CN100550148C

CN100550148C - 光学扫描装置

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Publication number: CN100550148C
Application number: CNB200580044122XA
Authority: CN
Inventors: T·W·图克; J·J·弗雷亨; B·H·W·亨德里克斯; S·凯帕
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: US20090296559A1; EP1831884B1; ATE393956T1; MY137473A; EP1831884A2; WO2006067707A3; DE602005006436D1; TW200638399A; DE602005006436T2; CN101084546A; JP2008524777A; KR20070092283A; WO2006067707A2

Abstract

一种用于对具有不同厚度覆盖层的光学记录载体(2)扫描的光学扫描装置(1)。该扫描装置具有用于扫描第一光学记录载体的第一模式，用于扫描第二光学记录载体的第二模式以及用于扫描第三光学记录载体的第三模式。该装置包括物镜系统和可转换光学元件，其具有第一离散状态以及不同的、第二离散状态。该元件包括：包括第一流体和不同的、第二流体(19)的流体系统；波阵面修正器(17)；以及用于作用于流体系统的流体系统开关，以在该元件的第一和第二离散状态之间转换。当该元件处于第一离散状态时，波阵面修正器(17)基本上被第一流体覆盖，以及当波阵面处于第二离散状态时，波阵面修正器(17)基本上被第二流体(19)覆盖。波阵面修正器包括非周期相位结构，该相位结构包括多个由台阶间隔开的梯状环形区域，该区域形成非周期径向图案，并且特征在于波阵面修正器还包括非球形表面。该扫描装置被设置成使用在所述第二状态中的该元件来运行，从而在所述第二模式时产生球面像差，在第二状态中该元件的非球形表面补偿了一多半由物镜系统和第二记录载体相结合而引起的球面像差。

Description

光学扫描装置

技术领域

本发明涉及一种光学扫描装置，特别而非排它地涉及一种包括用于扫描不同类型光学记录载体信息层的可变换光学元件的光学扫描装置。

背景技术

数据可以以光学记录载体的信息层的形式存储，所述光学记录载体例如光盘(CD)、传统的数字多功能光盘(DVD)以及所谓的蓝光(Blu-Ray^TM)光盘(BD)。

近来随着蓝色激光二极管的出现已经提出了蓝光光盘(BD)，与用于从传统DVD中读取或者写入数据的红色激光二极管相比，蓝色激光二极管以非常短的波长发光。因为蓝色激光二极管的波长比更常用的红色激光二极管的波长短，所以蓝色激光二极管能够在光盘上形成更小的斑点，因此蓝光光盘的信息层轨道可以比传统DVD的信息层轨道更加紧凑地间隔开，反过来说就是指蓝光光盘能够比传统DVD具有更大的存储容量----典型地在存储容量方面能够获得至少两倍的增加。

为了避免用户必须购买各种不同的设备用来从特定类型的光学记录载体上读取数据或者将数据写入到特殊类型的光学记录载体，期望单个光学扫描装置能够从不同格式的多个光学记录载体上再现数据。

然而，这个目的并不容易实现，因为不同的记录载体格式以及相关的扫描装置具有不同的特性。例如，CD是可提供的，尤其像CD-A(CD-音频)、CD-ROM(CD-只读存储器)以及CD-R(CD-可记录的)，并且被设计成用大约微785nm的激光波长以及0.45的数值孔径(NA)扫描。另一方面，DVD被设计成以650nm区域中的激光波长扫描，以及蓝光光盘被设计成以405nm区域中的激光波长扫描。为了读取DVD，通常使用0.6的NA，而为了写入DVD通常需要0.65的NA。复杂的因素就是被设计成以一定波长读取的光盘不总是以另外的波长可读取的。一个例子是CD-R，在CD-R中，为了在785nm波长下获得高信号调制，在记录堆栈中涂覆特别的染料。在650nm波长，在来自光盘的信号调制因所述染料的波长敏感度而变得非常小，所述染料在这个波长下读取是不可行的。

当引入具有更高数据容量的新记录载体时，为了在市场中获得较高的可接收程度，用于读写的新设备倒退与现存的记录载体兼容是很重要的。因此，DVD系统必须包含785nm的激光和650nm的激光，以能够读取所有现存的CD类型。类似地，能够读取所有CD、DVD和蓝光光盘的系统应当包含785nm的激光、650nm的激光和405nm的激光。

