專利名稱:光信息記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種光信息記錄介質(zhì),更具體地講,涉及一種例如在 其上記錄全息圖的光盤。
背景技術(shù):
通過向諸如壓縮盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)和"藍(lán)光盤 (注冊商標(biāo)也稱作"BD,,),,的光盤發(fā)射光束并且讀取反射從而能夠 從這些光盤再現(xiàn)信息的光盤裝置已經(jīng)是非常普遍的。
另外,以上光盤裝置向光盤發(fā)射光束以局部地改變光盤上的反射 率等等。以這種方式,記錄信息。
關(guān)于這種光盤,已知基本上基于X/NA (X是光束的波長,NA 是數(shù)值孔徑)確定在光盤上形成的光點(diǎn)的尺寸并且分辨率與k/NA的 值成比例。例如,在 Y.Kasami, y.Kuroda, K.Seo, O.Kawakubo, S.Takagawa, M.Ono, and M.Yamada, Jpn. J. Appl. Phys., 39, 756(2000) 中詳細(xì)描述了能夠在120mm直徑光盤上記錄25GB數(shù)據(jù)的BD。
順便說一句,諸如包括音樂內(nèi)容和視頻內(nèi)容的各種內(nèi)容和包括計(jì)算 機(jī)的數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)的各種信息能夠記錄在光盤上。尤其在近些年來, 由于圖形分辨率和聲音品質(zhì)的改善導(dǎo)致信息量增大,從而需要一種能夠 存儲更多內(nèi)容的光盤。因此,需要更大容量的光盤。
因此,如I.Ichimura et al. Techinical Digest of ISOM ,04, pp52, Oct. 11-15, 2005, Jeju, Korea中所公開的,提議通過在光盤內(nèi)部將多個記錄層放置在一起以增加光盤的容量。
另一方面,作為光盤的一種信息記錄方法,如R. R. McLeod et al. "Microholographic multilayeroptical disk data storage," Appl. Opt" Vol. 44, 2005, pp3197中所7〉開的,提議光盤裝置利用全息圖。
例如,如圖1所示,光盤裝置1從光學(xué)頭7發(fā)射光束并且將該光束 聚焦在光盤8內(nèi)部的一點(diǎn)上,其中,該光盤8由諸如能夠才艮據(jù)發(fā)射光束 的強(qiáng)度改變折射率的光敏聚合物的材料形成。然后,利用設(shè)置在光盤8 之下(即,圖1的底部)的反射裝置9,光盤裝置1從光盤8之下發(fā)射 光束并且將該光束聚焦在同 一點(diǎn)。
光盤裝置1從激光器2發(fā)射光束或激光,利用聲光調(diào)制器3對該光 束或激光的光波進(jìn)行調(diào)制,并且利用準(zhǔn)直透鏡4使它準(zhǔn)直。然后,光束 通過偏振分束器5,并且在進(jìn)入光學(xué)頭7之前通過1/4波片6從線偏振 光轉(zhuǎn)換成圓偏振光。
光學(xué)頭7能夠記錄和再現(xiàn)信息。反射鏡7A對光束進(jìn)行反射,并 且在將光束發(fā)射到光盤8之前由物鏡7B對光束進(jìn)行聚集,其中,該 光盤8由主軸電機(jī)(未示出)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
此時,在光束聚焦在光盤8內(nèi)部的一點(diǎn)上以后,光束由位于光盤 8之下的反射裝置9進(jìn)行反射,并且從光盤8之下發(fā)射到同一點(diǎn)。順 便說一句,反射裝置9包括聚光透鏡9A、光閘9B、聚光透鏡9C和 反射鏡9D。
結(jié)果,如圖2A所示,在光束的焦點(diǎn)處產(chǎn)生駐波,并且形成記錄 標(biāo)記RM或全息圖該全息圖的尺寸與光斑的尺寸相同,并且它的 形狀類似于在底面處進(jìn)行組合的兩個錐體的形狀。以這種方式,該記 錄標(biāo)記RM ^^記錄作為信息。
當(dāng)在光盤8內(nèi)部記錄多個記錄標(biāo)記RM時,光盤裝置1將光盤8 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以沿著同心或螺旋軌道形成每個記錄標(biāo)記RM從而產(chǎn)生一 個標(biāo)記記錄層。此外,通過調(diào)整光束的焦點(diǎn),光盤裝置1能夠記錄每 個記錄標(biāo)記RM從而4吏得多個標(biāo)記記錄層堆疊在一起。
因此,光盤8具有包括多個標(biāo)記記錄層的多層結(jié)構(gòu)。例如,在光盤8中,如圖2B所示,記錄標(biāo)記RM之間的距離(標(biāo)記間距)pl 是1.5jim,軌道之間的距離(軌道間距)p2是2nm,層之間的距離p3 是22.5nm。
此外,當(dāng)從記錄有記錄標(biāo)記RM的光盤8再現(xiàn)信息時,光盤裝 置1關(guān)閉反射裝置9的光閘9B以停止從光盤8之下發(fā)射光束。
此時,光盤裝置1控制光學(xué)頭7向光盤8內(nèi)部的記錄標(biāo)記RM 發(fā)射光束,并且將從記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生的再現(xiàn)光束導(dǎo)向光學(xué)頭7。再 現(xiàn)光束通過1/4波片6從圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光,并且由偏振分束 器5進(jìn)行反射。然后,在再現(xiàn)光束經(jīng)由針孔11到達(dá)光電檢測器12之 前,再現(xiàn)光束由聚光透鏡10進(jìn)行聚集。
光盤裝置1的光電檢測器12檢測再現(xiàn)光束的強(qiáng)度?;跈z測的 結(jié)果,光盤裝置1對信息進(jìn)行再現(xiàn)。
另外,在日本專利No.3452106中提議,與圖3所示的光盤裝置 13相同,其中,該光盤裝置13的多個部分由與圖1的對應(yīng)部分相同 的符號表示,在記錄過程中,光束分成兩束,其中一束引導(dǎo)到光盤8 的頂表面,而另一束引導(dǎo)到光盤8的后表面,從而使得這兩個光束彼 此交疊。
在這個光盤裝置13中,從激光二極管14A發(fā)射出的光束通過準(zhǔn) 直透鏡4進(jìn)行準(zhǔn)直,并且通過分束器5A劃分成兩個光束即第一光束 和第二光束。
光盤裝置13將通過分束器5A的第一光束經(jīng)由分束器5B和5C 導(dǎo)向物鏡7B。物鏡7B將第一光束進(jìn)行聚集并且將其向光盤8X的第 一表面8A進(jìn)行發(fā)射。
此時,光盤裝置13的光電檢測器12B經(jīng)由物鏡7B、分束器5C 和5B以及柱面透鏡18接收在光盤8X的基片8C與介質(zhì)層8D之間 的邊界處反射的第一光束的一部分。光盤裝置13的矩陣放大器19對 根據(jù)接收到的光束的強(qiáng)度而改變的檢測信號進(jìn)行放大。然后,光盤裝 置13基于該放大的檢測信號產(chǎn)生伺服控制信號。
另外,光盤裝置13基于該伺服控制信號對致動器7Ba進(jìn)行驅(qū)動以移動物鏡7B。
另一方面,光盤裝置13利用反射鏡15A、 15B、 15C和15D將 由分束器5A反射的第二光束導(dǎo)向凸透鏡7C。該凸透鏡7C將第二光 束進(jìn)行聚集并且將其向光盤8X的第二表面8B進(jìn)行發(fā)射。
此時,光盤裝置13在第一和第二光束彼此交疊并且彼此干涉的 區(qū)域(陰影區(qū)域)產(chǎn)生記錄標(biāo)記RM或全息圖。以這種方式,記錄 標(biāo)記RM記錄在記錄層8E上作為信息。
此外,在再現(xiàn)過程中,光盤裝置13利用位于第二光束的光路中 的光閘16阻擋第二光束。另外,在第一光束以后產(chǎn)生的再現(xiàn)光束或 反射光束在記錄在光盤8X上的記錄標(biāo)記RM處進(jìn)行反射,經(jīng)由物鏡 7B、分束器5C、凹透鏡17、聚光透鏡10和針孔片11由光電檢測器 12A進(jìn)行接收。
光電檢測器12檢測再現(xiàn)光束的強(qiáng)度,并且光盤裝置13基于該檢 測的結(jié)果對信息進(jìn)行再現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
順便說一句,考慮到通過增大物鏡的數(shù)值孔徑NA并且使得記 錄標(biāo)記尺寸小,光盤裝置13能夠增大記錄密度。
在這種情況下,如果由于光盤8X的變形、旋轉(zhuǎn)的光盤8X的振 動等導(dǎo)致光盤8X發(fā)生傾斜,則產(chǎn)生像差(下文中,這個像差稱作 "傾斜像差")。因此,針對光盤8,光盤裝置13可能會需要一定 的允許量(所謂的傾斜余量(tilt margin))。
通常,當(dāng)物鏡的數(shù)值孔徑NA增大時,會聚的光束的會聚角也增 大,從而導(dǎo)致傾斜像差增大。因此,如果利用大數(shù)值孔徑NA的物 鏡,則通過使得從離物鏡最遠(yuǎn)的標(biāo)記記錄層上的并且在其上聚焦光束 的目標(biāo)標(biāo)記位置到光盤的表面的距離盡可能小以減小傾斜像差來確保 傾斜余量(這個距離稱作"表面至記錄距離")。
例如,對于BD 1靠近物鏡的蓋層的厚度設(shè)置為大約O.lmm,在 這種情況下,物鏡的數(shù)值孔徑NA是0.85并且光束僅僅發(fā)射到光盤的一個表面。另外,關(guān)于BD,將沒有向其發(fā)射光束的BD的基片制 得薄、從而確保整體上足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
實(shí)際上,關(guān)于每個表面曝露于不同光束的光盤8X,應(yīng)該保護(hù)在 其上記錄有全息圖的記錄層8E。因此,光盤8X不僅僅包括基片8C 還包括作為在其上沒有記錄記錄標(biāo)記的基層或基區(qū)的基片,以保護(hù)記 錄層,其中,該基片位于記錄層8E的相反側(cè)。因此,如果利用大數(shù) 值孔徑NA的物鏡,則需要將兩個基片制得薄以使得表面至記錄距離 盡可能小。
然而,第一和第二光束經(jīng)由兩個物鏡反射到光盤8X的任意一 側(cè)。因此,針對傾斜余量,需要將任意一側(cè)上的基片制得薄。如果數(shù) 值孔徑NA是0.85的與用于BD的物鏡相同的物鏡用于光盤裝置 13,則光盤8X整體變薄,從而使得難于確保光盤8X的足夠的機(jī)械 強(qiáng)度。
也就是說,如果增大物鏡的數(shù)值孔徑NA以使得記錄標(biāo)記尺寸小 從而改進(jìn)它的記錄密度,則這使得難于確保光盤8X的足夠的機(jī)械強(qiáng) 度。
鑒于以上觀點(diǎn)作出本發(fā)明,并且本發(fā)明旨在提供一種具有增大的 記錄密度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度的光信息記錄介質(zhì),其中,通過使得記錄 標(biāo)記的尺寸小來獲得該增大的記錄密度。
在本發(fā)明的一個方面中, 一種光信息記錄介質(zhì)包括記錄區(qū),在 所述記錄區(qū)上,在第一光束和第二光束彼此交疊的位置處形成的干涉 光束記錄為全息圖,其中,所述第二光束的會聚角小于所述第一光束 的會聚角,所述第一光束和所述第二光束從同一光源進(jìn)行發(fā)射,其 中,所述第一光束引導(dǎo)到一個表面,而所述第二光束引導(dǎo)到另一個表 面;第一基區(qū),該第一基區(qū)覆蓋向其發(fā)射所述第一光束的所述記錄區(qū) 的一個表面,并且允許所述第一光束從該第一基區(qū)通過;以及第二基 區(qū),該第二基區(qū)制得比所述第一基區(qū)厚,覆蓋向其發(fā)射所述第二光束 的所述記錄區(qū)的另一個表面,并且允許所述第二光束從該第二基區(qū)通 過。因此,關(guān)于該光信息記錄介質(zhì),會聚角較大的第一光束進(jìn)入第一 基區(qū),并且能夠使得它的束腰直徑變小。盡管第二光束的束腰直徑相 對較大,但是能夠通過在第一和第二光束彼此交疊處的小的干涉光束
記錄小的記錄標(biāo)記RM。此外,第二基區(qū)增大了該光信息記錄介質(zhì)的 機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,關(guān)于該光信息記錄介質(zhì),會聚角大的第一 光束進(jìn)入第一基區(qū),并且能夠使得它的束腰直徑變小。盡管第二光束 的束腰直徑相對較大,但是能夠通過在第一和第二光束彼此交疊處的 小的干涉光束記錄小的記錄標(biāo)記RM。此外,第二基區(qū)增大了該光信 息記錄介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)一種具有增大的記錄密度和 足夠的機(jī)械強(qiáng)度的光信息記錄介質(zhì),其中,通過使得記錄標(biāo)記的尺寸 小來獲得該增大的記錄密度。
當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時,基于下文的詳細(xì)描述、本發(fā)明的特性、 原理和效用將變得更加清楚,其中,在這些附圖中,相同部分由相同 的附圖標(biāo)記表示。
在這些附圖中
圖l是示出現(xiàn)有的駐波記錄型光盤裝置(1)的構(gòu)造的示意圖; 圖2是示出如何形成全息圖的示意圖3是示出現(xiàn)有的駐波記錄型光盤裝置(2)的構(gòu)造的示意圖;
圖4是示出基本概念的示意圖5是示出全息圖(1)的形成的示意圖6是示出焦點(diǎn)和束腰的示意圖7是示出光盤(1)的構(gòu)造的示意圖8是示出光盤(2)的構(gòu)造的示意圖9是示出光盤裝置的構(gòu)造的示意圖IO是示出光學(xué)拾取器的外觀的示意圖ll是示出光學(xué)拾取器的構(gòu)造的示意圖;圖12是示出紅色光束的光路的示意圖13是示出光電檢測器(1)的檢測區(qū)域的構(gòu)造的示意圖14是示出藍(lán)色光束(1)的光路的示意圖15是示出藍(lán)色光束(2)的光路的示意圖16是示出光電檢測器(2)的檢測區(qū)域的構(gòu)造的示意圖17是示出全息圖(2)的形成的示意圖18是示出藍(lán)色光束的波陣面的示意圖19是示出方向的定義的示意圖20是示出表面方向光強(qiáng)度分布的示意圖21是示出關(guān)于千涉光束DB1的深度方向光強(qiáng)度分布的示意
圖22是示出關(guān)于干涉光束DB2的深度方向光強(qiáng)度分布的示意
圖23是示出關(guān)于干涉光束DB3的深度方向光強(qiáng)度分布的示意
圖24是示出干涉光束的強(qiáng)度分布的示意圖; 圖25是示出衍射效率(1)的偏離軌道(de-track)依賴關(guān)系的 示意圖26是示出衍射效率(2)的偏離軌道依賴關(guān)系的示意圖; 圖27是示出衍射效率(1)的偏離焦點(diǎn)(de-focus)依賴關(guān)系的 示意圖28是示出衍射效率(2)的偏離焦點(diǎn)依賴關(guān)系的示意圖; 圖29是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的光盤(1)的構(gòu)造的示意 圖;以及
