專利名稱：使用全息可變光闌兼容數(shù)字多用盤和可寫小型盤的光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光讀寫頭，這種光讀寫頭適合于各種利用不同波長(zhǎng)的光束記錄和復(fù)制信息的光盤，特別是關(guān)于一種與可寫小型盤(CD-R)和數(shù)字多用盤(DVD)兼容的光讀寫頭。
在利用一種記錄介質(zhì)來(lái)儲(chǔ)存大量信息的光盤裝置中，小型盤(CD)和數(shù)字多用盤(DVD)已被廣泛應(yīng)用，已知近來(lái)有可寫小型盤(CD-R)和數(shù)字多用盤-隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DVD-RAM)出現(xiàn)。眾所周知，當(dāng)記錄和再現(xiàn)信息時(shí)，CD-R使用波長(zhǎng)為780nm的激光，波長(zhǎng)為650nm或635nm的激光用于DVD-RAM。這樣，一個(gè)兼容CD-R盤和DVD盤的光讀寫頭至少包括二個(gè)光源，這兩個(gè)光源所發(fā)射的激光的波長(zhǎng)各不相同。


圖1顯示了一種傳統(tǒng)的與CD-R和DVD兼容的光讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)。該光讀寫頭包括光源1，用于發(fā)射波長(zhǎng)為635nm的第一光束，用于數(shù)字多用盤(DVD)8的信息記錄和再現(xiàn)；光源11，發(fā)射波長(zhǎng)為780的第二光束，用于可寫小型盤(CD-R)9的信息記錄和再現(xiàn)；和一個(gè)物鏡7，使從第一光源1和第二光源11發(fā)射出來(lái)的第一光束和第二光束分別聚焦在DVD8和CD-R9的信息記錄面上。準(zhǔn)直透鏡2使從第一光源1發(fā)射出的第一光束準(zhǔn)直成平行光束，并透過(guò)該平行光到光束分離器3。光束分離器3把從準(zhǔn)直透鏡2入射來(lái)的第一光束反射到干涉濾光棱鏡4，該干涉濾光棱鏡4使來(lái)自光束分離器3的以平行光束入射的第一光束透射到1/4波片5上。更詳細(xì)地說(shuō)，干涉濾波棱鏡4根據(jù)入射光束的波長(zhǎng)使入射光束或者全部透射，或者全部反射，其中，用于DVD的波長(zhǎng)為650nm的第一光束全部被透射，而從聚光鏡14入射來(lái)的波長(zhǎng)為780nm的第二光束全部被反射。來(lái)自1/4波片5的以平行光束入射的第一光束透過(guò)一薄膜型可變光闌6射到物鏡7。物鏡7使以平行光束入射的635nm波長(zhǎng)的第一光束聚焦在厚度為0.6mm的DVD8的信息記錄面上。結(jié)果，通過(guò)物鏡7聚焦在DVD8信息記錄面上并從DVD8的信息記錄面上反射的第一光束中含有記錄在聚焦位置上的信息。從DVD8的信息記錄面上反射出來(lái)的第一光束依次通過(guò)物鏡7、可變光闌6和1/4波片5，然后入射到干涉濾光棱鏡4。從1/4波片5入射來(lái)的第一光束透過(guò)干涉濾光棱鏡4射到光束分離器3，光束分離器3使從干涉濾光棱鏡4入射來(lái)的第一光束到達(dá)一光探測(cè)器10，光探測(cè)器10接收來(lái)自光束分離器3的第一光束并檢測(cè)從第一光束得到的信息。
第二光源11發(fā)射的波長(zhǎng)為780nm的第二光束通過(guò)準(zhǔn)直透鏡12和光束分離器13，然后入射到聚光鏡14。聚光鏡14會(huì)聚從光束分離器13入射來(lái)的第二光束，使第二光束以聚焦光束的形式透射到干涉濾光棱鏡4。從聚光鏡14入射來(lái)的第二光束以發(fā)散光束的形式透過(guò)干涉濾光棱鏡4射到1/4波片5，從干涉濾光棱鏡4入射來(lái)的第二光束透過(guò)1/4波片5到達(dá)可變光闌6，僅僅部分波長(zhǎng)為780nm的第二光束透過(guò)可變光闌，并且被透過(guò)的第二光束以發(fā)散光束的形式傳到物鏡7。第二光束以發(fā)散光束的形式入射到物鏡7的原因是為使第二光束聚焦在CD-R9的信息記錄面上而不帶有任何象差。下面結(jié)合附圖2來(lái)詳細(xì)描述用于圖1所示的光讀寫頭中的可變光闌6。
