或者在屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的區(qū)域內(nèi)，被反射的第一激光束的光通量的波面被第一激光束的痕量所擾亂的問題，該第一激光束的痕量透射穿過波長選擇薄膜178、并經(jīng)反射薄膜9反射，并且第一激光束的光通量的波前象差能夠保持良好。需要注意的是，第一激光束的痕量透射穿過第一光源1一側的波長選擇薄膜178，并僅僅透射穿過三角棱鏡7而不引起任何問題，該第一激光束的痕量屬于透射穿過波長選擇薄膜178的激光束。
在第十六實施例的光學拾波裝置中，第一激光束在波長選擇薄膜178上的反射率在某部分上是最大的，該部分屬于波長選擇薄膜178并面對反射薄膜9的中心位置。然而，如果第一激光束在波長選擇薄膜178上具有最大反射率的位置被提供為一個區(qū)域，該區(qū)域?qū)儆诓ㄩL選擇薄膜178并面對反射薄膜9，則能夠獲得與第十六實施例的光學拾波裝置相同的效果。
第十七實施例圖18是第十七實施例的光學拾波裝置的示意圖。第十七實施例的光學拾波裝置與第一實施例的光學拾波裝置的區(qū)別僅在于光分離器183是通過將兩個側表面粘合在一起形成的，一個側表面是第一光源(未顯示)一側的三角棱鏡186的側表面，另一個側表面屬于第二光源2一側的棱鏡187，該棱鏡187在與柱體方向垂直的方向上具有一個矩形(近似于梯形)截面，并且截面中用來代替光分離器的面積是最大的。
在第十七實施例的光學拾波裝置中，那些與第一實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，并因此就不再說明。
棱鏡187是通過切掉三角棱鏡的一個角部分形成的。
反射薄膜189作為反射器形成在一個側表面上，該側表面屬于棱鏡187、面對面積最大的表面并且面積最小，而波長選擇薄膜188形成在三角棱鏡186的一個側表面上。反射面189由一個鏡面等形成，在這個鏡面上沉積了一種金屬比如鋁或一種電介質(zhì)材料。
在圖18中，參考數(shù)字181表示從第二光源2發(fā)出、經(jīng)反射表面189反射、而后入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束的光程的一個例子。
按照第十七實施例的光學拾波裝置，反射薄膜189作為反射器被提供在一個側表面上，該側表面屬于棱鏡187、面對面積最大的表面、并且面積最小。因此，角α或入射角θ能夠被設置得獨立于角β。角α是屬于棱鏡187并位于第二光源一側的側表面與面積最小的側表面之間的角度，入射角θ是從第二光源2發(fā)出、并入射到反射面189的第二激光束在反射面89上的入射角，角β是屬于棱鏡187并位于第二光源一側的側表面與光分離器183的波長選擇薄膜188之間的角度。因此，第二光源光監(jiān)視器5的位置設置上具有靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)減小光學拾波裝置尺寸的目的。
在第十七實施例的光學拾波裝置中，通過在屬于棱鏡187且面積最小的側表面上沉積一種金屬比如鋁或一種電介質(zhì)材料，以提供一個鏡面等，獲得了第二激光束在反射薄膜189上的高反射率，該反射薄膜189作為反射器。然而，當?shù)竭_第二光源光監(jiān)測器5的光量能夠得到充分保證時，反射面可以被提供為與棱鏡187的材料相同的材料表面。理由是，即使采用棱鏡材料所構成的材料表面被用作反射器，幾個百分比的入射到材料表面的第二激光束按照光學的菲涅耳公式被這種材料表面所反射。如前文所述，按照傳統(tǒng)的光學拾波裝置，來自第二光源的第二激光束以幾個百分比經(jīng)波長選擇薄膜上反射、并被導向第二光源光監(jiān)測器。因此，即使采用棱鏡材料所構成的材料表面被用作反射器，第二光源光監(jiān)測器能夠檢測到的第二激光束的光量與被傳統(tǒng)光學拾波裝置的第二光源光監(jiān)測器檢測到的光量相同。
