CN100361213C - 一种光学读写头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学读写头，用来读写两种不同数据存储密度的光学记录媒体，包含有：两组光路系统，各包含：激光束产生单元，用以产生一激光束；导光单元，配置于激光束产生单元的光路上，导光单元引导激光束产生单元的激光束行进；聚焦物镜，自导光单元接收激光束，使激光束通过聚焦物镜并聚焦于光学记录媒体的数据面；及光检测器，用以接收自光学记录媒体反射的激光束，激光束经光学记录媒体反射后，携带有数据面所记录的光数据信号，激光束再返回导光单元，并由导光单元引导至光检测器；其中，两组光路系统由各自的导光单元引导的激光束的光路呈现互相交叉的设置。本发明可对两种光学记录媒体进行数据存取，使读写头所占的整体体积减少。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学读写头，特别是涉及一种双光路的光学读写头。
背景技术
采用光学读写头存取光学记录媒体的数据的技术，早已广为人知，而随着光学记录媒体的存储容量及存储密度的提高，光学读写头的结构也不断地演进，其一演进特征就是存取光学记录媒体的激光束的波长逐渐变短，且物镜数值孔径(Numerical Aperture，NA)逐渐变高(即用以存取光学记录媒体的激光束的聚光焦点变小，且其大小正比于激光束波长，并反比于物镜数值孔径)，以符合存储容量以及存储密度不断增加的光学记录媒体。
新式光学读写头的设计必须要具备反向兼容性，也就是既能够存取新式的光学记录媒体，也能够存取旧式的光学记录媒体，所以新式光学读写头必须具有使用不同激光束波长的读写机制，基于此，已发展出多种能够存取两种相异数据存储密度的光学记录媒体，如可用来读写光盘(Compact Disk，CD)和数字多功能光盘(Digital Versatile Disk，DVD)的光学读写头。
如美国第5446565号专利案中所揭露的可产生相异物镜数值孔径的双焦点聚焦物镜，其在激光束产生单元所产生的激光束行进至全像光学组件(Holographic Optical Element，H.O.E.)时，此全像光学组件会使行经其的激光束形成绕射并由聚焦物镜聚焦于光学记录媒体，且通过此全像光学组件所形成的两种绕射角度的特性，再搭配聚焦物镜即可使激光束聚焦于相异焦点(相异数据存储密度的光学记录媒体的数据面)，以存取两种相异数据存储密度的光学记录媒体，但是特殊的全像光学组件的制作成本高。
若以成本考虑，使用双光源及两种物镜会是较为经济的选择，如韩国专利第00255233号专利，其中所揭露的技术使用两个不同波长的激光光源，分别匹配不同的透镜，而提供不同焦距且不同直径的读取光点。此光学读写头使两个激光束产生单元所产生相异波长的激光束各通过其光学路径，而到达聚焦物镜，并依据相异波长的激光束对应相异物镜数值孔径值，而形成相异大小的聚光焦点，经光学记录媒体反射后，各自返回至光检测器，实现存取两种相异数据存储密度的光学记录媒体的目的，然而双光路系统往往会使得整体体积较为庞大，不符合目前对于3C产品的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种光学读写头，以分别对两种相异数据存储密度的光学记录媒体进行数据存取，且提出特殊的光学路径设计，使读写头所占的整体体积减少。
为了实现上述目的，本发明提供了一种光学读写头，用来读写两种不同数据存储密度的光学记录媒体，其特点在于，包含有：两组光路系统，各包含有：一激光束产生单元，用以产生一激光束，两组所述光路系统的所述激光束的波长相异，所述激光束产生单元包含一激光二极管与一绕射光栅，所述激光二极管发出所述激光束，绕射光栅则将所述激光束分为读取及跟踪的所述激光束；一导光单元，配置于所述激光束产生单元的光路上，所述导光单元引导所述激光束产生单元的所述激光束行进，所述导光单元包含一分光镜、一准直镜及一折叠镜，所述分光镜先反射所述激光束产生单元所产生的所述激光束，使所述激光束经过所述准直镜成为平行光，再通过所述折叠镜转变平行光方向至