球面像差检测器制造技术

一种对至少一种光学记录载体（３）的至少一个信息层（２）进行扫描的光学扫描设备（１）。该设备包括：至少提供包括第一波长的第一辐射光束（４）的辐射源（７），使第一辐射光束会聚到相应信息层（２）上的物镜系统（８），检测第一辐射光束从相应的信息层反射的至少一部分（２２）以确定所述层（２）上的信息的信息检测器（２３），以及球面像差检测系统。球面像差检测系统包括检测所反射的第一辐射光束的至少一部分以确定第一辐射光束的球面像差的像差检测器（２４），以及使所反射的第一辐射光束的至少一部分向像差检测器（２４）衍射并且使所反射的第一辐射光束的至少一部分向信息检测器（２３）透射的衍射单元（２６）。在第一工作模式，光栅被设置为对辐射光束的入射部分引入使该部分向信息检测器（２３）透射的相位变化。而在第二操作模式，光栅被设置为对所反射的第一辐射光束的入射部分引入使该部分向像差检测器（２４）衍射的相位变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及球面像差检测器、含有这种检测器的光学扫描设备以及 制造和操作这种设备的方法。本专利技术的 一些特定实施例适用于与诸如密致盘(CD)、数字通用盘(DVD)和蓝光光盘(BD)之类的光学记录 载体的两种或更多种不同格式兼容的光学扫描设备。
技术介绍
光学记录载体有各种不同的格式，每种格式通常设计成用特定波长 的辐射光束扫描。例如，现有的CD，其中特别是如CD-A(音频CD)、 CD-ROM (只读CD )和CD-R (可录CD ) , i殳计成可以用波长(入) 为785nm左右的辐射光束扫描。另一方面，DVD设计成可以用波长为 650nm左右的辐射光束扫描，而BD设计成可以用波长为405nm左右的 辐射光束扫描。通常，波长越短，光盘相应的容量就越大，例如BD格 式的盘具有比DVD格式的盘大的存储容量。希望光学扫描设备可以与不同格式的光学记录载体兼容，例如可以 用波长不同的辐射光束(优选的是，使用一个物镜系统)扫描不同格式 的光学记录载体。例如，在引进存储容量更大的新光学记录载体时，希 望用来对这种新光学记录载体进行读和/或写信息的相应的新光学扫描 设备可以向后兼容，即也能扫描具有现有格式的光学记录载体。多层光学记录载体可以进一步增大存储容量。例如，双层光学记录 载体就包括两个信息层。通常，这些信息层是平行的，处在光学记录载 体内的不同深度。由于每个层处在记录载体表面下不同的深度，因此对 扫描不同的层的光束必须进行不同量的球面像差补偿。对于像BD那样的大NA (数值孔径)系统，所希望的是主动地控 制和校正球面像差，特别是在多层光盘上的不同信息层之间切换扫描 时。有效控制需要能检测球面像差的程度，以便可以提供适当的球面像 差补偿。US 6,229,600揭示了 一种测量光束的球面像差的球面^象差检测系 统。光束的球面像差通过对光束进行聚焦和将光束截面分成至少两个同心环带来确定。通过这些环带的子光束各聚焦到各自的聚焦检测系统 上。两个焦点之间的距离就是对光束内存在的球面像差的测度。US 6,229,600描述了 一些将光束分成各个环带的不同实施例。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目的在于解决现有技术的一个或多个问题，无论 是在这里还是其他地方提到的问题。本专利技术的特定实施例的目的是提供 一种适用于与两种或更多种不同的光学记录载体格式兼容的光学扫描 设备的像差检测系统。本专利技术的特定实施例的目的是提供一种使用单个 检测系统测量球面像差的改进像差检测系统。在本专利技术的第一方面，提供了一种扫描至少一种光学记录载体的至少一个信息层的光学扫描设备，该设备包括用于提供包括第一波长的 至少第一辐射光束的辐射源；用于使第一辐射光束会聚到相应信息层的 物镜系统；检测从相应信息层反射的第一辐射光束的至少一部分以确定 所述层上的信息的信息检测器；以及球面像差检测系统，其包括检测所 反射的第一辐射光束的至少一部分以确定第一辐射光束的球面像差的 像差检测器和使所反射的第一辐射光束的至少一部分向像差检测器衍 射并且使所反射的第一辐射光束的至少一部分向信息检测器透射的衍 射单元，其中所述衍射单元包括衍射光栅，在第一工作模式所述光栅被配置为对辐射光束的入射部分引入使这部分向信息检测器透射的相位 变化，而在第二操作模式所述光栅被配置为对所反射的第一辐射光束的 入射部分？ 1入使这部分向像差检测器衍射的相位变化。这种球面像差检测系统允许以较小的光束功率损耗检测球面像 差。例如，在第一操作模式所涉及的辐射光束是第一辐射光束时，衍射 单元就起着使光束的入射部分在像差检测器与信息检测器之间切换的 作用。这可以高效率地使用第一辐射光束的入射到衍射光栅上的这部 分。可选地，在第一模式所涉及的辐射光束是另一个光束(即不是第一 辐射光束)时，可以使这另一个光束射向信息检测器，而不向像差检测 器衍射。