圖30是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的光盤(2)的構(gòu)造的示意圖。
附圖標(biāo)記
7A:反射鏡;7B:物鏡;8:光盤;9A或10:聚光透鏡;9B: 光閘;9D:反射鏡;7:光學(xué)頭;6:四分之一波片;5:偏振分束器;3:聲光調(diào)制器;2:激光器;4:準(zhǔn)直透鏡;11:針孔;12:光 電檢測器;9:反射裝置;LY2或LY3:基片;LY1:記錄層;38: 第一物鏡;79:第二物鏡;100H:孑L; 100:光盤;100A:引導(dǎo)表 面;102或103:基片;104:反射透射層;101:記錄層;OL1或 OL2:物鏡;100B:記錄光束曝光表面;24:主軸電機(jī);25:步進(jìn)電 機(jī);26:光學(xué)拾取器;30:引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng);50:引導(dǎo)表 面信息光學(xué)系統(tǒng);70:記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng);100A:引導(dǎo)表 面;100B:記錄光束啄光表面。
具體實(shí)施例方式
將對照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。 (1)基本概念
如圖4所示,根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,光盤DC包括記錄層 LY1、以及基片LY2和LY3,其中,記錄層LY1夾在基片LY2與 LY3之間。記錄標(biāo)記RM形成于記錄層LY1上用于記錄信息。
光盤裝置DV (未示出)將從光源發(fā)射出的藍(lán)色光束Lb0劃分成 兩個藍(lán)色光束Lbl和Lb2。當(dāng)藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由第一物鏡OLl發(fā)射 到光盤DC的一個表面(基片LY2)時,藍(lán)色光束Lb2經(jīng)由第二物 鏡OL2發(fā)射到光盤DC的另一個表面(基片LY3)。以這種方式, 形成記錄標(biāo)記RM。
在該光盤裝置DV中,如果光盤DC由于變形或振動而傾斜時, 產(chǎn)生像差(在下文中,這個像差也稱作"傾斜^^差,,),從而導(dǎo)致在光 盤DC上產(chǎn)生變形斑的這種問題。已知當(dāng)從光盤DC的表面到記錄 有記錄標(biāo)記RM的位置的距離Dp變大時以及當(dāng)?shù)谝晃镧ROL1和第 二物鏡OL2的數(shù)值孔徑NA變大時,傾斜像差相應(yīng)地增大(記錄有 記錄標(biāo)記RM的位置稱作"記錄標(biāo)記位置",而從光盤DC的表面到 記錄標(biāo)記位置的距離稱作"表面至記錄距離")。
在該光盤裝置DC中,減小該表面至記錄距離Dp使得傾斜余量 增大。另一方面,在該光盤裝置DV中,根據(jù)像差的上述特征,減小第一物鏡OL1和第二物鏡OL2的數(shù)值孔徑NA使得傾斜余量變大。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,第一物鏡OL1的數(shù)值孔徑NA大于第二 物鏡OL2的數(shù)值孔徑。
考慮到該傾斜余量,可能必需減小基片LY2的厚度t2:與基片 LY1相比較而言,基片LY2更靠近數(shù)值孔徑NA大的第一物鏡 OLl。然而,這使得可以增大基片LY3的厚度t3:與基片LY2相比 較而言,基片LY3更加靠近數(shù)值孔徑NA小的第二物鏡OL2。因 此,關(guān)于光盤DC,能夠增大整個光盤DC的厚度ta以確保機(jī)械強(qiáng) 度。
如上所述,僅僅在靠近藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl的區(qū)域和靠近 藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2的區(qū)域彼此交疊的近交疊區(qū)域(close-overlapping area)中形成記錄標(biāo)記RM或全息圖(靠近焦點(diǎn)Fbl的 區(qū)域稱作"近焦點(diǎn)區(qū)域Afl",而靠近焦點(diǎn)Fb2的區(qū)域稱作"近焦點(diǎn)區(qū) 域Af2")。
此外,由第二物鏡OL2聚集的光束Lb2的第二會聚角a2小于 由第一物鏡OLl聚集的藍(lán)色光束Lbl的第一會聚角(xl。
換言之,在該光盤裝置DV中,焦點(diǎn)Fb2附近的藍(lán)色光束Lb2 的直徑大于焦點(diǎn)Fbl附近的藍(lán)色光束Lbl的直徑(在下文中,焦點(diǎn) Fb2附近的藍(lán)色光束Lb2的直徑稱作"束腰直徑S2,,,而焦點(diǎn)Fbl附 近的藍(lán)色光束Lbl的直徑稱作"束腰直徑Sl")。
結(jié)果,如圖5所示,在光束直徑的方向上,僅僅存在藍(lán)色光束 Lbl的近焦點(diǎn)區(qū)域Afl被認(rèn)為是近交疊區(qū)域。記錄標(biāo)記RM僅僅形 成于該近交疊區(qū)域中。
以這種方式,由于基于藍(lán)色光束Lbl的束腰直徑Sl確定記錄在 記錄層上的記錄標(biāo)記RM的尺寸,所以形成的記錄標(biāo)記RM的尺寸 基本上等于通過將束腰直徑Sl的兩個光束進(jìn)行交疊所產(chǎn)生的記錄標(biāo) 記RM。因此,盡管光盤裝置DV發(fā)射束腰直徑S2的藍(lán)色光束 Lb2,但是仍能夠保持光盤DC的記錄密度。
如圖6A所示,如果假定藍(lán)色光束Lbl和Lb2沒有衍射現(xiàn)象,則焦點(diǎn)Fb (Fbl和Fb2)是在由第一物鏡OL1和第二物鏡OL2聚 集的藍(lán)色光束LM和Lb2的光軸Lx上形成的圖像形成點(diǎn)。
此外,藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光軸Lx相對于藍(lán)色光束Lbl和 Lb2的輪廓(外圍)Lo (Lol和Lo2)的角度稱作會聚角a (第一會 聚角al和第二會聚角a2)。
現(xiàn)實(shí)情況中,如圖6B所示,由于衍射現(xiàn)象藍(lán)色光束Lbl和Lb2 的焦點(diǎn)Fbl和Fb2不是"點(diǎn)"。光軸Lx與藍(lán)色光束Lbl和Lb2的直 徑最小處的束腰BW的交點(diǎn)被認(rèn)為是焦點(diǎn)Fb 1和Fb2 。
順便說一句,在這個實(shí)施例中,通過使得物鏡OL2的數(shù)值孔徑 NA小于物鏡OL1的數(shù)值孔徑NA,第二會聚角a2變得小于第一會 聚角al。然而,本發(fā)明不限于此。例如,如果物鏡OL2的數(shù)值孔徑 NA等于或大于物鏡OL1的數(shù)值孔徑NA,則通過使得進(jìn)入物鏡OL2 的藍(lán)色光束Lb2的直徑小于藍(lán)色光束Lbl的直徑,第二會聚角a2能 夠小于第一會聚角al。 (2)光盤的構(gòu)造
在下文中,描述了用作根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的信息記錄介質(zhì)的 光盤100。圖7A是光盤100的外觀圖。光盤100整體上是圓盤形 盤,它的直徑大約是120mm,與典型的CD、 DVD和BD相同。孔 100H形成于它的中心部分上。
圖7B是光盤100的截面視圖。在中心處形成了記錄層101:信 息記錄在該記錄層101上。記錄層101夾在基片102與基片103之 間。
基片102和103由透射率高而光學(xué)各向異性小的諸如聚碳酸酯或 玻璃的材料制成?;?02和103不會改變以高的透射率從其通過的 光束的偏振?;?02和103還用于保護(hù)記錄層101。順便說一句, 可以將抗反射涂層施加到基片102和103的表面上以防止不必要的反 射。
與光盤8 (圖1)的情況一樣,記錄層101由其折射率根據(jù)發(fā)射 光束的強(qiáng)度改變并且對405nm波長的藍(lán)色光束起反應(yīng)的光敏聚合物等制成。如圖7B所示,如果兩個相對較強(qiáng)的藍(lán)色光束Lbl和Lb2 在記錄層101中彼此發(fā)生干涉,則在記錄層101中產(chǎn)生駐波。因此, 如圖2A所示,形成了具有全息圖的特征的干涉圖案。
此外,光盤100包括作為反射層的反射透射膜104:該反射透射 膜104位于記錄層101與基片102之間的邊界處。反射透射膜104由 介質(zhì)多層等制成例如,反射透射膜104由通過諸如噴濺的方法產(chǎn)生 的諸如鋁或銀的金屬膜以及包括氧化硅或氮化硅的無機(jī)膜制成。此 外,為了當(dāng)暴露到藍(lán)色光束Lb或紅色光束Lr時防止反射透射膜 104對記錄層101起反應(yīng),能夠在反射透射層104上形成由可UV固 化樹脂制成的間隙層。
反射透射層104具有波長選擇性反射透射層104允許波長是 405nm的藍(lán)色光束Lbl、 Lb2和Lb3 ( Lb3是藍(lán)色再現(xiàn)光束)從其中 通過,而對波長是660nm的紅色光束進(jìn)行反射。
此外,反射透射層104包括用于進(jìn)行循軌伺服的導(dǎo)槽。具體地 講,通過岸(land)和槽形成螺旋軌道,如典型的BD-R (可記錄 的)盤。在這個軌道中,每個記錄單元與編號或地址相關(guān)聯(lián),從而使 得能夠通過用于信息記錄和再現(xiàn)的地址識別軌道。
順便說一句,可以不在反射透射層104上(或者在記錄層101與 基片102之間的邊界)形成導(dǎo)槽而是形成凹坑等;作為另一種選擇, 可以既利用導(dǎo)槽又利用凹坑。
如果紅色光束Lrl經(jīng)由基片102發(fā)射到反射透射層104,則反射 透射層104將其反射向基片102。該反射光束稱作"紅色反射光束 Lr2"。
期待在該光盤裝置中,例如,紅色反射光束Lr2用于第一物鏡 OL1的位置控制(即,聚焦控制和循軌控制)紅色反射光束Lr2 用于調(diào)整由預(yù)定的第一物鏡OL1進(jìn)行聚集的紅色光束Lrl的焦點(diǎn)Fr 從而使得焦點(diǎn)Fr位于目標(biāo)軌道上。
順便說一句,在下文中,靠近基片102的光盤100的表面稱作 "引導(dǎo)表面IOOA",而靠近基片103的光盤100的表面稱作"記錄光束曝光表面100B"。
實(shí)際上,當(dāng)將信息記錄在光盤100上時,如圖7B所示,位置受 到控制的第一物鏡OL1使紅色光束Lrl聚集,并且將其聚焦在反射 透射層104上的目標(biāo)軌道上。
此外,與紅色光束Lrl共享光軸Lx并且由第一物鏡OL1進(jìn)行 聚集的藍(lán)色光束Lbl通過基片102以及反射透射層104,并且聚焦在 記錄層101內(nèi)部中正好在期望的軌道之后的位置(這個位置靠近基片
102) 。此時,在共享的光軸LX上,與焦點(diǎn)Fr相比較而言,藍(lán)色光 束Lbl的焦點(diǎn)Fbl離第一物鏡OLl更遠(yuǎn)。
此外,波長與藍(lán)色光束Lbl相同并且共享光軸Lx的藍(lán)色光束 Lb2在由數(shù)值孔徑NA小于第一物鏡OL1的數(shù)值孔徑的第二物鏡 OL2進(jìn)行聚集以后在與藍(lán)色光束Lbl相反的方向上(朝向基片
103) 進(jìn)行發(fā)射。由于物鏡OL2的位置受到控制,所以藍(lán)色光束Lb2 的焦點(diǎn)Fb2位于與藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl相同的位置。
此時,會聚的藍(lán)色光束Lbl和Lb2在記錄層101中彼此交疊, 并且記錄標(biāo)記RM形成于近交疊區(qū)域中,在該近交疊區(qū)域中,它們 的強(qiáng)度變得超過預(yù)定水平。結(jié)果,相對較小的干涉圖案或記錄標(biāo)記 RM形成于記錄層101內(nèi)部正好位于目標(biāo)軌道之后的焦點(diǎn)Fbl和Fb2 的位置處基于第一物鏡OL1的數(shù)值孔徑NA確定記錄標(biāo)記RM的 尺寸。
如圖2A所示,記錄標(biāo)記RM類似于在底面處進(jìn)行組合的兩個錐 體的形狀,并且在中間部分(在錐體的底面附近)進(jìn)行收縮。
這里,如上所述,因?yàn)楫?dāng)光盤100由于光盤100的變形或旋轉(zhuǎn)光 盤100的振動導(dǎo)致傾斜時會產(chǎn)生像差(在下文中,稱作"傾斜像 差"),所以向光盤100發(fā)射藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光盤裝置20可 能需要確保一定的允許量(所謂的傾斜余量)。
通常,可以期望的是,如果利用數(shù)值孔徑NA是0.85的物鏡, 則表面至記錄距離Dp即從基片102的表面到記錄標(biāo)記的位置的距離 應(yīng)該為大約0.1mm或更小。如圖8所示,在光盤100中,記錄標(biāo)記RM記錄在四個虛擬標(biāo) 記記錄層Lm (Lml到Lm4 )中。標(biāo)記記錄層Lml附接到反射透射 層104。標(biāo)記記錄層Lml和Lm4的厚度pa i殳置為近似0.020mm, 而標(biāo)記記錄層Lm2和Lm3的厚度pb設(shè)置為近似0.015mm。
因此,如果記錄標(biāo)記RM記錄在每個標(biāo)i己記錄層Lm的中間, 則從標(biāo)記記錄層Lm4內(nèi)部的記錄標(biāo)記的位置到反射透射層104的距 離大約是0.06mm:標(biāo)記記錄層Lm4離第一物鏡OLl最遠(yuǎn)。
因此,在光盤100中,通過使得基片102的厚度t2小于 0.04mm,表面至記錄距離Dp4或從第一物鏡OL1到標(biāo)記記錄層 Lm4內(nèi)部的記錄標(biāo)記的位置的距離能夠大約是O.lmm。
關(guān)于基片103的厚度t3,如果第二物鏡OL2的數(shù)值孔徑與第一 物鏡OL1的數(shù)值孔徑相同或是0.85,則由于相似原因基片103的厚 度t3應(yīng)該設(shè)置為與基片102的厚度t2相同或者是0.04mm。
在這種情況下,光盤100的總厚度變得非常薄,大約是 0.14mm,由此不足以確保光盤100的機(jī)械強(qiáng)度。
因此,在第二物鏡OL2的數(shù)值孔徑NA設(shè)置為小于0.85的前提 下,基片103的厚度t3設(shè)置為l.Omm。因此,光盤100的總厚度可 以設(shè)置為l.lmm,從而使得能夠確保光盤100的足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 此外,這允許光盤裝置20利用數(shù)值孔徑NA是0.85的第一物鏡 OLl。
順便說一句,基片102的厚度t2應(yīng)該盡可能的薄以增大記錄層 101的厚度,而光盤裝置20利用的第一物鏡OL1應(yīng)該具有大的數(shù)值 孔徑NA:可以期望的是,基片102的厚度t2小于0.2mm;更加可 以期望的是,基片102的厚度t2小于O.lmm。另一方面,為了確保 作為保護(hù)層的足夠強(qiáng)度,可以期望的是,厚度t2設(shè)置為大于 O.Olmm,更加可以期望的是,厚度t2設(shè)置為大于0.02mm。
