CN1137475C - 光头和光盘设备 - Google Patents

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Abstract

一种光头，具有第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从光盘反射的光聚光；光检测器，用于接收反射光，其中透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。

Description

光头和光盘设备
技术领域
本发明涉及用于在光盘上进行光记录或再现信息的光头和光盘设备。
背景技术
已考虑光盘的衬底厚度来设计用于光头的物镜。因此，如果把此物镜用于衬底厚度与设计值不同的光盘，则产生球形象差并降低了透镜的会聚性能，从而难于记录和再现。通常，用于数据的小型光盘(CD)、视频光盘和磁光盘的衬底厚度都是1.2mm。因此，只能使用一种物镜，而且只能使用一个光头在不同类型的光盘上实现记录和再现。
在近来标准化的数码视频光盘(DVD)的情况下，增大了物镜的数值孔径并缩短了光源的波长。
在数值孔径增大时，提高了光分辨率，可增宽用于记录和再现的频带。然而，如果光盘倾斜，则可引起较大的彗形象差增加的问题。由于在光盘本身弯曲、转盘摇晃或者甚至在光盘和转盘之间有灰尘时都会出现这个问题，所以它是不可避免的。因倾斜而引起的彗形象差正比于数值孔径和衬底厚度的三次幂。因此，即使光盘的衬底的厚度不变，增加数值孔径也将使象差增加，因而不能提高会聚性能。在DVD的情况下，为了即使在物镜的数值孔径增加时也不增加彗形象差，使光盘的衬底厚度减小至0.6mm，从而减少此不利后果。然而，在如上所述把光盘的衬底厚度做得较小时，使用为薄光盘生产的物镜不能在上述常规的厚光盘上进行记录和再现，从而不能在常规光盘和薄光盘之间保持兼容。
此外，在使用650nm的短波长的情况下，可增加物镜的数值孔径并可提高光分辨率，从而可增宽用于记录或再现的频带。然而，如果使用短波长(650nm)半导体激光器来播放已设定为可在780到830nm的波长处使用的常规光盘，由于记录表面的反射率、吸收率等的差别引起不能获得充分的再现信号或控制信号的问题。这个问题在例如已被标准化为可写CD的CD-R中是很明显的。本来，CD-R已被标准化，从而它在775到820nm处的反射率为65％或更大。然而，该反射率在标准范围以外的波长处急剧下降，且吸收率增加。在大约650nm的波长处，反射率可减少到标准值的大约八分之一，而吸收率可增加到标准值的大约八倍。在此情况下，即使尝试通过标准功率进行再现，也可因光的吸收率而擦除所记录的数据而不是再现这些数据。
为了解决这些问题，已设计了使用诸如图11到16所示的两个光源的方法。图11、12、13和14是示出依据此方法的常规光头结构的图。图11和13示出播放衬底厚度为0.6mm的高密度光盘8的情况，图12和14示出播放衬底厚度为1.2mm的光盘13的情况。图13是图11的透视图，图14是图12的透视图。图1 5是示出常规光头组件结构的图，图16a、16b和16c是示出光头所使用的光学薄膜特性的曲线图。图16a示出入射角为45-4.6°时薄膜的透射率；图16b示出入射角为45°时薄膜的透射率；图16c示出入射角为45+4.6°时薄膜的透射率。本说明书中所述的组件是指至少一个半导体激光器和一个光检测器的一体化组合。
参考图11，从第一组件41的半导体激光器41a发出的波长为650nm的光束42通过全息图41c并进入组合棱镜43。由于光束42的偏振方向正如图15所示第二组件51情况那样是组件41的纵向，所以光束42作为s偏振光进入组合棱镜43。在组合棱镜43的接合表面上形成具有图16a、16b和16c所示特性的光学薄膜44。由于使用-7到+7°的扩展角范围内的光束，所以如此构成组合棱镜43，从而使组合棱镜43玻璃内部的光束42至少在45-4.6°到45+4.6°的范围内通过光学薄膜44。因此，由于s偏振的光在此角度范围内通过，所以作为发散光进入的光束42通过组合棱镜43，并由聚光透镜45会聚成为接近于平行的光束。经会聚的光束42被平面镜46反射，通过孔径限制装置47，并由物镜48在成像点p处聚焦而在光盘8的记录表面上形成一光点49。如此构成孔径限制装置47，从而使波长为650nm的光全部通过，并使波长为780nm的光只通过孔径限制装置47的内部，这相应于0.45的数值孔径。此外，物镜48的数值孔径为0.6，这是对于衬底厚度为0.6mm的光盘的优化设计。因此，波长为650nm的光束42依据0.6的数值孔径聚焦。
接着，被光盘8反射的光束50再次通过物镜48和孔径限制装置47，被平面镜46反射，由聚光透镜45会聚，然后进入组合棱镜43。此外，光束50通过组合棱镜43并进入第一组件41。在进入第一组件41后，光束50被全息图41c衍射并进入光检测器41b。光检测器41b通过使用所谓的SSD(光点直径检测)法来检测使物镜48跟随记录表面的聚焦控制信号并使用相位对比法来检测使物镜48跟随光道(track)表面上光道的跟踪控制信号。
此外，第二组件51设置有波长为780nm的半导体激光器。参考图12，从第二组件51发出的波长为780nm的光束52通过全息图51c并进入组合棱镜43。由于光束52的偏振方向是图15所示的第二组件的纵向，所以光束52作为s偏振光进入组合棱镜43。因此，光束52被具有图16a、16b和16c所示特性的光学薄膜44反射，并被聚光透镜45会聚成为稍稍发散的光。在被平面镜46反射后，光束52只通过孔径限制装置47的内部，这相应于0.45的数值孔径。然后此光束进入物镜48，并在成像点p’上聚焦而在光盘13的记录表面上形成光点53。通过限制孔径，把数值孔径设定为0.45，从而此结构可适用于诸如CD等衬底厚度为1.2mm的光盘13。
被光盘13反射的光束54再次通过物镜48、孔径限制装置47和平面镜46，并被聚光透镜45会聚，然后进入组合棱镜43。光束54的大部分被反射并进入第二组件51。在进入第二组件51后，光束54被全息图51c衍射并进入光检测器51b。光检测器51b通过使用SSD法来检测使物镜48跟随记录表面的聚焦控制信号并通过使用推挽法来检测使物镜48跟随光道表面上的光道的跟踪控制信号。虽然一般使用三光束法来检测CD的跟踪控制信号，但为了简化说明，在常规的例子中使用推挽法。
