可兼容多種光盤的光學頭裝置制造方法及圖紙

一種兼容至少兩種類型光學記錄載體的光學拾取頭裝置，采用具有不同波長的光束來記錄和讀取信息。該裝置具有帶全息環的全息透鏡，在該環的內部區域全部透射激光源發出的多個光束，并在該環的外部區域衍射激光源發出光束中的一束特定光束；通過采用全息透鏡，消除在將光學記錄載體換成另一不同厚度載體時產生的球差，使該光學拾取頭裝置以兼容方式用于光學記錄載體，且便于制造和批量生產。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種兼容數字視盤(DVD)和可記錄小型盤(以下簡稱CD-R)的光學拾取頭裝置，特別涉及一種采用全息透鏡，能分別將信息兼容地記錄至數字視盤(DVD)及可記錄光盤(CD-R)上，并由之讀取信息。光學拾取頭裝置用于記錄和讀取高密度的諸如視頻，聲頻或數據信息，其記錄載體為磁盤、卡或盒帶。其中，主要采用的是盤式記錄載體。最近，在光盤裝置領域，激光光盤(LD)，小型盤(以下簡稱CD)和數字視盤(DVD)得以發展。這種光盤包括一沿光束入射的軸向有一定厚度的塑料或玻璃載體，和一信號記錄面，其上記錄信息且位于上述塑料或玻璃載體上。如今，為提高記錄密度，高密度光盤系統增大了物鏡的數值孔徑并采用635nm或650nm的短波長光源。相應地，此種高密度光盤系統可對數字視盤記錄或讀取信息，還能從CD讀取信息。然而，為兼容新型CD盤，即可記錄CD(CD-R)，由于CD-R記錄載體的記錄特性，應當采用波長780nm的光束。其結果是，在單一光學拾取頭中采用波長780nm和650nm的光束對于兼容DVD和CD-R是很重要的。下面參照附圖說明圖1說明一種傳統的兼容DVD和CD-R的光學拾取頭。圖1顯示了一種采用單一物鏡和兩個激光二極管作為用于DVD和CD-R的光源的光學拾取頭。圖1的光學拾取頭在再現DVD時采用波長635nm的激光束，而在記錄和再現CD-R時采用波長780nm的激光束。由第一激光源11發出的波長635nm的光束入射至第一準直透鏡12，其中用實線表示該光束。第一準直透鏡12可使入射光束成為平行光束。通過第一準直透鏡12的光束被分束器13反射，然后射向干涉濾波棱鏡14。由第二激光源21發出的波長780nm的光束通過第二準直透鏡22，分束器23和會聚透鏡24，然后射向干涉濾波棱鏡14，其中用虛線表示該光束。此處，波長780nm的光束經干涉濾波棱鏡14會聚。具有如此結構的光學系統稱為“有限光學系統”。干涉濾波棱鏡14全部透過經分束器13反射的波長635nm的光束，并全部反射經會聚透鏡24會聚的波長780nm的光束。其結果是，來自第一激光源11的光束由準直透鏡12變為平行光束形式入射至1/4波片15，而來自第二激光源21的光束由會聚透鏡24和干涉濾波棱鏡14以發散光束形式入射至1/4波片15。透過1/4波片15的光束通過具有薄膜結構的可變光闌16，然后入射至物鏡17。由第一激光源11發出的波長635nm的光束由物鏡17聚焦于厚度0.6mm的DVD18的信息記錄面上。因此，自DVD18的信息記錄表面反射的光束包含了記錄于此信息記錄表面的信息。反射光束透過分束器13，然后入射至用于檢測光學信息的光電探測器19上。若不采用上述有限光學系統，在第二激光源21發出的波長780nm的光束由上述物鏡17聚焦于厚度1.2mm的CD-R25的信息記錄面時，由于DVD18和CD-R25之間厚度的差別，則會產生球差。該球差是因為沿著光軸CD-R25的信息記錄面與物鏡17之間的距離大于DVD18的信息記錄面與物鏡17之間的距離這一事實造成的。為減小這種球差，需要包含會聚透鏡24的有限光學系統結構。通過采用后面將參照圖2說明的可變光闌16，波長780nm的光束在CD-R25的信息記錄上形成了最佳束斑。由CD-R25反射的波長780nm的光束被分束器23反射，然后由一光電探測器26加以檢測。如圖2所示，圖1中薄膜型可變光闌16的結構為，能以選擇方式透過入射于數值孔徑(NA)小于或等于0.6的區域的光束，該孔徑與物鏡17的直徑一致。也即，根據0.45的數值孔徑(NA)使可變光闌16關于光軸分為兩個區域。在此二區域之間，第一區域1既透過波長635nm也透過波長780nm的光束。第二區域2全部透射波長635nm的光束并全部反射波長780nm的光束。區域1的數值孔徑小于或等于0.45，區域2為區域1的外圍區域，其上鍍有介電薄膜。區域1由石英(SiO2)薄膜構成，以消除由鍍有介電薄膜的區域2產生的任何光學象差。通過采用可變光闌16，透過等于或小于0.45NA的區域1的780nm波長光束在CD-R25的信息記錄面上形成了與之適應的束斑。因而，在光盤類型從DVD18變為CD-R25時，圖1的光學頭利用了最佳束斑。因而，圖1的光學拾取頭適用于CD-R。然而，上述圖1的光學拾取頭對于780nm波長光束需形成一“有限光學系統”，以消除將DVD改為適于CD-R時產生的任何球差。而且，由于在可變光闌16的等于或大于0.45NA的區域2形成的光學薄膜即介電薄膜的原因，透過等于或小于0.45NA的區域1的光束和透過等于或大于0.45NA的區域2的光束之間產生光程差。為消除此光程差，必須在區域1上形成光學薄膜。