因此，来自这另一个光束的功率没有不必要因射向像差检测器 而浪费掉。衍射光栅可以包括一系列具有预定高度的台阶，在第一工作模式这 些台阶被设置为对辐射光束的所述入射部分引入使这部分向信息检测器透射的基本上是2兀的整数倍的相位变化，而在第二工作模式这些台 阶被设置为对所反射的第一辐射光束的入射部分引入使这部分向像差 检测器衍射的基本是2 7t的非整数倍的相位变化。该设备还可以包括用于使从辐射源接收到的入射辐射光束射向光 学记录载体并且使从光学记录载体接收到的所反射的辐射光束沿光径 射向信息检测器的分束器，其中衍射单元位于分束器与信息检测器之间 的光1圣内。衍射单元可以包括透射入射辐射的中央部分，衍射光栅沿围绕中央部分的环延伸。中央部分可以是由环限定的延伸穿过衍射单元的孔径。辐射源可以被设置为用于提供包括第二波长的第二辐射光束，衍射光栅的台阶被设置为在第一工作模式为第二辐射光束的入射到衍射光栅上的部分引入使这部分向信息检测器透射的基本上是2 7T的整数倍的相位变^f匕。辐射源可以被设置为提供包括第三波长的第三辐射光束；并且其中 衍射光栅的台阶被设置为在第三工作模式为第三辐射光束的入射部分引入使这部分向信息检测器透射的基本上是2 7i的整数倍的相位变化。所述衍射光栅的台阶在第 一工作模式被设置为对所反射的第 一辐 射光束的入射部分引入使这部分向信息检测器透射的基本上是2tt的整 数倍的相位变化。信息检测器可以包括像差检测器，信息检测器包括多个检测器单 元，每个检测器单元被设置为检测入射辐射的强度。衍射光栅形成为多个段，各段包括相应的一系列预定高度的所述台 阶，这些台阶定向成使得每段的台阶在所述第二工作模式被设置为引入 相位变化，以使入射到该段上的辐射衍射到与该段在所述第一工作模式 时将入射辐射透射到的检测器单元不同的检测器单元。衍射单元可以包括至少 一 种流体和用来改变所述流体的配置的控 制器，以使所述单元在至少两个工作模式之间切换。流体可以包括双折射性材料，而控制器可以被设置为改变与衍射光 栅的台阶毗连的双折射性材料的优先轴的取向。双折射性材料可以包括液晶，而控制器可以被设置为提供加到液晶 上的改变液晶取向的电场。该至少 一种流体可以包括不混溶的具有第 一折射率的第 一流体和 具有不同的第二折射率的第二流体，控制器被设置为控制哪种所述流体 毗连衍射光栅的台阶。该至少 一种流体可以包括不混溶的具有第 一折射率的第 一流体和 具有不同的第二折射率的第二流体，设备还包括覆盖衍射光栅和面对光 栅的盖板的至少其中之一的电极，以通过加到其中一种流体与所述电极 之间的电压差来改变光栅或盖板的有效疏水性。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于对至少一种光学记录载体 的至少 一 个信息层进行扫描的光学扫描设备的球面像差检测系统，该设 备包括至少提供包括第一波长的第一辐射光束的辐射源、使第一辐射光 束会聚到相应信息层的物镜系统和检测从该相应信息层反射的第 一辐射光束的至少一部分以确定所述层上的信息的信息检测器；球面像差检 测系统包括检测所反射的第一辐射光束的至少一部分以确定第一辐射 光束的球面像差的像差检测器；以及使所反射的第一辐射光束的至少一 部分向像差检测器衍射并且使所反射的第一辐射光束的至少一部分向 信息检测器透射的衍射单元，其中衍射单元包括衍射光栅，在第一工作 模式所述光栅被设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对至少一种光学记录载体（３）的至少一个信息层（２）进行扫描的光学扫描设备（１），所述设备包括：至少提供包括第一波长的第一辐射光束（４）的辐射源（７）；使第一辐射光束会聚到相应信息层（２）上的物镜系统（８）；检测第一辐射光束的从该相应信息层反射的至少一部分（２２）以确定所述层上的信息的信息检测器（２３；５２３）；以及球面像差检测系统，包括：检测所反射的第一辐射光束的至少一部分以确定第一辐射光束的球面像差的像差检测器（２４；５２３；７２４）；以及使所反射的第一辐射光束的至少一部分向像差检测器（２４；５２３；７２４）衍射并且使所反射的第一辐射光束的至少一部分向信息检测器（２３；５２３）透射的衍射单元（２６；４２６；５２６；６２６；７２６），其中，所述衍射单元（２６；４２６；５２６；６２６；７２６）包括衍射光栅（２６１；４６２；５１４Ａ－Ｄ；２６１′），在第一工作模式，所述光栅被设置为对辐射光束的入射部分引入使该部分向信息检测器（２３；５２３）透射的相位变化，而在第二工作模式，所述光栅被设置为对所反射的第一辐射光束的入射部分引入使该部分向像差检测器（２４；５２３；７２４）衍射的相位变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-6-2 05104820.51.