CN1551151A - 可兼容的光拾取器 - Google Patents

Abstract

一种可兼容的光拾取器，包括：一光源，其发射具有适用于第一记录介质的波长的第一光束；双光源，其发射分别具有适用于第二和第三记录介质的波长的第二和第三光束；第一物镜，其会聚第一光束，以形成用于对第一记录介质进行记录和/或再生的光点；第二物镜，其会聚第二和第三光束，以形成用于对接收的第二和第三记录介质进行记录和/或再生的光点；致动器，其驱动第一和第二物镜；第一光电检测器，其接收由第一记录介质反射的第一光束，以检测信息信号和/或误差信号；和第二光电检测器，其接收由记录介质反射的第二和第三光束，以检测信息信号和/或误差信号。

Description

可兼容的光拾取器

技术领域

本发明涉及一种可兼容的光拾取器，更具体的说，涉及一种通过使用不同波长的光束可兼容地用于三种记录介质的可兼容的光拾取器。

本申请要求2003年2月26日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请NO.2003-11955的优先权，其所公开的内容加以引用作参考。

背景技术

光学记录和/或再现装置通过使用物镜会聚的光点将信息记录在光学信息存储介质如光盘上和/或从光学信息存储介质如光盘上再现信息。光盘的记录容量由光点的尺寸确定。光点的尺寸S由光的波长λ和物镜的数值孔径(NA)决定，如方程式1所表示的：

S∝λ/NA            (1)

因此，为了减小会聚在光盘上的光点的尺寸和增大光盘的密度，需要采用短波长光源(如蓝紫激光器)和物镜(如NA大于0.6的物镜)。

并且，当θ代表光盘的倾斜角，n代表光盘的折射率，d代表光盘的厚度时，由光盘的倾斜引起的慧形象差W₃₁如方程式2所示：

$W_{31}=-\frac{d}{2}\frac{n^2(n^2-1)\sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}}{{(n^2-{\sin }^2\mathrm{\θ})}^{5/2}}N{A}^3---\left(2\right)$

其中，光盘的折射率n和厚度d指的是从光入射表面到记录表面的光学介质的折射率和厚度。

由方程式2可以看出，为了保证光盘的倾斜的容差，对高密度光盘来说，光盘的厚度必需随物镜NA的增加而减少。例如，光盘(compact disc)(CD)的厚度为1.2mm，数字通用盘(digital versatile disc)(DVD)的厚度减小到0.6mm。具有大于20GB的记录容量的下一代DVD厚度很有可能制造为0.1mm，该下一代DVD正处于标准化和研究发展进程中，可以存储高清晰度(HD)的运动图像信息。当然，对于CD来说，物镜的NA为0.45，对于DVD来说，物镜的NA增加到0.6。然而，对于下一代DVD来说，物镜的NA很有可能增加到高于0.6，例如，可以是0.85。并且，考虑到记录容量，下一代DVD极有可能采用发射约405nm的波长的蓝紫光的蓝紫光源。当根据新标准发展光学信息存储介质时，与现有光学信息存储介质的兼容成为了一个问题。

例如，由于可写入的DVD(DVD-R)和可写入的CD(CD-R)的反射率按照波长明显地减小，所以发射波长为650nm和780nm的光的光源是必不可少的。因此，在与DVD-R和CD-R兼容的方面，用于下一代DVD的光拾取器可以采用发射不同波长的光束的三种光源。

发明内容

本发明一个方面在于提供一种可兼容的光拾取器，用于通过使用三种不同波长的光束可兼容的用于记录密度和格式不同的三种光学信息存储介质。

本发明的其它方面和/或优点部分地将在下述说明中部分阐明，部分地从说明中是显而易见的，或可以通过对本发明的实践而了解到。

根据本发明的一个方面，提供了一种可兼容的光拾取器，能够可兼容的用于记录密度和格式不同的第一到第三记录介质，该光拾取器包括：一个单光源，其发射具有适用于第一记录介质的第一波长的第一光束；一个双光源，其发射分别具有适用于相应的第二和第三记录介质的第二和第三波长的第二和第三光束；一个第一物镜，其会聚第一光束，以形成用于第一记录介质的记录和/或再现的光点；一个第二物镜，其会聚第二和第三光束，以形成用于第二和第三记录介质的记录和/或再现的光点；一个致动器，其驱动第一和第二物镜；一个第一光电检测器，其接收由介质反射的第一光束，以检测信息信号和/或误差信号；和第二光电检测器，其接收由由记录介质反射的第二和第三光束，以检测信息信号和/或误差信号。

根据本发明的一个方面，致动器包括：一个单个的透镜保持器，其用于保持第一和第二物镜；和一个磁路，其在一个方向上驱动该单个透镜保持器，以驱动第一和第二物镜。

根据本发明的一个方面，该单个透镜保持器将第一和第二物镜安置在相应介质的上表面以上不同的高度处。

根据本发明的一个方面，当WD1是第一和第二物镜中具有短工作距离的一个的工作距离，WD2是第一和第二物镜中具有长工作距离的另一个的工作距离时，第一和第二物镜的安装满足下述方程式，以避免第一和第二物镜中具有短工作距离的一个在装载记录介质的过程中与记录介质相接触和避免第一和第二物镜中具有长工作距离的中的另一个工作：

