記錄和再現設備、記錄和再現方法以及確定記錄介質類型的方法

2023-12-06 16:43:06 4

專利名稱：記錄和再現設備、記錄和再現方法以及確定記錄介質類型的方法
技術領域：
本發明涉及一種記錄和再現設備、 一種記錄和再現方法以及一種 確定記錄介質類型的方法，並且更加具體地，涉及一種有效地確定記 錄介質類型的方法、 一種使用該方法的記錄和再現方法以及一種使用 該方法的記錄和再現設備。
背景技術：
通常，光學記錄和再現設備是一種在諸如壓縮盤(CD)、數字通 用盤(DVD)等的記錄介質中記錄數據並且再現在記錄介質中記錄的 數據的設備。由於需要處理高密度運動圖片以滿足用戶不斷增長的需 求和活動圖片壓縮技術的發展，需要一種高密度記錄介質。研製高密 度記錄介質所必要的基本技術中之一是與光學頭即光學拾取器有關的 技術。
在以上記錄介質中，記錄密度可以依賴於投射在記錄介質的記錄 層上的光束直徑。換言之，投射並且聚焦在記錄介質上的光束直徑越 小，則記錄密度增加更多。在此情形中，聚焦光束的直徑主要由兩個 因素確定。 一個是數值孔徑(NA) ， g卩，用於聚焦光束的透鏡的性能， 另一個是在透鏡上聚焦的光束的波長。
因為記錄密度隨著聚焦光束波長降低而增加，具有短波長的光束 被用作增加記錄密度的一種解決方案。換言之，與使用紅光束的情形 相比，在使用藍光束的情形中，能夠獲得更高的記錄密度。然而，在 使用傳統透鏡的遠場記錄頭的情形中，因為光束衍射具有極限，在光 束直徑降低上也存在極限。為了解決該問題，近期的趨勢是研製使用 近場光學的近場記錄(NFR)設備，從而能夠存儲並且讀出比光束波長更短的單元中的信息。
通過使用具有高於物鏡的折射率的透鏡，使用透鏡的NFR設備獲
得具有低於衍射極限的極限的光束，並且光束以倏逝波(evanescent wave)的形式傳播到靠近界面的記錄介質，從而存儲高密度位信息。 圖1是局部地說明在NFR設備中在記錄介質上投射光束的透鏡和記錄 介質的示意性視圖。如說明的，NFR設備的透鏡單元可以被如此配置， 使得由物鏡111聚焦的光束通過高折射率透鏡(high-index lens) 112。 在此情形中，以等於或者大於臨界角度的角度進入高折射率透鏡112 的光束在發射期間被從高折射率透鏡112全折射並且在透鏡表面上形 成具有弱強度的光束。換言之，形成倏逝波。倏逝波使得能夠獲得高 解析度，否則在使用單透鏡的設備中由于波長的衍射極限而不能實現 的此高解析度。此時，高折射率透鏡112和記錄介質113在lOOnm的 短距離內非常靠近地相互接近以產生近場從而能夠存儲由倏逝波引起 的高密度位信息。這裡，為方便說明，產生如上所述的倏逝波的區域 被稱作近場。
然而，傳統的技術具有如下缺點。
因為，為了維持倏逝波，透鏡與記錄介質之間應該保持短的距離， 因此難以移動物鏡自身以改變聚焦位置。
而且，因為從存儲在記錄介質中的管理信息獲得記錄介質的結構 信息，確定記錄介質是否為所需記錄介質佔用大量時間。

發明內容
技術問題
因此，鑑於以上問題已經完成本發明，並且本發明的一個方面在 於提供一種其中被投射到記錄介質上的光束的聚焦位置改變的記錄和 再現設備，以及一種改變聚焦位置的方法。本發明的另一個方面在於提供一種有效地確定記錄介質的結構的 方法。
技術方案
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種光學拾取器實現以上 和其它目的，該光學拾取器包括透鏡單元，其用於聚焦或者投射從 光源發射的光束；焦點調節器，其被提供於光束路徑中，用於改變在 記錄介質上投射的光束的位置並且用於掃描記錄介質；以及光探測單 元，其用於接收被記錄介質反射的光束並且產生信號。這裡，焦點調 節器包括至少一個可調節透鏡以改變光束的路徑。
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種記錄和再現設備實現 以上和其它目的，所述記錄和再現設備包括透鏡單元，其用於聚焦 或者投射從光源發射的光束；焦點調節器，其被提供於光束路徑中， 用於改變在記錄介質上投射的光束的位置並且用於掃描記錄介質；光 探測單元，其用於接收被記錄介質反射的光束並且產生信號；以及控 制器，其用於使用在掃描期間產生的信號來確定記錄介質。這裡，控 制器響應於變化信號的周期產生有關記錄介質的記錄層的數目、厚度 和位置的信息。例如，當焦點誤差信號的數值變為0 (零)時，控制器 將確定光束聚焦的位置作為記錄層的位置，或者當射頻信號或者跟蹤 誤差信號的數值最大時，將光束聚焦的位置確定作為記錄層的位置。
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種記錄和再現設備實現 以上和其它目的，所述記錄和再現設備包括透鏡單元，其包括物鏡 和高折射率透鏡，所述高折射率透鏡的折射率高於物鏡的折射率；焦 點調節器，其被提供於從光源發射並且投射在記錄介質上的光束的路 徑中，以改變投射在記錄介質上光束的位置並且用於掃描記錄介質； 第一和第二光探測器，其用於分別地接收被記錄介質反射並且被分裂 和組合單元分裂的光束；以及控制器，其用於使用在掃描期間產生的信號來確定記錄介質。這裡，第一光探測器產生間隙誤差信號並且第 二光探測器產生焦點誤差信號、跟蹤誤差信號或者射頻信號。
