專利名稱：光學(xué)讀寫頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)讀寫頭，特別涉及一種具有球面像差修正器的光學(xué)讀寫頭。
背景技術(shù)：
隨著信息與多媒體時(shí)代的來(lái)臨，消費(fèi)者對(duì)于儲(chǔ)存媒體容量的需求急劇增加。其中，由于光信息儲(chǔ)存媒體可以儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)，并具有可攜帶性以及能夠長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)的特性，使得利用光信息儲(chǔ)存媒體來(lái)存取數(shù)據(jù)已經(jīng)是相當(dāng)普遍的方式。
面對(duì)越來(lái)越龐大的影音信息量，提高光信息儲(chǔ)存媒體的數(shù)據(jù)容量，一直是業(yè)者追求的目標(biāo)。要在相同體積的光信息儲(chǔ)存媒體上儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)，常用的方式有二種一種方法是縮小激光點(diǎn)(Laser BeamSpot-size)以便縮短軌距(Track Pitch)；另一種方法則是增加光信息儲(chǔ)存媒體的層數(shù)，以達(dá)到多層寫入(Multilayer Recording)效果。
由于光點(diǎn)大小與光源波長(zhǎng)呈正比，并與聚焦物鏡數(shù)值孔徑(Numerical Aperture，NA)呈反比。因此，縮小激光點(diǎn)就是將光學(xué)讀寫頭(Optical Head)的激光束的波長(zhǎng)變短，并且聚焦物鏡數(shù)值孔徑變大，以增加光信息儲(chǔ)存媒體的容量以及儲(chǔ)存密度。也就是說(shuō)，光學(xué)讀寫頭的激光波長(zhǎng)，可由波長(zhǎng)為650nm的紅激光，縮短到波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)激光。其中，使用405nm藍(lán)激光的光信息儲(chǔ)存媒體又可分為高密度數(shù)字激光視頻光盤(High Density DVD，HD-DVD)以及藍(lán)光光盤(Blue-ray Disc，BD)。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)技術(shù)中的光學(xué)讀寫頭1包括光源11、準(zhǔn)直鏡12、分光鏡13、聚焦透鏡14、光檢測(cè)器15以及球面像差修正器16。
光源11發(fā)射光束，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡(Collimator)12校準(zhǔn)光束后，該光束穿透分光鏡13及聚焦透鏡14，再經(jīng)過(guò)具有固定厚度的球面像差修正器(Spherical Aberration Corrector)16，以修正聚焦透鏡13的球面像差，從而準(zhǔn)確地聚焦到光信息儲(chǔ)存媒體D的記錄積層。由光信息儲(chǔ)存媒體D的記錄積層所反射的光束，經(jīng)過(guò)分光鏡13分離后，即可被光檢測(cè)器15所檢測(cè)。
其中，球面像差的程度會(huì)隨著縮短激光波長(zhǎng)或是加大數(shù)值孔徑而增加。另外，激光經(jīng)過(guò)光信息儲(chǔ)存媒體的光路徑長(zhǎng)度也與球面像差的程度成正比。
然而，傳統(tǒng)技術(shù)中的球面像差修正器，具有固定厚度并且為板狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)光學(xué)讀寫頭要讀寫不同類型的光信息儲(chǔ)存媒體而改變了激光波長(zhǎng)及相對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，具有固定厚度的球面像差修正器無(wú)法準(zhǔn)確地修正球面像差。另外，當(dāng)光信息儲(chǔ)存媒體具有多個(gè)記錄積層時(shí)，激光會(huì)分別聚焦到不同的記錄積層，而造成激光的光路徑不同，但具有固定厚度的球面像差修正器仍無(wú)法修正由光路徑長(zhǎng)度不同而造成的球面像差。
