[发明专利]可兼容不同厚度光记录介质的光学头装置

说明书

本申请是三星电子株式会社1997年8月29日提交的名称为“使用光学移相片的光学头装置”、申请号为97120686.4的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种光学头装置，能将信息分别记录在数字视盘(DVD)和可记录小型盘(CD-R)上并从其上读出所述信息。

用来记录和读出诸如视频、音频以及数字信息的记录介质有磁盘、磁卡或磁带。其中，盘式记录介质的使用量最大。近来，在光盘设备方面，开发了激光视盘(LD)、小型盘(CD)以及数字视盘(DVD)。这样的光盘包括一个沿入射光轴方向具有一定厚度的塑料或玻璃介质；和一个位于此塑料或玻璃介质上的信号记录表面，信息就记录在其上。

迄今，高密度光盘系统增大其物镜的数值孔径，用以增大记录密度，并使用635nm或650nm的短波长光源。因此，高密度光盘系统能把信号记录在数字视盘上，或从其上读取信号；并且还能从CD盘上读取信号。然而，为了兼容新型CD盘，也即可记录CD盘(CD-R)，必须采用波长为780nm的光。这是由于CD-R介质记录特性的缘故。于是，就DVD和CD-R的兼容性而言，在光学头中使用波长为780nm和650nm的光就变得非常重要。下面将参照图1描述可兼容DVD和CD-R的普通的光学头。

图1表示一个采用两个激光二极管作为DVD和CD-R光源和单独一个物镜的光学头。图1的光学头，当重放DVD时，使用波长为635nm的激光光源，而当记录和重放CD-R时，使用波长为780nm的激光光源。从激光二极管光源1发射的波长为635nm的光通过准直透镜2和偏振光分束器3，到达干涉滤光型棱镜4。从激光二极管光源11发出的波长为780nm的光通过准直透镜12、分束器13和会聚所述波长780nm光的会聚透镜14，到达棱镜4。具有这种结构的光学系统被称作“有限光学系统”。棱镜4透过自偏振光分束器3反射的波长为635nm的光，并反射会聚透镜14所会聚的光。于是，使光源1的光以平行光束形式由准直透镜2入射到1/4波片5，而光源11的光以发散光束形式由会聚透镜14和棱镜4入射到1/4波片5。透过1/4波片5的光入射到物镜7。

物镜7被设计成聚焦在厚度为0.6mm的DVD8的信号记录面上，由此，由光源1发射的波长为635nm的光被聚焦在DVD8的信号记录面上。于是，由DVD8的信号记录面反射的光包含该信号记录面上所记录的信息。反射光透过偏振光分束器3，然后入射到用于检测光学信息的光探测器10中。

如果不采用上述有限光学系统，则当使用物镜7使光源11发射的波长为780nm的光被聚焦在厚度为1.2mm的CD-R9中的信号记录面上时，由于DVD8与CD-R9之间厚度的差别，会产生球差。具体地说，这种球差是由于这样的事实，即沿着光轴，CD-R9的信号记录面与物镜7间的距离远于DVD8的信号记录面与物镜7间的距离造成的。为减小这种球差，就需要包括会聚透镜14的有限光学系统结构。通过采用后面将参照图2描述的可变光阑6，780nm波长的光在CD-R9的信号记录面上形成一个最佳射束点。从CD-R9反射的780nm波长的光受到棱镜4，然后是分束器13的反射，而在光探测器15被检测。

图1的可变光阑6具有如图2所示的薄膜结构，它可以有选择地透过入射到不超过0.6的数值孔径(NA)并与物镜7的直径相等区域的光线。也就是说，将可变光阑6关于光轴分成以NA＝0.45为基础的两个区域。这两个区域中间的第一区域透过635nm和780nm波长的光，第二区域全部透过635nm波长的光，并全部反射780nm波长的光。区域1的数值孔径为0.45或更小，区域2是区域1靠外面的区域，涂有介电薄膜。区域1包含一个石英(SiO2)薄膜，用以去掉因区域2所涂介电薄膜所产生的光学象差。通过采用可变光阑6，透过具有NA＝0.45或更小的区域1的780nm波长的光，在CD-R9的信号记录面上形成一个与之适合的射束点。于是，当光盘的型式从DVD8变到CD-R9时，图1的光学头使用最佳光点。因此，图1的光学头适用于CD-R。