專利名稱：物鏡和包括該物鏡的光學(xué)拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于近場數(shù)據(jù)存儲的物鏡，并且涉及使用前述物鏡的光學(xué)拾取器，并 且還涉及用于操作該光學(xué)拾取器的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，由于更為復(fù)雜的應(yīng)用或多媒體應(yīng)用，信息技術(shù)被迫面對不斷增加的數(shù)據(jù)量。 因此，需要具有高的存儲容量的可移除數(shù)據(jù)存儲裝置，例如，用于高解析度的電影或者視 頻游戲。而在信息技術(shù)的起始，磁性存儲裝置廣受歡迎，而現(xiàn)在，比如CD (高密度磁盤)、 DVD (多功能數(shù)字光盤)或者BD(藍(lán)光盤)占據(jù)了可移除數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)市場的主導(dǎo)地位。光數(shù)據(jù)存儲通常受限于讀/寫系統(tǒng)的光解析度。增加光解析度的直接法涉及到聚 焦光束和開度角即數(shù)值孔徑的加寬，代價(jià)是增加了透鏡復(fù)雜度。其他的措施有使光記錄介 質(zhì)的可允許擺動(dòng)范圍(margin)變窄或者將掃描激光的波長減小到藍(lán)光或接近紫外光的范 圍中。用于減小光數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中的焦點(diǎn)尺寸的不同的措施是使用具有高的數(shù)值孔徑(NA > 1)的近場光(optics)。該高的數(shù)值孔徑通常通過固體浸沒透鏡(SIL)來實(shí)現(xiàn)。類似⑶、 DVD或BD的傳統(tǒng)系統(tǒng)在光遠(yuǎn)場區(qū)域中操作，這稱為經(jīng)典光學(xué)，而前述的新系統(tǒng)在光學(xué)近場 區(qū)域中工作，這稱為近場光學(xué)。對于傳統(tǒng)系統(tǒng)，光存儲介質(zhì)的面和讀/寫頭的第一光面之間 的工作距離即氣隙(air gap)在100 μ m的量級上。相反，使用近場光學(xué)的系統(tǒng)需要非常小 的50nm量級的工作距離或氣隙。在W02005/104109 Al中公開了利用近場光進(jìn)行記錄和/ 或讀取的光存儲系統(tǒng)。存儲介質(zhì)面和物鏡面之間的低的工作距離是近場技術(shù)面對的一項(xiàng)主 要挑戰(zhàn)。小的工作距離要求對于用于相關(guān)的光學(xué)存儲介質(zhì)例如光盤的擺動(dòng)極限和垂直偏移 極限設(shè)置嚴(yán)格的規(guī)范。即使光盤規(guī)范僅允許比當(dāng)前的藍(lán)光光盤小若干倍的垂直游程值(rim out value)，例如以20 μ m代替100 μ m,對于光學(xué)拾取器的讀/寫頭接近光盤面并且以不發(fā) 生頭_盤接觸或頭_盤沖擊的方式關(guān)閉合對焦回路仍是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用于可兼容驅(qū)動(dòng)器的物鏡，其能夠應(yīng)用于近場光區(qū)域 和遠(yuǎn)場光區(qū)域。直通接近(straight forward approach)用以從輸入?yún)^(qū)(lead-in area)啟動(dòng)讀/ 寫操作，其中輸入?yún)^(qū)中的擺動(dòng)和偏移通常比存儲介質(zhì)的外部區(qū)域中的擺動(dòng)和偏移低。但是， 對于近場光學(xué)存儲系統(tǒng)，期望到達(dá)存儲介質(zhì)的外部區(qū)，而不用以前述的近似50nm的低的工 作距離進(jìn)行連續(xù)的對焦操作。另外，JP 11-259897公開了能夠記錄和復(fù)制高密度記錄介質(zhì)和低密度記錄介質(zhì)的 光學(xué)拾取器。所述拾取器具有用于低密度介質(zhì)的第一物鏡，該第一物鏡會聚準(zhǔn)直后的光； 遮光部，其遮斷通過第一物鏡的光的一部分；和光學(xué)元件，其由用于高密度介質(zhì)的第二物鏡 和固態(tài)半球透鏡組成。對于低密度介質(zhì)，通過滑動(dòng)部使讀/寫頭接近遮光部。對于高密度 介質(zhì)，使讀/寫頭鄰近記錄介質(zhì)。