在使用上述光学***来播放适于650nm波长的高密度光盘8的情况下，点燃半导体激光器41a，其光束聚焦在光盘8上，由光检测器41b接收被光盘8反射的光束，从而可获得再现和控制信号。在播放适于780nm波长的光盘13的情况下，点燃半导体激光器51a，其光束聚焦在光盘13上，由光检测器51b接收由光盘13反射的光束，从而获得再现和控制信号。这样，可播放厚度和波长兼容性不同的两种类型的光盘8和13。
在上述光头中，光束42是发散光并具有大约-7到+7°范围内的扩展角。空气中的-7到+7°范围的扩展角相应于玻璃中的-4.6到+4.6°范围的扩展角。因此，光学薄膜44必须具有这样的特性，它允许650nm波长的s偏振光以45-4.6°到45+4.6°的范围通过，并允许反射波长780nm的s偏振光，从而需要图16a、16b和16c所示的特性。只能对s偏振光使用这些特性。即使优化波长特性，也不能把光头中的位置关系布置成使p偏振光进入组合棱镜43。
此外，在上述的常规技术中，从用于CD播放的第二组件51发出的光束作为s偏振光进入组合棱镜43。此光束的偏振方向(电场方向)是如图15所示的第二组件51的纵向。因此，由于图16a、16b和16c所示光学薄膜44的波长特性，而不得不如图11所示来布置光头组件。
换句话说，不得不在垂直于光盘8表面的平面上布置光头的部件，即组件41、组件51、棱镜43、光学薄膜44、聚光透镜45、平面镜46、孔径限制装置47和物镜48。结果，不得不沿光头的厚度方向(L)来布置组合棱镜43和第二组件(用于CD)51，从而使光头的整个厚度较大。
此外，在如此改变第二组件51的内部结构从而其偏振方向是组件的宽度方向的情况下，可在平行于光盘8的平面上布置组合棱镜43和第二组件51。然而，从半导体激光器51a发出的光束的强度分布的短轴方向变为光道的方向，从而降低了沿此方向的聚焦性能，于是对于再现是不合乎需要的。此外，改变组件内部结构引起生产方面的问题，而生产用于CD的新组件将引起成本问题。
已发展了具有图5a、5b和5c所示特性的光学薄膜，该薄膜对特定波长范围内的p偏振光和s偏振光具有基本上为0％的透射率，而对另一特定波长范围内的p偏振光和s偏振光具有基本上为100％的透射率。使用此光学薄膜，可构成一光学***而不管光源的偏振方向如何。然而，如果把此光学薄膜用于上述常规光头结构中的发散光，则p偏振光和s偏振光之间的偏振光分隔宽度(图5中的ΔH)变得大于所使用的两个波长(在常规例子的情况下为650nm和780nm)之差，从而使得难于构成与光源的偏振方向无关的光学***。
发明内容
考虑到在上述传统光头中所碰到的问题，本发明的一个目的是，在使用波长不同的两个光源并且聚光透镜和物镜可用于两个波长的光学***中，提供一种光头以及一种包括此光头的光盘设备，此光头使得不管从光源发出的光的偏振方向如何而构成光学***，即，在部件的位置关系上有很大的自由度，从而可使光头做得薄更小。
本发明的第一发明是一种光头，包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自透射和反射装置的光会聚在光盘的信息记录表面上，以及使从光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收反射光，其中透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
在上述光头中，透射和反射装置包括透明部件和位于透明部件的一个表面上的光学薄膜；光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；光学薄膜设置在第一表面上。
在上述光头中，第一表面和第二表面之间的夹角设定为2±1°。
本发明的第二发明是一种光头设备，至少包括光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，其中光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
本发明的第三发明是一种光头设备，至少包括光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，其中光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；透射和反射装置包括透明部件和位于透明部件的一个表面上的光学薄膜；光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；光学薄膜设置在第一表面上。
本发明的第四发明是一种光头设备，至少包括光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，其中光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；透射和反射装置包括透明部件和位于透明部件的一个表面上的光学薄膜；光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；光学薄膜设置在第一表面上；第一表面和第二表面之间的夹角设定为2±1°。
本发明的第五发明是一种光头，它与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用，上述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在另一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于在透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其中，透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