圖2詳細(xì)顯示了圖1中所示的薄膜型可變光闌6。如圖2所示，薄膜型可變光闌6具有一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠選擇性地使入射到其數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.6的區(qū)域內(nèi)的光束透射過(guò)。在二個(gè)區(qū)域中，區(qū)域1的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.45，全部透射波長(zhǎng)為780nm和635nm的入射光，區(qū)域2的數(shù)值孔徑大于0.45，在該區(qū)域中涂覆有介電薄膜。區(qū)域2由厚度為微米(μm)數(shù)量級(jí)的多層薄膜構(gòu)成，在該區(qū)域內(nèi)，635nm波長(zhǎng)的光束全部被透射，780nm波長(zhǎng)的光束全部被反射。為了消除由介電薄膜涂覆的區(qū)域2產(chǎn)生的任何光學(xué)象差。區(qū)域1用石英(SiO2)薄膜制成。具有這種透射性能的可變光闌6使入射到0.45NA或小于0.45NA的區(qū)域1中的780nm波長(zhǎng)的光全部透過(guò)，然后把該透射光傳送到物鏡7，同時(shí)使入射到0.45NA或大于0.45NA區(qū)域2內(nèi)的780nm波長(zhǎng)的光全部反射。
物鏡7使從可變光闌6入射的第二光束聚焦在厚度為1.2mm的CD-R9的信息記錄面上，然后在CD-R9的信息記錄面上形成一個(gè)包含一個(gè)主波瓣和一個(gè)次波瓣的束斑。從CD-R9的信息記錄面上被反射的第二光束依次透過(guò)物鏡7、可變光闌6和1/4波片5，直到干涉濾光棱鏡4。干涉濾光棱鏡4把從1/4波片5入射來(lái)的第二光束反射到聚光鏡14，聚光鏡14使會(huì)聚的第二光束入射到光束分離器13，光束分離器13使從聚光鏡14入射來(lái)的第二光束進(jìn)而到達(dá)光探測(cè)器15，光探測(cè)器15接收來(lái)自光束分離器13的第二光束并檢測(cè)其中的信息。從而，圖1的光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)VD8和CD-R9兩者進(jìn)行記錄和再現(xiàn)。
然而，圖1的光學(xué)讀寫頭在CD-R9的信息記錄面上形成的束斑帶有次波瓣，從而導(dǎo)致產(chǎn)生干擾信號(hào)。此外，可變光闌6要做的能使通過(guò)區(qū)域1的光和透過(guò)區(qū)域2的光彼此具有同樣的相位差，而其中區(qū)域1用石英薄膜涂覆，區(qū)域2用厚度為微米數(shù)量級(jí)的多層介電薄膜涂覆。這就使制造過(guò)程變得很復(fù)雜，同時(shí)導(dǎo)致生產(chǎn)費(fèi)用的增加。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包含一個(gè)全息可變光闌的光讀寫頭，該全息可變光闌包括第一區(qū)域，用于全部透過(guò)各個(gè)不同波長(zhǎng)的入射光束使其射到物鏡上；第二區(qū)域，用于使波長(zhǎng)相對(duì)較短的光束全部透過(guò)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光束中的一部分透射到物鏡，波長(zhǎng)較長(zhǎng)光束中的其余部分衍射；和一個(gè)物鏡，用于使從可變光闌入射的光束聚焦在相應(yīng)光盤的信息記錄面上，使得在可寫小型盤(CD-R)和數(shù)字多用盤(DVD)的信息記錄面上形成一個(gè)具有一個(gè)主波瓣的束斑。
