专利名称：光拾取装置的透镜调整装置和方法
技术领域：
本发明是关于光束整形的光拾取装置的，特别是关于光拾取装置上能够测定出光束平行度并能够调整准直透镜的透镜调整装置和方法的。
背景技术：
一般情况下，利用光为记录媒体(例如CD等类似的常用盘形媒体)进行驱动的光记录/再生装置在驱动盘进行旋转的同时，利用激光光束照射盘的记录面进行数据的记录或再生。
并且，激光二极管中发出的激光，如图1所示，其强度分布是不一致的，其分布情况是中心部位最强，从中心向周围逐渐减弱，呈现高斯分布形状。但是，这种高斯分布形状在垂直方向V和水平方向H上有很大差异。因此，如果用等高线来表示激光的全部强度分布，则呈现为椭圆形。所以，在使用激光二极管时，会发生垂直方向和水平方向上特性差异变大的情况。
举例说明，当使用光拾取器作为光盘的记录、再生装置时，集中在盘上的光束大小(如算式1所示)与物镜的开口数NA成反比例、与所用激光的波长λ成正比。d-kλNA]]>这里，d是会聚在盘上的光束的大小；λ是激光的波长；NA是物镜的开口数。在算式1中使用的常数k是随着射入物镜的激光光束强度的分布而变化的比例常数。
因此，激光二极管的垂直方向和水平方向上的光强度分布互不相同，会聚在盘上的光束的大小在垂直方向和水平方向上也是互不相同的椭圆形状。如果这种非对称性严重的话，正在进行记录的光拾取器的性能就会出现热化现象。
为了预防这种现象，可以在光程上使用整形棱镜或整形透镜等，使入射光束在左右方向上的强度分布与垂直方向上的强度分布相似。
图1是以原有光拾取装置为基础的光学仪的构成图。
参照图1，该光学仪由以下几个部分构成①发射光束的激光二极管101；②变换出平行光束的准直透镜102；③具有一定光束分布的整形棱镜103；④对射入光束进行反射的反射镜104；⑤将光会聚在盘上的物镜105；⑥传感器透镜107；⑦将反射光束检波成电信号的光检波器(PD)108。
图1所示的光拾取装置、激光二极管101使水平放射角和垂直放射角的光束发散。准直透镜102将从激光二极管101至整形棱镜103的发散形光束变换成平行光束，并防止光束泄漏。
这里，整形棱镜103将从激光二极管101出发经由准直透镜102射入的光束向反射镜104方向透射。此时，整形棱镜103使水平光束的光量分布扩大至2倍，所以通过整形棱镜103的光束具有一定的光束分布情况。
上述反射镜104将光束从整形棱镜103向物镜105方向反射，同时将物镜105反射出来的光束再反射到整形棱镜103的方向。这里，物镜106将反射镜104反射的光束连接到光盘106的记录面上。如此将光束照射到光盘12上，在进行信息记录的同时进行信息再生。
上述整形棱镜103将光盘106反射出来的经物镜105和反射镜104的反射光束反射到传感器107。
并且，传感器透镜107将光盘106上反射出来的光束，经由物镜105、反射镜104和整形棱镜103连接到光检波器108上，光检波器108对由传感器透镜107连接的反射光束的光量进行检波，然后变换成电信号。
另一方面，作为实施例，这种整形棱镜也可以应用如图3所示的构造。在激光二极管121和整形棱镜123之间设置准直透镜122，整形棱镜123将从准直透镜122处射入的平行光束整形为具有一定光量分布的光束。
同样，为了使光束具有一定的分布情况，设置了如图2和图3所示的整形棱镜103、123。有时(如图4所示)在激光二极管131和准直透镜133之间设置整形透镜132。
但是，在使用整形棱镜103、123时，随着准直透镜102、122和激光二极管101、121之间距离d1、d2的变化，光束的分布量非常敏感；在使用整形透镜132时，整形透镜132位置上的光束性能非常敏感。
在图2和图3当中，一旦激光二极管101、121和准直透镜102、122之间的距离d1、d2发生误差，则射入整形透镜103、123的光束就不是平行的，而是发散的或会聚的光束。该光束如果透过整形棱镜103、123射出，就变为具有沸点象差的热化的光。
为此，为了得到具有非常精密平行度的平行光，应该调整准直透镜的位置，当准直透镜的焦点距离为10mm时，可允许的距离误差大致为5-6mm。此时，为了利用允许距离误差进行调整，有必要使用判断是否进入允许误差之内的其他设备。一般常用的判别设备是干涉仪。
即，整形棱镜中射出的光射入干涉仪中，针对干涉仪射出的干射纹进行分析，就可以定量地分析发散、会聚程度和光束带有的象差。
但是，上述的干涉仪是非常精密的设备，其价格昂贵，是对振动敏感的设备，因此不适合大量生产，因此有必要用低价设备来代替。