US 2008/0198728公開了一種光盤驅(qū)動(dòng)器，其包括物鏡；固體浸沒透鏡；用于收 集由光記錄介質(zhì)反射的光束的一部分的孔徑元件，其對應(yīng)于具有小于IA的速度發(fā)生電路 的物鏡和固體浸沒透鏡的有效孔徑數(shù)，所述速度發(fā)生電路根據(jù)檢測元件所檢測到的信號水 平降低固體浸沒透鏡接近記錄介質(zhì)的速度。驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)速度發(fā)生電路的輸出驅(qū)動(dòng)物鏡和 固體浸沒透鏡。這樣，確保了固體浸沒透鏡不會與光記錄介質(zhì)接觸。US 2008/0089208公開了近場光掃描裝置，其用以使透鏡從相對于光記錄介質(zhì)表 面的遠(yuǎn)場位置到近場位置。對表示固體浸沒透鏡和光記錄介質(zhì)的表面之間的間隙的尺寸的 孔徑光瞳(aperture pupil)圖像的圖像處理被用于該目的。對于孔徑光瞳圖像的圖像分 析可以得出用于接近步驟的控制信號，用于控制微米范圍內(nèi)的氣隙距離。這允許了一種快 速、有效、精確和可靠的接近步驟。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供允許安全快速地接近光存儲介質(zhì)的表面的物鏡。本發(fā)明 的另一目標(biāo)在于提出包括該物鏡的光學(xué)拾取器及用于操作該光學(xué)拾取器的方法，所述方法 改進(jìn)了所述接近步驟。通過獨(dú)立權(quán)利要求的主旨實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要 求的主旨。根據(jù)本發(fā)明，提供了物鏡，其包括均被布置于共用光軸的固體浸沒透鏡和變焦透 鏡。前述變焦透鏡包括中心區(qū)和圍繞所述中心區(qū)的周邊區(qū)。所述周邊區(qū)適于構(gòu)成用于遠(yuǎn)場 模式的光學(xué)系統(tǒng)。所述變焦透鏡的中心區(qū)與固體浸沒透鏡一起適于構(gòu)成用于近場模式的光 學(xué)系統(tǒng)。固體浸沒透鏡和變焦透鏡適于一體地移動(dòng)。通過將變焦透鏡的中心區(qū)和固體浸沒 透鏡組合成光學(xué)系統(tǒng)，可以為物鏡在中心區(qū)和周邊區(qū)提供不同的光學(xué)特性。這允許使兩個(gè) 區(qū)的光學(xué)特性適應(yīng)于不同的光記錄介質(zhì)。優(yōu)選地，變焦透鏡的中心區(qū)和固體浸沒透鏡構(gòu)成近場光學(xué)系統(tǒng)。該近場光學(xué)系統(tǒng) 有利地具有高于一個(gè)數(shù)值孔徑。更為有利的是提供以允許在光學(xué)遠(yuǎn)場中操作的方式設(shè)計(jì)的 具有周邊區(qū)的變焦透鏡。優(yōu)選地，中心區(qū)的焦距比周邊的焦距短。由于固體浸沒透鏡通常 需要用于近場光數(shù)據(jù)存儲，該配置確保了不需要對物鏡進(jìn)行其他的修改而用于讀/寫近場 存儲介質(zhì)。同時(shí)，由于讀/寫遠(yuǎn)場存儲介質(zhì)的要求不那么嚴(yán)格，僅使用周邊區(qū)用于這樣的光 記錄介質(zhì)是足夠的。變焦透鏡包括提供不同的焦距的兩個(gè)不同的區(qū)。結(jié)果，可將變焦透鏡用于不同的 目的。變焦透鏡的中心區(qū)和固體浸沒透鏡一起用于近場中的操作，而變焦透鏡的周邊區(qū)用 于遠(yuǎn)場操作。當(dāng)使物鏡接近光存儲介質(zhì)的表面時(shí)，由于物鏡可應(yīng)用于遠(yuǎn)場和近場兩者而實(shí) 現(xiàn)了有利的兩步式過程。另外有利的是為變焦透鏡設(shè)置環(huán)形孔徑，所述環(huán)形孔徑布置于變焦透鏡的中心區(qū) 和周邊區(qū)之間。所述環(huán)形孔徑允許忽略漫射光。