下面說(shuō)明書中的描述將能顯示出本發(fā)明的部分目的和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下面的描述，本發(fā)明的部分目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，也可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明來(lái)將其弄清楚。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種至少能用于兩類光盤的光讀寫頭，其中，從光讀寫頭到信息記錄面的距離互相不同，信息通過(guò)波長(zhǎng)各不相同的光束被記錄和再現(xiàn)，該光讀寫頭包括第一光源；第一光探測(cè)器；第二光源；第二光探測(cè)器；一個(gè)物鏡，使第一光束和第二光束聚焦，并在兩類光盤的各自的信息記錄面上形成一個(gè)束斑；光路變換裝置，分別把從第一光源來(lái)的第一光束傳送到物鏡，從物鏡入射來(lái)的第一光束傳送到第一光探測(cè)器，把從第二光源來(lái)的第二光束傳送到物鏡，從物鏡入射來(lái)的第二光束傳送到第二光探測(cè)器；一可變光闌，位于光路變換裝置和物鏡之間的光路上，使來(lái)自光路變換裝置的第一光束全部透射到達(dá)物鏡，使來(lái)自光路變換裝置的第二光束中的一部分透過(guò)到達(dá)物鏡，其中，物鏡使從光路變換裝置入射來(lái)的第一光束和第二光束分別聚焦在相應(yīng)光盤的信息記錄面上，以在兩類光盤各自的信息記錄面上分別形成具有主波瓣的束斑。
通過(guò)下面結(jié)合附圖來(lái)描述最佳實(shí)施例，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更顯而易見和更容易理解。
圖1顯示了一種傳統(tǒng)的與數(shù)字多用盤(DVD)和可寫小型盤(CD-R)兼容的光讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)；圖2是表示用在圖1所示的光讀寫頭中的具有一薄膜結(jié)構(gòu)的可變光闌；圖3顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的兼容DVD和CD-R的光讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)；圖4A顯示了一種用在圖3所示的光讀寫頭中的具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌的結(jié)構(gòu)；圖4B顯示了一種用在圖3所示的光讀寫頭中的具有多個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌的結(jié)構(gòu)；圖5顯示了一個(gè)薄膜可變光闌和一個(gè)具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌相對(duì)于780nm波長(zhǎng)的入射光束的透射性能；圖6是表示0級(jí)衍射系數(shù)與衍射光柵深度的變化關(guān)系的曲線圖；圖7顯示了按照本發(fā)明的兼容DVD和CD-R的另一個(gè)最佳實(shí)施例的光讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)；圖8A是表示聚焦在一CD-R盤的信息記錄面上的第二光束的強(qiáng)度分布的曲線圖；圖8B是表示聚焦在一CD-R盤的信息記錄面上的第二光束的調(diào)制變換函數(shù)(MTF)值的曲線圖。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖3顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的兼容DVD和CD-R的一種光讀寫頭。
