CN1466133A - 一种光学读写装置 - Google Patents

Abstract

本发明读写光学装置，是一种能使用二种以上不同激光波长的激光读写装置。是使用一种非球面透镜101，一种光阑102，一种反射镜103，一种准直镜104，一种分光棱镜105，一种发出780－790nm波长的全息激光单元107，一种发出650nm波长的全息单元106，一种光能探测器108，所组合可读写的光电系统。既能实现对DVD等光盘上的信息读取，又能在CD－R/RW光盘上刻录。

Description

一种光学读写装置

目前，激光光学头分为只读式光学头和既能读又能写光学头两大类，后者是未来光存储技术发展的主流方向，本发明设计的光学读写装置，涉及一种使用一个物镜，一个光阑(或者使用一个全息非球面物镜代替光阑和普通聚焦透镜的组合)，一个反射镜，一个准直镜，一个分光棱镜，一个能发出650nm波长的全息激光器单元和一个能发出780-790nm波长的全息激光单元，并且该激光单元所发出的激光束光功率是可调的，可以实现DVD、CD、VCD、CD-R、CD-RW等光盘上的信息再现，又可以实现在CD-R/RW光盘上刻录信息。读写两用光学装置，主要形式是CD-R/RW、DVD-R/RW、DVD-RAM。而本发明设计读写光学装置的设计采用了DVD-ROM+CD-R/RW的方式组成，从而实现了在光驱动器上既能读取DVD、CD、VCD、CD-R、CD-RW光盘上的信息，又能在CD-R、CD-RW光盘上记录信息。

本发明设计提供了一种数字光盘信息再现和记录装置。

本发明设计光学读写装置是基于上述要求的考量。本发明光学读取装置包括：一种NA：0.6的非球面物镜，一种反射镜，一种准直镜，一种分光棱镜，和两种不同波长的全息激光单元组成的光电系统，其中发出780-790nm波长的全息激光单元发出的激光束，光功率是可调节的，根据读写要求光功率能量不同要求，作相应的变换，为了实现上述光电系统方案，本装置采用了一种特殊结构设计。

本发明设计，采用780-790nm波长的全息激光单元发出激光束，经过全息光栅，入射至分光棱镜，经过分光棱镜的反射面，与入射线成90°角反射光束，反射至准直镜，光束通过准直镜调制成平行光，再经过一个反射镜与入射光束成90°角反射至聚焦物镜，平行光通过聚焦物镜，被聚焦在CD、VCD光盘信号层面上读写信号。读取光盘上的信号时，激光束光功率采用5-7mw；在CD-R、CD-RW光盘上写信号时，激光束光功率作相应的加大，根据不同的写倍速要求激光束的光功率在250mw以内作相应的变化。780nm波长全息激光单元，如改用只采用5-7mw激光功率全息单元和650nm全息激光单元组成一种兼容CD、VCD、CD-R、CD-RW光盘的只读式DVD激光头，也是属于本实用技术设计方案的范畴。本发明设计光电系统技术方案，采用本实用新型结构设计方案去实现。具有结构紧凑，体积小，美观等特点。发出650nm波长的全息激光器单元固定在一个可旋转的外套里，外套在滑动基架上可以作前后移动调整，分光棱镜被布置于出射光的正前方，激光束以0°角入射于固定在滑动基架上的分光棱镜后，可以通过准直镜调制激光束，再在后面放置一个全息反射镜，反射面与激光束成45°角，反射镜被置在滑动基架上和在聚焦物镜的正下方，发出780-787nm波长的全息激光器单元固定在一个外套里，外套在滑动基架上。

使用一个光阑和一个非球面透镜，或者使用一个全息非球面透镜，使激光束被聚焦在具有不同厚度透光层的两个以上记录媒体的各信号记录表面上。光阑的位置和位动与否根据光圈变化范围而定。光学系统的结构参数由各透镜表面的曲率半径或非球面系数，透镜的厚度和间隔，透镜的折射率确定。与光阑位置接近的透镜可以改善球差和慧差，轴外的宽光束有很大的球差和慧差，因此要合理的拦截光束和选定光阑位置，可把光束中变化大的外围部分光线拦去，以消除其对像质有害影响。聚光物镜的像方孔径角必须与物镜的物方孔径角相匹配，为此在聚光镜的物方位面上或附近设置光阑使出瞳正好与物镜的入瞳大致重合。

光盘表面的径向是有规则的重复结构，其纹迹方向上结构较复杂，信号中有一个主载波频率，它在纹迹方向上得到一个完全确定的坑点周期，纹迹方向上坑点序列的长度和位置是随机的，尽管数字工作看上去很复杂，但其优点是可以完全确定光盘上扫描光点后任何位置的信号，然后检测器信号的计算只要求已知的傅立叶分量和余弦或正弦函数相乘，它的自变量按照光点沿着纹迹和垂直于纹迹的位置(寻迹误差)进行修正。从光源发出的光的幅值分布开始为扫描光点在物镜焦平面上的幅值分布，由光盘结构引起的光的衍射的光的一部分(散射被有限尺寸的检测器接收，检测器信号最终将以经向和切向周期性为基础的傅立叶级数表示。

物镜以复光孔函数用以说明由物镜引起的局部吸收和相位变化(即象差)、光孔函数加上球面相位因子就包含了物镜的聚焦作用，这里衍射结构是物镜的光孔边缘(光圈)，将来自物镜光圈规定的衍射孔径的所有到达确定点的光学干扰相加，可以得到光盘差确定了点对应于干扰的相位。

