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存媒體的光學(xué)讀寫頭。
背景技術(shù)：
隨著資訊與多媒體時代的來臨，消費(fèi)者對于儲存媒體容量的需求急劇地增加。其中，由于光資訊儲存媒體可以儲存大量的資料，并具有可攜帶性以及能夠長久保存資料的特性，使得利用光資訊儲存媒體來存取資料已經(jīng)是相當(dāng)普及的方式。
面對愈來愈龐大的影音資訊量，提高光資訊儲存媒體的資料容量，一直是業(yè)者追求的目標(biāo)。要在相同體積的光資訊儲存媒體上儲存更多資料，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存媒體更多的發(fā)展，而用來讀寫光資訊儲存媒體的光學(xué)讀寫頭(Optical Pick-UpHead)，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需要變短，而且聚焦透鏡的數(shù)值孔徑需要變大。對光碟(Compact Disc，CD)來說，需要用波長為780nm的激光光束來讀寫，且聚焦透鏡的數(shù)值孔徑為0.45；對數(shù)位式影音光碟(DVD)來說，激光光束為波長為650nm的紅光激光，聚焦透鏡的數(shù)值孔徑為0.65；對藍(lán)光光碟(Blue-rayDisc，BD)來說，激光光束為波長為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。面對這些規(guī)格的光資訊儲存媒體，光學(xué)讀寫頭的制造廠商在生產(chǎn)時，也需要考慮到對光資訊儲存媒體的兼容性(Compatibility)。
請參閱圖1所示，習(xí)知技術(shù)的光學(xué)讀寫頭1是包括一光源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、一光檢測器(Photo Detector)16以及一光學(xué)板(Optical Plate)17。光源11是發(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)由聚焦透鏡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存媒體D的一記錄層。然后被光資訊儲存媒體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，被光檢測器16所檢測。
一般而言，光學(xué)讀寫頭1是利用光學(xué)板17來修正球面像差，而應(yīng)用于在同一種光資訊儲存媒體中的不同記錄層。然而，由于光學(xué)板17的厚度為固定，所以光學(xué)讀寫頭1只能讀寫二層具有特定間距的記錄層，當(dāng)光資訊儲存媒體D具有更多記錄層或記錄層的間距改變時，光學(xué)讀寫頭1即無法應(yīng)用。此外，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而被光檢測器16接收，當(dāng)光學(xué)讀寫頭1要同時能應(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，就需要兩種以上的特定波長的光束，所以光學(xué)讀寫頭1亦無法應(yīng)用于不同類型的光資訊儲存媒體，而降低了兼容性。
承上所述，如何提供一種光學(xué)讀寫頭，在面對由不同間距的記錄層，或由不同光資訊儲存媒體所產(chǎn)生的球面像差時，皆能精確地聚焦在所要讀寫的記錄層；且能在面對不同類型的光資訊儲存媒體所需不同波長的光束時，皆能使光束轉(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器接收，進(jìn)而增加光學(xué)讀寫頭的兼容性及功能，實(shí)為一重要課題。
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，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(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)計制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，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，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)用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，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增加對于光資訊儲存媒體的兼容性及功能的光學(xué)讀寫頭，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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；一球面像差修正器，介于該聚焦點(diǎn)與該聚焦透鏡之間，且包括兩個斜面體，藉由這兩個斜面體的相互位移來調(diào)整該球面像差修正器的厚度；以及一光檢測器，檢測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)償元件包括二玻璃基板，且液晶置于該玻璃基板之間。
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，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，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的球面像差修正器的材質(zhì)為聚碳酸酯、塑膠或玻璃。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的斜面體分別具有一斜面，這些斜面體分別沿該斜面相對位移。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的斜面體為兩個楔形體或?yàn)閮蓚€三角體。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中包括一位移微致動器，用以調(diào)整這些斜面體的相互位移，以改變該球面像差修正器的厚度。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的聚焦點(diǎn)位于一光資訊儲存媒體，該光資訊儲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序經(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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；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之間；以及一光檢測器，是檢測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。
前述的光學(xué)讀寫頭，其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件包括二玻璃基板，且液晶是置于該等玻璃基板之間。
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，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，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，其中所述的光束由該光源依序經(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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；一球面像差修正器，介于該光源與該聚焦點(diǎn)之間；以及一光檢測器，是檢測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)償元件包括二玻璃基板，且液晶置于該等玻璃基板之間。
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，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，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)讀寫頭，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，其材質(zhì)是包括液晶；球面像差修正器介于聚焦點(diǎn)與聚焦透鏡之間，且包括兩個斜面體，藉由兩個斜面體的相互位移來調(diào)整球面像差修正器的厚度；光檢測器檢測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。
