[發明專利]光檢測器上具有可變換直徑的光斑的光頭

無效

• 申請號: 200580039230.8
• 申請日: 2005-11-11
• 公開（公告）號: CN101061539A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: A·米杰里特斯基;S·斯塔林加;B·H·W·亨德里克斯;S·凱帕;A·H·J·英明克;T·W·圖克;C·T·H·F·利登鮑姆
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G11B7/135
• 分類號: G11B7/135;G02B15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王慶海;劉紅

技術領域

本發明涉及一種光掃描頭，其適于讀取或記錄不同格式的記錄載體。本發明還涉及一種使用該光掃描頭的光存儲系統。

背景技術

隨著光記錄系統中對更高存儲容量的需求的增長，新的存儲系統在CD(緊致盤)和DVD(數字通用盤)之上發展起來。藍光盤(BD)就是這樣的一種新存儲系統。每12cm直徑的盤，CD可以存儲650MB左右，DVD可以存儲4.7GB左右，而BD已經可以在12cm的盤上存儲27GB。為了進一步增加盤的數據存儲容量，對于DVD盤和BD盤已經發展了多層媒介。這種媒介包括例如由一個間隔層分隔開的兩個數據層。每個層可以通過記錄載體的相同的入口表面進行訪問。

從光學視點來看，在光盤系統這些代之間的主要差別在于光源的波長和將光束聚焦到數據層上的物鏡系統的數值孔徑。對于CD盤，波長一般為785nm，使用數值孔徑(NA)為0.45，而對于DVD盤，上述兩個值分別為大約660nm和0.60，對于BD盤分別為大約405nm和0.85。為了連接所有這些不同的光存儲系統，兼容的光掃描頭被開發了，其能夠用來讀取和記錄不同代的光記錄系統的光盤。當設計這樣的兼容的光掃描頭時，期望使用單一的光路和單一的光檢測器，由此帶來具有更少光學元件的光頭，并且因此更加便宜并具備競爭力。

由于對于每個應用(CD盤，DVD盤或BD盤)物鏡系統的NA不同，因而朝向光檢測器的返回光束的NA也不同。這意味著聚焦到光檢測器上的光斑的直徑也與NA成比例。例如，對于在象散聚焦方式下的BD應用，在光檢測器上的光斑直徑為70μm時可能使用典型的光檢測器的尺寸為100μm×100μm，而對于DVD應用，光斑的直徑大約為54μm，對于CD應用只有大約37μm。

當光束著陸發生時，會產生一個問題。即檢測器和光斑由于例如機械壓力、在光頭制作期間未對準或在光掃描頭中的熱不穩定性而在橫向上相互移位。這種光束著陸對于掃描系統的聚焦和跟蹤信號的質量具有惡劣的影響。通常在光掃描頭中的光束著陸誤差達到10-15μm。對于DVD和CD應用的系統，這樣的光束著陸值與對應的光斑直徑54μm和37μm相比是相當大的。

當系統在讀取雙層DVD盤時，另一個問題會發生。光束通過物鏡系統被聚焦到兩個信息層中的一個上以讀出數據。在沒有被聚焦的另一層上的反射引起在光檢測器上的第二光斑。該第二光斑在光檢測器上具有更大的區域，因為其在該記錄層沒有聚焦，但是光分布的一部分仍然被光檢測器的感光區域捕獲了。該第二光斑可以被認為是不期望的漫射光，因而其可能影響穩固的聚焦和跟蹤信號的生成。在US5841735中，描述了對于與多層光盤相關的檢測器尺寸的要求。但是固定的檢測器尺寸被優化用于BD應用，導致這樣的要求錯配并且在為系統的雙層DVD應用中的光檢測器上產生了漫射光的一大部分，這將引起在DVD應用中系統的讀取和記錄性能的降低。

JP10-177738公開了用于DVD-CD兼容的光掃描頭的兩個物鏡致動器，其在兩個物鏡的數值孔徑和聚焦長度之間的關系上具有特定要求，以使朝向光檢測器的光束的數值孔徑，以及在光檢測器上的聚焦光斑的尺寸，對于DVD和CD應用是相同的。當光掃描頭還需要兼容第三代光記錄載體，例如BD時，該解決方案需要在致動器中設置三個透鏡。這將導致致動器頭更復雜和昂貴。這還增加了致動器的質量，由此限制了致動器系統的帶寬，導致記錄載體的讀取速度的限制。另外使用3D-致動器的解決方案的可能性將變得更加復雜。3D-致動器被用于記錄載體的聚焦和徑向跟蹤，以及校正記錄載體的傾斜(通常在徑向)。這樣的3D-致動器通常用于DVD系統。

本發明的目的在于提供一種光掃描頭(以及其應用)，其適于讀取和/或記錄多代記錄載體，而無需影響致動器性能并解決上述問題中的一個或更多。

發明內容

一種用于掃描具有信息層的光記錄載體的光學掃描設備，包括一光源，其用來產生一光束；一光學系統，其具有一向前光路，具有向前放大倍率，包括用來將所述光束聚焦到信息層上的一物鏡，和一具有返回放大倍率的返回光路，用來將信息層反射的光束傳送到光檢測器，返回光路具有返回放大倍率；以及一裝置，用來改變和調節返回放大倍率，而基本上不影響向前放大倍率。

改變返回放大倍率在被動和主動模式中被解釋。在被動模式中，改變可以由于例如當用來改變返回放大倍率的裝置包括例如衍射光學元件時對于光束波長的依賴。

對于用于光束的偏振方向的裝置的依賴還可以被認為是在被動模式中的改變的例子。

主動模式被認為在用于改變返回光路放大倍率的裝置中包括可調節特征。