專利名稱：讀取角度復(fù)用凹坑的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從光記錄介質(zhì)讀取角度復(fù)用凹坑(angularmultiplexed pit)的方法和裝置，并且涉及一種使用該方法或設(shè)備來(lái)從光記錄介質(zhì)讀取的設(shè)備。
背景技術(shù)：
一種增加光記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)容量的公知方法是使用凹坑子結(jié)構(gòu)，例如周期對(duì)準(zhǔn)的凹坑的角度位置。該技術(shù)使得可以在單個(gè)凹坑中存儲(chǔ)多個(gè)比特信息。提出了不同的凹坑形狀，以便產(chǎn)生可檢測(cè)角度信號(hào)，例如在深度上具有一個(gè)或多個(gè)等級(jí)(step)的凹坑、旋轉(zhuǎn)的“長(zhǎng)凹坑”、旋轉(zhuǎn)的“雙凹坑”等。例如，在“DVD disks shine from all angles，Physics World November 2004”中，公開(kāi)了一種具有等級(jí)形式的角度子結(jié)構(gòu)的凹坑，所述等級(jí)位于332個(gè)不同角度之一。利用聚焦激光束照射盤(pán)上的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱反射式凹坑結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)器上的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖形。通過(guò)使用特殊檢測(cè)器結(jié)構(gòu)，可以檢測(cè)記錄介質(zhì)上的凹坑的角度結(jié)構(gòu)，并且可以檢索存儲(chǔ)的信息。
例如，US 5,617,389公開(kāi)了一種檢測(cè)器，用于確定角度復(fù)用凹坑的旋轉(zhuǎn)角。該檢測(cè)器包括被劃分為八個(gè)光接收區(qū)域的光檢測(cè)器。這些區(qū)域整體上近似形成圓柱形。計(jì)算電路根據(jù)光接收區(qū)域的輸出信號(hào)，來(lái)計(jì)算多個(gè)信息和誤差信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備，用于使用簡(jiǎn)化的檢測(cè)器結(jié)構(gòu)，來(lái)從光記錄介質(zhì)讀取角度復(fù)用凹坑。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由一種用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑的旋轉(zhuǎn)角的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，該方法具有步驟
-利用光束照射角度旋轉(zhuǎn)凹坑；-利用檢測(cè)器的至少兩個(gè)檢測(cè)區(qū)域，來(lái)確定由角度旋轉(zhuǎn)凹坑反射的光束的至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)；以及-計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的差值信號(hào)；其中，依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)和差值信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還由一種用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑的旋轉(zhuǎn)角的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，所述設(shè)備包括-光源，用于利用光束照射角度旋轉(zhuǎn)凹坑；-檢測(cè)器，具有至少兩個(gè)檢測(cè)器區(qū)域，用于確定由角度旋轉(zhuǎn)凹坑反射的光束的至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)；以及-計(jì)算單元，用于計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的差值信號(hào)；其中，依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)和差值信號(hào)(PS)。
有利地，檢測(cè)器區(qū)域之間的邊界與光記錄介質(zhì)上的軌道基本平行。當(dāng)角度旋轉(zhuǎn)凹坑通過(guò)用于讀取的物鏡的焦點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)器區(qū)域產(chǎn)生至少兩個(gè)差值信號(hào)。這些信號(hào)的峰值(或者相位)相對(duì)彼此移位。移位取決于凹坑的旋轉(zhuǎn)角。通過(guò)組合檢測(cè)器區(qū)域的信號(hào)，可以獲得產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角信息的信號(hào)。盡管僅需要兩個(gè)檢測(cè)器區(qū)域來(lái)確定凹坑的旋轉(zhuǎn)角，優(yōu)選地檢測(cè)器是四象限檢測(cè)器。這具有如下優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)的具有象限檢測(cè)器的拾取器可以被用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)凹坑的旋轉(zhuǎn)角。因此，不需要硬件修改。在使用公知推拉(push-pull)來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤的同時(shí)，利用銳緣(knifeedge)或散光技術(shù)來(lái)控制聚焦誤差。采用根據(jù)本發(fā)明的方法或設(shè)備的拾取器可以使用傳統(tǒng)的和角度復(fù)用的光記錄介質(zhì)。盡管跟蹤誤差也導(dǎo)致不同檢測(cè)器區(qū)域的信號(hào)的相移，與旋轉(zhuǎn)凹坑所引起的位移相比，該相移非常小。此外，該相移具有較低頻率，并且可以容易地與旋轉(zhuǎn)凹坑的高頻信號(hào)分離。依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑沿軌道方向相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)和差值信號(hào)。按照這種方式，當(dāng)在光記錄介質(zhì)上周期地布置凹坑時(shí)，例如通過(guò)確定在角度旋轉(zhuǎn)凹坑相對(duì)于標(biāo)記中心的兩個(gè)不同位置處的差值信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相位靈敏檢測(cè)。相位靈敏檢測(cè)增加了旋轉(zhuǎn)角確定的靈敏度。
