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，特別是涉及一種可應(yīng)用于具有多層記錄層與不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體的光學(xué)讀寫頭。
背景技術(shù)：
隨著資訊與多媒體時(shí)代的來臨，消費(fèi)者對(duì)于儲(chǔ)存媒體容量的需求急劇地增加。其中，由于光資訊儲(chǔ)存媒體可以儲(chǔ)存大量的資料，并具有可攜帶性以及能夠長(zhǎng)久保存資料的特性，使得利用光資訊儲(chǔ)存媒體來存取資料已經(jīng)是相當(dāng)普及的方式。
面對(duì)愈來愈龐大的影音資訊量，提高光資訊儲(chǔ)存媒體的資料容量，一直是業(yè)者追求的目標(biāo)。要在相同體積的光資訊儲(chǔ)存媒體上儲(chǔ)存更多資料，常用的方式有兩種第一種方法是縮小激光光點(diǎn)(Laser Beam Spot-size)以便縮短軌距(Track Pitch)；第二種方法則是增加光資訊儲(chǔ)存媒體的層數(shù)，以達(dá)到多層寫入(Multilayer Recording)效果。這些方法造成了光資訊儲(chǔ)存媒體更多的發(fā)展，而用來讀寫光資訊儲(chǔ)存媒體的光學(xué)讀寫頭(Optical Pick-Up Head)，也需要因應(yīng)這些發(fā)展而變化。
由于光點(diǎn)大小與光源波長(zhǎng)呈正比，并與聚焦透鏡的數(shù)值孔徑(Numerical Aperture，NA)呈反比。因此，縮小激光光點(diǎn)就是光學(xué)讀寫頭所發(fā)射的激光光束的波長(zhǎng)需要變短，而且聚焦透鏡的數(shù)值孔徑需要變大。對(duì)光碟(Compact Disc，CD)來說，需要用波長(zhǎng)為780nm的激光光束來讀寫，且聚焦透鏡的數(shù)值孔徑為0.45；對(duì)數(shù)位式影音光碟(DVD)來說，激光光束為波長(zhǎng)為650nm的紅光激光，聚焦透鏡的數(shù)值孔徑為0.65；對(duì)藍(lán)光光碟(Blue-rayDisc，BD)來說，激光光束為波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)光激光，聚焦透鏡的數(shù)值孔徑為0.85。藉由第一種方法，光資訊儲(chǔ)存媒體的容量從650MB的光碟家族發(fā)展至4.7GB以上的數(shù)位式影音光碟家族，甚至發(fā)展至更高容量的藍(lán)光光碟。
第二種方法就如目前市面上可見到的單面雙層(DVD-9)、雙面單層(DVD-10)及雙面雙層(DVD-18)的數(shù)位式影音光碟，其容量分別為8.5GB、9.4GB、17GB。雖然光資訊儲(chǔ)存媒體的容量一直在發(fā)展并增加，然而容量較少的光碟并沒有被淘汰，而且還在被大量使用。面對(duì)這些規(guī)格的光資訊儲(chǔ)存媒體，光學(xué)讀寫頭的制造廠商在生產(chǎn)時(shí)，也需要考慮到對(duì)光資訊儲(chǔ)存媒體的兼容性(Compatibility)。
請(qǐng)參閱圖1所示，習(xí)知技術(shù)的光學(xué)讀寫頭1包括一光源11、一準(zhǔn)直透鏡(Collimator)12、一偏振化分光鏡(Polarizing Beam Splitter，PBS)13、一四分之一波板(Quarter-wave Plate)14、一聚焦透鏡(Focusing Lens)15、一光檢測(cè)器(Photo Detector)16以及一光學(xué)板(Optical Plate)17。光源11發(fā)射一光束，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡12準(zhǔn)直后成為平行光。在偏振化分光鏡13中，光束的一部分被反射，并且變成線偏振光(Linearly Polarized Light)。線偏振光則經(jīng)過四分之一波板14成為圓偏振光(Circularly Polarized Light)。再經(jīng)聚焦透鏡15聚焦并經(jīng)過具有固定厚度的光學(xué)板17，以修正球面像差從而準(zhǔn)確地聚焦至光資訊儲(chǔ)存媒體D的一記錄層。然后被光資訊儲(chǔ)存媒體D的一反射層反射，其中，反射的圓偏振光的極化方向與入射的圓偏振光的極化方向相反。再經(jīng)過四分之一波板14后，成為線偏振光，此線偏振光的極化方向與入射的線偏振光的極化方向?yàn)檎?。再完全穿透偏振化分光鏡13后，被光檢測(cè)器16所檢測(cè)。
一般而言，光學(xué)讀寫頭1是搭配使用四分之一波板14與偏振化分光鏡13，使光束能在反射光路徑中，完全穿透偏振化分光鏡13而被光檢測(cè)器16接收。但由于四分之一波板14的厚度為固定，所以只能允許一特定波長(zhǎng)的光束轉(zhuǎn)換成線偏振光或圓偏振光，以完全穿透偏振化分光鏡13而被光檢測(cè)器16接收。當(dāng)光學(xué)讀寫頭1要同時(shí)能應(yīng)用于光碟(CD)、數(shù)位式影音光碟(DVD)或藍(lán)光光碟(BD，HD-DVD)時(shí)，就需要兩種以上的特定波長(zhǎng)的光束，所以光學(xué)讀寫頭1無(wú)法應(yīng)用于不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體。