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種確定記錄和再現設備 中的記錄介質的方法來實現以上和其它目的，該方法包括(a)精密 地控制在記錄介質上聚焦的光束的位置；(b)以大於步驟(a)的尺度 控制在記錄介質上投射的光束的位置；和(C)使用步驟(b)中的控制， 掃描在記錄介質上的焦點並且確定記錄介質。
這裡，在步驟(a)中，在記錄和再現過程期間，執行在記錄和再 現設備的透鏡單元和記錄介質之間的距離的反饋控制以防止光束偏離 記錄介質的記錄層，並且在步驟(b)中，通過調節記錄和再現設備的 焦點調節器改變在記錄介質上聚焦光束的位置。而且，在步驟(c)中， 響應於在焦點掃描期間探測到的變化信號的周期性質確定記錄介質的 記錄層的數目、厚度或者位置。
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種記錄和再現設備的記 錄介質確定方法實現以上和其它目的，所述記錄和再現設備包括透鏡 單元和被提供於進入透鏡單元的光束的路徑中，以改變在記錄介質上 聚焦光束的位置的焦點調節器，所述方法包括當記錄介質被插入記 錄和再現設備中時調節焦點調節器；並且通過掃描記錄介質而確定記 錄介質。
有利的效果
根據本發明，獨立於透鏡單元的焦點調節器被調節以改變在記錄 介質上投射的光束的位置。
而且，能夠獲得在記錄介質中含有的記錄層的數目及其位置，並 且被投射到記錄層上的一定位置處的光束的位置能夠被改變和保持。進而，能夠確定記錄介質的類型而不用讀出存儲在記錄介質中的 管理信息。


被包括以提供對本發明的深入理解並且被併入和構成該申請的一 部分的

了本發明的實施例(一個或多個)並且與說明書一起 用於解釋本發明的原理。在圖中
圖1是局部地說明使用近場的傳統的光學記錄設備的光學拾取器
的示意性截面視圖2是說明根據本發明實施例的記錄和再現設備的體系的框圖； 圖3是說明根據本發明第一實施例在記錄和再現設備中安裝的光
學拾取器的框圖4是與記錄介質一起說明根據本發明第一實施例的光學拾取器 的透鏡單元的示意性截面視圖5是與記錄介質一起說明在光學拾取器中安裝的焦點調節器的 第一實施例的示意性截面視圖6是示意性的說明在光學拾取器中安裝的焦點調節器的第二實 施例的側截面視圖7是與記錄介質一起說明焦點調節器的第二實施例的示意性截 面視圖8是說明根據本發明實施例在記錄和再現設備中用於分裂和接 收光束的光探測單元的示意性視圖9是說明在根據本發明的記錄和再現設備中安裝的光學拾取器 的第二實施例的框圖IO說明散光信號的一個方面；
圖11說明由光探測單元探測到的反射光束的形狀；
圖12是說明在記錄介質上聚焦光束的位置變化與焦點誤差信號 之間的關聯的圖表；
圖13是說明根據本發明第一實施例的記錄介質類型確定方法的 流程圖；圖14是說明根據在記錄介質上聚焦光束的位置變化的跟蹤誤差 信號的示意性視圖15是說明根據本發明第二實施例的記錄介質類型確定方法的 流程圖；以及
圖16是說明根據本發明優選實施例的記錄和再現方法的流程圖。
具體實施例方式
在下文中，將參考附圖詳細描述能夠實現本發明的以上目的和特 徵的根據本發明的光學拾取器和記錄介質的優選實施例。在本發明下 面的說明中，"記錄介質"意指數據已經被記錄於其上或者能夠被記 錄於其上的所有介質，例如光碟。而且，在本發明下面的說明中，"記 錄和再現設備"意指使得能夠在記錄介質上記錄數據並且從記錄介質 再現所記錄數據的所有設備。雖然在本發明下面的說明中為了方便說 明起見將描述使用近場的記錄和再現設備，應該指出本發明不限於這 些實施例。
另外，儘可能從目前廣泛使用的通用術語中選擇在本發明下面的 說明中使用的術語。然而，本申請人根據需要自主地選擇術語。在此 情形中，因為將在本發明下面的說明中詳細描述自選術語的含義，應 該指出不應該根據術語名稱，而是根據術語的含義對本發明進行理解。
在下文中，將詳細描述根據本發明的記錄和再現設備的實施例。 將儘可能在所有附圖中使用相同的引用數字用來引用相同或者相似的 部件。
實施例1
圖2示意性地說明了根據本發明的第一實施例的記錄和再現設備 的體系。如下將參考其它附圖詳細描述記錄和再現設備的體系。
光學拾取器1是在記錄介質上投射光束並且聚焦被記錄介質反射的光束以產生信號的器件。光學拾取器1的光學系統(未示出)可以 如圖3所說明的那樣進行配置。更加詳細地，提供於光學拾取器1中
的光學系統可以包括光源10、分裂和組合單元20和30、焦點調節器 35、透鏡單元40以及光探測單元60和70。如下將詳細描述光學拾取 器1的構件。
光學拾取器1是在記錄介質50上投射光束並且通過聚焦被記錄介 質50反射的光束而產生信號的器件。如下將詳細描述光學拾取器1的 構件。
