TWI254293B - Optical read-write head - Google Patents

Description

1254293 案號93120006 年 月 曰

五、發明說明（Ό 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種光學讀寫頭，特別是關於一種雙光 路之光學讀寫頭。 【先前技術】 採用光學讀寫頭存取光學記錄媒體之資料的技術，早 已為人所熟知，而隨著光學記錄媒體之儲存容量及儲存密 度的提高，光學讀寫頭的構造亦不斷地演進，其一演進特 徵就是存取光學記錄媒體之雷射光束的波長逐漸變短，且 物鏡數值孔徑（N um e r i c a 1 Ap e r t ur e， N A )逐漸變高（即用 以存取光學記錄媒體之雷射光束的聚光焦點變小，且其大 小正比於雷射光束波長，並反比於物鏡數值孔徑），以因 應儲存容量以及儲存密度不斷增加的光學記錄媒體。 新式光學讀寫頭的設計必須要具備反向相容性，也就 是既能夠存取新式的光學記錄媒體，也能夠存取舊式的光 學記錄媒體，所以新式光學讀寫頭須具有使用不同雷射光 束波長之讀寫機制，基於此，已發展出數種能夠存取兩種 相異資料儲存密度之光學記錄媒體，如可用來讀寫光碟 (Compact Disk， CD)和數位多功能光碟（Digital V e r s a ΐ i 1 e D i s k， D V D )的光學讀寫頭。 如美國第5 4 4 6 5 6 5號專利案中所揭露的可產生相異物 鏡數值孔徑的雙焦點聚焦物鏡，其在雷射光束產生單元所 產生之雷射光束行進至全像光學元件（Holographic 0 ρ t i c a 1 E 1 e m e η ΐ，Η. 0 . E .)時，此全像光學元件會使行經 其之雷射光束形成繞射並由聚焦物鏡聚焦於光學記錄媒

第6頁 1254293 案號 93120006 年 月 修正 五、發明說明（2) 體，且藉由此 性，再搭配聚 異資料儲存密 相異資料儲存 元件之製作成 若以成本 的選擇，如韓 術係使用兩個 鏡，而提供不 頭係使兩雷射 經由其光學路 射光束對應相 焦點，經光學 成存取兩種相 而雙光路系統 對於3 C產品的 【發明内容】 鑑於習知 種雙光路之光 之光學記錄媒 計，使讀寫頭 根據本發 寫不同資料儲 組成，單一光 全像光學 焦物鏡即 度之光學 密度之光 本南。 考量，使 國專利第 不同波長 同焦距且 光束產生 徑，而到 異物鏡數 記錄媒體 異資料儲 往往會使 需求。 技術的缺 學讀寫頭 體進行資 所佔之整 明所揭露 存密度之 路系統包 元件所形成之兩種繞射角度的特 可使雷射光束聚焦於相異焦點（相 記錄媒體的資料面），以存取兩種 學記錄媒體，但是特殊之全像光學 用雙光 00255； 的雷射 不同直 單元所 達聚焦 值孔徑 反射後 存密度 得整體 源及兩 :3 3號專 光源， 徑的讀 產生相 物鏡， 值，而 ，各自 之光學 體積較 種物鏡會是 利，其中所 分別匹配不 取光點。此 異波長之雷 並依據相異 形成相異大 返回至光偵 記錄媒體的 為龐大’不 較為經濟 揭露之技 同的透 光學讀寫 射光束各 波長之雷 小的聚光 測器，達 目的，然 符合目前 點，本發明的主要目的即為提供一 ，以分別對兩種相異資料儲存密度 料存取，且提出特殊的光學路徑設 體體積減少。 的雙光路之光學讀寫頭，可用來讀 光學記錄媒體，儀由兩組光路系統 含有：雷射光束產生單元、導光單