在上述光头中，还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径。
在上述光头中，孔径限制装置对于具有第二波长的光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
在上述光头中，如此构造物镜，以在把具有第一波长的光会聚在具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上时减小象差，并且把第二光源设置在当把具有第一波长的光会聚在具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上时象差减小的位置处。
在上述光头中，具有较小衬底厚度的光盘具有0.6mm的厚度，具有较大衬底厚度的光盘具有1.2mm的厚度。
在上述光头中，第一波长具有650nm的值，第二波长具有780nm和830nm之间的值。
在上述光头中，把第一光源、第二光源、透射和反射装置、第一光检测器和第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置光盘的平面。
在上述光头中，第一和第二光源的纵向沿其上设置有第一光源、第二光源、透射和反射装置、第一光检测器和第二光检测器的平面。
本发明的第六发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
本发明的第七发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；光头还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径。
本发明的第八发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；光头还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径；孔径限制装置对于具有第二波长的光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
本发明的第九发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；如此构造物镜，以在把具有第一波长的光会聚在具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上时减小象差，并且把第二光源设置在当把具有第一波长的光会聚在具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上时象差减小的位置处。
本发明的第十发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；具有较小衬底厚度的光盘具有0.6mm的厚度，具有较大衬底厚度的光盘具有1.2mm的厚度。
本发明的第十一发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；第一波长具有650nm的值，第二波长具有780nm和830nm之间的值。
本发明的第十二发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；把第一光源、第二光源、透射和反射装置、第一光检测器和第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置光盘的平面。
本发明的第十三发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；把第一光源、第二光源、透射和反射装置、第一光检测器和第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置光盘的平面；第一和第二光源的纵向沿其上设置有第一光源、第二光源、透射和反射装置、第一光检测器和第二光检测器的平面。
本发明的第十四发明是一种光头，它与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在另一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于在通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于在透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第二表面的反射光，其中，透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
在上述光头中，还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径。
在上述光头中，孔径限制装置对于具有第二波长的光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
本发明的第十五发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差。
本发明的第十六发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；光还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径。
