CN101061539A - 光检测器上具有可变换直径的光斑的光头 - Google Patents
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Abstract
在能够扫描不同类型的光学记录载体(5)的信息平面的光学扫描设备(10)中，所述类型诸如BD，DVD和CD，在检测器(7)上的光斑的直径依赖于物镜系统(4)的数值孔径，该物镜系统用来扫描记录载体。对于扫描BD的光检测系统的最优设计，导致对于其它类型诸如DVD和CD产生小的光斑。通过在DVD或CD被扫描的情况下，实施增加光斑直径的光学元件(13)，漫射光的影响被减小并且跟踪信号被改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种光扫描头，其适于读取或记录不同格式的记录载体。本发明还涉及一种使用该光扫描头的光存储系统。
背景技术
随着光记录系统中对更高存储容量的需求的增长，新的存储系统在CD(紧致盘)和DVD(数字通用盘)之上发展起来。蓝光盘(BD)就是这样的一种新存储系统。每12cm直径的盘，CD可以存储650MB左右，DVD可以存储4.7GB左右，而BD已经可以在12cm的盘上存储27GB。为了进一步增加盘的数据存储容量，对于DVD盘和BD盘已经发展了多层媒介。这种媒介包括例如由一个间隔层分隔开的两个数据层。每个层可以通过记录载体的相同的入口表面进行访问。
从光学视点来看，在光盘系统这些代之间的主要差别在于光源的波长和将光束聚焦到数据层上的物镜系统的数值孔径。对于CD盘，波长一般为785nm，使用数值孔径(NA)为0.45，而对于DVD盘，上述两个值分别为大约660nm和0.60，对于BD盘分别为大约405nm和0.85。为了连接所有这些不同的光存储系统，兼容的光扫描头被开发了，其能够用来读取和记录不同代的光记录系统的光盘。当设计这样的兼容的光扫描头时，期望使用单一的光路和单一的光检测器，由此带来具有更少光学元件的光头，并且因此更加便宜并具备竞争力。
由于对于每个应用(CD盘，DVD盘或BD盘)物镜系统的NA不同，因而朝向光检测器的返回光束的NA也不同。这意味着聚焦到光检测器上的光斑的直径也与NA成比例。例如，对于在象散聚焦方式下的BD应用，在光检测器上的光斑直径为70μm时可能使用典型的光检测器的尺寸为100μm×100μm，而对于DVD应用，光斑的直径大约为54μm，对于CD应用只有大约37μm。
当光束着陆发生时，会产生一个问题。即检测器和光斑由于例如机械压力、在光头制作期间未对准或在光扫描头中的热不稳定性而在横向上相互移位。这种光束着陆对于扫描系统的聚焦和跟踪信号的质量具有恶劣的影响。通常在光扫描头中的光束着陆误差达到10-15μm。对于DVD和CD应用的系统，这样的光束着陆值与对应的光斑直径54μm和37μm相比是相当大的。
当系统在读取双层DVD盘时，另一个问题会发生。光束通过物镜系统被聚焦到两个信息层中的一个上以读出数据。在没有被聚焦的另一层上的反射引起在光检测器上的第二光斑。该第二光斑在光检测器上具有更大的区域，因为其在该记录层没有聚焦，但是光分布的一部分仍然被光检测器的感光区域捕获了。该第二光斑可以被认为是不期望的漫射光，因而其可能影响稳固的聚焦和跟踪信号的生成。在US5841735中，描述了对于与多层光盘相关的检测器尺寸的要求。但是固定的检测器尺寸被优化用于BD应用，导致这样的要求错配并且在为系统的双层DVD应用中的光检测器上产生了漫射光的一大部分，这将引起在DVD应用中系统的读取和记录性能的降低。