所述聚焦物镜，使所述激光束通过所述聚焦物镜并聚焦于所述光学记录媒体的所述数据面，并经所述数据面反射所述激光束，反射该激光束经过聚焦物镜、折叠镜、准直镜、分光镜，传送所述激光束至所述光检测器；一聚焦物镜，自所述导光单元接收所述激光束，使所述激光束通过所述聚焦物镜并聚焦于所述光学记录媒体的数据面；及一光检测器，用以接收自所述光学纪录媒体反射的所述激光束，所述激光束经所述光学记录媒体反射后，携带有所述数据面所记录的光数据信号，所述激光束再返回所述导光单元，并由所述导光单元引导至所述光检测器；其中，所述两组光路系统由各自的所述导光单元引导的所述激光束的光路呈现互相交叉的设置，其交叉角度为30至150度。
上述光学读写头，其特点在于，还包含一凹透镜，设置于所述激光束进入所述光检测器前的光路上。
本发明还提供一种光学读写头，用来读写两种不同数据存储密度的光学记录媒体，其特点在于，包含：两组光路系统，引导两个激光束通过两个聚焦物镜聚焦于所述光学记录媒体的数据面，两个激光束的光路呈现互相交叉的设置，其交叉角度为30至150度；一致动器，用以装设两组所述光路系统，其包含有：一物镜承载座，所述聚焦物镜设置于所述物镜承载座的顶面；一组聚焦线圈，设置于所述物镜承载座上，使其感应磁场方向为所述聚焦物镜的一聚焦方向；一组跟踪线圈，设置于所述物镜承载座上，使其感应磁场方向垂直于所述聚焦方向，以作为一跟踪方向；一磁路装置，用以产生一磁场，包括一轭铁与一个以上的磁铁，所述磁场的方向平行于所述跟踪线圈的感应磁场方向，且所述磁场方向垂直于所述聚焦线圈的感应磁场方向，所述磁路装置并使所述聚焦线圈与所述跟踪线圈受到所述磁场作用；及多个金属导线，用以支撑所述物镜承载座，并使所述物镜承载座可沿所述聚焦方向及所述跟踪方向移动；一上盖，用以防止所述致动器可动部超出运动范围，并避免可动部受到外力冲击。
上述光学读写头，其特点在于，所述物镜承载座的侧面具有多个第一突出件与多个第二突出件，所述第一突出件上各有一锥状开口，每个所述锥状开口可以提供一根所述金属导线穿过，所述第二突出件则与所述聚焦线圈或所述跟踪线圈的末端接触。
上述光学读写头，其特点在于，所述轭铁含有一个以上的侧墙以及与对应于所述侧墙的一内侧墙，所述磁铁吸附于所述侧墙以产生所述磁场，所述内侧墙则用以将物镜承载座固定于所述轭铁。上述光学读写头，其特点在于，所述侧墙的两侧往所述磁铁方向延伸出一弯折件，所述弯折件的折弯角度可为10度至120度以导引所述磁场的磁力线分布。
上述光学读写头，其特点在于，所述轭铁的底部具有圆弧型的突出。
上述光学读写头，其特点在于，还包含一阻尼承载座，所述阻尼承载座以一螺丝装设于所述轭铁，使所述阻尼承载座以所述螺丝为中心轴相对于所述轭铁旋转，以调整致动器组装光学系统时的倾斜角度。
上述光学读写头，其特点在于，还包含一电路板，所述电路板接合于所述阻尼承载座的表面，且所述金属导线导通于所述电路板。
本发明的功效，在于可分别对两种相异数据存储密度的光学记录媒体进行数据存取，且提出特殊的光学路径设计，使读写头所占的整体体积减少。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图；及
图2为本发明实施例的致动器示意图。
其中，附图标记：
110-第一光路系统，111-激光二极管，112-绕射光栅
120-第二光路系统，121-分光镜，122-准直镜
123-折叠镜，124-聚焦物镜
130-光检测器，131-凹透镜
200-物镜承载座，201-聚焦物镜，202-聚焦物镜
203-第二突出件，204-第一突出件
210-轭铁，211-侧墙，212-弯折件
213-内侧墙，214-螺丝
220-磁铁，230-跟踪线圈
240-聚焦线圈，241-金属导线
250-阻尼承载座，260-电路板，270-上盖
具体实施方式
本发明所揭露的多波长的光学读写头，用以对相异数据存储密度的光学记录媒体进行数据存取，如图1所示，其为本发明实施例的示意图，包含有第一光路系统110与第二光路系统120，第一光路系统110的光路与第二光路系统120的光路呈现互相交叉的设置，如此可以有效地缩小整体读写头配置的体积。