優(yōu)選地，周邊區(qū)的焦距適用于遠(yuǎn)場模式中的在50 μ m和250 μ m之間的工作距離， 而變焦透鏡的中心區(qū)的焦距適用于近場模式中的在25 μ m和50 μ m之間的工作距離。在數(shù) 十ym或數(shù)百ym的范圍中的工作距離允許包括前述物鏡的讀/寫頭的安全接近，而不會 有讀/寫頭沖擊的高風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)拾取器被設(shè)計(jì)用于在遠(yuǎn)場模式和近場模式中的操作。所述光學(xué) 拾取器包括根據(jù)本發(fā)明的物鏡。
所提到的用于物鏡的類似的或兼容的優(yōu)點(diǎn)也適用于光學(xué)拾取器。優(yōu)選地，信號光束的第一部分被引導(dǎo)入第一分析光束路徑，所述信號光束的第二 部分被引導(dǎo)入第二分析光束路徑，其中第一分析光束路徑被設(shè)置用于對焦控制。在本情況 中，光學(xué)拾取器有利地包括布置于信號光束的光路的偏振分光器和非偏振分光器。信號光 束由偏振分光器而耦合入第一分析光束路徑，以及由非偏振分光器而耦合入第二分析光束 路徑。第一分析路徑優(yōu)選地包括像散透鏡。前述的光學(xué)拾取器能夠有利地在遠(yuǎn)場模式及在近場模式中操作，而布置在第一分 析光束路徑中的像散透鏡在遠(yuǎn)場模式中操作時(shí)有利地允許像散對焦。根據(jù)一個(gè)有利的替換例，通過固體浸沒透鏡和變焦透鏡的中心區(qū)的信號光束的第 一部分被耦合到第一分析光束路徑，并且通過變焦透鏡的周邊區(qū)的信號光束的第二部分被 耦合到第二分析光束路徑，其中第二分析光束路徑被設(shè)置用于對焦控制。在本情況中，光學(xué) 拾取器優(yōu)選地包括被布置于信號光束的光路中的偏振分光器和非偏振分光器，其中已經(jīng)通 過固體浸沒透鏡和變焦透鏡的中心區(qū)的信號光束的第一部分借助于偏振分光器而耦合入 第一分析光束路徑。已經(jīng)通過變焦透鏡的周邊區(qū)的信號光束的第二部分借助于非偏振分光 器而耦合入第二分析光束路徑。四分之一波片被置于信號光束的第一部分的光束路徑中， 像散透鏡被布置于第二分析光束路徑。四分之一波片優(yōu)選地布置于變焦透鏡的表面或布置 于固體浸沒透鏡的表面。借助于前述的光學(xué)拾取器，僅一部分信號光束通過四分之一波片。因此，僅信號光 束的通過前述四分之一波片的部分示出了與用于讀出數(shù)據(jù)的光束的偏振垂直的偏振。結(jié) 果，信號光束的通過四分之一波片的部分耦合入第一分析光束路徑，而信號光束的未通過 四分之一波片的路徑被耦合入第二分析光束路徑。采用前述的光學(xué)拾取器，可以僅借助于 第二分析光束路徑提供工作距離控制。這適用于光學(xué)拾取器在遠(yuǎn)場模式及在近場模式中的 操作。提供了根據(jù)本發(fā)明的方法，所述方法允許光學(xué)拾取器在遠(yuǎn)場模式和在近場模式中 的操作。所述光學(xué)拾取器包括根據(jù)本發(fā)明的物鏡。所述方法包括使物鏡接近光存儲介質(zhì)的 表面以達(dá)到在所述物鏡和光存儲介質(zhì)的表面之間的遠(yuǎn)場工作距離的步驟，其中所述遠(yuǎn)場工 作距離至少近似地等于變焦透鏡的周邊區(qū)的焦距。所述第一接近由使用用于在遠(yuǎn)場模式中 工作的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行的對焦控制來控制。在所述方法的其他的步驟中，由物鏡接近所述光 存儲介質(zhì)的表面以達(dá)到近場工作距離，其中所述近場工作距離比遠(yuǎn)場工作距離短。用于操作光學(xué)拾取器的前述的方法提供了用于接近光存儲介質(zhì)的表面的兩步式 處理。由于光存儲介質(zhì)的表面和物鏡之間的距離在第一步驟中相對較高，即在變焦透鏡的 周邊區(qū)的焦距的范圍中，則讀/寫頭沖擊的危險(xiǎn)被顯著地降低。這是因?yàn)檫h(yuǎn)場工作距離比 例如旋轉(zhuǎn)光盤的垂直游程的典型值高。有利地，使物鏡接近近場工作距離的步驟通過使遠(yuǎn)場工作距離減小預(yù)定的值來完 成。