此外,可以期望的是,基片103的厚度t3設(shè)置為大于0.4mm以 確保整個光盤100的足夠的機(jī)械強(qiáng)度(剛度),更加可以期望的是, 基片103的厚度t3設(shè)置為大于0.7mm。此外,如果光盤裝置20利用的第二物鏡OL2的數(shù)值孔徑NA設(shè)置為特別小的值,則藍(lán)色光束 Lb2的束腰直徑S2變得極大,從而增大了沒有組成近交疊區(qū)域的區(qū) 域并且導(dǎo)致藍(lán)色光束Lb2的能量損失增大。因此,可以期望的是, 厚度t3設(shè)置為小于1.5mm,更加可以期望的是,厚度t3設(shè)置為小于 1.2mm。
另外,對光盤100進(jìn)行設(shè)計(jì)從而使得記錄層101的厚度tl (0.07mm)大于記錄標(biāo)記RM的高度DBh (以后描述)。因此,當(dāng) 在光盤100中記錄記錄標(biāo)記RM時,從記錄這些記錄標(biāo)記RM的地 方到反射透射層104的距離發(fā)生改變(在下文中,這個距離稱作"深 度")。結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了多層記錄,如圖2B所示,就好像多個標(biāo)記記 錄層在光盤100的厚度方向上進(jìn)行堆疊。
在這種情況下,在光盤100的記錄層101內(nèi)部調(diào)整藍(lán)色光束Lbl 和Lb2的焦點(diǎn)Fbl和Fb2的深度,從而控制記錄標(biāo)記RM的深度。 例如,在光盤100中,考慮到記錄標(biāo)記RM等等之間的彼此干涉, 從一個標(biāo)記記錄層到下一個標(biāo)記記錄層的距離p3可以設(shè)置為大約 15nm,從而使得能夠在記錄層101內(nèi)部形成四個標(biāo)記記錄層。如果考 慮到記錄標(biāo)記RM等等之間的彼此干涉,則距離p3可以不設(shè)置為 15nm而設(shè)置為其它的值。
另一方面,在光盤100中,在再現(xiàn)信息的過考呈中,與記錄信息的過 程相同,對第一物鏡OL1的位置進(jìn)行控制從而〗吏得通過第一物鏡38進(jìn) 行聚集的紅色光束Lrl聚焦在Jl射透射層104上的目標(biāo)軌道上。
另外,通過第一物鏡OLl、基片102以A^射透射層104的藍(lán)色光 束Lbl的焦點(diǎn)Fbl聚焦在記錄層101內(nèi)部正好位于目標(biāo)軌道之后并且 位于目標(biāo)深度的目標(biāo)標(biāo)記位置上。
此時,由于記錄在焦點(diǎn)Fbl的位置處的記錄標(biāo)記RM具有全息圖 的特征,所以從記錄在目標(biāo)標(biāo)記位置處的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)色再現(xiàn)光 束Lb3。藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3的光學(xué)特征幾乎與用于記錄記錄標(biāo)記RM 所發(fā)射的藍(lán)色光束Lb2的光學(xué)特征相同。藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3在與藍(lán)色 光束Lb2相同的方向上進(jìn)行傳播,也就是說,它從記錄層101向基片102進(jìn)行傳播同時進(jìn)行發(fā)散。
以這種方式,在光盤100中,在記錄過禾呈中,紅色光束Lrl用 于位置控制,而藍(lán)色光束Lbl和Lb2用于信息記錄。因此,在焦點(diǎn) Fbl和Fb2在記錄層101中彼此交疊的位置處或在反射透射層104內(nèi) 部正好位于目標(biāo)軌道之后并且位于目標(biāo)深度的目標(biāo)標(biāo)記位置處,記錄 標(biāo)記RM記錄為4言息。
此外,在光盤100中,在再現(xiàn)記錄的信息的過程中,紅色光束 Lrl用于位置控制,而藍(lán)色光束Lbl用于信息再現(xiàn)。因此,從焦點(diǎn) Fbl的位置或記錄在目標(biāo)標(biāo)記位置處的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)色再現(xiàn)光 束Lb3。
(3)光盤裝置的構(gòu)造
下文描述了支持以上光盤100的光盤裝置20。如圖9所示,光 盤裝置20利用控制部分21對裝置20進(jìn)行整體控制。
控制部分21包括作為主要部件的中央處理單元(CPU)(未示 出)。該CPU從只讀存儲器(ROM)(未示出)讀取基礎(chǔ)程序、信 息記錄程序、焦點(diǎn)深度調(diào)整程序、以及其它程序,并且將它們加載到 隨機(jī)存取存儲器(RAM)(未示出)上以執(zhí)行包括信息記錄過程的 各種過程。
例如,當(dāng)在光盤100放入該裝置中以后從外部裝置等等(未示 出)接收到信息記錄命令、 一條記錄信息、以及一條記錄地址信息 時,控制部分21將驅(qū)動命令和這條記錄地址信息提供給驅(qū)動控制部 分22并且將這條記錄信息提供給信號處理部分23。順便說一句,這 條地址信息是光盤100的記錄層101的地址之一這條記錄信息記錄 在與該地址對應(yīng)的區(qū)域上。
驅(qū)動控制部分22遵照該驅(qū)動命令并且對主軸電機(jī)24進(jìn)行控制和 驅(qū)動從而以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤100。驅(qū)動控制部分22還對步進(jìn) 電機(jī)(sled motor) 25進(jìn)行控制和驅(qū)動從而沿著移動軸(travelling shaft) 25A和25B移動光學(xué)拾取器26。因此,光學(xué)拾取器26在光盤 100的直徑的方向上(即,朝向內(nèi)圓周或外圓周)運(yùn)動并且在與這條記錄地址信息對應(yīng)的位置處停止。
信號處理部分23對提供的這條記錄信息進(jìn)行預(yù)定的編碼和調(diào)制 過程等等,產(chǎn)生記錄信號,并且將它們提供到光學(xué)拾取器26。
如圖10所示,光學(xué)拾取器26基本上是U形部件。如圖7B所 示,光學(xué)拾取器26向光盤100的任意一側(cè)發(fā)射光束,并且將它們聚 焦在同一位置上。
在驅(qū)動控制部分22 (圖9)的控制下,光學(xué)拾取器26執(zhí)行聚焦 控制過程和循軌控制過程。因此,光學(xué)拾取器26能夠向光盤100的 記錄層101中的與這條地址信息對應(yīng)的軌道(下文中,稱作"目標(biāo)軌 道")發(fā)射光束,并且根據(jù)從信號處理部分23提供的記錄信號記錄記 錄標(biāo)記RM (以后描述)。
此外,例如,當(dāng)從外部裝置(未示出)接收到信息再現(xiàn)命令、以 及表示這條記錄信息的地址的一條再現(xiàn)地址信息時,控制部分21將 驅(qū)動命令提供到驅(qū)動控制部分22并且將再現(xiàn)過程命令提供到信號處 理部分23。
驅(qū)動控制部分22以與當(dāng)記錄信息時相似的方式控制和驅(qū)動主軸 電機(jī)24,并且以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤100。同時,驅(qū)動控制部分 22對步進(jìn)電機(jī)25進(jìn)行控制和驅(qū)動以將光學(xué)拾取器26移動到與這條 再現(xiàn)地址信息對應(yīng)的位置。
在驅(qū)動控制部分22 (圖9)的控制下,光學(xué)拾取器26執(zhí)行聚焦 控制過程和循軌控制過程,并且向光盤100的記錄層101中的與這條 再現(xiàn)地址信息對應(yīng)的軌道(即,目標(biāo)軌道)發(fā)射預(yù)定強(qiáng)度的光束。此 時,光學(xué)拾取器26檢測從光盤100的記錄層101的記錄標(biāo)記RM產(chǎn) 生的再現(xiàn)光束,并且將根據(jù)再現(xiàn)光束的強(qiáng)度而改變的檢測信號提供給 信號處理部分23 (以后描述)。
信號處理部分23對提供的檢測信號執(zhí)行預(yù)定的解調(diào)和解碼過程 以及其它的信號處理過程以再現(xiàn)再現(xiàn)信息,并且將其提供給控制部分 21。然后,控制部分21將再現(xiàn)信息發(fā)送到外部裝置(未示出)。
以這種方式,光盤裝置20利用控制部分21控制光學(xué)拾取器26。因此,光盤裝置20將信息記錄在光盤100的記錄層101中的目 標(biāo)軌道上,并且還從目標(biāo)軌道再現(xiàn)信息。 (4)光學(xué)拾取器的構(gòu)造
下文描述了光學(xué)拾取器26的構(gòu)造。如圖ll示意性所示,光學(xué)拾 取器26包括多個光學(xué)部件,其中,這些光學(xué)組件劃分成三組引導(dǎo) 表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30、引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50、以及記錄光 束瀑光表面光學(xué)系統(tǒng)70。
(4-1)引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造
引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30向光盤100的引導(dǎo)表面100A發(fā) 射紅色光束Lrl,并且從光盤100接收反射或紅色反射光束Lr2。
如圖12所示,引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30的激光二極管31 發(fā)射波長近似為660nm的紅色激光束。實(shí)際上,在控制部分21 (圖 9)的控制下,激光二極管31向準(zhǔn)直透鏡32發(fā)射預(yù)定強(qiáng)度的紅色光 束Lrl:紅色光束Lrl是發(fā)散光束。準(zhǔn)直透鏡32使該發(fā)散的紅色光 束Lrl準(zhǔn)直。然后,準(zhǔn)直后的紅色光束Lrl通過狹縫33以后進(jìn)入非 偏振分束器34。
非偏振分束器34允許大約50%的紅色光束Lrl通過反射和透射 平面34A,并且將其引導(dǎo)至校正透鏡35。校正透鏡35和校正透鏡36 在使紅色光束Lrl發(fā)散以后使其會聚,并且將其引導(dǎo)至二向色棱鏡 37。
二向色棱鏡37的反射和透射平面37S具有波長選擇性它的透 射率和反射率根據(jù)光束的波長而改變。反射和透射平面37S允許基本
100%的紅色光束從其通過,而幾乎反射100%的藍(lán)色光束。因此, 紅色光束Lrl通過二向色棱鏡37的反射和透射平面37S,然后進(jìn)入 第一物鏡38。
第一物鏡38將紅色光束Lrl聚集,并且將其發(fā)射到光盤100的 引導(dǎo)表面100A。此時,如圖7B所示,紅色光束Lrl通過基片102, 在反射透射層104處進(jìn)行反射,并且變成在與紅色光束Lrl相反的 方向上行進(jìn)的紅色反射光束Lr2。順便說一句,在設(shè)計(jì)階段,針對藍(lán)色光束Lbl將第一物鏡38進(jìn) 行優(yōu)化。關(guān)于紅色光束Lrl,由于狹縫33、校正透鏡35和36等等 之間的光學(xué)距離,第一光學(xué)透鏡38用作數(shù)值孔徑例如是0.41的聚光 透鏡。
然后,紅色反射光束Lr2通過第一物鏡38、 二向色棱鏡37以及 校正透鏡36和35,并且在進(jìn)入非偏振分束器34之前進(jìn)行準(zhǔn)直。
非偏振分束器34將大約50%的紅色反射光束Lr2向反射鏡40 反射。反射鏡40將該紅色反射光束Lr2向聚光透鏡41反射。
聚光透鏡41使紅色反射光束Lr2會聚,通過柱面透鏡42使其 具有像散,并且將其引導(dǎo)至光電檢測器43。
順便說一句,在光盤裝置20中,關(guān)于旋轉(zhuǎn)光盤100,會產(chǎn)生軸 向偏離(run-out)等等,并且目標(biāo)軌道相對于引導(dǎo)表面位置控制光 學(xué)系統(tǒng)30的相對位置會發(fā)生改變。
因此,在引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30中,為了使得紅色光束 Lrl的焦點(diǎn)Fr (圖7B )位于目標(biāo)軌道之后,應(yīng)該在聚焦方向上或循 軌方向上移動焦點(diǎn)Fr,其中,該聚焦方向是沿其能夠移動某物靠近 或遠(yuǎn)離光盤100的直線的方向;該循軌方向是連接光盤100的內(nèi)圓周 上的點(diǎn)和外圓周上的點(diǎn)的直線的方向。
因此,第一物鏡38能夠通過雙軸致動器38A在雙軸方向上即在 聚焦方向和循軌方向上進(jìn)行移動。
此外,在引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖12)中,對每個光 學(xué)部件的位置進(jìn)行光學(xué)調(diào)整,從而使得在由聚光透鏡41進(jìn)行聚集以 后到達(dá)光電檢測器43的紅色反射光束Lr2的焦點(diǎn)對準(zhǔn)狀態(tài)反映在由 第一物鏡38進(jìn)行聚集以后到達(dá)光盤100的反射透射層104的紅色光 束L1的焦點(diǎn)對準(zhǔn)狀態(tài)。
如圖13所示,紅色反射光束Lr2發(fā)射到其上的光電檢測器43 的表面按照網(wǎng)狀圖案劃分成四個檢測區(qū)域43A、 43B、 43C和43D。 順便說一句,由箭頭al指示的方向(附圖中的垂直方向)對應(yīng)于當(dāng) 紅色光束Lrl發(fā)射到反射透射層104 (圖7)時軌道的進(jìn)行方向。光電檢測器43的檢測區(qū)域43A、 43B、 43C和43D的每個檢測 紅色反射光束Lr2的一部分,根據(jù)檢測到的光束的強(qiáng)度產(chǎn)生檢測信 號SDAr、 SDBr、 SDCr和SDDr,并且將它們發(fā)送到信號處理部分 23 (圖9 )。
信號處理部分23被設(shè)計(jì)為根據(jù)所謂的像散方法執(zhí)行聚焦控制過 程?;谙旅娣匠?1),信號處理部分23計(jì)算聚焦誤差信號 SFEr,并且將其提供給驅(qū)動控制部分22。
57^" = (m4r + OTO) - (5"D5r + ...... ( 1 )
這個聚焦誤差信號SFEr表示紅色光束Lrl的焦點(diǎn)Fr與光盤 100的反射透射層104之間的位置差。
此外,信號處理部分23根據(jù)所謂的推挽方法執(zhí)行循軌控制過 程?;谙旅娣匠?2),信號處理部分23計(jì)算循軌誤差信號 STEr,并且將其提供給驅(qū)動控制部分22。
Sr五r = (SZX4r十SZ)Z)0 _ (SD5r + SZ)O) ...... (2 )
這個循軌誤差信號STEr表示紅色光束Lrl的焦點(diǎn)Fr與光盤 100的反射透射膜104上的目標(biāo)軌道之間的位置差。