JP10-177738公开了用于DVD-CD兼容的光扫描头的两个物镜致动器，其在两个物镜的数值孔径和聚焦长度之间的关系上具有特定要求，以使朝向光检测器的光束的数值孔径，以及在光检测器上的聚焦光斑的尺寸，对于DVD和CD应用是相同的。当光扫描头还需要兼容第三代光记录载体，例如BD时，该解决方案需要在致动器中设置三个透镜。这将导致致动器头更复杂和昂贵。这还增加了致动器的质量，由此限制了致动器系统的带宽，导致记录载体的读取速度的限制。另外使用3D-致动器的解决方案的可能性将变得更加复杂。3D-致动器被用于记录载体的聚焦和径向跟踪，以及校正记录载体的倾斜(通常在径向)。这样的3D-致动器通常用于DVD系统。
本发明的目的在于提供一种光扫描头(以及其应用)，其适于读取和/或记录多代记录载体，而无需影响致动器性能并解决上述问题中的一个或更多。
发明内容
一种用于扫描具有信息层的光记录载体的光学扫描设备，包括一光源，其用来产生一光束；一光学系统，其具有一向前光路，具有向前放大倍率，包括用来将所述光束聚焦到信息层上的一物镜，和一具有返回放大倍率的返回光路，用来将信息层反射的光束传送到光检测器，返回光路具有返回放大倍率；以及一装置，用来改变和调节返回放大倍率，而基本上不影响向前放大倍率。
改变返回放大倍率在被动和主动模式中被解释。在被动模式中，改变可以由于例如当用来改变返回放大倍率的装置包括例如衍射光学元件时对于光束波长的依赖。
对于用于光束的偏振方向的装置的依赖还可以被认为是在被动模式中的改变的例子。
主动模式被认为在用于改变返回光路放大倍率的装置中包括可调节特征。
使用本发明，一种单个的多光盘格式兼容的物镜可以被用以将光束聚焦到光记录载体的信息层上。
光学系统的返回光路放大倍率对于光束投射到光检测器表面的光斑尺寸是确定参数。
一种适用于扫描BD盘和DVD盘的信息层的光扫描系统，例如关于使用BD盘的光检测器的尺寸被优化，其中光检测器尺寸将比使用DVD盘的实际需要的大很多，因为在该情况下光斑的尺寸比BD盘情况下的小。通过将DVD应用中的返回光路放大倍率减小到与BD应用中的光检测器上的光斑的尺寸基本相同，来增加光检测器上的光斑尺寸，随着相对较少的漫射光投射到光检测器上，由于多层DVD盘读取或光束着陆带来的漫射光的问题被减小了。在扫描设备被使用在与CD组合中时，光斑尺寸也可以增加以达到配合，例如，关于光检测器上的光斑的横向位置的要求，该要求也通常由于光束着陆被提及。
在一个优选的实施例中，依据本发明的光学扫描设备还包括一分束器，该分束器用于从信息层反射的光束中分离由光源发射的光束，以及用于改变或调节返回光路放大倍率的装置，该装置被定位在分束器和光检测器之间。
由于在该实施例中，用于改变返回光路放大倍率的装置没有被在向前光路中的光束通过，因而它对于向前光路中的光束没有直接影响。
在另一个优选的实施例中，装置包括一具有可调节聚焦长度的光学设备。
当返回光路放大倍率和聚焦位置都能够被改变或优选地被调节时，校正聚焦误差成为可能，所述聚焦误差是当改变或调节放大倍率时被引起的。还可以使用附加的聚焦位置调节以改进读取性能或记录性能，例如光学扫描设备的抖动。
在本发明的一个实施例中，用来调节返回光路放大倍率和聚焦位置的装置包括一电润湿透镜(electrowetting lens)。通过对该电润湿透镜施加电压，在两个流体之间的半月形可以被改变，导致电润湿透镜的不同的光学性质。优选地，电润湿透镜包括两个半月板，使其可以在装置中引入缩放功能，使得在保持正确的聚焦位置的同时改变放大倍率成为可能。
本发明的这些和其它方面将接合下列附图做进一步解释。
附图说明
图1展示了传统光学扫描设备的示意图。
图2展示了在光检测器上形成的光斑的示意图，其中情况(A)是在BD应用中使用的传统的光学扫描设备，而情况(B)是在DVD应用中使用的传统的光学扫描设备。
图3展示了依据本发明的一个实施例的光学扫描设备的示意图。