本发明的第十七发明是一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动光头的驱动单元以及用于处理来自光头的信号的信号处理电路，光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在第一表面处反射来自第一光源的发散光，并允许来自第二光源的发散光进入第二表面并从第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有第一波长的光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有第二波长的光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过透射和反射装置的第一和第二表面后接收具有第一波长的反射光；以及第二光检测器，用于经透射和反射装置的第一表面反射后接收具有第二波长的反射光，其特征在于透射和反射装置的第一表面和第二表面相互不平行，以在来自第二光源的发散光通过透射和反射装置时减小象差；光还包括孔径限制装置，用于对于具有第二波长的光限制孔径；孔径限制装置对于具有第二波长的光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
换句话说，通过在具有顶角的棱镜上形成用于合并和分离来自CD的发散光以及来自DVD的发散光，允许当发散光通过时减小象差的光学薄膜，可使光学薄膜的偏振光分隔宽度较小，从而可合并和分离具有两种波长的光束，而不论该偏振光是p偏振光还是s偏振光。因此，依据本发明，在聚光透镜和物镜可用于两种波长的光学***中，可构成该光学***而不管光源的偏振方向如何，从而可使光头做得较薄。
结果，可把单个光头用于具有不同衬底厚度的光盘或适于不同波长的光盘。因此，可在高密度的DVD光盘上(通过增大物镜的数值孔径)、在具有1.2mm的衬底厚度的常规光盘上、在具有高密度且适于短波长的光盘上(通过缩短用于记录和再现的半导体激光器的波长)以及在适于常规波长的光盘上进行记录和再现。
附图概述
图1是示出对图3所示实施例的结构作部分变更的结构的图；
图2是示出对图4所示实施例的结构作部分变更的结构的图；
图3是示出依据本发明第一实施例的光头结构的透视图；
图4是示出依据本发明第一实施例的光头结构的透视图；
图5a、5b和5c是示出依据本发明第一实施例的光学薄膜特性的曲线图；
图6是示出依据本发明第一实施例的孔径限制装置的示意图；
图7a、7b和7c是示出依据本发明第一实施例的光学薄膜一个设计例子的特性的曲线图；
图8是示出依据本发明第二实施例的光头结构的图；
图9是示出依据本发明第二实施例的光头结构的图；
图10是示出依据本发明第二实施例的偏振全息图的说明图；
图11是示出常规光头结构的图；
图12是示出常规光头结构的图；
图13是示出图11所示常规光头的透视图；
图14是示出图12所示常规光头的透视图；
图15是示出常规光头组件的说明图；以及
图16a、16b和16c是示出常规光头的光学薄膜特性的曲线图。
本发明的较佳实施方式
以下将参考附图来描述本发明的实施例。
(第一实施例)
以下将参考附图来描述依据本发明第一实施例的光头的结构和操作。图3和4是示出依据本发明第一实施例的光头结构的透视图。图1和2是示意图，其中，光盘8、物镜7和孔径限制装置6暂时放置在由第一组件1、第二组件11、棱镜3和聚光透镜5所形成的平面上，省略了图3和4的平面镜14。图1和3示出依据本实施例播放衬底厚度为0.6mm的高密度光盘的情况，而图2和4示出播放衬底厚度为1.2mm的光盘13的情况。参考图1，用于DVD播放的第一组件1是波长为650nm的激光器1a、用于分离从光盘反射的光并提供空间变化的全息图1c以及用于接收反射光的光检测器1b的一体化组合。在装配该组件时已调节了光检测器1b和全息图1c的位置。虽然在本实施例中把全息图用作分离从光盘反射的光的元件，但也可使用棱镜而不是全息图来获得同样的效果。
图5a、5b和5c是示出依据本发明第一实施例的光学薄膜特性的曲线图。从第一组件1的半导体激光器1a发出的波长为650nm的光束2通过全息图1c并以入射角θ1进入棱镜3的表面3a。在棱镜3的表面3a上形成具有图5a、5b和5c所示特性的光学薄膜4，该薄膜包括多层介质膜。当图5a、5b和5c中的透射率为0时，可理解为反射率为100％。换句话说，依据这些特性而反射波长为650nm的光束的s偏振光和p偏振光。此外，由于在同一平面上放置棱镜3、第一组件1、第二组件11等部件以减少光头的厚度，所以使每个组件的纵向平行于同一平面(见图1和3)。结果，偏振方向与纵向一致，而光束2作为p偏振光进入棱镜3。作为p偏振光入射的光束2被具有图5a、5b和5c所示特性的光学薄膜4反射，并被聚光透镜5会聚成为接近于平行的光束。反射平面镜14把该光束的方向变到垂直于图3所示平面的方向，此光束进入孔径限制装置6。如图6所示，由光学多层膜来形成孔径限制装置6，其中，在内部处的光学多层膜的特性与在外部处的光学多层膜的特性不同。具体而言，在内部设有第一光学多层膜6a，在外部设有第二光学多层膜6b，这些多层膜的层厚和层数互不相同。第一光学多层膜6a允许波长为650nm的光和波长为780nm的光通过；而第二光学多层膜6b允许波长为650nm的光通过而反射波长为780nm的光。因此，波长为650nm的光束2可通过孔径限制装置6的内部和外部而几乎不损失光量。此外，把物镜7的数值孔径设定为0.6，从而可适于诸如DVD等高密度光盘。在进入物镜7后，光束2依据0.6的数值孔径聚焦在成像点p上，以在衬底厚度为0.6mm的光盘8的记录表面上形成光点9。接着，被光盘8反射的光束10再次通过物镜7和孔径限制装置6，被聚光透镜5会聚并进入棱镜3。波长为650nm的光束10被棱镜3上形成的光学薄膜4反射并进入第一组件1。在进入第一组件1后，光束10被全息图1c衍射并进入光检测器1b。光检测器1b通过使用所谓的SSD(光点直径检测)法来检测用于使物镜7跟随记录表面的聚焦控制信号并通过使用相位对比法来检测用于使物镜7跟随光道表面上的光道的跟踪控制信号。
与用于DVD播放的第一组件1的结构相似，用于CD播放的第二组件11是波长为780nm的半导体激光器11a、用于分离从光盘反射的光并提供空间变化的全息图11c以及用于接收反射光的光检测器11b的一体化组合。