如上所述，如何提供一種光學(xué)讀寫頭，對(duì)于不同類型的光信息儲(chǔ)存媒體所用的不同激光波長(zhǎng)、不同數(shù)值孔徑或者是不同光路徑長(zhǎng)度時(shí)，均能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光學(xué)讀寫頭中球面像差修正器的厚度，以精準(zhǔn)地修正球面像差，實(shí)在是一個(gè)重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)讀寫頭，對(duì)于不同類型的光信息儲(chǔ)存媒體所用的不同激光波長(zhǎng)、不同數(shù)值孔徑或者是不同光路徑長(zhǎng)度時(shí)，均能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光學(xué)讀寫頭中球面像差修正器的厚度，以精準(zhǔn)地修正球面像差。
因此，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭，包括光源、準(zhǔn)直鏡、多個(gè)聚焦透鏡、球面像差修正器、分光鏡以及光檢測(cè)器。其中，該光源發(fā)射光束，該準(zhǔn)直鏡校準(zhǔn)光束，該光束穿透其中的一個(gè)聚焦透鏡而被聚焦到光信息儲(chǔ)存媒體。球面像差修正器介于光信息儲(chǔ)存媒體與多個(gè)聚焦透鏡之間，包括二個(gè)楔形板，并通過(guò)楔形板的相互移動(dòng)(位移)來(lái)調(diào)整其厚度。分光鏡分離由光信息儲(chǔ)存媒體所反射的光束，光檢測(cè)器檢測(cè)從分光鏡分離出的光束。
如上所述，本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭具有可調(diào)整厚度的球面像差修正器。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明的光學(xué)讀寫頭所具有的球面像差修正器具有二個(gè)楔形板，通過(guò)二個(gè)楔形板的相互移動(dòng)，從而改變球面像差修正器的厚度，使得聚焦透鏡的球面像差得以被準(zhǔn)確地修正。由于球面像差修正器的厚度可以調(diào)整，因此當(dāng)光學(xué)讀寫頭要讀寫不同類型的光信息儲(chǔ)存媒體而改變了激光波長(zhǎng)、相對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，則可通過(guò)二個(gè)楔形板之間的移動(dòng)，而將球面像差修正器調(diào)整為適當(dāng)?shù)暮穸?。另外，?dāng)光信息儲(chǔ)存媒體因具有多個(gè)記錄積層而造成激光的路徑不同時(shí)，也可利用二個(gè)楔形板之間的移動(dòng)，而將球面像差修正器調(diào)整為適當(dāng)?shù)暮穸?，從而?zhǔn)確地修正聚焦透鏡的球面像差，故能提高光學(xué)讀寫頭的質(zhì)量。


圖1為傳統(tǒng)的光學(xué)讀寫頭的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭的球面像差修正器的示意圖；圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭所讀寫的光信息儲(chǔ)存媒體的示意圖；以及圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭所讀寫的光信息儲(chǔ)存媒體，其中光信息儲(chǔ)存媒體具有多個(gè)記錄積層。
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭。
如圖2所示，光學(xué)讀寫頭2包括光源21、準(zhǔn)直鏡22、多個(gè)聚焦透鏡23、球面像差修正器24、分光鏡25以及光檢測(cè)器26。
光源21發(fā)射光束。本實(shí)施例中，光源21可具有至少一個(gè)激光二極管(Laser Diode)來(lái)發(fā)射光束，并且光源21可配合不同的光信息儲(chǔ)存媒體而發(fā)出不同波長(zhǎng)的激光。例如利用波長(zhǎng)為780nm的光來(lái)讀寫CD、利用波長(zhǎng)為650nm的紅激光來(lái)讀寫DVD，利用波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)激光來(lái)讀寫藍(lán)光光盤(HD-DVD及BD)。當(dāng)然，光源21也可同時(shí)具有多個(gè)激光二極管以增加光學(xué)讀寫頭的兼容性。
準(zhǔn)直鏡22校準(zhǔn)由光源21所發(fā)出的光束。
本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2還包括四分之一波長(zhǎng)板27(λ/4plate)，其設(shè)置于分光鏡25及聚焦透鏡23之間。
