CN1114907C - 写和/或读具有不同结构的光记录介质的装置 - Google Patents

写和/或读具有不同结构的光记录介质的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于读和/或写各种结构的光记录介质(AT)的装置，该装置通过单个物镜OL工作。本发明提出使用一个可变直径光阑，特别是设置在光路中的偏振滤光片，从而使孔径适于所使用的每一种类型的光记录介质(AT)。波前能够利用也可放置在光束路径中的发散透镜(SL)校正。偏振滤光片PF形成的光阑被连接到物镜(OL)。本发明的应用领域涉及，特别是，用于读和/或写诸如光盘和数字视盘的各种结构的光记录介质(AT)的装置。

Description

写和/或读具有不同结构的光记录介质的装置
技术领域
本发明涉及用于写和/或读具有不同结构的光记录介质的装置，不同结构的光记录介质如视盘形式的高存储密度记录介质和对应于公知的CD的低存储密度的记录介质。
背景技术
例如，在DE 43 08 531中，公开了这种类型的装置。对于这种公知的装置，为了精密地散焦投射到检测器装置上的光，并产生一个适合于光记录介质类型的扫描光点大小，一个散焦装置被引入光束路径。但其前提为，记录介质除凹坑大小不同外，具有相应的结构。
然而，光记录介质，如光盘(CD)或数字视盘(DVD)，具有不同的基片厚度。从而读和/或写要求不同的数值孔径，这就相应的要求不同的物镜和不同的孔径角。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种用于写和/或读具有不同结构的光记录介质的装置，它也使得能够只用一个物镜写和/或读具有不同基片厚度的光记录介质。
本发明提供的物镜具有可变直径的光阑。光阑和物镜的功能最好集成在一个部件中，但是，把物镜和光阑设计成彼此结合的独立组件也在本发明的保护范围内。这里使用的光阑可以是，例如，能够被设置成不同直径的机械光阑、或能够被引入光束路径的直径变化的不同光阑、或其他合适的光阑。根据本发明的装置的一个优越性在于透镜被调整，也就是说被校正，以适应于数值孔径大的光记录介质。在这种情况下使用具有最大可能直径的光阑。该装置通过要求较小数值孔径的光记录介质的一个较小光阑开口工作。以此方式，不仅正确设置数值孔径，而且没有相对此光记录介质作最佳校正的透镜的负效应减小。较小光阑直径使波前干扰减小。
对光记录介质的基片厚度导致的波前干扰必须校正物镜，必须设置一个相应的数值孔径。这不同于现有技术中公开的装置的情况。对任何可能的基片厚度不能最佳地校正这里使用的单个物镜，透镜的校正必然造成损害。其缺陷是光检测器配置对光记录介质的倾斜和其透明保护层局部厚度改变反应非常灵敏。此外，由于波前被干扰，形成在检测器上的光点不均匀，这可能导致间接的错误。
可变直径光阑(diaphragm)可由液晶元件有利地形成，液晶元件包括例如一个或多个能够被切换以允许通过或实现阻塞的环状部分，从而彼此结合确定光阑开口的大小。
光阑能够由偏振滤光片有利地形成，偏振滤光片与合适的偏振装置相互作用起光阑的作用，偏振装置确定光束的偏振。通常，光束由大量发射偏振光的激光二极管产生。一个用于改变偏振的附加光学元件可以被引入光束路径。偏振滤光片被设计成对于改变偏振的光它代表不同的光阑直径。在最简单的情况下，偏振滤光片具有一个环形孔，环形孔在阻塞方向上形成光阑开口，而在通过方向上，光阑开口由物镜边界形成。
如果偏振滤光片直接耦合到物镜，那么在物镜沿光轴移动的情况下光阑与物镜一起移动，其结果是即使在这一寻迹运动期间，由光阑尺寸决定的数值孔径保持恒定。例如，为了能够补偿所谓的光记录介质竖直摇摆，发生这种类型的寻迹运动。在此情况下，偏振滤光片能够被机械地耦合到物镜或有利地被直接安装于其上，例如粘接于其上。
用于旋转线性偏振光的偏振方向的一个特别简单的选择是在光束路径中引入一个所谓的半波板，也叫做λ/2板。如果在光束路径中引入一个附加的发散透镜，那么该发散透镜可用于对不同基片厚度作物镜的波前校正。物镜通常被校正到特定的基片厚度，通过发散透镜修正到不同的基片厚度。同时，从物镜到聚焦点的距离增加。当其与一个小光阑直径结合时，在光束路径中发散透镜的精确调整是不必要的。这里使用的发散透镜可以是一个普通的发散透镜，或者，也可是任何其他用于波前校正的合适的光学元件，例如全息元件。
发散透镜最好耦合到另一个光学元件，例如耦合到偏振装置、光阑等。如果发散透镜和另一光学元件是被同时放入光束路径中的部件那么它们以此方式能够被最佳地耦合在一起，结果对于两个部件均仅须单次调整。但是，把发散透镜耦合到一个不应当同时在光束路径中的部件也可能是有利的，那么耦合保证了两个部件不是同时位于光束路径中。
根据本发明的装置特别适用于包含数字地记录的信息的光记录介质。
附图说明
结合附图，通过优选实施例更详细地描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明的装置的示意图，部分图示已经被旋转90°，和
图2是图1中被旋转后示出的部分的侧视图。
具体实施方式
根据图1所示的用于存储密度改变的光记录介质AT的重放和/或记录装置的示意图，根据图1，一个扫描装置包括一个激光二极管LD，一个光栅G，一个准直透镜CL，一个半透明反射镜HS，一个半波板HWP(也称之为λ/2板)，一个发散透镜SL，一个物镜OL，一个偏振滤光片PL，一个凹透镜KL，一个柱面透镜ZL和一个检测器PD，该扫描装置被用在用于重放和/或写声频CD和数字视盘的重放和/或记录装置中。在此情况下，与附图的其他部分相比，从光轴OA的方向来看，物镜OL、偏振滤光片PF和记录介质AT被示出。