图4展示了依据本发明的另一个实施例的具有可控透镜部分的可变聚焦透镜的可能配置的横截面图。
这些图没有按比例绘制，仅仅是示意性的。在不同图中的相同的参考标记代表相同的元件。
具体实施方式
在图1中示意性地表示了一种已知的光学扫描设备10的例子，该设备适用于读取和记录两种不同的光记录载体格式，例如BD和DVD或DVD和CD。光源1，例如一半导体激光器，发射一光束，例如，具有大约405nm波长，用于BD的读取。分束器2被用于从信息层反射的光束中分离由光源发射的光束。由分束器2反射的光束前进到准直镜3，该准直镜将发散的发射光束转变成朝向物镜4的基本平行的光束，该物镜4将光束聚焦到记录载体5的信息层上。反射后，光束经由物镜、准直镜被传输并且经由传感器透镜6通过分束器被传输到光检测器7。该传感器透镜可以具有一定的光功率。对于使用象散聚焦方法，传感器透镜还可以在朝向光检测器的返回光束中产生象散，但还可以使用另一种光学解决方案，例如倾斜设计平行板或衍射光学元件以产生象散。这里将使用准直镜和传感器透镜的结合来将返回光束聚焦到光检测器上。当向前光束被聚焦到光记录载体的信息层上并且在光学扫描设备中正确组装了光检测器，在光检测器上形成的光斑是在两条聚焦线之间的最小模糊度的圆，该聚焦线是在使用象散聚焦方法在光学扫描设备中生成的。
在本申请中描述的透镜，例如物镜或准直镜，可以包括单个的光学元件或多个光学元件(透镜系统)。
为了读取不同格式的光盘，例如DVD或CD，使用具有不同波长的另一个光源11是可行的。对于DVD，通常应用波长大约660nm，而对于CD通常应用波长大约785nm。该光束通过分光器12反射而朝向准直镜3，并通过用于BD读取的同一个物镜4而被聚焦。
物镜4可以是BD-DVD或BD-DVD-CD兼容的物镜或系统，例如在WO2004/051636和WO2003/060891(或B.H.W.Hendriks等，Proc.Optical Design and Fabrication 2000，p.325和B.H.W.Hendriks等，Appl.Opt.40，p.6548(2001))中描述的以获得在这样不同的光盘格式的读取/记录的兼容性。
聚焦到光检测器7上的光斑的直径φ取决于在两条聚焦线之间的距离Δf，用于聚焦到记录载体的信息层的物镜4的数值孔径NA，以及从记录载体到光检测器的返回光路放大倍率M。这种关系可以表达为
φ＝Δf·NA/M (1)
返回光路放大倍率由在返回光路中的光学元件的性质决定。对于图1的光学排布，这些光学元件是物镜4、准直镜3和传感器透镜6。
当在光源1和光源11的光路中使用相同的准直镜3时，当扫描记录载体的格式与光源相对应时，与该光源一起使用的准直镜的有效数值孔径由物镜4的有效瞳孔直径决定。因此，准直镜的数值孔径有效地使用与在扫描不同格式的记录载体时使用的物镜的数值孔径成比例。
光斑的直径φi可以由此写成
φi＝Δf·NAi/M1 (2)
其中M1是当利用数值孔径为NAi的物镜扫描第一记录载体时的返回放大倍率，φi是当利用数值孔径为NAi的物镜扫描第ith记录载体时光斑的直径。
图2A和图2B展示了在使用具有不同的数值孔径的物镜读取不同光盘格式时在光检测器上的不同的光斑直径。对于BD，通常应用的物镜4的数值孔径大约0.85；对于DVD是大约0.60而对于CD是大约0.45。当第一记录载体在通过第一数值孔径NA1的物镜扫描时，该物镜要求聚焦到信息层上，形成在光检测器上的光斑21将具有直径φ1。相似的，当第二记录载体在通过比NA1小的第二数值孔径NA2被扫描时，在光检测器7上的光斑22将具有直径φ2，该值是因子NA2/NA1乘以在第一记录载体时的光斑22的直径φ1。
