CN101131831A - 球面像差校正设备 - Google Patents

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藤井仁
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Abstract

一种球面像差校正设备，包括：液晶、第一透明电极以及第二透明电极。第一透明电极用作共用电极。第二透明电极对于第一区域和围绕第一区域的第二区域具有不同的电极图案。第一区域内的电极图案为同心干涉图案。第二区域的电极图案具有多个同心区域。能够单独地向多个同心区域提供电压。

Description

球面像差校正设备
技术领域
本发明涉及一种球面像差校正设备，其配置在光学拾取设备的光学系统中，以校正在光学系统中发生的球面像差。
背景技术
近来，如光盘(下文称为CD)或多功能数码光盘(下文称为DVD)的光记录介质变得越来越广范以及应用越来越普遍。此外，为了增加光记录介质的信息量，已经开始研究有关高密度的光记录介质。例如，如蓝光盘(已被注册商标；下文称为BD)或HD-DVD(下文，一般地称为高密度光盘)的高密度光记录介质已经进入商业实践。
当这样的光记录介质被读取或写入时，通常是使用光学拾取设备，将光束投射在光记录介质上，从而可再现或在光记录介质上记录信息。光学拾取设备包括物镜和光源，并且物镜的数值孔径(NA)以及光源波长根据光记录介质的类型具有不同的值。例如，对于CD来说，物镜的NA为0.50，光源的波长为780nm。对于DVD来说，物镜的NA为0.65，光源的波长为650nm。对于BD来说，物镜的NA为0.85，光源的波长为405nm。
如上所述，由于物镜的NA以及波长根据光记录介质的类型具有不同的值，所以可考虑对于不同的光记录介质使用不同的光学拾取设备。但是，更简便的是使用一个光学拾取设备，来读取和写入多种类型光记录介质，并且现在已经开发了多种光学拾取设备，其能够支持多种类型光记录介质的兼容性。此外，在这些光学拾取设备中，考虑到设备组装的简易性和较小尺寸规模，已经存在一种具有一个物镜的光学拾取设备，其能够将从光源所发射的光束聚焦到光记录介质上
如果配置在光学拾取设备中的一个物镜支持多种类型光记录介质，则由于用于保护记录层的透明覆盖层根据不同类型的光学记录介质具有不同的厚度值，所以在该光学拾取设备的光学系统中会发生球面像差。因此，传统的方法是使用球面像差校正元件，其能够校正球面像差，并配置在光学拾取设备中，从而来校正球面像差。
例如，JP-A-2003-207714提出了一种能够支持高密度光盘、DVD和CD的光学拾取设备。所述光学拾取设备包括：物镜，其被设计成仅仅支持高密度光盘；第一相位校正单元，仅仅校正用于DVD光束的相位以及使得用于高密度光盘和CD的光束在不改变相位的情况下穿过；和第二相位校正单元，仅仅校正用于CD的光束的相位以及使得用于高密度光盘和DVD的光束在不改变相位的情况下穿过；从而这一物镜能够支持在三种类型的光盘上记录或再现信息。应注意的是，所述的第一和第二相位校正单元对应于上述的球面像差校正元件。
此外，JP-A-2006-73076和JP-A-2005-322301公开了一种能够支持高密度光盘、DVD以及CD的光学拾取设备。所述光学拾取设备具有这样的结构，其用作衍射光栅并形成在具有限制孔功能的元件表面，并且所述光学拾取设备配置在物镜的前方。通过对穿过所述元件的具有多个波长的光束产生衍射光，能够校正球面像差。利用这一点，光学拾取设备中的这一物镜能够支持三种类型光盘。应注意的是，JP-A-H10-92000公开了与两种类型光记录介质对应的关于光学头设备的技术，所述光学头设备包括配置在光学路径上的液晶全息图，并且可利用液晶全息图的衍射功能来提高光效率，从而可校正球面像差。