光束先穿過(guò)分光鏡25后，再穿透多個(gè)聚焦透鏡23的其中一個(gè)并被聚焦到光信息儲(chǔ)存媒體D。其中，配合不同的光信息儲(chǔ)存媒體D，多個(gè)聚焦透鏡23分別具有不同的數(shù)值孔徑(NA)使得光束聚焦到對(duì)應(yīng)的記錄積層，例如當(dāng)光信息儲(chǔ)存媒體D為CD時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.45的聚焦透鏡23a；當(dāng)光信息儲(chǔ)存媒體D為DVD時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.6的聚焦透鏡23b；當(dāng)光信息儲(chǔ)存媒體D為藍(lán)光光盤時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.85的聚焦透鏡23c。當(dāng)光束聚焦到記錄積層后，則有部分光束被反射回來(lái)。
本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2還包括第一致動(dòng)器(first actuator)28，用以定位(positioning)多個(gè)聚焦透鏡23，使得光束通過(guò)其中的聚焦透鏡23。
如圖2及圖3所示，球面像差修正器24介于光信息儲(chǔ)存媒體D與多個(gè)聚焦透鏡23之間。球面像差修正器24包括二個(gè)楔形板241，通過(guò)楔形板241的相互移動(dòng)可調(diào)整球面像差修正器24的厚度t，使得光束通過(guò)楔形板241時(shí)具有不同的光路徑長(zhǎng)度，以修正聚焦透鏡23的球面像差。其中，楔形板241的材質(zhì)可為玻璃或聚碳酸酯，該楔形板241分別具有斜面242，并可以沿斜面242相對(duì)移動(dòng)。須注意的是，楔形板241以相互接觸或相互不接觸而進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。由圖3中可知，若二個(gè)楔形板241相互靠近，則球面像差修正器24厚度t逐漸變大；若二個(gè)楔形板241相互遠(yuǎn)離，則球面像差修正器24厚度t逐漸變小。其中，球面像差修正器的厚度t不包括二個(gè)楔形板之間的空隙。
參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2還包括第二致動(dòng)器29，可用以調(diào)整楔形板241的移動(dòng)，以改變球面像差修正器24的厚度。
分光鏡25分離由光信息儲(chǔ)存媒體D所反射的光束，其中，分光鏡25可為偏極化分光鏡(Polarizing Beam Splitter)。
光檢測(cè)器26檢測(cè)從分光鏡25分離出的光束，以取得光信息儲(chǔ)存媒體D的信息。
參考圖4，本實(shí)施例中，以藍(lán)光光盤(BD)為例，光信息儲(chǔ)存媒體D包括第一記錄積層L0、間隔層S及第二記錄積層L1，該間隔層S位于第一記錄積層L0與第二記錄積層L1之間，其厚度為ts，折射系數(shù)為n(s)，光束通過(guò)厚度為t并且折射系數(shù)為n的球面像差修正器，則球面像差修正器所需要的厚度t可由下列式子求得t＝ts*n(s)/n＝[t(2)-t(1)]*n(s)/n另外，參考圖5，當(dāng)光信息儲(chǔ)存媒體D’具有多記錄積層時(shí)，可假設(shè)激光束聚焦在第一記錄積層L0時(shí)，球面像差修正器的厚度為0、折射系數(shù)為n，光束所經(jīng)過(guò)的光路徑長(zhǎng)度為t(1)，當(dāng)激光束聚焦在第N記錄積層時(shí)，n(s)為間隔層的折射系數(shù)，光束所經(jīng)過(guò)的光路徑長(zhǎng)度為t(N)，其中t(N)＞t(1)。則球面像差修正器的厚度為t，則t＝[t(N)-t(1)]*n(s)/n。
而當(dāng)各間隔層的折射系數(shù)n(si)不相同時(shí)，則球面像差修正器的厚度t滿足下列式子t＝∑i[t(i+1)-t(i)]*n(si)/n，其中，i＝1至N-1綜上所述，本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭具有可調(diào)整厚度的球面像差修正器。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明的光學(xué)讀寫頭所具有的球面像差修正器具有二個(gè)楔形板，通過(guò)二個(gè)楔形板的相互移動(dòng)，從而改變球面像差修正器的厚度，使得聚焦透鏡的球面像差得以被準(zhǔn)確地修正。由于球面像差修正器的厚度可以調(diào)整，因此當(dāng)光學(xué)讀寫頭要讀寫不同類型的光信息儲(chǔ)存媒體而改變了激光波長(zhǎng)、相對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，則可通過(guò)二個(gè)楔形板之間的移動(dòng)，而將球面像差修正器調(diào)整為適當(dāng)?shù)暮穸取Ａ硗?，?dāng)光信息儲(chǔ)存媒體因具有多個(gè)記錄積層而造成激光的路徑不同時(shí)，也可利用二個(gè)楔形板之間的移動(dòng)，而將球面像差修正器調(diào)整為適當(dāng)?shù)暮穸?，從而?zhǔn)確地修正聚焦透鏡的球面像差，故能提高光學(xué)讀寫頭的質(zhì)量。
