[发明专利]光学扫描设备

说明书

本发明涉及一种光学扫描设备，其用于在第一操作模式下扫描第一类型记录载体并且用于在第二操作模式下扫描第二类型记录载体，所述第一类型记录载体具有第一信息层及第一厚度的第一透明层，所述第二信息层具有第二信息层及第二厚度的第二透明层，所述第二厚度不同于第一厚度，所述光学扫描设备包括一个双波长二极管激光器，其用于在所述第一模式下产生第一HD辐射束并在所述第二模式下产生第二LD辐射束；一个物镜系统，其被设计成在第一组共轭下操作以将在第一模式下在第一信息层上的HD束聚焦并且在第二组不同的共轭下操作以将在第二模式下在第二信息层上的LD束聚焦；以及第一衍射元件，其被布置在双波长二极管激光器和物镜系统之间的辐射路径上。

这样的一种光学扫描设备从JP-A 11-185292的英语摘要被公知。在此HD束和LD束被理解为分别表示被用来扫描具有较高信息密度的信息层及具有较低信息密度的信息层的束。

通常，在光学记录载体上的透明层旨在离信息层足够距离处，保护信息层免受环境影响、防止灰尘颗粒、划痕等，并且对信息层提供机械支撑。换句话说，透明层起到信息层的基片的作用。透明层的厚度是期望给出记录载体最理想刚性的厚度和期望与入射到透明层上扫描束的数值孔径(NA)相关的厚度之间的一个折衷。

在记录载体侧面上物镜系统的NA由分辨率所确定，扫描设备必须具有所述分辨率以读取或写入具有一给定密度的信息层。扫描设备的分辨率与NA/λ成比例，其中λ是扫描束的波长，并且其中所述分辨率与所述设备可以形成的最小扫描光点的大小成反比。为了扫描具有较大信息密度的记录载体如DVD(数字化视频光盘)，应该采用此后被称为HD(高密度)扫描束的扫描束，所述HD扫描束比用于扫描具有较小信息密度记录载体如CD(光盘)的此后被称为LD(低密度)扫描束的扫描束具有较高的NA和较小的λ。对于具有较大信息密度因而需要较高NA的记录载体，通常有必要减小信息层的厚度，以便于减小记录载体相对于扫描设备光轴的倾斜对焦点或扫描光点的质量影响。随着具有较大信息密度的新颖记录载体的出现，具有不同透明层厚度的不同类型的记录载体将在市场问世。一种兼容的扫描设备将必须能够独立于透明层的厚度扫描不同类型的记录载体。用于两种类型记录载体的兼容扫描设备的物镜系统应该具有用于扫描第一类型记录载体的第一组共轭以及用于扫描第二类型记录载体的第二组不同的共轭。物镜系统的这两个共轭在此处被理解为分别表示物体平面即辐射源发射表面与物镜系统的第一主平面之间的距离，以及物镜系统的第二主平面与象平面即信息层平面之间的距离。扫描一个记录载体在此处被理解为表示：用于读取、写入和/或清除信息等目的，彼此相对移动一个由扫描束构成的扫描光点及信息层。

为了在兼容扫描设备内的一个物镜系统中获得两个具有不同NA的扫描束，可能在这个物镜系统前面的辐射路径上或在这个物镜系统的第一表面上放置一个所谓的二向色环形装置，例如一个滤光片。这种二向色的滤光片传输HD扫描束并且阻挡或偏转LD扫描束的边缘，这样仅有LD扫描束的中心部分通过物镜系统传输到LD信息层。LD扫描束构成在LD信息层上的扫描光点，所述光点比由HD信息层上的HD扫描束所构成的扫描光点宽。特别地，对于其中LD扫描束不仅用于读取而且用于记录信息层，并且其中来自辐射源的最大辐射量应该到达信息层的兼容扫描设备，更佳的另一选择方案是在物镜系统之前的辐射路径上放置一个附加的透镜。这种可能被称为前准直仪透镜的透镜改变来自源的束的聚散度，以便于LD束仅充满物镜系统的中心部分并且LD束的NA要使在通过物镜系统的通道之后，束具有所要求的图象侧NA。所述前准直仪透镜应该仅被布置在LD扫描束的路径上。

具有不同波长的HD和LD扫描束可以由两个单独的辐射源例如发射不同波长的激光器二极管而产生。这些扫描束可以被组合，即在进入物镜之前通过一个二向色性的分束元件，例如传输其中的一个束的一部分并且在同一方向反射另一束的一部分的棱镜或半透明镜面使所述扫描束同轴。

为了减小兼容扫描设备的尺寸和重量，如所示，例如，在JP-A11-85282的英文摘要中，可以采用一种与束组合元件组合的所谓的双波长激光器模块。所述的双波长模块是包括两个光发射元件的单激光器芯片，其发射出不同的波长。所述束组合元件是一个靠近激光器芯片放置的衍射光栅，其仅对所述束之一产生衍射，以便于使这些束的主光线或束轴同轴。在这个扫描设备中不可能仅在LD束路径中放置一个前准直仪。