專利名稱：光記錄媒體讀寫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光記錄媒體讀寫設(shè)備，該光記錄媒體上的數(shù)據(jù)標(biāo)記配置成沿彼此順序排列的軌道排列。這種類型的設(shè)備具有一個產(chǎn)生掃描光束的光源、一個將掃描光束聚焦到記錄媒體的軌道上的聚焦裝置以及一個光強分布轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于減小由聚焦裝置在記錄媒體上產(chǎn)生的掃描光束的聚焦光點的空間尺寸(extent)。因此，采用前述光強分布轉(zhuǎn)換器使得聚焦光點的分辨率特別好；所采用的方法被稱為超分辨率技術(shù)。
采用超分辨率技術(shù)的設(shè)備例如在US-A-5，121，378中被公開。事實上，超分辨率技術(shù)的優(yōu)點在于可使聚焦光束的尺寸較小，這樣可掃描較小尺寸的數(shù)據(jù)標(biāo)記。數(shù)據(jù)標(biāo)記的尺寸較小使得存儲密度更高，因而信息密度更高。事實上，超分辨率技術(shù)的優(yōu)點在于在現(xiàn)有的光束之外產(chǎn)生了額外的光強增強的次(secondary)光束。這樣，在記錄媒體上的主光束的光點附近產(chǎn)生了由副光束引起的光環(huán)或范圍較小的光線分布。由副光束引起的光線分布對利用主光束傳輸?shù)男畔a(chǎn)生干擾作用。主光束的聚焦光點的尺寸越小，主光束的光強變得越小，同時副光束的光強變得越大。
本發(fā)明的目的是提供一種即減少了主光束的聚焦光點的尺寸，又減少了由副光束帶來的弊端的設(shè)備。
上述目的由權(quán)利要求書中限定的措施來實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種安置在聚焦裝置區(qū)域內(nèi)作為濾光帶的光強分布轉(zhuǎn)換器。這樣做的優(yōu)點是減小了中央光束即主光束在相對于濾光帶的垂直方向上的尺寸，這意味著具有較窄寬度的軌道依然不致由交疊覆蓋相鄰軌道的主光束的聚焦光點掃描到。其結(jié)果是正/負一級(order)和更高級的副光束在聚焦平面上產(chǎn)生聚焦光點，但在記錄媒體上沒有大面積的光線分布。這樣，以所期望的方式可以掩蔽由副光束引起的干擾作用。濾光帶在最簡單的情況下為一個不透明帶；下述濾光帶同樣可能是優(yōu)選的反射帶、將光軸以外的光線按一些其它方式加倍到(coule to)很大尺寸的條帶、選頻濾光器或能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能的類似元件。
本發(fā)明還提供一種探測器的配置，在該配置中具有多個探測器區(qū)域，其中從記錄媒體反射來的光線直接入射到這些探測器區(qū)域上，主光束和副光束射向不同的探測器區(qū)域。這樣做的優(yōu)點是可單獨估算主光束，這就是說，沒有受記錄媒體的其它區(qū)域影響的副光束所引起的不利影響。在本發(fā)明的變更方案中，不估算副光束照射的其它探測器區(qū)域；這樣它們最好被遮蔽起來或者沒有感光區(qū)域。
如本發(fā)明所述，濾光帶設(shè)置成它與記錄媒體的軌道方向呈一傾斜角，該角大于零度。盡管濾光帶減少了聚焦光點在垂直于濾光帶方向上的尺寸，但它在濾光帶方向上沒有這種作用。因此，如果使濾光帶的取向為與所讀取的軌道方向平行，則數(shù)據(jù)標(biāo)記的分辨率在軌道方向上沒有提高，而是僅在垂直方向上得以改善。將濾光帶傾斜設(shè)置的優(yōu)點之一是，可因濾光帶相對于軌道傾斜所具有的優(yōu)點而在減少軌道寬度和減少數(shù)據(jù)標(biāo)記長度之間取得折衷。總之，在采用相同波長的光線條件下，記錄媒體的可讀儲存能力再次提高。
