专利名称：在多透镜致动器中的物镜选择的系统和方法
技术领域：
本发明涉及在多透镜致动器中的物镜选择的系统和方法。
背景技术：
光学数据存储系统提供用于在光学记录载体(如光盘)上存储大量数据的装置。通过将激光束聚焦到盘的数据层上然后检测反射的光束来存取数据。在一种已知的系统中，数据作为标记被永久地放入盘中，所述标记如凹坑，当激光束越过这些标记时，根据反射率的变化来检测所述数据。
采用具有凹坑图案的光盘作为高密度、大容量记录媒体的这种光盘存储技术已经投入实际使用，同时将其应用扩展到数字通用盘(DVD)、视频盘、文档文件盘和数据文件。
为了进一步提高光盘的记录密度，近来已经在研究增大物镜的数值孔径(NA)。物镜将光束聚焦在光盘上以形成受衍射限制的光点。但是，由用于保护光盘数据记录层的基底材料的厚度误差而引起的球差随NA大大增加。这样，当光学存储盘的密度增大并且物镜的NA变得更大时，由盘的覆盖层因盘的制造过程中的小变化而偏离设计值时或使用双层盘时出现的球差所引起的影响将相应地增大，从而将在读出信号中出现失真。
换句话说，对于大NA的读出系统来说，为了相对于覆盖层厚度变化增大公差，或者当使用双层盘时，需要补偿球差，其中，球差是与光轴成小角度的用于扫描盘的会聚光锥中的光线和那些与光轴成大角度的会聚光锥中的光线具有不同的焦点的一种现象。这导致光点模糊以及在读出位流时保真度的损失。需要补偿如前所述的球差的量与聚焦在数据层上的深度成比例，尽管通过产生光锥的物镜可以补偿固定数量的球差。
对于便携式应用，盘和驱动器应该尽可能小。为了实现在小的盘上的足够的数据容量，对这种类型的应用使用双层盘是相当有利的。参考图1，在这种盘中，第一数据层L0位于该盘的入射面S下面的深度d处，第二层L1位于深度d+s处。厚度为d的顶层称为覆盖层，厚度为s的中间层称为间隔层。
对于仅具有单层的盘，可以由产生会聚光锥的物镜来补偿固定数量的球差，但这对于多层盘是不够的。后一种类型的盘需要补偿与通过间隔层来聚焦有关的球差。这可以通过利用两个物镜来实现，每个物镜分别补偿关于层L0和L1的球差。因此，典型的光学扫描设备在这种情况下可以包括用于分别补偿关于层L0和L1的球差的两个物镜OL0和OL1，这两个物镜安装在致动器中。
参考图2，可以用通过注射模塑法制造的单块部件来代替两个物镜OL0和OL1，其中模具包含两个相邻物镜形状OL0和OL1的形状，这两个相邻物镜形状是为了读出双层盘的层L0和L1而确定的最佳形状。两个物镜的组合(图1)或具有两个透镜形状的单块部件(图2)安装在致动器AC上，该致动器是驱动器的一部分，该驱动器能够沿径向和聚焦方向移动以便保持扫描光点在轨道上且焦点对准。致动器相对于所谓的“固定区域(fixed world)”移动，即具有固定位置的驱动器的其他部分。
参考图3，常规的光学记录系统的光路包括辐射源1、由该源1发射的激光辐射束2、分束器3、准直透镜4、安装在致动器6上从而使该物镜能够沿聚焦方向和径向移动的物镜5、具有正面7a和背面7b的盘7，以及检测器8。在双透镜致动器中，用双物镜透镜布置来代替图3的布置中的单个物镜5，如上面参考图1和2中所描述的。
这种双透镜系统需要位于光路中的选择机构，用以确定寻址两个透镜中的哪一个。
本领域的技术人员将理解，存在大量的能够实现这种物镜选择的已知方法。
例如，参考图4，第一种已知的解决方案是利用极致动器(poleactuator)，由此可以使两个透镜OL0和OL1的组合绕轴A旋转某一角度Δφ，从而将透镜OL0或OL1置于光束B中。但是，这种解决方案使致动器很复杂并增大了其尺寸和重量。而且，利用这种布置很难达到对准要求。
图5中示意性地示出第二种已知的解决方案，由此使两个透镜OL0和OL1的组合沿箭头R的方向移入和移出光束B。