第一光路系统110与第二光路系统120分别由激光束产生单元、导光单元、聚焦物镜(图中未示)及光检测器130所组成。激光束产生单元包含激光二极管111与绕射光栅112，激光二极管111用以发出线偏振的激光束，绕射光栅112则使所产生的激光束形成读取及跟踪的激光束。
导光单元配置于激光束产生单元的光路上，用以引导激光束产生单元的激光束行进，使激光束通过聚焦物镜并聚焦于光学记录媒体的数据面，激光束再反射回导光单元，并沿光路由导光单元引导至光检测器130接收，将光数据信号转换为相对应的电信号。如图1所示，导光单元包括有：分光镜(Beam-splitter)121、准直镜(Collimatior)122及折叠镜(foldingmirror)123。如图1所示，分光镜121先反射激光束产生单元所产生的激光束，使激光束经过准直镜成122为平行光，再通过折叠镜123转变平行光方向至聚焦物镜124，使激光束通过聚焦物镜124并聚焦于光学记录媒体的数据面，聚焦的激光束经光学记录媒体反射后，再沿光路返回折叠镜123、准直镜122及分光镜111，最后由光检测器130接收。而本发明实施例还包含一凹透镜131，设置于激光束进入光检测器130前的光路上，用以修正盘片反射的光信号品质。如此，即可利用第一光路系统110与第二光路系统120分别读取不同数据密度的光学记录媒体，两组光路系统的交叉角度约为30至150度可充分利用整体空间。
对光学记录媒体写入数据的过程，其中的入射激光束以及反射激光束的光学路径仍与上述执行数据读取的光学路径相同，不同之处则是写入的过程是利用函数产生器对激光束产生单元的驱动电路施加调制，使其所产生的激光光产生能量变化，以通过光热效应而造成光学记录媒体的材料的物理变化，根据激光光源的能量而在光学记录媒体的数据存储表面造成代表“0”或“1”的数据的坑洞。而为了使光学读写头能顺利读取数据，需使光学读写头致动器具备平行聚焦特性，将通过光学读写头物镜的激光光聚焦且能使焦点正确的维持在盘片数据记录层；以及平行跟踪特性，将焦点保持在数据存储媒体的记录层的数据轨迹中央。
本发明还包含一种光学读写头，其包含用以装设本发明的两组光路系统的致动器，请参考图2，其为本发明实施例的致动器示意图，其包含：物镜承载座200、聚焦线圈240、跟踪线圈230、轭铁210与磁铁220所组成的磁路装置、四根金属导线241、阻尼承载座250与电路板260。两组光路系统的聚焦物镜201、202分别设置于物镜承载座200的顶面，物镜承载座200具有两个开口以装设聚焦物镜201、202，且物镜承载座200的侧面具有多个第一突出件204与第二突出件203，第一突出件204上各有一锥状开口，每个锥状开口可以提供一金属导线241穿过，第二突出件203则与聚焦线圈240或跟踪线圈230的末端接触，以方便进行各线圈与金属导线241的焊接。使金属导线241得以支撑物镜承载座200，并让物镜承载座200可沿聚焦方向及跟踪方向移动。而聚焦线圈240设置于物镜承载座200上，且使其感应磁场方向为聚焦物镜201、202的聚焦方向；跟踪线圈230设置于物镜承载座200上，且使其感应磁场方向垂直于聚焦方向，以作为跟踪方向。
磁路装置用以产生磁场，且磁场的方向平行跟踪线圈的感应磁场方向，而垂直于聚焦线圈的感应磁场方向。在实施例中，如图2所示，磁路装置由轭铁210与附于轭铁210上的磁铁220所组成，轭铁210含有一个以上的侧墙211以及与对应于侧墙211的内侧墙213，磁铁220吸附于侧墙211，磁铁220、侧墙211、内侧墙213以及轭铁210的底夹在侧墙211与内侧墙213的部分共同产生上述磁场回路，侧墙211的两侧延伸出往磁铁方向的弯折件212，其折弯角度可为10度至120度以导引磁场的磁力线分布。轭铁210的底部具有圆弧型的突出，以提供组装时的倾角调整之用。阻尼承载座250以螺丝214装设于轭铁210，使阻尼承载座250以螺丝214为中心轴相对于轭铁210旋转，以调整致动器组装光学系统时的倾斜角度。且电路板260接合于阻尼承载座250的表面，金属导线241则导通于电路板260，以提供金属导线241对外的电性连接。上盖270则是用以保护可动部，免受外力冲击，也可避免可动部往上超出可动范围。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1、一种光学读写头，用来读写两种不同数据存储密度的光学记录媒体，其特征在于，包含有：