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第7頁 1254293 案號 93120006 年 月 修正 五、發明說明〔3; 元、聚焦物鏡及光偵測 生相異波長之雷射光束 單元之光路上，用以引 進，使雷射光東通過聚 料® 5聚焦的雷射光米 料面所記錄的光資料訊 沿光路由導光早元引導 換為相對應之電訊號。 互相交叉之設置，如此 體積。 同時本發明更包含 設本發明之兩組光路系 座、聚焦線圈、循執線 兩組光路系統之聚焦物 線圈設置於物鏡承載座 鏡的聚焦方向；循執線 應磁場方向垂直於聚焦 直’用以座生磁場’石兹 場方向，而相對地磁場 向，磁路裝置並使聚焦 數個金屬導線用以支撐 聚焦方向及循執方向作 向及循軌方向上的運動 為使對本發明的目 器，兩個雷射光束產生單元用以產 ，導光單元則配置於雷射光束產生 導雷射光束產生單元之雷射光束行 焦物鏡並聚焦於光學記錄媒體之資 經光學記錄媒體反射後，攜帶有資 號，雷射光束再返回導光單元，並 至光偵測器接收，將光資料訊號轉 其中，兩組光路糸統之光路係呈現 可以有效的縮小整體讀寫頭配置的 一種光 統之致 圈、磁 鏡設置 上，且 圈設置 方向， 場的方 方向垂 線圈與 物鏡承 動，藉 自由度 的、構 學讀寫頭， 動器，其包 路裝置與複 於物鏡承載 使其感應磁 於物鏡承載 以作為循執 向平行於循 直於聚焦線 循執線圈受 載座’並使 以提供物鏡 其包含可 含：物鏡 數個金屬 座之頂面 场方向為 座上，且 方向，磁 執線圈的 圈的感應 到磁場作 物鏡承載 承載座於 用以裝 承載 導線。 ，聚焦 聚焦物 使其感 路裝 感應磁 石兹场力 周。複 座可沿 聚焦方 造特徵及其功能有進一步的

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第8頁 1254293 案號 93120006 年 月 修正 五、發明說明（4) 了解，茲配合圖示詳細說明如下： 【實施方式】 本發明所揭露的多波長之光學讀寫頭，係用以對相異 資料儲存密度之光學記錄媒體進行資料存取，如第1圖所 示，其為本發明實施例之示意圖，其包含有第一光路系統 1 1 0與第二光路系統1 2 0，第一光路系統11 0之光路與第二 光路系統1 2 0之光路係呈現互相交叉之設置，如此可以有 效的縮小整體讀寫頭配置的體積。 第一光路系統11 0與第二光路系統1 2 0分別由雷射光束 產生單元、導光單元、聚焦物鏡（圖中未示）及光偵測器 1 3 0所組成。雷射光束產生單元包含雷射二極體111與繞射 光栅1 1 2，雷射二極體1 1 1用以發出線偏振的雷射光束，繞 射光柵1 1 2則使所產生之雷射光束形成讀取及循執的雷射 光東。 導光單元配置於雷射光束產生單元之光路上，用以引 導雷射光束產生單元之雷射光束行進，使雷射光束通過聚 焦物鏡並聚焦於光學記錄媒體之資料面，雷射光束再反射 回導光單元，並沿光路由導光單元引導至光偵測器1 3 0接 收，將光資料訊號轉換為相對應之電訊號。如第1圖所 示，導光單元包括有：分光鏡（Beam-splitter)121、準直 鏡（Collimatior)12 2及摺疊鏡（folding mirr〇r)123。如 第1圖所示，分光鏡1 2 1先反射雷射光束產生單元所產生之 雷射光束，使雷射光束經過準直鏡成1 2 2為平行光，再經 由摺疊鏡1 2 3轉變平行光方向至聚焦物鏡1 2 4，使雷射光束

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1254293 案號 93120006 月 修正 五、發明說明（5) 通過聚焦物鏡1 2 4並聚焦於光學記錄媒體之資料面，聚焦 的雷射光束經光學記錄媒體反射後，再沿光路返回摺疊鏡 1 2 3、準直鏡1 2 2及分光鏡1 2 1，最後由光偵測器1 3 0接收。 而本發明實施例更包含一凹透鏡1 3 1，設置於雷射光束進 入光偵測器1 3 0前的光路上，用以修正碟片反射的光訊號 品質。如此，即可利用第一光路系統Π 0與第二光路系統 1 2 0分別讀取不同資料密度之光學記錄媒體，兩組光路系 統之交叉角度約為3 0至1 5 0度可充分利用整體空間。 對光學記錄媒體寫入資料的過程，其中之入射雷射光 東以及反射雷射光束的光學路徑仍與上述執行資料讀取的 光學路徑相同，不同之處則是寫入的過程是利用函數產生 器對雷射光東產生單元之驅動電路施加調制，使其所產生 的雷射光產生能量變化，以藉由光熱效應而造成光學記錄 媒體之材料的物理變化，根據雷射光源的能量而在光學記 錄媒體之資料儲存表面造成代表π 0 π或π厂'之資料的坑洞。 而為了使光學讀寫頭能順利讀取資料，需使光學讀寫頭致 動器具備平行聚焦特性，將通過光學讀寫頭物鏡的雷射光 聚焦且能使焦點正確的維持在碟片資料記錄層；以及平行 循執特性，將焦點保持在資料儲存媒體之記錄層的資料執 跡中央。 本發明更包含一種光學讀寫頭，其包含用以裝設本發 明之兩組光路系統之致動器，請參考第2圖，其為本發明 實施例之致動器示意圖，其包含：物鏡承載座2 0 0、聚焦 線圈2 4 0、循執線圈2 3 0、軛鐵2 1 0與磁鐵2 2 0所組成之磁路

