专利名称：光存储及读取设备及其方法
技术领域：
本发明是关于高密度光存储媒介系统中，将数据存储和读取区域正确设定为简单构造的一种光存储及读取设备及其方法。
(2)背景技术时至今日，依靠数据(data)的数字化(digital)、大容量化等，存储媒介已由磁带(tape)向盘片(disk)转变，同时，通过提高在盘片上存储数据的密度，来提高盘片的存储容量。
因此，为了提高高密度光盘的存储密度，必须使信号跟踪间的距离(即信号跟踪间距)变小。
在这里，在这种光盘的制造工艺中，在塑料的注塑和硬化过程中，便会发生误差，由此，即使在中心打孔，也会发生中心孔出现偏差的现象。
同时，光盘跟踪即使能够按照一定规格的间距进行正确存储，但因为中心孔出现偏差，因此会出现偏心和光盘倾斜(tilt)的现象。
因此，在光盘偏心的同时，在光盘进行旋转时，驱动器的中心轴很难与光盘的跟踪中心完全一致。
因此，想要读出所需要的跟踪信号是很难的，在CD和DVD方式中，为了在发生偏心情况时也能够使光束始终跟上所需要的跟踪，而使用跟踪伺服器。
即，上述跟踪伺服器生成与光束轨迹状态相对应的电信号，并以此信号为根本，将物镜和光拾取器本体向半径(radial)方向移动，修正光束位置，从而正确进行跟踪。
另一方面，光束如果无法进行相关跟踪时，不但会发生上述光盘偏心现象，而且会发生光盘倾斜现象。如果这样，它就象在将光盘安装到光驱转轴上时所发生的误差一样，会发生硬件问题。即，发生跟踪和聚焦没有正确按照垂直方向一致的错误。这种光盘倾斜的状态被称为光盘倾斜(tilt)。
一般来说，在存储和读取时，光盘存储器必须将光盘维持在水平状态，但因为光拾取器和转轴的机械误差及安装时的公差，光盘便会向半径(radial也被称为二次半径)方向和信息跟踪的切线(Tangential，以下称之为切线)方向倾斜。
图1是依据本发明的控制倾斜的光存取系统构成组件图。它由以下各部分所组成将信息存储入光存储媒介光盘101或者从中读取信息，并将光盘所反射的光束转换为电信号的内置了光检出器102a的光拾取器102；包括有利用切线方向的推挽信号来检出倾斜错误信号的倾斜错误检出装置106，从光拾取器中输出的电信号中生成伺服错误信号的伺服错误生成装置103；将上述伺服错误生成装置生成的跟踪错误信号检出来的跟踪错误(TE)检出装置104；将上述伺服错误生成装置所生成的聚焦信号检出的聚焦错误(FE)检出装置105；将上述伺服错误生成装置所生成的切线推挽错误信号检出的切线推挽错误检出装置(即倾斜错误检出装置)106。
为了通过利用上述错误检出装置检出的信号来控制伺服器，还必须包含以下各部分生成并输出控制信号的伺服控制装置108(包括聚焦、跟踪、倾斜控制装置)；根据上述伺服控制装置所输出的驱动信号来控制上述光拾取器，并控制伺服器的驱动装置109(包括聚焦、跟踪、倾斜驱动装置)。
在如上所述的光存储/读取设备中，随着光存储技术的发展，激光二极管LD(Laser Diode)的波长减小和提高物镜的数字光圈NA(NumericalAperture)，使信息存储媒介变得高密度化，现在所发明的蓝光盘(blue disk)便是其中的显著代表技术之一。
在上述技术中还有一种立体存储媒体(Volumetric storage media)存储方式。
上述立体存储媒体(Volumetric storage media)存储媒介是为了解决原有的2次元光盘方式中存储技术所受到的技术限制而被发明出来的，它是一个最近4，5年得到很大发展的技术领域。
其代表方式可以分为以下三类1)全息摄影(Holography)方式的页导向记录(page oriented recording)，2)2个波长光子(Two-photon)方式的位导向记录(bit oriented recording)，3)多层(Multilayer)方式。
1)全息摄影(Holography)将存储光束和信息干涉纹路存储到具有光反应性的物理折射(photorefractive)媒介中，利用透镜使2D的页(page)信息进行存储，在被称为multiplexing(多重化)的空间中，不受角度和波长等的影响，而进行存储。