然而，在使用JP-A-2003-207714中的球面像差校正元件的情况下，如果物镜适合于需要大数值孔径的高密度光盘，如果采用无穷大入射角结构，即从每一个光源所发射的光束以平行光线的状态进入物镜，在对于透明覆盖层的厚度较大并且到记录层的焦点长度最大的CD进行再现的情况下，如图9A-9C所示，工作距离WD3变得非常短，所述工作距离为物镜的末端和光记录介质之间的距离，所以问题在于：在光记录介质和物镜之间很有可能发生碰撞。
关于这一点，如JP-A-2006-73076和JP-A-2005-322301所示，如果由形成衍射光栅的透明材料制成的元件(球面像差校正元件)配置在物镜的前方，以使具有预定角度的发散光线进入物镜，从而校正球面像差，那么可使得对CD进行再现或记录的工作距离WD得到扩展。因此，能够解决上述工作距离WD非常短的问题，同时解决对于每一光记录介质的球面像差问题。然而，在将其上形成衍射光栅的透明元件配置在该光学拾取设备的光学系统中的情况下，会存在这样的问题，即具有最初被设置为穿透不发生衍射部分的波长的光束在穿透该部分时透光度降低。为此，会出现光学拾取设备的光透射率的问题。
此外，虽然通过使用JP-A-H10-92000所公开的液晶全息图能够改善光透射率，从而校正球面像差，但是在JP-A-H10-92000中所公开的结构仅支持两种类型的光记录介质。因此，为了支持三种类型的光记录介质或支持两种类型的光记录介质中的至少一种是两层记录的情况，必须提供多个液晶全息图。因此，存在组件数目增加的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种球面像差校正设备，其能够改善支持多种类型光记录介质的光学拾取设备的光传输率，抑制配置在光学系统中组件个数的增长，并且减少物镜和光记录介质之间碰撞的可能性，还能够校正光学系统内所产生的球面像差。
本发明提供一种球面像差校正设备，其配置在光学拾取设备的光学系统中用以校正球面像差，所述光学拾取设备至少支持第一光记录介质和第二光记录介质，并且所述第二光记录介质具有比所述第一光记录介质大的工作数值孔径。所述球面像差校正设备包括：第一区域，其功能在于将用于所述第一光记录介质的第一光束转换成具有预定发散角度的发散光线；以及第二区域，其围绕所述第一区域而形成，并且其功能在于当用于所述第二光记录介质的第二光束进入所述第二区域时，改变所述第二光束的相位分布。所述第一区域和所述第二区域的功能能够被电性的开启或关闭。
根据这个结构，所述球面像差校正设备包括：第一区域，其能够校正用于第一光记录介质的第一光束的球面像差；第二区域，其能够校正用于第二光记录介质的第二光束的球面像差；并且能够控制所述第一区域和第二区域的功能开启和关闭。因此，如果有必要，通过关闭所述第一区域和所述第二区域的功能，能够阻止穿透球面像差校正设备的光束的光透射率的不必要的降低。因此，如果对光学拾取设备配置这种球面像差设备，则能够提高光学拾取设备内的光传输率。
此外，由于一个球面像差校正设备能够校正对于两种类型光束的球面像差，所以能够抑制在光学拾取设备的光学系统内配置的组件个数增加。此外，在对于球面像差校正设备所配置的两个球面像差校正区域中在区域内部校正内球面像差的方法允许具有预定角度的发散光线进入物镜，从而消除球面像差。为此，将其配置在至少支持BD和CD的光学拾取设备内。当对设置为具有较小有效直径和较远焦点的CD进行记录或再现时，与通过改变光束的相位分布来校正球面像差的情况相比，工作距离(WD)能够增加，所述工作距离是物镜末端和光记录介质之间的距离。因此，如果使用本发明的球面像差校正设备，则物镜的工作距离WD能够增加，从而物镜和光记录介质之间碰撞的可能性减小。