不同类型的记录载体其透明基板的厚度也是不同的，该透明基板典型地对光盘的数据携载层起到保护层的作用，结果数据层距离记录载体的入射面的深度随着记录载体类型的变化而变化。例如，用于DVD的数据层深度为大约0.6mm，而用于CD的数据层深度为大约1.2mm。因辐射束横穿保护层而招致的球面像差通常在光学扫描装置的物镜中得到补偿。

作为对于不同类型记录载体的这些不同特性的结果，如果试图例如使用已经被最优化用于另一种不同类型记录载体的光学扫描装置从记录载体中读取数据，可能会产生问题。例如，如果一种类型的载体介质用已经被最优化用于另一种类型载体介质的物镜读取，则可能产生大量的球面像差和不可忽略的数量的色球差(sphefochromatism)。该装置可以具有三个物镜，一个用于每个波长。然而，这种解决方法会相当昂贵。

因此非常可取的是提供一种设备，其具有单个光学物镜，用于使用不同波长的激光辐射扫描各种不同的光学载体介质。

国际专利申请WO 02/082437描述了这样的一种在光学扫描装置中使用的物镜，用于从三种不同类型的记录载体中读取数据。该物镜具有设置在辐射束路径中的相位结构。该相位结构包括多个高度不同的相位元件，当在剖面观察时这些高度不同的相位元件被排列成一连串的台阶。高度不同的相位元件是相关的且被排列使得产生用于读取特定类型记录载体的特定波长辐射束的所期望的波阵面修正。

结果，当使用单个物镜读取所有光盘时，物镜对于每种光盘类型一定产生不同数量的球面像差，以处理覆盖层厚度方面的差异。对于两种波长物镜来说，例如在DVD/CD兼容透镜中所用的，为一种模式设计的在透镜上的非周期相位结构(NPS)或者不同衍射结构可以用于校正另一种模式中的球面像差。在三波长系统的情况下，例如在CD/DVD/BD系统中使用的，对于这种NPS或者衍射结构的要求非常严格，因为该结构不得不在两种模式中补偿不同数量的球面像差，而使第三种模式没有受到影响。

已经提出了多种不同系统，其中流体系统用于提供具有可变特性的光学元件。

美国专利5,973,852描述了一种流体填充的可变功率光学透镜。该透镜包括在包含流体的腔体的一端上设置的外壳，该外壳具有光学透明的弹性膜。泵浦组件被用于从所述腔体中插入或取出流体，由此该膜相应地有选择地以凸透镜或者凹透镜的形状朝外或者朝内凸出。

国际专利申请WO 00/58763描述了一种基于电湿润的系统，由此可以改变两种不同流体之间的流体凹凸透镜(fluid meniscus)的曲率。提出该系统可以用作可变透镜。

美国专利6,288,846描述了一种系统，其中流体系统可以在两种不同的、离散的状态之间转换，以提供不同波阵面修正。当该系统处于这些状态中的一种时，在流体和波阵面修正器之间建立接近零的折射率差值，以使辐射束未改变。在该系统的另一种状态下，这个折射率差值是足以修正辐射束路径的数值。流体处理系统用于转换流体系统。流体处理系统的例子包括手工地或者电动的皮下注射器、蠕动泵、可压缩球管、压电、液压或者气动致动器。

美国专利6,408,112描述了一种光学开关，其包括容纳在该部件内的沟道和空腔中的流体系统。设置在空腔中的压电致动器使流体被移位到沟道中。在一个实施例中，所述流体越过波阵面修正器的表面，该波阵面修正器包括菲涅耳(Fresnel)透镜形式的浮雕结构。在一个实施例中，流体系统中两种流体组分中之一是气体，当流体移动进入到浮雕结构上方的空间中时气体被压缩。然而，这种部件要求保持竖直的方向以防止气体定位在所述系统包含蠕动泵的那部分处。还描述了可以使用两种适合的流体。然而，一个缺点是转换过程的可靠性，特别是当使用浮雕结构时，其中流体流动不完全是平滑的。在转换过程中要求平滑的流体流动也限制了转换的速度。