在第一记录载体是BD而第二记录载体是DVD的情况下，对于DVD在光检测器上的光斑的直径φ2是对于BD的光斑直径φ1的大约0.7倍。当设计光检测器以配合对于BD具有直径φ1的光斑尺寸时，光检测器的尺寸大于当结合具有直径φ2的光斑的DVD使用时所需的尺寸。这些较大的光检测器尺寸增加了漫射光对在被扫描的信息层上的扫描光斑的聚焦和跟踪的鲁棒性的影响。
对于BD和CD，在光检测器上的光斑尺寸相比较的情况中可以给出相似的结论，其中在扫描CD时光检测器上的光斑的直径是在扫描BD时光检测器上的光斑直径的大约0.5倍。
当在光检测器上的光斑直径更小时，光检测器的移置对跟踪信号的影响或漫射光对例如偏移的影响变得更大。因此优选地使光斑直径配合光检测器的尺寸，该光检测器用来产生跟踪信号，例如径向跟踪信号和聚焦信号。
依据本发明，可以通过改变放大倍率M获得光斑尺寸的适合。当使用数值孔径NA1结合放大倍率M1扫描第一记录载体时，并使用比NA1小的数值孔径NA2，和是M1的NA2/NA1倍的放大倍率M2扫描第二记录载体以获得基本相等的光斑直径φ1和φ2。
如式1所示，当扫描不同格式的记录载体时，改变聚焦线之间的距离Δf也是可行的。
依据本发明，将一可调节光学元件加入光路中可以改变放大倍率M和/或在两条聚焦线之间的距离Δf，可以使得光检测器上的光斑的直径基本上相同，而不依赖于所使用的扫描记录载体的物镜系统的NA。
一个BD/DVD可兼容光学扫描设备可以这样设计，以使光检测器的尺寸被优化为当扫描BD时的光斑的尺寸。而扫描DVD时，为了获得与扫描BD基本相同的光斑直径，需要减小返回光路的放大倍率M或增加聚焦线距离Δf以扩大在光检测器上的光斑的直径。
对于优化DVD应用的设计，而在BD应用中通过减小聚焦线距离Δf或增大返回光路放大倍率M来减小光斑直径也是可行的。当用于BD应用中，就读出信号的可获得的带宽来说这样将具有附加的益处，因为该带宽还依赖于光检测器区域的尺寸：较大的光检测器区域通常导致较高的容量以及更低的带宽。
当设计光学扫描设备以兼容扫描BD、DVD和CD时，优选的设计将基于扫描DVD或更优选的基于扫描BD，并且扫描CD时的放大倍率将被减小以扩大光检测器上光斑的直径，例如减少与光束着陆相关的聚焦和跟踪伺服信号带来的问题。
从光源1到记录载体5的放大倍率可以与从记录载体5到光检测器7的放大倍率是相同或不同，通过使用例如在传感器透镜6中正的或负的光功率，或在光源1和分束器2之间施加具有光功率的附加光学元件。当改变在公共光路上的放大倍率时，例如在分束器2和记录载体5之间，从光源到记录载体的放大倍率与从记录载体到光检测器的放大倍率均改变。公共光路是用于引导从光源朝向光记录载体的光束和当被记录载体反射朝向光检测器的光束所使用的光路。
优选地，只改变返回放大倍率，以使得朝向记录载体上的信息层的光束中的放大倍率不受影响。向前光路的放大倍率的改变可以例如导致准直镜3的数值孔径不同的效率，由此影响物镜4中光束的轮缘强度(rim-intensity)。当从光源到信息层的放大倍率被改变时，扫描光斑的尺寸可以被改变，这能够对光学扫描设备的读取性能施加影响。
图3示意性地展示了本发明的一个实施例，例如光学扫描设备10’包括两个光源1和11，例如用于BD读取的405nm的半导体激光器和用于DVD读取的660nm的半导体激光器。元件的参考标记和图1中相应的元件相同。然而，图3和图1中相应的元件的具体特征可能不同(例如，不同的外壳，不同的光波长等)。由光源1发射的光束被分光器2反射并且通过分光器12传送到记录载体。由光源11发射的光束被分光器12反射到记录载体。
用来调节放大倍率的装置13置于光检测器7和分光器2之间的返回光路中，也可以置于传感器透镜6的任何一侧。当装置13置于传感器透镜6和光检测器7之间时，装置13中的光束直径会小于当装置13置于传感器透镜6和分光器2之间时的光束直径，在使用例如装置13中的电润湿或液晶设备时这是优选的。用于调节放大倍率的装置13还可以包括传感器透镜功能性和/或象散的产生，从而不需要单独的传感器透镜。