當采用棱鏡材料所構成的材料表面被用作反射器時，僅僅通過切掉一個三角棱鏡的角部分并把得到的表面經(jīng)過拋光工藝處理，能夠容易地形成反射器。因此，光分離器的制造成本能夠顯著地減小。
第十八實施例圖19是第十八實施例的光學拾波裝置的示意圖。按照第十八實施例的光學拾波裝置，與第十七實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于一半波長薄膜190作為偏振轉(zhuǎn)換器的一個例子，其被放置在第二光源2與一表面之間，該表面屬于第二光源2一側的棱鏡187并且位于第二光源2一側，以及，假設從第二光源2發(fā)出、透射穿過半波長薄膜190、經(jīng)反射薄膜189反射、并而后入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束在反射薄膜189上的入射角是θb，并且棱鏡187的折射系數(shù)是n，則在θb和n之間下面的等式(8)的關系近似地成立。
tanθi＝n……(8)在第十八實施例的光學拾波裝置中，那些與第十七實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，因此就不再說明。
半波長薄膜190的晶體方位角被設定，因此從第二光源2發(fā)出的、線性偏振的第二激光束的偏振方位角成為相對于反射表面189的概略S-偏振光。
按照第十八實施例的光學拾波裝置，半波長薄膜190作為偏振轉(zhuǎn)換器的一個例子，其被放置在第二光源2與一表面之間，該表面屬于第二光源2一側的棱鏡187并且面向第二光源2，而從第二光源2發(fā)出的、經(jīng)過這個半波長薄膜190的線性偏振第二激光束是相對于反射表面189的概略S-偏振光。因此，入射到反射表面的第二激光束成為概略S-偏振光。因此，S-偏振光的反射率比P-偏振光的反射率高。從而，更大量的第二激光束能夠被導向第二光源光監(jiān)測器5。
另外，假設入射到第二光源光監(jiān)測器5的第二激光束在反射薄膜189上的入射角是θb，并且棱鏡187的折射系數(shù)是n，則在θb和n之間等式(8)的關系近似地成立。因此，θb能夠是布魯斯特角，并且在反射薄膜189上的P-偏振光的反射率能夠被減小到零。因此，聚焦到光盤的光線是第二激光束中相同波長和相同相位的S-偏振光分量(激勵發(fā)射分量)，因而，能夠防止包括在從第二光源發(fā)出的第二激光束中的少量自然發(fā)射分量，或P-偏振光分量入射到第二光源光監(jiān)測器上。因此，在將第二激光束實際用于向光盤記錄數(shù)據(jù)或讀取光盤上的數(shù)據(jù)時，只有第二激光束的激勵發(fā)射分量的輻射輸出能夠被第二光源光監(jiān)測器5檢測到。
在第十八實施例的光學拾波裝置中，半波長薄膜190被放置在第二光源和反射薄膜之間，其用來產(chǎn)生入射到反射薄膜189上的、第二激光束的激勵發(fā)射分量或S-偏振光分量。然而，通過用一種TM模式的半導體激光器作為第二光源2，能夠產(chǎn)生入射到反射薄膜189上的S-偏振光，而不需要使用半波長薄膜190。在這種情況中，關于激光束的偏振方位角，TM模式的半導體激光器意味著在垂直于發(fā)射激光束的半導體激光器活性層的方向上，發(fā)射激光束的半導體激光器。在波長范圍是630到650nm的半導體激光中，TM模式激光器和TE模式激光器均已投入到實際使用中，在TM模式中，偏振方位角垂直于活性層，在TE模式中，偏振方位角平行于活性層。因此，通過從上述兩種模式中選擇能夠發(fā)出TM激光束的半導體激光器作為光源，入射到反射器上的第二激光束能夠是S-偏振光。當使用TM模式激光器代替半波長薄膜190以獲得S-偏振光時，偏振轉(zhuǎn)換器比如相對昂貴的半波長薄膜190等等能夠被省略。因此，能夠降低光學拾波裝置的成本，并能夠使光學拾波裝置更緊湊。
第十九實施例圖20是第十九實施例的光學拾波裝置的示意圖。第十九實施例的光學拾波裝置與如圖18所示的第十七實施例的光學拾波裝置的區(qū)別在于作為反射器的一個例子，第二光源2一側的棱鏡207的一反射表面209是一凹面。