此外，根据本发明的另一方面，具有上述结构的球面像差校正设备包括：液晶元件，其包含液晶；以及第一和第二透明电极，将所述液晶夹在中间；以及所述第一和第二透明电极中至少一个的电极图案包括两种类型的图案，从而形成所述第一区域和第二区域。
根据这种结构，通过液晶元件来实现用于电子开启以及关闭两个球面像差校正区域的功能的结构，所以是很容易实现的。
此外，根据本发明的另一方面，对于具有上述结构的球面像差校正设备，在所述第一区域内的电极图案是同心干涉图案，从而在所述第一透明电极和所述第二透明电极之间施加电压时，所述第一光束被衍射并且被转换成发散光线；以及在所述第二区域内的电极图案具有多个同心区域，并且在每一所述同心区域中能够调整在所述第一透明电极和所述第二透明电极之间所施加的施加电压，从而通过调整所述施加电压能够改变所述第二光束的相位分布。
根据这种结构，能够容易地实现这样的结构，其配置有通过允许具有预定角度的发散光线进入物镜来校正球面像差的区域，以及通过改变光束的相位分布来校正球面像差的区域。
附图说明
图1为显示根据本发明的球面像差校正设备的实施例结构的横截面图。
图2A为从底部观测图1所示的球面像差校正设备的平面视图。
图2B为从顶部观测图1所示的球面像差校正设备的平面视图。
图3A为显示根据本实施例的球面像差校正设备的第一区域结构示意图，为从第二透明电极侧所观测到的第一区域的平面视图。
图3B为显示根据本实施例的球面像差校正设备的第一区域结构示意图，为沿图3A中的线A-A所切的横截面图。
图4为显示进入根据本实施例的球面像差校正设备的光束射出时被衍射成发散光线的示意图。
图5A为解释利用本实施例的球面像差校正设备的第二区域所执行的球面像差校正的示意图图。
图5B为解释利用本实施例的球面像差校正设备的第二区域所执行的球面像差校正的示意图。
图6为显示根据本实施例的支持BD、DVD以及CD的光学拾取设备的光系统结构示意图。
图7A显示本实施例的配置在光学拾取设备的相移元件结构示意图。
图7B为沿图7A中的线B-B所切的横截面图。
图8A为显示本实施例的在光学拾取设备的光记录介质上对光束聚集的情况示图，其显示光记录介质15为BD的情况。
图8B为显示本实施例的在光学拾取设备的光记录介质上对光束聚集的情况示图，其显示光记录介质15为DVD的情况。
图8C为显示本实施例的在光学拾取设备的光记录介质上对光束聚集的情况示图，其显示光记录介质15为CD的情况。
图9A用于说明使用传统球面像差校正元件情况下的问题的示意图。
图9B用于说明使用传统球面像差校正元件情况下的问题的示意图。
图9C用于说明使用传统球面像差校正元件的情况下的问题的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的实施例。然而，这里所描述的实施例仅仅是一个示例，本发明并不局限为此处描述的实施例。
图1为显示根据本发明实施例的球面像差校正设备结构的横截面图。此外，图2A和图2B为显示根据本发明实施例的球面像差校正设备结构的平面视图。图2A示出了从底部观测图1所显示的平面视图，而图2B示出了从顶部观测图1所显示的平面视图。应注意的是，本实施例的球面像差校正设备100具有两个区域，包括第一区域和第二区域，这两个区域分别具有不同的功能，随后将进行描述。但是，在图1和2B中省略了第一区域中第二透明电极102b的详细图案。
如图1、2A以及2B所示，本实施例的球面像差校正设备100包括：液晶101；第一透明电极102a以及第二透明电极102b，排列为使得液晶101夹在中间；两个透明衬底103，将由液晶101和透明电极102a和102b构成的部分夹在中间。液晶101由例如向列的液晶等构成，当施加电压以穿过透明电极102a和102b时，取向方向(orientation direction)改变。透明电极102a和102b由例如ITO(氧化铟锡)构成，具有对液晶101施加电压的功能。透明衬底103由例如玻璃等构成，具有支持透明电极102a和102b的功能。
