[發(fā)明專利]一種用于不同厚度光盤的透鏡

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01117697.0
• 申請(qǐng)日: 1996-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN1362630A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李哲雨;申東鎬;林慶和;鄭鐘三;趙虔皓;成平庸;劉長(zhǎng)勛;李庸勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B13/24
• 分類號(hào): G02B13/24;G02B3/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 李曉舒

本申請(qǐng)是三星電子株式會(huì)社于1996年8月28日申請(qǐng)的發(fā)明名稱為“透鏡裝置及使用該透鏡裝置的光學(xué)頭設(shè)備”、申請(qǐng)?zhí)枮?6191002.X的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種用于不同厚度光盤的透鏡。

光學(xué)頭在記錄介質(zhì)，例如光盤上，記錄和再現(xiàn)諸如視頻或聲頻信息。通過在基體上形成信息記錄表面構(gòu)成光盤。該基體可由塑料或玻璃制作。為了從高密度光盤讀或?qū)懶畔ⅲ獍咧睆奖仨毞浅Ｐ　榇耍ǔ６际褂么髷?shù)值孔徑的物鏡和較短波長(zhǎng)的光源。但在使用較短波長(zhǎng)的光源時(shí)，就要減小光盤相對(duì)于光軸的傾斜允差。這種被減小的光盤傾斜允許可通過減小光盤厚度而增加。

假定光盤傾斜角是θ，則慧差系數(shù)W₃₁的數(shù)值可由下式得出： W 31 = - d 2 [ n 2 ( n 2 - 1 ) sin θ cos θ ( n 2 - sin 2 θ ) 5 2 ] NA 3 ]]>

這里，d和n分別表示光盤的厚度和折射率。從上式可知，慧差系數(shù)與數(shù)值孔徑(NA)的三次方成正比。因此，鑒于傳統(tǒng)的小光盤(CD)所需的物鏡數(shù)值孔徑NA是0.45，而傳統(tǒng)數(shù)字視頻光盤或數(shù)字通用光盤(DVD)所需的物鏡數(shù)值孔徑是0.6(以適應(yīng)更高的信息密度)，對(duì)于給定的傾斜角，DVD的慧差系數(shù)是具有同樣厚度的CD的2.34倍。這樣，DVD的最大傾斜允差減小到傳統(tǒng)CD的一半。為使DVD的最大傾斜允差與CD一致，就需減小DVD的厚度。

然而，由于具有非標(biāo)準(zhǔn)厚度的光盤受球差影響的程度與該光盤厚度同標(biāo)準(zhǔn)光盤厚度的差異相對(duì)應(yīng)，因此，這種采用短波長(zhǎng)(高密度)光源的、厚度減小的光盤，例如DVD，就不能用在采用長(zhǎng)波長(zhǎng)光源的例如光盤驅(qū)動(dòng)器等傳統(tǒng)CD的記錄/再現(xiàn)裝置。如果球差增加過大，則形成在光盤上的光斑就不具有記錄信息所需的光強(qiáng)，這樣就會(huì)妨礙信息的準(zhǔn)確記錄。另外，信息再現(xiàn)時(shí)，信噪比(S/N)太低就不能準(zhǔn)確地再現(xiàn)記錄的信息。

因此，有必要采用可兼容CD或DVD等不同厚度光盤的、如650nm的短波長(zhǎng)光源的光學(xué)頭。

為此，已展開了對(duì)用單個(gè)光學(xué)頭裝置和較短波長(zhǎng)光源在兩種具有不同厚度的光盤上均能記錄和再現(xiàn)信息的設(shè)備的研究。例如日本待公開專利申請(qǐng)平7-98431就提出了一種采用全息透鏡和折射透鏡組合成的透鏡裝置。

圖1和2分別表示零級(jí)和一級(jí)衍射光聚焦到具有不同厚度光盤3a和3b上的情形。在這兩幅圖中，帶有圖案11的全息透鏡1和折射物鏡2布置在光盤3a和3b前面的光路上。圖案11來自光源(未示出)并穿過全息透鏡1的光束4進(jìn)行衍射，將該透射光分成第一級(jí)衍射光41和零級(jí)衍射光40，兩束衍射光經(jīng)物鏡2以不同的強(qiáng)度聚焦到光軸的不同點(diǎn)。這兩個(gè)不同的焦點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)厚光盤3b和薄光盤3a的焦點(diǎn)，因此可以對(duì)不同厚度的光盤進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)的操作。

但是，在這種透鏡裝置的使用中，用全息透鏡1將光分成兩束(即零級(jí)和第一級(jí)光)會(huì)使實(shí)用光的使用效率(第一級(jí)光被反射和其中部分被兩次衍射)降低到15％。另外，在讀操作時(shí)，只有一束光攜帶信息、而另一束不攜帶信息，不攜帶信息的光束很可能被檢作噪聲。再者，制作這種全息透鏡要求蝕刻微細(xì)全息圖案時(shí)的高精度操作，因此增加了制作成本。