在上述情況下，傾斜角度優(yōu)選選擇成使正/負一級副光束照射到相鄰的軌道上。這樣做的優(yōu)點是，在主光束掃描軌道的同時，對與被掃描軌道相鄰的軌道以及被一級副光束掃過的軌道也根據(jù)它們的信息內(nèi)容而進行估算。這樣增加了有效讀取的速度，也就是說增加了數(shù)據(jù)讀取速率。在這種情況下，本發(fā)明的技術(shù)方案不限于僅用在直接相鄰的軌道，還可以根據(jù)濾光帶的性能(例如寬度)、所用光線的特性(例如波長)以及所用光學(xué)元件的性能和記錄媒體的特性(例如軌道間隔)為掃描做好準(zhǔn)備，這樣，可根據(jù)一級副光束對在每種情況下的第二相鄰軌道、第三相鄰軌道甚至更遠的相鄰軌道進行估算。這樣做還具有的優(yōu)點是，在盡可能連續(xù)的讀取中往往不太需要掃描光束在位于更遠位置上的相鄰軌道之間進行跳轉(zhuǎn)(jump)。本發(fā)明并不限于采用一級副光束；在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可采用處于二級或更高級的副光束。根據(jù)濾光帶的構(gòu)型決定了副光束的光強與主光束相比可相對進行大范圍的調(diào)節(jié)，這樣可以使副光束具有良好的讀取質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一變更方案所述，傾斜角選擇成使濾光帶產(chǎn)生的副光束照射到軌道邊緣上。這些邊緣或者是主光束掃描的軌道的左右邊緣，或者是與主光束掃描的軌道直接相鄰或遠離的軌道的邊緣。這種變更方案的優(yōu)點之一是，在已知的三光束軌道跟蹤方法中可以采用副光束的信號，即使副光束的光強較低也可以保持。通過降低主光束的聚焦光點的尺寸，仍可能得到較少軌道寬度的記錄媒體。
濾光帶優(yōu)選設(shè)置在聚焦裝置的光瞳平面上。這樣做的優(yōu)點是，如果濾光帶與透鏡有很大的距離并因此與光瞳平面有很大的距離，則由衍射作用引起的干擾不會發(fā)生。
本發(fā)明的設(shè)備最好還具有另一個聚焦裝置和一個間隙，該間隙設(shè)置在所述另一個聚焦裝置的聚焦平面上，并且在遠離聚焦裝置的一側(cè)設(shè)有一個探測器區(qū)域。這樣做的優(yōu)點是能夠簡單地使主光束和副光束彼此有效地分開，即副光束不照射到間隙上，因此被掩蔽。在這種情況下，間隙的取向最好對應(yīng)于濾光帶的方向。在這種情況下，主光束的聚焦光點的最大空間尺寸與所述間隙的縱軸方向一致，并且其最小空間尺寸方向與所述間隙的寬度方向一致。這樣優(yōu)化了間隙掩蔽作用。
其中一個探測器區(qū)域最好具有暗線區(qū)域，其寬度大于聚焦主光束的最小寬度。這樣做的優(yōu)點是能夠在掩蔽掉主光束的情況下專門探測副光束。
在本發(fā)明的優(yōu)選改進方案中，設(shè)置在一個探測器區(qū)域前面的間隙由其它探測器的暗線區(qū)域構(gòu)成。此時，暗線區(qū)域設(shè)計成透明的，或者其本身就作為空隙。該實施例的優(yōu)點之一是由于將用于主光束的探測器區(qū)域和用于副光束的探測器區(qū)域結(jié)合在一起，因此具有緊湊的探測器配置。在這種情況下，本發(fā)明不限于僅用于一級副光束，還可相應(yīng)地估算更高級副光束。出于上述目的，需要將間隙或暗線區(qū)域的寬度相應(yīng)地選擇為較寬的，這樣較低級的光束分別被掩蔽掉或允許通過。多個具有間隙的這種探測器區(qū)域形成了一個由疊置的探測器區(qū)域構(gòu)成的探測器。
本發(fā)明提供一種分割光束截面的元件，該元件設(shè)置在從記錄媒體反射出的光束中。此時，分割的作用方式類似于公知的刀口方法中采用的掩蔽，但區(qū)別在于在刀口方法中被掩蔽的區(qū)域在本發(fā)明中未被掩蔽，而是被分割和進一步使用。這種元件例如為一種雙棱鏡、一種具有不同光柵常數(shù)的區(qū)域的光柵、一種全息光學(xué)元件或能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能的類似元件。這種變更方案的優(yōu)點之一在于光束在不同的探測器區(qū)域之間被分割，并且同時產(chǎn)生了刀口聚焦方法所需的光束形狀。這樣，刀口方法中所需的傳統(tǒng)的光束分割器和掩蔽元件不再需要，因而配置緊湊。
濾光帶14最好直接設(shè)置在會聚透鏡上。在該情況下，會聚透鏡最好是聚焦裝置的聚焦透鏡。在透鏡制造過程中，將濾光帶粘接、蒸敷、澆注或成型在透鏡上，或者將濾光帶加工(例如研磨)到所述透鏡中。本發(fā)明這種改進的優(yōu)點之一是不需要額外的元件來支承濾光帶，這樣制造簡單，并且節(jié)約了調(diào)節(jié)費用。
本發(fā)明的另一些優(yōu)點體現(xiàn)在下面對本發(fā)明優(yōu)選構(gòu)型的描述中。很顯然本發(fā)明不限制在這里指出的變更方案范圍內(nèi)，而是還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉或了解的改進與補充。
在附圖中

