多层光学记录载体的扫描的制作方法

专利名称：多层光学记录载体的扫描的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于扫描多层光学记录载体的装置和方法，涉及多层 光学记录载体，并且涉及适当的装置和适当的光学记录载体的制造方法。
背景技术：
光学记录载体存在多种不同的格式，每种格式通常被设计成由特定波长的辐射束进行扫描。例如，可提供CD(致密盘)，特别地，比 如CD-A ( CD-音频)格式、CD-ROM ( CD-只读存储器)才各式和CD-R ( CD-可记录)格式，并且CD被设计成利用波长(A)约785納米的辐射束进 行扫描。另一方面，DVD (数字多功能光盘)被设计成利用波长约650 纳米的辐射束进行扫描，而BD (蓝光光盘)被设计成利用波长约405纳 米的辐射束进行扫描。通常，波长越短，对应的光盘的容量就越大， 比如，蓝光格式光盘的存储容量比DVD格式光盘的存储容量大。信息通过信息层存储在光盘上。为了进一步提高光盘存储容量， 已经提出了多层光盘。多层光盘包含两个或更多的离散的信息层。人们期望的是用于从/向整个光盘读/写数据所需的时间尽可能地 短。然而，对于每种光存储的生成而言，光盘容量比最大读/写数据率 增加更大的量。例如，图l是说明读取不同类型光盘所需的一般最短时 间的曲线图。术语"双层，，指的是具有两个信息层的多层光盘。可以 观察到的是，读/写整个光盘所需的时间随盘的存储容量的增加而增加在光盘中，最大读取/记录速度受到光盘最大(安全和/或平稳的 )转速的限制。为了获得更高的读取速度，已经提出在单个装置中结 合完整的多个光学拾波器(optical pickup)单元(OPU)，利用每个 OPU被用来从不同信息层读取/向不同的信息层写入。然而，将两个或 更多的OPU结合到单个装置内导致了该装置的大小和成本相应增加。US6， 6 00, 704描述了 一种用于同时读写光记录介质的两个不同信 息载体层的装置。US6， 600, 704描述了对不同的部分辐射束使用大量共 用的光路，每个部分辐射束聚焦在不同的信息载体层上。发明内容本发明实施例的目的在于解决现有技术的一个或多个问题，而无 论这些问题是否在本文中提到过。本发明特定实施例的目的在于提供 一种适合于扫描多层光学记录载体的光学扫描设备，这种光学扫描设 备相对便宜并且易于制造。根据本发明的第一方面，本文提供一种用于扫描光学记录载体的第一和第二信息层的光学扫描设备，该设备包括至少一个辐射源， 用于提供扫描第一信息层的第一辐射束和扫描第二信息层的第二辐射 束；用于将第一和第二辐射束会聚在相应信息层上的物镜系统；其中 该设备配置成仅从所述辐射束中的一个辐射束来确定跟踪信息，用于跟踪误差补偿。通过要求该装置仅仅确定对于单个信息层的跟踪信息，光学扫描 设备得以简化，因此可以制造起来更为容易、成本更低。跟踪补偿可 同时应用于全部扫描辐射束，因此避免了为每个分离的扫描辐射束提 供跟踪补偿而提供多个致动器的额外成本。该设备可以更进一步地包含用于为第一和第二辐射束都提供跟踪 误差补偿的致动器系统，该致动器系统被设置成仅使用来自仅仅一个 辐射束的所迷跟踪信息。物镜系统可以配置成沿着共同光轴将所述第一辐射束和所述第二 辐射束聚焦在不同的轴向位置处。物镜系统可以被设置成将第一辐射束聚焦在沿第一光轴的一个位 置上，并且将第二辐射束聚焦在沿不同的第二光轴的一个位置上。光学记录载体可以是光盘，而第二光轴切向偏移第一光轴。物镜系统可以被设置成将第二辐射束会聚在距第一辐射束预定的 固定横向距离的位置处。第一辐射束可以包含第一波长，而第二辐射束包括不同的第二波 长。该设备可以更进一步地包含非周期相位结构，用于将两种所述辐 射束会聚在共同信息检测器上。第一和所述第二辐射束可以被调制，用于允许由共同信息检测器 检测来自两个信息层的信息。该设备可以被设置成扫描光学记录载体的第三信息层；至少一个 辐射源可以被设置成提供用于扫描第三信息层的第三辐射束；并且物镜系统可以被设置成将第三辐射束会聚在第三信息层上。