圖3所示的光讀寫頭包括第一光源和第一光探測(cè)器31，第一光源和第一光探測(cè)器兩者合成一體，其中第一光源305發(fā)射波長(zhǎng)為635nm的第一光束，第一光探測(cè)器310檢測(cè)從數(shù)字多用盤(DVD)8反射回來(lái)的第一光束中的信息；第二光源和第二光探測(cè)器37，第二光源和第二光探測(cè)器兩者合成一體，其中第二光源375發(fā)射波長(zhǎng)為780nm的第二光束，第二光探測(cè)器370檢測(cè)從一可寫小型盤(CD-R)9反射出來(lái)的第二光束中的信息；一個(gè)物鏡7，用于使第一光束和第二光束分別聚焦在光盤8和9的各自的信息記錄面上；一個(gè)第一光束分離器33，用于把第一光源305發(fā)射的第一光束和第二光源375發(fā)射的第二光束傳送到物鏡7，把被反射的第一光束和第二光束分別傳送到光探測(cè)器310和370。
第一光源305發(fā)射波長(zhǎng)635nm的第一光束，從第一光源305入射來(lái)的第一光束透過(guò)第一全息光束分離器32射到第一光束分離器33，第一光束分離器33具有能使635nm波長(zhǎng)的第一光束全部透射的光學(xué)性能，從第一光源305入射來(lái)的第一光束全部透過(guò)第一光束分離器33射到第一準(zhǔn)直透鏡34，第一準(zhǔn)直透鏡34使從第一光束分離器33入射來(lái)的第一光束準(zhǔn)直成平行光束，并透射該平行光到全息可變光闌35。全息可變光闌35全部透射來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的第一光束，被透過(guò)的光束進(jìn)而到達(dá)物鏡7。物鏡7使來(lái)自全息可變光闌35的第一光束聚焦在DVD8的信息記錄面上，為了在厚度為0.6mm的DVD8的信息記錄面上所形成的束斑的大小約為0.9μm，該面有一預(yù)定焦距。從而，從DVD8反射出的第一光束中包含有記錄在DVD8的信息記錄面上被聚焦的位置上的信息，從DVD8反射出來(lái)的第一光束依次透過(guò)物鏡7、全息可變光闌35、和第一準(zhǔn)直透鏡34，進(jìn)而到達(dá)第一光束分離器33。第一光束分離器33全部透射來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的635nm波長(zhǎng)的第一光束，并使該被透過(guò)的光束進(jìn)而到達(dá)第一全息光束分離器32，第一全息光束分離器32使第一光束衍射，第一光探測(cè)器310從被第一全息光束分離器32衍射的第一光束中檢測(cè)信息。
第二光源375發(fā)射波長(zhǎng)780nm的第二光束，從第二光源375入射來(lái)的第二光束透過(guò)第二全息光束分離器36射到第一光束分離器33，第一光束分離器33具有能使780nm波長(zhǎng)的第二光束全部反射的光學(xué)性能，從第二光源375入射來(lái)的第二光束全部被第一光束分離器33反射到第一準(zhǔn)直透鏡34，第一準(zhǔn)直透鏡34使從第一光束分離器33入射來(lái)的第二光束準(zhǔn)直成稍稍發(fā)散的平行光束，并透射該平行光到全息可變光闌35。來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的第二光束中的一部分透過(guò)全息可變光闌35到達(dá)物鏡7。下面將參考附圖4A、4B、5和6詳細(xì)描述全息可變光闌35。
圖4A顯示了一種用作全息可變光闌35的具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌結(jié)構(gòu)。在該全息可變光闌中，第一區(qū)域1的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.36，第二區(qū)域2的數(shù)值孔徑(NA)大于或等于0.36。區(qū)域2有一深度約為2.54μm的衍射光柵，構(gòu)成衍射光柵的每一條縫排列在以具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌的光學(xué)中心為圓心的同心圓中。方程(1)表示使635nm波長(zhǎng)的入射光不被衍射而被全部透射的衍射光柵的深度，衍射光柵的深度為2.54μm是滿足下面的方程(1)的值中的一個(gè)，在深度為2.54μm的深度下，其中衍射光柵的折射系數(shù)是1.5。