2)2个波长光子(Two-photon)利用特定媒介能够吸收2个特定波长光子(photon)的特性，被吸收部分具有折射率的变化，利用其它波长的光来检出，并且不依靠反射，而利用荧光，从而不需要反射面，利用3D媒介的深度方向。
信息不是按照页(page)信息，而是位(bit)信息存储方式(也有变形的页〔page〕存储方式)，引起2个波长光子(Two-photon)现象的限制(limit)光的强度非常大，只有有限的区域中发生标记(mark)。
3)多层(Multilayer)是从原有的DVD技术中的双重(Duallayer)方式中进行一般性扩冲的技术。虽然是有多个反射层的方式，但因为各反射层都发生损失，因此存储质量(jitter)是有限的。
因为是原有技术的单纯扩冲，虽然完成度很高，但存在着曲面数差修正问题和存储/读取光损失等问题。
但是使用3D媒介的上述1)，2)方式使用跟踪，聚焦伺服器非常困难。
特别是全息摄影(holography)或者是2个波长光子(two-photon)技术不在存储媒介上设定一定的反射层，这种方式的最大问题是在进行存储或者是读取时，没有反射层，以与跟踪和聚焦伺服器相对应。
在普通光拾取器的聚焦伺服器中，存储层和反射层与基本层的折射率不同，将被反射的光作为伺服器，而跟踪伺服器因为是槽岸、凹槽(land groove)构造，所以存储媒介不可能使用这种方法。
另一方面，在现在还没有投入使用的研究标准中，虽然利用步进电机(stepping motor)等能够准确移动位置的装置，但如果考虑到存储标记(mark)的大小和密度，产生误差的可能性很高，同时，将其制造成普通使用的标准也是几乎不可能的。
(3)
发明内容
因此，为了解决上述方式中准确调整位置的移动工具(步进电机〔stepping motor〕等)所存在的不稳定和不经济性等问题，本发明的目的是提供一种在存储媒介上设定反射面，并使用使伺服光和存储/读取用主(main)光相统一的物镜和调节器，从而使跟踪伺服器和聚焦伺服器能够稳定运行，以使之能够在所希望的位置上运行的光存储及读取设备及其方法。
为了实现上述目的，本发明的光存储及读取设备中包括以下各部分调节光源输出装置所发出光的光量，并对输入的光进行反射的第1平光束分光器；对通过上述第1平光束分光器所输入的光进行反射的第2平光束分光器；将上述第1和第2平光束分光器所反射的光聚焦到光存储媒介上的物镜；为了对通过上述物镜所聚焦的光的深度进行调节，而使透过上述第1平光束分光器的光透过的深度调节部件。
例如光存储媒介是立体存储型媒介，在底面、中间或者是上面一定点上能够形成标准反射构造面。
例如利用通过上述标准反射构造面所反射的光，来控制上述光存储媒介的跟踪和聚焦伺服。
例如使用物镜和调节器，以使通过第1平光束分光器的存储及读取用主光和第2平光束分光器所输出的伺服用光相统一。
例如深度调节部件被安装在第1平光束分光器和物镜之间。
例如深度控制部件的位置在向物镜相反方向移动时，透过第1平光束分光器的主光的聚焦深度能够在光存储媒介的深层形成。
另外，本发明的一种光存储及读取方法，包括在光存储媒介上形成反射面的步骤；对光源所发出的光进行分割，通过平光束分光器部件以2个以上的光路路径进行输出的步骤；利用第2光路路径来控制伺服，第1光路路径通过深度调节透镜来设定/改变存储/读取区域的步骤。
同时，依据本发明的光存储及读取方法包括如下各步骤在光存储媒介上形成反射面的步骤；对光源所发出的光进行分割，通过平光束分光器部件以2个以上的光线路径进行输出的步骤；第2光路路径通过物镜被照射到光存储媒介上，并被上述标准面所反射的步骤；利用上述被反射的光，控制伺服驱动装置，并进行跟踪和聚焦的步骤；第1光路路径经由深度调节透镜通过物镜进行聚焦，并设定光存储及读取区域的步骤。
例如通过移动上述深度调节透镜的位置，来调节光存储媒介上的光聚焦深度。