当光学扫描设备的返回光路的设计被优化用于扫描BD，就例如光检测器的尺寸来说，当该设备被用于使用由激光器1产生的光束扫描BD时，装置13可以处于非活动模式，如没有调节放大倍率一样，因此光斑的直径是被要求的。当扫描设备10’被用于使用由激光器11产生的光束扫描DVD时，光检测器上的光斑的直径将变小(依据公式(1))，因为扫描DVD时使用较小的数值孔径。通过激励调节装置13处于活动模式，返回光路放大倍率可以被减小。因而，光斑的直径将被扩大到例如与使用光源1扫描BD时产生的光斑的直径基本相同的光斑直径。例如，由此光束着陆和由于双层光盘读取而产生的串扰的效果被减小，导致更高质量的聚焦、跟踪和数据信号。如上描述的不同波长的使用并不是必需的，如通常使用的记录类型辨识方法也可以与放大倍率的调节装置13的控制结合使用。
在本发明的一个实施例中，用来调节放大倍率的装置13包括一基于电润湿的可变聚焦透镜。注意该可变聚焦透镜的基本原理在专利申请WO2003/069380和WO2004/038480中被详细描述了。改变施加到电润湿设备的电压可以改变半月板的形状和/或位置；由此获得一可变的半月板。
基于电润湿设备的可变聚焦透镜可以使用单个可变的半月板或可变聚焦透镜元件，但是优选地可变聚焦透镜包括两个可变的半月板以在改变放大倍率时保持光斑聚焦在光检测器上。在后一种情况中，基本上没有聚焦偏差被引入到聚焦伺服信号中。这意味着可变聚焦透镜优选地为变焦透镜。
图4(取自WO2004/038480)展示了基于电润湿即电润湿透镜的可变聚焦透镜，其中可以包括用来调节放大倍率的装置13。该图展示了这样的具有可控透镜部分的可变聚焦透镜的可能配置的横截面，该可控透镜部分包括两个基于电润湿设备的可变聚焦透镜元件24、26。该电润湿设备包括一导电材料的圆柱体22。该圆柱体被一绝缘层28包裹。该圆柱体的内侧具有流体接触层30。当流体接触层30具有足够的绝缘性质时，可以使用一单个的绝缘流体接触层。导电圆柱体22形成透镜元件24、26的公共第一电极。第一透镜元件24的第二电极由一环形导电层32构成，该导电层32具有用于通过光的一中央透明区域。处于较低一侧的导电层34形成第二透镜元件26的第二电极。透明层36和38可以分别覆盖导电层32和34。圆柱体的中央部分被第一透明、不导电流体A(液体或蒸气)填充。在流体A的每一侧，存在第二透明、导电或极性流体B(液体或蒸气)，该流体具有与第一流体A不同的折射系数。处于上侧的非易混合性流体被第一半月板40分离，其形成第一可变聚焦透镜元件。处于下侧的流体A和B被第二半月板42分离，其形成第二可变聚焦透镜元件。半月板的曲率和透镜元件24和26之间的聚焦距离可以通过可控电压源44和46被分别独立地改变。通过经由适应性改变源44的电压V1来改变第一透镜元件24的半月板曲率来执行变焦，即改变变焦透镜的聚焦距离。通过经由适应性改变源46的电压V2来改变第二透镜元件26的半月板曲率来执行聚焦，即维持不同变焦配置的尖锐图像。放大意味着变焦透镜系统的聚焦距离增加而缩小意味着该距离减小。
如图4所示的可变聚焦透镜包括具有两个可变聚焦透镜元件的单个圆柱体或单元，用来产生缩放功能。然而，其它配置也是可能的，例如两个单元的配置，其中每个单元包括基于电润湿设备的可变聚焦元件。
替代地，用来调节放大倍率的装置13包括一可变聚焦透镜，其使用光学元件沿光学系统的光轴的移置(即轴向移动)，如同通常在变焦透镜中使用的那样。
在上述描述的具有缩放功能的实施例中，存在用来改变放大倍率的光学元件，以改变在光检测器上的光斑的直径，和具有可调节聚焦长度的光学元件，以保持光斑聚焦在光检测器上以防止在聚焦伺服信号中引入聚焦偏差。