由此可見，上述現(xiàn)有的光學(xué)讀寫頭在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決光學(xué)讀寫頭存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的光學(xué)讀寫頭，便成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的光學(xué)讀寫頭存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的光學(xué)讀寫頭，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的光學(xué)讀寫頭，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的光學(xué)讀寫頭存在的缺陷，而提供一種新型的光學(xué)讀寫頭，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種能應(yīng)用于不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體光學(xué)讀寫頭，以增加光碟機(jī)對(duì)于光資訊儲(chǔ)存媒體的兼容性，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光學(xué)讀寫頭，其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)第一斜面體，藉由這兩個(gè)第一斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，是介于該聚焦點(diǎn)與該聚焦透鏡之間，且包括兩個(gè)第二斜面體，藉由兩個(gè)第二斜面體的相互位移來調(diào)整該球面像差修正器的厚度；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件是提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等第一斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的第一斜面體是為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的第二斜面體是分別具有一斜面，這些斜面體是分別沿該斜面相對(duì)位移。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的第二斜面體是為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的聚焦點(diǎn)是位于一光資訊儲(chǔ)存媒體，該光資訊儲(chǔ)存媒體包括一第一記錄層、一間隔層及一第二記錄層，該間隔層是位于該第一記錄層與該第二記錄層之間，該間隔層的厚度為ts，折射系數(shù)為n(s)，該光束是通過厚度為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前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光束由該光源依次經(jīng)過該準(zhǔn)直透鏡、該偏振化分光鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該聚焦透鏡、該球面像差修正器、該光資訊儲(chǔ)存媒體、該球面像差修正器、該聚焦透鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該偏振化分光鏡以及該光檢測(cè)器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光學(xué)讀寫頭，其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)斜面體，藉由這兩個(gè)斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，介于該光學(xué)補(bǔ)償元件與該偏振化分光鏡的間；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的球面像差修正器為一光束擴(kuò)展器或一液晶修正器。