例如在上述光存储媒介上的光聚焦深度被调节的区域内运行存储或者是读取功能。
本发明的效果如果使用本发明的光存储及读取设备及其方法进行深度调节的话，能够在立体存储媒介上设定一个标准面，利用用于伺服的光，使用与主光相同的物镜和调节器，能够在不具有对存储层进行伺服的标准构成的立体存储媒介中，进行聚焦和跟踪伺服，从而能够在所需要的位置上进行存储和读取。
同时，与原有的机械指定位置方式相比，本发明是具有简单、精密和经济等优点的信息存储设备。
同时，本发明能够成为今后光存储技术的主流，而且它还能够适用于预想的体积存储技术中。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是依据本发明的控制倾斜的光存取系统构成组件图。
图2是进行光存储和读取的光拾取器及其周边伺服控制组件图。
图3是在存储媒介底面形成反射面的模样图。
图4是概略显示依据本发明的光存储/读取过程流程图。
图5是依据本发明的改变光存储媒介上存储/读取位置的运行流程图。
(5)具体实施方式
下面参照附图，对本发明的光存储及读取设备及其方法的实施方式进行详细说明。
图2是进行光存储和读取的光拾取器及其周边伺服控制组件图。
如图所示，图中共包括如下部件产生激光光源的激光二极管(LD)201；将上述激光二极管201所产生的激光光源转换为平行光的平行视准透镜(CL)202；将利用第1平光束分光器(PBSl)(Polarization Beam Splitter)204所反射的透过上述平行视准透镜202的平行光的伺服光束(servo beam)和主光束(main beam)的光量变成一定比率的调节光量的半波长板(half waveplate)(HWP)203；使通过上述PBS1204形成第2光线路径的伺服光通过第2平光束分光器(PBS2)205、聚光部件BS(beam spot)208、四分之一波长板QWP(quarter wave plate)209、物镜(OL)和调节器(actuator)210，在光存储媒介(立体存储媒介)(volumetric media)211上进行入射/反射，通过上述BS208、PBS2205被伺服(servo)光检出器PD212所感知，并控制聚焦和跟踪的伺服控制装置(servo control circuit)213。
另一方面，通过上述第1平光束分光器PBS1而形成第1光线路径的主光束经由镜子206和本发明的核心(为了对上述立体存储媒介的存储/读取区域(位置)进行聚焦，而能够进行左右移动)---深度调节透镜(depth controllens)207，分别通过BS208、QWP209、OL和调节器210和通过QWP(quarterwave plate)209、物镜OL和调节器210，在光存储媒介(立体存储媒介)(volumetric media)211上进行存储/读取/反射，经由BS208、深度调节透镜(depth controllens)207镜子206在第1PBS1中被平光，并被光检出器(PD)214所检出。
下面对上述图2的构成的运行情况进行展开说明。
首先，依据本发明，光拾取器的光源所发出的输出光被分为两部分，一部分被用作存储/读取的主光(main beam)，另一部分被用于在标准面上进行伺服的伺服光(servo beam)。伺服光如图3所示，在立体存储媒介的底面上分别有标准的反射层和用于跟踪的land/groove构成或者是pre-pit。主光的聚焦点通过深度调节透镜207通过改变存储/读取区域(位置)。
上述HWP203能够调节两束光的比率，PBS1、PBS2和QWP能够使输入各PD的光效率最大化，主光能够利用深度调节透镜207来调节深度方向焦点位置，伺服光的焦点被固定在体积存储媒介底面的标准面上。
上述伺服光和主光被BS合成一束光，通过共同的物镜和调节器，如果将伺服光调整为沿着标准面照射的话，主光便同时被调节了。
伺服光被伺服用PD所接受，依靠伺服电路来驱动调节器，此时，伺服用PD中便具有了与普通光拾取器中所使用的跟踪和聚焦伺服方式功能相同的面分割区域。