在遠(yuǎn)場操作期間，確定用于存儲介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)的重要參數(shù)，例如擺動(dòng)或垂直游程。所述參 數(shù)對于遠(yuǎn)場操作及對于近場操作是有效的。唯一的不同在于工作距離的偏差值。該偏差近 似地由變焦透鏡的周邊區(qū)的焦距和近場工作距離之間的差給出。更為有利的是提供用于操作光學(xué)拾取器的方法，所述方法包括如下步驟-將信號光束的第一部分耦合入第一分析光束路徑，所述第一分析光束路徑被設(shè)置用于對焦控制；和-將所述信號光束的第二部分耦合入第二分析光束路徑；其中使光存儲介質(zhì)的表面接近遠(yuǎn)場工作距離的步驟通過使用第一分析光束路徑 的對焦控制來執(zhí)行。為該目的，拾取器有利地包括被布置于信號光束的光學(xué)路徑的偏振分光器和非偏 振分光器。信號光束借助于偏振分光器而耦合入包括像散透鏡的第一分析光束路徑，并且 借助于非偏振分光器而耦合入第二分析光束路徑。使光存儲介質(zhì)的表面接近遠(yuǎn)場工作距離 的步驟通過使用布置在第一分析光束路徑的像散透鏡進(jìn)行的像散對焦控制來完成。像散對 焦控制允許對工作距離進(jìn)行快速并可選的控制。如下是更為有利的例如通過間隙誤差信號，在遠(yuǎn)場操作期間使用第一分析光束 路徑來控制工作距離，而在近場操作期間使用第二分析光束路徑來控制工作距離。在近場 模式中，第一分析光束路徑有利地被用于獲取數(shù)據(jù)。替代地，用于操作光學(xué)拾取器的方法包括如下步驟-將通過固體浸沒透鏡和變焦透鏡的中心區(qū)的信號光束的第一部分耦合入第一分 析光束路徑；和-將通過變焦透鏡的周邊區(qū)的信號光束的第二部分耦合入第二分析光束路徑，所 述第二分析光束路徑被設(shè)置用于對焦控制；其中使光存儲介質(zhì)的表面接近遠(yuǎn)場工作距離的步驟通過使用第二分析光束路徑 的對焦控制來執(zhí)行。為該目的，拾取器有利地包括被布置于信號光束的光學(xué)路徑的偏振分光器和非偏 振分光器。通過固體浸沒透鏡和變焦透鏡的中心區(qū)的信號光束的第一部分借助于偏振分光 器而耦合入第一分析光束路徑。通過變焦透鏡的周邊區(qū)的信號光束的第二分部借助于非偏 振分光器而耦合入包括像散透鏡瓣第二分析光束路徑。使光存儲介質(zhì)的表面接近遠(yuǎn)場工作 距離的步驟通過使用布置在第二分析光束路徑的像散透鏡進(jìn)行的像散對焦控制來完成。有 利地，第二分析光束路徑被用于在遠(yuǎn)場操作期間和在近場操作期間控制工作距離，而第二 分析光束路徑僅被用于獲取數(shù)據(jù)。根據(jù)前述的方法，提供了工作距離控制和數(shù)據(jù)獲取之間的功能性分離。這允許簡 化執(zhí)行光學(xué)拾取器的控制。


為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將在現(xiàn)在的說明中參考附圖更為詳細(xì)地說明本發(fā)明。 應(yīng)理解，本發(fā)明并不局限于示例性實(shí)施方式，并且在不偏離如權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的 范圍的前提下，可以方便地進(jìn)行組合和/或修改。在附圖中圖1以縱向剖視圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的在遠(yuǎn)場模式中操作的物鏡；圖2示出了圖1中的在近場模式中操作的物鏡；圖3示出了光學(xué)拾取器的包括圖1和圖2的物鏡的第一實(shí)施方式的示意性簡圖； 和圖4示出了光學(xué)拾取器的包括圖1和圖2的物鏡的第二實(shí)施方式的示意性簡圖。
