供不同厚度光盘使用的光学拾取系统 本发明涉及一种光学拾取系统；且更具体地，涉及一种改进的可读取薄和厚两种光盘的信息信号的光学拾取系统。
众所周知，在用于实现一高密度光学存储介质的数据的再现的光学拾取头中，短波长光源和大数值孔径(NA)是重要的光学因素。因此，最好在供具有例如0.6mm厚度的DVD(数字视盘)使用的光学头中采用一大的NA，例如0.6，的透镜。然而，如果这样一用于读取薄光盘的光学头被用于读取一常规的1.2mmCD(紧致盘)，由光盘厚度差引起地球面象差必须被修正。
用于解决该问题的一种光学头是图1中所示的带有全息光学元件(HOE)的双焦点光学头。
图1示出了一种常规的可再现不同厚度的光盘中存储的信息信号的双焦点光学头100，如由Kanda和Hayashi著的“用于0.6mm和1.2mm盘的双焦点光学头”SPIE Vol.2338 Optical DataStorage(1994)/283中所描述的。该双焦点光学头100包括：一光源126，用于生成一光束；一分束器106；一准直透镜108；一HOE110；一物镜112；一柱面透镜104和设置有四个光电元件的一检测器102。来自准直透镜108的光束通过HOE110被分裂成第0级和第1级衍射光束，然后通过物镜112被聚焦，其中第1级衍射光束128的焦距大于第0级衍射光束124的焦距。
在光学头100中，第0级衍射光束124被用于再现一薄光盘116的记录表面118上的信息信号。自光源126，例如激光二极管发射的光束经分束器106进入HOE110，分束器106通过其中装设的一表面部分地反射光束给准直透镜108，准直透镜108使来自分束器106的光束平行。HOE110简单地起到用于该平行光束的第0级衍射光束124的平行片的作用。该第0级衍射光束124通过物镜112被聚焦到薄光盘116的记录表面118上。当该第0级衍射光束124被从薄光盘116经物镜112反射到HOE110，该HOE110还起到平行片的作用。第0级衍射光束124在通过准直透镜108和分束器106之后，借助于通过柱面透镜104变为象散的，使检测器102读取薄光盘116的记录表面118上的信息信号。
同时，为了再现厚光盘122的记录表面120上的信息信号，使用从HOE110透射的第1级散射光束128。应注意到光学头100中用于第1级散射光束128的光学元件(除了HOE110外)的功能和结构与用于第0级衍射光束的光学元件的功能和结构相类似。HOE110起到用于将第1级散射光束128聚焦到厚光盘122的记录表面120连同物镜112上。因此，供薄光盘116使用的光学头100可再现厚光盘122的记录表面120上的信息信号。
与上述光学头100相关联的主要缺陷之一是由使用HOE110、分束器106和准直透镜108所引起的庞大的尺寸，从而使光学头100体积庞大且结构复杂。
现有技术光学头的固有的另一个问题是它要求进行将其内装设的光学装置相互校准的困难任务。
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于读取薄和厚两种光盘上存储的信息信号的，具有减小的尺寸和更简单的结构的光学拾取系统。
根据本发明，提供有一种用于读取光盘上的信息信号的光学拾取系统，该系统包括：一光源，用于生成被第一线性偏振的分量的光；一检测器；一物镜；和一配置在物镜和光源之间且设置有第一和第二光学元件的光学装置，该第一光学元件将该光透射到第二光学元件且该第二光学元件具有以第一和第二模式工作的一区域，该两模式可根据光盘的类型被电转换，其中入射到第二光学元件的该区域的光在第一模式中被阻断而在第二模式中被部分地透射给物镜，透射的光通过物镜被聚焦在光盘上并反射至其以进到该区域，该区域将该反射光转换成具有第一和第二线性偏振分量的第一圆偏振光，该第一圆偏振光的第二线性偏振分量通过第一光学元件被衍射给检测器。
通过以下参照附图对优选实施例进行的详细说明，本发明的以上及其他优点将变得显然。
图1为现有技术光学拾取系统的概略性示意图；