如图2所示，在透明电极102a和102b中，第一透明电极102a由未被图案化的电极构成，并用作共用电极。相反，第二透明电极102b具有两种类型的电极图案(将在后面进行详细描述)，从而球面像差校正设备100包括具有不同功能的第一区域和第二区域。
下面将描述球面像差校正设备100的第一区域和第二区域的结构和操作。首先，将参照图3A和图3B描述第一区域。图3A为显示本实施例的球面像差校正设备100的第一区域结构示意图，图3A是从第二透明电极102b侧所观测到的第一区域的平面视图。图3B为沿图3A中的线A-A所切开的横截面图。
如图3A所示，配置在第一区域中的第二透明电极102b具有同心干涉图案的电极图案。此外，液晶101具有折射率(n0)，当在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间不施加电压时，该折射率在第一区域的整个区域中是相同的，并且其取向对于穿透液晶101的光束不产生影响。
因此，如果在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间不施加电压，则光束穿透第一区域而不受其影响。相反，如果在电极之间施加电压，那么在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间的液晶101(参见图3B)改变其取向方向，以使在该位置的折射率变化(从n0至n1)。因此，如图4所示，在第一区域中以同心的方式交替地形成具有n0折射率的部分和具有n1折射率的部分，以使第一区域对入射光束进行衍射，以产生发散光线(例如第一序列光)。
应注意的是，图4为显示进入根据本实施例的球面像差校正设备100的光束射出时被衍射成发散光线的示意图。此外，虽然其中没有显示其详细结构，但是在第一区域中的第二透明电极102b是潜在相同的，并且其通过一个导线与球面像差校正设备100的驱动电路(未示出)相连。此外，用作共同电极的第一透明电极102a也通过一个导线与上述驱动电路相连。
当用于第一光记录介质的第一光束进入球面像差校正设备100时，在第一区域中形成第二透明电极102b的同心干涉图案，以产生具有预定发散角度α的发散光(参见图4)。因此，球面像差校正设备100可以校正在第一光束中发生的球面像差。
第二透明电极102b的同心干涉图案与由第一光束和会聚光线之间的干涉产生的图案相同，所述第一光束是从光学拾取设备的光源所发射的并且进入球面像差校正设备100的光束；而所述会聚光线是在球面像差校正设备100发射之后进入球面像差校正设备100的作为具有预定发散角度α的发散光线，并且在光记录介质上经物镜会聚，然后在形成透明衬底103的第二透明电极102b的表面上经第一光记录介质反射并且穿过物镜。从而，形成干涉图案。
接下来，将参照图1、2A、2B、5A以及5B来描述球面像差校正设备100的第二区域。应注意的是，图5A和5B为用于说明通过利用本实施例的球面像差校正设备100的第二区域所执行的球面像差校正的说明示意图，随后将详细描述。
如图2B所示，第二区域围绕第一区域而形成。换句话说，第二区域用于校正可能发生在第二光束内的球面像差，所述第二光束是用于其工作数值孔径大于第一光记录介质的第二光记录介质(即，第二光束具有比第一光束更大的有效直径)。
在第二区域内，形成第二透明电极102b的电极图案，以具有多个同心区域。所述同心区域是彼此分开的，从而它们之间彼此不接触(图2B的黑色圆圈部分对应于它们之间的间隙，从而它们彼此之间不接触)。此外，所述多个区域分别连到导线104，以使可单独对多个区域施加电压。应注意的是，导线104连接至球面像差校正设备100的驱动电路(未示出)。此外，如果在所述多个区域中的某些区域总施加相同的电压，那么与施加相同电压的区域连接的多个导线104可集合成与上述驱动电路连接的一个导线。