当深度调节用透镜在一个位置时，因为主光和伺服光的相对深度维持在一定程度，两束光都沿着存储媒介底面的槽岸/凹槽(land/groove)或者是凹坑(pre-pit)进行照射，便能以一定间隔利用深度调节透镜对主光进行变化，从而能够在所需要的深度和所需要的跟踪位置进行存储/读取。
图3是在存储媒介底面形成反射面的模样图。
所附图所示，在存储媒介301的底面上有槽岸/凹槽(land/groove)层301a，对伺服光进行反射，随着存储/读取深度的变化，依靠深度调节透镜207的运行，主光的聚焦位置也不同。
如上所述，当深度控制部件的位置向物镜和调节器302方向移动时，通过光存储媒介上的第1反射部件的主光的聚焦深度便变浅了；当深度控制部件的位置向物镜的相反方向移动时，通过光存储媒介上的第1反射部件的主光的聚焦深度便变深了。
同时，上述深度调节透镜207的位置(区域)能够被微型计算机所控制而运行。例如，当进行存储时，如果想在事先未决定的其他区域进行存储时，微型计算机便能够控制上述深度调节透镜，来调节主光的聚焦深度。
下面对上述图2和图3进行说明。
依据本发明的方式，将光束分别分为与普通光拾取器中的存储/记录光相对应的主光和在标准面上进行伺服的伺服光，通过光存储媒介底面的标准面的反射信息和槽岸/凹槽，凹坑(land/groove，pre-pit)等信息，伺服光具有了聚焦、跟踪信息，并被伺服用PD所接收，并进行伺服。
主光使用与伺服光相同的调节器和物镜，并经常与伺服光维持一定间隔。主光的光线路径上设置有深度调节透镜，能够调节存储媒介的存储/读取深度，并具有与伺服光维持相对距离的同时，进行聚焦和跟踪伺服的效果。
下面将对适用于本发明的存储媒介的聚焦和跟踪伺服方式的光拾取器(图2)的全部光线路径进行详细说明。
从LD所发出的光经过视准透镜(collimation lens)，并在经过HWP和PBS1的同时被分割为主光和伺服光，通过HWP的旋转来调节主光和伺服光的比率。
伺服光经过PBS2、BS、QWP，被物镜所聚焦，并在存储媒介底面上的标准面所反射。
包含了伺服信息的光重新经过物镜和QWP，通过BS、PBS2被伺服用PD所接收，通过servo control电路来驱动调节器，并维持聚焦和跟踪伺服。
另一方面，主光被PBS1分割以后，通过深度调节透镜，通过BS，经过QWP和物镜，并在所需要的存储/读取位置进行聚焦。
例如当进行读取时，被反射的光经过物镜和QWP，通过BS和PBS1被PD所接收。此时，利用深度调节透镜，便能够调节聚焦的深度，此深度与标准面维持一定的间隔，所以它具有间接伺服的效果。
图4是概略显示依据本发明的光存储/读取过程流程图。
S400，在光存储媒介(图3的301)的底面、中间或者是上面形成反射面。
S401，光源LD所输出的光被HWP所分割，通过偏光部件(PBS1)被分割成伺服光和主光等2束以上的光线路径。
S402，上述被输出的光中伺服光被作为第2光路来控制伺服，主光被作为第1光路，通过深度调节透镜来设定/变更存储/读取的区域。
图5是依据本发明的改变光存储媒介上存储/读取位置的运行流程图。
S500，在光存储媒介(图3的301)的底面、中间或者是上面形成反射面。
S501，光源LD所输出的光被HWP所分割，通过偏光部件(PBS1)被分割成作为第2光路的伺服光和作为第1光路的主光等2束以上的光线路径。
S502，作为第2光路的伺服光通过物镜被光存储媒介底面、中间或者是上面所形成的标准面所反射。
S503，利用上述被反射的光，来控制伺服驱动装置，并进行聚焦和跟踪。
S504、S505，另一方面，第1光线路径通过上述深度调节透镜位置的移动能够调节聚焦到光存储媒介上的深度，并设定光存储/读取区域。