虽然数字视盘(以下称为DVD)和声频盘(以下称为CD)具有不同的存储密度，图1中所示的扫描装置能够同样被用于两种类型的记录介质AT。与CD相比，通过更小的凹坑尺寸和减小的道间隔，实现DVD的更高存储密度。同时，DVD具有比CD更小的基片厚度，也就是说在DVD情况下覆盖携带所记录信息的记录层AZS的各透明基片层S1和S2比在CD情况下相应的基片层S薄，这点也可参见图2。通常，DVD基片层S1和S2的厚度约为CD基片厚度的50％，结果，具有与CD相同的总厚度的DVD与所说的CD相比，被设计成具有从两侧写和/或读的能力。
为了重放存储在记录介质AT上的信息或记录相应的信息，需要调整扫描光束或写光束的直径，分别调整到相应被使用的存储元件或凹坑的大小以及基片的厚度。为了能够采用图1所示的扫描装置读具有较小凹坑的DVD和具有较大凹坑的CD，物镜OL首先设有一个偏振滤光片PF。然后可将半波板HWP和发散透镜SL引入光束路径中并从那里移动。此配置能够用于在信息介质AT上实现不同的光点直径。所示的扫描装置被有利地用于高存储密度和低存储密度的记录介质AT。
如果借助于图1所示并具有单个物镜OL的扫描装置，从具有不同基片厚度的记录介质AT读数据和/或将数据记录在记录介质AT上，那么波前被基片层S、S1或S2干扰，不同的基片厚度出现不同的相应干扰。同样装置应用于所谓的多层盘的多个记录层AZS，这些层一个排列在另一个之上并能够在一侧上读和/或写。不同类型的记录介质AT的数值孔径有时确实非常不同。因此，对于DVD，650nm波长的数值孔径约为0.6，而在相同的波长对于CD约为0.38。因此从高存储密度的记录介质AT变化到低存储密度的记录介质AT，需要相应地改变数值孔径。根据本发明，这通过调节可变直径光阑的直径进行。
在优选实施例中，一个直接安装在物镜OL上的偏振滤光片PF被用于此目的。它具有一个环形孔，环形孔的边界B1形成适合于CD的较小光阑，同时物镜OL的外边界B2形成适于DVD的较大光阑。由于能够实现一个比记录介质侧大的有效的光阑开口，偏振滤光片PF最好设置在物镜OL的远离记录介质AT的一侧。
偏振滤光片PF的偏振方向由双箭头1表示，并对应于激光二极管LD发射的光的偏振方向。该光的偏振方向由双箭头2表示。同时，偏振方向不局限于优选实施例中规定的方向。
在DVD的读出期间，半波板HWP和发散透镜SL都不位于光束路径中。由于照射到偏振滤光片PF上的光具有相同的偏振方向，它无阻地通过偏振滤光片PF，有效光阑尺寸由物镜OL的边界B2预先确定。
如果本发明用于读CD，那么半波板HWP和发散透镜SL被引入光束路径，如图1所示。在此情况下，半波板HWP的光轴关于入射光束的偏振方向旋转45°，结果离开半波板HWP的光束具有旋转90°的偏振方向。以此方式偏振的光仅能够无阻通过偏振滤光片PF中的环形孔，而基于旋转90°的偏振方向，位于边界B1和B2之间的偏振滤光片PF的区域不能透过照射的光。因而有效光阑由边界B1界定，数值孔径相应地较小。为读出CD发散透镜SL同样被引入光束路径。它用于校正从记录介质AT反射的光的波前，这是由于物镜OL被校正到作为记录介质AT的DVD的层厚度。
半波板HWP和发散透镜SL在光束路径中的次序不局限于优选实施例中规定的次序。甚至把发散透镜SL设置在面对激光二极管LD的半波板的侧面也是实用的，确切地说，弯曲部分面向激光二极管LD。其优越性在于即使通过一个涂层也不能被完全吸收的轻微反射不再平行于光束前进，因此不在检测装置PD产生干扰信号。
在图2中，物镜OL、偏振滤光片PF和记录介质AT与图1中相比被旋转90°。同时，记录介质AT被示意性图示为，一个在光轴OA之上的CD，或者是，一个在光轴OA之下的DVD。CD具有一个被厚度为1.2mm的透明基片层S覆盖的单记录层AZS。另一方面，DVD具有分别被基片层S1和S2覆盖的两个记录层AZS1和AZS2，并且两个记录层能够在不同侧被读和/或写，在此情况下分别是左右侧。
最外侧的两个光束3、4表示读出DVD的光束路径。向物镜OL的左侧，它们平行于光轴OA行进，由作为光阑开口的边界B2界定，并通过物镜OL聚焦在记录层AZS1上。两个内侧光束5、6表示读和/或写CD时的光束路径，从左侧入射到物镜OL上。由于入射光束已经通过发散透镜SL，因此其轻微发散，并且其偏振方向相对于偏振滤光片PF的偏振方向旋转90°。因此它不能通过位于边界B1和B2之间的偏振滤光片PF。入射光束被物镜OL聚焦在CD的记录层AZS上。
要被读和/或写的光记录介质AT可以具有竖直或大到几毫米的从物镜OL的距离偏移，而相应的聚焦点仅允许移离光记录介质AT的记录层AZS或AZS1或AZS2几个微米，从而实现最佳读和/或写操作。至此，一个自动聚焦系统被采用，此自动聚焦系统借助于聚焦激励装置调节物镜OL到记录层AZS或AZS1或AZS2的距离。用于控制聚焦激励装置的信号从光电检测器PD发出的信号导出，也就是说平行于信息的读出。
因此，根据本发明，具有不同结构的用于读和/或写记录介质AT的装置被提出，它利用单个物镜OL工作。借助于光路中的偏振滤光片PF，此情况下孔径适于所使用的光记录介质AT的类型。波前能够被另外引入光束路径中的发散透镜SL校正。偏振滤光片PF形成的光阑耦合到物镜OL。因此，在物镜OL沿光轴OA放置的情况下，由光阑尺寸共同确定的孔径没有改变。