参考图2和4，从第二组件11发出的波长为780nm的光束12通过全息图11c以入射角θ2进入棱镜3。在进入棱镜3后，光束12在棱镜3的表面3b、3a处折射并出射，从而具有与光束2的反射光相同的光路。如图5a、5b和5c所示，在棱镜3上形成的光学薄膜4允许波长为780nm的光的p偏振光和s偏振光通过。光束12作为p偏振光通过光学薄膜4，被聚光透镜7会聚而成为稍有发散的光。通过使用孔径限制装置6，经会聚的光束12只通过该装置的内部(这相应于0.45的数值孔径)，它进入物镜7并在成像点p’上聚焦而在光盘13的记录表面上形成光点14。通过限制孔径，使光头与诸如CD等衬底厚度为1.2mm的光盘13兼容。
被光盘13反射的光束15再次通过物镜7和孔径限制装置6，被聚光透镜5会聚并进入棱镜3。波长为780nm的光束15通过棱镜3并进入第二组件11。在进入第二组件11后，光束15被全息图11c衍射并进入光检测器11b。光检测器11b通过使用SSD法来检测用于使物镜7跟随记录表面的聚焦控制信号并通过使用推挽法来检测用于使物镜7跟随光道表面上的光道的跟踪控制信号。虽然，为了简化而在本实施例中使用与常规例子的情况相同的推挽法，但一般可使用三光束法。
在依据本实施例的光头的情况下，在一光学***中，其中，光束具有650nm的波长，光盘具有0.6mm的衬底厚度，物镜7被设计成具有0.6的数值孔径，物镜7和聚光透镜5的焦距分别为3mm和25mm，通过适当地设定从半导体激光器11a到聚光透镜5的距离，则可使波长为780nm的光束以10mλ或更小的波前象差会聚在衬底厚度为1.2mm的光盘13上。在本实施例中，使半导体激光器11a到聚光透镜5的距离比半导体激光器1a到聚光透镜5的距离短8mm。采用此结构，可使用光束12毫无问题地播放衬底厚度为1.2mm的光盘13。
在使用上述光头来播放适于波长为650nm的高密度光盘8的情况下，点燃半导体激光器1a，使其光束聚焦在光盘8上，由光检测器1b接收从光盘反射的光束，以获得再现和控制信号。此外，在播放适于波长为780nm的光盘13的情况下，点燃半导体激光器11a，使其光束聚焦在光盘13上，由光检测器11b接收从光盘反射的光束，以获得再现和控制信号。
在上述结构中，由于光束2从棱镜3的空气一侧投射到玻璃一侧，所以p偏振光和s偏振光之间的偏振光分隔宽度(图5中的ΔH)变得小于常规棱镜中的这个宽度，在常规棱镜中，光束从其玻璃一侧进入其玻璃另一侧。此外，通过进一步减小光束2相对于光轴中心的入射角θ1可使ΔH更小。在入射角θ1为39度时，并且如此设计光学薄膜4，从而使其包括例如交替的TiO2和SiO2层，从而可获得表1所列出的结果。假设用于棱镜3的衬底的折射率为1.5，通过把实际薄膜厚度与折射率相乘可获得光学薄膜厚度。
                       表1
                光学薄膜4结构的例子
                        (设计波长λ＝680/4nm)
    材料     折射率     光学薄膜厚度
    层1     TiO2     2.25     0.60λ
    层2     SiO2     1.46     1.00λ
    层3     TiO2     2.25     0.90λ
    层4     SiO2     1.46     1.00λ
    层5     TiO2     2.25     1.00λ
    层6     SiO2     1.46     1.00λ
    层7     TiO2     2.25     1.00λ
    层8     SiO2     1.46     1.00λ
    层9     TiO2     2.25     1.00λ
    层10     SiO2     1.46     1.00λ
    层11     TiO2     2.25     1.00λ
    层12     SiO2     1.46     1.00λ
    层13     TiO2     2.25     1.00λ
    层14     SiO2     1.46     1.00λ
    层15     TiO2     2.25     1.00λ
    层16     SiO2     1.46     1.00λ
    层17     TiO2     2.25     1.00λ
    层18     SiO2     1.46     1.00λ
    层19     TiO2     2.25     0.90λ
    层20     SiO2     1.46     1.00λ
    层21     TiO2     2.25     0.60λ
通过计算可以获得上述光学薄膜的特性，如图7a、7b和7c所示。把-7到+7°的范围用作光束2的扩展角。因此，在计算中把39±7°的角度用作入射角。图7a示出入射角为32度时光学薄膜4的透射率；图7b示出入射角为39度时光学薄膜4的透射率；和图7c示出入射角为46度时光学薄膜4的透射率。如曲线图所示，在p偏振光和s偏振光之间的偏振光分隔宽度ΔH大约为25nm。然后，可使宽度小至在包括参照图16所述的45度棱镜的组合棱镜的情况下所获得的宽度的1/4至1/3或更小，并且可以完全反射p偏振光。由于这个原因，可以构成光学薄膜，从而可以完全反射波长为650nm和具有-7到+7°范围内的扩展角的光束的p偏振光和s偏振光，而且可以完全通过波长为780nm和具有-7到+7°范围内的扩展角的光束的p偏振光和s偏振光。此外，可以构成光学薄膜，从而光束作为p偏振光进入棱镜3如图1所示。
通过从空气一侧到玻璃一侧投射发散光，可以获得一种光学薄膜，它使波长为780nm的光束的p偏振光和s偏振光通过，并反射波长为650nm的光束的p偏振光和s偏振光。然而，如果光束12(即，发散光)通过具有平行表面的玻璃板(glass pane)，那么会引起象散，而且不能获得足够的收敛性能。如果光束12以45度入射角进入具有平行表面而厚度为1.5mm的玻璃板，而且当在光盘上会聚光束时，引起300mλrms或更多的象散。因此，不能将玻璃板用于光头。在本发明中，在棱镜3的表面3a和表面3b之间有一角度(顶角α)，以解决这个问题。换句话说，通过相对于棱镜的表面3a倾斜表面3b，可以校正光束12通过棱镜3的象散。