图2为根据本发明的第一优选实施例的光学拾取系统的概略性示意图；
图3A至3C解释了当未提供电压Vcc时，图2中所示的光学装置的操作；
图4A和4B说明了当提供电压Vcc时，图2中所示的光学装置的操作；
图5为根据本发明的第二优选实施例的光学拾取系统的概略性示意图；及
图6A和6B解释了当未提供电压Vcc时，图5中所示的光学装置的操作；
参见图2至6，说明了根据本发明的一优选实施例的光学拾取系统。应注意到图2至6中出现的相似部件由相似的参照数字表示。
在图2中，给出了根据本发明的第一优选实施例的以可电转换的第一和第二模式之一工作的光学拾取系统的概略性示意图。光学拾取系统200包括一光源210，例如半导体激光器，用于生成一光束，该光束可以是波长λ的第一线性偏振的，例如P-偏振的光束；一光学装置220；一物镜230；一光学检测器260和一控制电路270。
当在一盘托架(未示出)上放置一具有例如1.2mm厚度的厚光盘250时，光学拾取系统200以第一模式工作，其中一处理器(未示出)生成一控制信号，该控制信号被发送给控制电路270。该控制信号表示有关被放置的光盘的信息，例如其1.2mm的厚度等。在第一模式中，控制电路270未提供一预定电压Vcc给光学装置220以使光学装置的中央区域220-1是能透射的且用作为一孔径，用于限定入射到物镜230上的光束的截面，而其周边区域220-2变为对来自光源210的光束是不能透射的或是不透明的，如以下详细说明的。
当自光源210发射的P-偏振光束进入光学装置220时，其中央区域220-1透射一部分照射到其上的P-偏振光束并将该透射部分转换成第一圆偏振光束。该第一圆偏振光束通过物镜230被聚焦在放置的光盘250上且被反射给其以进入中央区域220-1。光学装置220的周边区域220-2阻断照射在其上的其余部分的P-偏振光束。因此，图2中由实线表示的其余部分不被用于从被放置的光盘250读取信息信号，而图2中由虚线表示的部分被用于检测放置的光盘250上的信息信号。
进入中央区域220-1的第一圆偏振光束被转换成第一S-偏振光束且在通过其后被衍射到光学检测器260。
参见图3A，示有图2中所示的光学装置220的截面视图。在第一种模式中，通过打开开关228而不将Vcc提供给光学装置220的下和上透明电极223、225。光学装置220包括一全息光栅221、一λ/4板222、由例如ITO(氧化锡铟)等制成的下和上透明电极223、225、带有空间224B和液晶224A的液晶装置224、和一线性偏振器226。在该优选实施例中，在全息光栅221的顶上序列地形成一λ/4板222和下透明电极223，并序列地在下透明电极223的周边区域上安装液晶224A、上透明电极225和线性偏振器226，以使该周边区域220-2对应于线性偏振器226下的光学装置220的一区域。
在图3B中，示出图3A中所示的，安装在光学装置220中的全息光栅221的平面视图。该全息光栅221透射一光束的偏振分量，例如P-偏振光束，并衍射该光束的其他偏振分量，例如垂直于该P-偏振分量被线性偏振的S-偏振光束。该全息光栅221具有这样的光栅间距以使全息光栅221具有一焦点。
返回参见图3A，当光源210发射的P-偏振光束进入光学装置220的中央区域220-1时，光学装置220中安装的全息光栅221透射照射在其上的该P-偏振光束的部分。λ/4板222将通过其的该透射部分的相位改变λ/4，从而该透射的部分变为第一圆偏振光束。在序列地通过下透明电极223和液晶装置224的空间224B后，该第一圆偏振光束通过物镜230被聚焦在所放置的光盘上。该第一圆偏振光束被反射至物镜230并在序列通过空间224B和下透明电极223后进入λ/4板222。λ/4板222使在通过λ/4板222后入射至其的第一圆偏振光束产生λ/4的相差，从而使第一圆偏振光束变为第一S-偏振光束。该第一S-偏振光束通过全息光栅221被衍射至光学检测器260。