在第十九實施例的光學拾波裝置中，那些與第十七實施例的光學拾波裝置相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示，因此就不再說明。
反射表面209是一凹面，它是與棱鏡207的材料相同的一個材料表面。
按照第十九實施例的光學拾波裝置，作為反射器的一個例子的反射表面209是一凹面。因此，從第二光源2發(fā)出的第二激光束的散射光能夠經(jīng)反射表面209或凹面反射到第二光源光監(jiān)測器5的光接收表面，并且從第二光源2發(fā)出的、經(jīng)過反射表面209或凹面作用的第二激光束的散射光能夠同時會聚到第二光源光監(jiān)測器5的光接收表面。因此，更大光量的第二激光束能夠入射到第二光源光監(jiān)測器5上。
結合已經(jīng)在第一至第十九實施例的光學拾波裝置中討論過的本發(fā)明的光學拾波裝置，將多個發(fā)明部分結合起來，也容許構造一個新實施例的光學拾波裝置。則，在這樣一個光學拾波裝置的情況下，通過多個發(fā)明部分協(xié)同效應的優(yōu)點，光學拾波裝置能夠有更高的質(zhì)量。
顯然，按照本發(fā)明的光學拾波裝置，波長選擇薄膜被布置成與反射器不接觸，其中，波長選擇薄膜把從第一光源發(fā)出的第一激光束反射到物鏡，并透射從第二光源發(fā)出的第二激光束并使光入射到物鏡；反射器透射從第二光源發(fā)出的第二激光束并使光入射到物鏡。因此，通過適當調(diào)整波長選擇薄膜和反射器的位置，從第二光源發(fā)出的、并入射到波長選擇薄膜的第二激光束能夠全部透射到物鏡。因此，與普通光學拾波裝置不同，第二激光束不需要在波長選擇薄膜上以幾個百分比被反射。因此，經(jīng)過物鏡聚焦到光盤數(shù)據(jù)記錄表面的第二激光束的光量能夠增加，而光盤的數(shù)據(jù)再現(xiàn)能力和數(shù)據(jù)記錄能力能夠提高。
另外，波長選擇薄膜和反射器被布置成彼此不接觸，所以，波長選擇薄膜和反射器能夠經(jīng)過不同的工藝過程而形成。因此，能夠避免在普通光學拾波裝置中出現(xiàn)的問題，此時，波長選擇薄膜形成在三角棱鏡的一個側表面上，然后在波長選擇薄膜上形成反射薄膜或發(fā)射器，該問題即是在形成反射薄膜或反射器的汽相沉積過程中，由于一個應力被施加到基底的波長選擇薄膜上，使波長選擇薄膜性質(zhì)改變的問題，或是基底上的波長選擇薄膜由于在反射薄膜的汽相沉積過程中的高溫或由于加工過程而被損傷的問題，從而能夠提高光分離器的產(chǎn)量，并能夠降低光分離器的生產(chǎn)成本。
第二十實施例圖21是第二十實施例的光學拾波裝置的示意圖，雖然圖21僅顯示了一個光輸出系統(tǒng)。
本實施例的光學拾波裝置用來執(zhí)行CD和DVD的記錄和再現(xiàn)，其具有一第一光源312、第二光源311、一光分離器、一光監(jiān)測器317、一準直透鏡318和一豎管鏡(riser mirror)319。第一光源312發(fā)射波長為λ1(＝650nm)的激光束，用于DVD；第二光源311發(fā)射波長為λ2(＝780nm)的激光束，用于CD的；光分離器具有一立方體棱鏡316，其通過把第一和第二直角棱鏡314和313粘合在一起而獲得，在其中插入了一波長選擇薄膜315。
在光分離器中，第二直角棱鏡313在尺寸上大于第一直角棱鏡314。第二直角棱鏡313的底面比第一直角棱鏡314的底面長，并且第二直角棱鏡313的底面的兩個末端都突出于第一直角棱鏡314的底面。一反射鏡321被安裝在突出于第一直角棱鏡314的底邊的第二直角棱鏡313的底面的一個末端部分，并以疊加的方式放置在底面上。這個反射鏡321幾乎全部地反射光線，并具有一個與光線的波長無關的幾乎恒定的反射率。