有利地，除了差值信號(hào)之外，還產(chǎn)生所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的求和信號(hào)。這將可檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角的范圍擴(kuò)展到-90°至90°，如果僅使用差值信號(hào)，則可檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角限制在-45°至45°。
優(yōu)選地，一種從光記錄介質(zhì)進(jìn)行讀取的儀器包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或裝置，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑的旋轉(zhuǎn)角的方法。


為了更好地理解，在下面的說(shuō)明中參考附圖來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明?？梢岳斫獾?，本發(fā)明不局限于該示范實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，方便地組合和/或修改指定的特征。在附圖中圖1示意地示出了用于讀取角度復(fù)用凹坑的拾取器；圖2示出了拾取器的檢測(cè)器象限相對(duì)于軌道和角度旋轉(zhuǎn)凹坑的位置；圖3示出了具有旋轉(zhuǎn)角u＝-45°的角度旋轉(zhuǎn)凹坑的檢測(cè)器象限的信號(hào)；圖4示出了具有旋轉(zhuǎn)角u＝0°的角度旋轉(zhuǎn)凹坑的檢測(cè)器象限的信號(hào)；圖5示出了依據(jù)標(biāo)記位置的凹坑角度信號(hào)PS；以及圖6示出了示范凹坑角度信號(hào)PA的圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示意地示出了用于讀取角度復(fù)用凹坑的拾取器1。激光二極管2發(fā)射線偏振的光束3，由準(zhǔn)直透鏡4準(zhǔn)直光束3。準(zhǔn)直的光束3通過(guò)偏振分束器5和四分之一波片6，其將光束3變換為圓偏振光束3，然后由物鏡7聚焦到光記錄介質(zhì)8上。由光記錄介質(zhì)反射的光束9由物鏡7準(zhǔn)直，并且經(jīng)過(guò)四分之一波片6，其將反射的光束9變換為線性偏振光束9。由于四分之一波片6，反射光束9的偏振方向與初始光束3的偏振方向垂直。因此由偏振分束器5使反射光束9向聚焦透鏡10偏轉(zhuǎn)，聚焦透鏡10將反射的光束9聚焦到檢測(cè)器11上。檢測(cè)器11至少具有兩個(gè)檢測(cè)器區(qū)域。優(yōu)選地，檢測(cè)器11是四象限檢測(cè)器。圖2示出了拾取器1的檢測(cè)器象限相對(duì)于光記錄介質(zhì)8的軌道12以及角度旋轉(zhuǎn)凹坑13、14的位置。在附圖中，第一凹坑13以旋轉(zhuǎn)角u相對(duì)于軌道12旋轉(zhuǎn)。
下面，描述根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)方法的仿真的結(jié)果。對(duì)于仿真，使用下面的參數(shù)·波長(zhǎng)405nm，在光記錄介質(zhì)上為圓偏振光·物鏡的數(shù)值孔徑(NA)0.85·凹坑尺寸320nm×100nm當(dāng)角度旋轉(zhuǎn)凹坑13、14通過(guò)光拾取器1的物鏡7的焦點(diǎn)時(shí)，象限檢測(cè)器11產(chǎn)生四個(gè)差值信號(hào)。這些信號(hào)的峰值(或者相位)彼此互相移位。移位取決于凹坑的旋轉(zhuǎn)角u。圖3示出了當(dāng)具有旋轉(zhuǎn)角u＝-45°的角度旋轉(zhuǎn)凹坑移過(guò)物鏡7的焦點(diǎn)時(shí)的象限檢測(cè)器11的四個(gè)信號(hào)。圖4示出了旋轉(zhuǎn)角u＝0°的四個(gè)信號(hào)。
通過(guò)組合象限A、B、C、D的信號(hào)，可以獲得產(chǎn)生有關(guān)旋轉(zhuǎn)角的信息的信號(hào)。作為示例，使用信號(hào)組合PS(x)＝A(x)+B(x)-C(x)-D(x)，其中x表示凹坑的位置。圖5示出了四個(gè)不同旋轉(zhuǎn)角度的結(jié)果。虛線矩形指示具有較大靈敏度的區(qū)域。從圖中可見(jiàn)，可以容易地將旋轉(zhuǎn)角-45°和45°的信號(hào)與旋轉(zhuǎn)角0°的信號(hào)區(qū)分開(kāi)。旋轉(zhuǎn)角在-45°和45°之間的信號(hào)位于所示信號(hào)之間。
利用單象限檢測(cè)器，則可檢測(cè)的角度范圍限制于-45°和+45°之間。這有利于減少相鄰軌道的串?dāng)_，因?yàn)樾D(zhuǎn)角為u＝90°的旋轉(zhuǎn)凹坑是非常寬的。然而，利用信號(hào)組合SUM(x)＝A(x)+B(x)+C(x)+D(x)，還可以檢測(cè)凹坑角度是否是u＝0°或u＝90°。在u＝0°處，凹坑非常長(zhǎng)，所以SUM(x)具有非常寬的峰值(即較大的半寬)，而在u＝90°處，SUM(x)較小。因此，通過(guò)組合，可以計(jì)算在-90°至+90°的范圍內(nèi)復(fù)用的信號(hào)PA和SUM。
通常，角度旋轉(zhuǎn)凹坑在光記錄介質(zhì)上周期地對(duì)準(zhǔn)。因此，得到時(shí)鐘信號(hào)是相對(duì)簡(jiǎn)單的，其中所述時(shí)鐘可以產(chǎn)生與每個(gè)凹坑相對(duì)于標(biāo)記中心的實(shí)際位置相關(guān)的信息。如果凹坑未周期地對(duì)準(zhǔn)，則必須存儲(chǔ)并隨后評(píng)估凹坑所產(chǎn)生的信號(hào)。使用例如相位靈敏檢測(cè)器，通過(guò)在兩個(gè)不同位置測(cè)量上述信號(hào)PS(x)，可以獲得關(guān)于凹坑角度在-45°和+45°之間的凹坑角度的信息。圖6示出了d＝130nm的凹坑角度為-45、0和+45的凹坑角度信號(hào)PA(d)＝PS(-d)-PS(+d)的圖。從附圖中可以清楚地看出，如果選定了適當(dāng)?shù)木嚯xd，則利用函數(shù)PA可以確定凹坑旋轉(zhuǎn)角度u。使用例如如圖5所示的模擬，則可以容易地確定距離。