驅(qū)動控制部分22基于聚焦誤差信號SFEr產(chǎn)生聚焦驅(qū)動信號 SFDr,并且將聚焦驅(qū)動信號SFDr提供給雙軸致動器38A。以這種 方式,驅(qū)動控制部分22針對第一物鏡38執(zhí)行反饋控制(即,聚焦控 制),從而使得將紅色光束Lrl聚焦在反射透射膜104上。
此外,驅(qū)動控制部分22基于循軌誤差信號STEr產(chǎn)生循軌驅(qū)動 信號STDr,并且將聚焦驅(qū)動信號STDr提供給雙軸致動器38A,以 這種方式,驅(qū)動控制部分22針對第一物鏡38執(zhí)行反饋控制(即,循 軌控制),從而使得將紅色光束Lrl聚焦在光盤100的反射透射膜 104上的目標(biāo)軌道上。
以這種方式,引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30將紅色光束Lrl發(fā) 射到光盤100的反射透射層104,檢測反射或紅色反射光束Lr2,并 且將該檢測的結(jié)果提供給信號處理部分23。據(jù)此,驅(qū)動控制部分22 執(zhí)行第一物鏡38的聚焦控制過程和循軌控制過程,從而使得將紅色光束Lrl聚焦在反射透射膜104上的目標(biāo)軌道上。 (4-2)引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造
引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50被設(shè)計(jì)為向光盤100的引導(dǎo)表面100A 發(fā)射藍(lán)色光束Lbl并且從光盤100接收藍(lán)色光束Lb2和藍(lán)色再現(xiàn)光 束Lb3。
(4-2-1)藍(lán)色光束的發(fā)射
對照圖14,引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50的激光二極管51能夠發(fā) 射波長大約是405nm的藍(lán)色光束。實(shí)際上,在控制部分21 (圖9 ) 的控制下,激光二極管51向準(zhǔn)直透鏡52發(fā)射發(fā)散的藍(lán)色光束LbO。 準(zhǔn)直透鏡52使藍(lán)色光束LbO準(zhǔn)直,并且將其引導(dǎo)至l/2波片53。
此時,通過1/2波片53,藍(lán)色光束LbO的偏振方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定角 度。以這種方式,調(diào)整p偏振與s偏振的比率。另外,在通過變形棱 鏡54形成該藍(lán)色光束LbO的強(qiáng)度分布之后,該藍(lán)色光束LbO進(jìn)入偏 振分束器55的平面55A。
偏振分束器55的反射和透射平面55S部分地透射和反射光束 透射與反射的比率根據(jù)光束的偏振方向而改變。例如,反射和透射平 面55S反射大約50%的p偏振光束并且允許p偏振光束的剩余部分 從其通過,其中,反射和透射平面55S反射大約100%的s偏振光 束。
實(shí)際上,偏振分束器55的反射和透射平面55S反射大約50%的 p偏振藍(lán)色光束LbO,并且經(jīng)由平面55B將其引導(dǎo)至1/4波片56。另 外,反射和透射平面55S允許藍(lán)色光束LbO的剩余部分從其通過, 并且經(jīng)由平面55D將其引導(dǎo)到光閘71。由反射和透射平面55S進(jìn)行 反射的藍(lán)色光束稱作"藍(lán)色光束Lbl",而通過反射和透射平面55S的 藍(lán)色光束稱作"藍(lán)色光束Lb2"。
1/4波片56將線偏振藍(lán)色光束Lbl轉(zhuǎn)換成圓偏振藍(lán)色光束 Lbl,并且將其引導(dǎo)至可移動反射鏡57。 1/4波片56還將由可移動反 射鏡57反射的圓偏振藍(lán)色光束Lbl轉(zhuǎn)換成線偏振藍(lán)色光束Lbl,并 且將其引導(dǎo)至偏振分束器55的平面55B。此時,藍(lán)色光束Lbl例如由1/4波片56從p偏振光束轉(zhuǎn)換成左 旋圓偏振光束,然后當(dāng)由可移動反射鏡57進(jìn)行反射時從左旋圓偏振 光轉(zhuǎn)換成右旋圓偏振光,然后再次通過1/4波片56從右旋圓偏振光 轉(zhuǎn)換成s偏振光束。因此,從平面55B射出的藍(lán)色光束Lbl的偏振 方向與在由可移動反射鏡57進(jìn)行反射以后進(jìn)入平面55B的藍(lán)色光束 Lbl的偏振方向不同。
根據(jù)從平面55B射入的藍(lán)色光束Lbl (s偏振)的偏振方向,偏 振分束器55的反射和透射平面55S允許全部藍(lán)色光束Lbl從其通 過,并且經(jīng)由平面55C將其引導(dǎo)至偏振分束器58。
以這種方式,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,能夠通過偏振分 束器55、 1/4波片56和可移動反射鏡57延長藍(lán)色光束Lbl的光路。
例如,偏振分束器58的反射和透射平面58S反射大約100%的 p偏振光束并且允許大約100%的s偏振光束從其通過。實(shí)際上,偏 振分束器58的反射和透射平面58S允許全部藍(lán)色光束Lbl從其通 過。在通過l/4波片59從線偏振光束(s偏振光束)轉(zhuǎn)換成圓偏振光 束(右旋圓偏振光束)以后,藍(lán)色光束Lbl進(jìn)入中繼透鏡60。
中繼透鏡60利用可移動透鏡61將藍(lán)色光束Lbl從準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn) 換成會聚光束。在進(jìn)行發(fā)散以后,藍(lán)色光束Lbl通過固定透鏡62再 次轉(zhuǎn)換成會聚光束,然后進(jìn)入二向色棱鏡37。
這里,可移動透鏡61能夠通過致動器61A在藍(lán)色光速Lbl的光 軸的方向上進(jìn)行移動。實(shí)際上,在控制部分21 (圖9)的控制下,中 繼透鏡60的致動器61A移動可移動透鏡61以改變從固定透鏡62發(fā) 射的藍(lán)色光束Lbl的會聚狀態(tài)。
二向色棱鏡37的反射和透射平面37S根據(jù)藍(lán)色光束Lbl的波長 反射藍(lán)色光束Lbl,并且將其引導(dǎo)至第一物鏡38。順便說一句,當(dāng) 在反射和透射平面37S處進(jìn)行反射以后,圓偏振藍(lán)色光束Lbl的偏 振方向發(fā)生反轉(zhuǎn),例如,從右旋偏振光束反轉(zhuǎn)成左旋偏振光束。
第一物鏡38使藍(lán)色光束Lbl聚集并且將其引導(dǎo)至光盤100的引 導(dǎo)表面IOA。順便說一句,對于藍(lán)色光束Lbl,由于從第一物鏡38到中繼透鏡60等的光學(xué)距離,第一物鏡38用作數(shù)值孔徑NA是0.85 的聚光透鏡。
此時,如圖7B所示,藍(lán)色光束Lbl通過基片102以及反射透射 膜104,然后聚焦在記錄層101上。這里,基于從中繼透鏡60的固 定透鏡62發(fā)射出的藍(lán)色光束Lbl的會聚狀態(tài)確定藍(lán)色光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl的位置。也就是說,根據(jù)可移動透鏡61的位置,焦點(diǎn)Fbl在 記錄層101內(nèi)部朝向引導(dǎo)表面100A進(jìn)行移動或者朝向記錄光束瀑光 表面100B進(jìn)4亍移動。
實(shí)際上,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,可移動透鏡61的位置 由控制部分21 (圖9)進(jìn)行控制調(diào)整光盤100的記錄層101中的深 度dl或從反射透射膜104到藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl (圖7)的距 離。順便說一句,以后描述藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl的調(diào)整方法。
在聚焦在焦點(diǎn)Fbl上以后,藍(lán)色光束Lbl發(fā)散,然后在進(jìn)入第 二物鏡79 (稍后描述)之前通過記錄層101、基片103以及記錄光束 膝光表面IOOB。
以這種方式,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,藍(lán)色光束Lbl發(fā) 射到光盤100的引導(dǎo)表面IOOA,并且藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl形成 于記錄層101內(nèi)部。此外,根據(jù)中繼透鏡60的可移動透鏡61的位 置,對焦點(diǎn)Fbl的深度dl進(jìn)行調(diào)整。 (4-2-2)藍(lán)色光束的接收
順便說一句,光盤100允許從記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70的 第二物鏡79發(fā)射到記錄光束曝光表面100B的藍(lán)色光束Lb2從其通 過,并且將其作為發(fā)散光束從引導(dǎo)表面100A進(jìn)行發(fā)射(以后描 述)。順便說一句,藍(lán)色光束Lb2轉(zhuǎn)換成圓偏振光束(例如,右旋 圓偏振光束)。
此時,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,如圖15所示,藍(lán)色光束 Lb2通過第一物鏡38在一定程度上會聚,并且在進(jìn)入中繼透鏡60之 前由二向色棱鏡37進(jìn)行反射。順便說一句,當(dāng)在反射和透射平面 37S處進(jìn)行反射時,圓偏振藍(lán)色光束Lb2的偏振方向發(fā)生反轉(zhuǎn),例如,從右旋偏振光束反轉(zhuǎn)成左旋偏振光束。
然后,藍(lán)色光束Lb2由中繼透鏡60的固定透鏡62和可移動透 鏡61轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束。在通過1/4波片59從圓偏振光束(左旋圓偏 振光束)轉(zhuǎn)換成線偏振光束(p偏振光束)以后,藍(lán)色光束Lb2進(jìn)入 偏振分束器58。
偏振分束器58根據(jù)藍(lán)色光束Lb2的偏振方向反射藍(lán)色光束 Lb2,并且將其引導(dǎo)至聚光透鏡63。聚光透鏡63使藍(lán)色光束Lb2聚 集,并且經(jīng)由柱面透鏡64將其引導(dǎo)至光電檢測器65,其中,該柱面 透鏡64使藍(lán)色光束Lb2具有像散。
順便說一句,對引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50的每個光學(xué)部件進(jìn)行 布置從而使得將藍(lán)色光束Lb2聚焦在光電檢測器65上。
光電檢測器65檢測藍(lán)色光束Lb2的強(qiáng)度,根據(jù)該檢測到的強(qiáng)度 產(chǎn)生再現(xiàn)檢測信號SDp,并且將其提供給信號處理部分23 (圖 9)。
然而,可以不利用由光電檢測器65根據(jù)藍(lán)色光束Lb2的強(qiáng)度產(chǎn) 生的再現(xiàn)檢測信號SDp。因此,即使提供再現(xiàn)檢測信號SDp時,信 號處理部分23 (圖9)也不會執(zhí)行任何信號處理過程。
另一方面,如上所述,如果記錄標(biāo)記RM記錄在光盤100的記 錄層101上,則記錄標(biāo)記RM用作全息圖并且由此在藍(lán)色光束Lbl 的焦點(diǎn)Fbl入射記錄標(biāo)記RM以后產(chǎn)生藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3。
由于全息圖的特征,藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3等同于與藍(lán)色光束Lbl 一起進(jìn)行發(fā)射用于記錄記錄標(biāo)記RM的光束即藍(lán)色光束Lb2。因 此,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,藍(lán)色反射光束Lb3沿著與藍(lán)色 光束Lb2相同的路徑傳播,并且最終到達(dá)光電檢測器65。
這里,如上所述,對引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50的每個光學(xué)部件 進(jìn)行布置從而使得將藍(lán)色光束Lb2聚焦在光電檢測器65上。因此, 與藍(lán)色光束Lb2相似,將藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3聚焦在光電檢測器65 上。
光電檢測器65檢測藍(lán)色光束Lb3的強(qiáng)度,根據(jù)該檢測到的強(qiáng)度產(chǎn)生再現(xiàn)檢測信號SDp,并且將其提供給信號處理部分23 (圖 9)。
在這種情況下,再現(xiàn)檢測信號SDp表示記錄在光盤100上的信 息。因此,信號處理部分23對再現(xiàn)檢測信號SDp執(zhí)行預(yù)定的解調(diào)和 解碼過程以及其它過程以產(chǎn)生再現(xiàn)信息,并且將該再現(xiàn)信息提供給控 制部分21。
以這種方式,引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50接收從光盤100的引導(dǎo) 表面100A傳播到第一物鏡38的藍(lán)色光束Lb2或藍(lán)色再現(xiàn)光束 Lb3,并且將接收結(jié)果提供給信號處理部分23。 (4-3)記錄光束啄光表面光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造
記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖11),皮i殳計(jì)為向光盤100的 記錄光束曝光表面100B發(fā)射藍(lán)色光束Lb2,并且還接收從引導(dǎo)表面 信息光學(xué)系統(tǒng)50發(fā)射并且通過光盤100的藍(lán)色光束Lbl。 (4-3-1)藍(lán)色光束的發(fā)射
對照圖15,在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中,如上所述,偏振分 束器55的反射和透射平面55S允許大約50%的p偏振藍(lán)色光束LbO 從其通過,并且經(jīng)由平面55D將其引導(dǎo)至光閘71。
在控制部分21 (圖9)的控制下,光閘71或者阻擋藍(lán)色光束 Lb2或者允許它從其通過。如杲光閘71允許藍(lán)色光束Lb2從其通 過,則藍(lán)色光束Lb2進(jìn)入偏振分束器72。
順便說一句,光閘71是機(jī)械光閘或液晶光閘等等,其中,該機(jī) 械光閘以機(jī)械方式控制光閘片(阻擋藍(lán)色光束Lb2)以或者阻擋藍(lán)色 光束Lb2或者允許它從其通過;該液晶光閘向液晶面板施加不同的 電壓以或者阻擋藍(lán)色光束Lb2或者允許它從其通過。