例如，当假设：
棱镜3的顶角                                    α＝2.05°
棱镜3的中央部分的厚度                          T＝1.5mm
光束2的入射角                                  θ1＝39°
光束12的入射角                                 θ2＝42.85°
物镜7的数值孔径                                NA＝0.45而且当由物镜7会聚已通过棱镜3的光束12时，可以把象散改进到15mλrms。依靠设计，还可以进一步减少象散。然而，在一般光头的情况下，这种程度的象散与由光学元件产生的象散相类似，因而不会引起任何问题。此外，在本实施例中，把通过棱镜3的光束用于CD，而把由棱镜3反射的光束用于DVD。然而，只有象散处于这种程度，即使当把通过棱镜3的光束用于DVD，而由棱镜3反射的光栅用于CD时，也不会引起任何问题。
如上所述，根据本发明，在具有顶角的棱镜上形成用于合并和分离用于CD的发散光和用于DVD的发散光，当发散光通过时，允许减小象差，从而可以合并和分离对于两种波长的光路。而与p偏振光和s偏振光无关。因此，在聚光透镜和物镜用于两种波长光学***中，可以构成光学***而与光源的偏振方向无关，而且可以把棱镜3、第一组件1和第二组件11设置在相同平面上。此外，每个组件的纵向方向可与沿平面的某一方向一致。结果，可以把光头做得更小、更薄。
除了使光头更小、更薄之外，可把包括光头的光盘装置做得更小、更薄。
(第二实施例)
下面参照附图描述根据本发明第二实施例的光头的结构及操作。图8和9示出根据本发明第二实施例的光头的结构。图8示出根据本发明播放衬底厚度为0.6mm的高密度光盘8的情况，而图9示出播放衬底厚度为1.2mm的光盘13的情况。参照图8，用于DVD播放的第一组件21是波长为650nm的半导体激光器21a和用于接收从光盘反射的光的光检测器21b的一体化组合。在图8和9中，为了简化说明，在与光盘8和13垂直的平面上设置所有的元件。
从第一组件21的半导体激光器21a发出的波长为650nm的光束22通过偏振全息图23和四分之一波片24并成圆偏振光。已变成圆偏振光的发散光以θ1的入射角在光轴中心处进入棱镜25。由于把棱镜25、第一组件21和第二组件32设置在同一平面上，所以组件的纵向是如图8和9所示的方向。结果，p偏振光进入偏振全息图23。在棱镜25上形成包括多层介质膜的光学薄膜26，如图8所示。棱镜25和光学薄膜26可与在所述第一实施例中使用的相同。由光学薄膜26反射并由聚光透镜27会聚已变成圆偏振光的光束22，而变成近于平行的光束，并进入孔径限制装置28。孔径限制装置28由光学多层膜形成，其中，在内部的光学多层膜的特性与在外部的光学多层膜的特性不同。内部允许波长为650nm的光和波长为780nm的光通过；而外部允许波长为650nm的光通过，而允许反射波长为780nm的光。因此，波长为650nm的光束22可以通过孔径限制装置28的内部和外部。把物镜29的数值孔径设定为0.6，从而适合高密度光盘(诸如DVD)。在进入物镜29后，光束聚焦22在成象点p上，以在衬底厚度为0.6mm的光盘8的记录表面上形成光点30。接着，由光盘8反射的光束31再次通过物镜29和孔径限制装置28，由聚光透镜27会聚，并进入棱镜25。由在棱镜25上形成的光学薄膜26反射波长为650nm的光束31，而由四分之一波片24把它转换成与光束22垂直的线偏振光，并进入偏振全息图23。通过质子交换在由复折射材料构成的LiNb衬底上形成全息图，可构成偏振全息图23，而且构成它以允许非常光通过并允许衍射寻常光。通过把光束22用作为非常光，而把光束31用作寻常光，允许光束22通过，而允许衍射光束31。衍射光束31通过第一组件21的覆盖玻璃21c，并进入光检测器21b。光检测器21b检测聚焦控制信号，以运用SSD法使物镜29跟随记录表面，和检测跟踪控制信号，以运用相位比较法使物镜29跟随光道表面。
参照图9，从第二组件32发出的波长为780nm的光束33通过全息图32c，并以入射角θ2进入棱镜25。由于偏振方向是组件的纵向，所以光束33作为p偏振光进入棱镜25、在棱镜的表面折射并出射，从而具有与光束22相同的光路。由于如图5a、5b和5c所示的特性，所以在棱镜25上形成的光学薄膜26允许光束的波长为780nm的p偏振光和s偏振光通过。因此，光束33(即，p偏振光)通过光学薄膜26，而且由聚光透镜27会聚，以变成稍有发散的光。通过运用孔径限制装置28，会聚光束33只通过与0.45的数值孔径相对应的孔径限制装置28的内部，进入物镜29并在成象点p’上聚焦，以在光盘13的记录表面上形成光点34。通过孔径限制，使光头适合衬底厚度为1.2mm的光盘(诸如CD)13。
由光盘13反射的光束35再次通过物镜29和孔径限制装置28，由聚光透镜27会聚并进入棱镜25。波长为780nm的光束35通过棱镜25并进入第二组件32。在进入第二组件32后，由全息图32c衍射光束35并进入光检测器32b。构成光检测器32b以通过运用SSD法检测使物镜29跟随记录表面的聚焦控制信号，和通过运用推挽法检测使物镜29跟随光道表面上的光道的跟踪控制信号。
在通过运用上述光头播放适于波长为650nm的高密度光盘8的情况下，点燃半导体激光器21a、把它的光束聚焦在光盘8上并由光检测器21b接收来自光盘的反射光，从而可以获得再现和控制信号。此外，在播放适于波长为780nm的光盘13的情况下，点燃半导体激光器32a、把它的光束聚焦在光盘13上并由光检测器32b接收来自光盘的反射光，从而可以获得再现和控制信号。