作為光源IO，可以採用具有優良定向性的雷射。特別地，光源IO 可以採用雷射二極體。諸如準直透鏡的透鏡可以被提供於從光源10發 射的光束的光線路徑中以準直將投射到記錄介質上的光束。
分裂和組合單元20和30是用於分裂以相同方向進入的光束的光 線路徑並且組合以相互不同的方向進入的光束的光線路徑成為一個光 線路徑的器件。在本發明的該實施例中，因為分裂和組合單元包括第 一分裂和組合單元20和第二分裂和組合單元30，將描述它們中的每一 個。第一分裂和組合單元20是用於使入射光束中的一部分通過並且使 光束中的其餘部分被反射的器件。例如，第一分裂和組合單元20可以 採用非偏振光束分裂器(NBS)。第二分裂和組合單元30是用於使根 據偏振方向以特定方向偏振的光束通過的器件。例如，第二分裂和組 合單元30可以採用偏振光束分裂器(PBS)。換言之，第二分裂和組 合單元30可以被配置為僅僅使線性偏振光束的豎直偏振分量通過並且 使線性偏振光束的水平偏振分量反射。相反，第二分裂和組合單元30 也可以被配置為使線性偏振光束的水平偏振分量通過並且使線性偏振 光束的豎直偏振分量反射。
透鏡單元40是將從光源10發射的光束投射到記錄介質50的器 件。透鏡單元40在本發明的該實施例中包括物鏡41和高折射率透鏡42，所述物鏡41和高折射率透鏡42被提供在其中通過物鏡41的光束 進入記錄介質50的光線路徑上，如圖4所示。換言之，物鏡41和高 折射率透鏡42被提供那裡以增加透鏡單元40的數值孔徑並且由此產 生倏逝波。這裡，為了方便說明起見，高折射率透鏡42被稱作"近場 產生透鏡"。近場產生透鏡42可以採用固體浸沒透鏡(SIL)，以及 通過切削球面透鏡生產的半球面透鏡或者超半球面透鏡(具有在球體 和半球體厚度之間的厚度的球體的一個部分)。在此情形中，近場產
生透鏡42的截止截面可以被研磨成錐形，其端部具有預定面積從而光 束被集中到該端部。
而且，光學拾取器的光學系統包括非常靠近記錄介質50來定位的 透鏡單元40。隨後將對其詳細說明。當透鏡單元40接近記錄介質50 至小於光束波長的大約1/4 (即，A/4)時，在透鏡單元40中產生的倏 逝波能夠被用於記錄和再現數據，同時保持其性質。然而，當在透鏡 單元40和記錄介質50之間的距離等於或者大於入/4時，光束波長失 去倏逝波的性質並且恢復為初始波長。因此，在使用近場的傳統的記 錄和再現設備中，透鏡單元40確保防止離記錄介質50的距離大於大 約入/4。這裡，入/4成為近場的極限。
焦點調節器35是用於改變在記錄介質50上投射的光束的聚焦位 置的器件。如上所述，當透鏡單元40緊密地接近記錄介質50時，使 用近場的記錄和再現設備應該保持透鏡單元40和記錄介質50之間的 距離從而來使用倏逝波。因此，由於難以在軸向方向直接地移動透鏡 單元40，可以獨立於透鏡單元40提供焦點調節器35。焦點調節器35 可以被配置為包括提供於光軸上以通過改變光束的行進路徑而改變聚 焦位置的至少一個可移動透鏡。
將參考圖5描述焦點調節器35的第一實施例。
焦點調節器35包括沿著光軸移動的單透鏡。由於焦點調節器35的移動(例如，從位置35a移動到位置35b)，在其上投射光束的記錄 介質50的位置能夠從第一記錄層51a移換到第二記錄層51b。換言之， 當焦點調節器35位於第一位置35a處(由實線指示)時，由物鏡41 投射在記錄介質50上的光束在記錄介質50的第一記錄層51a上聚焦。 在另一方面，當焦點調節器35位於第二位置35b (由虛線指示)時， 在記錄介質50上投射的光束在記錄介質50的第二記錄層51b上聚焦。 由此，能夠通過調節焦點調節器35而改變在記錄介質50上聚焦的光 束的聚焦位置而不用移動物鏡41。
將參考圖6和7描述焦點調節器135的第二實施例。
焦點調節器135可以包括兩個透鏡。在此情形中，可以如在圖6 中描述的通過第一固定透鏡136和第二可移動透鏡137來配置焦點調 節器135。更加詳細地，第二透鏡137位於焦點f處或者沿著光軸向內 或向外移動，通過第一透鏡136的光束在所述焦點f處被聚焦。通過第 一透鏡136的光束根據第二透鏡137的位置形成發散光束、會聚光束 或者準直光束。因此，根據第二透鏡137的位置，通過發散來自光線 路徑的光束或者通過進一步聚焦該光束，使得通過第一透鏡136的光 束改變將被聚焦到焦點f的光束的光線路徑。
例如，如在圖7中所示，當第二透鏡137位於第一位置137a處(由 實線指示)時，將由物鏡41投射在記錄介質50上的光束被聚焦在記 錄介質50的表面上。在另一方面，當第二透鏡137位於第二位置137b 處(由虛線指示)時，將被投射在記錄介質50上的光束被聚焦在記錄 介質50的內側上。由此，能夠通過調節焦點調節器135改變在記錄介 質50上聚焦的光束的聚焦位置而不用移動透鏡單元40。
這裡，第二可移動透鏡137可以具有小於第一透鏡136的厚度從 而精密地調節光線路徑。而且，焦點調節器35的透鏡可以是凹透鏡和 凸透鏡的組合，以改變將被投射通過透鏡單元40的光束的焦點，並且其不限於本發明的這些實施例。
換言之，如上所述，並非使用焦點調節器35改變透鏡單元40的