另外参考图6，该图示出了安装用于光盘装置的双透镜的已知方法。包含透镜OL0和OL1的致动器AC用于双层光盘DSK上的轨道T的读出中。两个透镜OL0和OL1的光轴与径向R垂直，并且由位于盘DSK中心的旋转部件RM(即电动机)来旋转盘DSK。致动器AC能够沿径向R移动，通过透镜OL0和OL1的假想中心线IC与径向R平行并由图5和6中的虚线表示。但是，再次，该解决方案使致动器复杂并增大了其尺寸和重量，且利用这种布置难以达到对准要求。
参考图7，第三种解决方案是向致动器增加偏振分束器PBS，以及偏振开关PS(例如可旋转的半波片或液晶盒)和折叠式反射镜M。如果偏振分束器PBS的偏振垂直于图面，那么该偏振分束器PBS将光反射到透镜OL1，如果偏振分束器的偏振位于图面内，那么光透射到透镜OL0。偏振开关PS决定入射偏振状态。但是，这种解决方案具有因提供分束器PBS而引起致动器重量增加的缺点，且该解决方案需要附加的偏振开关PS。
欧洲专利申请EP0777219A也描述了一种光学头布置，其中提供一反射镜，该反射镜相对于光束可旋转地安装，从而在第一种构形中，不反射光束，在这种情况下寻址安装在透镜架中的第一物镜，在第二种构形中，反射光束，在这种情况下，寻址安装在透镜架中的第二物镜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于在多透镜致动器中的物镜选择的改进方法和系统。
依照本发明，提供一种系统，以及一种光学读取和/或写入装置，其包括光源，其用于产生光束；用于接收所述光束的光学元件；致动器，将多个物镜安装在该致动器中；平移部件，其用于平移所述光学元件，以便将所述光束朝所述多个物镜中选出的给定物镜引导。
依照本发明，提供一种将光束朝多个物镜中选出的给定物镜引导的方法，所述多个物镜安装在致动器中，所述方法包括将用于接收所述光束的光学元件平移从而将所述光束朝所述给定物镜引导的步骤。
通过提供用于利用光束相对于多个透镜的组合而进行平移从而在多个透镜致动器中寻址透镜的装置，并且按照光束平移部件不在致动器上的方式，与已知布置相比，可以最小化致动器的重量和复杂度。
本发明的主要优点在于内部移动的部件不会使致动器的结构过于复杂，也不会因透镜寻址机构而使其尺寸和重量增大。
本发明的这些和其他方面将从这里描述的实施例中显而易见，并参考该实施例来阐明。
现在仅通过实例并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中图1是说明根据现有技术的用于具有双透镜的双层读出的光学扫描设备的示意图；图2是说明在根据现有技术的用于双层读出的光学扫描设备中所用的单块双透镜的示意图；图3是说明根据现有技术的光学存储系统的原理部件的示意图；图4是说明在根据现有技术的双透镜光学扫描设备中所用的极致动器的操作的平面示意图；图5是说明在根据现有技术的双透镜光学扫描设备中所用的平移寻址系统的操作的平面示意图；图6是相对于光学存储系统来安装双透镜的已知方法；图7是说明双透镜寻址系统的操作的示意侧视图，其中在致动器上提供偏振分束器和偏振开关；以及图8是说明根据本发明第一实施例的光学扫描设备的示意图。
具体实施例方式
图8示出根据本发明的系统的实施例。该系统包括光源，其用于产生光束B，用于接收所述光束B的光学元件M，致动器AC，将多个物镜OL0、OL1…安装在该致动器中，
平移部件，其用于平移所述光学元件M以便将所述光束B朝所述多个物镜OL0、OL1…中选出的一个给定物镜引导。
光学元件(M)可有利地对应于反射元件，或者对应于折叠式反射镜。
通过例如借助于平移部件来平移光学元件M，所述平移部件如线性平移电动机(未示出)或在轴上引导或由致动器(未示出)移动的滑架，光学元件M位于所谓的“固定区域”(即在相对于光盘具有固定位置的系统的部件上)上，将光束可选择地朝透镜OL1或透镜OL0反射。