通過使第二直角棱鏡313的底面的兩個末端緊靠各自的支架部分322，第二直角棱鏡313的底面被固定在適當?shù)奈恢?。波長選擇薄膜315和反射鏡321被疊加在第二直角棱鏡313的底面上。因此，在定位第二直角棱鏡313的底面時，波長選擇薄膜315和反射鏡321被同時對準。另外，由于反射鏡321被安置在第二直角棱鏡313的底面部分，反射鏡321的安裝空間能夠被約束，而這防止了光學拾波裝置尺寸的增加。
可以采用使一立方體棱鏡316A緊靠兩個支架部分322，其中的立方體棱鏡316A是通過把兩個相同大小的直角棱鏡粘合在一起所獲得的，如圖22所示。在這種情況下，由于直角棱鏡的角度α的誤差，波長選擇薄膜315和反射鏡321的安裝精度惡化。因此，在圖21的裝置中，可以說波長選擇薄膜315和反射鏡321是以很高的精度被安裝。
波長選擇薄膜315反射大部分來自第一光源312的、波長為λ1的激光束并透射幾個百分比的、波長為λ1的激光束。因此，大部分入射到波長選擇薄膜315上的、波長為λ1的激光束經(jīng)波長選擇薄膜315反射，并穿過準直透鏡318后入射到豎管鏡319上，然后被豎管鏡319反射，并經(jīng)過物鏡(未顯示)輸出。入射到波長選擇薄膜315上的、幾個百分比的、波長為λ1的激光束透射穿過波長選擇薄膜315并入射到光監(jiān)測器317，而光量被光監(jiān)測器317檢測。
另一方面，波長選擇薄膜315透射全部或大部分的、來自第二光源311的、波長為λ2的激光束。因此，全部或大部分的入射到波長選擇薄膜315上的、波長為λ2的激光束透射穿過波長選擇薄膜315，并經(jīng)過準直透鏡318、豎管鏡319和物鏡被輸出。
另外，反射鏡321反射部分來自第二光源311的、波長為λ2的激光束，即入射到波長選擇薄膜315以外的部分，并把這部分激光束導向至光監(jiān)測器317。光監(jiān)測器317檢測接收到的這部分激光束的光量。這個反射鏡321具有一種與光的波長無關的、幾乎恒定的反射率。因此，即使由于溫度的變化等使第二光源311的激光束的波長λ2發(fā)生波動，可防止光監(jiān)測器317中接收到的激光束的光量波動，因此光監(jiān)測器317能夠準確檢測到激光束的光量。
如上所述，在本實施例中，反射鏡321被安裝在直角棱鏡313的底面的一個末端，部分來自第二光源311的激光束被這個反射鏡321反射。被反射的這部分激光束被導向光監(jiān)測器317，并被光監(jiān)測器317檢測。反射鏡321的反射率幾乎是恒定的，與入射光的波長無關。因此，即使由于溫度的變化等引起激光束的波長λ2發(fā)生波動，光監(jiān)測器317中接收到的激光束的光量幾乎不波動，因此，光監(jiān)測器317能夠準確檢測到激光束的光量。
在本實施例中，第一和第二棱鏡不必須是直角棱鏡，而可以適當?shù)厥褂闷渌娜抢忡R和平面棱鏡。這在以下實施例中也是正確的。
第二十一實施例圖23是第二十一實施例的光學拾波裝置的示意圖。圖24是本實施例的裝置的立體棱鏡的一個透視圖。在圖23和圖24中，那些與圖21的裝置功能相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示。
在本實施例中，采用一立體棱鏡333來代替圖21裝置的立體棱鏡316，該立體棱鏡333是通過把第一和第二直角棱鏡332和331粘合在一起而獲得的，在其間插入了波長選擇薄膜315。第一直角棱鏡332的寬度大于第二直角棱鏡331的寬度，并且一個反射鏡334被安裝在寬度方向上突出于第二直角棱鏡331的第一直角棱鏡332的底面部分上，且該反射鏡334以重疊的方式安裝在該底面上。通過這種布置，反射鏡334的安裝空間能夠被抑制，而這防止了光學拾波裝置的尺寸的增加。
同樣，在這種情況下，大部分來自第一光源312的、波長為λ1的激光束經(jīng)波長選擇薄膜315反射，并經(jīng)過準直透鏡318、豎管鏡319和物鏡傳播并被輸出到一個加載光盤。另外，幾個百分比的波長為λ1的激光束透射穿過波長選擇薄膜315，并入射到光監(jiān)測器317，并且光量被光監(jiān)測器317檢測。