d＝mλ/(n-1)……(1)這里，符號(hào)d是衍射光柵的深度，λ是入射光的波長(zhǎng)，n表示衍射光柵的折射系數(shù)，m是一個(gè)整數(shù)。具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌裝在圖3所示的光讀寫頭內(nèi)，以便衍射光柵對(duì)著第一光束分離器33。
圖5顯示了薄膜型可變光闌6和具有二個(gè)分區(qū)域全息可變光闌兩者相對(duì)于780nm波長(zhǎng)的入射光的透射性能。水平軸是光接收面的徑向距離，其中距離值0指的是兩種可變光闌的光學(xué)中心。垂直軸表示對(duì)于780nm波長(zhǎng)的入射光的透射率，其中粗實(shí)線是一條顯示了具有二個(gè)分區(qū)域的可變光闌的透射性能的曲線，這條曲線表示了這樣一種透射性能具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌使入射在它的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.36的區(qū)域內(nèi)的780nm波長(zhǎng)的光束幾乎全部透過(guò)，且入射在它的數(shù)字孔值(NA)大于或等于0.36的區(qū)域內(nèi)的780nm波長(zhǎng)的光束約有25％透過(guò)。細(xì)實(shí)線是一條顯示了用在傳統(tǒng)的光讀寫頭中的薄膜型可變光闌的透射性能的曲線，這條曲線表示了這樣一種透射性能可變光闌6使入射在它的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.45的區(qū)域內(nèi)的780nm波長(zhǎng)的光束幾乎全部透過(guò)，入射在它的數(shù)字值孔(NA)大于或等于0.45的區(qū)域內(nèi)的780nm波長(zhǎng)的光束約有0.01％透過(guò)。
圖4B顯示了一種用作全息可變光闌35的具有多個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌的結(jié)構(gòu)。在該具有多個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌中，第一區(qū)域沒(méi)有衍射光柵，而除了第一區(qū)域之外，第二區(qū)域、第三和第四區(qū)域都含有衍射光柵，除第一區(qū)域之外的其它區(qū)域的衍射光柵分別蝕刻成不同的深度，每個(gè)衍射光柵的深度d1、d2和d3分別是1.27μm、2.54μm和3.81μm，具有多個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌裝在圖3所示的光讀寫頭內(nèi)，使衍射光柵對(duì)著第一光束分離器33。下面參考附圖6描述具有多個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌。
圖6是表示0級(jí)衍射系數(shù)與衍射光柵深度的變化關(guān)系的曲線圖。水平軸代表衍射光柵的深度，垂直軸表示相應(yīng)入射光的0級(jí)衍射系數(shù)，0級(jí)衍射系數(shù)代表被透射的光束的強(qiáng)度與保持光束入射的原始方向的光的強(qiáng)度的比率。0級(jí)衍射系數(shù)‘1’表示入射光沒(méi)有被衍射，而是按光被入射的方向全部透過(guò)。0級(jí)衍射系數(shù)‘0’表示入射光全部被衍射。相對(duì)于635波長(zhǎng)的入射光的0級(jí)衍射系數(shù)曲線表明，當(dāng)衍射光柵的深度分別為1.27μm、2.54μm、3.81μm和5.08μm，0級(jí)衍射系數(shù)都是‘1’。相對(duì)于780波長(zhǎng)的入射光的0級(jí)衍射系數(shù)曲線表明，當(dāng)衍射光柵的深度分別為1.27μm、2.54μm和3.81μm時(shí)，0級(jí)衍射系數(shù)分別是0.71、0.25和0.11左右。