缩放装置13可以以一个或多个(离散的)步骤在最大值和最小值之间切换。步骤的数目可以取决于将要扫描的不同类型的记录载体的数量和对于放大倍率所需要的改变的数量。例如，两步缩放可以被用于适于扫描BD，DVD和CD的扫描设备。对于为BD优化而设计的扫描设备，这两步可以是：扫描设备的扫描能力从BD到DVD的缩放步骤，和扫描设备的扫描能力从DVD到CD的另一个额外的缩放步骤。但是，扫描设备的扫描能力从BD到DVD可能只需一个缩放步骤，并且没有用于CD扫描能力的附加缩放步骤。本领域技术人员将理解其它的缩放步骤配置也是可能的。同样，对于只具有一个可切换放大倍率的装置13也是可能的。
更优选的，装置13具有连续的缩放能力。这具有附加的优势在于扫描设备的性能可以进一步优化。
依据本发明除了放大倍率的变化导致光斑直径的变化之外，聚焦的微调可以被应用于减小例如在聚焦伺服信号中的聚焦偏差或优化扫描抖动。
当扫描设备聚焦在信息层上时，在具有连续的缩放能力的情况中，这还可能扩大在光检测器上的光斑到光检测器的尺寸允许的最大尺寸。在该情况下，由光束(聚焦在记录载体的一个信息层上)的反射引起的在记录载体的可能的其他信息层上的可能的漫射光被减少了。
当扫描设备被优化用于扫描BD并且用来改变放大倍率的装置13被用于调节对于扫描DVD或CD的放大倍率，装置13还可以用于扩大光斑直径以适合光检测器的尺寸。这在扫描BD的情况下减小了漫射光的影响，并且由此可以增加扫描设备的扫描性能。
在依据本发明的另一个实施例中，用来改变放大倍率的装置13根据光束波长改变放大倍率。当装置13包括例如波长依赖型光学元件如衍射光学元件时，这是可能的。全息透镜具有波长依赖型聚焦长度并因此能影响光学系统的放大倍率。为了在改变放大倍率时保持光斑聚焦在光检测器上，优选引入第二衍射光学元件。这两个衍射光学元件的组合可以作为一个波长依赖型变焦透镜。
衍射光学元件可以对于在本申请中使用的所有波长是有效的，但是也可以对于一个或更多波长范围是基本上不可见的，因而基本上不影响朝向光检测器的光束。这将通过施加例如衍射光学元件获得，对于该衍射光学元件由衍射结构引起的相位差是不受结构影响的光束波长的整数倍。
替代地，还可以使用具有色散流体的电润湿设备以影响放大倍率或在两条聚焦线之间的距离Δf。使用这样的流体，电润湿设备的对穿过该设备的光束施加的光学影响将还依赖于光束的波长。
在依据本发明的另一个实施例中，用来改变放大倍率的装置13根据光束的偏振改变放大倍率。当装置13包括双折射光学元件时这是可能的。
当第一光束具有第一偏振方向并且第二光束具有第二偏振方向时，双折射光学元件可以不同地影响第一光束和第二光束。这样的光学元件可以是例如具有粘结到第二双折射元件的第一衍射的、非双折射元件的复合透镜，对于该复合透镜在第一和第二元件之间就第一波长(例如405nm)的折射系数基本上没有差别，而对于第二波长(例如660nm)在折射系数上具有明显差别，由此影响朝向光检测器的第二光束的放大倍率。优选地，第一和第二光束的偏振是正交的。对于本领域技术人员，其它可能的结合也是显而易见的。
替代地，装置13包括液晶材料。由于穿过装置13的光束的偏振，效果是无源方式的，而由于改变在装置13的可切换LC单元中的LC材料的取向，效果可以是有源方式的，或者效果是两者的结合。液晶材料可以在一单个元件或双元件中以便校正朝向光检测器的光束的可能的散焦。
当校正朝向光检测器的光束的可能的散焦时，在光扫描系统中，衍射和双折射光学元件的组合也可以获得一个朝向光检测器的光束的放大倍率变化。
本领域技术人员可以理解，上面描述的用来改变返回光路放大倍率的装置13的例子和实施例还可以用于在象散聚焦系统中改变聚焦线之间的距离Δf以适应在光检测器上的光斑的直径的装置。