国际专利申请WO 04/027490描述了一种二元可转换电湿润单元中的非周期结构(NPS)，其能够将波阵面像差正好降低到衍射极限以下。

发明内容

根据本发明，提供一种用于对具有不同厚度覆盖层的光学记录载体扫描的光学扫描装置，该扫描装置具有用于扫描第一光学记录载体的第一模式，用于扫描第二光学记录载体的第二模式以及用于扫描第三光学记录载体的第三模式，该装置包括物镜系统和可转换光学元件，其具有第一离散状态以及不同的、第二离散状态，该元件包括：

a)包括第一流体和不同的、第二流体的流体系统；

b)波阵面修正器；以及

c)用于作用于流体系统的流体系统开关，以在该元件的第一和第二离散状态之间转换，

其中，当所述元件处于第一离散状态时，波阵面修正器基本上被第一流体覆盖，以及

当所述元件处于第二离散状态时，波阵面修正器基本上被第二流体覆盖，

波阵面修正器包括相位结构，该相位结构包括多个梯状环形区域，

其特征在于，波阵面修正器还包括非球形表面，该扫描装置被设置成在所述第二状态中使用所述元件运行以在所述第二模式下时产生球面像差，在第二状态中该元件的非球形表面补偿了一多半因物镜系统和第二记录载体相结合而引起的球面像差。

本发明提供一种光学扫描装置，与具有单个物镜系统用来扫描三种不同格式的光学记录载体的现有技术装置相比，具有改进的波阵面像差补偿特性。

本发明的特征和优点将从下面参考附图进行的优选实施例(仅通过例子给出的)的描述中变得很明白。

附图说明

图1为光学扫描装置中的物镜系统的示意图，该光学扫描装置包括设置在辐射源和物镜之间的校正器元件，该相位校正器包括两个板之间的空腔，该空腔包含可互换的流体；

图2为光学扫描装置处于BD读/写(或者第一)模式时，经图1的校正器元件的横截面示意图；

图3为光学扫描装置处于DVD读/写(或者第二)模式时，经图1中校正器元件的横截面示意图；

图4为光学扫描装置处于CD读/写(或者第三)模式时，经图1中校正器元件的横截面示意图；

图5为示出光学扫描装置处于BD读取/写入模式时，对图1的BD、DVD和CD物镜系统的光程差的系列图；

图6为示出光学扫描装置处于DVD读取/写入模式时，对图1的BD、DVD和CD物镜系统的光程差的系列图；以及

图7为示出光学扫描装置处于CD读取/写入模式时，对图1的BD、DVD和CD物镜系统的光程差的系列图表。

图8为示出在辐射束的DVD光瞳中，图1的校正器元件的波阵面修正器的表面下陷(sag)的曲线图。

具体实施方式

图1示出了用于扫描具有不同深度覆盖层的光学记录载体的装置1的一部分。该扫描装置具有用于扫描第一光学记录载体的第一模式，用于扫描第二光学记录载体的第二模式以及用于扫描第三光学记录载体的第三模式。所述第一、第二和第三光学记录载体是不同格式的，例如分别为BD、DVD和CD格式。第一、第二和第三光学记录载体的每一个具有不同厚度的覆盖层。图1图示说明了第一光学记录载体2，然而应当理解的是，关于第二和第三光学记录载体会使用相类似的描述。该记录载体包括透明覆盖层5，在透明覆盖层5的一侧上设置有信息层4。信息层4远离覆盖层5的一侧受到保护层(未示出)的保护而免于受到环境的影响。覆盖层5朝向所述设备的一侧称为入射表面6。信息可以以在基本上平行的、同心的或者螺旋的轨道(图中未示出)中排列的光学可检测的标记的形式、存储在记录载体的信息层4中。所述标记可以是任何光学可读取的形式，例如具有反射系数的凹坑或者平地的形式或者磁化方向与它们的周围不同、或者这些形式的任何组合。扫描装置1还包括发出辐射束的辐射源(未示出)。可以使用几个辐射源，因为不同波长适用于第一、第二和第三模式中的每一个。例如，405nm的辐射用于BD系统，650nm波长辐射用于DVD系统，以及785nm波长辐射用于CD系统。

辐射束用于扫描光学记录载体2的信息层4。放置在辐射源和记录载体2之间的是一连串的光学元件，这些光学元件可以包括用于反射发散辐射束的分束器和将发散束转换成准直光束7的准直透镜。准直光束7入射到可转换的光学校正器元件8上，所述可转换的光学校正器元件8修正准直光束7的波阵面。来自所述光学元件8的修正光束9入射到物镜10上。

在该实施例中，物镜系统是单个物镜。然而，物镜系统可以包括一个或多个透镜和/或光栅。物镜10将修正光束9变换成会聚光束11，入射到记录载体2的入射表面6上。汇聚光束11在信息层4上形成光斑。由信息层所反射的辐射形成发散光束，并且由物镜10转换成基本上准直的光束，并且随后朝向检测系统(未示出)传输至少部分会聚光束。