具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的物鏡2的第一實(shí)施方式的縱向剖面。圖1示 出了工作在遠(yuǎn)場模式中的物鏡2，而圖2示出了在近場模式中的操作的情況。物鏡2包括 均被布置于共用光軸A的固體浸沒透鏡4和變焦透鏡6。變焦透鏡6包括中心區(qū)8和周邊 區(qū)10，其中周邊區(qū)10圍繞中心區(qū)8。物鏡2能夠工作在遠(yuǎn)場模式及工作在近場模式。為實(shí) 現(xiàn)這一點(diǎn)，周邊區(qū)10構(gòu)成用于工作在遠(yuǎn)場模式中的光學(xué)系統(tǒng)。中心區(qū)8與固體浸沒透鏡4 構(gòu)成用于工作在近場模式中的光學(xué)系統(tǒng)。后者具有高的數(shù)值孔徑，即NA > 1。環(huán)形孔徑12 被布置在中心區(qū)8和周邊區(qū)10之間以防止出現(xiàn)散光。物鏡2還包括作用為變焦透鏡6和底部16之間的定距元件的圓環(huán)部14。固體浸 沒透鏡4被固定于前述的底部16，其中底部16優(yōu)選地由與固體浸沒透鏡4的材料相同的材 料制成。當(dāng)然，固體浸沒透鏡4同樣可以直接貼附到變焦透鏡6。替代地，固體浸沒透鏡4 和變焦透鏡6是完全分離的光學(xué)元件。變焦透鏡6的中心區(qū)8的焦距和周邊區(qū)10的焦距 選擇成不同的焦距。限定遠(yuǎn)場工作距離DF的遠(yuǎn)場焦點(diǎn)18由周邊區(qū)10的焦距限定。由中 心區(qū)8和固體浸沒透鏡4構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)具有限定了近場工作距離NF的近場焦點(diǎn)20。遠(yuǎn) 場工作距離DF在光存儲介質(zhì)22的面21和底部16的朝向光存儲介質(zhì)22的面21的面之間 測量。僅經(jīng)由示例，遠(yuǎn)場工作距離DF在50 μ m至200 μ m的范圍中，而近場工作距離NF在 25μπι至50μπι的范圍中。遠(yuǎn)場工作距離DF至少近似地等于變焦透鏡6的周邊區(qū)10的焦 距。僅通過示例，光存儲介質(zhì)22是在包括物鏡2的拾取器下方旋轉(zhuǎn)的光盤。遠(yuǎn)場工作距離DF被設(shè)置成典型地比光存儲介質(zhì)22的垂直游程或擺動(dòng)大的值，以 防止在物鏡2和光存儲介質(zhì)22的表面21之間出現(xiàn)在讀/寫頭沖擊或接觸。在光盤的情況 中，光存儲介質(zhì)22的垂直游程由于光盤的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而是周期性的。另外，在遠(yuǎn)場模式中操 作及在近場模式中操作的垂直游程是相同的。由于該情況，以兩步式處理完成物鏡2向光 存儲介質(zhì)22的表面21的接近，這將在下面說明。根據(jù)本發(fā)明，提供了包括根據(jù)本發(fā)明的物鏡2的光學(xué)拾取器24的操作方法。在圖 3和圖4中分別示出了兩個(gè)示例性拾取器24。所述光學(xué)拾取器24能夠在遠(yuǎn)場模式中和在 近場模式中操作。另外，它們包括可移動(dòng)部26，所述可移動(dòng)部26至少包括四分之一波片28 和根據(jù)本發(fā)明的物鏡2?？梢苿?dòng)部26至少可在垂直于光存儲介質(zhì)22的表面21的方向上調(diào) 整。因此，可調(diào)整工作距離，即可調(diào)整遠(yuǎn)場工作距離DF及近場工作距離NF。僅經(jīng)由示例，圖 3和圖4中示出的光學(xué)拾取器24示出了遠(yuǎn)場模式。在所述方法的第一步驟中，可移動(dòng)部26接近光存儲介質(zhì)22的面21以達(dá)到遠(yuǎn)場工 作距離DF。接著，根據(jù)所述方法的另一步驟，使可移動(dòng)部26接近光存儲介質(zhì)22的面21以 達(dá)到顯著地小于遠(yuǎn)場工作距離DF的近場工作距離NF。當(dāng)工作在遠(yuǎn)場模式時(shí)，確定光存儲介 質(zhì)22的垂直游程。被確定用于追蹤光存儲介質(zhì)26的面21的參數(shù)可應(yīng)用于遠(yuǎn)場操作及近 場操作。因此，當(dāng)可移動(dòng)部26接近光存儲介質(zhì)22的面21以達(dá)到近場工作距離NF時(shí)，簡單 地通過使遠(yuǎn)場工作距離DF減小預(yù)定的值而使可移動(dòng)部26接近光存儲介質(zhì)22的面21。