同样，在第二区域内，与第一区域的情况类似，液晶101具有折射率(n0)，如果在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间不施加电压，该折射率在第二区域的整个区域中是相同的，并且其取向对于穿透液晶101的光束不产生影响。因此，如果在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间不施加电压，则光束穿透第二区域而不受其影响。相反，如果在电极之间施加电压，那么在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间的液晶101(参见图1)改变其取向方向，以使在该位置的折射率变化(从n0至n1)。
因为如上所述形成第二透明电极102b以在第二区域中具有多个同心区域，从而可独立对每一个区域(同心区域)施加电压，所以在每一个同心区域中可调整在第一透明电极102a和第二透明电极102b之间所施加的电压，从而在每一个区域(同心区域)中可控制液晶102的折射率。
图5A显示了当光学拾取设备再现第二光记录介质时，可能发生在第二光束(由实线所示)内的球面像差。如图5A所示，球面像差在远离光轴的边缘处增加。因此，如果大体上校正了发生在边缘处的较大球面像差，则可抑制由于球面像差造成的再现质量的降低。因此，设计在第二区域中形成为第二透明电极102b图案的多个同心区域，以具有区域的个数以及它们的面积，从而可正确校正在边缘处增加的球面像差。
然后，利用如上设计的具有区域个数以及它们的面积的同心区域，调整对每个区域所施加的施加电压，从而可校正会发生在第二光束内的球面像差。在这种情况下的相移图案是由图5A中的虚线所示的图案。应注意的是，在第一区域的第一透明电极102a和第二透明电极102b之间没有施加电压。此外，如图5所示，实际上需要在多个同心区域内所生成的相移图案，以生成具有相同绝对值的负值，但是出于简便的原因，图5没有示出负值。
图5B示出了从图5A的球面像差(由实线所示)中减去相移图案(由虚线所标注的)的结果。从图5B中可以理解，如果第二光束被校正以改变在与第二区域对应的部分的其相位分布，那么能够校正球面像差。应注意的是，考虑到在每一个区域内校正的球面像差的光束有效直径以及球面像差根据物镜设计而不同的情况，可正确确定第一区域和第二区域的大小。
虽然当在透明电极102a和102b之间施加电压时，上述球面像差校正设备100在第一区域和第二区域内实现球面像差校正功能，但是本发明并不限于这种结构。有可能采用另一种结构，其中当在透明电极102a和102b之间不施加电压时，球面像差被校正，而当在透明电极102a和102b之间不施加电压时，其不实现球面像差校正功能。
此外，虽然在上述实施例中，第一透明电极102a是共用电极，但是有可能采用另一种结构，其中第一透明电极102a具有与第二透明电极102b相同的电极图案。同样，在这种情况下，也可以获得上述相同效果。
接着，参照在能够支持BD、DVD以及CD的光学拾取设备的光学系统种配置球面像差校正设备100的情况下的示例，将进一步详细描述本发明的球面像差校正设备的效果。图6为显示根据本实施例的可支持BD、DVD以及CD的光学拾取设备的光学系统结构示意图。