用来改变返回光路放大倍率的装置和用来在象散聚焦系统中改变聚焦线之间的距离Δf的装置还可以被组合使用。
如在前面的实施例和例子中描述的，用来改变返回放大倍率的装置或用来改变聚焦线之间的距离Δf的装置可以是无源装置(例如衍射光学元件)或有源装置(例如电润湿设备或可切换的LC单元)。有源装置需要一控制装置，该控制装置产生输出信号用来激励或切换改变装置13。该控制装置可以具有例如一输入信号，该信号取决于将要被扫描的记录载体的类型或格式，或该信号取决于被开启用来扫描记录载体的光源。根据该输入信号，控制装置产生一输出信号，该输出信号切换、激励或改变装置13到这样一种状态，在该状态下返回光路放大倍率被设定为一个获得与光检测器的需求尺寸相匹配的光斑直径所需要的值或水平。
例如，当用来在信息层上聚焦光束而使用的数值孔径通过在光学扫描装置中的NA选择信号被主动地改变时，同样的NA选择信号可以被用作对于装置13的控制装置的输入信号。对于本领域技术人员其它例子是显而易见的。
还可以通过微调返回放大倍率或聚焦线之间的距离Δf来优化扫描设备的扫描性能。
在具有光检测器设计的光学扫描设备中，该光检测器用于在扫描BD时优化在检测器上的光斑的直径，依据本发明在扫描DVD时光检测器上的光斑的直径可以被扩大。然而，感兴趣的是当扫描BD时光检测器上的光斑的直径被扩大了(或相对于检测器尺寸被最大化了)。当扫描设备正确地聚焦在BD记录载体的信息层上时，在检测器上的光斑的直径可以被扩大到基本匹配检测器的尺寸。在该情况下，由例如BD记录载体的其它层上反射引起的漫射光对扫描设备产生的跟踪信号的影响如串扰是较小的。当扫描设备跳跃到多层BD记录载体的另一个信息层上，在检测器上的BD光斑的额外的扩大可以在跳跃被激活之前被关闭。类似地还有利的在于当扫描DVD记录载体时进一步扩大光斑以进一步减小例如漫射光、串扰和光束着陆的影响。
值得注意的是本发明并不局限于使用象散聚焦方法的光学扫描设备。本发明还可以应用于其它聚焦方法，例如微分光斑尺寸方法或佛科(Foucault)方法。
Claims (11)
1.一种用于扫描具有信息层的光学记录载体(5)的光学扫描设备(10)，其包括：
用来产生光束的光源(1，11)，
光检测器(7)，
光学系统，其具有向前光路和向前放大倍率，包括将所述光束聚焦到信息层上的物镜(4)，和具有返回放大倍率的返回光路，用来将信息层反射的光束传送到光检测器(7)，
其特征在于所述设备(10)还包括用于改变或调节返回放大倍率而基本上不影响向前放大倍率的装置(13)。
2.如权利要求1所述的设备，包括分光器(2)，用于从由信息层反射的光束中分离由光源发射的光束，其特征在于装置(13)位于分光器(2)和光检测器(7)之间。
3.如权利要求1或2所述的设备，该装置包括具有可调节聚焦长度的光学设备。
4.如权利要求3所述的设备，所述装置包括轴向可移动的光学元件。
5.如权利要求1、2或3所述的设备，该光束具有波长，并且所述装置适应于还根据该波长来改变或调节返回放大倍率。
6.如权利要求5所述的设备，所述装置包括衍射光学元件。
7.如权利要求1、2或3所述的设备，光束具有偏振，所述装置适应于还根据该偏振来改变或调节返回放大倍率。
8.如权利要求7所述的设备，所述装置包括双折射光学元件。
9.如权利要求1、2或3所述的设备，所述装置包括电润湿透镜。
10.如权利要求1、2或3所述的设备，其中所述装置包括可变光学设备，该可变光学设备包括液晶材料。
11.一种用于扫描不同格式的光学记录载体的光学记录装置，其包括根据前述任一权利要求所述的设备。
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