所 述值根據(jù)遠(yuǎn)場工作距離DF與近場工作距離NF之間的差可知，其中遠(yuǎn)場工作距離DF近似地 等于變焦透鏡6的周邊區(qū)10的焦距。圖3中示出的光學(xué)拾取器24包括產(chǎn)生激光束32的激光二極管，所述激光束32由 準(zhǔn)直器34準(zhǔn)直。所述激光束32通過非偏振分光器36，非偏振分光器36將所述激光束32的一部分反射到用于激光功率的反饋控制的功率監(jiān)測單元38。接著，激光束32在作用于物 鏡2對焦到光存儲介質(zhì)22之前通過偏振分光器40。激光束32與光存儲介質(zhì)22的數(shù)據(jù)層 相互作用的結(jié)果是產(chǎn)生調(diào)制的信號光束42。信號光束42沿著與激光束32相同的光路在非偏振分光器36和光存儲介質(zhì)22的 面21之間行進(jìn)。信號光束42通過可移動(dòng)部26，并借助于偏振分光器40耦合入第一分析光 束路徑44和借助于非偏振分光器36耦合入第二分析光束路徑46。行進(jìn)通過偏振分光器40的激光束32具有沿第一方向定向的線偏振(linear polarization)。激光束32的所述線偏振借助于四分之一波片28而轉(zhuǎn)換成為圓偏振。所 述圓偏振化的激光束32的轉(zhuǎn)動(dòng)方向由于所述激光束32在光存儲介質(zhì)22的面21上的反射 而變化。被反射的激光束32稱為信號光束42并且與激光束32相比具有沿相反方向的圓 偏振。借助于四分之一波片28，實(shí)現(xiàn)了信號光束42，所述信號光束42具有的線偏振定向垂 直于沿相反方向通過偏振分光器40的線偏振的激光束32的各個(gè)定向。因此，該部分的信 號光束42被反射入第一分析光束路徑44。所述第一分析光束路徑44包括允許借助于四象 限探測器(four-quadrant detector) 50進(jìn)行像散對焦控制的像散透鏡48。激光束32的一部分在固體浸沒透鏡4的朝向光存儲介質(zhì)22的面21的底側(cè)上被 進(jìn)一步反射。當(dāng)激光束32在前述的面上被反射時(shí)發(fā)生去偏振效應(yīng)。因此，該反射光的偏振 方向并不確切地與偏振分光器40的方向匹配。接著，其通過所述偏振分光器40。發(fā)生于固 體浸沒透鏡4的底面的去偏振效應(yīng)的量隨著由于近場效應(yīng)而從固體浸沒透鏡4穿過氣隙被 耦合到光存儲介質(zhì)22的表面的光的不斷增加的量而減小。因此，可以基于與所反射的光的 量相關(guān)的信號提供間隙誤差控制。所述光借助于非偏振分光器36而耦合入第二分析光束 路徑46。總的來講，圖3中示出的光學(xué)拾取器24允許遠(yuǎn)場模式操作及近場模式操作。而在 近場模式中，通過所述分析光束路徑46完成的間隙誤差控制被用于控制近場工作距離NF， 在遠(yuǎn)場模式中，通過第一分析光束路徑44完成的像散對焦控制確保遠(yuǎn)場工作距離DF。如果 光學(xué)裝置24工作在近場模式中，則所執(zhí)行的數(shù)據(jù)獲取通過第一分析光束路徑44完成。圖4中示出了光學(xué)拾取器24的另一個(gè)實(shí)施方式。與圖3中示出的光學(xué)拾取器24 相比，減小了四分之一波片28的尺寸。其遮蓋變焦透鏡6的中心區(qū)8，而在變焦透鏡6的周 邊區(qū)10，激光束32及信號光束42旁路四分之一波片28。因此，保持了通過變焦透鏡6的 周邊區(qū)10的激光束32的第一部分的線偏振。因此，在偏振的方向上未由于光存儲介質(zhì)22 的面21處的反射而發(fā)生變化。結(jié)果，該部分的激光束32穿過偏振分光器40并由非偏振分 光器36反射進(jìn)入第二分析光束路徑46。因此，如果圖4中示出的光學(xué)拾取器24在遠(yuǎn)場模 式中操作，則通過使用布置在第二分析光束路徑46中的像散透鏡48進(jìn)行的像散對焦控制 確保遠(yuǎn)場工作距離DF。當(dāng)在近場模式中操作時(shí)，通過變焦透鏡6的中心區(qū)8的激光束32的第二部分由于 其穿過四分之一波片28而改變其偏振方向。因此，其由偏振分光器40反射進(jìn)入第一分析 光束路徑44。圖4中示出的光學(xué)拾取器24允許僅借助于第二分析光束路徑46來控制遠(yuǎn)場 工作距離DF及近場工作距離NF。結(jié)果，提供了在第一分析光束路徑44中的數(shù)據(jù)獲取和在 第二分析光束路徑46中的距離控制之間的功能性分隔。