该设备可以配置成从仅仅所述辐射束中的一个辐射束确定聚焦信息，用于聚焦误差补偿。根据本发明的第二方面，提供一种制造用于扫描光学记录载体的第一和第二信息层的光学扫描设备的方法，该方法包括提供至少一 个辐射源，该辐射源用于提供扫描第一信息层的第一辐射束和扫描第 二信息层的第二辐射束；提供用于将第一和第二辐射束会聚在相应信 息层上的物镜系统；并且将该设备配置成从仅仅所述辐射束中的一种 辐射束确定跟踪信息，用于跟踪误差补偿。根据本发明的第三方面，提供一种用于扫描光学记录载体的第一 信息层和第二信息层的方法，该方法包括将第一辐射束会聚在第一 信息层上；将第二辐射束会聚在第二信息层上；以及基于跟踪信息信 号，控制信息层上辐射束的跟踪，其中跟踪信息信号由仅仅其中所述 辐射束中的一种来确定，但被用于为所述第一辐射束和所述第二辐射 束提供跟踪误差补偿。第一辐射束可以向第一信息层写入信息，并且第二辐射束向第二 信息层写入信息。该方法可以更进一步地包括检测从第一信息层反射的至少一部分 第一辐射束以及从第二信息层反射的至少一部分第二辐射束，用于确 定所述层上的信息。该方法可以更进一步地包括检测存储在第 一信息层上的信息和存 储在第二信息层上的信息之间的横向距离，并且将第二辐射束配置成 在距第一辐射束确定的固定横向距离的位置对第二信息层进行扫描。根据本发明的第四方面，提供一种光学记录载体，其包括第一信 息层；第二信息层，其中仅仅一个所述层被设置成向入射的扫描辐射 束提供跟踪信息。4又<义一个所述层可以包含凹槽的结构。可选地，仅仅一个所述层可以包含R0M层。根据本发明的第五方面，提供一种制造光学记录载体的方法，该 方法包括形成第一信息层；形成第二信息层，其中所述第一信息层 和所述第二信息层中仅仅一个信息层设置成提供跟踪信息。


参照附图，现在仅通过举例来描述本发明的实施例，其中 图l是表示读取现有技术的不同格式光盘所需的不同时间的图表； 图2是根据本发明一个实施例的正由两种辐射束扫描双层光学记 录载体的示意性截面侧视图；图3是根据本发明 一个实施例的光学扫描设备的示意图； 图4 A是根据本发明另 一 个实施例的光学扫描设备的示意图； 图4B是正由图4A所示设备扫描的光学记录载体的俯视图；以及图5是根据本发明其他实施例的光学扫描设备的示意图。图5是根据本发明的另一实施例的光学扫描设备的示意图。
具体实施方式
本发明的发明人已经认识到，通过使用分离的辐射束扫描每个层 ,利用仅来自于其中一个辐射束的跟踪信息来控制对所有辐射束的跟 踪，可以使多层光学记录载体的扫描成本低廉、更有效率。确定来自 入射到其中一个信息层上的仅仅其中一个辐射束的跟踪信息，用于跟 踪误差补偿。然后将得到的跟踪信息用于控制对全部扫描辐射束的跟 踪。因此辐射束可一皮认为是以主从结构进行工作。多个信息层可以,皮 同时读取或写入。这与传统的双层光盘形成对比，传统的双层光盘一 次仅读或写一个层。信息可以记录在根据 一 个优选实施例的光学记录载体上，仅仅其 中一个信息层含有跟踪信息。信息被写到其它层上的某个位置上，该 位置相对于包含跟踪信息的层上的信息具有预定的关系，例如，每个 层上的信息轨迹正好一层接一层地(on top of each other)被写入 ，或者具有预定的切向或横向偏移。在读取期间，利用从含有跟踪信 息的信息层得出的单个跟踪信息信号来控制每一辐射束的跟踪，由于 不同的信息层中的轨迹在记录过程中相对于彼此具有固定的、预定的 关系，因此使得能够同时读取多个信息层。这种光学记录载体和传统的双层DVD形成对比。在这些传统DVD中 ，两个信息层都具有凹槽结构。由于制造过程，双层DVD的第一信息层 的轨迹与第二信息层的轨迹不对齐。由于数据轨迹未对齐，不同的信 息层可能具有不同的偏心率，从一个层得出的跟踪信息与从其他层得 出的跟踪信息要求不同的跟踪误差补偿。例如，US6， 600, 704描述了光 学记录载体的不同信息载体层可能如何被扫描，每个信息载体层都由不同的局部光束进行扫描。尽管局部光束共享大部分共用光路，但为 每个局部光束提供单独的"光束干扰装置"，以确保每个局部光束正 确地跟踪相应的信息层。