WD2≥WD1，

与记录介质相应的具有短工作距离的物镜的基本分离距离＝WD1+α，其中，α＝|WD2-WD1|×(0.1～1.0)。

根据本发明的一个方面，第一和第二物镜中的至少一个使主要由于物镜的倾斜而出现的波前象差与主要由于入射在物镜上的光的倾斜而出现的波前象差成为同一种类型的象差。

根据本发明的一个方面，第一到第三记录介质中的一个为CD系列光盘，另一个为DVD系列光盘，还有一个为记录密度高于DVD的下一代DVD系列光盘。

根据本发明的一个方面，下一代DVD系列光盘具有大约0.1mm的厚度，使用蓝紫光束用于数据的记录和/或再现，并且使用具有至少0.85数值孔径的物镜。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和优点通过下文结合附图的对实施例的描述将更加明显和易于理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的光拾取器的光学结构的示意图；

图2是由图1的第一和第二物镜会聚的光束照射在不同厚度的光盘上所经过的路径的示意图；

图3是图1的第二光电检测器的实施例的示意性平面图；

图4是图1的第二光电检测器的另一实施例的示意性平面图；

图5是在图1的光拾取器中由于安装误差第二物镜相对于第一物镜倾斜了θ度的情况的示意图；

图6是图1中的第一和第二物镜以满足方程式3的移动距离设置的实施例的示意图；和

图7是根据本发明的实施例的记录和/或再生装置的方框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，参考附图中所描述的例子，其中，相同的附图标记自始至终代表相同的元件。下面将参考附图对实施例进行描述，以解释本发明。

根据本发明的一个实施例的可兼容的光拾取器具有可兼容地用于记录密度和格式不同的下一代DVD系列光盘(下文称为下一代DVD)、DVD系列光盘(下文称为DVD)和CD系列光盘(下文称为CD)的结构。这里，下一代DVD的一侧具有超过20GB的记录容量，更具体的说，是超过23GB的记录容量。下一代DVD的例子包括蓝光光盘和高级光盘(AdvancedOptical Discs)(AOD)，但并不局限于此。

图1是显示根据本发明的一个实施例的可兼容的光拾取器的光学结构的示意图。图2是显示由图1的第一和第二物镜45和41会聚的光束照射在所安放的不同厚度的下一代DVD1a、DVD1b和CD1c(通称为光盘1)上所经过的光路的示意图。参考图1和2，可兼容的光拾取器使用用于下一代DVD1a的高密度光学系统和用于DVD1b和CD1c的低密度光学系统。光学拾取系统共用致动器40，并且可兼容地用于具有不同记录密度以及厚度的多种光盘。

可兼容的光拾取器包括一光学单元、第一和第二物镜45和41以及致动器40。该光学单元向光盘1发射适合于下一代DVD1a、DVD1b和CD1c的波长的第一、第二和第三光束11a、21a和21b。该光学单元还接收由光盘1反射的第一、第二和第三光束11a、21a和21b，以检测信息信号和/或误差信号。第一和第二物镜45和41会聚入射光束，将入射光束在光盘1的记录表面上会聚为光点。致动器40根据检测的误差信号在聚焦方向和/或跟踪方向上移动第一和第二物镜45和41。如图所示的光盘1代表由光学单元进行记录和/或再现的CD1c、DVD1b和下一代DVD1a中的一种。

如图1所示，可兼容的光拾取器具有这样的结构：其中，由光学单元发射的第一、第二和第三光束11a、21a和21b从反射镜37和35被反射到第一和第二物镜45和41。然而，应当了解，可兼容的光拾取器还可以具有这样的结构：由光学单元发射的第一、第二和第三光束11a、21a和21b中的几个直接入射在第一和第二物镜45和41上，从而可以不再需要反射镜37和35。

光学单元包括一第一光学单元10、一第二光学单元20、一第一准直透镜18和一第二准直透镜23。当装置中安放的的是下一代DVD1a时，第一光学单元10发射适合于下一代DVD1a的波长的第一光束1a，并接收由光盘1即下一代DVD1a在其被安放在该装置中时反射的第一光束11a，以检测信息信号和/或误差信号。第二光学单元20发射适合于DVD1b和CD1c的波长的第二和第三光束21a和21b，并接收由光盘1即被放置的DVD1b和CD1c中的一个反射的第二和第三光束21a和21b，以检测信息信号和/或误差信号。第一准直透镜18设置在第一光学单元10和反射镜37之间的光路上，用于下一代DVD1a。第二准直透镜23设置在第二光学单元20和反射镜35之间的光路上。当可兼容的光拾取器具有上述结构时，可兼容的光拾取器可以在如图7所示的记录和/或再现装置中放置下一代DVD1a、DVD1b和CD1c其中一种光盘时可兼容的用于其中任何一种光盘。