一种对至少一种光学记录载体(3)的至少一个信息层(2)进行扫描的光学扫描设备(1)，所述设备包括至少提供包括第一波长的第一辐射光束(4)的辐射源(7)；使第一辐射光束会聚到相应信息层(2)上的物镜系统(8)；检测第一辐射光束的从该相应信息层反射的至少一部分(22)以确定所述层上的信息的信息检测器(23；523)；以及球面像差检测系统，包括检测所反射的第一辐射光束的至少一部分以确定第一辐射光束的球面像差的像差检测器(24；523；724)；以及使所反射的第一辐射光束的至少一部分向像差检测器(24；523；724)衍射并且使所反射的第一辐射光束的至少一部分向信息检测器(23；523)透射的衍射单元(26；426；526；626；726)，其中，所述衍射单元(26；426；526；626；726)包括衍射光栅(261；462；514A-D；261′)，在第一工作模式，所述光栅被设置为对辐射光束的入射部分引入使该部分向信息检测器(23；523)透射的相位变化，而在第二工作模式，所述光栅被设置为对所反射的第一辐射光束的入射部分引入使该部分向像差检测器(24；523；724)衍射的相位变化。2. 如在权利要求1内所述的设备，其中所述衍射光栅(261; 462; 514A-D; 261')包括一系列具有预定高度(h)的台阶(261a-c; 454)， 在第一工作模式，所述台阶被设置为对辐射光束的所述入射部分引入使 该部分向信息检测器(23; 523 )透射的基本上是2 tt的整数倍的相位变 化，而在第二工作模式，所述台阶被设置为对所反射的第一辐射光束的 该入射部分引入使该部分向像差检测器(24; 523; 724)衍射的基本上是2 7t的非整数倍的相位变化。3. 如在权利要求1或权利要求2中所述的设备，还包括 使从辐射源接收到的入射辐射光束射向光学记录载体(3)而使从光学记录载体(3)接收到的所反射的辐射光束沿光径射向信息检测器 (23)的分束器(17);其中所述衍射单元(26)放置在分束器(17)与信息检测器(23) 之间的光径内。4. 如在以上权利要求中任何一个权利要求中所述的设备，其中所 述衍射单元(26)包括透射入射辐射的中央部分(262; 461; 510; 262'), 衍射光栅(261; 462; 514A-D; 261')沿围绕中央部分的环延伸。5. 如在以上权利要求中任何一个权利要求中所述的设备，其中所 述中央部分(262; 461; 510; 262')是由环限定的孔径，该孔径穿过衍 射单元。6. 如在权利要求2至5中任何一个权利要求中所述的设备，其中 所述辐射源(7)被设置为提供包括第二波长的第二辐射光束，衍射光 栅的台阶(261a-c; )被设置为在所述第 一工作模式为第二辐射光束 的入射到衍射光栅上的部分引入使该部分向信息检测器透射的基本上 是2 tt的整数倍的相位变化。7. 如在权利要求6中所述的设备，其中所述辐射源(7)被设置为提供包括第三波长的第三辐射光束；以及所述衍射光栅的台阶(261a-c; 454 )被设置为在第三工作模式为 第三插射光束的入射部分引入使该部分向信息检测器透射的基本上是2 ir的整数倍的相位变化。8. 如在权利要求2至5中任何一个权利要求中所述的设备，其中 所述衍射光栅的台阶(261a-c; 454 )被设置为在第一工作模式为所反射的第一辐射光束的入射部分引入使该部分向信息检测器透射的基本上 是2 7t的整数倍的相位变化。9. 如在权利要求8中所述的设备，其中所述信息检测器(523 )包 括像差检测器，信息检测器包括多个检测器元件(523A-D)，每个检测 器元件被配置为检测入射辐射的强度；衍射光栅(526 )形成为多个段(514A-D),每一段包括各自的一系列具有预定高度的所述台阶，所述 台阶定向成使得每个段(514A-D )的台阶被设置成在所述第二工作模式 引入使入射到该区域上的辐射向与该段在所述第 一工作模式时使入射 辐射透射到的检测器元件不同的检测器元件(523A-D)衍射的相位变 化。10. 如在以上权利要求中任何一个权利要求中所述的设备，其中所 述衍射单元(26; 426; 526; 626; 726)包括至少一种流体(448， 446) 和用来改变所述流体的配置以在至少两个工作模式之间切换所述单元的控制器(434, 440, 450)。11. 如在权利要求10中所述的设备，其中所述流体包括双折射性 材料，而所述控制器被设置成改变与衍射光栅的台阶毗连的双折射性材 料的优先轴的取向。12. 如在权利要求11中所述的设备，其中所述双折射性材料包括 液晶，而所述控制器被设置为提供加到液晶上的改变液晶取向的电场。13. 如在权利要求10中所述的设备，其中所述至少一种流体 (4...

【专利技术属性】
技术研发人员：BHW亨德里克斯，S斯塔林加，CTHF里登鲍姆，S凯帕，AHJ英明克，TW图克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]