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的斜面體為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光束由該光源依次經(jīng)過該準(zhǔn)直透鏡、該偏振化分光鏡、該球面像差修正器、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該聚焦透鏡、該光資訊儲(chǔ)存媒體、該聚焦透鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該球面像差修正器、該偏振化分光鏡、該光檢測(cè)器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光學(xué)讀寫頭，其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)斜面體，藉由這兩個(gè)斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，介于該光源與該聚焦點(diǎn)之間；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件是提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該轉(zhuǎn)換光束成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的斜面體為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)讀寫頭，其包括一光源、一準(zhǔn)直透鏡、一偏振化分光鏡、至少一聚焦透鏡、一光學(xué)補(bǔ)償元件、一球面像差修正器及一光檢測(cè)器。光源是發(fā)射一光束；準(zhǔn)直透鏡是準(zhǔn)直光束；偏振化分光鏡是依據(jù)極化方向分離光束；聚焦透鏡是聚焦光束至一聚焦點(diǎn)；光學(xué)補(bǔ)償元件是介于聚焦點(diǎn)與偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)第一斜面體，藉由兩個(gè)第一斜面體的相互位移來調(diào)整光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；球面像差修正器介于聚焦點(diǎn)與聚焦透鏡之間，且包括兩個(gè)第二斜面體，藉由兩個(gè)第二斜面體的相互位移來調(diào)整球面像差修正器的厚度；光檢測(cè)器是檢測(cè)從偏振化分光鏡透射出的光束。本發(fā)明也揭示另一種光學(xué)讀寫頭，其球面像差修正器介于一光源與光學(xué)讀寫頭的一聚焦點(diǎn)之間。
承上所述，因依本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭，具有一可調(diào)整厚度的光學(xué)補(bǔ)償元件。與習(xí)知技術(shù)相比，本發(fā)明的光學(xué)讀寫頭所具有的光學(xué)補(bǔ)償元件具有二個(gè)斜面體，藉由斜面體的相互位移，可改變光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度，以允許不同波長(zhǎng)的光束轉(zhuǎn)換成線偏振光或圓偏振光，進(jìn)而完全穿透偏振化分光鏡而被光檢測(cè)器接收。此外，本發(fā)明的光學(xué)讀寫頭亦具有一可調(diào)整厚度的球面像差修正器，可因應(yīng)不同間距的記錄層或不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體所產(chǎn)生的球面像差，使得光束可以精確地聚焦在光學(xué)讀寫頭所想要讀寫的記錄層。這樣一來，本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭能應(yīng)用于不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體所需的不同波長(zhǎng)的光束，且能應(yīng)用于記錄層之間距任意設(shè)計(jì)的光資訊儲(chǔ)存媒體，進(jìn)而增加光碟機(jī)對(duì)于光資訊儲(chǔ)存媒體的兼容性。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明光學(xué)讀寫頭至少具有下列優(yōu)點(diǎn)在面對(duì)不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體所需不同波長(zhǎng)的光束時(shí)，都能使光束轉(zhuǎn)換成線偏振光或圓偏振光，以完全穿透偏振化分光鏡而被光檢測(cè)器接收，進(jìn)而增加光學(xué)讀寫頭的兼容性及功能。
綜上所述，本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有較大進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的光學(xué)讀寫頭具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為一種習(xí)知光學(xué)讀寫頭的示意圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭的示意圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種光學(xué)讀寫頭的示意圖。
圖4為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭的球面像差修正器的示意圖。
圖5為一種具有復(fù)數(shù)記錄層的光資訊儲(chǔ)存媒體的示意圖。
圖6和圖7為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭的光學(xué)補(bǔ)償元件的示意圖。