位置，在記錄介質50上的焦點也能夠被改變。因此，即使在近場中， 也能夠使用具有多個記錄層的記錄介質50。
光探測單元60和70是用於接收反射光束以通過執行光電轉換產 生相應於反射光束數量的電信號的器件。在該實施例中，光探測單元 包括第一光探測器60和第二電探測器70。第一和第二光探測器60和 70的每一個可以具有在信號跟蹤方向或者在記錄介質50的徑向方向上 的特定區域，例如，兩個分開的光電二極體PDA和PDB。這裡，光電 二極體PDA和PDB各自產生與所接收光束的數量成比例的電信號A 和B。在其它情形中，光探測器60和70的每一個可以包括在信號跟蹤 方向上和在徑向方向上被分別地劃分成兩個部分的四個光電二極體 PDA、 PDB、 PDC禾BPDD。圖8說明了具有兩個光電二極體E和F的 第一光探測器60的實例和具有四個光電二極體A、 B、 C和D的第二 光探測器70的實例。在此情形中，光探測器60和70各自的光電二極 管的配置不限於該實施例，而是能夠根據需要以各種形式修改。
圖2中的信號發生器2使用從光學拾取器1產生的信號，產生再 現數據所必需的射頻信號(RF)和伺服控制所必需的間隙誤差信號
(GE)以及跟蹤誤差信號(TE)。例如，如圖8所示，能夠通過組合 由第一光探測器60產生的電信號E和F (E+F)來獲得間隙誤差信號 GE。在此情形中，因為間隙誤差信號GE與在透鏡單元40和記錄介質 50之間的距離成比例，間隙誤差信號GE能夠被利用來控制該距離。 而且，能夠通過組合從第二光探測器70產生的電信號A、 B、 C和D
(A+B+C+D)來獲得射頻信號RF，並且能夠以相同的方式產生另一控 制信號。
另外，信號發生器2可以被配置為通過補償在產生的信號中包含的偏移而產生具有補償偏移的信號。例如，信號發生器2可以被配置 為補償由於透鏡移動而在跟蹤誤差信號TE中包含的光學偏移，以及由
於反射光束的數量差而引起的偏移。然而，注意到能夠由控制器3或 者除了信號發生器2之外的其它器件執行偏移補償。將在以後參考附 圖描述使用信號發生器2產生信號的過程。
控制器3接收由光探測器60和70或者信號發生器2產生的信號， 並且使用所接收信號確定記錄介質50的類型。例如，控制器3能夠當 焦點誤差信號FE的值為O (零)時將光束聚焦的位置設為記錄層上的 位置，或者當射頻信號RF或者跟蹤誤差信號TE的值最大時將光束聚 焦的位置設為記錄層上的位置。在其它情形中，將當焦點誤差信號FE 的值為0 (零)並且射頻信號RF或者跟蹤誤差信號TE的值最大時的 位置設為記錄層上的位置。換言之，相應於隨著時間改變的信號的周 期性質，控制器3能夠確定或者產生記錄介質的記錄層的數目、厚度 或者位置的信息。能夠根據該信息確定記錄介質類型。例如，控制器3 可以被配置為根據在記錄層的位置和由光學拾取器向其投射光束的記 錄介質的上表面之間的距離大小來確定記錄介質類型。
另外，控制器3響應於所接收信號產生控制信號或者驅動信號。 例如，控制器3對間隙誤差信號GE執行信號處理並且向間隙伺服驅動 器4輸出驅動信號，用於控制在透鏡單元40和記錄介質50之間的距 離。在其它情形中，控制器3對跟蹤誤差信號TE執行信號處理並且向 跟蹤伺服驅動器5輸出用於跟蹤控制的驅動信號。
間隙伺服驅動器4通過驅動光學拾取器1中的致動器(未示出) 向上和向下移動光學拾取器1或光學拾取器1的者透鏡單元40。由此， 在透鏡單元40和記錄介質50之間的距離能夠被保持恆定。間隙伺服 驅動器4可以作為聚焦伺服。例如，根據用於控制器3的聚焦控制的 信號在記錄介質50旋轉期間，間隙伺服驅動器4可以使得光學拾取器 1或者光學拾取器1的透鏡單元40跟蹤記錄介質50的向上和向下的運動。
跟蹤伺服驅動器5通過驅動光學拾取器1中的跟蹤致動器(未示 出)在徑向方向移動光學拾取器1或者光學拾取器1的透鏡單元40以 修正光束位置。由此，光學拾取器1或者光學拾取器1的透鏡單元40
能夠跟蹤在記錄介質50中形成的所需軌跡。跟蹤伺服驅動器5能夠響
應於跟蹤移換命令在徑向方向移動光學拾取器1或者光學拾取器1的
透鏡單元40。
滑橇伺服驅動器6 (sled servo-drive 6)能夠通過驅動提供用於移 動光學拾取器1的滑橇馬達(未示出)響應於跟蹤移換命令在徑向方 向移動光學拾取器1。
上述記錄和再現設備可以被連接到諸如個人計算機(PC)的主機 上。主機經由接口向微型計算機100發送記錄/再現命令，從解碼器7 接收再現的數據，並且發送將被記錄於編碼器8的數據。微型計算機 100根據來自主機的記錄/再現命令控制解碼器7、編碼器8以及控制器 3。
在此情形中，通常，接口可以採用先進技術附加分組接口(ATAPI) 110。 ATAPI 110是諸如CD驅動器、DVD驅動器等的光學記錄和再現 設備之間的接口標準，其用於從光學記錄和再現設備向主機傳輸解碼 的數據並且將所解碼的數據轉化成能夠被主機處理的分組類型協議， 從而向主機傳輸經轉換的數據。
在下文中，根據本發明第一實施例的，將按照從在光學系統中的 光源IO發射的光束的行進方向的順序並且根據在其它位置中的信號流 詳細描述記錄和再現設備的操作順序。