圖1示出了本發(fā)明設(shè)備的光路；圖2示出了本發(fā)明設(shè)備的雙探測器；圖3示出了本發(fā)明設(shè)備的多路探測器；圖4示出了在聚焦平面上的光強分布；圖5示出了本發(fā)明設(shè)備第一種變更方案的光路；圖6示出了本發(fā)明設(shè)備第二種變更方案的光路；圖7示出了聚焦光點相對于記錄媒體的軌道的取向示例。
圖1為本發(fā)明設(shè)備的光路示意圖。一個激光二極管1產(chǎn)生發(fā)散掃描光束2，該光束在穿過透鏡3之后形成平行射束。所述射束穿過半部透明反射鏡4，并通過聚焦裝置聚焦在記錄媒體7的信號承載層6上。在該例子中僅示出了物鏡5。圖中僅示出了部分記錄媒體的截面。掃描光束2從記錄媒體7上反射回來，穿過物鏡5并通過半部透明反射鏡4射向聚焦透鏡8。離開聚焦透鏡8的會聚光束通過光束分割器9射向第一探測器區(qū)域11和第二探測器區(qū)域12。在光束分割器9和位于透鏡8的聚焦光點處的第一探測器區(qū)域11之間設(shè)置間隙10。
在物鏡5上設(shè)置一個濾光帶14，該濾光帶在示范性實施例中為不透明的條帶。衍射現(xiàn)象具有的作用是，替代圓形聚焦光點，垂直于濾光帶14的方向R被壓縮的中央聚焦光點位于物鏡5的聚焦平面上，并且兩個副光點也在垂直于方向R的方向上離前述聚焦光點一定距離位置。光強分布體現(xiàn)在圖1中的探測器區(qū)域11，12上。相應(yīng)的光點分布也發(fā)生在信息承載層6上即發(fā)生在物鏡5的聚焦平面中。這里由于相關(guān)尺寸的問題而無法辨別(光點分布發(fā)生之處)。此外，這里的探測器區(qū)域11，12以及光點沒有按比例示出，而是經(jīng)放大的。由主光束形成的主光點15穿過間隙10到達第一探測器區(qū)域11，同時一級的副光點16由確定間隙10的表面13所掩蔽。第二探測器區(qū)域12具有分開的暗線17，其寬度大于或等于主光點15的最小尺寸。主光點15落在暗線17上，因此不在第二探測器區(qū)域12探測該主光點。僅副光點16由第二探測器區(qū)域12探測。
圖2示出了本發(fā)明設(shè)備的雙探測器18。圖中可看到來自聚焦透鏡8(這里未示出)的光束，該光束的主光點15落到第一探測器區(qū)域11上，副光點16落到界定表面13′上，該限制(bounding)表面同時形成第二探測器區(qū)域12。第二探測器區(qū)域12之間存在間隙10，而不是暗線。這樣探測器區(qū)域11，12形成層狀雙探測器18，該探測器為緊湊的，僅在組裝過程中需要調(diào)節(jié)。
圖3示出了本發(fā)明設(shè)備的多路探測器，在該例中為三路探測器。多路探測器19具有第一探測器區(qū)域11、第二探測器區(qū)域12和第三探測器區(qū)域12′。主光點15穿過由第二探測器區(qū)域12形成的間隙10落到第一探測器區(qū)域11上。一級的副光點16與主光點15一起穿過位于第三探測器區(qū)域12′之間的間隙10′落到第二探測器區(qū)域12上。處于二級的副光點16′落到第三探測器區(qū)域12′上。多路探測器19也構(gòu)造成層狀。可相應(yīng)地構(gòu)造出探測更多數(shù)目的點的探測器。
圖1所示的濾光帶14形成光瞳濾光器，該濾光器在使用中為物鏡5的光瞳平面上的不透明帶形式。圖4以三維形式示出了掃描光束2穿過物鏡5和濾光帶14在物鏡的聚焦平面上的光強分布。形成副光點16的次最大值僅出現(xiàn)在垂直于帶14的方向R的方向上。次最大值的高度，即副光點16的光強取決于帶14的寬度B。形成主光點15的主光束垂直于方向R上的寬度大于在方向R上的寬度，換言之，主光點具有橢圓形的外形。在本發(fā)明的變更方案中，按照已知的三光束軌道方法，副光點16用于獲得軌道信號。
圖7舉例示出了聚焦光點相對于記錄媒體7的軌道20的取向。作為例子，圖中示出了三個軌道20，20′，20”。在該圖中，它們位于軌道20，20′，20″之間的相應(yīng)內(nèi)軌道區(qū)域21，21′沒有用于記錄信息。這種內(nèi)軌道區(qū)域21，21′也稱為“鏡象(mirror)”區(qū)域。數(shù)據(jù)標(biāo)記22，位于軌道20上，它們在軌道方向S上的伸長可以較長或較短尺寸，但基本上具有恒定的寬度。數(shù)據(jù)標(biāo)記22的反射系數(shù)與它周圍的區(qū)域不同，或者它們形成凹部，其與其周圍區(qū)域的相互作用，從而導(dǎo)致照射到該數(shù)據(jù)標(biāo)記上的光線的反射受到有害干擾；或者這些數(shù)據(jù)標(biāo)記具有其它特性，該特性使得從該數(shù)據(jù)標(biāo)記處反射的光線特性發(fā)生變化，從而使得信息傳送可以這種方式實現(xiàn)。上述變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，因此在此不詳細說明。
