渐变性光学折射系数的光储存媒体制造技术

一种渐变性光学折射系数的光储存媒体，主要系由光学折射系数渐变性的基板或盖板所构成的光储存媒体。本发明专利技术在基板或盖板加入一层光学折射系数渐变性的膜层，利用此膜层，改变光线成像路径，以改善光学读写头的像差（尤其是球差），进而优化激光聚焦点的成像品质，以形成一光学折射系数渐变性光储存媒体，可广泛应用于现行及未来各种不同类型的只读或可录式光储存媒体，包括光盘ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ－ＤＶＤ、蓝光盘片等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种光储存媒体，特别是有关于一种具有渐变性光学折射系数基板或盖板的光储存媒体。目前的光学储存媒体(例如CD、CD-R、CD-RW、DVD等光盘)利用激光源经由透镜聚焦后照射于记录层(recording layer)上进行光学的读或写的作用，其能辨识出的记录点(mark)大小会受到物理绕射极限(diffraction limit)0.61λ/NA(λ为激光的波长，NA为物镜的数值孔径(numerical aperture))的限制，例如，CD光盘片使用780nm的光源，NA值为0.45的光学读取头，可以读取记录层上长度0.83μm的记录单位，而DVD光盘片使用635～660nm的光源，NA值为0.6的光学读取头，可以读取记录层上长度0.4μm的记录单位。而为了发展更高记录密度与容量的下一代光储存媒体，则可以使用短波长的激光及高数值孔径的物镜，例如405nm蓝光激光NA0.85光学读写头，以达到更小的聚焦光点，但是NA值是正比于光瞳(物镜)直径，而与物镜的焦距成反比，所以为了达到更大的NA值，若使用传统的非球面光学物镜不仅设计难度增高，实际制造上的合格率也大为降低，造成成本的增加，再者，若使用全像元件，因为透光率下降，以及实际量产化难题的存在，使得距离商用化的程度仍有一段路要走。一般光学球面透镜，常存有Seidel像差(Seidel aberration)，尤其是球差，像差源自透镜具有有限的孔径与视场，而非近轴近似的理想情况，如图2的示意图，近轴光线202a的聚焦点206a与远轴光线202b的聚焦点206b不同，此称为球差，如图中所示，其远轴成像点206b′偏离中心聚焦点206a。一般而言，消除球差可由多片透镜组或非球面镜，而光储存媒体的光学读写头(pickup head)为了大量制作与成本考量，就以非球面镜配合高阶参数以消除像差，虽然在设计上可完全消除球差，但在实际上制作模具与复制的精确度尚难达到完美的透镜，尤其是高NA的物镜，所以其尚会有球差的存在。为有效解决上述所述的问题点，本专利技术的目的之一是将激光源通过光储存媒体记录层之前的基板或盖板改为渐变折射率的膜层，改变光线成像路径，以改善光学读写头的像差(尤其是球差)，进而优化激光聚焦点的成像品质。本专利技术目的之二是运用光学记录层之前的基板或盖板改为渐变折射率膜层的光储存媒体，协助光学读取头校正在设计以及制造上因精度不足所可能产生的像差，以使聚焦于记录层上的光点大小更趋近于绕射极限所规范的光点大小。本专利技术目的之三在于利用基板或盖板的渐变折射率的膜层所形成的光储存媒体，以减轻对于读写头聚焦物镜的要求，更可能搭配设计良好，且量产性高的聚焦物镜达到更低像差的聚焦点，且此方法相对于纯光学读取头的方法，提供一种较实用且低成本的方向去形成光储存媒体的读取装置。为达到上述目的，本专利技术提供一种渐变性光学折射系数光储存媒体，其组成包括一基板；一光学折射系数渐变性膜层于该基板上，形成一体的光学折射系数渐变性的光储存媒体基板；并通过该光学折射系数渐变性光储存媒体基板，以形成一渐变性光学折射系数的光储存媒体。图2为球差示意图。图3(a)光储存媒体的光学读写头与盘片架构示意图；图3(b)为聚焦点附近的光线追迹分布图；图3(c)为聚焦点的光点分布图。图4(a)为光储存媒体的光学读写头与树脂光学折射系数渐变性光盘基板的架构示意图；图4(b)为聚焦点附近的光线追迹分布图；图4(c)聚焦点的光点分布图。图5(a)为光储存媒体的光学读写头与无机介电光学折射系数渐变性的光盘基板的架构示意图；图5(b)聚焦点附近的光线追迹分布图；图5(c)聚焦点的光点分布图。