如图1中的实施例所示，第一光学单元10包括一蓝紫光源11、一偏振分束器(PBS)(polarization beam splitter)13、与第一光束11a的波长相关的一四分之一波长晶片(quarter wave plate)15、一光电检测器17和一传感透镜16。光源11发射具有适合于下一代DVD1a的蓝紫波长的第一光束11a。例如，根据本发明的一个方面，所发射的波长可以是一405nm的波长。PBS13根据一偏振状态透射第一光束11a或反射第一光束11a。具体的说，PBS13透射由第一光源11发射而在光盘1上被接收的第一光束11a，反射由光盘1反射的第一光束11a，以使其在光电检测器17上被接收。四分之一波长晶片15改变第一光束11a的偏振状态，以控制PBS13对第一光束11a的透射/反射。光电检测器17接收由光盘1反射并由PBS13反射的的第一光束11a，以检测信息信号和/或误差信号。传感透镜16设置在PBS13和光电检测器17之间，并将第一光束11a会聚在光电检测器17上。

虽然并不是在各个方面都需要，但是，传感透镜16可以是像散透镜，该像散透镜在第一光束11a中产生像散，从而以像散方法检测聚焦误差信号。然而，当然本发明也可以使用其它类型的透镜和其它方法来检测聚焦和/或跟踪误差。

如图1所示，第一光学单元10还包括一光栅12，该光栅将由单光源11发射的第一光束11a衍射为三个以上的光束。这样，光栅12产生用于以三光束方法(3-beam method)或差分推挽(DPP)方法(defferential push-pullmethod)检测跟踪误差信号的副光束。然而，光栅12并不是在各个方面都必需使用的。可使用已知的3光束方法或DPP方法检测跟踪误差信号的光电检测器17的结构是已知的，因此这里将不再解释和详细的示出。

虽然并不是在各个方面都是需要的，但是第一光学单元10可以包括一监控光电检测器(未示出)，该监控光电检测器检测由光源11发射的和其一部分由PBS13部分反射的第一光束11a，以控制光源11的输出光功率。第一光学单元10还可以包括一聚光透镜(未示出)，该聚光透镜将第一光束11a的被反射的部分的光适当地会聚在该监控光电检测器上。

根据本发明的另一方面，不包括用来根据偏振状态改变入射的第一光束11a的前进路径的PBS13和四分之一波长晶片15，而是第一光学单元10可以包括一板式分束器(plate-type splitter)或立方体型分束器(cubic-typesplitter)，上述分束器可以以预定比率透射和反射第一光束11a。

根据本发明的另一方面，第一光学单元10可以是一全息光学模块，用于适合下一代DVD1a的蓝紫波长如405nm波长。全息光学模块包括发射预定波长的光束的一光源、设置在光源的一侧并接收由光盘反射的光以检测信息信号和/或误差信号的一光电检测器以及直接透射由光源发射的光并将光盘反射的光衍射为朝向光电检测器的+1级或-1级(+1^st order or-1^storder)光束的一全息元件。虽然并不是必需的，但是最好将光栅12和全息光学模块合并为一体。

如图所示，第二光学单元20包括一双光源21、一板式分束器25和一光电检测器30。双光源21发射具有适合于DVD1b的红光波长(例如650nm的波长)的第二光束21a。双光源21还发射具有适合于CD1c的红外波长(例如780nm波长)的第三光束21b。板式分束器25以预定比率透射和反射第二和第三光束21b和21c，以反射将要被光盘1接收的第二和第三光束21b和21c，和透射自光盘1向光电检测器30反射的第二和第三光束21b和21c。光电检测器30接收由光盘1反射的第二和第三光束21a和21b，以检测信息信号和/或误差信号。然而，当然板式分束器25也可以不透射将要被光盘1接收的第二和第三光束21b和21c，而反射将要被光电检测器30接收的第二和第三光束21b和21c。

如图所示的第二光学单元20包括一光栅22，该光栅衍射第二和第三光束21a和21b以产生副光束，以便使用3光束方法或DPP方法检测跟踪误差信号。光栅22设置在双光源21和板式分束器25之间。然而，光栅22并不是本发明在各个方面都必需的。

根据本发明的一个方面，第二光学单元20还可以包括一传感透镜(未示出)，该传感透镜设置在板式分束器25和光电检测器30之间，并且完成与第一光学单元10中的传感透镜16相同的功能。第二光学单元20还包括监控光电检测器(未示出)，该检测器监控第二光束21a和/或第三光束21b的输出量。

虽然不是在各个方面都是需要的，但是，双光源21可以是双激光二极管(LD)，用于发射不同波长的光束的两个半导体激光器被模块化于其中。然而，本发明也可以使用其它类型的光源。另外，光源21可以是独立光源，其光轴使用与波长相关的反射镜和/或表面校准。

代替包括用作光路改变装置的板式分束器25，第二光学单元20可以包括第一光学单元10的PBS13和四分之一波长晶片15。

而如图所示的第二和第三光束21a和21b是由双光源21发射出来的，使得它们的中心轴彼此分离。光栅分离所接收的第二和第三光束21a、21b。根据本发明的一个方面，被光栅12分离的三光束被具有图3和4所示的结构的光电检测器30检测。参考图3，光电检测器30包括一象限主光电检测器(quadrant main photo-detector)31、设置在象限主光电检测器31的两侧的一对副光电检测器32a和32b、象限主光电检测器33和设置在象限主光电检测器33的两侧的一对副光电检测器34a和34b。象限主光电检测器31检测第二光束21a，象限主光电检测器33检测第三光束21b。象限主光电检测器31和33用于检测光盘1上记录的信息信号和聚焦误差信号。副光电检测器32a、32b、34a和34b用于使用3光束方法检测跟踪误差信号。象限主光电检测器31和33和副光电检测器32a、32b、34a和34b也可以使用DPP方法检测跟踪误差信号。