圖8為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭的示意圖。
1，2，2’，3光學(xué)讀寫頭11，21，31光源12，22，32準(zhǔn)直透鏡13，23，33偏振化分光鏡14四分之一波板15，25，25a，25b，25c，35聚焦透鏡16，27，37光檢測(cè)器17光學(xué)板24，34光學(xué)補(bǔ)償元件24a，24b，261斜面體26，36球面像差修正器 261斜面體2611斜面 28，29，38位移微致動(dòng)器D，D’光資訊儲(chǔ)存媒體 e，f光軸方向L1第一記錄層 LN第N記錄層S間隔層 t厚度具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光學(xué)讀寫頭其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭2包括一光源21、一準(zhǔn)直透鏡22、一偏振化分光鏡23、一光學(xué)補(bǔ)償元件24、一聚焦透鏡25、一球面像差修正器26及一光檢測(cè)器27。
光源21是發(fā)射一光束。本實(shí)施例中，光源21是可具有至少一激光二極體(Laser Diode)來發(fā)射光束，并且光源21可配合不同的光資訊儲(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的光束來讀寫光碟(CD)、利用波長(zhǎng)為650nm的紅光激光來讀寫數(shù)位式影音光碟(DVD)，利用波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)光激光來讀寫藍(lán)光光碟(BD)。當(dāng)然，光源21也可同時(shí)具有復(fù)數(shù)激光二極體以增加光學(xué)讀寫頭的兼容性。
準(zhǔn)直透鏡22是準(zhǔn)直光源21所發(fā)出的光束，并將光束準(zhǔn)直為平行光。準(zhǔn)直透鏡22更可連接到一致動(dòng)器(圖未顯示)，其是調(diào)整準(zhǔn)直透鏡22以更精確地準(zhǔn)直光束。
偏振化分光鏡23是接收經(jīng)準(zhǔn)直透鏡22準(zhǔn)直的光束，并依據(jù)極化方向分離光束，光束的s極化光被偏振化分光鏡23反射至光學(xué)補(bǔ)償元件24，而光束的p極化光直接穿過偏振化分光鏡23。
光學(xué)補(bǔ)償元件24是提供一90度的相位偏移量。光束經(jīng)由偏振化分光鏡23被轉(zhuǎn)換成s極化的線偏振光，并進(jìn)入光學(xué)補(bǔ)償元件24。當(dāng)光束與光學(xué)補(bǔ)償元件24的光軸(optic axis)成45度進(jìn)入時(shí)，由于光束在水平及垂直方向的分量相等，所以當(dāng)水平及垂直方向的分量之間的相位相差90度時(shí)，光束會(huì)轉(zhuǎn)換成一圓偏振光，并穿透聚焦透鏡25。
光束被聚焦透鏡25聚焦，并經(jīng)由球面像差修正器26，以聚焦至一光資訊儲(chǔ)存媒體D的一記錄層(圖未顯示)。然后光束經(jīng)由光資訊儲(chǔ)存媒體D的一反射層(圖未顯示)反射，此反射的圓偏振光的極化方向與入射的圓偏振光的極化方向相反。再經(jīng)過光學(xué)補(bǔ)償元件24后，成為線偏振光，此線偏振光的極化方向與入射的線偏振光的極化方向?yàn)檎唬磒極化方向。直接穿透偏振化分光鏡23后，線偏振光被光檢測(cè)器27所檢測(cè)，以得到光資訊儲(chǔ)存媒體D所儲(chǔ)存的資料。
在本實(shí)施例中，聚焦透鏡25是可搭配全像片法(Hologram)，將一全像光學(xué)元件(Holographic Optical element，HOE)設(shè)置于聚焦透鏡25前，亦可將全像光學(xué)元件直接做在聚焦透鏡25上，使光束通過聚焦透鏡25時(shí)，能依據(jù)不同的光資訊儲(chǔ)存媒體所需不同的數(shù)值孔徑，而聚焦于光資訊儲(chǔ)存媒體D。此為習(xí)知技術(shù)，于此不再贅述。本實(shí)施例中，聚焦透鏡25可連接到一致動(dòng)器(圖未顯示)，用以定位聚焦透鏡25，使聚焦透鏡25在任何時(shí)刻與所要讀寫的記錄層保持固定的距離。
請(qǐng)參閱圖3所示，為另一種實(shí)施方式，光學(xué)讀寫頭2’是具有復(fù)數(shù)聚焦透鏡25a、25b、25c，本實(shí)施例以三個(gè)為例。配合不同的光資訊儲(chǔ)存媒體D，復(fù)數(shù)聚焦透鏡25a、25b、25c是分別具有不同的數(shù)值孔徑，使光束能透過不同數(shù)值孔徑的聚焦透鏡而聚焦，例如當(dāng)光資訊儲(chǔ)存媒體D為光碟時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.45的聚焦透鏡25a；當(dāng)光資訊儲(chǔ)存媒體D為數(shù)位式影音光碟時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.6的聚焦透鏡25b；當(dāng)光資訊儲(chǔ)存媒體D為藍(lán)光光碟時(shí)，則使用數(shù)值孔徑為0.85的聚焦透鏡25c。聚焦透鏡25a、25b、25c亦可連接一致動(dòng)器(圖未顯示)，利用致動(dòng)器來定位聚焦透鏡25a、25b、25c，使光束通過其中一聚焦透鏡，并使聚焦透鏡25a、25b、25c與所要讀寫的記錄層保持固定的距離。