致动器AC可以沿径向和聚焦方向移动双透镜组合。致动器的移动与光学元件的位移分开。如果光学元件M位于位置P1，那么将光束B引导到透镜OL1。沿箭头T的平移将光学元件M从位置P1移动到位置P0，因此现在可寻址透镜OL0。换句话说，光学元件M的平移导致光束的平移。
这样，本发明提供一种布置，在这种布置中，按照不在致动器本身上提供能够实现这种平移的部件的方式，借助于光束相对于透镜组合的平移来寻址多透镜致动器的透镜。
可以通过用于施加给平移部件的控制信号来识别被寻址的物镜，并且反射被寻址的透镜进行读取或写入所需的数据层，该控制信号可以简单地由逻辑零或一组成。
这种布置因在内部移动部件从而避免了致动器过于复杂，也避免了通过提供这种寻址部件而引起的致动器的尺寸和重量的任何增大。
本发明还涉及一种将光束B朝多个物镜OL0、OL1…中选出的一个给定物镜引导的方法，所述多个物镜安装在致动器AC中，所述方法包括将用于接收所述光束B的光学元件(M)平移以便将所述光束B朝所述给定物镜引导的步骤。
应该理解，尽管上面已经参考双透镜致动器布置描述了本发明，但是可以将本发明概括为应用于寻址多个(即＞2)透镜。
这种系统和方法可以有利地在光学读取和/或写入装置中实现。
应该注意，上述实施例是说明而非限制本发明，本领域的技术人员将能够在不背离随附的权利要求书所限定的本发明的范围的情况下设计许多可选择的实施例。在权利要求书中，置于括号中的任何附图标记不应当解释为限制该权利要求。词“包括”等不排除存在在任何权利要求或者整个说明书中所列那些元件或步骤之外的元件或步骤。元件的单数引用不排除引用多个这种元件，反之亦然。本发明可以借助于包括几个分立元件的硬件以及借助于可适当编程的计算机来实现。在列举几种部件的装置权利要求中，几个这些部件可以用硬件的一项且同一项来实施。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施不表明不能够有利地使用这些方法的组合。
权利要求
1.一种系统，包括-光源，其用于产生光束(B)；-用于接收所述光束(B)的光学元件(M)；-致动器(AC)，将多个物镜(OL0、OL1...)安装在该致动器中；-平移部件，其用于平移所述光学元件(M)，以便将所述光束(B)朝所述多个物镜(OL0、OL1...)中选出的给定物镜引导。
2.一种光学读取和/或写入装置，其包括-用于产生光束(B)的光源；-用于接收所述光束(B)的光学元件(M)；-致动器(AC)，将多个物镜(OL0、OL1...)安装在该致动器中；-平移部件，其用于平移所述光学元件(M)，以便将所述光束(B)朝所述多个物镜(OL0、OL1...)中选出的给定物镜引导。
3.根据权利要求1或2的系统，其中所述光学元件(M)包括反射元件。
4.根据权利要求3的系统，其中所述反射元件包括折叠式反射镜。
5.一种将光束(B)朝多个物镜(OL0、OL1...)中选出的给定物镜引导的方法，所述多个物镜安装在致动器(AC)中，所述方法包括将用于接收所述光束(B)的光学元件(M)平移从而将所述光束(B)朝所述给定物镜引导的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种系统，其包括用于产生光束(B)的光源；用于接收所述光束(B)的光学元件(M)；致动器(AC)，将多个物镜(OL0、OL1...)安装在该致动器中；用于平移所述光学元件(M)的平移部件，以便将所述光束(B)朝所述多个物镜(OL0、OL1...)中选出的给定物镜引导。
文档编号G11B7/135GK1969328SQ200580020057
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月16日 优先权日2004年6月18日
发明者S·斯塔林加, C·利登鲍姆 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司