推導(dǎo)出的信號(hào)與公知的DVD系統(tǒng)的DPD(微分相位檢測(cè))或DTD(微分時(shí)間檢測(cè))跟蹤信號(hào)相當(dāng)。在這些系統(tǒng)中，相位移位效應(yīng)非常小，因此關(guān)于多個(gè)凹坑進(jìn)行平均是必要的。在角度旋轉(zhuǎn)凹坑的情況下，旋轉(zhuǎn)邊緣的長(zhǎng)度非常大。因此，該效應(yīng)顯著地加強(qiáng)。此外，凹坑的周期布置使得可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角u進(jìn)行相位靈敏檢測(cè)，這提高了信噪比。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)(8)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)的旋轉(zhuǎn)角的方法，包括步驟-利用光束(9)照射角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)；和-利用檢測(cè)器(11)的至少兩個(gè)檢測(cè)器區(qū)域，來(lái)確定由角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)反射的光束(9)的至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)；其中-計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)的差值信號(hào)(PS)；以及-依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)和差值信號(hào)(PS)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟通過(guò)確定在角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)相對(duì)于標(biāo)記中心的兩個(gè)不同位置處的差值信號(hào)(PS)，執(zhí)行差值信號(hào)(PS)的相位靈敏檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括步驟產(chǎn)生所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)的求和信號(hào)(SUM)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，檢測(cè)器區(qū)域之間的邊界與光記錄介質(zhì)(8)上的軌道(12)基本平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中，檢測(cè)器(11)是四象限檢測(cè)器。
6.一種用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)(8)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)的旋轉(zhuǎn)角的裝置，包括-光源(2)，用于利用光束(9)照射角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)；和-檢測(cè)器(11)，具有至少兩個(gè)檢測(cè)器區(qū)域，用于確定由角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)反射的光束(9)的至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)；其中-所述裝置還包括計(jì)算單元，用于計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)的差值信號(hào)(PS)；以及-依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)和差值信號(hào)(PS)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括計(jì)算單元，用于計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)的求和信號(hào)(SUM)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中，檢測(cè)器區(qū)域之間的邊界與光記錄介質(zhì)(8)上的軌道(12)基本平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的裝置，其中，檢測(cè)器(11)是四象限檢測(cè)器。
10.一種對(duì)光記錄介質(zhì)進(jìn)行讀取的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備適用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，或者包括根據(jù)權(quán)利要求6至9之一的用于檢測(cè)光記錄介質(zhì)(8)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)的旋轉(zhuǎn)角的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從光記錄介質(zhì)(8)上讀取角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)的方法和設(shè)備(1)，并且涉及一種使用這種方法或設(shè)備來(lái)從光記錄介質(zhì)進(jìn)行讀取的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，一種檢測(cè)光記錄介質(zhì)(8)上的角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)的旋轉(zhuǎn)角的方法，包括步驟利用光束(9)照射角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)；利用檢測(cè)器(11)的至少兩個(gè)檢測(cè)區(qū)域，來(lái)確定由角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)反射的光束(9)的至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)；以及計(jì)算所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)的差值信號(hào)(PS)；其中，依據(jù)角度旋轉(zhuǎn)凹坑(13、14)相對(duì)于標(biāo)記中心的位置，來(lái)確定所述至少兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)(A+B、C+D)和差值信號(hào)(PS)。
文檔編號(hào)G11B7/13GK1932984SQ20061012622
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者約阿希姆·尼特爾 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司