如圖2及圖4所示，球面像差修正器26是介于光資訊儲(chǔ)存媒體D與聚焦透鏡25之間。球面像差修正器26包括兩個(gè)斜面體(inclined objects)261，兩個(gè)斜面體261是可為楔形(wedge-like)體或三角體。藉由斜面體261的相互位移可調(diào)整球面像差修正器26的厚度t，使光束通過斜面體261時(shí)，具有不同的光路徑長(zhǎng)度以修正球面像差。其中，斜面體261的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或聚碳酸酯等光穿透率高的材質(zhì)。斜面體261是分別具有一斜面2611，斜面體261是分別沿斜面2611相對(duì)位移。須要注意的是，斜面體261是可相互接觸或相互不接觸，而進(jìn)行相對(duì)位移，但斜面2611須保持互相平行。由圖4可知，若二斜面2611交集的面積愈大，則球面像差修正器26的厚度t逐漸變大；若二斜面2611交集的面積愈小，則球面像差修正器26的厚度t逐漸變小。其中，球面像差修正器的厚度t是不包括兩個(gè)斜面體261之間的空隙。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2更包括一位移微致動(dòng)器28，可用以調(diào)整斜面體261的相互位移，而改變球面像差修正器26的厚度t，以修正球面像差，使光學(xué)讀寫頭2適用于記錄層的間距任意設(shè)計(jì)的光資訊儲(chǔ)存媒體D。此外，當(dāng)球面像差不需要被修正時(shí)，球面像差修正器26也可以從光路徑上被移開。
請(qǐng)參閱圖5，以具有多記錄層的光資訊儲(chǔ)存媒體D’為例，假設(shè)光束聚焦在第一記錄層L1時(shí)，球面像差修正器26的厚度t為0，光束所經(jīng)過光資訊儲(chǔ)存媒體D’的厚度為t(1)；當(dāng)光束聚焦在第N記錄層時(shí)，光束所經(jīng)過的厚度為t(N)。此外，在每一記錄層之間，皆有一間隔層(space layer)S。為了修正球面像差以使光束能聚焦至第N記錄層，位移微致動(dòng)器28使斜面體261相互位移，以改變球面像差修正器26的厚度t。此時(shí)，球面像差修正器26的厚度為t，則t＝[t(1)-t(N)]n(s)/n其中，n(s)是間隔層S的折射系數(shù)；n是斜面體261的折射系數(shù)；t是兩個(gè)斜面體261重疊部分的厚度(不包括兩個(gè)斜面體261之間的空隙)。
若各間隔層S的折系數(shù)不同時(shí)，則t＝∑i[t(i)-t(i+1)]n(si)/ni＝1，2，…，N-1其中，n(si)是第i記錄層與第i+1記錄層之間的間隔層S的折射系數(shù)；t(i)是光束到達(dá)第i記錄層時(shí)，所經(jīng)過的厚度；t(i+1)是光束到達(dá)第i+1記錄層時(shí)，所經(jīng)過的厚度。其中，t(i)是大于t(i+1)。
此外，不同種類的光資訊儲(chǔ)存媒體具有不同厚度的基板，例如光碟的基板厚度是1.1至1.2mm；數(shù)位式影音光碟的基板厚度約為0.6mm；藍(lán)光光碟的基板厚度約為0.1mm。這些不同厚度的基板所產(chǎn)生的球面像差，亦可用球面像差修正器26來修正。
在本實(shí)施例中，光學(xué)補(bǔ)償元件24是為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器(Babinetcompensator)、一索累補(bǔ)償器(Soleil compensator)或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器(Babinet compensator)。這些補(bǔ)償器皆為習(xí)知的光學(xué)元件，但尚未應(yīng)用于光學(xué)讀寫頭，在此僅以巴比內(nèi)補(bǔ)償器為例來說明。請(qǐng)參閱圖6及圖7所示，光學(xué)補(bǔ)償元件24是包括兩個(gè)斜面體24a、24b，斜面體24a、24b可為楔形體或三角體，其光軸方向分別如箭頭e、f所指，互為正交。當(dāng)一線偏振光要轉(zhuǎn)換成一圓偏振光時(shí)，在其極化方向正交的分量之間，需要一90度的相位差；反之，當(dāng)一圓偏振光要轉(zhuǎn)換成一線偏振光時(shí)，亦需要一90度的相位差。藉由斜面體24a、24b的相互位移，可調(diào)整光學(xué)補(bǔ)償元件24的厚度，使不同波長(zhǎng)的光束在光學(xué)補(bǔ)償元件24中可得到一90度的相位偏移，而達(dá)到偏振轉(zhuǎn)換的功能。斜面體24a、24b的材質(zhì)可為方解石或石英。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2更包括另一位移微致動(dòng)器29，可用以調(diào)整斜面體24a、24b的位移，以改變光學(xué)補(bǔ)償元件24的厚度。