图6(a)为DVD光学读写头与盘片架构示意图；图6(b)为聚焦点附近的光线追迹分布图；图6(c)为聚焦点的光点分布图。图7(a)为DVD光学读写头与光学折射系数渐变性的光盘基板的架构示意图；图7(b)为聚焦点附近的光线追迹分布图；图7(c)为聚焦点的光点分布图。图8(a)为只读光盘CD(或DVD)盘片实施例示意图；图8(b)为可录一次式盘片或可重复读写式的盘片实施例示意图；图8(c)为DVD架构只读光盘实施例示意图；图8(d)为DVD架构可重复读写式光盘示意图。图9为本专利技术另一单面只读型光盘架构下实施例示意图。附图说明图10为本专利技术非只读型光盘DVD架构下实施例示意图。图11为本专利技术的蓝光盘片架构只读型的实施例示意图。图12为本专利技术的蓝光盘片架构可录式盘片的实施例示意图。100、300、400、500、600、700、800、900、110光盘基板101、201、301、401、501、601、701物镜 102、302、602激光束403、503、703、803、903光学折射系数渐变性膜层31第一曲面32第二曲面306、406、506、606、706聚焦点206a、306a近轴聚焦点206b、306b远轴聚焦点306a′、406a′、506a′、606a′、706a′光集中区域306b′、406b′、506b′、606b′、706b′光散布区域307参考长度804、904、114只读记录层804a记录层904a、114a记录膜层202a近轴光线202b远轴光线206b′远轴成像点98、113盖板87光学折射系数渐变性光储存媒体基板85、95、115反射层86保护层96胶合层96a中介膜层 126中介层81读取面再通过ZEMAX(Focus Softwave，Inc.)计算可知其光学性质，以图3(a)、图3(b)、图3(c)表示，其中图3(a)为光储存媒体光学读写头301与盘片架构示意图，图3(b)为图3(a)的聚焦点306附近的光线追迹分布放大侧视图，其近轴光线的聚焦点306(a)与远轴光线的聚焦点306(b)不同。图3(c)则为聚焦点的光点分布正视图，307为相同的参考长度，其近轴光线的聚焦点306a′区域在近轴心位置，而远轴光线的聚焦点306b′分布则偏离轴心集束区域，由此可看出光储存媒体的光学读写头尚有明显的球差存在。实施例1.树脂光学折射系数渐变薄膜将树脂(resin)光学折射系数渐变性膜层403加入作为光储存媒体基板400中作为基板的一部份，再通过光学的仿真软件ZEMEX，使用U.S.patent No.4,449,792中提出光储存媒体CD光学头的光学参数，请参阅图4(a)～(c)，图4(a)为传统光储存媒体的光学读写头401与树脂光学折射系数渐变性光储存媒体基板的架构图，图4(b)为图4(a)的聚焦点406附近的光线追迹分布放大侧视图，图4(c)为聚焦点的光点分布正视图。其中图4(a)，仿真使用一树脂光学折射系数渐变性膜层403，厚度约为100μm，光学折射系数n(Reflective index)为1.58线性变化至1.38之间，加入基板中作为为基板400的一部份。当加入树脂光学折射系数渐变性膜层403且优化基板400厚度后，从图4(b)的结果与图3(b)的结果比较，可知在基板中加入光学折射系数渐变性膜层403，可改变光线成像路径，因而球差将可被矫正。由聚焦点406附近的光线追迹分布图，可知因在基板中加入光学折射系数渐变性膜层403，可改变光线成像路径，进而可缩小激光在聚焦点光分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渐变性光学折射系数光储存媒体，其特征是，其组成包括：一基板；一光学折射系数渐变性膜层于该基板上，形成一体的光学折射系数渐变性的光储存媒体基板；并通过该光学折射系数渐变性光储存媒体基板，以形成一渐变性光学折射系数的光储存媒体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳茂，王式禹，
申请(专利权)人：铼德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]