图3的光电检测器30的结构适于在使用DVD1b和CD1c时用三光束检测误差信号，该三光束是将第二和第三光束21a和21b分离而成的，该结构可以改进为多种形式。例如，本发明的一个方面包括图4中所示的光电检测器30，在其中，一对副光电检测器35和36设置在两个象限主光电检测器31和33的两侧。当使用DVD1b和CD1c时，图4中所示的光电检测器30可以用于第二和第三光束21a和21b都被分离为三光束以检测误差信号之时，或用于第二和第三光束21a和21b中仅一个被分离为三光束，使得与第二和第三光束21a和21b中的另一光束相应的象限光电检测器31、33用于检测相应于第二和第三光束21a和21b中的另一光束的误差信号之时。

即使在第二和第三光束21a和21b都被分离并被用于检测误差信号时，光电检测器30也可以包括副光电检测器35和36，如图4所示。这是因为，根据本发明的一个方面的可兼容的光拾取器在作为光盘1的DVD1b上记录和/或从作为光盘1的DVD1b再现的过程中仅使用第二光束21a，在作为光盘1的CD1c上记录和/或从作为光盘1的CD1c再现的过程中仅使用第三光束21b。副光电检测器35对应于副光电检测器32a和32b被合并而成的单个主体。副光电检测器36对应于副光电检测器34a和34b被合并而成的单个主体。

这里，第二光学单元20还可以包括使从双光源21按照预定的距离发射的第二和第三光束21a和21b的前进光路重合的光学元件(例如，全息耦合器(未示出))。全息耦合器透射以预定距离入射的不同波长的两光束中的一束光，折射另一束光，以使两光束的前进光路重合。全息耦合器可以设置在双光源21与板式分束器25之间或板式分束器25与光电检测器30之间。在光电检测器包括使第二和第三光束21a和21b的前进光路重合的光学元件的情况下，光电检测器30具有与第一光学单元10的光电检测器17相应的结构。

如图所示，第一准直透镜18设置在第一光学单元10与第一物镜45之间，将由第一光学单元10作为发散光束发射的第一光束11a转变为平行光，以使该平行光束可以入射在第一物镜45上。在使用第一准直透镜18的情况下，第一物镜45被设计为对作为平行光的第一光束11最优化。第二准直透镜23设置在第二光学单元20和第二物镜41之间。第二准直透镜23将由第二光学单元20作为发散光束发射的第二和第三光束21a和21b转变为平行光束或近似平行光束。

图1的可兼容光拾取器包括第一和第二准直透镜18和23，以使平行光束或近似平行光束入射在第一和第二物镜45和41上。然而，当然可兼容的光拾取器也可以不包括第一准直透镜18和/或第二准直透镜23，或或包括使略微会聚的或发散的光束入射在第一和/或第二物镜45和41上的第一和/或第二准直透镜28和23，从而，用于下一代DVD1a、DVD1b和CD1c中的至少一种光盘的光学系统是一个无限光学系统(ifinite optical system)。

这里，图1的可兼容的光拾取器的光学单元的光学结构仅是示例性的。光学单元并不限于图1的光学结构。换句话说，根据本发明的可兼容的光拾取器可以包括两个物镜41和45、单光源11和双光源21，并且在不背离本发明的精神和范围的条件下可以改进为各种形式的其它光学结构。

虽然不是必需的，但是，第一物镜45最好设置为可以形成适用于高密度光盘(即下一代DVD1a)的记录和/或再生的最佳光点。例如，当第一光源11发射具有蓝紫波长(例如405nm的波长)的第一光束11a，并且，下一代DVD1a具有大约0.1mm的厚度时，第一物镜45具有0.85以上的NA。但是，也可以根据DVD1a的厚度以及使用的波长调节NA。

虽然不是必需的，但是，最好设置第二物镜41以便形成用于在低密度光盘(即DVD1b和CD1c)上记录和/或从该低密度光盘再现的光点。换句话说，第二物镜41最好对DVD1b最优化，并可兼容地用于CD1c。但是，当然只要第二物镜41可兼容地用于对DVD1b和CD1c的记录和/或再现，第二物镜41也可以不必要对DVD最优化。如下所述，第二物镜41可以是其上形成根据本发明的全息图案的透镜。在这方面，全息图案至少形成在透镜两个表面中的一个表面的一部分上，最好至少形成在面对光盘的表面的一部分上，以满足对DVD1b和CD1c的最佳光学特性。另外可以选择地，透镜41可以与全息表面相分离，或使用非全息表面，以获得可兼容性。此外，透镜41可以具有非全息表面，以获得可兼容性，或采用不同光学元件的组合，以获得可兼容性。

在可兼容的光拾取器中，虽然不是必需的，但是，第一和第二物镜45和41最好安装在由单致动器40驱动的单个透镜保持器50中。这样，在将第一和第二物镜45和41安装到单个透镜保持器50的过程中，第一和第二物镜45和41之间将发生相对倾斜。因此，虽然不是必需的，但是，第一和第二物镜45和41中的至少一个最好如此制造，使得主要由于物镜的倾斜而产生的波前象差与主要由于入射在物镜上的光的倾斜引起的波前象差成为相同类型的波前象差。例如，虽然不是必需，但是，第一和第二物镜45和41中的至少一个最好如此制造，使得主要由于物镜的倾斜引起的波前象差和主要由于入射在物镜上的光的倾斜引起的波前象差为彗形象差。