圖7的左手部分示出了相應(yīng)于濾光帶14的第一方向R1產(chǎn)生的主光點15和副光點16。第一方向R1和軌道方向S之間有一夾角α。夾角α、主光點15和副光點16之間的距離以及軌道20之間的距離相互協(xié)調(diào)，這樣主光點15掃過中央軌道20′的數(shù)據(jù)標(biāo)記22，而副光點16掃過相鄰軌道20、20″的數(shù)據(jù)標(biāo)記22。三個軌道20，20′，20″均可以這種方式同時讀取。在該例中，各第二探測器區(qū)域12單獨讀取。
在圖7的右手部分示出了相應(yīng)于濾光帶14的第二方向R2的主光點15和副光點16的另一種配置。第二方向R2和軌道方向S之間包括一個夾角，該夾角β比前述的夾角α略大一些，這意味著盡管主光點15仍掃過中央軌道20′，但與前述不同的是副光束16掃過相鄰軌道20，20″的邊緣區(qū)域。因此，副光點16的一半部位于軌道20，20”上，另一半部位于內(nèi)軌道區(qū)域21，21’上。適當(dāng)旋轉(zhuǎn)濾光帶14可能會使副光點16精確處于相對于軌道20，20′，20″的所需位置上，從而根據(jù)三光束方法產(chǎn)生優(yōu)化跟蹤信號。在這種情況下，濾光帶14的寬度選擇成兩個副光點16之間的距離比記錄媒體7的軌道周期不是大很多。其結(jié)果是，三個光點相對于軌道來說是傾斜的。
與非濾光帶14產(chǎn)生的限制衍射的聚焦光點相比，前述本發(fā)明光強分布下的分辨率在垂直于濾光帶14的方向R的方向上較大。因為橢圓形主光點15的位置相對于軌道20′來說為傾斜的，所以無論在軌道間隔上還是對數(shù)據(jù)標(biāo)記22在軌道方向S上的尺寸而言均具有較高的分辨率。在邊界線上，主光點15和副光點16配置在垂直于軌道方向S的一條線上。此時，僅就軌道間隔而言分辨率得到提高，而在軌道方向S上的分辨率沒有增加，這是因為在沒有使用濾光帶14的情況下，主光點15在方向R上的尺寸沒有變化。在圖7右手部分所示的配置情況下，軌道錯誤信號按照在兩個第二探測器區(qū)域12之間的差別形成。
圖5示出了本發(fā)明設(shè)備的第一種變更方案的光路?？梢钥吹?，掃描光束2來自半部透明反射鏡4，并穿過聚焦透鏡8。配置在相應(yīng)于圖1中透鏡8左側(cè)的元件在此沒有示出，因為相對于圖1來說它們沒有變化。光線直接穿過光束分割器9，并照射到相應(yīng)于圖2的雙探測器18上，該探測器在此不詳細描述。從光束分割器9反射的射束狀光線由屏23掩蔽，光束的一半部引入光路，并照射到第四探測器區(qū)域24上。第四探測器區(qū)域24被暗線25分隔，并設(shè)置在聚焦透鏡8的聚焦平面上。如果信息承載層6精確位于物鏡5的聚焦平面上，則聚焦的副光點16和主光點15精確地照射到暗線25上，即使發(fā)生散焦，對應(yīng)的未被掩蔽的光點15、16的一半部落在第四探測器區(qū)域24的兩部分上。取決于第四探測器區(qū)域24中的哪一部分輸出信號，其使散焦的方向是確定的。按照第四探測器區(qū)域24的兩部分輸出信號的差別形成聚焦誤差信號。
圖6示出了本發(fā)明設(shè)備的第二種變更方案的光路。在該例子中，雙棱鏡26跟在聚焦透鏡8之后，而雙棱鏡將掃描光束2的截面分割成兩半部2′，2″。其中一半部2″落到第四探測器區(qū)域24上，該探測器區(qū)域被圖5中所示的暗線25彼此分開。探測器區(qū)域24在Foucault或刀口方法中用于產(chǎn)生聚焦誤差信號。所述另一半部2′穿過雙探測器18。雙探測器18對應(yīng)于前面所述的雙探測器，但在該例中僅被“半個”點15，16照射。同樣可作為分割光束截面的元件的雙光柵27位于雙棱鏡26的上方。在該例中，兩半部2′，2″沒有在垂直于它們的分隔線的方向上彼此相對位移，而是在分隔線的方向上彼此相對位移。在該例中也提供相應(yīng)的探測。雙光柵27具有兩個光柵常數(shù)不同的區(qū)域，它們分別反射該光照射在光軸之外的區(qū)域上，以改變尺寸，并因此產(chǎn)生按照一定距離完全分開的兩半部2′，2″。