发明内容本发明就是为了解决上述问题而创造出来的，为了正确测定和准确调整穿过准直透镜并通过整形棱镜射出的光的平行度，本发明提供了光拾取装置用平行光测定装置及方法。
为了实现上述目的，本发明的光拾取装置用平行光测定装置由以下几个部分组成①对通过整形棱镜射入的平行光束进行透过和会聚的透镜；②透过和反射上述会聚光束并将其分为2个光束的分光镜；③为了测定光束的平行度，将上述分离后的光束结像并分别变换成电信号，然后输出的摄像设备。
上述摄像设备最好由以下两部分构成①将越过上述分光设备的焦点进行结像的光束检波为电信号的第1摄像元件；②将反射并结像到分光设备焦点之前的光束检波成电信号的第2摄像元件。
如上所述，依据本发明中光拾取装置上的透镜调整装置和方法，可以利用简单的测定设备对光的平行度进行测定，所以可以应用于使用整形棱镜或整形透镜的光学仪上，并可大量生产及提高产品的品质信誉。
图1是激光的强度分布示意图。
图2是使用原有整形棱镜的光学仪的构成示意图。
图3是使用原有另一种整形棱镜的光学仪的构成图。
图4是使用原有整形透镜的光学仪的构成示意图。
图5是以本发明实施例为依据的光拾取装置上的透镜调整装置的构成示意图。
图6是在本发明的基础上，当准直透镜的位置正确时，摄像元件的结像状态图。
图7和图8是在本发明的基础上，当准直仪的位置扭曲时，摄像元件的结像状态图。
图9是以本发明实施例为依据的光拾取装置上的透镜调整方法流程图。
具体实施方式下面将参照附图进行详细的说明。
如图5所示，光拾取装置由以下几个部分构成①负责发生激光光束的激光二极管201；②负责将激光二极管201发生的光束变成平行光束的准直透镜202；③对准直透镜202射出的平行光束进行整形及透射的整形棱镜203；④对通过上述整形棱镜203的平行光束进行接收并测定其平行度的平行度测定设备210。其中平行度测定设备210由透镜211、分光镜212、第1摄像元件(CCD1)213和第2摄像元件(CCD2)214组成。
这里，上述透镜211透过并会聚经整形棱镜203射出的平行光束；分光镜212将上述透镜211会聚的光束分成2个光束，其中一个光束越过焦点透射出来，另一个光束在焦点之前进行了反射。
并且，第1和第2摄像元件213、214对分光镜212透过及反射的光束进行结像，并将结像的光束变换成电信号输出。
具有上述结构的以本发明实施例为依据的光拾取装置用光束平行度测定装置如图5所示。
首先，光拾取装置在激光二极管201和整形棱镜203之间设置了准直透镜202，激光二极管201发出的激光经过准直透镜202变换成平行光束。
并且，上述整形棱镜203将垂直射入上述准直透镜202入射面上的、具有椭圆形强度分布情况的光，按一定的分布进行整形。
为了精确测定通过这种整形棱镜203的光的平行度，本发明设置了测定光的平行度的设备210。
上述测定设备210可以应用在整形棱镜203或其他整形棱镜以及使用整形透镜的光学仪上，用来测定由准直透镜202和激光二极管201间的距离误差引起的光的平行度。
为此，测定设备210由会聚光的透镜211、将光分为2束的分光镜212和作为摄像设备的第1摄像元件和第2摄像元件组成。
上述透镜211具有对整形棱镜203射出的光进行透射，以使其会聚的特性。分光镜212将上述会聚光分成2束，其中一束越过焦点会聚到第1摄像元件213上，而另一束在焦点前会聚到第2摄像元件214上。作为实施例，上述透镜211最好是象差被补正后的精密透镜。
这里，分光镜212对透镜211会聚的光进行透过和反射，将其分为2个光束，一束光在第1摄像元件213上结像，而另一个光束在第2摄像元件上结像。
此时，第1摄像元件213和第2摄像元件214的结像位置是可以调节的，应该对其进行调节以保证其在正对2个摄像元件213、214的结像位置上。即，在大量生产的光学仪上，以某一个制品为基准模块来调整两个光束的结像位置d11、d12，进而设定基准位置。
所以，当整形棱镜203射出的光是平行光时，第1摄像元件210上结像的光束的形态和第2摄像元件214上结像的光束的形态几乎相同，所以如图5所示，两个摄像元件213、214上聚集的光束的形态也几乎相同。
一旦准直透镜202的距离误差为5um扭曲时，如果光射入上述测定设备中，如图6所示，会聚在2个摄像元件213、214上的光束的大小为一个光束偏大而另一个光束偏小，从而具有沸点象差，呈现出被压瘪的形状。
而且，当准直透镜202的位置为10um时，如果光射入上述测定设备210中，那么会聚到摄像元件213、214上的两个光束大小如图7所示呈现结像光束的模样，存在着差异。即，将两个光束的大小差异加大。