上述光学薄膜的特性与第一实施例的相类似。图7a、7b和7c示出实际设计的薄膜的特性。可以如此构造光学薄膜，从而可以完全反射波长为650nm、其扩展角在-7到+7°范围内的光束的p偏振光和s偏振光，而且可以完全通过波长为780nm其扩展角在-7到+7°范围内的光束的p偏振光和s偏振光。因此，通过运用偏振全息图，可以提高DVD播放的光利用效率，而且可使光头适合于具有低反射率的相变光盘(phase change disk)。当使用偏振全息图时，由四分之一波片把波长为650nm的光束22转换成圆偏振光，并进入棱镜25。因此，要求光学薄膜26允许反射波长为650nm的光束的s偏振光和p偏振光，并允许波长为780nm的光束的s偏振光和p偏振光通过。如图7a、7b和7c所示的特性满足这些要求。结果，本发明的方法适合于包括偏振全息图的光头。
如上所述，根据本发明，在具有顶角的棱镜上形成用于合并和分离用于CD的发散光和用于DVD的发散光，允许当发散光通过时减小象差的光学薄膜，从而可以合并和分离对于两种波长的光路。而与p偏振光和s偏振光无关。因此，在聚光透镜和物镜用于两种波长的光学***中，可以构成光学***而与光源的偏振方向无关，而且可以把棱镜25、第一组件21和第二组件32设置在同一平面上。结果，可以把光头做得更小、更薄。
虽然在上述实施例的描述中提到记录数据的再现，但是还可将本发明的技术用于记录数据。此外，虽然已把组件用于播放DVD和CD，但是可以类似的方法运用分立元件(诸如，半导体激光器、光接收器和全息图)以形成上述结构。
在本实施例中，可以把组件、全息图和棱镜设置在与光盘平行的平面上，而且每个组件的纵向与沿平面的方向一致。因此，除了使光头变得更小、更薄之外，还可以使包括光头的光盘装置做得更小、更薄。
从上述描述显而易见，在运用具有不同波长的两个光源以及聚光透镜和物镜用于两种波长的光学***中，本发明可以构成光学***而与光源的偏振方向无关，从而本发明能够提供做得更小、更薄的光头，并提供包括光头的光盘装置。
换句话说，根据本发明，在光学***中，使用适合于互不相同的波长的模块(一个用于DVD和一个用于CD)，而且物镜和聚光透镜用于两个波长，偏振光通过时，在具有顶角的棱镜上形成用于合并和分离用于CD的发散光和用于DVD的发散光，允许当偏振光通过时减小象差的光学薄膜，从而可以合并和分离对于两种波长的光路。而与p偏振光和s偏振光无关。因此，可以构成光学***，而与光源的偏振方向无关，而且可以把棱镜和组件设置在同一平面上，而不沿着厚度方向将它们重叠，从而可将光头做得更小、更薄。

Claims (28)

1.一种光头，包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自所述透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从所述光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
2.如权利要求1所述的光头，其特征在于所述透射和反射装置包括透明部件和位于所述透明部件的一个表面上的光学薄膜；所述光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；所述光学薄膜设置在所述第一表面上。
3.如权利要求1所述的光头，其特征在于所述第一表面和所述第二表面之间的夹角设定为2±1°。
4.一种光头设备，至少包括光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，其中所述光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自所述透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从所述光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
5.一种光头设备，至少包括光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，其中所述光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自所述透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从所述光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述透射和反射装置包括透明部件和位于所述透明部件的一个表面上的光学薄膜；所述光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；所述光学薄膜设置在所述第一表面上。
6.一种光头设备，至少包括光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，其中所述光头包括第一光源；第二光源；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把来自所述透射和反射装置的光会聚到光盘的信息记录表面上，以及使从所述光盘反射的光聚光；以及光检测器，用于接收所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述透射和反射装置包括透明部件和位于所述透明部件的一个表面上的光学薄膜；所述光学薄膜的透射率对波长在特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为0％，而对波长在另一特定范围内的入射光的s偏振光和p偏振光基本上为100％；所述光学薄膜设置在所述第一表面上；所述第一表面和所述第二表面之间的夹角设定为2±1°。
7.一种与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
8.如权利要求7所述的光头，其特征在于还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径。
9.如权利要求8所述的光头，其特征在于所述孔径限制装置对于具有所述第二波长的所述光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