光学拾取设备1包括：第一光源2，其具有两种整数类型的波长，即可发射用于CD的具有780nm带宽的光束，和用于DVD的具有650nm带宽的光束；第二光源3，可发射用于BD的具有450nm带宽的光束；第一分光器4以及第二分光器5，其分别反射从光源2和3发射的光束，并使得来自光记录介质15(CD、DVD、BD)的反射光穿过，从而将其导向至光电探测器13，14；第一准直透镜6以及第二准直透镜7，将入射光束转换成平行光线；二色棱镜(dichroic prism)8，将用于CD以及用于DVD的光束进行反射以及使用于BD的光束穿过；相移元件9，改变用于DVD的光束的相位分布，以校正球面像差，并且使用于CD以及用于BD的光束穿透而不进行任何操作，随后将详细描述相移元件9的结构；球面像差校正设备100，校正用于CD以及用于BD光束的球面像差，并且通过开启和关闭其功能的控制而不影响用于DVD的光束；物镜11，将入射光束集中到光记录介质15的记录表面15a；第一光电探测器13，接收来自CD或DVD(光记录介质15)的反射光，并且将其转换成电信号；和第二光检测14，接收来自BD(光记录介质15)的反射光并且将其转换成电信号。
应注意的是，物镜11设计为最优地用于在光学拾取设备1中的BD上读取或写入信息。因此，当在具有不同厚度的透明覆盖层15b的作为光记录介质15的DVD或CD上再现或记录信息时，可能产生球面像差。因此，必须设计为，当从DVD或CD读取信息时，光学拾取设备1能够校正球面像差。此外，因为BD对由于透明覆盖层15b等厚度的改变而发生的球面像差产生较大影响，所以优选地，如果有必要，可改变球面像差的校正值。因此，设计出所述光学拾取设备1。
所述物镜11、球面像差校正设备100以及相移元件9配置在致动器12上，所述致动器12至少在焦点方向和跟踪方向上驱动物镜11，以使它们能够作为一个单元被驱动。由于这种致动器12的结构是已知的利用永久磁铁和线圈之间的电磁力的驱动结构，所以这里省略其中详细的描述。应注意的是，它们作为一个单元被驱动的原因是降低慧形像差的影响，即如果仅驱动物镜11，则会增加慧形像差。
在光学拾取设备中配置的球面像差校正设备100与上述结构相同，其中形成该第一区域(参见图1)，以使用于CD的光束被衍射成具有预定发散角度α的发散光线，从而能够校正球面像差，并且第二区域(参见图1)控制用于BD的光束的相位分布，从而能够校正球面像差。应注意的是，BD需要比CD更大的数值孔径，所以用于BD光束的有效直径大于用于CD的光束的有效直径。因此通过利用所述球面像差校正设备100能够校正用于BD以及用于CD的光束内可能发生的球面像差。
其次，将参照图7A和图7B来描述相移元件9。应注意的是，图7A为显示相移元件9的结构的平面示意图，图7B为沿图7A中的线B-B所切的相移元件9的横截面图。
如图7A所示，以同心方式在相移元件9中形成多个相移区域。所述多个相移区域由在如图7B所示的透明衬底16上所形成的台阶构成，用每一台阶来调整透明衬底16的厚度。因此，穿过相移元件9的光束在各个相移区域之间具有相位分布的变化，这是由穿过透明衬底16的时间差所引起。
确定该相移元件9的相移区域的图案(相移区域的宽度和透明衬底16的厚度)，从而能够校正预先已经过研究的在用于DVD的光束内所产生的球面像差量。应注意的是，当用于BD的光束或用于CD的光束穿透相移元件9时，如果改变光束的相位分布是不方便的。因此，例如将在邻近相移区域之间所产生的相移量调整为每个光束波长的基本整数倍。如果具有上述结构，则相移元件9仅仅改变用于DVD的光束的相位分布，不影响用于BD以及用于CD的光束。
此外，该相移元件9配置有孔径限制部分17，从而在对于用于DVD的光束不形成相移区域的边缘部分执行孔径控制。这个孔径限制部分17是由例如以下结构来实现的，即通过粘贴可允许用于BD的光束穿透并且对用于DVD的光束反射的双色镜而形成的结构，或通过形成仅仅衍射用于DVD的光束并且允许用于BD的光束穿透的衍射区域而形成的结构。应注意的是，对于用于CD的光束，可以执行或可以不执行所述孔径限制部分。
此外，虽然在本实施例中相移元件9具有孔径限制部分17，也有可能采用另外的结构，即与相移元件9分离地配置用于孔径限制的滤波器的结构。