偏振分束器72的反射和透射平面72S例如允許大約100%的p 偏振光束從其通過并且反射大約100%的s偏振光束。實(shí)際上,偏振 分束器72允許全部p偏振藍(lán)色光束Lb2從其通過。然后,藍(lán)色光束 Lb2由反射鏡73進(jìn)行反射,并且在進(jìn)入中繼透鏡75之前通過1/4波 片74從線偏振光束(p偏振光束)轉(zhuǎn)換成圓偏振光束(左旋圓偏振光束)。
中繼透鏡75的結(jié)構(gòu)與中繼透鏡60的結(jié)構(gòu)相同。該中繼透鏡75 包括可移動透鏡76、致動器76A和固定透鏡77,其中,該可移動透 鏡76、致動器76A和固定透鏡77分別對應(yīng)于可移動透鏡61、致動 器61A和固定透鏡62。
中繼透鏡75的可移動透鏡76將藍(lán)色光束Lb2從準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)換 成會聚光束。在進(jìn)行發(fā)散以后,藍(lán)色光束Lb2由固定透鏡77再次會 聚,然后進(jìn)入檢流計(jì)反射鏡78。
此外,與中繼透鏡60相同,在控制部分21 (圖9)的控制下, 中繼透鏡75的致動器76A移動可移動透鏡76以改變從固定透鏡77 發(fā)射的藍(lán)色光束Lb2的會聚狀態(tài)。
檢流計(jì)反射鏡78反射藍(lán)色光束Lb2,并且將其引導(dǎo)至第二物鏡 79。順便說一句,當(dāng)進(jìn)行反射時,圓偏振藍(lán)色光束Lb2的偏振方向 發(fā)生反轉(zhuǎn),例如,從左旋圓偏振光束反轉(zhuǎn)成右旋圓偏振光束。
此外,檢流計(jì)反射鏡78能夠改變反射平面78A的角度。在控制 部分21 (圖9)的控制下,檢流計(jì)反射鏡78調(diào)整反射平面78A的角 度以調(diào)整藍(lán)色光束Lb2的傳播方向。
第二物鏡79和雙軸致動器79A形成為一個單元。與第一物鏡38 一樣,第二物鏡79通過雙軸致動器79A在聚焦方向上或循軌方向上 進(jìn)行移動,其中,該聚焦方向是沿其能夠移動某物靠近或遠(yuǎn)離光盤 100的直線的方向;該循軌方向是連接光盤100的內(nèi)圓周上的點(diǎn)和外 圓周上的點(diǎn)的直線的方向。
第二物鏡79使藍(lán)色光束Lb2聚集,并且將其發(fā)射到光盤100的 記錄光束曝光表面IOOB。順便說一句,對于藍(lán)色光束Lbl,由于從 第二物鏡79到中繼透鏡60等的光學(xué)距離,第二物鏡79用作數(shù)值孔 徑NA是0.55的聚光透鏡。
此時,如圖7B所示,藍(lán)色光束Lb2通過基片103,并且聚焦在 記錄層101中。這里,基于從中繼透鏡75的固定透鏡77發(fā)射出的藍(lán) 色光束Lb2的會聚狀態(tài)確定藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2的位置。也就是說,與藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl —樣,根據(jù)可移動透鏡76的位 置,焦點(diǎn)Fb2在記錄層101內(nèi)部朝向引導(dǎo)表面100A或朝向記錄光束 啄光表面100B進(jìn)行移動。
具體地講,與引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 —樣,對記錄光束曝光 表面光學(xué)系統(tǒng)70進(jìn)行設(shè)計(jì)從而使得可移動透鏡76的移動距離基本上 與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2的移動距離成比例。例如,如果可移動 透鏡76移動lmm,則藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2移動30jun。
實(shí)際上,在記錄光束瀑光表面光學(xué)系統(tǒng)70中,中繼透鏡75的可 移動透鏡76以及中繼透鏡60的可移動透鏡61的位置由控制部分21 (圖9)進(jìn)行控制。因此,在光盤100的記錄層101中調(diào)整了藍(lán)色光 束Lb2的焦點(diǎn)Fb2 (圖7B )的深度d2。
此時,在光盤裝置20中,控制部分21 (圖9)假定光盤100的 軸向偏離等不會發(fā)生(即,處于理想狀態(tài)),并且移動藍(lán)色光束Lb2 的焦點(diǎn)Fb2從而當(dāng)?shù)谝晃镧R38和第二物鏡79均位于它們的參考位 置時將焦點(diǎn)Fb2置于藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl上。
在聚焦為焦點(diǎn)Fb2以后,當(dāng)通過記錄層101、反射透射膜104和 基片102時藍(lán)色光束Lb2進(jìn)行發(fā)散,然后在從引導(dǎo)表面100A射出以 后進(jìn)入第一物鏡38。
以這種方式,記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70向光盤100的記錄 光束曝光表面100B發(fā)射藍(lán)色光束Lb2,并且在記錄層101內(nèi)部形成 藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2。此外,根據(jù)中繼透鏡75的可移動透鏡76 的位置,調(diào)整焦點(diǎn)Fb2的深度d2。 (4-3-2)藍(lán)色光束的接收
順便說一句,如上所述,從引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖14) 的第一物鏡38發(fā)射的藍(lán)色光束Lbl在光盤100的記錄層101內(nèi)部進(jìn) 行會聚,然后在進(jìn)行發(fā)散以后進(jìn)入第二物鏡79。
此時,在記錄光束膝光表面光學(xué)系統(tǒng)70中,藍(lán)色光束Lbl通過 第二物鏡79在一定程度上會聚,并且在由檢流計(jì)反射鏡78進(jìn)行反射 以后進(jìn)入中繼透鏡75。順便說一句,當(dāng)由反射平面78A進(jìn)行反射時圓偏振藍(lán)色光束Lbl的偏振方向發(fā)生反轉(zhuǎn),例如,從左旋圓偏振光 束反轉(zhuǎn)成右旋圓偏振光。
然后,藍(lán)色光束Lbl由中繼透鏡75的固定透鏡77和可移動透 鏡76進(jìn)行準(zhǔn)直,然后通過l/4波片74從圓偏振光束(右旋圃偏振光 束)轉(zhuǎn)換成線偏振光束(s偏振光束)。然后,在進(jìn)入偏振分束器72 之前,藍(lán)色光束Lbl由反射鏡73進(jìn)行反射。
偏振分束器72根據(jù)藍(lán)色光束Lbl的偏振方向反射藍(lán)色光束 LM,并且將其引導(dǎo)至聚光透鏡80。聚光透鏡80使藍(lán)色光束Lbl會 聚,并且經(jīng)由柱面透鏡81將其發(fā)射到光電檢測器82,其中,該柱面 透鏡81使藍(lán)色光束Lbl具有像散。
然而,實(shí)際情況是,會發(fā)生光盤100的軸向偏離。因此,如上所 述,引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30、驅(qū)動控制部分22 (圖9)等執(zhí) 行第一物鏡38的聚焦和循軌控制過程。
此時,藍(lán)色光學(xué)系統(tǒng)Lbl的焦點(diǎn)Fbl根據(jù)第一物鏡38的移動進(jìn) 行移動,并且由此遠(yuǎn)離當(dāng)?shù)诙镧R79位于其參考位置時藍(lán)色光束 Lb2的焦點(diǎn)Fb2所置的位置。
因此,在記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70中,對每個光學(xué)部件的 光學(xué)位置進(jìn)行調(diào)整從而使得由聚光透鏡80進(jìn)行聚集并且發(fā)射到光電 檢測器82的藍(lán)色光束Lbl的發(fā)射狀態(tài)反映了記錄層101中藍(lán)色光束 Lbl的焦點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。
如圖16所示,與光電檢測器43 —樣,藍(lán)色反射光束Lbl發(fā)射 到其上的光電檢測器82的表面按照網(wǎng)狀圖案劃分成四個檢測區(qū)域 82A、 82B、 82C和82D。順便j兌一句,由箭頭a2指示的方向(附圖 中的水平方向)對應(yīng)于當(dāng)發(fā)射藍(lán)色光束Lbl時在反射透射層104 (圖 7)上的軌道的移動方向。
光電檢測器82的檢測區(qū)域82A、 82B、 82C和82D中的每個檢 測藍(lán)色光束Lbl的一部分,根據(jù)該檢測到的光束的強(qiáng)度產(chǎn)生檢測信 號SDAb、 SDBb、 SDCb和SDDb,并且將它們發(fā)送到信號處理部分 23 (圖9 )。信號處理部分23被設(shè)計(jì)用于根據(jù)所謂的像散方法執(zhí)行聚焦控制 過程?;谙旅娣匠?3),信號處理部分23計(jì)算聚焦誤差信號 SFEb,并且將其提供給驅(qū)動控制部分22。
5"卿=(m46 + 5"DC6)-(幼朋+切, ......(3)
這個聚焦誤差信號SFEb表示在聚焦方向上藍(lán)色光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。
此外,信號處理部分23利用所謂的推挽信號執(zhí)行循軌控制過 程。基于下面方程(4),信號處理部分23計(jì)算循軌誤差信號 STEb,并且將其提供給驅(qū)動控制部分22。
5T£6 = (m46 + SD夠- (5"DC6 +切D6) ......(4)
這個循軌誤差信號STEb表示在循軌方向上藍(lán)色光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。
此外,信號處理部分23還產(chǎn)生用于切向控制的切向誤差信號。 這個切向控制是沿著切向方向(或與軌道相切的方向)將藍(lán)色光束 Lb2的焦點(diǎn)Fb2移動到目標(biāo)位置的控制過程。
具體地講,信號處理部分23利用推挽信號執(zhí)行切向控制過程。 基于下面方程(5),信號處理部分23計(jì)算切向誤差信號SNEb,并 且將其提供給驅(qū)動控制部分22。
= (S歸+切D6)-(幼朋+ OTC6) ......(5)
切向誤差信號SNEb表示在切向方向上藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn) Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。
驅(qū)動控制部分22基于聚焦誤差信號SFEb產(chǎn)生聚焦驅(qū)動信號 SFDb,并且將其提供給雙軸致動器79A。因此,針對第二物鏡79執(zhí) 行聚焦控制從而減小聚焦方向上藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光 束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。
此外,驅(qū)動控制部分22基于循軌誤差信號STEb產(chǎn)生循軌驅(qū)動 信號STDb,并且將其提供給雙軸致動器79A。因此,對第二物鏡79 執(zhí)行循軌控制從而減小循軌方向上藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl與藍(lán)色 光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間的位置差。此外,驅(qū)動控制部分22基于切向誤差信號SNEb產(chǎn)生切向驅(qū)動 信號SNDb,并且將其提供給檢流計(jì)反射鏡78。因此,執(zhí)行切向控制 以調(diào)整檢流計(jì)反射鏡78的反射平面78A的角度,從而使得在切向方 向上減小藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2之間 的位置差。
以這種方式,記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70接收從光盤100的 記錄光束曝光表面100B傳播到第二物鏡79的藍(lán)色光束Lbl,并且 將該接收的結(jié)果提供給信號處理部分23。作為響應(yīng),驅(qū)動控制部分 22執(zhí)行第二物鏡79的聚焦和循軌控制過程以及檢流計(jì)反射鏡78的 切向控制過程,從而使得將藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2移動到藍(lán)色光 束Lbl的焦點(diǎn)Fbl上。
(4-4)光路長度的調(diào)整
順便說一句,如上所述,當(dāng)記錄信息時,光盤20的光學(xué)拾取器 26利用偏振分束器55 (圖14)將藍(lán)色光束LbO劃分成藍(lán)色光束Lbl 和Lb2,并且使得藍(lán)色光束Lbl與藍(lán)色光束Lb2在光盤100的記錄 層101內(nèi)部進(jìn)行彼此干涉以將記錄標(biāo)記RMoi己錄在記錄層101中的 目標(biāo)標(biāo)記位置處。
考慮到全息圖的一般形成條件,從激光二極管51發(fā)射出的藍(lán)色 光束Lb0的相干長度應(yīng)該等于或大于全息圖的尺寸,從而正確地將 記錄標(biāo)記RM或全息圖記錄在光盤100的記錄層101上。
實(shí)際情況中,與典型的激光二極管一樣,激光二極管51的相干 長度等于將激光二極管51內(nèi)部的諧振器(未示出)的長度與該諧振 器的折射率相乘所計(jì)算出的值,即近似在100nm與lmm之間。
另一方面,在光學(xué)拾取器26中,藍(lán)色光束Lbl沿著光路在引導(dǎo)表 面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖14)內(nèi)部進(jìn)行傳播,并且到達(dá)光盤100的引導(dǎo) 表面100A;藍(lán)色光束Lb2沿著光路在記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖15)內(nèi)部進(jìn)行傳播,并且到達(dá)光盤100的記錄光束曝光表面 100B。也就是說,在光學(xué)拾取器26中,藍(lán)色光束Lbl的光路與藍(lán)色光 束Lb2的光路不同;藍(lán)色光束Lbl的光路的長度與藍(lán)色光束Lb2的光路的長度不同(在這種情況下,這些光路中的每個從激光二極管51延 伸到目標(biāo)記錄位置)。
此外,如上所述,在光學(xué)拾取器26中,對中繼透鏡60和75的 可移動透鏡61和76的位置進(jìn)行調(diào)整以改變光盤100的記錄層101內(nèi) 部目標(biāo)標(biāo)記位置的深度(目標(biāo)深度)。此時,光學(xué)拾取器26通過改 變目標(biāo)標(biāo)記位置的深度來改變藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光路的長度。