检测系统捕获所述辐射并且将其转变成电输出信号。信号处理器将这些输出信号转换成各种其他信号。这些信号中的一种信号是信息信号，其值表示从信息层4中所读取的信息。

光学校正器8包括空腔15，第一流体和第二流体可以可互换地转换到空腔15中，优选地通过电湿润，如在WO 04/027490中所描述的。所述空腔15包括成某种形状的内表面。校正器元件8的成某种形状的内表面通常可以被描述为波阵面修正器，该波阵面修正器包括叠加在非球形表面上的非周期相位结构(NPS)。所述NPS包括由台阶间隔开的多个梯状环形区域，所述区域形成非周期的径向图案。这个形状由二丙烯酸酯类(diacryl)层17上的NPS 20形成。物镜10被设计成在第一模式中与第一光学记录载体2的信息层4结合给出基本上零球面像差，而在第二模式中与第二光学记录载体的信息层结合引起球面像差，并且在第三模式中与第三光学记录载体的信息层结合也引起球面像差。

可转换光学校正器元件8被设计成对第一模式基本上没有任何影响。也就是说，校正器元件8在第一流体位于校正器元件8的腔室中的第一模式中基本上产生零球面像差。第一流体的折射率基本上等于波阵面修正器的层17的折射率。另一方面，第二流体的折射率明显不同于该波阵面修正器的层的折射率。这在第二流体位于校正器8中的第二和第三模式中产生所需量的球面像差。校正器8的内表面被设计成使得在第二模式中由校正器8的非球形表面所产生的球面像差的量补偿了一多半由物镜10和第二记录载体结合而产生的球面像差。

描述内表面的非球形系数B满足：

|B|＜0.5B₀，

其中

B_{0} = | \frac{Δd (n_{d}^{2} - 1)}{8 (n_{p} - n_{l}) F^{4} n_{d}^{3}} |

其中：

Δd为第一和第二光学记录载体之间的覆盖层厚度差值；

n_d为第二记录载体的折射率；

n_l为第二流体的折射率；

n_p为波阵面修正器的层17的材料的折射率；以及

F为物镜的焦距。

由覆盖层厚度变化Δd引起的最低阶球面像差的量由下式得出：

W_{disc} = - \frac{(n_{d}^{2} - 1)}{8 n_{d}^{3}} ΔdN A^{4}

其中：

Δd为第一和第二光学记录载体之间的覆盖层厚度差；

n_d为第二记录载体的折射率；以及

NA为第二模式中物镜系统的数值孔径。

二值转换的空腔内部的非球形表面由如下的表面下陷描述：

z(r)＝Ar²+Br⁴+Cr⁶+......

其中r是极坐标，在如下的辐射束中引起相位变化Λ(r)：

Λ (r) = \frac{2 π (n_{p} - n_{l})}{λ} z (r)

其中

n_l为第二流体的折射率；

n_p为波阵面修正器的材料的折射率；以及

λ为第二模式中的辐射束的波长

结果，在光学记录载体的信息层处所产生的球面像差量由下式近似给出：

W_surf＝B(n_p-n_l)F⁴NA⁴

其中F为物镜的焦距。

为了使电湿润转换中的非球形表面基本上补偿覆盖层厚度Δd，B值满足：

|B|≈B₀

其中：

B_{0} = | \frac{Δd (n_{d}^{2} - 1)}{8 (n_{p} - n_{l}) F^{4} n_{d}^{3}} |

根据本发明，该开关的内部的非球形表面满足：

|B|＞0.5B₀，

其中：

B_{0} = | \frac{Δd (n_{d}^{2} - 1)}{8 (n_{p} - n_{l}) F^{4} n_{d}^{3}} |

其中：

Δd为第一和第二光学记录载体之间的覆盖层厚度差值；

n_d为第二记录载体的折射率；

n_l为第二流体的折射率；

n_p为波阵面修正器的材料的折射率；以及

F为物镜的焦距。

图2-4中更详细地示出了根据本发明的一个实施例的校正器元件8。校正器元件8包括位于两块玻璃板16a、16b之间的空腔15。在玻璃板16b上沉积二丙烯酸酯类层17。位于二丙烯酸酯类层17和玻璃板16a之间的空腔可以可互换地填充盐水18或者油19。当使用405nm的辐射时，即当光学扫描系统处于BD模式时，油的折射率为1.56，其与二丙烯酸酯类层17的折射率相等。然而，当使用这个波长的辐射时，盐水的折射率为1.37。在BD模式下，空腔15由油19填充，因此二丙烯酸酯类层17和油19之间的表面是看不见的，因为折射率相匹配。因此，校正器8对辐射束的波阵面没有任何影响，并且通过BD物镜，可以对BD进行读写。