同时，进入光学装置220的周边区域220-2的P-偏振光束的其余部分通过全息光栅221被透射给λ/4板222。该透射的其余部分在通过λ/4板222后也被转换成第一圆偏振光束。第一圆偏振光束传播到液晶装置224的液晶224A。液晶装置224被划分成环形盘形式的液晶224A和由液晶224A的内圆224C确定的空间224B，如图3C所示。液晶224A被配置在下和上透明电极223、225之间。液晶224A由例如向列液晶等的双折射晶体制成。在该优选实施例中，液晶224A的厚度被设定为当Vcc未提供给电极223、225时，使P-偏振光束的相位改变λ/4的奇数倍的一厚度值。因此，透射过液晶224A的第一圆偏振光束224A被转换成第二S-偏振光束。然后，第二S-偏振光束通过线性偏振器226被阻断，以使对应于光学装置220的中央区域220-1的空间224B用作为孔径形(aperature shape)。
返回参照图2，将一例如0.6mm厚度的薄光盘240放置在盘托架上，光学拾取系统以第二模式工作。在第二模式中，控制电路270将Vcc施加给光学装置220以使中央和周边区域220-1、220-2是能透射的，其中实线表示在检测放置的光盘240上记录的信息信号中使用的光束的光路。因此，光学装置的整个区域起到用于限定入射到物镜230上的光束截面的一孔径形的作用，如以下详细描述的。
参见图4A，示出图2中所示的光学装置220的截面视图。在第二模式中，通过关闭开关228将Vcc施加给光学装置220的下和上透明电极223、225。
当自光源210发射的光束落在光学装置220上时，在第二模式中照射在中央区域220-1上的P-偏振光束的一部分与第一模式中第一P-偏振光束的该部分相类似地表现。然而，照射在周边区域220-2上的第一P-偏振光束的其余部分与第一模式中第一P-偏振光束的该部分不同。
在第二模式中，照射在周边区域220-2上的第一P-偏振光束的其余部分通过全息光栅221被透射给λ/4板222。在通过λ/4板222后，该透射的其余部分被转换成第一圆偏振光束。在序列地通过下透明电极223、液晶224A和上透明电极225后，第一圆偏振光束传播给线性偏振器226。在此情况下，在通过液晶224A后，第一圆偏振光束保持不变，由于液晶224A用作为对入射至其的光束是透明的材料，如图4B所示。然后，第一圆偏振光束的P-偏振分量被透射通过线性偏振器226给物镜230以使周边区域220-2是能透射的。因此，光学装置220的整个区域在第二模式中起到孔径形的作用。第一圆偏振光束的P-偏振分量通过物镜230被聚焦在所放置的光盘240上且被反射至其以进入线性偏振器226。
自放置的光盘240反射的第一圆偏振光束的P-偏振分量在序列地通过线性偏振器226、上透明电极225、液晶224A和下透明电极223后照射在λ/4板222上。反射的P-偏振分量在通过λ/4板222后，通过其被转换成第二圆偏振光束。第二圆偏振光束的S-偏振分量通过全息光栅221也被衍射给光学检测器260。
在图5中示有光学拾取系统300的第二优选实施例的概略性示意图，其中除了在上透明电极325和线性偏振器326之间配置一λ/4板322外，第二实施例与第一实施例相类似，且光学装置320的全息光栅321包括第一和第二全息部分，从而需要一对光学检测器360、362。
在图6A和6B中，分别示有如图5中所示的光学装置320的截面视图，和光学装置320中所装的全息光栅321的平面视图。在此情况下，光学装置320的全息光栅321通过一划分线321C被划分成第一和第二光栅部分321A和321B。划分线321C是根据液晶324的内圆被确定的。在第二实施例中，划分线321C具有等于液晶324的内圆的半径的一半径。各光栅部分321A和321B具有相互不同光栅间距以使各光栅具有不同的焦点。第一和第二光学检测器360、362被置放在各自的焦点处。
尽管只根据特定的优选实施例对本发明进行了描述，但也可作出其他的修改和变型而不脱离如在下面的权利要求中所提出的本发明的精神和范围。