两组光路系统，各包含有：
一激光束产生单元，用以产生一激光束，两组所述光路系统的所述激光束的波长相异，所述激光束产生单元包含一激光二极管与一绕射光栅，所述激光二极管发出所述激光束，绕射光栅则将所述激光束分为读取及跟踪的所述激光束；
一导光单元，配置于所述激光束产生单元的光路上，所述导光单元引导所述激光束产生单元的所述激光束行进，所述导光单元包含一分光镜、一准直镜及一折叠镜，所述分光镜先反射所述激光束产生单元所产生的所述激光束，使所述激光束经过所述准直镜成为平行光，再通过所述折叠镜转变平行光方向至所述聚焦物镜，使所述激光束通过所述聚焦物镜并聚焦于所述光学记录媒体的所述数据面，并经所述数据面反射所述激光束，反射该激光束经过聚焦物镜、折叠镜、准直镜、分光镜，传送所述激光束至所述光检测器；
一聚焦物镜，自所述导光单元接收所述激光束，使所述激光束通过所述聚焦物镜并聚焦于所述光学记录媒体的数据面；及
一光检测器，用以接收自所述光学记录媒体反射的所述激光束，所述激光束经所述光学记录媒体反射后，携带有所述数据面所记录的光数据信号，所述激光束再返回所述导光单元，并由所述导光单元引导至所述光检测器；
其中，所述两组光路系统由各自的所述导光单元引导的所述激光束的光路呈现互相交叉的设置，其交叉角度为30至150度。
2、根据权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，还包含一凹透镜，设置于所述激光束进入所述光检测器前的光路上。
3、根据权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，还包含：
一致动器，用以装设两组所述光路系统，其包含有：
一物镜承载座，所述聚焦物镜设置于所述物镜承载座的顶面；
一组聚焦线圈，设置于所述物镜承载座上，使其感应磁场方向为所述聚焦物镜的一聚焦方向；
一组跟踪线圈，设置于所述物镜承载座上，使其感应磁场方向垂直于所述聚焦方向，以作为一跟踪方向；
一磁路装置，用以产生一磁场，包括一轭铁与一个以上的磁铁，述磁场的方向平行于所述跟踪线圈的感应磁场方向，且所述磁场方向垂直于所述聚焦线圈的感应磁场方向，所述磁路装置并使所述聚焦线圈与所述跟踪线圈受到所述磁场作用；及
多个金属导线，用以支撑所述物镜承载座，并使所述物镜承载座可沿所述聚焦方向及所述跟踪方向移动；
一上盖，用以防止所述致动器可动部超出运动范围，并避免可动部受到外力冲击。
4、根据权利要求3所述的光学读写头，其特征在于，所述物镜承载座的侧面具有多个第一突出件与多个第二突出件，所述第一突出件上各有一锥状开口，每个所述锥状开口可以提供一根所述金属导线穿过，所述第二突出件则与所述聚焦线圈或所述跟踪线圈的末端接触。
5、根据权利要求3所述的光学读写头，其特征在于，所述轭铁含有一个以上的侧墙以及与对应于所述侧墙的一内侧墙，所述磁铁吸附于所述侧墙以产生所述磁场，所述内侧墙则用以将物镜承载座固定于所述轭铁。
6、根据权利要求5所述的光学读写头，其特征在于，所述侧墙的两侧往所述磁铁方向延伸出一弯折件，所述弯折件的折弯角度可为10度至120度以导引所述磁场的磁力线分布。
7、根据权利要求5所述的光学读写头，其特征在于，所述轭铁的底部具有圆弧型的突出。
8、根据权利要求5所述的光学读写头，其特征在于，还包含一阻尼承载座，所述阻尼承载座以一螺丝装设于所述轭铁，使所述阻尼承载座以所述螺丝为中心轴相对于所述轭铁旋转，以调整致动器组装光学系统时的倾斜角度。
9、根据权利要求5所述的光学读写头，其特征在于，还包含一电路板，所述电路板接合于所述阻尼承载座的表面，且所述金属导线导通于所述电路板。
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