第10頁 1254293 案號 93120006 年 月 修正 五、發明說明（6:) 裝置、四根金屬導線2 4 1、阻尼承載座2 5 0與電路板2 6 0。 兩組光路系統之聚焦物鏡2 0 1、2 0 2分別設置於物鏡承載座 2 0 0之頂面，物鏡承載座2 0 0具有兩個開口以裝設聚焦物鏡 2 0 1、2 0 2，且物鏡承載座2 0 0之侧面具有複數個第一突出 件2 0 4與第二突出件2 0 3，第一突出件2 0 4上各有一錐狀開 口 ，每個錐狀開口恰可以提供一金屬導線2 4 1穿過，第二 突出件2 0 3則與聚焦線圈2 4 0或循執線圈2 3 0之末端接觸， 以方便進行各線圈與金屬導線2 4 1的焊接。使金屬導線2 4 1 得以支撐物鏡承載座2 0 0，並讓物鏡承載座2 0 0可沿聚焦方 向及循執方向作動。而聚焦線圈2 4 0設置於物鏡承載座2 0 0 上，且使其感應磁場方向為聚焦物鏡2 0 1、2 0 2的聚焦方 向；循執線圈2 3 0設置於物鏡承載座2 0 0上，且使其感應磁 場方向垂直於聚焦方向，以作為循執方向。 磁路裝置用以產生磁場5且磁场的方向平4亍彳盾執線圖 的感應磁場方向，而垂直於聚焦線圈的感應磁場方向。於 實施例中，如第2圖所示，磁路裝置係由軛鐵2 1 0與附於軛 鐵2 1 0上之磁鐵2 2 0所組成，軛鐵2 1 0含有一個以上之侧牆 2 1 1以及與對應於側牆2 1 1的内側牆2 1 3，磁鐵2 2 0吸附於側 牆2 1 1，磁鐵2 2 0、側牆2 Η、内側牆2 1 3以及軛鐵2 1 0的底 夾在2 1 1與2 1 3的部分共同產生上述磁場迴路，側牆2 1 1的 兩側延伸出往磁鐵方向的彎折件2 1 2，其折彎角度可為1 0 度至1 2 0度以導引磁場的磁力線分布。軛鐵2 1 0的底部具有 圓弧型的突出，以提供組裝時的傾角調整之用。阻尼承載 座2 5 0以螺絲2 1 4裝設於軛鐵，使阻尼承載座2 5 0以螺絲2 1 4

1254293 _案號 93120006_年月日__ 五、發明說明（7:) 為中心轴相對於輛鐵2 1 0旋轉，以調整致動器組裝光學系 統時的傾斜角度。且電路板2 6 0接合於阻尼承載座2 5 0的表 面，金屬導線2 4 1則導通於電路板2 6 0，以提供金屬導線 2 4 1對外之電性連接。上蓋2 7 0則是用以保護可動部，免受 外力衝擊，亦可避免可動部往上超出可動範圍。 雖然本發明之較佳實施例揭露如上所述，然其並非用 以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之 專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者 為準。

第12頁 1254293 案號 93120006 月 曰 修正 圖式簡單說明 第 1圖 為 本 明 實 施 第 2圖 為 本 7X 明 實 施 【圖 式 符號說明】 110 第 — 光 路 系 統 111 雷 射 二 極 體 112 繞 射 、卜 兀 柵 120 第 - 光 路 系 統 121 分 、卜 7Ό 鏡 122 準 直 鏡 123 摺 疊 鏡 124 聚 隹 i 物 鏡 130 光 偵 測 哭 tm 131 凹 透 鏡 200 物 鏡 承 載 座 201 聚 隹 物 鏡 2 02 聚 焦 物 鏡 203 第 二 突 出 件 204 第 一 出 件 210 軛 鐵 211 侧 牆 212 彎 折 件 213 内 侧 牆 214 螺 絲 220 磁 鐵 及 意圖

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Claims (1)