從光學拾取器1的光源10發射的光束進入第一分裂和組合單元20從而入射光束中的一部分通過那裡並且其餘部分進入第二分裂和組
合單元30。第二分裂和組合單元30使線性偏振光束的豎直偏振分量通
過並且使其水平偏振分量反射(也可以反過來操作)。在光束通過其
經過第二分裂和組合單元30的光線路徑中，還可以提供偏振轉換平面 (未示出)，並且將在以後描述。
由於改變的光線路徑，通過第二分裂和組合單元30的光束通過焦 點調節器35並且進入透鏡單元40。此時，進入透鏡單元40的物鏡的 光束在通過近場產生透鏡的同時產生倏逝波。更加詳細地，以等於或 者大於臨界角度的角度進入近場產生透鏡的光束被透鏡表面和記錄介 質50的表面完全反射。以等於或者小於臨界角度的角度進入近場產生 透鏡的光束被記錄介質50的記錄層反射。在該過程期間產生的倏逝波 到達記錄介質50的記錄層以執行數據記錄和再現。
被記錄介質50反射的光束再次經由透鏡單元40和焦點調節器35 進入第二分裂和組合單元30。在此情形中，偏振轉換平面(未示出) 可以被提供於光束通過其進入第二分裂和組合單元30的光線路徑中。 偏振轉換平面轉換進入記錄介質50的光束和反射光束的偏振方向。例 如，四分之一波片(QWP)被用作偏振轉換平面以對進入記錄介質50 的光束執行左-手圓偏振並且對反向進入光束執行右-手圓偏振。必然 地，通過QWP的反射光束的偏振方向被轉換成與入射光束的方向相反 的方向，並且其間的角度差變為90度。因此，其中水平偏振分量通過 第二分裂和組合單元30的入射光束被記錄介質50反射並且當再次進 入第二分裂和組合單元20時僅僅具有豎直偏振分量。因此，具有豎直 偏振分量的反射光束被第二分裂和組合單元30反射並且被反射光束進 入第二光探測器70。
因為近場記錄和再現設備的透鏡單元40的數值孔徑大於1 (一)， 在通過透鏡單元40投射和反射期間在偏振方向發生扭曲。換言之，進 入第二分裂和組合單元30的反射光束的一個部分由於在偏振方向的扭曲而具有水平偏振分量並且它的其餘部分通過第二分裂和組合單元
30。所通過的反射光束進入第一分裂和組合單元20。第一分裂和組合 單元20使入射光束的一個部分通過並且使它的其餘部分反射。被第一 分裂和組合單元20反射的光束進入第一光探測器60。
第一和第二光探測器60和70輸出相應於所接收反射光束的數量 的電信號。信號發生器2使用從光探測器60和70輸出的電信號產生 間隙誤差信號GE、跟蹤誤差信號TE或者射頻信號RF。例如，當第一 光探測器60包括兩個光電二極體時，第一光探測器60的該兩個光電 二極體分別地輸出相應於各自的所接收光束數量的電信號E和F。當第 二光探測器70包括四個光電二極體時，第二光探測器70的該四個光 電二極體分別地輸出相應於所接收光束數量的電信號A、 B、 C和D。 信號發生器2可以使用從第一光探測器60輸出的信號E和F產生用於 控制在透鏡單元40和記錄介質50之間的距離的間隙誤差信號GE。換 言之，可以通過將從第一光探測器60的光電二極體輸出的所有的信號 相加而產生間隙誤差信號GE。因為間隙誤差信號GE與在透鏡單元40 和記錄介質50之間的距離成比例，間隙誤差信號GE可以用於控制該 距離。而且，信號發生器2可以使用從第二光探測器70產生的信號來 產生射頻信號RF、跟蹤誤差信號TE等。
控制器3使用間隙誤差信號GE執行反饋控制從而在透鏡單元40 和記錄介質50之間的距離能夠保持恆定。因此，透鏡單元40隨著記 錄介質50的向上和向下移動而向上和向下移動以跟蹤記錄介質50。由 此，通過透鏡單元40在記錄介質40上聚焦的光束受到控制並且偏離 記錄層。
當存在記錄層的外部移換命令(從第一記錄層移換到第二記錄層 的移換命令)時，或者當有必要移換到另一記錄層時，控制器3可以 控制焦點調節器35。換言之，控制器3可以調節焦點調節器35以改變 在記錄介質50上光束在其上聚焦的記錄層，並且可以使用光束掃描記錄介質50。 實施例2
在下文中，為了方便說明起見，與第一實施例相同的構件的說明 將被省略並且將詳細描述不同的構件。圖9說明了提供於根據本發明 第二實施例的記錄和再現設備中的光學拾取器1的配置。如所說明的 那樣，在該實施例中，光學拾取器1可以包括單個分裂和組合單元230 和單個光探測器270。更加詳細地，即使在記錄和再現設備不使用間隙 誤差信號GE的情形中，也提供上述的焦點調節器235從而存在如第一 實施例中的光線路徑轉換的優點。
在下文中，將參考附圖詳細描述確定記錄介質類型的方法和包括 焦點調節器235的記錄和再現設備中的記錄和再現方法。
如下是確定記錄介質類型的方法的第一實施例。
能夠使用在記錄介質50的聚焦掃描期間獲得的焦點誤差信號FE 來確定記錄介質50的類型，並且將參考圖10到13詳細描述。
焦點誤差信號GE是用於指示被圖3中的第二光探測器70或者圖 9中的光探測器170接收到的反射光束的對稱性質的信號，並且可以以 散光方式被處理。在使用散光方式的情形中，記錄和再現設備還可包 括圖3中的第二光探測器70或者在圖9中面向光探測器170提供於光 線路徑中的像散透鏡(未示出)。在該說明中，為了方便說明起見， 將描述採用第二光探測器70的情形。