當(dāng)使用圖4A所示的具有二個(gè)分區(qū)域的全息可變光闌作為圖3中所示的光讀寫頭的全息可變光闌35時(shí)，全息可變光闌35使入射在它的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.36的區(qū)域內(nèi)的來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的第二光束全部透過(guò)，入射在它的數(shù)值孔徑(NA)大于0.36的區(qū)域內(nèi)的第二光束約有25％透過(guò)，然后該透過(guò)的光束被傳送到物鏡7。另一方面，如用圖4B所示的多個(gè)區(qū)域全息可變光闌作為圖3中所示的光讀寫頭的全息可變光闌35，此時(shí)，全息可變光闌35使入射在它的數(shù)值孔徑(NA)小于或等于0.36的區(qū)域內(nèi)的來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的第二光束全部透過(guò)，對(duì)于入射在它的數(shù)值孔徑(NA)大于0.36的區(qū)域內(nèi)的第二光束，其中，入射的第二光束離開全息可變光闌35的光學(xué)中心越遠(yuǎn)，則被透射的光越少，然后該透過(guò)的光束被傳送到物鏡7。物鏡7使來(lái)自全息可變光闌35的第二光束聚集在CD-R9的信息記錄面上。
通過(guò)物鏡7聚焦在CD-R9的信息記錄面上的和從CD-R9的信息記錄面上反射出來(lái)的第二光束依次透過(guò)物鏡7、全息可變光闌35、和第一準(zhǔn)直透鏡34，然后入射到第一光束分離器33。第一光束分離器33把來(lái)自第一準(zhǔn)直透鏡34的第二光束全部反射到第二全息光束分離器36，第二全息光束分離器36衍射從第一光束分離器33來(lái)的第二光束，第二光探測(cè)器370從被第二全息光束分離器36衍射的第二光束中檢測(cè)信息。
圖7顯示了按照本發(fā)明的兼容DVD和CD-R的另一個(gè)最佳實(shí)施例的光讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)。在圖7所示的光讀寫頭結(jié)構(gòu)中，與圖3所示的光讀寫頭相比較，在圖7的光讀寫頭中全息可變光闌35的位置被改變，全息可變光闌35位于從第一準(zhǔn)直透鏡34至第一光束分離器33的光路上。圖7中的其它光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)和功能與圖3中用同一標(biāo)號(hào)表示的部件的結(jié)構(gòu)，功能相同。因此，該光讀寫頭在DVD8和CD-R9上進(jìn)行記錄信息和檢測(cè)從那里來(lái)的信息的過(guò)程與圖3的光讀寫頭相同。結(jié)果，圖3和圖7的光讀寫頭在DVD8的信息記錄面上形成一個(gè)適于DVD8的約為0.9μm大小的束斑，以便在其信息記錄面上記錄和再現(xiàn)有關(guān)第一光束的信息。同樣地，該光讀寫頭在CD-R9的信息記錄面上形成一個(gè)適應(yīng)于CD-R9的約為1.4μm大小的束斑，以便在它的信息記錄面上記錄和再現(xiàn)有關(guān)第二光束的信息。
圖8A顯示了聚焦在一CD-R盤的信息記錄面上的第二光束相對(duì)于束斑的徑向距離的強(qiáng)度分布。曲線圖的水平軸表示距聚焦在信息記錄面上的束斑中心的徑向距離，其中“0”值距離表示束斑的中心，在水平軸上具有相同絕對(duì)值的正值和負(fù)值，表示離開束斑中心的絕對(duì)值距離，但位于相反方向。