以上所述僅為實(shí)施例，而并不限制于此。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于后附的權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)讀寫頭，包括光源，其發(fā)射光束；準(zhǔn)直鏡，其校準(zhǔn)該光束；多個(gè)聚焦透鏡，該光束穿透其中的一個(gè)聚焦透鏡，并被聚焦到光信息儲(chǔ)存媒體；球面像差修正器，其介于該光信息儲(chǔ)存媒體與所述聚焦透鏡之間，該球面像差修正器包括二個(gè)楔形板，并通過(guò)所述楔形板的相互移動(dòng)來(lái)調(diào)整該球面像差修正器的厚度；分光鏡，其分離由該光信息儲(chǔ)存媒體所反射的該光束；以及光檢測(cè)器，其檢測(cè)從該分光鏡分離出的該光束。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中該光源具有激光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中該光源為藍(lán)激光。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中所述聚焦透鏡分別具有不同的數(shù)值孔徑。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，進(jìn)一步包括四分之一波長(zhǎng)板，其設(shè)置于該分光鏡及所述聚焦透鏡之間。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中所述聚焦透鏡至少包括數(shù)值孔徑約為0.45的聚焦透鏡、數(shù)值孔徑約為0.65的聚焦透鏡以及數(shù)值孔徑約為0.85的聚焦透鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，進(jìn)一步包括第一致動(dòng)器，用以定位所述聚焦透鏡，使得該光束通過(guò)其中的一個(gè)聚焦透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，進(jìn)一步包括第二致動(dòng)器，用以調(diào)整所述楔形板的移動(dòng)，以改變球面像差修正器的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中所述楔形板分別具有斜面，所述楔形板分別沿該斜面相對(duì)移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中所述楔形板的材質(zhì)為玻璃或聚碳酸酯。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其中該光信息儲(chǔ)存媒體包括第一記錄積層、間隔層及第二記錄積層，該間隔層位于該第一記錄積層與該第二記錄積層之間，該間隔層的厚度為tS，折射系數(shù)為n(s)，該光束通過(guò)厚度為t，折射系數(shù)為n的該球面像差修正器，則t、tS、n(s)、n符合下列等式t＝tS*n(s)/n
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)讀寫頭，其包括光源、準(zhǔn)直鏡、多個(gè)聚焦透鏡、球面像差修正器、分光鏡以及光檢測(cè)器。其中，該光源發(fā)射光束，該準(zhǔn)直鏡校準(zhǔn)光束，該光束穿透其中的聚焦透鏡，并被聚焦到光信息儲(chǔ)存媒體。球面像差修正器介于光信息儲(chǔ)存媒體與多個(gè)聚焦透鏡之間，包括二個(gè)楔形板，并通過(guò)楔形板的相互移動(dòng)來(lái)調(diào)整其厚度。分光鏡分離由光信息儲(chǔ)存媒體所反射的光束，光檢測(cè)器檢測(cè)從分光鏡分離出的光束。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1941120SQ200510107949
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者謝國(guó)卿 申請(qǐng)人:精碟科技股份有限公司