如在光学领域所公知的，慧型象差主要由物镜的倾斜引起，象散象差主要由光线以预定角度入射在物镜上引起。因此，在普通透镜的情况下，尽管调整了入射在通用透镜上的光线的入射角度，也不可能补偿由于通用透镜的倾斜而产生的慧形象差。然而，在第一和第二物镜45和41中的至少一个如此制造，使得主要由于物镜的倾斜引起的波前象差和主要由于光线以入射角(即波束角)入射在物镜上引起的波前象差成为同种波前象差的情况下，有可能通过调整光线入射在物镜上的入射角补偿由于物镜的倾斜产生的波前象差。

例如，制造第二物镜41，以便补偿由于物镜的倾斜而引起的波前象差，调整第一物镜45的或包括第一物镜45的整个可兼容光拾取器的倾斜使其适合用于图5中所示的高密度下一代DVD1a。因而，虽然第二物镜41由于组装误差而相对于第一物镜45倾斜，但是仍有可能补偿由于第二物镜41的倾斜而引起的波前象差。这里，对由于第二物镜41的倾斜而引起的波前象差的补偿是在垂至于第二和第三光束21a和21b经过的光路的平面内移动第二光源单元20或双光源21以调整第二和第三光束21a和21b入射在第二物镜41上的角度的过程中实现的。

如图所示，可以制造第一物镜45，以补偿由于透镜的倾斜而引起的波前象差，并且第二物镜41或包括第二物镜41的整个可兼容光拾取器的倾斜可以调整到适合于第二物镜41。并且，通过使用能够补偿由透镜如第一和第二物镜45和41的倾斜引起的波前象差的透镜，调整倾斜以适合于第一和第二物镜45和41中的一个的过程可以省略。

在具有上述结构的可兼容光拾取器中，可以补偿由于第一和第二物镜45和41之间的相对倾斜而引起的波前象差。因此，即使在第一和第二物镜45和41安装在致动器40中以保持其间的相对倾斜的情况下，也可以获得如同第一和第二物镜45和41相对于光盘1没有倾斜的情况下所获得的高质量的再现信号。

在根据本发明的可兼容光拾取器中，考虑到第一和第二物镜的不同的工作距离(即位于光盘1的上表面之上的距离)，第一和第二物镜45和41以不同高度安装。特别是，致动器40的透镜保持器50被制作得适合于第一和第二物镜45和41的各种高度。第一和第二物镜45最好按如图6所示安装，以满足等式3，使得具有短工作距离的第一物镜45在装载光盘1和/或在长距离内操作第二物镜41的过程中将不会与光盘1相接触。换句话说，虽然不是必需，但是，第一物镜45和光盘1之间的基本分离距离最好大于第一物镜45的移动距离(即工作距离)。

在等式3中，WD1代表第一物镜45的移动距离，WD2代表第二物镜41的移动距离。

WD2≥WD1

第一物镜相对于光盘的基本分离距离＝WD1+α......(3)

其中，α＝|WD2-WD1|×(0.1～1.0)。

虽然不是必需的，但是第一和第二物镜45和41最好安装于相应于光盘1的径向的方向R上。之所以安装在该方向上是由于可兼容光拾取器在光记录和/或再现装置(如图7所示)内在光盘1的径向上移动，以记录和/或再现信息信号。在第一和第二物镜45和41平行设置在光盘1的径向上的情况下，虽然不是必需的，但是，考虑到与用于现有的可记录DVD1b的盘盒的兼容，用于高密度光盘1a的第一物镜45，与用于低密度光盘1b或1c的第二物镜41相比较，最好定位在内径上。但是，在本发明的各个方面中，当然第一和第二物镜45、41也可以不必径向和/或彼此平行地设置。

在第一和第二物镜45和41平行设置在光盘1的径向的情况下，如图7所示的使用根据本发明的可兼容的光拾取器的光记录和/或再现装置包括主轴电机19，该主轴电机小于现有的主轴电机，用于旋转光盘1。主轴电机19的尺寸使得在利用第二物镜41从DVD1b和/或CD1c再现的过程中可以读取记录在最外道上的信息，其中，与第一物镜41相比较，第二物镜41定位在光盘1的外径上。

如上所述，在第一和第二物镜45和41平行设置在光盘1的径向上的情况下，虽然不是必需的，但是第一和第二物镜45和41以及主轴电机19最好对齐，以使在可兼容光拾取器的内周和外周的跟踪信号的相位一致。

这里，第一和第二物镜45和41的设置并不限于光盘1的径向，可以改为其它形式。例如，根据本发明的一个方面的可兼容光拾取器可以包括轴扰动致动器(axis perturbation actuator)，用以以切换方式将第一和第二物镜45和41设置适当位置。即使在使用轴扰动致动器的情况下，虽然不是必需，但是第一和第二物镜45和41与光盘1的基本分离距离也最好满足等式3。