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)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存媒體所需的不同波長的光束，且能應(yīng)用于記錄層的間距任意設(shè)計的光資訊儲存媒體，進(jìn)而增加兼容性及功能。
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)整厚度的球面像差修正器。與習(xí)知技術(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系具有二個斜面體，藉由斜面體的相互位移，進(jìn)而改變球面像差修正器的厚度，以因應(yīng)不同波長的光束經(jīng)由不同數(shù)值孔徑的聚焦透鏡，并聚焦至不同間距的記錄層或不同類型的光資訊儲存媒體而產(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。此外，當(dāng)光學(xué)讀寫頭欲讀寫不同類型的光資訊儲存媒體，而改變了光束的波長時，光學(xué)讀寫頭亦具有一光學(xué)補(bǔ)償元件，其材質(zhì)系包含液晶，藉由輸入電壓的不同而改變液晶分子的排列方式，進(jìn)而改變折射率，以允許不同波長的光束轉(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器接收。因此，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存媒體所需的不同波長的光束，且能應(yīng)用于記錄層的間距任意設(shè)計的光資訊儲存媒體，進(jìn)而增加兼容性及功能。
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)的多項功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。
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)記錄層的光資訊儲存媒體的示意圖。
圖6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7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光檢測器17光學(xué)板24、34光學(xué)補(bǔ)償元件241、242玻璃基板243向列型液晶 26、36球面像差修正器261斜面體 2611斜面28位移微致動器D、D’光資訊儲存媒體L1第一記錄層 LN第N記錄層S間隔層 t厚度V電壓具體實(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。
通過
具體實(shí)施例方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
請參閱圖2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)讀寫頭2是包括一光源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及一光檢測器27。
光源21發(fā)射一光束。本實(shí)施例中，光源21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存媒體而發(fā)出不同波長的激光光。例如利用波長為780nm的光束來讀寫光碟(CD)、利用波長為650nm的紅光激光來讀寫數(shù)位式影音光碟(DVD)，利用波長為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更可連接到一致動器(圖未顯示)，其調(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包括液晶，藉由液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以提供光束一90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中的液晶的慢軸(slow axis)或快軸(fast axis)成45度進(jìn)入時，由于光束在水平及垂直方向的分量相等，因此當(dāng)水平及垂直方向的分量之間的相位相差90度時，光束會轉(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存媒體D的一記錄層(圖未顯示)。然后光束經(jīng)由光資訊儲存媒體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?，即p極化方向。直接穿透偏振化分光鏡23后，被光檢測器27所檢測，以得到光資訊儲存媒體D所儲存的資料。
在本實(shí)施例中，聚焦透鏡25是可搭配全像片法，將一全像光學(xué)元件(Holographic Optical element，HOE)設(shè)置于聚焦透鏡25前，也可將全像光學(xué)元件直接做在聚焦透鏡25上，使光束通過聚焦透鏡25時，能依據(jù)不同的光資訊儲存媒體所需不同的數(shù)值孔徑，而聚焦于光資訊儲存媒體D。此為習(xí)知技術(shù)，這里不再贅述。本實(shí)施例中，聚焦透鏡25可連接到一致動器(圖未顯示)，用以定位聚焦透鏡25，使聚焦透鏡25在任何時刻與所要讀寫的記錄層保持固定的距離。
請參閱圖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)施例以三個為例。配合不同的光資訊儲存媒體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)光資訊儲存媒體D為光碟時，則使用數(shù)值孔徑為0.45的聚焦透鏡25a；當(dāng)光資訊儲存媒體D為數(shù)位式影音光碟時，則使用數(shù)值孔徑為0.6的聚焦透鏡25b；當(dāng)光資訊儲存媒體D為藍(lán)光光碟時，則使用數(shù)值孔徑為0.85的聚焦透鏡25c。聚焦透鏡25a、25b、25c亦可連接一致動器(圖未顯示)，利用致動器來定位聚焦透鏡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。
請參閱圖2及圖4所示，球面像差修正器26是介于光資訊儲存媒體D與聚焦透鏡25之間。球面像差修正器26包括兩個斜面體(inclined objects)261，兩個斜面體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，具有不同的光路徑長度以修正球面像差。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相對位移。要要注意的是，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是不包括兩個斜面體261之間的空隙。
請再參閱圖2所示，本實(shí)施例中，光學(xué)讀寫頭2更包括一位移微致動器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)計的光資訊儲存媒體D。此外，當(dāng)球面像差不需要被修正時，球面像差修正器26亦可以從光路徑上被移開。
請參閱圖5所示，以具有多記錄層的光資訊儲存媒體D′為例，假設(shè)光束聚焦在第一記錄層L1時，球面像差修正器26的厚度t為0，光束所經(jīng)過光資訊儲存媒體D′的厚度為t(1)；當(dāng)光束聚焦在第N記錄層時，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，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是兩個斜面體261重疊部分的厚度(不包括兩個斜面體261之間的空隙)。若各間隔層S的折系數(shù)不同時，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，所經(jīng)過的厚度；t(i+1)是光束到達(dá)第i+1記錄層時，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。
