[发明专利]用于光学头的光学系统

说明书

发明背景

本发明涉及用于光学头的光学系统，所述光学头可以用于具有不同特性的两种光盘，还涉及用于这种光学系统的物镜。

存在多种具有不同特性例如保护层的厚度、数据密度等的光盘。例如，CD盘(致密盘)或CD-R盘(可记录的致密盘)具有厚度为1.20mm的保护层。CD或VD-R的数据密度是相对低的。DVD(数字视频盘)具有厚度为0.6mm的保护层。DVD的数据密度是相对高的。

用于数据记录与/或读出的光学头的光学系统一般包括激光二极管，用于把由激光二极管发出的激光束会聚在光盘上的物镜，以及用于接收由光盘反射的光束并产生反射的检测器。从减少光学头的尺寸的观点看来，最好对于不同类型的光盘使用一个物镜。此外，为了使光学头相对薄，物镜的焦距长度最好较短。

然而，当入射到物镜上的激光束是平行光时，如果焦距较短，则难于提供足够的为在具有厚的保护层的光盘例如CD或CD-R上记录/读出数据所需的运动范围。

根据光盘的数据密度确定数值孔径(NA)。对于具有高的数据密度的盘，例如DVD，需要形成相对小的光斑。为了形成用于DVD的这种光斑，NA大约等于0.60。对于具有低的数据密度的盘，例如CD或CD-R盘，光斑必须较大，并且NA大约为0.45。应当注意，如果和光盘的轨迹的宽度相比，光斑的尺寸太小，尤其是如果所使用的数据读出方法利用光的衍射时，如在CD中使用的数据读出方法，则不能提供足够的衍射效果，因此，记录的数据可能不能被正确地读出。因而，当使用CD或CD-R时，一般限制入射到物镜上的光束的直径，以便减少数值孔径，使得在CD或CD-R上形成合适的光斑(不致太小)。

在常规的光学头中，为了根据使用的光盘改变NA，在物镜的光束入射侧提供有可变孔径的光阑，用于以机械方法改变孔径的尺寸。然而，这种结构需要相对大的空间，因而妨碍光学系统体积的缩小。

发明概述

因此，本发明的目的在于提供一种改进的用于光学头的光学系统，利用所述系统，可以使物镜的焦距作得较短，使得即使对于具有比较厚的保护层的光盘，也能具有足够的可操作距离，此外，可以设置足够的NA，而不用在物镜的光束入射侧提供孔径光阑。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种用于光盘驱动器的光学头的光学系统。所述光盘驱动器能够使用不同种类的光盘，例如第一光盘和第二光盘，而且第二光盘的保护层比第一光盘的保护层厚，第二光盘的数据密度小于第一光盘的数据密度。所述光学系统具有可选择地发射具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束的光源，并且第一激光束用于第一光盘，第二激光束用于第二光盘，而且第二波长比第一波长长。所述光学系统还具有用于把第一激光束和第二激光束分别会聚到第一光盘和第二光盘上的物镜。该第二激光束作为发散的光束入射到物镜上，第一激光束则作为发散度小于第二激光束的发散度的光束入射到物镜上。

利用上述的配置，物镜的焦距可以被作得较短，从而使得即使对于具有相对厚的保护层的光盘，也能获得足够的可操作距离。

此外，对于上述的配置，该物镜的一个表面被划分成一在中心部分的公共区域和一在围绕所述公共区域的周边部分的高NA专用区域。在高NA专用区内形成一包括具有微小台阶的多个同心环带的衍射透镜结构。该衍射透镜结构补偿其中通过的第一激光束一部分的象差，而该衍射透镜结构还对其中通过的第二激光束一部分产生象差。通过该公共区域和高NA专用区域的第一激光束被会聚在第一光盘上，以形成一光斑。通过该公共区域的第二激光束一部分被会聚在第二光盘上，以形成一光斑，而通过高NA专用区域的第二激光束的部分由于该象差而被弥散在第二光盘上。

因此，对于每个光盘都可以设置足够的NA，而不用在物镜的光束入射侧提供光阑光阑。

按照本发明的另一个方面，提供一种用于光盘驱动器的光学头的物镜。所述光盘驱动器至少能够使用一第一光盘和一第二光盘，它们在保护层的厚度和数据记录密度方面不同。第二光盘的保护层的厚度大于第一光盘的保护层的厚度，并且第二光盘的数据密度小于第一光盘的数据密度。具有第一波长的第一激光束以及具有比第一波长长的第二波长的第二激光束有选择地入射到物镜上，并且所述物镜分别把第一激光束和第二激光束会聚到第一光盘和第二光盘上。