图-1是表示本发明设计读写光学装置光电系统组合方法图。

图-2是表示本发明设计读写光学装置滑动基架的结构图。

图-3是表示本发明设计读写光学装置总装配图。

图-4是表示本发明设计光学读写装置的外形图。

图-5是表示本发明设计光学读写装置的外形图。

以下参照附图，具体说明本发明设计光学读写装置。图-1表示用一个物镜，一个光阑，一个反射镜，一个准直镜，一个分光棱镜，一个光能感应器，两个不同波长的全息激光单元所组成的本发明光学读写装置的光电系统。如果用一个全息物镜取代上述的普通物镜和光阑组合的功能，也属于本发明设计的技术范畴。

本发明设计使用一个发出780-790nm波长的全息激光器单元107，光束经过全息光栅将光束以0°角入射至分光棱镜，然后光束进入分光棱镜的分光面使光束反射镜至准直镜104，将光束调制成平行光，然后射至反射镜103，使平行光束通过光阑102，调整通光孔径后，用聚焦透镜使光束聚焦在CD、VCD、CD-R、CD-RW光盘的信号层面上，实现读写信号；使用一个能发出650nm波长的全息激光器单元106，光束经过全息光栅后，穿过分光棱镜105，然后经过准直镜104，使光束调制成平行光，射至反射镜103，光束与入射光束成90°角射至光阑102，经过光阑后，平行光束被物镜101聚焦在DVD光盘的信号层面上，实现对DVD光盘上信号的读取。

图-2是表示本发明设计的滑动基架的结构俯视图，所有的光电元件都合理地被布置在本滑动基架上，聚焦物镜安装在物镜移动架上，物镜移动架位置在201的定位面上。反射镜被安装在202的45°角的斜面上，准直镜被置于205的位置，光电能探测器被布置于203的位置，分光棱镜被安在204的位置，785nm波长的全息激光单元被布置于206的位置，本单元可以施转和前后移动，650nm波长的激光单元被布置于207的位置，将785nm波长的全息激光元调换至207的位置，650nm波长的全息激光元调换至206的位置，也属于本设计发明的技术精神范畴。

图-3是表示本发明设计的滑动基架的结构的俯视图。301是防振弹片的固定孔，302是悬丝杆导向轴的导向器的固定孔。

图-4是表示本发明设计读写光学装置的装配结构图。401是调整物镜倾斜角的弹簧片，402是聚焦物镜，403是防振弹片，用于消除本读写装置移动时产生的上下跳动，404是650nm波长的全息激光单元，405是785nm波长的全息激光单元，785nm波长的全息激光单元被布置于404的位置，650nm波长的全息激光单元被布置于405的位置，也属于本发明设计的技术精神范畴。

图-5是表示本发明设计读写光学装置的装配结构的反面图，501是防振弹片，502是本发明设计读写装置的导向器。

Claims (4)

1.本发明设计，它包括：

由一种NA＝0.6的非球面物镜，一种反射镜，一种光阑(或使用一个全息非球面聚焦透镜代替光阑和非球面透镜组合)。一种准直镜，一种分光棱镜，一种光能探测器和两种以上不同波长的全息激光单元组成的光电系统。其中能发出780-790nm波长全息激光单元的光功率是在5mw-250mw之间可以调节。根据读写倍速不同的要求。激光器发出的光功率可作相应的变换。

一种读写光学装置的结构装配设计。

2.根据权利要求1所述的光电系统，其特征在于，由780-790nm波长的全息激光单元发出的激光束，经过全息光栅，入射至分光棱镜，经过分光棱镜的反光膜面，与入射光束成90°反射至准直镜，光束通过准直镜调制成平行光，再经过一个反射镜与入射光束成90°角反射至聚焦透镜，平行光通过聚焦透镜被聚焦在CD、VCD、CD-R/RW等光盘信号层面上，读写信号。读取光盘上的信号，激光束光功率采用5-7mw；在CD-R、CD-RW光盘上写信号时，激光束光功率作相应的加大，根据不同的写倍速要求，激光束的光功率在250mw以内作相应的变化。780nm-790nm波长的全息激光单元，如改用只采用5-7mw激光功率实现只读取CD、VCD等光盘上的信号，也属于本技术精神的范畴。

3.根据权利要求1所述的DVD光学读写装置的结构装配设计，其特征在于，发出650nm波长的全息激光器单元，固定在一个外套里，外套在滑动基架上可以作左右旋转，前后移动调整，分光棱镜被布置于出射光的正前方，激光束以0°角入射于固定在滑动基架上的分光棱镜后，可以通过准直镜调制激光束成平行光，再在后面放置一个全反射镜，反射面与激光束成45°角，激光束反射至光阑并通过光阑滤光后至聚焦透镜、聚焦透镜将光束聚焦在DVD光盘信号记录层上，然后返回至全息激光单元的感光二极管上，光电转换后输送信号至处理单元、实现DVD的读取。发出780-790nm波长的全息激光器单元固定在一个外套里，外套在滑动基架上可以作左右旋转，前后移动调整，分光棱镜相对于780-790nm波长的激光束的反射面被布置成45°角，激光束经反射面反射后与入射光束成90°角出射到准直镜。准直镜将激光束调制成平行光，然后经过反射镜将光束反射至光阑片，控制开口数，使开口数成为0.45，然后通过聚焦物镜将光束聚焦CD光盘的信号层上，再从信号层返回到全息激光单元的感光二极管上，光信号转换成电信号，送到信号处理单元处理，实现读写CD、CD-R/RW光盘上的信号。

4.根据权利要求1所述的一种光能探测器，其特征在于，在激光头写信号时，可以将光能的变化转化成电能的变化，根据分光感度特性的变化量，激光管的控制电路自动调节激光管的输出功率，以达到精确写信号的目的。

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