然而,考慮到全息圖的一般形成條件,在光學(xué)拾取器26中,藍(lán) 色光束Lbl和Lb2的光路之間的長度差應(yīng)該等于或小于相干長度 (近似10(Hun與lmm之間)從而形成干涉圖案。
因此,控制部分21 (圖9)控制可移動反射鏡57的位置以調(diào)整 藍(lán)色光束Lbl的光路的長度。在這種情況下,控制部分21利用中繼 透鏡60的可移動透鏡61的位置與目標(biāo)標(biāo)記位置的深度之間的關(guān)系以 根據(jù)可移動透鏡61的位置移動可移動反射鏡57。以這種方式,能夠 改變藍(lán)色光束Lbl的光路的長度。
結(jié)果,光學(xué)拾取器26能夠?qū)⑺{(lán)色光束Lbl和Lb2的光路之間的 長度差限制為小于該相干長度,從而使得能夠?qū)⑶‘?dāng)?shù)挠涗洏?biāo)記RM 或全息圖記錄在記錄層101內(nèi)部的目標(biāo)位置處。
以這種方式,光盤裝置20的控制部分21對可移動反射鏡57的 位置進(jìn)行控制從而將藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光路之間的長度差限制 為小于光學(xué)拾取器26的相干長度,從而使得能夠?qū)⑶‘?dāng)?shù)挠涗洏?biāo)記 RM記錄在記錄層101內(nèi)部的目標(biāo)標(biāo)記位置處。 (5)信息的記錄和再現(xiàn) (5-1)將信息記錄在光盤上
下文描述了如何將信息記錄在光盤100上。如上所述,當(dāng)從外部 裝置等(未示出)接收到信息記錄命令、 一條記錄信息以及一條記錄 地址信息時,光盤裝置20的控制部分21 (圖9)將驅(qū)動命令和這條 記錄地址信息提供給驅(qū)動控制部分22,并且將這條記錄信息提供給 信號處理部分23。
此時,驅(qū)動控制部分22利用光學(xué)拾取器26的引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖12)向光盤100的引導(dǎo)表面100A發(fā)射紅色光束 Lrl,并且基于檢測反射或紅色反射光束Lr2的結(jié)果執(zhí)行第一物鏡38 的聚焦和循軌控制過程(即,位置控制)以使得紅色光束Lrl的焦 點(diǎn)Fr位于與這條記錄地址信息對應(yīng)的目標(biāo)軌道之后。
此外,控制部分21利用引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖14)向光 盤100的引導(dǎo)表面100A發(fā)射藍(lán)色光束Lbl。此時,由于通過位置受 控的第一物鏡38對該藍(lán)色光束Lbl進(jìn)行聚集,所以該光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl正好定位于目標(biāo)軌道之后。
此外,控制部分21對中繼透鏡60的可移動透鏡61的位置進(jìn)行 控制從而使得焦點(diǎn)Fbl (圖7B)的深度dl變得等于該目標(biāo)深度。結(jié) 果,藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl入射目標(biāo)記錄位置。
另一方面,控制部分21控制記錄光束膝光表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖 15)的光閘71以允許藍(lán)色光束Lb2從其通過,從而將藍(lán)色光束Lb2 引導(dǎo)至光盤100的記錄光束膝光表面IOOB。
控制部分21還根據(jù)中繼透鏡60的可移動透鏡61的位置對中繼 透鏡75的可移動透鏡76的位置進(jìn)行控制以調(diào)整藍(lán)色光束Lb2 (圖 7B)的深度d2。因此,藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2的深度d2變得等 于藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl的深度dl,其中,在這種情況下,在沒 有發(fā)生光盤100的軸向偏離的前提下確定該深度dl。
此外,控制部分21使得記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70對通過第 一物鏡38和第二物鏡79的藍(lán)色光束Lbl進(jìn)行檢測?;谠摍z測的 結(jié)果,控制部分21使得驅(qū)動控制部分22執(zhí)行第二物鏡79的焦點(diǎn)和 循軌控制過程(位置控制)以及檢流計(jì)反射鏡78的切向控制過程。
結(jié)果,藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2入射藍(lán)色光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl 的位置或者目標(biāo)標(biāo)記位置。
此外,控制部分21根據(jù)中繼透鏡60的可移動透鏡61的位置對 可移動反射鏡57的位置進(jìn)行調(diào)整以將藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光路之 間的長度差限制為小于相干長度。
因此,光盤裝置20的控制部分21能夠在光盤100的記錄層101內(nèi)部的目標(biāo)標(biāo)記位置處形成'除當(dāng)?shù)挠涗洏?biāo)i己RM。
順便說一句,信號處理部分23 (圖9)例如基于從外部裝置等 (未示出)提供的這條記錄信息產(chǎn)生表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)值"0"和"1" 的記錄信號。基于這些信號,例如,當(dāng)該記錄信號表示值"1"時, 激光二極管51發(fā)射藍(lán)色光束LbO;當(dāng)該記錄信號表示值"0"時,激 光二極管51不會發(fā)射藍(lán)色光束Lb0。
因此,在光盤裝置20中,當(dāng)記錄信號表示值'T,時,記錄標(biāo)記 RM形成于光盤100的記錄層101內(nèi)部的記錄標(biāo)記位置處;當(dāng)記錄信 號表示值"0"時,記錄標(biāo)記RM不會形成于記錄標(biāo)記位置處。以這 種方式,根據(jù)是否存在記錄標(biāo)記RM,記錄信號的值"1"或"0"被 記錄在目標(biāo)位置標(biāo)記處。因此,這條記錄信息記錄在光盤100的記錄 層101上。
(5-2)減小用于循軌控制所需的負(fù)載
順便說一句,光盤裝置20對第一物鏡38進(jìn)行驅(qū)動從而使得如上 所述將藍(lán)色光束Lbl發(fā)射到目標(biāo)軌道,其中,針對在反射透射層104 上形成的槽確定該目標(biāo)軌道的位置。另一方面,光盤裝置20通過對 第二物鏡79驅(qū)動執(zhí)行循軌控制過程從而使得藍(lán)色光束Lb2的光軸 Lx2跟隨藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl,并且將藍(lán)色光束Lbl和Lb2發(fā) 射到目標(biāo)軌道。
如果束腰直徑Sl等于束腰直徑S2,則光盤裝置20應(yīng)該已經(jīng)確 保光軸Lxl與光軸Lx2精確重合從而形成直徑等于束腰直徑Sl的 記錄標(biāo)記RM。
另一方面,光盤裝置20能夠?qū)κ睆絊2進(jìn)行放大從而使得束 腰直徑S2大于束腰直徑Sl。因此,即使光軸Lxl沒有與光軸Lx2 精確重合,光盤裝置20仍能夠使得近焦點(diǎn)區(qū)域Afl和Af2進(jìn)行彼此 交疊。
例如,如圖17所示,即使藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl沒有與藍(lán)色 光束Lb2的光軸Lx2精確重合,近焦點(diǎn)區(qū)域Afl仍能夠認(rèn)作是近交 疊區(qū)域,只要在近焦點(diǎn)區(qū)域Af2附近藍(lán)色光束Lb2的輪廓部分Lo2位于藍(lán)色光束Lbl的輪廓部分Lol內(nèi)部即可。因此,確保形成了 直徑等于束腰直徑Sl的標(biāo)記RM。
也就是說,即使由第二物鏡79進(jìn)行控制的藍(lán)色光束Lb2不能夠 跟隨藍(lán)色光束Lbl的移動,由于束腰直徑S2大,所以只要藍(lán)色光束 Lb2的輪廓部分Lo2位于藍(lán)色光束Lbl的輪廓部分Lol內(nèi)部,光盤 裝置20通過使近焦點(diǎn)區(qū)域Afl與Af2交疊仍能夠形成干涉光束。
因此,通過驅(qū)動第一物鏡38,光盤裝置20能夠在目標(biāo)標(biāo)記位置 處形成記錄標(biāo)記RM。另外,光盤裝置20能夠在記錄層101上形成 直徑等于束腰直徑Sl的記錄標(biāo)記RM。
由于束腰直徑Sl是束腰直徑S2的三分之二,所以在近焦點(diǎn)區(qū) 域Afl附近的光束的尺寸近似是近焦點(diǎn)區(qū)域Af2附近的光束的尺寸 的九分之四(22/32 )。
給出以上事實(shí),光盤裝置20執(zhí)行調(diào)整過程從而使得進(jìn)入第一物 鏡38的藍(lán)色光束Lbl的強(qiáng)度(稱作"第一物鏡入射強(qiáng)度PW1")近 似是進(jìn)入第二物鏡79的藍(lán)色光束Lb2的強(qiáng)度(稱作"第二物鏡入射 強(qiáng)度PW2")的九分之四。因此,在近焦點(diǎn)區(qū)域Afl附近的藍(lán)色光 束Lbl的每單位面積強(qiáng)度(即,光強(qiáng)度和密度)幾乎與近焦區(qū)域Af2 附近的藍(lán)色光束Lb2的每單位面積強(qiáng)度相同,從而改善了干涉特 性。因此,能夠形成清晰的全息圖作為記錄標(biāo)記RM。
這里,如圖18所示,在近焦點(diǎn)區(qū)域Afl和Af2附近,藍(lán)色光束 Lbl和Lb2的波陣面幾乎是平坦的。然而,當(dāng)它們遠(yuǎn)離焦點(diǎn)Fbl和 Fb2時,它們的波陣面發(fā)生彎曲。這些波陣面會影響在近交疊區(qū)域中 形成的全息圖如果這些波陣面是平坦的,則平坦條紋記錄作為記錄 標(biāo)記RM;如果這些波陣面是彎曲的,則彎曲條紋記錄作為記錄標(biāo)記 RM。
順便說一句,藍(lán)色光束Lbl的直徑實(shí)際上與藍(lán)色光束Lb2的直 徑不同。然而,為了容易地進(jìn)行解釋,它們在附圖中是相同的。
光盤裝置20利用中繼透鏡60和75調(diào)整藍(lán)色光束Lbl和Lb2的 會聚狀態(tài),并且以一定目標(biāo)深度放置焦點(diǎn)Fbl和Fb2,從而使得藍(lán)色光束Lbl和Lb2的近焦點(diǎn)區(qū)域Afl和Af2彼此交疊。因此,具有 平坦條紋的記錄標(biāo)記RM能夠形成于記錄層101上。
因此,在再現(xiàn)過程中,在光盤裝置20中,具有平坦條紋全息圖 的記錄標(biāo)記RM反映藍(lán)色光束Lbl。因此,產(chǎn)生了恰當(dāng)?shù)乃{(lán)色再現(xiàn) 光束Lb3。
具體地講,在光盤裝置20中,由于通過1/2波片53調(diào)整p偏振 光束與s偏振光束的比率以及通過分束器55進(jìn)行p偏振和s偏振光 束的分離,大約44%的藍(lán)色光束LbO進(jìn)入引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 的1/4波片56作為藍(lán)色光束Lbl,而剩余的大約66%的藍(lán)色光束 LbO進(jìn)入記錄光束膝光表面光學(xué)系統(tǒng)70作為藍(lán)色光束Lb2。
光盤裝置20的記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70將分離為s偏振光 束的藍(lán)色光束Lb2引導(dǎo)到第二物鏡79同時保持藍(lán)色光束Lb2的強(qiáng) 度。
因此,在光盤裝置20中,第一物鏡入射強(qiáng)度PW1變成大約第 二物鏡入射強(qiáng)度PW2的九分之四,并且由此近焦點(diǎn)區(qū)域Afl的光強(qiáng) 度和密度基本上與近焦點(diǎn)區(qū)域Af2的光強(qiáng)度和密度相同。
此外,在對光盤100進(jìn)行的再現(xiàn)過程中,光盤裝置20經(jīng)由第一 物鏡38(圖16)向光盤100發(fā)射藍(lán)色光束Lbl,并且光電檢測器65 接收來自光盤100的反射作為藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3。
在這種情況下,在光盤裝置20中,與當(dāng)經(jīng)由第二物鏡79發(fā)射出 藍(lán)色光束Lb2時相比較,束腰直徑Sl小于束腰直徑S2。通過與目 標(biāo)標(biāo)記位置相鄰地記錄標(biāo)記RM,這能夠減小所謂的串?dāng)_或者藍(lán)色光 束Lbl的反射。結(jié)果,能夠減小這些記錄標(biāo)記RM之間的距離,從 而增大了記錄密度。
以這種方式,在光盤裝置20中,束腰直徑S2大于藍(lán)色光束Lbl 的束腰直徑Sl。因此,即使藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl沒有與藍(lán)色光 束Lb2的光軸Lx2精確重合,仍能夠形成記錄標(biāo)記RM。這能夠減 小使得藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl跟蹤藍(lán)色光束Lb2的光軸Lx2的循 軌控制過程所需的負(fù)載。順便說一句,可以期望的是,第一物鏡38的數(shù)值孔徑NA等于 或大于0.7以減小記錄標(biāo)記RM的尺寸以及增大記錄密度。然而,如 果第一物鏡39的數(shù)值孔徑NA太大,則由于傾斜余量而可能需要制 得薄的記錄層101的厚度tl和基片102的厚度t2,從而使得難于確 保足夠厚度的記錄層101。因此,可以期望的是,第一物鏡38的數(shù) 值孔徑NA等于或小于0.95。
可以期望的是,第二物鏡79的數(shù)值孔徑NA等于或小于0.65從 而增大傾斜余量以及確保足夠厚度t3的基片103。此外,如果第二 物鏡79的數(shù)值孔徑NA太小,則近焦點(diǎn)區(qū)域Af2的區(qū)域會不必要地 增大,從而增大了藍(lán)色光束Lb2的能量的損失。因此,可以期望的 是,第二物鏡79的數(shù)值孔徑NA等于或小于0.2。 (5-3)從光盤再現(xiàn)信息
當(dāng)從光盤100再現(xiàn)信息時,光盤裝置20的控制部分21 (圖9) 使得光學(xué)拾取器26的引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖12)向光盤 100的引導(dǎo)表面lOOA發(fā)射紅色光束Lrl。另外,控制部分21使得驅(qū) 動控制部分22基于檢測反射或者紅色反射光束Lr2的結(jié)果執(zhí)行第一 物鏡38的聚焦控制和循軌控制過程(即,位置控制)。