圖IO說明了散光信號的特徵。這裡，作為像散透鏡，可以使用柱 面透鏡300。柱面透鏡300具有在特定方向的焦距不同於在垂直於該方 向的另一方向的焦距的性質，並且這種性質被稱作散光。換言之，通 過在不同方向行進的光束產生兩個焦點。這裡，在該兩個焦點之間存在一個點，在此處發散光束和會聚光束具有相同大小的直徑，並且在 該點處分布的光束的截面變成圓形。在靠近柱面透鏡300的該兩個焦 點的一個處形成具有在豎直方向的主橢圓軸的橢圓光束，並且在離那 裡更遠的另一個焦點處形成具有在水平方向的主橢圓軸的橢圓光束。
因此，當第二光探測器70位於光束在此處具有圓形截面的點處時，能
夠根據光線分布變化獲取被聚焦光束的位置變化。換言之，根據通過
柱面透鏡300的光束的焦點是否準確地位於記錄層上，形成在圖11中 描繪的信號。換言之，當光束通過透鏡單元40聚焦的位置比記錄層更 遠時，光束具有如圖lla所示形式的截面，當該位置靠近記錄層時，具 有如圖llc所示形式的截面，並且當該位置位於記錄層上時具有如圖 llb所示形式的截面。
可以通過下面的公式產生焦點誤差信號FE，其中C和D是由圖3 中的第二光探測器70產生的信號並且kl是通過試驗確定的比例常數。
FE-kl[ (A+C) - (B+D)]
在其中執行光束的聚焦的位置從較遠位置到靠近位置的聚焦掃描 的情形中，焦點誤差信號FE形成如圖12所示的S-形曲線。在此情形 中，當FE=0 (零)時在記錄介質50上聚焦的位置對應於記錄層。因 此，在聚焦掃描期間從探測到的焦點誤差信號FE，探測到FE^(零) 的位置從而能夠獲得有關記錄介質50的信息。
如下將描述其實例。如果對記錄介質50的聚焦掃描期間探測到的 焦點誤差信號FE為0 (零)即FE=0 (零)的位置進行計數，單層記錄 介質和多層記錄介質能夠被相互區分。而且，多層記錄介質50的記錄 層的數目能夠被計數。
能夠獲得覆蓋層的厚度，其中在聚焦掃描期間FE=0的點在起始時 間被提供於記錄層的上側上以保護記錄層並且獲得有關記錄層位置的信息。當提供間隔層以隔開記錄層時，測量重複FE-O的間隔從而能夠 測量間隔層的厚度。以以上方式能夠獲得有關記錄層的數目、厚度和/ 或位置的信息。基於此，能夠確定記錄介質50的體系。而且，基於有
關記錄層位置的信息，還能夠確定記錄介質50的類型。
將參考圖13順序地描述上述的記錄介質確定方法。
記錄介質50被裝載到記錄和再現設備中(S11)。然後，記錄和 再現設備在讀出記錄於記錄介質50中的信息之前調節焦點調節器35 並且執行聚焦掃描(S12)。換言之，控制器3在光軸上移動焦點調節 器35的可移動透鏡以掃描投射在記錄介質50上的光束。
控制器3探測在聚焦掃描期間產生的焦點誤差信號FE和FE=0的 位置(S13)。基於該探測，控制器3讀出有關記錄層的數目、厚度和 位置的信息從而能夠確定記錄介質是否對應於用戶希望的或者與記錄 和再現設備相兼容的記錄介質(S14)。
如下將描述記錄介質確定方法的第二實施例。
能夠使用在記錄介質50的聚焦掃描期間獲得的跟蹤誤差信號TE 或者射頻信號RF確定記錄介質50。因為使用跟蹤誤差信號TE和射頻 信號RF的方式彼此相同，將詳細描述使用跟蹤誤差信號TE的情形來 作為使用該相同方式的實例，並且注意到使用相同原理的情形除了該 實施例也能被應用於其它實施例。
跟蹤誤差信號TE是指示光束由此從記錄介質50的軌跡偏離的反 射光束的非對稱性的信號。旋轉記錄介質50的軌跡由於幾個原因而振 動。軌跡振動具有記錄介質50的旋轉頻率分量和幾個高頻分量。即使 當存在諸如振動、溫度變化等的外部幹擾時，在其上投射光束的位置 也可能跟蹤軌跡振動用來將數據記錄和/或再現數據到和/或從軌道中。當在偏轉方向即在與從軌跡偏離的方向反向的方向驅動致動器時，光 學拾取器總是能夠跟蹤軌跡。當光學拾取器由於記錄介質偏轉而偏離 軌跡時，因為關於跟蹤誤差TE輸出單個正弦波，通過對記錄介質的一 個旋轉所輸出的正弦波的數目計數而測量所裝載的記錄介質的偏轉量
並且跟蹤誤差信號TE被表達為正弦波的形式。
這裡，能夠如下面的公式產生跟蹤誤差信號，其中A+B+C+D指 示由圖3中的第二光探測器70產生的信號並且k2對應於通過試驗確 定的比例常數。
TE=k2[ (A+D) - (B+C)]
當光束的聚焦位置從比記錄層更遠的位置到靠近記錄層的位置掃 描時，由以上公式表達的跟蹤誤差信號TE形成如圖14所示周期地改 變的正弦波。因為當投射在記錄介質50上的光束在記錄層的表面上聚 焦時反射光束的數量最大，否則將降低，因而產生周期變化。因此， 因為根據在記錄介質50上聚焦的光束的位置變化產生反射光束的數量 差，從而形成周期性變化的正弦波。
換言之，當在記錄層的表面上聚焦光束時，反射光束的數量具有 最大值91並且隨著位置改變逐漸地降低。當在下一記錄層的表面上投 射光束時，反射光束的數量再次具有最大數值。因此，通過從正弦波 的連接的峰值點描繪的包絡92，獲得周期信號的變化並且能夠確定記 錄介質50。