Claims (15)

1.一种通过光束写或读具有不同结构的光记录介质(AT)的装置，该光束能够由一个物镜(OL)聚焦在光记录介质(AT)上，该物镜(OL)具有一个可变直径光澜，其特征在于，可变直径光阑由偏振滤光片(PF)形成，以及提供一半波板(HWP)用于改变具有偏振滤光片(PF)的光阑的直径。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，可变直径光阑由液晶元件形成。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，偏振滤光片(PF)耦合到物镜(OL)。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，提供一能够被引入光束路径的发散透镜(SL)用于波前校正的目的。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于，发散透镜(SL)耦合到另一个光学元件。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于，光记录介质(AT)是一种用于以数字形式读和/或写信息的记录介质(AT)。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于，为了写或读具有一个对应于CD的结构的光记录介质(AT)，一个具有可变光阑的物镜被设置在一个用于写和/或读具有一个对应于DVD的结构的光记录介质(AT)的装置中，以及一个半波板(HWP)和一个发散透镜(SL)被设置在半透明反射镜(HS)和物镜(OL)之间的光束路径中。
8.一种通过光束写或读具有不同结构的光记录介质(AT)的装置，该光束能够由一个物镜(OL)聚焦在光记录介质(AT)上，该装置具有一个可变直径光阑，其特征在于，波前校正装置(SL)能够被引入光束路径。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，波前校正装置是一个发散透镜(SL)。
10.根据权利要求8的装置，其特征在于，波前校正装置(SL)耦合到另一个光学元件。
11.根据权利要求8的装置，其特征在于，可变直径光阑由液晶元件形成。
12.根据权利要求8的装置，其特征在于，可变直径光阑由偏振滤光片(PF)形成。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于，偏振滤光片(PF)耦合到物镜(OL)。
14.根据权利要求12的装置，其特征在于，提供一半波板(HWP)用于改变具有偏振滤光片(PF)的光阑的直径。
15.根据权利要求8的装置，其特征在于，光记录介质(AT)是一种用于以数字形式读和/或写信息的记录介质(AT)。
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