本发明的发明人已经意识到，如上所述，利用来自于仅仅单个信 息层的跟踪信息，可以制作出更便宜、更小巧的光学扫描设备。这种 光学扫描设备不要求检测和计算各个信息层的跟踪信息。此外，这种 光学扫描设备不要求提供分离的致动器来控制对用来扫描不同信息层 的辐射束的跟踪。还有，因为仅需要一个复制步骤，所以光盘制造可 以更具有成本效率。图2是图示说明扫描包括两个分离的信息层2a、 2b的光学记录载体 3的示意截面图。通过将第一辐射束15a转换为第一信息层2a上的第一 光点16a以及将第二辐射束15b转换为第二层信息2b上的第二光点16b，对信息层进行扫描。信息层2a、 2b通常在基本上平行的平面上延伸。术语"横向"指的是在平面内的距离。术语"高度"或者"深度"是指垂直于平面的 距离。辐射束15a、 15b通过物镜8会聚在相应的信息层2a、 W上。物镜 8具有光轴19。透明覆盖层4a叠加在第一信息层2a上面。透明隔离物层卩b将信息 层2a、 2b分隔开，并且在信息层2a、 2b之间提供预定间距(高度)。 这些层形成在衬底6之上。反射层5a、 5b平行于信息层2a、 2b延伸，并 且位于信息层2a、 2b的下面。上反射层5a (邻近于辐射束lSa、 Ub的 源(source))是半透明的，即仅仅是部分反射的。下反射层5b (远 离辐射束15a、 15b的源)是完全反射的。因此，有可能聚焦在每个记 录层上，并检测来自每层的反射信号。信息层2a、 2b中只有一个信息层具有凹槽结构。在图2所示的实施 例中，第二层2b的凹槽结构-波图示为一系列梯级。在两个信息层上记 录(和读取)信息的过程中，信息层2b的凹槽结构被用来提供跟踪信 息和聚焦信息。因此，从仅仅其中一个辐射束(在这个实施例中是辐 射束15b)中确定跟踪信息和聚焦信息。跟踪误差信号从跟踪信息得出 。聚焦误差信号从聚焦信息得出。利用相同的跟踪误差信息和聚焦误 差信息控制全部(两个)辐射束，以致于在不同层中的轨迹按照预定 的对齐方式一层接一层地被写入。因此，辐射束15b提供跟踪和聚焦信息(并且作为"主，，辐射束)，而利用相同的跟踪和聚焦信息控制另一个辐射束15a (即作为"从，，辐射束)。在这种特定辐射束中，辐射 光点16a、 16b沿着单个共同光轴19对齐。因此，不同层2a、 2b中的轨 迹沿着垂直于层2a、 2b的平面的轴对齐。在制造光学记录载体3期间，应当明白的是，因为仅需要一个凹槽 层，所以信息层2a、 2b不必一层接一层地对齐。这个凹槽层2b确保在 全部其他信息层中的全部轨迹对齐。此外，因为在全部信息层上同时 记录信息，所以可以以相对高的速度记录多层盘。在这个特定实施例中，光学记录载体3是光盘。 一旦光盘已经被写 入，光盘就具有作为传统的+R (W)层的信息层2b以及才各式化为准R0M 层的信息层2a。这种准ROM层没有凹槽，而仅有数据轨迹，从该数据轨 迹可以检测位，因为有位区域(bit-area )和无位区域(non-bi t area) 之间反射系数不同。在根据另 一个实施例的结合了三个或更多个信息 层的多层光学记录载体中，仅提供了单个传统+R (W)层，而剩余层具 有与ROM层相同的特性。在读取期间，因为盘结构确保了将不同信息层的已记录的轨迹对 齐，所以可以同时读取每个层。优选地，跟踪和聚焦信息由会聚在凹 槽信息层2b上的辐射束15b提供，另一个辐射束15a从信息层2a进行读 取，并且跟踪和聚焦信息受控于辐射束15b。可选地，单个辐射束系统 (例如，传统的DVD、 BD系统)可以用于单独读取已记录盘的不同层。 因此，尽管盘是非典型的(non-typical )，但其可用于传统系统中。应当理解，上述实施例仅以举例方式提出，而基于本文的启示， 各种替换方案对于本领域技术人员而言是显而易见的。例如，在上述 实施例中，聚焦信息被描述为是从信息层2b确定。然而，聚焦信息可 以根据信息层2a、 2b中任何一个来确定，或者根据信息层2a、 2b二者 来确定。被用来检测用于确定聚焦信息的辐射束的检测器是分割式检 测器(split-detector )(即，包括两个或更多个不同才企测部分的抬r 测器)。