另一方面，波長選擇薄膜315透射全部或大部分的來自第二光源311的、波長為λ2的激光束。因此，全部或大部分的入射到波長選擇薄膜315的、波長為λ2的激光束透射穿過波長選擇薄膜315，并經(jīng)過準直透鏡318、豎管鏡319和物鏡被輸出到一個光盤。
另外，反射鏡334將部分來自第二光源311的、波長為λ2的激光束，即入射到波長選擇薄膜315以外的激光束，反射到光監(jiān)測器317。這個反射鏡334具有一種幾乎恒定的反射率，與光的波長無關。因此，即使由于溫度的變化等使第二光源311的激光束的波長λ2發(fā)生波動，光監(jiān)測器317中接收到的激光束的光量幾乎不變，因此，光監(jiān)測器317能夠準確檢測到激光束的光量。
第二十二實施例圖25是第二十二實施例的光學拾波裝置的示意圖。圖26是本實施例的裝置的立體棱鏡的一個透視圖。在圖25和圖26中，那些與圖21和23的裝置功能相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示。
在本實施例中，與圖23的裝置一樣，采用了一個立體棱鏡333，而立體棱鏡333是通過把第一和第二直角棱鏡332和331粘合在一起而獲得的，在其間插入波長選擇薄膜315。一反射鏡335以一個適當?shù)慕嵌缺话惭b在寬度方向上突出于第二直角棱鏡331的第一直角棱鏡332的底面上。例如，通過在第一直角棱鏡332的底面和反射鏡335之間安裝，例如一個隔板(未顯示)，以設定反射鏡335的安裝角。
在這種情況下，即使光監(jiān)測器317的位置發(fā)生改變，反射鏡335的安裝角能夠被適當?shù)卣{(diào)整，以便來自第二光源311的激光束的邊緣部分能夠被反射鏡335反射并被導向光監(jiān)測器317。
替代地，反射鏡335可以以一個適當?shù)慕嵌缺话惭b在立體棱鏡的一個端面上，該立體棱鏡由相同尺寸的第一和第二直角棱鏡粘合在一起而獲得的。
第二十三實施例圖27是第二十三實施例的光學拾波裝置的示意圖。在圖27中，那些與圖21的裝置功能相同的元件都是用相同的參考數(shù)字表示。
在本實施例的裝置中，用來代替圖21的裝置中的立體棱鏡316的是一立體棱鏡344，該立體棱鏡344通過把第一和第二直角棱鏡342和341粘合在一起而獲得，在其間插入了一波長選擇薄膜315和一半反射薄膜343。半反射薄膜343被直接重疊在波長選擇薄膜315上，或者在其中插入了一透光層(未顯示)。這個半反射薄膜343透射大部分來自第二光源311的、波長為λ2的激光束，同時反射幾個百分比的激光束，其具有幾乎恒定的反射率，與波長無關。
同樣在這種情況下，大部分來自第一光源312的、波長為λ1的激光束經(jīng)波長選擇薄膜315反射，并經(jīng)過準直透鏡318、豎管鏡319和物鏡后輸出。另外，幾個百分比的、波長為λ1的激光束透射穿過波長選擇薄膜315，并入射到光監(jiān)測器317，并且光量被光監(jiān)測器317檢測。
另一方面，半反射薄膜343反射幾個百分比的、來自第二光源311的、波長為λ2的激光束，并把這部分激光束導向光監(jiān)測器317。這個半反射薄膜343的反射率幾乎恒定，與光的波長無關。因此，即使由于溫度的變化等使第二光源311的激光束的波長λ2發(fā)生波動，光監(jiān)測器317中接收到的激光束的光量幾乎不變，因此，光監(jiān)測器317能夠準確檢測到激光束的光量。
波長選擇薄膜315透射全部或大部分的從第二光源311入射并經(jīng)過半反射薄膜343的激光束。則，透射穿過波長選擇薄膜315的激光束經(jīng)過準直透鏡318、豎管鏡319和物鏡后輸出。
如上所述，在本實施例中，半反射薄膜343被重疊在波長選擇薄膜315上，以便將來自第二光源311的、幾個百分比的激光束反射到光監(jiān)測器317。這個半反射薄膜343的反射率幾乎恒定，與波長無關。因此，即使激光束的波長λ2發(fā)生波動，光監(jiān)測器317中接收到的光量幾乎不變，因此，光監(jiān)測器317能夠準確檢測到激光束的光量。