權(quán)利要求
一種物鏡(2)，其包括被布置于共用光軸(A)的固體浸沒透鏡(4)和變焦透鏡(6)，其中所述變焦透鏡(6)包括中心區(qū)(8)和圍繞所述中心區(qū)(8)的周邊區(qū)(10)，其特征在于所述周邊區(qū)(10)適于構(gòu)成用于遠(yuǎn)場模式的光學(xué)系統(tǒng)，并且所述變焦透鏡(6)的中心區(qū)(8)與所述固體浸沒透鏡(4)一起適于構(gòu)成用于近場模式的光學(xué)系統(tǒng)，所述固體浸沒透鏡(4)和所述變焦透鏡(6)適于一體地移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物鏡(2)，其特征在于，所述固體浸沒透鏡(4)和所述變焦透 鏡(6)的所述中心區(qū)(8)構(gòu)成近場光學(xué)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物鏡(2)，其特征在于，所述變焦透鏡(6)的所述周邊區(qū) (10)被設(shè)計(jì)成允許光學(xué)遠(yuǎn)場操作。
4.根據(jù)先前權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述物鏡(2)，其特征在于，所述中心區(qū)(8)的焦距比所 述周邊區(qū)(10)的焦距短。
5.根據(jù)先前權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的物鏡(2)，其特征在于，環(huán)形孔徑(12)被布置在 所述變焦透鏡(6)的所述中心區(qū)(8)和所述周邊區(qū)(10)之間。
6.一種用于在遠(yuǎn)場模式和近場模式中操作的光學(xué)拾取器(24)，其特征在于，所述光學(xué) 拾取器(24)包括根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的物鏡(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)拾取器，其特征在于，信號光束(42)的第一部分被引導(dǎo) 進(jìn)入第一分析光束路徑(44)，所述信號光束(42)的第二部分被引導(dǎo)進(jìn)入第二分析光束路 徑(46)，其中所述第一分析光束路徑(44)被設(shè)置為用于對焦控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)拾取器(24)，其特征在于，通過所述固體浸沒透鏡(4) 和所述變焦透鏡(6)的所述中心區(qū)(8)的信號光束(42)的第一部分耦合入第一分析光束 路徑(44)，通過所述變焦透鏡(6)的所述周邊區(qū)(10)的所述信號光束(42)的第二部分耦 合入第二分析光束路徑(46)，其中所述第二分析光束路徑(46)被設(shè)置為用于對焦控制。
9.一種用于操作光學(xué)拾取器(24)的方法，所述光學(xué)拾取器(24)包括根據(jù)權(quán)利要求至 5中的一項(xiàng)所述的物鏡(2)，所述方法包括如下步驟-基于使用用于在遠(yuǎn)場模式中工作的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行的對焦控制使所述物鏡(2)接近光 存儲介質(zhì)(22)的面(21)以達(dá)到所述物鏡(2)和所述光存儲介質(zhì)(22)的所述面(21)之間 的遠(yuǎn)場工作距離(DF)，其中所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)至少近似地等于所述變焦透鏡(6)的所 述周邊區(qū)(10)的焦距；和-使所述物鏡(2)接近所述光存儲介質(zhì)(22)的所述面(21)以達(dá)到近場工作距離(NF)， 其中所述近場工作距離(NF)比所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)短。