然而，在将信息写入信息层5期间，只有凹槽信息层2b被用于 提供跟踪控制。在上述实施例中，通过具有凹槽结构的信息层2b,跟踪信息嵌入 在单个信息层之内。连续的凹槽只是在光学介质上提供跟踪信息的一 种技术。典型的凹槽是一微米宽的一小部分，并且约为波长深度(相对于扫描辐射束的波长)的1/8。跟踪信息可以通过测量反射束的对称 来确定。例如，聚焦光点16b远离轨迹中心运动，在检测器的强度图案 中出现不对称。测量不对称的指示(例如使用分割式检测器)允许确 定跟踪信息，并因此产生跟踪误差信号。应当理解，除了凹槽之外，可以采用其他技术提供在单个信息层 中的跟踪信息。例如，可以在信息层上以规则的间隔设置一组离散的标记对(所 谓的采样伺服方案)。当这种标记以相反方向稍微偏离轨迹中心时， 反射光首先指示这些摆动的标记中一个标记的到达，然后指示另一个 标记的到达。取决于光点在轨迹上的位置，反射光的这些脉冲中的一 个脉冲可能强于其它脉冲，这个跟踪信息指示跟踪误差的方向。可选地，辐射束可以;故分成三束，其中之一遵循在考虑中的轨迹 ,而另两个辐射束聚焦在相邻的轨迹上，这两个轨迹刚好在所希望的 轨迹之前和之后。扫描光点远离中央轨迹上所希望的位置的任何运动 都导致来自其中一个延长(outrigger)辐射束的信号增加，而同时造 成来自其它延长辐射束的信号减少。对延长信号进行比较就提供了跟 踪信息，并且产生跟踪误差信号。在所有情况下，最后得到的跟踪信息和/或跟踪误差信号被提供到 伺服器或者致动器中，用以控制对扫描辐射束的跟踪。图3显示一设备300,该设备300借助于第一辐射束304a扫描光学记 录载体303的第一信息层302a,利用第二辐射束3(Mb扫描光学记录载体 的第二信息层302b。该设备包括物镜系统308。该光学记录载体类似于参照图2所描述的光学记录载体。相似的特 征采用相似的附图标记，但附图标记增加了 300。光学记录载体303包括在第一信息层302a —侧设置的外部透明层 305a。第二透明层305b将第二信息层302b与第一信息层30h分隔开。 通过保护层306使信息层302b远离透明层305b的一側免受环境影响。透 明层305a面对该设备的一侧,皮称为入射面。通过向信息层302a、 302b 提供机械支撑，透明层305a、 305b可以作为光学记录载体303的衬底。 可选地，透明层305a可以具有仅仅保护外部信息层302a的功能，而透 明层305b仅仅作为信息层302a、 302b之间的隔离物。然后通过信息层 302b的任一側上的一层(比如通过保护层306 )提供机械支撑。在图3所示的实施例中，第一信息层302a具有与第一透明层305a厚度对应的 第一信息深度。第二信息层302b具有与透明层305a、 305b和信息层302a 的厚度对应的第二信息深度。信息层302a、 302b是载体303的表面。信息按照基本上平行、同心或螺旋形的轨迹、以光学可检测标记 的形式存储在记录载体303的信息层302a、 302b上。轨迹是聚焦辐射束 光点可以遵循的路径。标记可以具有任何光学可读形式，比如，以凹 坑或具有反射系数的区域形式，例如不同于周围环境的磁化方向,， 或是这些形式的组合。在这个特定的实施例中，光学记录载体303以盘 的形状形成。这些信息层中仅有一层包含适合于用来对该层上的辐射 束进行跟踪控制的信息，即跟踪信息。跟踪信息由第二信息层302b提 供为一系列凹槽(在图中表示为信息层302b的梯状轮廓)。如图3所示，光学扫描设备300包括辐射源307a、 307b、准直透镜 318a、 318b、分束器309a、 309b、具有光轴319的物镜系统308 ，以及 检测系统323a、 323b。此外，光学扫描设备300包括伺服电路311 、聚 焦致动器312、径向致动器313以及信息处理单元314。辐射源307a、 307b被设置用于提供第一辐射束304a和第二辐射束 304b。在这个特定实施例中，辐射源包括两个离散的辐射源307a、 307b 。