由于此原因，在區域1上形成石英鍍膜并在區域2形成一多層薄膜。然而，這不僅使制造工藝復雜，而且薄膜厚度的調整還要以“μm”為單位精確進行。因而難于批量生產這種光學拾取頭。本專利技術目的在于提供一種光學拾取頭裝置，能兼容數字視盤(DVD)和可記錄小型盤(CD-R)，通過采用無限光學系統并利用全息透鏡來消除由于光盤間厚度差產生的球差。為實現本專利技術的上述目的，提供了一種兼容至少兩種類型的光學記錄載體的光學拾取頭裝置，采用具有各自不同波長的光束，用以記錄和讀取信息，該光學拾取頭裝置包括兩個激光源，用以分別發出不同波長的光束；帶有一全息環的全息透鏡，用于在環的內部區域全部透射由這些激光源發出的多束光束和在環的外部區域衍射由這些激光源發出的光束中一特定的光束；一個物鏡，用于將通過全息環狀透鏡的光束聚焦于兩類光學記錄載體的相應信息記錄面上；用于變換由光學記錄載體的信息記錄面反射光束之光路的光學元件；以及兩個光電探測器，分別用于檢測由上述光學元件入射之光束中的光學信息。下面參照附圖描述優選實施例，其中圖1是表示傳統光學拾取頭結構的示意圖；圖2是說明圖1中所示傳統可變光闌結構的示意圖；圖3是表示本專利技術光學拾取頭的光學系統示意圖；圖4A是表示本專利技術全息環狀透鏡與物鏡之間的位置關系的示意圖，圖4B是表示全息環狀透鏡的平面表面示意圖；圖5A是表示全息環狀透鏡的平面表面示意圖，圖5B是表示圖5A中部分區域的放大圖示；圖6是顯示兩種波長下全息環狀透鏡溝槽深度與透射率關系曲線圖；圖7是表示合為一體的全息環狀透鏡和物鏡的示意圖。下面參照附圖更詳細地說明本專利技術的優選實施例。圖3顯示了根據本專利技術一優選實施例的光學拾取頭的光學系統。參照圖3，該光學拾取頭裝置包括兩個激光源31和39，分別發出具有不同波長的光束；兩個全息分束器32和40，用于變換由光盤的信息記錄表面反射的光束的光路；分束器33，根據光波長全部透射或反射所入射的光束；準直透鏡34，可使所入射光束變為平行光束；全息環狀透鏡35，用于根據其波長衍射入射光束；以及物鏡36，用于將光束聚焦于光盤37和41的相應信息記錄面上。用于檢測由光盤37和41的相應信息記錄表面反射的光束的兩個光電探測器38和42與激光源31和39以整體方式合裝成單個組件，形成單元30和43。下面描述如上構造的光學拾取頭的工作情況，其中以DVD和CD-R作為光學記錄載體加以說明。首先，當對DVD記錄和讀取信息時，由第一激光源31發出的波長650nm的光束入射至全息分束本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種兼容至少兩種類型光學記錄載體的光學拾取頭裝置，采用具有不同波長的光束記錄和讀取信息，該光學拾取頭裝置包括： 兩個激光源，用以分別發出具有不同波長的光束； 一個具有全息環的全息透鏡，在該環的內部區域全部透射由這些激光源發出的多個光束，并在該環的外部區域衍射由這些光源發出的光束中一束特定光束； 一物鏡，用以將通過全息環狀透鏡的光束聚焦于上述兩種類型光學記錄載體的相應信息記錄面上； 用以變換從光學記錄載體信息記錄面反射之光束的光路的光學元件；和 兩個光電探測器，用以分別檢測自上述光學元件入射的光束中的光學信息。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】KR 1997-3-28 11297/971.一種兼容至少兩種類型光學記錄載體的光學拾取頭裝置，采用具有不同波長的光束記錄和讀取信息，該光學拾取頭裝置包括兩個激光源，用以分別發出具有不同波長的光束；一個具有全息環的全息透鏡，在該環的內部區域全部透射由這些激光源發出的多個光束，并在該環的外部區域衍射由這些光源發出的光束中一束特定光束；一物鏡，用以將通過全息環狀透鏡的光束聚焦于上述兩種類型光學記錄載體的相應信息記錄面上；用以變換從光學記錄載體信息記錄面反射之光束的光路的光學元件；和兩個光電探測器，用以分別檢測自上述光學元件入射的光束中的光學信息。2.如權利要求1所述的光學拾取頭裝置，其中，所述全息透鏡上設有一由平面元件構成的全息圖，其中該全息圖并不位于物鏡上靠近光軸的區域，而是被布置于離光軸較遠的一外部區域。3.如權利要求1所述的光學拾取頭裝置，其中，所述全息透鏡是有相移的。4.如權利要求2所述的光學拾取頭裝置，其中，當再現一較厚光學記錄載體時，通過物鏡上靠近光軸區域的光束在光學記錄載體上聚焦的聚焦表面，與通過物鏡上離光軸較遠區域的光束在光學記錄載體上聚焦的聚焦表面相一致。5.如權利要求1所述的光學拾取頭裝置，其中，所述全息透鏡根據入射光波長調節物鏡的數值孔徑(NA)。6.如權利要求1所述的光學拾取頭裝置，其中，所述全息透鏡根據入射光波長，不衍射具有較短波長的光束而衍射具有較長波長的光束。7.如權利要求1所述的光學拾取頭裝置，其中，使所述全息透鏡相對于厚的光學記錄載體在厚度上最佳化。8.如權利要求1所述的光學拾取...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉長勛，李哲雨，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]