根据本发明的一个方面，致动器40可以是双轴致动器，其可以在光轴方向和光盘1的径向(即聚焦方向和跟踪方向)上移动安装在具有不同工作距离的第一和第二物镜45和41上的移动单元，致动器40也可以是三轴致动器，其除了双轴移动之外还可以执行倾斜移动。

在根据本发明的可兼容光拾取器中，虽然不是必需的，但是致动器40最好是单个结构的致动器，其中，第一和第二物镜45和41安装在单个透镜保持器50中。换句话说，致动器40包括单个透镜保持器50和图2中所示的磁路，其中，该保持器用于安装具有不同工作距离的第一和第二物镜45和41，该磁路在聚焦方向、跟踪方向和/或倾斜方向上移动安装在单个透镜保持器50上的第一和第二物镜45和41。

虽然不是必需的，但是，单个透镜保持器50最好形成为使第一和第二物镜45和41之间的安装满足等式3，以避免在初始装载光盘1和/或操作具有长工作距离的第二物镜41的过程中具有短工作距离的第一物镜45干扰光盘1。

并且，虽然不是必需的，但是，最好形成单个透镜保持器50以便在光盘1的径向上安装第一和第二物镜45和41。这种设置是由于可兼容光拾取器需要在光盘驱动器内在光盘1的径向上移动来将信息信号记录在光盘1上和/或从光盘1上再现信息信号。

虽然不是必需的，但是，最好形成单个透镜保持器50以便与第二物镜41相比较第一物镜45设置在光盘1的内径。

根据本发明的一个方面的可兼容光拾取器还可以包括两个致动器。每个致动器都包括第一和第二物镜45和41中的一个，使得第一和第二物镜45、41可以分开驱动。

图7是根据本发明的一个实施例使用图1中所示的可兼容的光拾取器的记录和/或再现装置的方框图。参考图7，记录和/或再现装置包括具有可兼容光拾取器的记录/读取单元1001、控制器1002、存储器1003、安放光盘1的转盘1004以及根据控制器1002的控制旋转转盘1004的主轴电机19。记录/读取单元1001记录和/或读取盘1上的数据，其中，该盘1可以是下一代DVD1a、DVD1b和CD1c中的一个。

虽然不是各方面都必需的，但是，当然控制器1002可以是计算机，该计算机执行使用编码在计算机可读取介质上的计算机程序进行记录和/或再现的方法。计算机可以是具有固件的芯片，或者可以是可编程以执行该方法的通用的或专用的计算机。

如上所述，在根据本发明的各个方面的可兼容光拾取器中，用于下一代DVD的第一物镜的倾斜可以加以调节，以避免第一物镜相对于光盘倾斜。并且，用于DVD和CD的第二物镜可以是为补偿由于其倾斜而引起的波前象差而制造的透镜。因此，在第一和第二物镜发生相对倾斜的情况下，用于DVD的第二光束和用于CD的第三光束入射在第二物镜上的角度可以加以调节，以避免可兼容光拾取器的光学性能由于相对倾斜而劣化。

根据本发明的一个方面的可兼容的光拾取器可以具有这样的一种光学结构，在其中，第一物镜设计得适用于下一代DVD，并设计得可以补偿由于其相对于第二物镜的倾斜而引起的波前象差，以省去调整倾斜的过程。

可兼容的光拾取器的一个方面具有这样的光学结构：其中，用于DVD和/或CD的第二物镜的倾斜可以调节得与光轴重合，用于下一代DVD的第一物镜被设计用以补偿由于其倾斜而引起的波前象差。

已经描述过，根据本发明的一个方面的可兼容的光拾取器包括用于下一代DVD的单光源、适用于下一代DVD的第一物镜、用于DVD和CD的双光源和适用于DVD和CD的第二物镜，以便可兼容地用于记录密度不同的三种光盘(例如，下一代DVD、DVD和CD)，来执行记录和/或再现。然而，根据本发明的一个方面的可兼容的光拾取器并不限于此，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，上述光拾取器还可以改变为各种形式。例如，根据本发明的可兼容的光拾取器可以包括用于下一代DVD和DVD的双光源、适用于下一代DVD和DVD的物镜、用于CD的单光源以及适用于CD的物镜。因此，根据本发明的一个方面的可兼容的光拾取器能够可兼容地用于使用两个物镜和波长彼此不同的三光束的三种类型的记录介质。

当考虑到相对于具有不同记录密度和格式的多种光信息存储介质的两个物镜的工作距离来安装这两个物镜时，具有短工作距离的物镜可以避免与光盘发生碰撞。

虽然已经参照实施例示出并描述了本发明，但是，对本领域的普通技术人员来说，在不背离由所附的权利要求书及其等效内容所定义的本发明的精神和范围的条件下，当然可以对本发明的形式和细节作出多种改变。

Claims (31)