图5，6和7的曲线是在一组轴上绘制的，其中对于辐射束的径向横截面的、由图中px表示的x轴或者由图中py表示的垂直y轴来说，水平轴表示用于辐射束的CD光瞳的归一化光瞳坐标。所述归一化坐标在水平轴和纵轴之间交叉点处具有最小值0，而在所述轴的每个末端具有最大值1。由图中W表示的纵轴表示几个单位波长λ的辐射束的光程差。

图5示出了在BD模式下的光学系统的波阵面像差，即适用于在BD、DVD和CD读取中的辐射在BD模式中与校正器元件一起使用。在BD、DVD和CD模式下总的RMS波阵面像差分别为0mλ，575mλ和375mλ。主要的像差为初级球面像差。当光学扫描装置用在DVD或者CD模式下时，空腔15由盐水18填充。二丙烯酸酯类层17和盐水18之间的表面的非球面形状使得在DVD模式下，具有660nm波长的辐射将会聚焦在DVD中的信息层4上，而没有大量的像差。另外，在二丙烯酸酯类层17上具有用于校正球面像差的非周期相位结构(NPS)20，当在CD模式中时，使用785nm的辐射对CD进行读取。当光学扫描装置要用在DVD模式中时，即记录载体为DVD时，校正器元件由折射率与二丙烯酸酯类层17不同的盐水18填充。二丙烯酸酯类层17的表面所具有的形状使其在NA＝0.65光瞳之内引入575mλ的球面像差。由此对于DVD的总RMS波阵面像差为0mλ。另外，在CD模式下波阵面像差的幅度得到减少，如图6中所看到的那样。

在二丙烯酸酯类层17的曲线和非球形表面的顶上设置NPS20以降低光学扫描装置在CD模式下时的波阵面像差，即辐射束为适于CD读/写模式的波长。NPS台阶对于适用于DVD读取的辐射来说是看不到的，但是对于适用于CD读取的辐射来说却产生一定的相位。这些不同的相位可以用来降低CD模式下的OPD。在图7中，示出了当光学扫描装置处于CD读/写模式时用于三种扫描模式(BD/DVD/CD)的物镜10的光程差，即适用于BD、DVD和CD读取的辐射在CD模式下与校正器元件一起使用。正如所看到的，总RMS波阵面像差分别为0mλ、1mλ、和3mλ，其远远低于衍射极限70mλ。

图8示出了在DVD光瞳内部具有基本的非球形表面形状NPS 20的二丙烯酸酯类层17的表面下陷。值得注意的是，在与DVD光瞳相对应的中央部分之外，所述表面形状可以自由设计，只要DVD光瞳之外的射线不会使记录载体2的信息层4上的DVD辐射光斑的质量恶化。

对于上述模式和系统，使用下述参数：

F＝2.47mm

B＝0.00317mm^-3

n_l＝1.37

n_p＝1.56

n_d＝1.57

Δd＝0.5mm

因此我们从上述给出的等式中发现B₀＝0.00335mm^-3从而B＞0.5B₀。对于三模式系统，例如上述描述的那些系统，如果描述校正器元件的内表面的非球形系数B满足B＞0.5B₀，那么结果物镜系统能够对因物镜系统和三种波长的结合而导致的不同数量的球面像差进行校正。

上述实施例要理解为本发明的示例性实施例。可以想象到本发明的进一步实施例。

在上述实施例中，可转换光学校正器以NPS结构的形式设置在基底表面上，该基底表面遵循着非球形表面形状，NPS结构形成为高度相对于作为基本剖面(base profile)的透镜表面形状而变化。可替换地，根据本发明的波阵面可以以两个分开的元件的形式设置，例如，在平坦的基板上一个NPS元件、和一个分开的非球形表面元件。这两个元件可以形成可转换光学校正器中空腔的两侧并且具有与上述非球形表面上形成的NPS结构相似的组合效果。