1254293 _案號 93120006_年月日__ 六、申請專利範圍 1 . 一種光學讀寫頭，係用來讀寫兩種不同資料儲存密度之 光學記錄媒體，其包含有： 兩組光路系統，各包含有： 一雷射光束產生單元，用以產生一雷射光束， 兩組該光路系統之該雷射光束的波長相異； 一導光單元，配置於該雷射光束產生單元之光 路上，該導光卓元係引導該雷射光米座生早元之該雷射 光束行進； 一聚焦物鏡，自該導光單元接收該雷射光束， 使該雷射光束通過該聚焦物鏡並聚焦於該光學記錄媒體 之資料面；及 一光偵測器，用以接收自該光學紀錄媒體反射 之該雷射光束，該雷射光束經該光學記錄媒體反射後， 攜帶有該資料面所記錄的光資料訊號，該雷射光束再返 回該導光單元，並由該導光單元引導至該光偵測器； 其中，兩組該光路系統由各自之該導光單元引導之 該雷射光束的光路係呈現互相交叉之設置。 2 .如申請專利範圍第1項所述之光學讀寫頭，其中該兩組 光路系統之交叉角度為3 0至1 5 0度。 3 .如申請專利範圍第1項所述之光學讀寫頭，其中該雷射 光束產生單元包含一雷射二極體與一繞射光柵，該雷射 二極體發出該雷射光束，繞射光柵則將該雷射光束分為 讀取及循軌的該雷射光束。 4.如申請專利範圍第1項所述之光學讀寫頭，其中該導光

第15頁 1254293 案號 93120006 年 修正 、申請專利範圍 單元包含- 反射 射光 平行 鏡並 反射 光债 5·如申 透鏡 6. —種 光學 該雷射 束經過 光方向 聚焦於 該雷射 測器。 請專利 ，設置 光學讀 記錄媒 兩組光 於該光 聚焦 呈現互相交 一致動 一物鏡 頂面 磁場方向為 石兹場 組聚 組循 於該 聚焦 方向垂 —磁路 循執線 線圈的 分光鏡、一準直鏡及一摺疊鏡，該分光鏡先 光束產生單元所產生之該雷射光束，使該雷 該準直鏡成為平行光，再經由該摺疊鏡轉變 至該聚焦物鏡，使該雷射光束通過該聚焦物 該光學記錄媒體之該資料面，並經該資料面 光束返回該導光單元，傳送該雷射光束至該 範圍第1項所述之光學讀寫頭，更包含一凹 於該雷射光東進入該光彳貞測器前的光路上。 寫頭，係用來讀寫兩種不同資料儲存密度之 體，其包含： 路糸統’係引導兩雷射光束通過兩聚焦物鏡 學記錄媒體之貢料面’兩雷射光來的光路係 叉之設置； 器，用以裝設兩組該光路系統，其包含有： 承載座，該聚焦物鏡設置於該物鏡承載座之 焦線圈，設置於該物鏡承載座上，使其感應 該聚焦物鏡的一聚焦方向； 執線圈，設置於該物鏡承載座上，使其感應 直於該聚焦方向，以作為一循執方向； 裝置’用以產生一磁場，該磁場的方向平行 圈的感應磁場方向’且該磁場方向蛮直於該 感應磁場方向，該磁路裝置並使該聚焦線圈

第16頁 1254293 _案號 93120006_年月日__ 六、申請專利範圍 與該循執線圈受到該磁場作用；及 複數個金屬導線，用以支撐該物鏡承載座，並使該 物鏡承載座可沿該聚焦方向及該循執方向作動。 一上蓋，用以防止該致動器可動部超出運動範圍， 並避免可動部受到外力衝擊。 7 .如申請專利範圍第6項所述之光學讀寫頭，其中該兩組 光路系統之交叉角度為3 0至1 5 0度。 8 .如申請專利範圍第6項所述之光學讀寫頭，其中該物鏡 承載座之側面具有複數個第一突出件與複數個第二突出 件，該第一突出件上各有一錐狀開口 ，每個該錐狀開口 恰可以提供一根該金屬導線穿過，該第二突出件則與該 聚焦線圈或該循軌線圈之末端接觸。 9 .如申請專利範圍第6項所述之光學讀寫頭，其中該磁路 裝置係由一輛鐵與一個以上之磁鐵所組成，該輛鐵含有 一個以上之侧牆以及與對應於該侧牆的一内侧牆，該磁 鐵吸附於該侧牆以產生該磁場，該内側牆則用以將物鏡 承載座固定於該軛鐵。 1 〇 .如申請專利範圍第9項所述之光學讀寫頭，其中該侧牆 的兩側往該磁鐵方向延伸出一彎折件，該彎折件之折 彎角度可為10度至1 2 0度以導引該磁場的磁力線分布。 Π .如申請專利範圍第9項所述之光學讀寫頭，其中該軛鐵 的底部具有圓弧型的突出。 1 2 .如申請專利範圍第9項所述之光學讀寫頭，其中更包含 一阻尼承載座，該阻尼承載座以一螺絲裝設於該幸厄

第17頁 1254293 案號 93120006 年月日 修正 六、申請專利範圍 鐵，使該阻尼承載座以該螺絲為中心軸相對於該輛鐵 旋轉，以調整傾斜角度。 1 3 .如申請專利範圍第9項所述之光學讀寫頭，其中更包含 一電路板，該電路板接合於該阻尼承載座的表面，且 該金屬導線導通於該電路板。

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