10.如权利要求7所述的光头，其特征在于如此构造所述物镜，以在把具有所述第一波长的所述光会聚在具有所述较小衬底厚度的所述光盘的信息记录表面上时减小象差，并且把所述第二光源设置在当把具有所述第一波长的所述光会聚在具有所述较小衬底厚度的所述光盘的信息记录表面上时象差减小的位置处。
11.如权利要求7所述的光头，其特征在于具有所述较小衬底厚度的所述光盘具有0.6mm的厚度，具有所述较大衬底厚度的所述光盘具有1.2mm的厚度。
12.如权利要求7所述的光头，其特征在于所述第一波长具有650nm的值，所述第二波长具有780nm和830nm之间的值。
13.如权利要求7所述的光头，其特征在于把所述第一光源、所述第二光源、所述透射和反射装置、所述第一光检测器和所述第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置所述光盘的平面。
14.如权利要求13所述的光头，其特征在于所述第一和第二光源的纵向沿其上设置有所述第一光源、所述第二光源、所述透射和反射装置、所述第一光检测器和所述第二光检测器的所述平面。
15.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
16.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述光头还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径。
17.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述光头还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径；所述孔径限制装置对于具有所述第二波长的所述光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
18.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；如此构造所述物镜，以在把具有所述第一波长的所述光会聚在具有所述较小衬底厚度的所述光盘的信息记录表面上时减小象差，并且把所述第二光源设置在当把具有所述第一波长的所述光会聚在具有所述较小衬底厚度的所述光盘的信息记录表面上时象差减小的位置处。
19.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；具有所述较小衬底厚度的所述光盘具有0.6mm的厚度，具有所述较大衬底厚度的所述光盘具有1.2mm的厚度。
20.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述第一波长具有650nm的值，所述第二波长具有780nm和830nm之间的值。
21.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；把所述第一光源、所述第二光源、所述透射和反射装置、所述第一光检测器和所述第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置所述光盘的平面。
22.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于在通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；把所述第一光源、所述第二光源、所述透射和反射装置、所述第一光检测器和所述第二光检测器设置在同一平面上，该平面平行于但不同于放置所述光盘的平面；所述第一和第二光源的纵向沿其上设置有所述第一光源、所述第二光源、所述透射和反射装置、所述第一光检测器和所述第二光检测器的所述平面。
23.一种与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
24.如权利要求23所述的光头，其特征在于还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径。
25.如权利要求24所述的光头，其特征在于所述孔径限制装置对于具有所述第二波长的所述光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
26.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差。
27.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述光还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径。
28.一种光头设备，至少包括与具有两种不同衬底厚度的光盘一起使用的光头、用于驱动所述光头的驱动单元以及用于处理来自所述光头的信号的信号处理电路，所述光头包括第一光源，用于发出具有第一波长的光；第二光源，用于发出具有第二波长的光；透射和反射装置，具有第一表面和第二表面，用于在所述第一表面处反射来自所述第一光源的发散光，并允许来自所述第二光源的发散光进入所述第二表面并从所述第一表面出射，从而合并光路；物镜，用于把具有所述第一波长的所述光会聚在一种具有较小衬底厚度的光盘的信息记录表面上，把具有所述第二波长的所述光会聚在一种具有较大衬底厚度的光盘的信息记录表面上，并使从所述光盘反射的光聚光；第一光检测器，用于通过所述透射和反射装置的所述第一和第二表面后接收具有所述第一波长的所述反射光；以及第二光检测器，用于经所述透射和反射装置的所述第一表面反射后接收具有所述第二波长的所述反射光，其特征在于所述透射和反射装置的所述第一表面和所述第二表面相互不平行，以在来自所述第二光源的所述发散光通过所述透射和反射装置时减小象差；所述光还包括孔径限制装置，用于对于具有所述第二波长的所述光限制孔径；所述孔径限制装置对于具有所述第二波长的所述光限制孔径，从而把其数值孔径设定在0.45。
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