曲線圖的垂直軸表示作為歸一化值的聚焦的第二光束的強(qiáng)度，其中最大值‘1’表示在束斑中心的光強(qiáng)度，細(xì)實(shí)線是一條表示經(jīng)過(guò)圖1的光讀寫頭聚焦的第二光束的強(qiáng)度的曲線，這條曲線說(shuō)明，由圖1的光讀寫頭聚焦的束斑在束斑的徑向距離為-0.7μm至0.7μm的范圍內(nèi)有一個(gè)強(qiáng)度接近‘1’主波瓣，在束斑的徑向距離大約為±1.2μm至±2.0μm的范圍內(nèi)有強(qiáng)度靠近0.025和0.005的次波瓣。圖中的粗線表示經(jīng)過(guò)圖3和圖7的光讀寫頭聚焦的第二光束的強(qiáng)度，這條曲線表明，由圖3和圖7的光讀寫頭聚焦的CD-R9的信息記錄面上的束斑在它的從大約-0.7μm至0.7μm的徑向距離處有一個(gè)強(qiáng)度靠近‘1’的主波瓣，在CD-R9的信息記錄面上的這一束斑的形狀沒(méi)有次波瓣，并且與束斑的中心對(duì)稱。
圖8B顯示了聚焦在CD-R9盤的信息記錄面上的第二光束的調(diào)制變換函數(shù)(MTF)值。圖中的水平軸代表凹槽寬，垂直軸表示MTF值。圖中的細(xì)實(shí)線表示經(jīng)圖1的光讀寫頭聚焦的第二光束的MTF值，其表明聚焦的第二光束相對(duì)3T至11T寬的凹槽被轉(zhuǎn)變成MTF值大于0.4的光。圖中的粗實(shí)線代表由圖3和圖7的光讀寫頭聚焦的第二光束的MTF值，其表明聚焦的第二光束相對(duì)3T至11T寬的凹槽被轉(zhuǎn)變成MTF值大于0.45的光。對(duì)于3T至11T寬的凹槽，由圖3和圖7的光讀寫頭聚焦的第二光束的MTF值高于由圖1的光讀寫頭聚焦的第二光束的MTF值。
如上所述，按照本發(fā)明的光讀寫頭在DVD8和CD-R9的信息記錄面上形成的束斑具有高M(jìn)TF值。以具提供信息分辨率該光讀寫頭在DVD8和CD-R9的信息記錄面上形成的束斑只有一個(gè)主波瓣，從而避免了由于次波瓣而引起的干擾，同時(shí)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且由于一薄膜可變光闌是由多層厚度為微米量級(jí)的薄膜構(gòu)成，因此制造一全息可變光闌比制造一薄膜可變光闌容易，從而由于采用全息可變光闌而減少了制造費(fèi)用。此外，按照本發(fā)明的光讀寫頭，全息可變光闌35的位置朝著第一準(zhǔn)直透鏡34，因此減少了驅(qū)動(dòng)物鏡7的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷。
雖然這里描述的只是發(fā)明的一些實(shí)施例，顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，仍可以對(duì)它作多種改變。
權(quán)利要求
1.一種至少能用于兩類光盤的光讀寫頭，其中，從光讀寫頭到信息記錄面的距離互相不同，信息通過(guò)波長(zhǎng)各不相同的光束記錄和再現(xiàn)，該光讀寫頭包括第一光源；第一光探測(cè)器；第二光源；第二光探測(cè)器；一個(gè)物鏡，使第一光束和第二光束聚焦，并在兩類光盤的各自的信息記錄面上形成一個(gè)束斑；光路變換裝置，分別把從第一光源來(lái)的第一光束傳送到物鏡，從物鏡入射來(lái)的第一光束傳送到第一光探測(cè)器，把從第二光源來(lái)的第二光束傳送到物鏡，從物鏡入射來(lái)的第二光束傳送到第二光探測(cè)器；一可變光闌，位于光路變換裝置和物鏡之間的光路上，使來(lái)自光路變換裝置的第一光束全部透射到物鏡，使來(lái)自光路變換裝置的第二光束中的一部分透過(guò)到物鏡，其中，物鏡使從光路變換裝置入射來(lái)的第一光束和第二光束分別聚焦在相應(yīng)光盤的信息記錄面上，以致分別在兩類光盤各自的信息記錄面上形成具有主波瓣的束斑。
2.按照權(quán)利要求1所述的光讀寫頭，其中，所述的光路變換裝置包括一光束分離器，使從第一光源入射的第一光束全部透過(guò)，從第二光源入射的第二光束全部反射；和一準(zhǔn)直透鏡，使從光束分離器入射來(lái)的第一光束和第二光束準(zhǔn)直成平行光束，并透射該平行光束到可變光闌。
3.按照權(quán)利要求2所述的光讀寫頭，其中所述的光束分離器根據(jù)入射光束的波長(zhǎng)全部透射和反射從第一光源和第二光源來(lái)的第一光束和第二光束。