請參閱圖6所示，光學(xué)補(bǔ)償元件24是可為一液晶延遲器(LC Retarder)，包括二玻璃基板241、242，玻璃基板241、242之間具有向列型液晶(NematicLiquid Crystal)243，所謂向列型液晶是指每個液晶分子的分子軸都是互相平行之外，且方向一致，無論是在靜止?fàn)顟B(tài)或是流動的過程，分子永遠(yuǎn)維持互相平行和同向的基本排列方式。玻璃基板241、242是分別于表面鍍有一透明導(dǎo)電薄膜(圖未顯示)，導(dǎo)電薄膜的材質(zhì)是為氧化銦錫(Indium TinOxide)。玻璃基板242上的導(dǎo)電薄膜是接地，另一玻璃基板241上的導(dǎo)電薄膜是給予一電壓V。當(dāng)一線偏振光要轉(zhuǎn)換成一圓偏振光時，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，亦需要一90度的相位差。藉由輸入電壓V的不同而改變液晶分子的排列方式，進(jìn)而改變折射率，以使不同波長的光束在光學(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。
在本實(shí)施例中，光束是依序由光源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以及光檢測器27。
接著，請參閱圖7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及一光檢測器37。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及光檢測器37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及光檢測器27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)展器可由兩個正透鏡或一個正透鏡及一個負(fù)透鏡組成，可藉由改變兩個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。此兩種皆為習(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，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，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)整厚度的球面像差修正器。與習(xí)知技術(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是具有兩個斜面體，藉由斜面體的相互位移，進(jìn)而改變球面像差修正器的厚度，以因應(yīng)不同波長的光束經(jīng)由不同數(shù)值孔徑的聚焦透鏡，并聚焦至不同間距的記錄層或不同類型的光資訊儲存媒體而產(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。此外，當(dāng)光學(xué)讀寫頭欲讀寫不同類型的光資訊儲存媒體，而改變了光束的波長時，光學(xué)讀寫頭也具有一光學(xué)補(bǔ)償元件，其材質(zhì)是包括液晶，藉由輸入電壓的不同而改變液晶分子的排列方式，進(jìn)而改變折射率，以允許不同波長的光束轉(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器接收。另外，搭配一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。這樣，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)計的光資訊儲存媒體，且能應(yīng)用于不同類型的光資訊儲存媒體，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)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；一球面像差修正器，介于該聚焦點(diǎn)與該聚焦透鏡之間，且包括兩個斜面體，藉由這兩個斜面體的相互位移來調(diào)整該球面像差修正器的厚度；以及一光檢測器，檢測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)償元件包括二玻璃基板，且液晶置于該玻璃基板之間。
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，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，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，其特征在于其中所述的球面像差修正器的材質(zhì)為聚碳酸酯、塑膠或玻璃。
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斜面體分別具有一斜面，這些斜面體分別沿該斜面相對位移。
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斜面體為兩個楔形體或?yàn)閮蓚€三角體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其包括一位移微致動器，用以調(diào)整這些斜面體的相互位移，以改變該球面像差修正器的厚度。
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)位于一光資訊儲存媒體，該光資訊儲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序經(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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；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之間；以及一光檢測器，是檢測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。
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光學(xué)補(bǔ)償元件包括二玻璃基板，且液晶是置于該等玻璃基板之間。
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，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，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
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球面像差修正器為一光束擴(kuò)展器或一液晶修正器。
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光束由該光源依序經(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、該光檢測器。
17.一種光學(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，該光學(xué)補(bǔ)償元件是包括液晶；一球面像差修正器，介于該光源與該聚焦點(diǎn)之間；以及一光檢測器，是檢測從該偏振化分光鏡透射出的該光束。
18.根據(jù)權(quán)利要求17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二極體。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)讀寫頭，其特征在于其中所述的光學(xué)補(bǔ)償元件包括二玻璃基板，且液晶置于該等玻璃基板之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17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，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，則將該光束轉(zhuǎn)換成一線偏振光。
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，其材質(zhì)是包括液晶；球面像差修正器介于聚焦點(diǎn)與聚焦透鏡之間，且包括兩個斜面體，藉由兩個斜面體的相互位移來調(diào)整球面像差修正器的厚度；光檢測器檢測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G11B7/1392GK101030406SQ20061005829
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者謝國卿 申請人:精碟科技股份有限公司