[发明专利]能够读取多种不同厚度盘片的光学头

说明书

本发明属于光盘系统技术领域，特别涉及光盘读取装置的结构设计。

目前，高密度光盘系统使用具有大数值孔径(NA)的物镜和波长为635nm或635nm的短波长光源，以便提高记录密度。高密度数字视盘(DVD)是高密度光存储新型盘片规格，它与传统的CD盘片相比，信迹的长度和间距都是CD盘片的一半左右，因此它的记录密度更大，对光盘读取系统的要求更高。为了减小盘片在读取过程中由于倾斜而引起的像差，新型的DVD盘片统一使用了厚度为0.6mm的基板作为盘片标准。但是在利用这样的系统读取基板厚度为1.2mm的CD盘片时，会形成较大的球差，以至于不能完成读取CD盘片的功能。同时与CD盘片信迹尺寸相同的一种可一次写入的小型致密盘(CD-R)也被广泛应用，这种盘片表面采用对780nm波长的光敏感的染料作为存储介质。

由于光盘特性不同，会产生由于盘片厚度不同、波长的变化以及数值孔径的变化而引起的光学像差。为此，可兼容不同规格盘片并能同时去除光学像差的光学头的研究正在取得显著的进展，研究的成果之一是，制造出了可兼容不同规格盘片的光学头。下面参考图1描述一种已有的可兼容DVD、CD和CD-R的光学头。

一种使用现有技术可变光阑的已有的光学头的结构如图1所示，该光学头在重现DVD盘片信息时，使用635nm波长的激光，而在再现CD-R、CD盘片信息时使用780nm波长的光。从作为光源的激光二极管101中所发出的635nm波长的光入射到准直透镜102。该光束以实线表示。准直透镜102将入射光束转化为平行光。已通过准直透镜102的光被偏振分光棱镜103反射并入射之干涉滤光镜104。

同时，从作为光源111的激光器二极管发射出的780nm波长的光经过准直透镜112，经偏振分光镜113和聚焦透镜114并随后到达干涉滤光镜104。该光束以虚线表示。干涉滤光镜104完全透射从偏振分光镜103反射的635nm波长的光并完全反射由聚焦透镜114聚焦的780nm波长的光，其结果是，从光源101发射的光以由准直透镜102形成的平行光的形式入射到波长板105上。由光源111发出的光以发散光的形式入射到波长板105上。透过波长板105的光穿过薄膜型可变光阑106并随后入射到物镜107。

物镜107被设计成能使光线聚焦在厚度为0.6mm的DVD盘片108的信息记录表面上，穿过可变光阑106的635nm波长的光聚焦在DVD盘108的信息记录表面上。其结果是，自DVD盘片108的信息记录表面反射的光包含了记录在信息记录表面上的信息。该反射广穿过偏振分光镜103并由光检测器110检测。

当用780nm波长的激光器作为光源在CD-R 109上再现信息时，由于CD-R具有1.2mm的盘片厚度，在此情况下，会因为DVD 108与CD-R109的信息记录表面被覆盖的基片的厚度不同而产生光学像差，这一像差主要由球差组成。当使用后面将要介绍的可变光阑106时，780nm波长的光在CD-R 109的信息记录表面形成了一个对CD-R 109来说尺寸最佳的光斑。从CD-R 109表面反射回来的780nm波长的光被分光棱镜113反射并由一光电检测器115检测。

图1中的可变光阑106具有薄膜型的结构如图2所示，该结构可以有选择的透射入射到相对于物镜107直径的数值孔径不大于0.6的光束。更详细的说，可变光阑106包括两个同心区域，第一区域21可以透射波长为780nm和635nm的光束；第二区域22只允许波长635nm的光束透过，而将波长为780nm的光束全部反射。第一区域具有相对于物镜直径的数值孔径不大于0.45的区域，而第二区域为第一区域的外部区域。而且，第一区域由石英(SiO₂)构成以便消除由介电薄膜形成的第二区域引起的光学像差。通过使用光阑106，780nm波长的光穿过数值孔径不大于0.45的第一区域并在信息记录表面上形成一个适宜于CD-R 109的光斑。其结果是，即使当光记录介质由DVD 108换成CD-R 109时，图1的光学系统也能以最佳光斑对其兼容。