如图6和图7所示，对第1摄像元件(CCD1)213上会聚的像的大小和形态与第2摄像元件214上会聚的像进行比较，如果两者差异大，则平行度就是扭曲的。如图5所示当两者的差异小时，能够较好地调节平行度。
例如，为了调节准直透镜的位置，当第1摄像元件213的光束大小比第2摄像元件214的光束大时，由于准直透镜202的位置比规定位置更靠近激光二极管201的方向，因而成为了发散光。因此需要将准直透镜的位置向后移动，同时确认光束的大小并将准直透镜调节到正确位置。
相反，当第1摄像元件的光束大小比第2摄像元件的光束小时，由于准直透镜202的位置比正确位置离激光二极管201远，因而成为了会聚光。因此需要准直透镜201的位置向前移动，同时确认光束的大小将准直透镜调节到正确位置。所以，准直透镜202向前后调节就可以发现两个像的大小相同的位置，此时的位置就是正确的位置。
因此，如果两个光束之间的差不大，就可以正确判别出准直透镜202的位置，相反，如果两个光束的大小差别相当大的话，就可以判别出准直透镜202的位置发生了扭曲。上述摄像元件213、214上结像的光束以电信号形式显示给操纵者。为了调节准直透镜的距离误差，最好能提供监控器设备215。
图8是本发明中光束整形光学仪上的透镜调整方法流程图。
参照图8，如果平行光通过光学仪的光束整形设备射入测定设备210，就会附带上由透镜211引起的会聚特性并由此经过S201、S203。上述会聚的平行光通过分光镜212分成2个光S205，分离后的2个光分别在摄像元件CCD1、CCD2上结像S207。
并且，分别检测出结像的光束大小S209，比较上述检测出的光束，就能确认出两个光束的大小是否在同一范围内S211。这里，操纵者可以通过监控器确认光束大小是否在同一范围内，并最好利用数值来表现。
此时，如果两个光束的大小在同一个范围内时，就能判断出准直透镜202的距离位置为正确的，所以不需对准直透镜的位置进行调节S213，当两光束的大小出现差异时，就能判断出准直透镜202的距离位置为扭曲的，进而在前后方向上调节准直透镜的位置S215、S217。
因此，利用测定设备210可以更加正确地测定出从光学仪射出的平行光的平行度，它使准直透镜202的位置调整成为可能，因而能够减少沸点象差。
同样，随着准直透镜202的位置的调整，可以得到更加精密的平行光，所以能够使强度分布更均匀。
至此，以理想实施例为中心对本发明进行了了解，本发明所属领域的相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。这里，本发明的本质性技术范围体现在权利要求项中，与其同等范围内的所有区别点均以本发明解释为准。
权利要求
1.光拾取装置的透镜调整装置，由以下几个部分构成对经过光学仪的光束整形设备射入的平行光进行会聚的透镜；对上述会聚光束进行反射及透射并将其分成2个光束的分光镜；对上述分离后的光束分别进行结像，然后分别将上述结像光束的大小转换成电信号，从而输出光的平行度的摄像设备。
2.如权利要求项1所述的光拾取装置的透镜调整装置中，其特征在于，上述摄像设备是由分别对分光镜分离出的2个光所结成光束的大小进行检波的第1和第2摄像元件组成。
3.如权利要求项1所述的光拾取装置的透镜调整装置中，其特征在于，上述摄像设备将第1摄像元件和第2摄像元件结成的光束的大小提供给监控器设备。
4.光拾取装置的透镜调整方法，由以下几个步骤组成经过光学仪的光束整形设备射入的平行光透过透镜，然后使其会聚的步骤；利用分光设备将上述会聚的平行光分成多个光进行反射和透射的步骤；将上述分离后的光分别结像并对结像后光束的大小分别进行检波的步骤；将上述2个光束的大小进行比较之后，当2个光束的大小不在同一范围内时，调整准直透镜的距离误差的步骤。
全文摘要
本发明是关于光束整形的光拾取装置的，特别是关于在光拾取装置上能够随着光平行度的变化来调节准直透镜与激光二极管之间距离的透镜调整装置和方法的。以本发明为依据的光拾取装置上的透镜调整装置包括以下几个组成部分①对经过光学仪上光束整形设备射入的平行光进行会聚的透镜；②对上述会聚光束进行反射及透射并将其分成2个光的分光镜；③对上述分离后的光分别进行结像，然后分别将上述结像光束的大小转换成电信号，进而输出光的平行度的摄像设备。
文档编号G11B7/09GK1783250SQ20041008910
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者张星允 申请人:上海乐金广电电子有限公司