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，使所述物鏡(2)接近所述近場工作距離 (NF)的步驟通過使所述物鏡(2)移動(dòng)離開所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)預(yù)定的值來實(shí)現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的值至少近似地等于所述變 焦透鏡(6)的所述周邊區(qū)(10)的焦距與所述近場工作距離(NF)之間的差。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還具有以下步驟-使信號光束(42)的第一部分耦合至第一分析光束路徑(44)，所述第一分析光束路徑(44)被設(shè)置為用于對焦控制；和-將所述信號光束(42)的第二部分耦合至第二分析光束路徑(46)；其中使所述光存儲介質(zhì)(22)的所述面(21)接近所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)的步驟通過使用所述第一分析光束路徑(44)的對焦控制來實(shí)現(xiàn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在遠(yuǎn)場操作期間，所述第一分析光束路 徑被用于控制所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)，而在近場操作期間，所述第二分析光束路徑被用于 控制所述近場工作距離(NF)，并且所述第一分析光束路徑(44)被用于獲取數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的一項(xiàng)所述的方法，還包括如下步驟-使通過所述固體浸沒透鏡(4)和所述變焦透鏡(6)的所述中心區(qū)(8)的所述信號光 束(42)的第一部分耦合入第一分析光束路徑(44)；和_使通過所述變焦透鏡(6)的所述周邊區(qū)(10)的所述信號光束(42)的第二部分耦合 入第二分析光束路徑(46)，所述第二分析光束路徑(44)被設(shè)置為用于對焦控制；其中使所述光存儲介質(zhì)(22)的所述面(21)接近所述遠(yuǎn)場工作距離(DF)的步驟通過 使用所述第二分析光束路徑(46)的對焦控制來實(shí)現(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，所述第二分析光束路徑(46)被用于在遠(yuǎn)場 操作期間和在近場操作期間控制所述工作距離(DF)，而所述第一分析光束路徑(44)被用 于獲取數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在遠(yuǎn)場模式和近場模式中操作的光學(xué)拾取器，其包括具有物鏡的可移動(dòng)部，其中物鏡包括均被布置于共用光軸A的固體浸沒透鏡和變焦透鏡。變焦透鏡包括中心區(qū)和圍繞所述中心區(qū)的周邊區(qū)。周邊區(qū)適于構(gòu)成用于遠(yuǎn)場模式的光學(xué)系統(tǒng)。變焦透鏡的中心區(qū)與固體浸沒透鏡一起適于構(gòu)成用于近場模式的光學(xué)系統(tǒng)。固體浸沒透鏡和變焦透鏡適于一體地移動(dòng)。用于操作光學(xué)拾取器的方法包括第一方式，其基于使用用于遠(yuǎn)場模式的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行的對焦控制使可移動(dòng)部接近光存儲介質(zhì)的面；和后續(xù)方式，其通過將遠(yuǎn)場工作距離DF降低至更小的近場工作距離DF而接近光存儲介質(zhì)的面。
文檔編號G11B7/135GK101996651SQ20101026030
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者喬基姆·尼特爾, 于爾根·莫斯納, 斯蒂芬·納普曼 申請人:湯姆森特許公司