如下將描述實例。當對記錄介質50的聚焦掃描期間探測到的跟蹤 誤差信號TE為最大數值的點進行計數時，單層記錄介質和多層記錄介 質能夠被相互區分。而且，多層記錄介質的記錄層的數目能夠被計數。
通過將在聚焦掃描期間TE為最大的點設置為初始時間，能夠獲得提供於記錄層的上側上以保護記錄層的覆蓋層的厚度，並且獲得有關 記錄層的位置的信息。當提供間隔層以隔開記錄層時，測量重複使得 TE最大的間隔從而能夠測量間隔層的厚度。以以上方式，能夠獲得記 錄層的數目、厚度和/或有關位置的信息。基於此，能夠確定記錄介質 50的結構。
將參考圖15順序地描述上述記錄介質確定方法。
記錄介質50被裝載到記錄和再現設備中(S22)。然後，記錄和 再現設備在讀出記錄於記錄介質50中的信息之前調節焦點調節器35 並且執行聚焦掃描(S22)。換言之，控制器3在光軸移動焦點調節器 35的可移動透鏡以掃描投射在記錄介質50上的光束。
控制器3從在聚焦掃描期間產生的跟蹤誤差信號TE的包絡92上 探測跟蹤誤差信號TE最大的位置(S23)。基於該探測，控制器3讀 出有關記錄層數目、厚度和位置的信息從而能夠確定記錄介質是否對 應於用戶希望的或者與記錄和再現設備相兼容的記錄介質(S24)。
如下將描述記錄介質確定方法的第三實施例。
能夠與在記錄介質50的聚焦掃描期間獲得的跟蹤誤差信號TE或 者射頻信號RF —起，使用焦點誤差信號FE來確定記錄介質50。因為， 按照如在第一實施例中描述的使用焦點誤差信號FE的方式，當光束由 於記錄介質偏轉而偏離軌跡時，投射在記錄介質50上的光束可能含有 偏移。因此，在使用焦點誤差信號FE的確定期間，通過僅僅檢查或者 與射頻信號RF —起檢査跟蹤誤差信號TE來確定是否含有偏移。例如， 在該實施例中，可以進一步包括檢査跟蹤誤差信號TE或者射頻信號 RF在使用焦點誤差信號FE探測到的FE-O的位置處是否具有最大值的 處理。如下將順序地描述上述記錄介質確定方法。
當記錄介質50被裝載時，記錄和再現設備預先地執行讀出數據的
處理從而以上述方式確定記錄介質50 (S30)。換言之，基於由聚焦掃 描產生的信號，獲得有關記錄介質50的信息。然後，記錄和再現設備 確定所裝載的記錄介質50是否對應於用戶希望的或者與記錄和再現設 備相兼容的所需記錄介質(S31)。如果不是，則記錄和再現設備可以 要求插入新的記錄介質(S32)。當相應於所需記錄介質的記錄介質50 被裝載時，記錄和再現設備執行讀出在記錄介質50中存儲的含有管理 信息的數據或者在記錄介質50上的記錄數據的過程(S33)。由此， 讀出在記錄介質50中存儲的管理信息所必需的時間被減少並且記錄介 質50被確定從而數據能夠被記錄或者被再現。
對於本領域技術人員而言明顯的是，能夠在不脫離本發明的精神 或者範圍的情況下，在本發明中作出各種修改和變化。因此，本發明 旨在涵蓋本發明的這些修改和變化，只要它們落入所附權利要求及其 等價形式的範圍中。
權利要求
1. 一種光學拾取器，包括透鏡單元，所述透鏡單元用於聚焦或者投射從光源發射的光束；焦點調節器，所述焦點調節器被提供於所述光束路徑中，用於改變投射在記錄介質上的所述光束的位置並且掃描所述記錄介質；以及光探測單元，所述光探測單元用於接收被所述記錄介質反射的所述光束並且產生信號。
2. 根據權利要求l所述的光學拾取器，其中所述焦點調節器包括 至少一個可調節透鏡以改變所述光束的路徑。
3. 根據權利要求2所述的光學拾取器，其中所述焦點調節器進一 步包括具有固定位置的第一透鏡；以及 在光軸移動的第二透鏡。
4. 一種記錄和再現設備，包括透鏡單元，所述透鏡單元用於聚焦或者投射從光源發射的光束； 焦點調節器，所述焦點調節器被提供於所述光束路徑中，用於改 變投射在記錄介質上的所述光束的位置並且掃描所述記錄介質；光探測單元，所述光探測單元用於接收被所述記錄介質反射的所述光束並且產生信號；以及控制器，所述控制器用於使用在掃描期間產生的所述信號確定所 述記錄介質。
5. 根據權利要求4所述的記錄和再現設備，其中所述焦點調節器 包括至少一個可調節透鏡以改變所述光束的路徑。
6. 根據權利要求5所述的記錄和再現設備，其中所述焦點調節器進一步包括具有固定位置的第一透鏡；以及 在光軸移動的第二透鏡。
7. 根據權利要求4所述的記錄和再現設備，其中所述控制器響應 於變化信號的周期產生有關所述記錄介質的記錄層的數目、厚度或者 位置的信息。
8. 根據權利要求4所述的記錄和再現設備，其中當焦點誤差信號 的值變為0 (零)時，所述控制器將所述光束聚焦的位置確定作為記錄 層的位置。
9. 根據權利要求8所述的記錄和再現設備，其中所述焦點誤差信 號包括指示以散光方式形成的反射光束的對稱性的信號。
10. 根據權利要求4所述的記錄和再現設備，其中當射頻信號或 者跟蹤誤差信號的數值最大時，所述控制器將所述光束聚焦的位置確 定作為記錄層的位置。
11. 根據權利要求4所述的記錄和再現設備，其中所述控制器將 焦點誤差信號的值變為0 (零)並且射頻信號或者跟蹤誤差信號的值變 得最大的位置確定作為記錄層的位置。