下面将参照图6、8A、8B和8C主要描述当具有上述结构的光学拾取设备1在BD、DVD或CD上执行读出或写入信息时的操作。应注意的是，图8A至8C为显示当光束被集中在所述光记录介质15上时的情况的示意图。图8A显示光记录介质15为BD的情况，图8B显示光记录介质15为DVD的情况，图8C显示光记录介质15为CD的情况。
如图8A所示，当用于BD的光束从第二光源3发出时，该光束按顺序穿透第二分光器5、第二准直透镜7以及二色棱镜8，并且以平行的光线进入相移元件9。应注意的是，按照在致动器12的衬底(未示出)中所形成的孔径对进入相移元件9的光束执行孔径限制。
如上所述，因为相移元件9不影响用于BD的光束，所以光束穿透相移元件9并且进入球面像差校正设备100。当用于BD的光束进入球面像差校正设备100时，在第一区域的透明电极102a和102b之间不施加电压，但是仅仅在第二区域的透明电极102a和102b之间施加预定电压。因此，第一区域内的衍射功能被关闭，而只有在第二区域内的控制相位分布的功能被启动。因此能够改变用于BD的光束的相位分布，从而能够校正球面像差。
通过物镜11将球面像差校正设备100改变其相位分布之后的光束集中在光记录介质(BD)15上。光束被光记录介质15反射，并且沿着与来时路径相同的光学路径返回，以进入第二分光器5。接着，光束穿透第二分光器5，并且被集中在第二光电探测器14上。
此外，虽然当用于BD的光束进入上述结构的球面像差校正设备100时，第一区域的功能被关闭，但是也可以采用另一种结构，即在第一区域的功能被开启的状态下，能够校正用于BD光束内所发生的球面像差。
如图8B所示，当用于DVD的光束从第一光源2发出时，该光束按顺序穿透第一分光器4、第一准直透镜6以及二色棱镜8，并且以平行的光线进入相移元件9。应注意的是，按照在致动器12的衬底(未示出)中所形成的孔径对进入相移元件9的光束执行孔径限制。
如上所述，在相移元件9内形成多个相移区域，以校正在用于DVD的光束内发生的球面像差，从而执行用于DVD的光束的相位校正。此外，，由于在相移元件9内形成用于DVD光束的孔径限制的孔径限制部分17，所以根据孔径限制部分17执行用于DVD的光束的孔径限制。
由相移元件9执行相位校正和孔径限制之后的光束进入球面像差校正设备100。当用于DVD的光束进入球面像差校正设备100时，球面像差校正设备100的第一区域和第二区域的功能(在透明电极102a和102b之间不施加电压的状态下)被关闭，因此光束穿透球面像差校正设备100而不受其影响。换句话说，用于DVD的光束的光透射率基本不会因为利用球面像差校正设备100而减少。
通过物镜11将穿透球面像差校正设备100的光束集中在光记录介质15(DVD)上。光束被光记录介质15反射，并且沿着与来时路径相同的光学路径返回，以进入第一分光器4。接着，光束穿透第一分光器4，并且被集中在所示第一光电探测器13上。
如图8C所示，当用于CD的光束从第一光源2发出时，该光束按顺序穿透第一分光器4、第一准直透镜6以及二色棱镜8，并且以平行的光线进入相移元件9。应注意的是，按照在致动器12的衬底(未示出)中所形成的孔径对进入相移元件9的光束执行孔径限制。
如上所述，因为相移元件9不影响用于CD的光束，所以光束穿透相移元件9并且进入球面像差校正设备100。当用于CD的光束进入球面像差校正设备100时，在第二区域的透明电极102a和102b之间不施加电压，但是仅仅在第一区域的透明电极102a和102b之间施加预定电压。因此，第二区域内的相移功能被关闭，而在第一区域内仅仅衍射功能被启动。因此当用于CD的光束穿透球面像差校正设备100时，其变成具有预定发散角度α的发散光线。因此能够消除当光束穿透物镜11并且到达光记录介质(CD)15时可能发生的球面像差。光束被光记录介质15反射，并且沿与来时路径相同的光学路径返回，以进入第一分光器4。接着，光束穿过第一分光器4，并且被集中在第一光电探测器13上。