需要注意的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，并能夠以各種方法加以修改。例如，第一和第二光源的激光束的波長可以被任意地設定。另外，本發(fā)明的裝置可以與另一種裝置或方法同時使用，以準確檢測到第一光源的光量。
經(jīng)過以上對本發(fā)明的說明，可見同一樣東西可以用多種方法加以改變。這樣的變化并不被認為是離開了本發(fā)明的精神和范圍，并且所有的修改對于本領域的技術人員而言是顯而易見的，這些修改包括在下面的權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種光學拾波裝置，包括一第一光源，其發(fā)射一種波長的第一激光束；一第二光源，其發(fā)射一種波長與第一激光束的波長不同的第二激光束；一物鏡，其用來將第一和第二激光束聚焦到一個光盤的數(shù)據(jù)記錄表面上；一光監(jiān)測器，其用來檢測第二激光束的光量，和一光分離器，其具有一波長選擇薄膜和一反射器，其中波長選擇薄膜一方面將從第一光源發(fā)出的第一激光束反射到物鏡，另一方面，將從第二光源發(fā)出的第二激光束透射到物鏡；反射器將從第二光源發(fā)出的第二激光束的一部分反射到光監(jiān)測器。
2.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器被布置在波長選擇薄膜附近。
3.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器是一反射鏡面。
4.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器是一個被放置在波長選擇薄膜上的半反射薄膜。
5.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器被形成為不與波長選擇薄膜接觸。
6.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中光分離器具有一位于第一光源一側的第一棱鏡和一位于第二光源一側的第二棱鏡；至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分粘合在一起，同時在至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分之間放置有波長選擇薄膜；和反射器被布置在第一棱鏡或第二棱鏡上。
7.如權利要求書6中的光學拾波裝置，其中第一和第二棱鏡是直角棱鏡。
8.如權利要求書7中的光學拾波裝置，其中一個直角棱鏡的底面比另一個直角棱鏡的底部長，并且反射器被布置在突出于另一個直角棱鏡的底面的該直角棱鏡的底面的一個部分。
9.如權利要求書8中的光學拾波裝置，其中底面更長的直角棱鏡的底面被布置在適當?shù)奈恢茫⑶曳瓷淦鞅化B加在該底面上。
10.如權利要求書7中的光學拾波裝置，其中一個直角棱鏡具有增加了的寬度，并且反射器被布置在寬度方向上突出于另一個直角棱鏡的該直角棱鏡的一個底面部分。
11.如權利要求書7中的光學拾波裝置，其中反射器以一個角度被安裝在第一棱鏡或第二棱鏡上，使部分第二激光束被反射并導向至光監(jiān)測器。
12.如權利要求書6中的光學拾波裝置，其中波長選擇薄膜被布置在第一棱鏡的一個側表面，同時反射器被布置在第二棱鏡的一個側表面；并且通過一種粘合劑，將帶有波長選擇薄膜的第一棱鏡的側表面與帶有反射器的第二棱鏡的側表面粘合在一起。
13.如權利要求書12中的光學拾波裝置，其中第一和第二棱鏡是三角棱鏡。
14.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中波長選擇薄膜大致全部地反射第一激光束，并大致全部地透射第二激光束。