12. —種記錄和再現設備，包括透鏡單元，所述透鏡單元包括物鏡和高折射率透鏡，所述高折射率透鏡具有比所述物鏡的折射率高的折射率；焦點調節器，所述焦點調節器被提供於從光源發射並且投射在記 錄介質上的光束的路徑中，用以改變投射在所述記錄介質上的所述光 束的位置並且掃描所述記錄介質；第一和第二光探測器，所述第一和第二光探測器用於分別地接收被所述記錄介質反射並且被分裂和組合單元分裂的光束；以及控制器，所述控制器用於使用在所述掃描期間產生的信號來確定 所述記錄介質。
13. 根據權利要求12所述的記錄和再現設備，其中所述焦點調節 器包括至少一個可調節透鏡以改變所述光束的路徑。
14. 根據權利要求13所述的記錄和再現設備，其中所述焦點調節 器進一步包括具有固定位置的第一透鏡；以及 在光軸移動的第二透鏡。
15. 根據權利要求12所述的記錄和再現設備，其中所述光探測器 中的一個產生間隙誤差信號並且另一個光探測器產生焦點誤差信號、 跟蹤誤差信號或者射頻信號。
16. 根據權利要求12所述的記錄和再現設備，其中當所述焦點誤 差信號的值變為0 (零)時，所述控制器將所述光束聚焦的位置確定作 為記錄層的位置。
17. 根據權利要求15所述的記錄和再現設備，其中當射頻信號或 者跟蹤誤差信號的值最大時，所述控制器將所述光束聚焦的位置確定 作為記錄層的位置。
18. 根據權利要求15所述的記錄和再現設備，其中所述控制器將 焦點誤差信號的值變為0 (零)並且射頻信號或者跟蹤誤差信號的值變 得最大的位置確定作為記錄層的位置。
19. 一種確定在記錄和再現設備中的記錄介質的方法，包括 (a)精密地控制在所述記錄介質上聚焦的光束的位置；(b) 以大於所述步驟(a)的尺度控制投射在所述記錄介質上的 所述光束的位置；以及(c) 使用所述步驟(b)中的所述控制，掃描所述記錄介質上的 焦點並且確定所述記錄介質。
20. 根據權利要求19所述的確定在記錄和再現設備中的記錄介質的方法，其中，在所述步驟(a)中，執行在所述記錄和再現設備的透 鏡單元和所述記錄介質之間的距離控制以防止所述光束偏離所述記錄介質的記錄層。
21. 根據權利要求19所述的確定在記錄和再現設備中的記錄介質 的方法，其中，在所述步驟(b)中，通過調節焦點調節器改變在所述 記錄介質上聚焦的所述光束的位置。
22. 根據權利要求19所述的確定在記錄和再現設備中的記錄介質 的方法，其中，在所述步驟(c)中，響應於在所述焦點掃描期間探測 到的變化信號的周期性質來確定所述記錄介質的記錄層的數目、厚度 或者位置。
23. 根據權利要求19所述的確定在記錄和再現設備中的記錄介質 的方法，其中，在所述步驟(c)中，響應於在所述焦點掃描期間探測 到的變化信號的周期性質來確定所述記錄介質的類型。
24. 根據權利要求22或23所述的確定在記錄和再現設備中的記 錄介質的方法，其中，在進行所述確定時，焦點誤差信號的值變為0(零)的次數被計數。
25. 根據權利要求22或23所述的確定在記錄和再現設備中的記 錄介質的方法，其中，在進行所述確定時，射頻信號或者跟蹤誤差信 號的值變得最大的次數被計數。
26. —種記錄和再現設備的記錄介質確定方法，所述記錄和再現 設備包括透鏡單元和焦點調節器，所述焦點調節器被提供於進入所述 透鏡單元的光束的路徑中，用以改變聚焦在記錄介質上的所述光束的位置，所述方法包括當所述記錄介質被插入所述記錄和再現設備中時調節所述焦點調 節器；並且通過掃描所述記錄介質而確定所述記錄介質。
27. 根據權利要求26所述的記錄和再現設備的記錄介質確定方 法，其中，在進行所述確定時，響應於在所述記錄介質上的所述焦點 掃描期間探測到的變化信號的周期性質來確定所述記錄介質的記錄層 的數目、厚度或者位置。
28. 根據權利要求26所述的記錄和再現設備的記錄介質確定方 法，其中，在進行所述確定時，響應於在所述記錄介質上的所述焦點 掃描期間探測到的變化信號的周期性質來確定所述記錄介質的類型。
29. 根據權利要求27或28所述的記錄和再現設備的記錄介質確 定方法，其中，在進行所述確定時，焦點誤差信號的值變為0 (零)的 次數被計數。
30. 根據權利要求27或28所述的記錄和再現設備的記錄介質確 定方法，其中，在進行所述確定時，射頻信號或者跟蹤誤差信號的值 變得最大的次數被計數。
全文摘要
公開了一種有效地確定記錄介質類型的方法、一種使用該方法的記錄和再現方法以及一種使用該方法的記錄和再現設備。因為在使用近場的記錄和再現中，必須保持在透鏡(136)和記錄介質之間的窄距離，該記錄和再現設備進一步包括調節光束聚焦位置的焦點調節器(135)。當通過調節焦點調節器而探測到在焦點掃描期間產生的信號變化時，能夠確定記錄介質。
文檔編號G11B7/135GK101421783SQ200780012976
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月13日 優先權日2006年4月11日
發明者徐丁教, 申允燮 申請人:Lg電子株式會社