这样，将进入物镜11的光线转换成发散光，以校正球面像差。在这种情况下，与通过改变光束的相位分布来校正球面像差的传统方法的情况相比，作为物镜11的末端与光记录介质15之间的距离的工作距离WD4(参见图8C)可能增加(即，WD4＞WD3；参见图8C和9C)。因此，能够减少该物镜11和光记录介质15之间碰撞的可能性。
应注意的是，上述的光学拾取设备1不具有这样的结构，即对用于CD的光束执行适合于CD的工作数值孔径的孔径限制的结构。在这种情况下，光束的外围部分的组件以作为可扩展组件的方式扩展，而并不集中。然而，为了甚至在这种情况下也能保证在CD上再现和记录信息的质量，考虑到组件数量的增加，因此不专门配置孔径限制部件。但是，配置附加元件以用于CD的光束的孔径限制部分也没有问题。应注意的是，为了方便，图8C仅示出了与有效直径对应的一部分光束。
此外，虽然在上述光学拾取设备1中将用于DVD或用于CD的进入相移元件9的光束转换成平行光线，但是也可以采用另一种结构，例如通过调整第一准直透镜6的位置使得光束作为发散光学进入的结构。在这种情况下，因为有可能发生慧形像差，必须注意发散角度。考虑向致动器12提供一种倾斜校正功能，以支持这种情况。
如上所述，因为本发明的球面像差校正设备能够打开以及关闭其功能，所以如果对光学拾取设备配置本发明的球面像差校正设备，那么可改善光学拾取设备的光传输率。此外，还可降低光学拾取设备中的光记录介质和物镜之间碰撞的可能，其中所述光学拾取设备能够支持多种光记录介质，包括需要特别大的数值孔径的光记录介质。此外，因为本发明的球面像差校正设备能够校正两种光束的球面像差，所以可减少用于校正球面像差所必须的组件个数。
虽然上述内容显示了为支持BD、DVD以及CD的光学拾取设备配置本发明的球面像差校正设备的情况，但是本发明的球面像差校正设备也能够应用到支持其他类型光记录介质的其他光学拾取设备中。此外，本发明的球面像差校正设备能够应用到支持两种类型光记录介质，例如包括BD和CD，并没有限定为支持三种类型光记录介质的光学拾取设备。
本发明的球面像差校正设备可用于能够支持多种类型光记录介质的球面像差校正设备。因此，本发明可以广泛地用在光盘设备等领域。

Claims (3)

1.一种球面像差校正设备，其配置在光学拾取设备的光学系统中用以校正球面像差，所述光学拾取设备至少支持第一光记录介质和第二光记录介质，并且所述第二光记录介质具有比所述第一光记录介质大的工作数值孔径，所述球面像差校正设备包括：
第一区域，其功能在于将用于所述第一光记录介质的第一光束转换成具有预定发散角度的发散光线；以及
第二区域，其围绕所述第一区域而形成，并且其功能在于当用于所述第二光记录介质的第二光束进入所述第二区域时，改变所述第二光束的相位分布；其中
所述第一区域和所述第二区域的功能能够被电性开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的球面像差校正设备，其中
所述球面像差校正设备包括：液晶元件，其包含液晶；以及第一和第二透明电极，将所述液晶夹在中间；以及
所述第一和第二透明电极中至少一个的电极图案包括两种类型的图案，从而形成所述第一区域和第二区域。
3.根据权利要求2所述的球面像差校正设备，其中
在所述第一区域内的电极图案是同心干涉图案，从而在所述第一透明电极和所述第二透明电极之间施加电压时，所述第一光束被衍射并且被转换成发散光线；以及
在所述第二区域内的电极图案具有多个同心区域，并且在每一所述同心区域中能够调整在所述第一透明电极和所述第二透明电极之间所施加的施加电压，从而通过调整所述施加电压能够改变所述第二光束的相位分布。
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