1、一种可兼容的光拾取器，其能够可兼容的用于记录密度和格式不同的第一到第三记录介质，包括：

一第一光源，其发射具有适用于所述第一记录介质的一第一波长的一第一光束；

一双光源，其发射分别具有适用于所述相应的第二和第三记录介质的一第二和一第三波长的一第二和一第三光束；

一第一物镜，其会聚所述第一光束，以形成用于对所述第一记录介质进行记录和/或再现的一光点；

一第二物镜，其会聚所述第二和第三光束，以形成用于对被安放的所述第二和第三记录介质之一进行记录和/或再现的光点；

一致动器，其驱动所述第一和第二物镜；

一第一光电检测器，其接收由所述第一记录介质反射的所述第一光束，以检测一信息信号和/或一误差信号；和

一第二光电检测器，其接收从被安放的所述第二和第三记录介质中的一个反射的所述第二和第三光束，以检测信息信号和/或误差信号。

2、根据权利要求1所述的可兼容的光拾取器，其中，所述致动器包括：

一单个透镜保持器，其保持所述第一和第二物镜；和

一磁路，其在一方向上驱动所述单个透镜保持器。

3、根据权利要求2所述的可兼容的光拾取器，其中，所述单个透镜保持器在一共用表面上以不同高度保持所述第一和第二物镜。

4、根据权利要求1到3中任意一项权利要求所述的可兼容的光拾取器，其中：

WD1是所述第一和第二物镜中具有一短工作距离的一个的一工作距离，

WD2是所述第一和第二物镜中具有一长工作距离的另一个的一工作距离，

所述第一和第二物镜的安装满足下述关系，以便避免在装载被安放的记录介质的过程中所述第一和第二物镜中具有短工作距离的一个物镜接触所述第一到第三记录介质中被安放的一个记录介质，并同时允许所述第一和第二物镜中具有长工作距离的另一个进行操作：

WD2≥WD1，

所述一个物镜与第一到第三记录介质中的相应的一个的基本分离距离为WD1+α，并且α＝|WD2-WD1|×(0.1～1.0)。

5、根据权利要求4所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第一和第二物镜中的至少一个形成为使得主要由于所述物镜的倾斜而引起的一波前象差与主要由于入射在所述物镜上的光的倾斜引起的一波前象差成为同一类型的象差。

6、根据权利要求4所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第一到第三记录介质中的一个为一CD系列光盘，一个为一DVD系列光盘，另一个为密度高于DVD的一下一代DVD系列光盘。

7、根据权利要求1所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第二光电检测器包括第一和第二主光电检测器，其分别接收所述第二和第三光束。

8、根据权利要求7所述的可兼容的光拾取器，其中，还包括：

一光栅，其将由所述双光源发射的所述第二和/或第三光束衍射为至少三束光，

其中，所述第二光电检测器还包括多个接收由所述光栅分裂的副光束的副光电检测器。

9、根据权利要求1到3中任意一个权利要求所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第一和第二物镜中的至少一个的形成使得主要由于所述物镜的倾斜引起的一波前象差与主要由于入射在物镜上的光的倾斜引起的一波前象差成为同一类型的象差。

10、根据权利要求9所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第一和第二物镜中的至少一个的形成使得主要由于物镜的倾斜引起的一波前象差与主要由于入射在物镜上的光的倾斜引起的一波前象差成为慧形象差。

11、根据权利要求1到3中任意一个权利要求所述的可兼容的光拾取器，其中，所述第一到第三记录介质中的一个为一CD系列光盘，一个为一DVD系列光盘，另一个为密度高于DVD的一下一代DVD系列光盘。

12、根据权利要求11所述的可兼容的光拾取器，其中，所述下一代DVD系列光盘具有大约0.1mm的厚度，使用蓝紫光束进行记录和/或再现，用于所述下一代DVD系列光盘的所述第一和第二物镜中的一个具有至少0.85的数值孔径。

13、一种记录和/或再现装置，其用于具有相应厚度的第一到第三光学介质，所述装置包括：

权利要求1所述的可兼容的光拾取器，其可兼容地用于对所述第一到第三光学介质中的每一个进行记录和/或再现；和

一控制器，其控制所述可兼容的光拾取器记录和/或再现相应于所述第一到第三光学介质中被安放的一个的数据。

14、一种可兼容的光学系统，其用于记录和/或再现具有一第一厚度的一第一光学介质、具有一第二厚度的一第二光学介质和具有一第三厚度的一第三光学介质的数据，所述系统包括：

一第一光学单元，其发射用于所述第一光学介质的一第一光束，并检测由所述第一光学介质反射的所述第一光束，和发射用于所述第二光学介质的不同于所述第一光束的一第二光束，并检测由所述第二光学介质反射的所述第二光束；

一第一物镜，其设置在所述第一光学单元与所述第一和第二光学介质中被安放的一个之间的一光路上，并具有形成适合用于记录和/或再现相应于所述第一和第二光学介质中的每一个的数据的光点的光学性质；

一第二光学单元，其发射用于记录和/或再现相应于所述第三光学介质的数据的不同于所述第一和第二光束的第三光束，并检测由所述第三光学介质反射的第三光束；和

一第二物镜，其设置在所述第二光学单元之间的光路上，并使用适合用于记录和/或再现相应于所述第三光学介质的数据的所述第三光束形成一光点，

其中所述第一到第三光束具有对应于所述第一到第三厚度的相应的不同波长。

15、根据权利要求14所述的可兼容的光学系统，其中：

所述第一物镜形成用于所述第一光学介质的一第一数值孔径和用于所述第二光学介质的不同于所述第一数值孔径的一第二数值孔径，和

所述第二物镜形成用于所述第三光学介质的不同于所述第一和第二数值孔径的一第三数值孔径。

16、根据权利要求15所述的可兼容的光学系统，其中，所述第三数值孔径不适用于所述第一和第二光学介质。

17、根据权利要求16所述的可兼容的光学介质，其中，所述第三数值孔径大于0.6，所述第一和第二数值孔径小于等于0.6。

18、根据权利要求14所述的可兼容的光学介质，其中，还包括同时移动所述第一和第二物镜的一共用致动器系统。

19、根据权利要求14所述的可兼容的光学系统，其中，还包括：一保持器，其保持所述第一物镜在一第一工作距离上可移动，所述第二物镜在不同于所述第一工作距离的一第二工作距离上移动，其中，所述第一和第二工作距离相对于一共同表面。