15.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中入射到波長選擇薄膜上、并經(jīng)波長選擇薄膜反射到物鏡的第一激光束的光通量直徑大于透射穿過波長選擇薄膜并到達物鏡的第二激光束的光通量直徑。
16.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中光分離器被布置在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中；并且，從第一光源發(fā)出的、并傳播經(jīng)過光分離器的第一激光束的光程長度大于從第二光源發(fā)出的、并傳播經(jīng)過光分離器的第二激光束的光程長度。
17.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中光分離器被布置在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中；并且，反射器被布置在與第二光源不靠近的一個位置。
18.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其包含一位于第二光源和光分離器之間的全息元件，其中至少部分從第二光源發(fā)出、并經(jīng)全息元件衍射的光線被反射器反射，并入射到光監(jiān)測器上。
19.如權利要求書9中的光學拾波裝置，其中假設從第二光源發(fā)出的、并沿直線傳播而沒有被全息元件衍射的第二激光束的光軸與光分離器的波長選擇薄膜的法線方向之間的角度是θa，并且最初從第二光源發(fā)出的、主要經(jīng)全息元件衍射的、并將要經(jīng)過反射器后入射到光監(jiān)測器的一階衍射光線的衍射角是θh，則條件2θa+θh≈90°成立。
20.如權利要求書19中的光學拾波裝置，其中從第二光源發(fā)出的、并沿直線傳播而沒有被全息元件衍射的第二激光束的光軸與光分離器的波長選擇薄膜的法線方向之間的角度是θa，其滿足一個條件30°≤θa≤37°，并且一階衍射光線的衍射角θh滿足一個條件11°≤θh≤35°。
21.如權利要求書20中的光學拾波裝置，其中光分離器具有一位于第一光源一側的三角棱鏡和一位于第二光源一側的直角棱鏡；至少位于第一光源一側的三角棱鏡的一個側表面的一部分與至少位于第二光源一側的直角棱鏡的一個側表面的一部分被相互粘合在一起，同時在至少三角棱鏡的一個側面的一部分與至少直角棱鏡的一個側面的一部分之間，放置有波長選擇薄膜；光分離器被布置在從第一光源和第二光源發(fā)出的輻射光束的光程中；并且反射器被布置在直角棱鏡的一個側表面上，并位于物鏡的一側。
22.如權利要求書20中的光學拾波裝置，其中直角棱鏡具有一個面對光監(jiān)測器的側表面，這個側表面包括一個光散射表面，其用來散射經(jīng)反射器反射、并入射到光散射表面的第二激光束。
23.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器包含一電介質(zhì)沉積反射涂層或一金屬沉積反射涂層。
24.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中反射器包含一反射型衍射光柵。
25.如權利要求書6中的光學拾波裝置，其中反射器包含一非接觸表面，這個非接觸表面被提供在第二棱鏡的一個側表面?zhèn)鹊囊粋€位置處，以便不與第一棱鏡的一個側表面發(fā)生接觸。
26.如權利要求書25中的光學拾波裝置，其中第二棱鏡是一三角棱鏡，并且，通過將第一棱鏡形成為一種在非接觸表面一側的轉(zhuǎn)角被切掉的三角棱鏡的結構，給第二棱鏡提供了該非接觸表面，因此在其非接觸表面?zhèn)壬?，第二棱鏡具有一個大致與入射到物鏡的第二激光束的光軸平行的表面。
27.如權利要求書25中的光學拾波裝置，其中第一和第二棱鏡是三角棱鏡。
28.如權利要求書25中的光學拾波裝置，其中第一棱鏡是一三角棱鏡，并且第二棱鏡具有一非接觸表面，通過一階梯部分，該表面延伸至粘合到第一棱鏡的表面，并且該表面不與第一棱鏡接觸。