此外,控制部分21使得引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖14)向光 盤100的引導(dǎo)表面100A發(fā)射藍(lán)色光束Lbl。此時,由于藍(lán)色光束 Lbl由位置受控的第一物鏡38進(jìn)行聚集,所以將藍(lán)色光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl正好定位在目標(biāo)軌道之后。
順便說一句,控制部分21限制用于再現(xiàn)過程的激光二極管51的 輸出功率。這樣防止記錄標(biāo)記RM由藍(lán)色光束Lbl進(jìn)行錯誤擦除。
此外,控制部分21對中繼透鏡60的可移動透鏡61的位置進(jìn)行 調(diào)整以使得焦點(diǎn)Fbl (圖7B)的深度dl等于目標(biāo)深度。結(jié)果,藍(lán)色 光束Lbl的焦點(diǎn)Fbl置于目標(biāo)標(biāo)記位置處。
另一方面,控制部分21對記錄光束曝光表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖 15)的光軸71進(jìn)行控制以阻擋藍(lán)色光束Lb2,從而防止藍(lán)色光束 Lb2到達(dá)光盤100。也就是說,光學(xué)拾取器26僅僅向記錄在光盤100的記錄層101 內(nèi)部的目標(biāo)標(biāo)記位置處的記錄標(biāo)記RM發(fā)射藍(lán)色光束Lbl作為所謂 的參考光束。作為響應(yīng),記錄標(biāo)記RM用作全息圖,向引導(dǎo)表面 101A產(chǎn)生藍(lán)色反射光束Lb3作為所謂的再現(xiàn)光束。此時,引導(dǎo)表面 信息光學(xué)系統(tǒng)50檢測藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3,然后基于該檢測的結(jié)果產(chǎn) 生檢測信號。
以這種方式,光盤裝置20的控制部分21允許記錄在光盤100的 記錄層101內(nèi)部的目標(biāo)標(biāo)記位置處的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)色再現(xiàn)光 束Lb3,并且接收它。因此,控制部分21能夠檢測記錄的記錄標(biāo)記 RM。
在光盤裝置20中,如果在目標(biāo)標(biāo)記位置處沒有記錄標(biāo)記RM, 則不會從該目標(biāo)標(biāo)記位置處出現(xiàn)藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3。因此,引導(dǎo)表面 信息光學(xué)系統(tǒng)50產(chǎn)生指示它沒有接收到藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3的檢測信 號。
基于檢測信號,信號處理部分22根據(jù)是否檢測到了藍(lán)色再現(xiàn)光 束Lb3識別值"0"或"1",并且基于識別的結(jié)果產(chǎn)生再現(xiàn)信息。
因此,由于當(dāng)記錄標(biāo)記RM形成于光盤100的記錄層101內(nèi)部 的目標(biāo)標(biāo)記位置處時光盤裝置20接收藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3或者當(dāng)記錄 標(biāo)記RM沒有形成于目標(biāo)標(biāo)記位置處時光盤裝置20沒有接收藍(lán)色再 現(xiàn)光束Lb3,所以光盤裝置20能夠識別記錄在目標(biāo)標(biāo)記位置處的值 "1"或"0"。結(jié)果,能夠?qū)⒂涗浽诠獗P100的記錄層101上的信息 進(jìn)行再現(xiàn)。
以這種方式,光盤裝置20分別從第一物鏡38和第二物鏡79發(fā) 射藍(lán)色光束Lbl和Lb2:第一物鏡38的數(shù)值孔徑NA大約是0.85, 而第二物鏡79的數(shù)值孔徑NA大約是第一物鏡38的三分之二或大約 是0.55。以這種方式,執(zhí)行光盤100的記錄和再現(xiàn)過程。
此外,對于光盤100,與基片103相比較而言更加靠近第一物鏡 38的基片102的厚度t2設(shè)置為0.04mm,而靠近第二物鏡79的基片 103的厚度t3設(shè)置為l.Omm。因此,在光盤裝置20中,盡管第一物鏡38的數(shù)值孔徑NA大, 但是仍能夠減小由于基片102的薄厚度t2所導(dǎo)致的相對于光盤100 的傾度而出現(xiàn)的傾斜像差,從而使得能夠確保傾斜余量。
此外,在光盤裝置20中,盡管基片103的厚度t3大,但是第二 物鏡79的小的數(shù)值孔徑NA減小傾斜像差,從而使得能夠確保傾斜 余量。
(6)記錄標(biāo)記的特征
下文描述了當(dāng)?shù)谝晃镧R38的數(shù)值孔徑NA是0.85并且第二物鏡 79的數(shù)值孔徑NA是0.55時形成的干涉光束DB1的模擬結(jié)果。
為了進(jìn)行比較,還對干涉光束DB和DB3執(zhí)行了模擬當(dāng)?shù)谝?物鏡38的數(shù)值孔徑NA和第二物鏡79的數(shù)值孔徑NA均是0.85 時,形成干涉光束DB;當(dāng)?shù)谝晃镧R38的數(shù)值孔徑NA和第二物鏡 79的數(shù)值孔徑NA均是-0.55時,形成干涉光束DB3。
如圖19所示,在這個模擬中,干涉光束DB表示關(guān)于當(dāng)藍(lán)色光 束Lbl的焦點(diǎn)Fbl與藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn)Fb2精確重合時出現(xiàn)的干 涉光束的焦點(diǎn)直徑DBb和高度DBh (以后描述)的區(qū)域(焦點(diǎn)Fbl 與焦點(diǎn)Fb2彼此交疊的點(diǎn)也稱作"焦點(diǎn)Fbz,,)。
圖20中的曲線顯示了沿著在與光盤100平行的盤表面的方向上 穿過焦點(diǎn)Fbz的直線Zl (圖19)的干涉光束DB (DB1到DB3 )的 光強(qiáng)度分布(稱作"表面方向光強(qiáng)度分布")。該曲線的中心表示焦 點(diǎn)Fbz。
從該曲線能夠清楚看出干涉光束DB1的表面方向光強(qiáng)度分布 與千涉光束DB3的表面方向光強(qiáng)度分布相比較而言更加窄。盡管干 涉光束DB1的表面方向光強(qiáng)度分布稍微寬于干涉光束DB2的表面方 向光強(qiáng)度分布,但是干涉光束DB1的表面方向光強(qiáng)度分布仍然與干 涉光束DB2的表面方向光強(qiáng)度分布相類似。
關(guān)于這個表面方向光強(qiáng)度分布,如果干涉光束DB的焦點(diǎn)直徑 DBd是光強(qiáng)度為中心光強(qiáng)度Cp等于焦點(diǎn)Fbz的光強(qiáng)度的lV的干涉 光束DB的直徑,則干涉光束DB1的焦點(diǎn)直徑DBdl是0.46nm,干涉光束DB2的焦點(diǎn)直徑DBd2是0.39jim,干涉光束DB3的焦點(diǎn)直徑 DBd3是0.61nm。
也就是說,干涉光束DB1的焦點(diǎn)直徑DBdl稍微大于干涉光束 DB2的焦點(diǎn)直徑DBd2,并且遠(yuǎn)小于干涉光束DB3的焦點(diǎn)直徑 DBd3。干涉光束DB1的焦點(diǎn)直徑DBdl接近焦點(diǎn)直徑DBd2。
順便說一句,當(dāng)在盤表面方向上進(jìn)行觀察時,包括焦點(diǎn)Fbz的 干涉光束DB1的區(qū)域與干涉光束DB2相比較而言增大了大約28%, 與干涉光束DB3相比較而言減小了大約76%。換言之,由于光盤裝 置20利用數(shù)值孔徑NA是0.85的第一物鏡38和數(shù)值孔徑NA是 0.55的第二物鏡79,所以與利用數(shù)值孔徑NA均是0.85的第一和第 二物鏡的情況相比較而言,每個標(biāo)記記錄層Lm的記錄密度下降大約 28%。
此外,與利用數(shù)值孔徑NA均是0.55的第一和第二物鏡的情況 相比較而言,每個標(biāo)記記錄層Lm的記錄密度增大大約76%。
此外,圖21到圖23中的曲線顯示了沿著在與光盤IOO垂直的方 向上穿過焦點(diǎn)Fbz的直線的干涉光束DB (DB1到DB3)的光強(qiáng)度分 布(稱作"深度方向光強(qiáng)度分布")。該曲線的中心表示焦點(diǎn)Fbz。
如果光強(qiáng)度發(fā)生凹陷的部分(在附圖中由箭頭指示)表示每個干 涉光束DB的高度DBh,則干涉光束DB1的高度DBhl是3.4jim, 干涉光束DB2的高度是2.6jim,干涉光束DB3的高度是6.4fim。這意 味著干涉光束DB1的高度DBhl接近干涉光束DB2的高度,其中, 該干涉光束DB2的焦點(diǎn)直徑也接近干涉光束DB1的焦點(diǎn)直徑。因此, 干涉光束DB1與干涉光束DB2相類似。
圖24示意性示出了干涉光束DB1到DB3。干涉光束DB1 (數(shù)值孔 徑0.85和數(shù)值孔徑0.55)遠(yuǎn)小于干涉光束DB3 (數(shù)值孔徑0.55和 數(shù)值孔徑0.55),而與干涉光束DB2 (數(shù)值孔徑0.85和數(shù)值孔徑 0.85)相類似。
下文描述了當(dāng)虛擬記錄標(biāo)記被i人作是虛擬記錄標(biāo)記RC時的基于 干涉光束DB1到DB3的虛擬記錄標(biāo)記RC1到RC3的偏離軌道依賴 關(guān)系。
在圖25中,曲線Snl到Sn4表示當(dāng)藍(lán)色光束LBl在光盤100的徑向方向上從目標(biāo)標(biāo)記位置離開或偏離軌道時的衍射效率(即,關(guān)于
由于通過虛擬記錄標(biāo)記RC進(jìn)行反射所出現(xiàn)的藍(lán)色再現(xiàn)光束Lb3的 光量的比率)。在這種情況下,關(guān)于每個虛擬記錄標(biāo)記RC (RC1到 RC3),形成每個虛擬記錄標(biāo)記RC的每個干涉光束DB的焦點(diǎn)Fb (或者目標(biāo)標(biāo)記位置)是基準(zhǔn)(偏離軌道量是(Him)。
順便說一句,曲線Snl到Sn3表示當(dāng)藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由數(shù)值孔 徑NA是0.85的物鏡發(fā)射到每個虛擬記錄標(biāo)記RC1、 RC2和RC3時 的衍射效率。曲線Sn4表示當(dāng)藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由數(shù)值孔徑NA是 0.55的物鏡發(fā)射到虛擬記錄標(biāo)記RC3時的衍射效率。圖26中的曲線 顯示了圖25的歸一化曲線。
關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC2的曲線Sn2,衍射效率相對于偏離軌道 量顯著下降。關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC3 (數(shù)值孔徑NA-0.55)的曲線 Sn4,衍射效率相對于偏離軌道量逐漸下降。此外,虛擬記錄標(biāo)記 RC1的曲線Snl與曲線Sn2相類似。因此,虛擬記錄標(biāo)記RC1的偏 離軌道依賴關(guān)系接近虛擬記錄標(biāo)記RC2的偏離軌道依賴關(guān)系。
順便說一句,關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC3的曲線Sn3 (在這種情況 下,藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由數(shù)值孔徑NA是0.85的物鏡發(fā)射出),與虛 擬記錄標(biāo)記RC1和RC2相比較而言衍射效率逐漸下降。因此,這證 明不僅物鏡的數(shù)值孔徑NA而且虛擬記錄標(biāo)記RC3自身影響該偏 離軌道依賴關(guān)系。
這里,磁光盤(MO)的規(guī)范規(guī)定為了防止串?dāng)_,相鄰記錄標(biāo) 記之間的衍射效率應(yīng)該等于從焦點(diǎn)Fb的衍射效率減去26dB或更多 的結(jié)果。下面數(shù)字是使得每個干涉光束DB的衍射效率小于或等于-26dB的從目標(biāo)標(biāo)記位置到每個虛擬記錄標(biāo)記的3巨離對于虛擬記錄 標(biāo)記RC1,該距離是0.29nm;對于虛擬記錄標(biāo)記RC2,該距離是 0.26(im;對于虛擬記錄標(biāo)記RC3 ,該3巨離是0.38nm (數(shù)值孔徑 NA-0.85);關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC3,該3巨離是0.4nm (數(shù)值孔徑 NA=0.55 )。
如果這些值或3巨離加倍并且虛擬記錄標(biāo)記RC以該加倍3巨離形成于光盤100上,則虛擬記錄標(biāo)記RC1的記錄密度大約是虛擬記錄標(biāo) 記RC2的記錄密度的80%,或者大約是虛擬記錄標(biāo)記RC3的記錄 密度的200%。
因此,與當(dāng)利用數(shù)值孔徑NA均是0.85的兩個物鏡相比較而 言,利用數(shù)值孔徑NA是0.55的第二物鏡79,能夠允許制得厚的基 片103,而不會顯著地改變每個標(biāo)記記錄層Lm的記錄密度。
下文描述了基于每個干涉光束DB形成的虛擬記錄標(biāo)記RC (RC1到RC3)的偏離焦點(diǎn)依賴關(guān)系。
在圖27中,曲線Sml到Sm4表示當(dāng)藍(lán)色光束LB1在聚焦方向 上從目標(biāo)標(biāo)記位置離開或偏離焦點(diǎn)時的衍射效率。在這種情況下,關(guān) 于每個虛擬記錄標(biāo)記RC ( RC1到RC3 ),目標(biāo)標(biāo)記位置是基準(zhǔn)(偏 離焦點(diǎn)量是0nm)。
順便說一句,與圖25和圖26所示的那些一樣,曲線Sml到 Sm3表示當(dāng)藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由數(shù)值孔徑NA是0.85的物鏡發(fā)射到每 個虛擬記錄標(biāo)記RC1、 RC2和RC3時的衍射效率。曲線Sm4表示 當(dāng)藍(lán)色光束Lbl經(jīng)由數(shù)值孔徑是0.55的物鏡發(fā)射到虛擬記錄標(biāo)記 RC3時的衍射效率。圖28的曲線顯示了圖27的歸一化曲線。
在這些曲線中,關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC2的曲線Sm2,衍射效率 相對于偏離焦點(diǎn)量顯著下降。關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC3的曲線Sm3和 Sm4,衍射效率相對于偏離焦點(diǎn)量逐漸下降。此外,虛擬記錄標(biāo)記 RC1的曲線Sml與虛擬記錄標(biāo)記RC2的曲線Sm2相類似。因此, 這證明虛擬記錄標(biāo)記RC1的偏離焦點(diǎn)依賴關(guān)系接近虛擬記錄標(biāo)記 RC2的偏離焦點(diǎn)依賴關(guān)系。