20、根据权利要求19所述的可兼容的光学系统，其中：

所述第二工作距离比所述第一工作距离大一段工作距离差，和

所述第一物镜设置在与被安放的第一和第二光学介质中的一个的上表面相距一基本分离距离的位置上，所述基本分离距离比所述第一工作距离大所述工作距离差的10％和100％或大所述第一和第二工作距离之差的10％至100％之间的一长度。

21、根据权利要求14所述的可兼容的光学系统，其中，所述第一物镜的光学特性包括一全息图案，其具有用于记录和/或再现相应于所述第一光学介质的数据的相应于具有一第一波长的所述第一光束的一第一数值孔径，和用于记录和/或再现相应于所述第二光学介质的数据的相应于具有所述第一波长以外的一第二波长的所述第二光束的一第二数值孔径。

22、根据权利要求14所述的可兼容的光学系统，其中：

所述第一物镜的光学特性被最优化，用于对于第一光学记录介质的记录和/或再现，并可用于对于所述第二光学介质的记录和/或再现，和

所述第二物镜被最优化，用于与第三记录介质一起使用。

23、根据权利要求22所述的可兼容的光学系统，其中，所述第一记录介质是DVD，所述第二记录介质是CD，所述第三记录介质的厚度小于所述DVD。

24、根据权利要求23所述的可兼容的光学系统，其中，所述第三光束的波长短于所述第一光束的波长。

25、根据权利要求24所述的可兼容的光学系统，其中所述第三光束的波长基本为405nm。

26、根据权利要求22所述的可兼容的光学系统，其中：

所述第一记录介质是DVD，

所述第二记录介质是CD，

所述第一物镜具有使用用于对所述DVD的记录和/或再现的所述第一光束的一第一数值孔径，并具有用于对所述CD的记录和/或再现的一第二数值孔径，和

所述第二物镜具有使用用于对所述第三记录介质的记录和/或再现的所述第三光束的一第三数值孔径，所述数值孔径等于或基本等于0.85。

27、根据权利要求14所述的可兼容的光学系统，其中，所述第一和第二物镜中的一个具有这样的光学特性：将由于所述一个物镜的倾斜引起的波前象差和由于所述一个物镜的光轴与所述第一到第三光束中的入射在所述一个物镜上的一个光束的一光路之间的角度引起的波前象差转换为一共同象差。

28、根据权利要求27所述的可兼容的光学系统，其中，所述光学系统通过在垂直于所述相应的光路的一平面内移动所述第一和第二光学单元中相应的一个的光发射部分补偿所述共同象差。

29、一种用于具有相应厚度的第一到第三光学介质的记录和/或再现装置，包括：

权利要求17所述的可兼容的光拾取器，其可兼容地用于相应于所述第一到第三光学介质中的每一个的数据的记录和/或再现；和

一控制器，其控制所述可兼容的光拾取器记录和/或再现相应于所述第一到第三光学介质中被安放的一个的数据。

30、一种可兼容的光学系统，其用于记录和/或再现相应于具有一第一厚度的一第一光学介质和具有一第二厚度的一第二光学介质的数据，所述系统包括：

一第一光学单元，其发射用于所述第一光学介质的一第一光束，检测由所述第一光学介质反射的所述第一光束；

一第一物镜，其设置在所述第一光学单元与所述第一和第二光学介质中被安放的的一个之间的一光路上，并具有形成适合用于记录和/或再现相应于所述第一和第二光学介质中的每一个的数据的一光点的光学性质；

一第二光学单元，其发射用于记录和/或再现相应于所述第二光学介质的数据的不同于所述第一光束的一第二光束，并检测由所述第二光学介质反射的所述第二光束；

一第二物镜，其设置在所述第二光学单元和所述第一和第二光学介质中的被安放的一个之间的一光路上，并使用适合用于记录和/或再现相应于所述第二光学介质的数据的所述第二光束形成一光点；和

一保持单元，其将所述第一物镜设置在相对于所述第一记录介质距离为一第一工作距离的位置上，将所述第二物镜设置在相对于所述第二记录介质距离为一基本操作距离的位置上，从而避免所述第二物镜在所述第一记录介质的记录和/或再现的过程中与所述第一记录介质相碰撞，其中，所述基本操作距离大于所述第二物镜在所述第二光学介质的记录和/或再现的过程中移动通过的一第二工作距离，

其中，所述第一工作距离大于所述第二工作距离。

31、根据权利要求30所述的可兼容的光学系统，其中，所述基本分离距离与所述第一和第二光学介质中被安放的一个的一上表面相关，比所述第二工作距离大所述第一和第二工作距离之差的10％和100％，或大所述第一和第二工作距离之差的10％至100％之间的一长度。

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