如上所述，本发明是关于在光存储媒介的底面设立反射部位，利用所反射的光，来控制伺服控制装置，并增添深度调节部件，从而使主光在光存储媒介上聚焦(focusing)的位置能够改变的设备及其方法的。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。例如，依据本发明的深度调节方式不仅适用于盘片(disk)型立体存储媒介，而且同样适用于块(block)形态等各种各样的立体存储媒介。
同时，作为反射面的标准面不仅可以设立在如图3所示的底面上，而且还可以在中间层或者是上表面层上设立标准面，来调节反射率。
同时，本发明的方式比机械的精密移动方式相比，具有非常正确的位置数值，商业化的可能性非常大。
权利要求
1.一种光存储及读取设备，其特征在于包括调节上述光源输出装置所发出光的光量，并对输入的光进行反射的第1平光束分光器；对通过所述的第1平光束分光器所输入的光进行反射的第2平光束分光器；将所述的第1和第2平光束分光器所反射的光聚焦到光存储媒介上的物镜；为了对通过所述的物镜所聚焦的光的深度进行调节，而使透过所述的第1平光束分光器的光透过的深度调节部件。
2.如权利要求1所述的光存储及读取设备，其特征在于所述的光存储媒介是立体存储型媒介，在底面、中间或者是上面特定位置能够形成标准反射构造面。
3.如权利要求2所述的光存储及读取设备，其特征在于利用所述的标准反射构造面所反射的光，来控制所述的光存储媒介的跟踪和聚焦伺服。
4.如权利要求2所述的光存储及读取设备，其特征在于在所述的立体存储媒介任意位置所存储的标记进行伺服。
5.如权利要求1所述的光存储及读取设备，其特征在于通过所述的第1平光束分光器的存储及读取用主光和第2平光束分光器所输出的伺服用光使用相同的物镜和调节器。
6.如权利要求1所述的光存储及读取设备，其特征在于所述的深度调节部件被安装在第1平光束分光器和物镜之间。
7.如权利要求6所述的光存储及读取设备，其特征在于当所述的深度调节部件的位置在向所述的物镜方向移动时，通过所述的第1平光束分光器的主光的聚焦深度能够在所述的光存储媒介的浅层形成。
8.如权利要求6所述的光存储及读取设备，其特征在于当所述的深度控制部件的位置在向物镜相反方向移动时，通过所述的第1平光束分光器的主光的聚焦深度能够在所述的光存储媒介的深层形成。
9.一种光存储及读取方法，其特征在于包括在光存储媒介上形成反射面的步骤；对光源所发出的光进行分割，通过平光束分光器部件以2个以上的光路路径进行输出的步骤；利用第2光路路径来控制伺服，第1光路路径通过深度调节透镜来设定/改变存储/读取区域的步骤。
10.一种光存储及读取方法，其特征在于包括在光存储媒介上形成反射面的步骤；对光源所发出的光进行分割，通过平光束分光器部件以2个以上的光线路径进行输出的步骤；第2光路路径通过物镜被照射到光存储媒介上，并被上述标准面所反射的步骤；利用上述被反射的光，控制伺服驱动装置，并进行跟踪和聚焦的步骤；第1光路路径经由深度调节透镜通过物镜进行会聚，并设定光存储及读取区域的步骤。
11.如权利要求10所述的光存储及读取方法，其特征在于通过移动所述的深度调节透镜的位置，来调节所述的光存储媒介上的光聚焦深度。
12.如权利要求11所述的光存储及读取方法，其特征在于在所述的光存储媒介上被调节的光聚焦深度的区域内进行数据存储或者是读取。
全文摘要
本发明是关于光存储及读取设备及其方法，是将光存储媒介的一部分设定为反射部位，并利用所反射回来的光线来控制伺服控制装置，增添深度调节部件，以使光在存储媒介上聚焦的位置能够改变的设备及其方法。本发明包括调节上述光输出装置所发出光的光量，并对输入的光进行反射的第1平光束分光器；对通过第1平光束分光器所输入的光进行反射的第2平光束分光器；将第1和第2平光束分光器所反射的光聚焦到光存储媒介上的物镜；对通过物镜所聚焦的光的深度进行调节的深度调节部件。本发明能够利用跟踪和聚焦伺服器在所希望的存储媒介的特定位置进行存储和读取。
文档编号G11B7/004GK1790503SQ200410093169
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者申允燮 申请人:上海乐金广电电子有限公司