下面數(shù)字是使得每個干涉光束DB的衍射效率小于或等于-26dB 的從目標(biāo)標(biāo)記位置到每個虛擬記錄標(biāo)記的距離,其中,對于虛擬記錄 標(biāo)記RC1,該距離是2.0nm;對于虛擬記錄標(biāo)記RC2,該距離是 1.5pm;對于虛擬記錄標(biāo)記RC3,該距離是3.5nm (數(shù)值孔徑 NA=0.85);關(guān)于虛擬記錄標(biāo)記RC3 ,該距離是3.7|nm (數(shù)值孔徑 NA=0.55 )。因此,與考慮每個標(biāo)記記錄層Lm的記錄密度的情況一樣,虛擬記 錄標(biāo)記RC1之間的距離能夠縮短為近似虛擬記錄標(biāo)記RC2之間的距 離。
以這種方式,利用數(shù)值孔徑NA是0.85和0.55的物鏡形成的干 涉光束DB1和虛擬記錄標(biāo)記RC1的特性接近利用數(shù)值孔徑NA均是 0.85的第一和第二物鏡形成的干涉光束DB2和虛擬記錄標(biāo)記RC2的 特性。
因此,關(guān)于光盤100,利用數(shù)值孔徑NA是0.85的第一物鏡38 和數(shù)值孔徑NA是0.55的第二物鏡79。因此,與當(dāng)利用數(shù)值孔徑 NA均是0.85的兩個物鏡相比較,能夠使基片103的厚度t3厚以增 大光盤100的機(jī)械強(qiáng)度而不會顯著地改變記錄密度。
(7)操作和效果
如上所述,光盤100包括記錄層101,在該記錄層101上干涉光 束記錄為全息圖在藍(lán)色光束Lbl或第一光束與藍(lán)色光束Lb2或第 二光束彼此交疊的位置處形成干涉光束。從同一光源發(fā)射出藍(lán)色光束 Lbl和Lb2。藍(lán)色光束Lb2的會聚角ot小于藍(lán)色光束Lbl的會聚 角。
此外,光盤100包括基片102和基片103:基片102覆蓋向其發(fā) 射藍(lán)色光束Lbl的記錄層101的一個表面,并且允許藍(lán)色光束Lbl 從其通過;制得比基片102厚的基片103覆蓋向其發(fā)射藍(lán)色光束Lb2 的記錄層101的另一個表面,并且允許第二光束從其通過。
因此,關(guān)于光盤100,可以增大基片103的厚度t3以確保光盤 100的機(jī)械強(qiáng)度。同時,能夠通過向其厚度t2較小的基片102發(fā)射 藍(lán)色光束Lbl來減小束腰直徑Sl。結(jié)果,通過在近焦點(diǎn)區(qū)域Afl和 Af2彼此交疊的位置處形成的小干涉光束能夠在光盤100上形成小記 錄標(biāo)記RM。因此,確保了光盤100的機(jī)械強(qiáng)度,并且記錄密度增 大。
光盤100包括反射透射膜104,該反射透射膜104反射紅色光束 Lrl或第三光束,同時允許藍(lán)色光束Lbl和Lb2中的大部分或全部從其通過。紅色光束Lrl來自與藍(lán)色光束Lbl相同的方向。
因此,紅色反射光束Lr2或者來自光盤100的反射透射膜104 的反射允許光盤裝置20執(zhí)行循軌控制過程。
此外,光盤100是圓盤形光盤。因此,能夠通過旋轉(zhuǎn)光盤100實(shí) 現(xiàn)平穩(wěn)的讀取和記錄過程。
根據(jù)以上構(gòu)造,關(guān)于光盤100,通過將基片102的厚度t2制得 變小能夠限制與光盤100的傾斜相關(guān)的像差。這允許光盤裝置20利 用認(rèn)為會由于大會聚角ocl而增大與光盤100的傾斜相關(guān)的像差的大 數(shù)值孔徑NA的第一物鏡38,并且由此使得能夠減小記錄標(biāo)記RM 的尺寸。此外,光盤100允許光盤裝置20利用認(rèn)為會由于小會聚角 a2而減小與光盤的傾斜相關(guān)的像差的小數(shù)值孔徑NA的第二物鏡 79,并且由此使得能夠增大基片103的厚度t3從而增大光盤100的 機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)果,能夠?qū)崿F(xiàn)能夠減小記錄標(biāo)記的尺寸以增大記錄密度 并且確保足夠的機(jī)械強(qiáng)度的光信息記錄介質(zhì)。 (8)其它實(shí)施例
在以上實(shí)施例中,反射透射膜104形成于記錄層101與基片102 之間的邊界處。然而,本發(fā)明不限于此。例如,如圖29所示,反射 透射膜104可以形成于記錄層101與基片103之間的邊界處。
此外,在上述實(shí)施例中,記錄層101、基片102和基片103由不 同的材料制成,并且形成一種分層結(jié)構(gòu),在這種分層結(jié)構(gòu)中,記錄層 101、基片102和基片103堆疊在一起。然而,本發(fā)明不限于此。例 如,如圖30所示,光盤100a可以包括記錄區(qū)101a、基區(qū)102a和基 區(qū)103a:記錄標(biāo)記RM記錄在由基區(qū)102a和基區(qū)103a進(jìn)行保護(hù)的 記錄區(qū)101a上。并不一定要在記錄區(qū)101a與基區(qū)102a或103a之間 的邊界處形成反射透射膜104:可以在記錄層101a內(nèi)部或者在基區(qū) 102a的表面上形成反射透射膜104。
另外,在上述實(shí)施例中,反射透射膜104是允許藍(lán)色光束Lbl 和Lb2中的大部分從其通過且同時反射紅色光束Lr中的大部分的二 向色膜。然而,本發(fā)明不僅限于此。反射透射膜104可以允許藍(lán)色光束Lbl和Lb2中的大部分(例如,80%)從其通過且同時透射而反 射紅色光束Lr中的一部分(例如,20%)。作為另一種選擇,反射 透射膜104可以允許藍(lán)色光束Lbl和Lb2中的一部分(例如, 50%)從其通過或者對它們進(jìn)行反射。此外,第三光束并不一定要是 讀取光束Lr:第三光束可以是波長與藍(lán)色光束Lbl和Lb2相同的光 束或顏色不同的光束等等。
此外,在上述實(shí)施例中,記錄標(biāo)記RM或全息圖記錄在圓盤形 光盤100上。然而,本發(fā)明不限于此。記錄標(biāo)記RM可以形成在立 方形光信息記錄介質(zhì)上。
此外,在上述實(shí)施例中,在藍(lán)色光束Lbl和Lb2的光軸的方向 上記錄了四個記錄標(biāo)記RM (即,它們記錄在四個記錄標(biāo)記層Lm 上)。然而,本發(fā)明不限于此??梢孕纬扇魏螖?shù)目的記錄標(biāo)記RM。 例如,可以記錄僅僅一個記錄標(biāo)記RM,或者可以記錄20個記錄標(biāo) 記RM。
另外,在上述實(shí)施例中,當(dāng)需要時可以記錄相同長度的記錄標(biāo)記 RM。然而,本發(fā)明不限于此。例如,如圖30所示,記錄在BD或 DVD上的記錄標(biāo)記RM可以具有不同的長度。
此外,在上述實(shí)施例中,在循軌方向上對第二物鏡79進(jìn)行驅(qū)動 從而使得藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl與藍(lán)色光束Lb2的光軸Lx2精確 重合。然而,本發(fā)明不限于此。例如,與第一物鏡38 —樣,可以基 于循軌誤差信號STEb驅(qū)動第二物鏡79。
此時,如果光盤100發(fā)生扭曲或彎曲,則藍(lán)色光束Lb2的焦點(diǎn) Fb2稍微偏離目標(biāo)標(biāo)記位置。然而,只要發(fā)射藍(lán)色光束Lb2從而使 得焦點(diǎn)Fb2定位在目標(biāo)位置附近并且近焦點(diǎn)區(qū)域Afl與Af2彼此交 疊,就沒有問題。
也就是說,光盤裝置20能夠根據(jù)藍(lán)色光束Lbl在目標(biāo)標(biāo)記位置 處正確形成記錄標(biāo)記RM,只要束腰直徑Sl小的藍(lán)色光束Lbl的焦 點(diǎn)Fbl精確置于目標(biāo)標(biāo)記位置處即可。
因此,用于使得藍(lán)色光束Lb2的光軸Lx2與藍(lán)色光束Lbl的光軸Lxl重合的光學(xué)部件(偏振分束器72、聚光透鏡80、柱面透鏡81 和光電檢測器82)不是必需的,從而簡化了光學(xué)拾取器的結(jié)構(gòu)。
另外,在上述實(shí)施例中,第二物鏡79的數(shù)值孔徑NA小于第一 物鏡38的數(shù)值孔徑NA;通過中繼透鏡75調(diào)整藍(lán)色光束Lb2的會聚 狀態(tài),從而使得第二會聚角oc2小于第一會聚角ctl并且將焦點(diǎn)Fb2 置于目標(biāo)深度。然而,本發(fā)明不限于此。能夠利用與第一物鏡38相 同的產(chǎn)品作為第二物鏡79;能夠?qū)⒅T如各種透鏡和孔徑之類的光學(xué) 部件設(shè)置在第二物鏡79之前以使藍(lán)色光束Lb2的直徑小,從而進(jìn)入 第二物鏡79的藍(lán)色光束Lb2的直徑小于進(jìn)入第一物鏡的藍(lán)色光束 LM的直徑。這種構(gòu)造能夠提供與上述實(shí)施例相同的效果。
此外,能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇第一物鏡38和第二物鏡79的折射率和數(shù) 值孔徑NA以及進(jìn)入第一物鏡38和第二物鏡79的藍(lán)色光束Lbl和 Lb2的會聚狀態(tài)和直徑,從而使得第二會聚角a2小于第一會聚角oc 1并且將焦點(diǎn)Fb2置于目標(biāo)深度。
另外,在上述實(shí)施例中,第二會聚角oc2大約是第一會聚角ccl 的一半。然而,本發(fā)明不限于此。能夠根據(jù)各種條件恰當(dāng)?shù)卮_定第二 會聚角ct2,其中,這些條件包括藍(lán)色光束Lb2的循軌控制過程的準(zhǔn) 確度、光盤100的彎曲度、以及輸出藍(lán)色光束LbO的光強(qiáng)度。
另外,在上述實(shí)施例中,在焦點(diǎn)Fbl附近的藍(lán)色光束Lbl的光 強(qiáng)度和密度幾乎與在焦點(diǎn)Fb2附近的藍(lán)色光束Lb2的光強(qiáng)度和密度 相同。然而,本發(fā)明不限于此。它們可以彼此不同。
另外,在上述實(shí)施例中,在再現(xiàn)過程期間,束腰直徑Sl小的藍(lán) 色光束Lbl發(fā)射到記錄層101。然而,本發(fā)明不限于此。作為另一種 替代,藍(lán)色光束Lb2能夠發(fā)射到記錄層101。
另外,在上述實(shí)施例中,通過l/2波片53和偏振分束器55對藍(lán) 色光束Lbl和Lb2的比率進(jìn)行調(diào)整以調(diào)整在焦點(diǎn)Fbl和Fb2附近的 光強(qiáng)度和密度。然而,本發(fā)明不限于此。能夠應(yīng)用包括阻攔預(yù)定量的 藍(lán)色光束Lbl的所謂的ND濾波片的各種方法。
另外,在上述實(shí)施例中,記錄標(biāo)記RM形成于圓盤形光盤100上。然而,本發(fā)明不限于此。例如,記錄標(biāo)記RM能夠形成于直角 平行六面體形狀的光信息記錄介質(zhì)上。
另外,在上述實(shí)施例中,作為光信息記錄介質(zhì)的等同物的光盤 100包括記錄層101、基片102和基片103,其中,該記錄層101是 記錄區(qū)的等同物;該基片102是第一基區(qū)的等同物;該基片103是第 二基區(qū)的等同物。然而,本發(fā)明不限于此。光信息記錄介質(zhì)能夠包括 記錄層、具有不同結(jié)構(gòu)的第一基區(qū)和第二基區(qū)。
上述方法能夠應(yīng)用到可以記錄包括音樂內(nèi)容和視頻內(nèi)容的大量的 各種數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在不脫離所附權(quán)利要求及其等同物的 范圍的情況下,可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素進(jìn)行各種變型、組合、 子組合和替換。
權(quán)利要求
1. 一種光信息記錄介質(zhì),包括記錄區(qū),在所述記錄區(qū)上,在第一光束和第二光束彼此交疊的位置處形成的干涉光束記錄為全息圖,其中,所述第二光束的會聚角小于所述第一光束的會聚角,所述第一光束和所述第二光束從同一光源發(fā)射,其中,所述第一光束被引導(dǎo)到一個表面,而所述第二光束被引導(dǎo)到與所述一個表面相對的另一個表面;第一基區(qū),該第一基區(qū)覆蓋向其發(fā)射所述第一光束的所述記錄區(qū)的一個表面,并且允許所述第一光束從該第一基區(qū)通過;以及第二基區(qū),該第二基區(qū)制得比所述第一基區(qū)厚,覆蓋向其發(fā)射所述第二光束的所述記錄區(qū)的另一個表面,并且允許所述第二光束從該第二基區(qū)通過。
2. 如權(quán)利要求1所述的光信息記錄介質(zhì),所述光信息記錄介質(zhì)還 包括反射透射膜,該反射透射膜反射來自與所述第一光束或所述第二 光束相同的方向的第三光束中的至少一部分,同時允許所述第一光和 所述第二光束中的一部分或全部從該反射透射膜通過。
3. 如權(quán)利要求1所述的光信息記錄介質(zhì),其中, 所述光信息記錄介質(zhì)是圓盤形光盤。
4. 如權(quán)利要求1所述的光信息記錄介質(zhì),其中, 所述全息圖沿著所述第一光束和所述第二光束的光軸方向記錄在所述記錄區(qū)上。
5. 如權(quán)利要求1所述的光信息記錄介質(zhì),其中, 所述第一基區(qū)的厚度大于或等于0.01mm并且小于或等于0.2mm。
6. 如權(quán)利要求1所述的光信息記錄介質(zhì),其中, 所述第二基區(qū)的厚度大于或等于0.4mm并且小于或等于1.5mm。
7.如權(quán)利要求2所述的光信息記錄介質(zhì),其中,所述反射透射膜是二向色膜,該二向色膜允許所述第一光束和所 述第二光束中的大部分從該反射透射膜通過,同時對波長與所述第一 光束和所述第二光束的波長不同的所述第三光束中的大部分進(jìn)行反射。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光信息記錄介質(zhì),所述光信息記錄介質(zhì)包括記錄區(qū),在所述記錄區(qū)上,在第一光束和第二光束彼此交疊的位置處形成的干涉光束記錄為全息圖,其中,所述第二光束的會聚角小于所述第一光束的會聚角,所述第一光束和所述第二光束從同一光源進(jìn)行發(fā)射,其中,所述第一光束被引導(dǎo)到一個表面,而所述第二光束被引導(dǎo)到另一個表面;第一基區(qū),覆蓋向其發(fā)射所述第一光束的所述記錄區(qū)的一個表面,并且允許所述第一光束從其通過;以及第二基區(qū),制得比所述第一基區(qū)厚,覆蓋向其發(fā)射所述第二光束的所述記錄區(qū)域的另一個表面,并且允許所述第二光束從其通過。
文檔編號G11B7/24GK101419808SQ20081016808
公開日2009年4月29日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
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