[发明专利]光学扫描设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光学扫描设备中的物镜，该光学扫描设备用于扫描具有不同覆盖层厚度的光学记录载体，本发明还涉及一种结合这种物镜的光学扫描设备，以及制造这种扫描设备的方法。本发明特别适于但是并不局限于提供一种用于扫描两种或多种类型的光学记录载体的塑料复合(plastic compound)物镜。

背景技术

可以将数据以光学记录载体的信息层的形式来存储。存在多种类型的光学记录载体，例如高密盘(CD)、常规的数字多功能光盘(DVD)和所谓的蓝光盘。

近年来已经提出了蓝光盘，其利用蓝色激光二极管，该蓝色激光二极管发射比从常规DVD读取信息或者将信息写入到该DVD中所用的红色激光二极管以短很多的波长发射光。由于蓝色激光二极管的波长比更普遍使用的红色激光二极管的波长短，因此蓝色激光二极管能够在盘上形成更小的光点，并且由此蓝光盘的信息层轨道可以比常规的DVD盘的信息层轨道间距更紧凑。因此，蓝光盘能够比常规的DVD具有更大的存储容量，通常能够获得存储容量的至少两倍的增长。

所希望的是，单个的光学扫描设备能够具有扫描(例如读取数据或写入数据)多种不同格式的光学记录载体的能力。然而，不同的记录载体格式以及相关联的扫描设备常常要求不同的特性。例如，CD设计成由大约为785nm的光束波长来扫描，且具有0.45的数值孔径。DVD设计成以650nm范围的光束波长来扫描，同时蓝光盘设计成以大约为405nm的光束波长来扫描。通常利用0.6的数值孔径来读取DVD，而通常采用0.65的数值孔径来写入到DVD。

通常，设计成以某些波长来读取的盘是不能以其它波长来读取的，例如由于形成层中的染料的波长敏感度。因此，多格式光学扫描设备(用于扫描多于一种类型的光学记录载体的设备)常常包含一个或多个辐射源，用于提供在所需波长的相关辐射光束。

不同类型的记录载体，其透明基板的厚度也是不同的。该透明基板通常起到保护层的作用，用于保护记录载体的信息层(数据携载层)。因此，从记录载体的入射面算起的厚度(覆盖层厚度)随着记录载体类型的不同而变化。例如，蓝光盘可以具有0.1mm的覆盖层厚度，DVD盘可以具有0.6mm的覆盖层厚度，CD可以具有1.2mm的覆盖层厚度。

为了减少制造成本，所希望的是用塑料而不是玻璃来形成物镜。因为塑料的折射率更低，因此通常由两种折射元件来形成物镜，即，形成为复合透镜。这样的两元件的透镜一般比相对应的单个物镜具有更短的自由工作距离。

发明内容

本发明实施例目的在于解决本文中涉及的或其他地方存在的现有技术的一个或多个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种光学扫描设备，其用于扫描具有第一覆盖层厚度的第一光学记录载体的信息层和具有不同的第二覆盖层厚度的第二光学记录载体的信息层；该设备包括用于将辐射光束会聚于所述信息层上的物镜系统，该物镜系统包括沿着光轴方向间隔开设置的第一透镜元件和第二透镜元件；该物镜系统还包括可切换光学元件，该可切换光学元件包括第一流体和位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的腔体；其中该物镜系统在第一流体占据该腔体的光学有效部分的第一构形和第一流体不占据该腔体的光学有效部分的第二构形之间是可切换的，以使得在其中一种所述构形中，该物镜系统具有用于扫描该第一光学记录载体的信息层的第一焦距，而在另一种构形中，该物镜系统具有用于扫描该第二光学记录载体的信息层的不同的第二焦距，并且该物镜系统设置成满足下列条件：Foca1 2-Foca11>0.9(T2-T1)/N，其中T1是第一覆盖层厚度，T2是第二覆盖层厚度，T2>T1，N是第二覆盖层的折射率，Foca11是第一焦距，Foca12是第二焦距。

由此，通过利用这样的可切换光学元件，通过流体的运动可以很容易地调整物镜的焦距，从而保持正被扫描的光学记录载体的外表面和物镜系统与之邻近的表面之间的合适的自由工作距离。通过利用这样的可切换光学元件，可以防止透镜因接触扫描记录载体造成的损坏。在一些情况下，自由工作距离可以相对较小，例如，如果在一个或多个所述构形中，利用物镜系统来扫描近场中的光学记录载体的信息层。

优选地，将物镜系统设置成满足以下条件：F2>F1，其中F2是第二构形中的物镜系统与第二光学载体之间的自由工作距离，且F1是第一构形的物镜系统与第一光学记录载体之间的自由工作距离。

优选地，所述焦距中至少一个足够大以确保该物镜系统与正被扫描的光学记录载体之间的自由工作距离比预定的最小值大。