应当明白，校正器元件8中的流体不必是油和盐水，而是可以使用任何具有适当折射率的合适流体。在上述描述中，第一流体是电绝缘的，第二流体是导电的。可替换地，第一流体可以是导电的，但不如第二流体导电。而且，层17不必由二丙烯酸酯类形成，而是可以使用任何其他的适合材料，例如二丙烯酸已二醇酯(HDDA)。还应当明白，本发明不局限于用在BD/DVD/CD系统中，而是可以预见用于需要三个不同辐射波长来读取的任何光学扫描装置。

如之前所述的，当该元件处于第一或者第二状态时所述空腔分别由第一或第二流体填充。可替换地，当该元件处于任何一种状态下时所述空腔可以由第一流体和第二流体填充。在这种情况下，这些流体由流体凹凸透镜分开并且状态的转换确定所述空腔的壁是否由第一或者第二流体覆盖。

在上述描述中，没有详细地讨论在空腔15中将盐水18转换为油19的方法。用于使用电湿润力(electrowetting forces)实现这个目的的方法从WO 04/027490中得知，这里其内容通过参考而被引入。可替换地，使用不同的力来转换这些流体。

在上述实施例中，使用的相位结构是NPS的形式。在可替换实施例中，包括多个梯状环形区域的衍射光栅结构用做相位结构，以提供与上面所述的NPS的效果类似的波长相关的波阵面修正。在另一可选的实施例中，可以使用NPS和衍射光栅结构的组合。

应当理解，与任何一个实施例有关的所述任何特征可以单独使用，或者与所述其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或者多个特征结合使用。而且，在不脱离所附权利要求中限定的本发明范围情况下，还可以采用上面没有描述的等价物和变形。

Claims

1.一种用于对具有不同厚度覆盖层的光学记录载体(2)扫描的光学扫描装置(1)，该扫描装置具有用于扫描第一光学记录载体的第一模式，用于扫描第二光学记录载体的第二模式以及用于扫描第三光学记录载体的第三模式，该装置包括物镜系统(10)和可转换光学元件(8)，该可转换光学元件(8)具有第一离散状态以及不同的、第二离散状态，该元件包括：

a)包括第一流体(18)和不同的、第二流体(19)的流体系统；

b)波阵面修正器(17)；以及

c)用于作用于流体系统以在该可转换光学元件(8)的第一和第二离散状态之间转换的流体系统开关，

其中，当该元件处于第一离散状态时，波阵面修正器(17)被第一流体(18)覆盖，以及

当该元件处于第二离散状态时，波阵面修正器(17)被第二流体(19)覆盖，

其特征在于，波阵面修正器还包括非球形表面，该扫描装置被设置成使用在所述第二离散状态的所述元件(8)来运行，从而在所述第二模式中时产生球面像差，在第二离散状态中的该元件(8)的非球形表面补偿一多半由物镜系统(10)和第二记录载体相结合而引起的球面像差。

2.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中所述扫描装置被设置成当处于所述第一模式时，使用在所述第一离散状态中的所述元件(8)来运行。

3.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中所述非球形表面具有非球形系数B，其中|B|＞0.5B₀，且其中

B_{0} = | \frac{Δd (n_{d}^{2} - 1)}{8 (n_{p} - n_{l}) F^{4} n_{d}^{3}} |

且其中：

Δd为第一和第二光学记录载体之间的覆盖层厚度差值；

n_d为第二记录载体的折射率；

n_l为第二流体的折射率；

n_p为波阵面修正器的材料的折射率；以及

F为物镜系统的焦距。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述相位结构包括非周期相位结构，该相位结构具有由台阶间隔开的多个梯状环形区域，所述区域形成非周期径向图案。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述相位结构包括衍射相位结构。

6.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中在所述第二模式中所述相位结构是看不见的。

7.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述相位结构被设置成在所述第三模式中补偿由物镜系统(10)和第三记录载体相结合而引起的球面像差。

8.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述第一流体(19)和波阵面修正器(17)包括折射率相同的材料。

9.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中所述第一流体(19)为油，所述第二流体(18)为盐水，以及所述波阵面修正器(17)由二丙烯酸酯类形成。

10.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，其中该装置被设置成在所述第一、第二以及第三模式中分别产生第一、第二以及第三辐射束，每个辐射束具有不同的预定波长。

11.根据权利要求10的光学扫描装置，其中所述不同波长分别为405nm、660nm和785nm。

12.根据权利要求1-3中任何一项所述的光学扫描装置，能够从BD、DVD和CD中读取和/或写入到BD、DVD和CD中。