在本實(shí)施例中，光束依序由光源21經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡22、偏振化分光鏡23、光學(xué)補(bǔ)償元件24、聚焦透鏡25、球面像差修正器26、光資訊儲(chǔ)存媒體D、球面像差修正器26、聚焦透鏡25、光學(xué)補(bǔ)償元件24、偏振化分光鏡23以及光檢測(cè)器27。
接著，請(qǐng)參閱圖8所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)讀寫頭3是包括一光源31、一準(zhǔn)直透鏡32、一偏振化分光鏡33、一光學(xué)補(bǔ)償元件34、一聚焦透鏡35、一球面像差修正器36、一光檢測(cè)器37及一位移微致動(dòng)器38。其中，光源31、準(zhǔn)直透鏡32、偏振化分光鏡33、光學(xué)補(bǔ)償元件34、聚焦透鏡35、光檢測(cè)器37及位移微致動(dòng)器38是分別與第一實(shí)施例的光源21、準(zhǔn)直透鏡22、偏振化分光鏡23、光學(xué)補(bǔ)償元件24、聚焦透鏡25、光檢測(cè)器27及位移微致動(dòng)器29具有相同的技術(shù)特征及功效，于此不再贅述。不同的是，在第一實(shí)施例中，球面像差修正器26是介于光資訊儲(chǔ)存媒體D與聚焦透鏡25之間；而在本實(shí)施例中，球面像差修正器36是介于偏振化分光鏡33及光學(xué)補(bǔ)償元件34之間。
本實(shí)施例中，球面像差修正器36是可為一光束擴(kuò)展器(Beam Expander)或一液晶修正器(Liquid Crystal Corrector)。其中光束擴(kuò)展器可由兩個(gè)正透鏡或一個(gè)正透鏡及一個(gè)負(fù)透鏡組成，可藉由改變兩個(gè)透鏡之間的距離而消除球面像差；液晶修正器是具有一液晶面板(Liquid Crystal Panel)，可藉由調(diào)整其電極的電壓而消除球面像差。這兩種都是習(xí)知技術(shù)，這里不再贅述。
在第一實(shí)施例中，本發(fā)明的球面像差修正器26是可接收呈聚焦?fàn)顟B(tài)的光束并修正球面像差，當(dāng)接收呈聚焦?fàn)顟B(tài)的光束時(shí)，可使用如第一實(shí)施例中的球面像差修正器，其是具有兩個(gè)斜面體。在第二實(shí)施例中，本發(fā)明的球面像差修正器36可接收尚未被聚焦的平行的光束并修正球面像差，所以本發(fā)明的球面像差修正器可設(shè)置于光源與光資訊儲(chǔ)存媒體之間的其它位置。當(dāng)接收尚未被聚焦的平行的光束時(shí)，球面像差修正器可放置于聚焦透鏡35與光學(xué)補(bǔ)償元件34之間，使用如第二實(shí)施例中的光束擴(kuò)展器或液晶修正器以修正球面像差。
綜上所述，因依本發(fā)明的一種光學(xué)讀寫頭，是具有一可調(diào)整厚度的光學(xué)補(bǔ)償元件。與習(xí)知技術(shù)相比，本發(fā)明的光學(xué)讀寫頭所具有的光學(xué)補(bǔ)償元件是具有兩個(gè)斜面體，藉由斜面體的相互位移，可改變光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度，以使不同波長(zhǎng)的光束可以轉(zhuǎn)換成線偏振光或圓偏振光，以完全穿透偏振化分光鏡而被光檢測(cè)器接收。另外，搭配一可調(diào)整厚度的球面像差修正器以解決球面像差，及使用全像片法的聚焦透鏡，或復(fù)數(shù)具有不同數(shù)值孔徑的聚焦透鏡，以得到所需的數(shù)值孔徑。如此，本發(fā)明一種光學(xué)讀寫頭能應(yīng)用于記錄層的間距任意設(shè)計(jì)的光資訊儲(chǔ)存媒體，且能應(yīng)用于不同類型的光資訊儲(chǔ)存媒體，進(jìn)而增加兼容性及功能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)第一斜面體，藉由這兩個(gè)第一斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，是介于該聚焦點(diǎn)與該聚焦透鏡之間，且包括兩個(gè)第二斜面體，藉由這兩個(gè)第二斜面體的相互位移來調(diào)整該球面像差修正器的厚度；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件是提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等第一斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的第一斜面體是為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的第二斜面體是分別具有一斜面，這些斜面體是分別沿該斜面相對(duì)位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的第二斜面體是為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的聚焦點(diǎn)是位于一光資訊儲(chǔ)存媒體，該光資訊儲(chǔ)存媒體包括一第一記錄層、一間隔層及一第二記錄層，該間隔層是位于該第一記錄層與該第二記錄層之間，該間隔層的厚度為ts，折射系數(shù)為n(s)，該光束是通過厚度為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。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光束由該光源依次經(jīng)過該準(zhǔn)直透鏡、該偏振化分光鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該聚焦透鏡、該球面像差修正器、該光資訊儲(chǔ)存媒體、該球面像差修正器、該聚焦透鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該偏振化分光鏡以及該光檢測(cè)器。
