[发明专利]多辐射束光学扫描设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用至少两个辐射束的光学扫描设备，以及涉及制造和运行这样的设备的方法。本发明的具体实施例适合于在与两种或多种不同格式的光学记录载体(诸如紧密盘(CD)、传统的数字通用盘(DVD)、和所谓的下一代DVD(诸如蓝光盘(BD))兼容的光学扫描设备中使用。

背景技术

光学记录载体以各种不同的格式存在，每种格式通常被设计成由特定的波长的辐射束进行扫描。例如，CD是可提供的，尤其是作为CD-A(CD-音频)、CD-ROM(CD-只读存储器)和CD-R(CD-可记录)，它们被设计成藉助于具有约785nm的波长(λ)的辐射束进行扫描，另一方面，被设计成藉助于具有约650nm的波长的辐射束进行扫描，以及蓝光盘被设计成藉助于具有约405nm的波长的辐射束进行扫描。通常，波长越短，光盘相应的容量越大，例如，蓝光盘-格式盘比起DVD-格式盘具有更大的存储容量。

希望光学扫描设备是与不同格式的光学记录载体是可兼容的，例如响应于具有不同波长的辐射束扫描不同格式的光学记录载体，而优选使用一个物镜系统。例如，当引入具有更高存储容量的新的光学记录载体时，希望被使用来读出和/或写入到新的光学记录载体的相应的新的光学扫描设备能后向兼容，即，能够扫描具有现有格式的光学记录载体。

不幸地，被设计成以一定的波长被读出的光盘在另一个波长下常常是不可读出的。例如，在CD-R格式盘中，在记录堆栈上必须加上专门的染色，以便得到λ＝785nm的扫描光束的高的调制。在λ＝660nm时，来自光盘的调制信号变得太小(由于染色的波长灵敏度)，这样，在这个波长下的读出是不可行的。

为了允许在不同的格式之间的兼容性，光学扫描设备必须引入被设置来提供每个相关的波长的辐射束的辐射源。分开的、分立的辐射源可被利用于每个波长。替换地，利用利用多波长辐射源(例如，双波长激光器)。两种方法典型地导致不同的辐射束从不同的位置和/或以不同的角度被输出，即，不同的辐射束不是沿单个共同的光学路径输出的。

例如，在多激光器单芯片辐射源中，各个激光器典型地间隔开在径向扫描方向约100微米的距离(相对于光盘的扫描方向)。因此，不同的激光器的光轴不一致，因此很难使用单个检测器来检测从光学记录载体反射的所有的辐射束。而且，一个或多个光束将倾斜进入物镜系统，导致彗形像差，因此减小系统对于对准误差的容忍度。

对于这个问题的一个解决方案是利用衍射光栅，试图对准从两个不同的发射点发射的两个辐射束的光学路径。US 2002/01142527描述了引用这样的衍射元件的光学拾取设备。衍射元件是阶梯状衍射元件。阶梯尺寸被选择为使得第一辐射束传送通过衍射元件而没有衍射，而第二个不同的波长辐射束将被衍射元件衍射。

衍射元件可能是有相当损耗的。然而，对于使用三个或多个不同的波长辐射束的光学扫描设备，设计具有入射的辐射的传输的高效率和足够的位置公差(允许制造公差)适用的衍射光栅是有问题的。

US 5,278,813描述楔形棱镜的使用。棱镜是可旋转的，以便于提供光点在光盘上的位置的移位。棱镜被旋转，以便保证来自第二光束的光点入射在光盘的、与来自第一光束的光点的相同的位置。这样的系统的缺点在于，它利用棱镜的机械运动。利用需要机械运动的光束偏转装置是不希望的，因为这样的设备易于机械疲劳和/或对于振动是敏感的。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供解决这里或其它地方提及的现有技术的一个或多个问题的多辐射束光学扫描设备。本发明的具体实施例的目的是提供利用至少三个不同的辐射束的改进的光学扫描设备。

按照本发明的第一方面，提供一种用于扫描光学记录载体的信息层的光学扫描设备，该设备包括：辐射源，用于提供沿第一光学路径的至少第一辐射束，和沿不同的第二光学路径的第二辐射束；物镜系统，具有光轴，用于把所述辐射束会聚在所述信息层上；以及光束偏转元件，被设置来将至少所述第二辐射束向光轴折射，其中光束偏转元件包括至少一种流体和控制器，该控制器用于改变所述流体的配置，以在预定的范围上可控制地改变由光束偏转元件提供的折射量。

有利地，这样的设备利用流体来限定折射界面、边界或表面。由偏转器元件所提供的折射度因此取决于流体的配置(例如，取向和形状)。折射度是折射量(波阵面的传播方向的改变)，该折射量将被提供给沿预定方向入射到界面上的辐射束。折射度可以通过改变以下的至少一项来改变：限定界面的材料的折射率，或界面相对于预定方向的角度。