4.按照權(quán)利要求2所述的光讀寫頭，其中所述的可變光闌包括第一區(qū)域，全部透射從準(zhǔn)直透鏡來(lái)的第一光束和第二光束；第二區(qū)域，其位置是環(huán)繞著以可變光闌的光學(xué)中心為圓心的第一區(qū)域，使從準(zhǔn)直透鏡入射來(lái)的第一光束全部透射到物鏡，使從準(zhǔn)直透鏡來(lái)的第二光束的一部分透射到物鏡，而從準(zhǔn)直透鏡來(lái)的第二光束的其余部分衍射。
5.按照權(quán)利要求4所述的光讀寫頭，其中所述的第二區(qū)域具有一種透射特性從準(zhǔn)直透鏡入射來(lái)的第二光束離開可變光闌的光學(xué)中心的距離越遠(yuǎn)，則透過(guò)的第二光束越少。
6.按照權(quán)利要求5所述的光讀寫頭，其中所述的第二區(qū)域包含衍射光柵，衍射光柵面朝光束分離器，其中，衍射光柵蝕刻的深度隨著其離開可變光闌的光學(xué)中心的距離而排列。
7.按照權(quán)利要求1所述的光讀寫頭，還包括一個(gè)準(zhǔn)直透鏡，其位于可變光闌和物鏡之間，將從可變光闌入射來(lái)的第一光束和第二光束準(zhǔn)直成平行光形式。
8.按照權(quán)利要求7所述的光讀寫頭，其中所述的可變光闌包括第一區(qū)域，位于光路變換裝置至準(zhǔn)直透鏡的光路上，全部透射從光路變換裝置入射來(lái)的第一光束和第二光束，使其射到準(zhǔn)直透鏡；第二區(qū)域，其位置是環(huán)繞著以可變光闌的光學(xué)中心為圓心的第一區(qū)域，使從光路變換裝置入射來(lái)的第一光束全部透射，使從光路變換裝置入射來(lái)的第二光束的一部分透射到準(zhǔn)直透鏡，并使從光路變換裝置來(lái)的第二光束的其余部分衍射。
9.按照權(quán)利要求8所述的光讀寫頭，其中所述的第二區(qū)域具有一種透射特性從光路變換裝置入射來(lái)的第二光束離開可變光闌的光學(xué)中心越遠(yuǎn)，則透過(guò)的第二光束越少。
10.按照權(quán)利要求9所述的光讀寫頭，其中所述的第二區(qū)域包含衍射光柵，衍射光柵面朝光路變換裝置，其中，衍射光柵蝕刻的深度隨著其離開可變光闌的光學(xué)中心的距離排列。
11.按照權(quán)利要求1所述的光讀寫頭，其中第一光源和第一光探測(cè)器、第二光源和第二光探測(cè)器兩者一體構(gòu)成，其中光讀寫頭進(jìn)一步包括一個(gè)第一全息光束分離器，透射第一光源發(fā)射的第一光束到光路變換裝置，并使從光路變換裝置入射來(lái)的第一光束衍射；和一個(gè)第二全息光束分離器，透射第二光源發(fā)射的第二光束到光路變換裝置，并使從光路變換裝置入射來(lái)的第二光束衍射，其中第一光探測(cè)器從被第一全息光束分離器衍射的第一光束中檢測(cè)信息，第二光探測(cè)器從被第二全息光束分離器衍射的第二光束中檢測(cè)信息。
12.按照權(quán)利要求1所述的光讀寫頭，其中光盤是一種可寫小型盤(CD-R)和一種數(shù)字多用盤(DVD)。
全文摘要
一種兼容可寫小型盤(CD－R)和數(shù)字視盤(DVD)的光讀寫頭,利用一全息可變光闌,使第一光源發(fā)射的用于DVD的波長(zhǎng)為635nm的第一光束和由第二光源發(fā)射的用于CD－R的780nm波長(zhǎng)的第二光束透射到物鏡,全息可變光闌使入射的第一光束全部透射到達(dá)物鏡,使入射的第二光束的一部分透射到達(dá)物鏡,物鏡使入射來(lái)的第一光束和第二光束聚焦在信息記錄面上,物鏡聚焦的束斑大小大約為0.9μm和1.4μm,只有一個(gè)主波瓣。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1200537SQ9810801
公開日1998年12月2日 申請(qǐng)日期1998年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者劉長(zhǎng)勛, 李哲雨 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社