11.一種光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)斜面體，藉由這兩個(gè)斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，介于該光學(xué)補(bǔ)償元件與該偏振化分光鏡的間；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的球面像差修正器為一光束擴(kuò)展器或一液晶修正器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的斜面體為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光束由該光源依次經(jīng)過該準(zhǔn)直透鏡、該偏振化分光鏡、該球面像差修正器、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該聚焦透鏡、該光資訊儲(chǔ)存媒體、該聚焦透鏡、該光學(xué)補(bǔ)償元件、該球面像差修正器、該偏振化分光鏡、該光檢測(cè)器。
19.一種光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一光源，發(fā)射一光束；一準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直該光束；一偏振化分光鏡，依據(jù)極化方向分離該光束；至少一聚焦透鏡，聚焦該光束至一聚焦點(diǎn)；一光學(xué)補(bǔ)償元件，介于該聚焦點(diǎn)與該偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)斜面體，藉由這兩個(gè)斜面體的相互位移來調(diào)整該光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；一球面像差修正器，介于該光源與該聚焦點(diǎn)之間；以及一光檢測(cè)器，檢測(cè)從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光源為一藍(lán)光激光二極體或一紅光激光二極體。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件為一巴比內(nèi)補(bǔ)償器、一索累補(bǔ)償器或一索累-巴比內(nèi)補(bǔ)償器。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件是提供該光束一90度的相位偏移量，當(dāng)該光束為一線偏振光時(shí)，則將該轉(zhuǎn)換光束成一圓偏振光，或當(dāng)該光束為一圓偏振光時(shí)，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的斜面體為兩個(gè)楔形體或?yàn)閮蓚€(gè)三角體。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一位移微致動(dòng)器，用以調(diào)整該等斜面體的相互位移，以改變?cè)摴鈱W(xué)補(bǔ)償元件的厚度。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)讀寫頭，其包括一光源、一準(zhǔn)直透鏡、一偏振化分光鏡、至少一聚焦透鏡、一光學(xué)補(bǔ)償元件、一球面像差修正器及一光檢測(cè)器。光源發(fā)射一光束；準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直光束；偏振化分光鏡依據(jù)極化方向分離光束；聚焦透鏡聚焦光束至一聚焦點(diǎn)；光學(xué)補(bǔ)償元件介于聚焦點(diǎn)與偏振化分光鏡之間，且包括兩個(gè)第一斜面體，藉由兩個(gè)第一斜面體的相互位移來調(diào)整光學(xué)補(bǔ)償元件的厚度；球面像差修正器介于聚焦點(diǎn)與聚焦透鏡之間，且包括兩個(gè)第二斜面體，藉由兩個(gè)第二斜面體的相互位移來調(diào)整球面像差修正器的厚度；光檢測(cè)器檢測(cè)從偏振化分光鏡透射出的光束。本發(fā)明也揭示了另一種光學(xué)讀寫頭，其球面像差修正器介于一光源與光學(xué)讀寫頭的一聚焦點(diǎn)之間。
文檔編號(hào)G11B7/1372GK101030405SQ20061005829
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
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