[发明专利]聚束元件、光头、光信息存储再生装置及光信息存储再生方法

说明书

本发明涉及一种用光学方法在光信息存储媒介物上存储或再生信息的光头以及光信息存储再生装置。

作为高密度、大容量的存储媒介物，使用地坑型光盘的光存储器技术应用范围不断地扩大，如数字音频光盘、视频光盘、文件外存储器光盘乃至数据外存储器等。在这种存储器技术中，信息经聚束得很微小光束被高精度地、可靠地存储再生到光盘上。这种存储再生动作完全依存于该光学系统。

作为该光学系统主要部分的光头的基本功能可大致分为形成绕射极限的微小光点的聚束、所述光学系统的焦点控制、跟踪控制、以及凹点信号的检测等。这些功能可以按照其目的和用途利用各种光学系统和光点转换检出方式的组合来实现。

用于光头的物镜的设计要考虑光盘的基材厚度，与该设计值的基材厚度不同的光盘，因产生球面象差、聚束性能劣化而使存储和再生发生困难。以往，小型光盘(以下称CD)、视频光盘、数据用光磁盘等全都采用1.2mm厚度的光盘基材，用一个光头可以存储和再生不同种类的光盘。

近年来，一种称为DVD(数字视频光盘)的高密度、大容量的光盘正在被实用化，作为处理象动画那样大量信息的信息媒介物而被世人所注目。与以往的CD光盘相比，这种DVD为了增大存储密度而缩小了信息存储面上的凹点尺寸。因此，存储、再生DVD的光头中，决定光点径的光波长、聚束透镜的开口数(NumericalAperture：以下简称NA)与CD的情况不同。DVD为追求高密度化而增大了物镜的开口数。增大开口数能够提高光学分辨率和存储密度，但由于光盘的倾斜会在聚束的光点上产生更大的慧形象差。因此，为了既让物镜的开口数增大又不致于使慧形象差变大，可将光盘基材的厚度设定为0.6mm以减少该影响。但是减小了光盘基材的厚度，存储、再生该光盘的物镜就不能再生以往的光盘了，从而也就不能再保持与以往光盘之间的互换性。

此外，相对于CD的光源波长大约是0.78μm、NA大约为0.45，DVD的光源波长大约是0.63μm～0.65μm，NA大约是0.6。因此，如果要把CD和DVD两种光盘用一个光盘驱动来进行存储再生，就需要具有两个光学系统的光头装置。另一方面，从光盘驱动和光头装置小型化、薄型化及低成本化的要求来看，其方向在于CD和DVD光学系统应尽可能地共有化，例如正在采用的改变机械性或光学性等方式，即或者共同使用DVD用的光源，只是聚束用透镜分别使用CD用和DVD用的两种聚束用透镜；或者连聚束用透镜也共有化，只是DVD时使NA增大，CD时使NA减小等。

作为以往CD、DVD互换驱动光头装置光学系统的一个例子，是使用开口数0.6的物镜来作为聚束用透镜。该物镜的设计要使开口数0.37以下的中心部通过厚0.9mm的透射性平板聚束光时让慧形象差为最小，而开口数0.37以上的外周部通过厚0.6mm的透射性平板聚束光时让慧形象差为最小。从半导体激光射出的波长650nm的光束52被聚光透镜53视准成为近似并行的光束后射入物镜。再生DVD等时，用物镜聚束的光束在基材厚度0.6mm的DVD信息面上形成光点，再生CD等时，用物镜聚束的光束在基材厚度1.2mm的CD信息面上形成光点。接着，来自光盘的反射光再次被用物镜聚光后被光检测器接收。光检测器的构成要使在检出再生信号的同时，利用非点慧形象差法检出焦点控制信号，利用相位差法以及推挽法检出跟踪控制信号。

使用该光头再生CD时，通过物镜中心部的光束被媒介物面反射后射入光检测器。但因通过外周部的光束具有较大的球面慧形象差，所以扩散后几乎不射入光检测器的受光面，开口实质上被限制在开口数0.37。另一方面，再生DVD时，通过物镜中心部的光束慧形象差较小，所以与通过外周部的光束合成形成光点，其反射光几乎全都射入光检测器，能用开口数0.6再生。

但是，按这种以往的光头的构成，是使用波长650nm的光源进行DVD和CD的互换，所以存在着有波长依存性的光盘因反射率不同而不能获得充分的再生信号这一问题。对此显而易见的例子，如作为能够写入的CD而被标准化了的CD-R等。原来规定CD-R在波长775nm～820nm时其反射率在65％以上，但在规定范围以外的波长反射率降低，吸收率增加。有的在波长650nm附近反射率竟变为1/8而吸收率变为8倍，有时别说是再生了，由于光的吸收，甚至连储存好的数据都会被消掉。