權(quán)利要求
1．一種光記錄媒體(7)讀寫設(shè)備，其中在所述光記錄媒體上的數(shù)據(jù)標(biāo)記(22)沿沿彼此順序排列的軌道(20，20＇，20＂)排列，所述設(shè)備具有一個光源(1)、一個聚焦裝置(5)和一個光強分布轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述光強分布轉(zhuǎn)換器為設(shè)置在所述聚焦裝置(5)的一區(qū)域內(nèi)的濾光帶(14)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有一種探測器配置，在該探測器配置中包含多個探測器區(qū)域(11，12，12＇，24)，從記錄媒體(7)處反射出的光線射向這些探測器區(qū)域，并且主光束(15)和副光束(16)射向不同的探測器區(qū)域(11；11，12，12＇)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾光帶(14)設(shè)置成相對于所述記錄媒體(7)的軌道(20，20＇，20＂)方向的傾斜角度(α，β )大于零度。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，傾斜角度(α)選擇成使一級副光束(16)照射到相鄰軌道(20，20＇)上。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，傾斜角度(β)選擇成使濾光帶(14)產(chǎn)生的副光束(16)照射到所述記錄媒體(7)的軌道(20，20＇，20＂)的邊緣。
6．如前述任何一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，濾光帶(14)設(shè)置成位于聚焦裝置(5)的光瞳平面內(nèi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還具有另一個聚焦裝置(8)和一個間隙(10，10＇)，該間隙設(shè)置在所述另一個聚焦裝置的聚焦平面內(nèi)，并且其中一個探測器區(qū)域(11)設(shè)置在遠離該聚焦裝置的一側(cè)。
8．根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，其中一個探測器區(qū)域(12，12＇)有一個暗線區(qū)域(17)，其寬度大于聚焦主光束的主光點(15)的最小寬度。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置在一個探測器區(qū)域(11)之前的間隙(10，10＇)由其它探測器(12，12＇)的所述間隙暗線區(qū)域(17，17＇)形成。
10．如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，在從記錄媒體(7)反射來的光束(2)中配置一個分割光束截面的元件(26，27)。
11．如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，濾光帶(14)直接設(shè)置在一個會聚透鏡(5)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光記錄媒體讀寫設(shè)備(7),該光記錄媒體上的數(shù)據(jù)標(biāo)記(22)沿彼此順序排列的軌道(20,20′,20″)排列。所述設(shè)備具有一個光源(1)、一個聚焦裝置(5)和一個光強分布轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的目的是提供一種如下類型所述的設(shè)備,即在該設(shè)備中主光束的聚焦光點(15)的尺寸下降,并且減少由副光束(16)帶來的弊端。通過采用設(shè)置在聚焦裝置(5)區(qū)域中的濾光帶(14)作為光強分布轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號G11B7/13GK1283846SQ00122270
公開日2001年2月14日 申請日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者鄧遼金, 雷放 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司