29.如權利要求書25中的光學拾波裝置，其中第二棱鏡是一三角棱鏡，并且第一棱鏡具有一非接觸表面，通過一個階梯部分，該表面延伸至粘合到第二棱鏡的表面，并且該非接觸表面不與第二棱鏡接觸。
30.如權利要求書25中的光學拾波裝置，其中第一棱鏡是一第一三角棱鏡，而第二棱鏡是一第二三角棱鏡，并且至少第一三角棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二三角棱鏡的一個側表面的一部分通過一粘合劑層被彼此粘合在一起。
31.如權利要求書1 8中的光學拾波裝置，其中光分離器具有位于第一光源一側的一第一棱鏡和位于第二光源一側的一第二棱鏡；至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分粘合在一起，并且在至少第一棱鏡的一個側表面的一部分與至少第二棱鏡的一個側表面的一部分之間，安置有波長選擇薄膜；反射器包含一非接觸表面，這個非接觸表面被提供在第二棱鏡的一個側表面?zhèn)鹊囊粋€位置處，使其不與第一棱鏡的一個側表面相接觸；并且假設第二棱鏡的折射系數(shù)是n，在第一棱鏡的一個側表面的法線方向與沒有經(jīng)過全息元件衍射的、第二激光束的光分量的光軸之間的角度是θa，并且最初從第二光源發(fā)出、主要經(jīng)過全息元件衍射、并將要經(jīng)過反射器后入射到光監(jiān)測器的一階衍射光的衍射角是θh，則下列關系式成立n×sin(θa+(sin-1(sinθh/n)))≥1。
32.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中光分離器包括一個具有平坦板形形狀或楔形形狀的透明部件，其中波長選擇薄膜被布置在面向第一光源的透明部件的一第一表面上，而反射器被布置在面向第二光源的透明部件的一第二表面的一部分上。
33.如權利要求書1中的光學拾波裝置，其中光分離器被放置在從第一光源發(fā)出的輻射光的光程中；并且對于從第一光源發(fā)出的第一激光束，在面向反射器的一個區(qū)域中，波長選擇薄膜具有最大的反射率。
34.如權利要求書6中的光學拾波裝置，其中第一棱鏡是一三角棱鏡；并且第二棱鏡具有這樣一種結構，即該三角棱鏡的一個與波長選擇薄膜相對的轉(zhuǎn)角部位被切掉，并且反射器被安裝在切掉三角棱鏡的轉(zhuǎn)角部位時所產(chǎn)生的切口表面上。
35.如權利要求書34中的光學拾波裝置，其中反射器包含一個形成第二棱鏡的材料的表面。
36.如權利要求書26中的光學拾波裝置，其包括一位于第二光源和反射器之間的偏振轉(zhuǎn)換器，其中從第二光源發(fā)出的、并入射到材料表面的第二激光束的偏振方位角被形成為相對于反射器的S偏振光。
37.如權利要求書36中的光學拾波裝置，其中第二激光束在反射器上的入射角是布魯斯特角。
38.如權利要求書34中的光學拾波裝置，其中第二光源包含一TM模式半導體激光器。
39.如權利要求書6中的光學拾波裝置，其中第一棱鏡是一三角棱鏡；第二棱鏡具有這樣一種三角棱鏡的結構，該三角棱鏡中與波長選擇薄膜相對的轉(zhuǎn)角部分被切入成一個凹面并被拋光，并且反射器被安裝在該凹面上。
全文摘要
一種光學拾波裝置，其具有分別發(fā)射不同波長的第一和第二激光束的第一和第二光源、一用來把第一和第二激光束聚焦到光盤數(shù)據(jù)記錄表面上的物鏡、一放置在第一和第二光源及物鏡之間的光分離器、以及一用來檢測第二激光束的光量的光監(jiān)測器。光分離器具有一波長選擇薄膜和一反射器，其中波長選擇薄膜一方面將從第一光源發(fā)出的第一激光束反射到物鏡，另一方面，將從第二光源發(fā)出的第二激光束透射到物鏡；反射器將從第二光源發(fā)出的第二激光束的一部分反射到光監(jiān)測器。
文檔編號G11B7/125GK1457048SQ03137878
公開日2003年11月19日 申請日期2003年3月20日 優(yōu)先權日2002年3月20日
發(fā)明者片山寬, 得能真一 申請人:夏普公司