[发明专利]光学拾取装置

说明书

本发明技术领域

本发明涉及一种光盘装置的光学拾取装置，所述光盘装置能记录/再现覆盖层厚度不同的多种光盘的数据。本发明尤其涉及具有折射透镜元件和衍射元件组合的光学拾取装置。

背景技术

光盘包括上面记录数字信息的信息层和覆盖信息层的透明覆盖层。来自光学拾取装置的激光束透过覆盖层在信息层上形成束斑。光学拾取装置和信息层之间距离的变化取决于覆盖层的厚度。

即，覆盖层越厚，从光学拾取装置到束斑的距离越长。例如，由于致密盘(CD)或CD-R的覆盖层的厚度为1.2mm，数字多用盘(DVD)的覆盖层的厚度为0.6mm，因此当用CD或CD-R代替DVD时，要求光学拾取装置移动束斑，使其在覆盖层上远离光学拾取装置0.6mm(在空气中为0.4m)。

尽管傍轴光束的光斑随着物镜的移动而移动，但覆盖层厚度的变化改变球差。如果在替换盘时光学拾取装置仅移动物镜，则使激光束的波阵面(wave front)像差变坏。这样，束斑的直径被增大，这防止光盘装置从CD上再现所记录的信息。例如，当设计成从DVD上再现所记录的信息时使球差最小的物镜用于从CD再现信息时，球差变得太大了，以致即使物镜移动到使束斑与信息层重合也不能再现该信息。

所以，在现有技术中，光学拾取装置根据覆盖层的厚度矫正激光束进入物镜的条件。

例如，日本特许专利公报No.7-98431公开了这样一种光学拾取装置。在该出版物中示出的光学系统，在物镜的激光光源侧上采用全息透镜，将来自激光光源的激光束分成零级平行衍射光束和一级发散衍射光束。零级衍射光束用于具有较薄覆盖层的光盘(即，DVD)，一级衍射光束用于较厚覆盖层的光盘(即CD和CD-R)。出版的光学拾取装置能在将全息透镜设计成根据覆盖层的厚度得到最合适的激光束时形成用于各光盘的受衍射限制的束斑。

但是，由于出版的光学拾取装置总是将来自激光源的激光束分成零级和一级衍射光束，每次仅将这些光束中的一束光束用于记录/再现信息，光量使用的最大效率不超过40％。

此外，当其中一个衍射光束用于记录/再现信息时，其他衍射光束都是不必要的光束，这增大了噪音。

更进一步，DVD的记录密度高于CD的记录密度，这要求DVD的光学拾取装置形成比为专用CD设计的光学拾取装置更小的束斑(下文成为专用CD拾取装置)。由于束斑的直径与激光束的波长正相关，DVD的光学拾取装置要求节骨眼的振荡波长为635-660nm，短于专用CD拾取装置的振荡波长(即780-830nm)。另一方面，CD-R的反射特性要求激光源的振荡波长约为780nm。

因此，当具有出版物所述的单一激光源的光学拾取装置采用发射具有较短振荡波长的激光束的激光源，它不能从CD-R再现信息。

发明简述

所以，本发明的目的是提供一种用于光学拾取装置的物镜，它能记录/再现多种光盘(例如CD，CD-R和DVD)上的信息，这些光盘的覆盖层厚度不同。而且，本发明旨在提供光量的利用率高于上述出版物中公开的传统光学拾取装置的复合物镜。

对于以上目的，根据本发明，提供一种改进的光学拾取装置，其包括：

多个光源，用于发射具有不同波长的光束，并根据所使用的光盘的种类相互切换这些光源；

一折射透镜元件，用于将来自光源的光束会聚到光盘的记录层上；以及

其上形成有同心相位光栅结构的球差矫正元件，该相位光栅结构响应波长的改变而改变其球差，以便矫正由于覆盖层的厚度变化引起的球差的变化。

根据这种结构，由于球差矫正元件对应激光束波长的改变而改变其球差，故激光光源的切换能补偿由于覆盖层厚度改变引起的球差的改变。

球差矫正元件最好没有傍轴光焦度，并且以同一衍射级例如以第一衍射级衍射该光束。

此外，具有较短发射波长的光源可以用于有较高记录密度的较薄覆盖层的光盘，而且具有较长发射波长的光源可以用于有较低记录密度的较厚覆盖层的光盘。在这种情况下，对于有较短波长的较薄覆盖层的光盘来说，最好优化该球差矫正元件的周边区域。该周边区域是对应于有较厚覆盖层的光盘所需要的数值孔径的有效直径的外部。换言之，周边区域是球差矫正元件的有效直径的85％线的外部。可以将周边区域形成作为连续表面或光栅表面。在后一情况下，周边区域的闪耀波长应该比中央区域的闪耀波长短。