第一辐射源307a被设置成提供第一辐射束3(Ma，而第二辐射源30^ 被设置成提供第二辐射束304b。然而应当理解，在其他的实施例中， 可以从单个辐射源产生两个(或更多)辐射束。第一辐射束304a具有波长/U和偏振pi，而第二辐射束3(Mb具有波 长义2和偏振P2。辐射束波长可能相同(即义1=义2),也可能不同。辐射束304a、 304b可能具有相同的偏振，或偏振pi和p2彼此不同。在这个特 定的实施例中，辐射束304a、 304b具有相同的波长和偏振。准直透镜318a、 318b布置在辐射源307a、 307b和物镜系统308之间 的光路上，用于将从每个辐射源发出的发散的辐射束304a、 304b转换 为相应的基本上准直的辐射束320a、 320b。分束器309a、 309b被设置成用于沿着朝向物镜系统308的光路传输 辐射束320a、 320b。在所示实例中，通过/人相应的分束器309a、 309b 的反射，每个辐射束320a、 320b向物镜系统308传输。优选地，分束器 309a、 309b每一个由相对于光轴倾斜某一角度a的平面平行才反形成，并 且a优选45度。物镜系统308被设置成将准直辐射束320a转换为第一聚焦辐射束 315a，以便在第一信息层302a的位置上形成第一扫描光点316a。类似 地，物镜系统308;故设置成将准直辐射束320b转换为第二聚焦辐射束 315b,以便在第二信息层302b的位置上形成第二扫描光点316b。物镜 系统3 08可以由单个透镜或复合透镜形成。两个聚焦辐射束315a、 315b具有在光轴319上不同位置处的焦点( 即，光点316a、 316b)。在这个特定实施例中，第一和第二辐射的波 长相同。为了保证光点316a、 316b位于沿光轴319上的不同位置，入射 到物镜系统308上的其中一个辐射束和另一个辐射束具有不同的会聚度(或发散度)。在图3所示的实施例中，第一辐射束320a在入射到物镜系统308上 时是准直的。第二辐射束320b'在入射到物镜系统308时是发散的。在 这个实施例中，通过在准直透镜318b后面的光路上设置附加透镜35 0, 实现第二辐射束的发散。这导致第二辐射束320b'沿光轴319具有不同 的聚焦位置。可选地，代替在辐射束320b的光路上提供附加透镜350， 可以通过改变准直透镜318b的放大率(power )或调节准直透镜318b的 位置来实现第二辐射束320b'的发散。优选地，透镜350或透镜318b4皮 设置成向入射辐射施加预定的像差(例如球面像差)，以便补偿因物镜 的聚焦距离差异而引入的像差。在扫描期间，记录载体303绕主轴(spindle)旋转。然后通过透 明层305a扫描第一信息层302a。第 一聚焦辐射束315a在第 一信息层 302a上反射，因此形成反射束，该反射束在向前的会聚辐射束315a的 光路上返回。物镜系统308将反射的第一辐射束转换为经反射的准直辐 射束322a。类似地，通过透明层305a、 305b扫描第二信息层302b。第二聚焦 辐射束315b在第二信息层302b上反射，因此形成反射束，该反射束在 向前会聚的第二辐射束315b的光路上返回。物镜系统308将反射的第二 辐射束转换为与辐射束320b'具有相同会聚度(或发散度)的反射辐射 束322b。通过将反射辐射322a、 322b的至少一部分沿着光^各向^全测系统 323a、 323b传输，分束器309a、 309b将前向辐射束320a、 320b'与反射 辐射束322a、 322b分离开。在所示实例中，反射辐射束322a、 322b通过每个分束器309a、 309b内部的板的透射而^皮传输向检测系统323a、 323b。半波片(义/2波片)399位于分束器309a、 309b之间的光路上。半 波片交换(swap)入射辐射束的偏振态，例如，在经由该波片的透射 时，入射的垂直偏振光转换为水平偏振光。该波片399确保通过沿着适 当光^各的偏振分束器，辐射束处于正确的偏振态方向。四分之一波片310沿分束器309a、 309b和物镜系统308之间的光轴 319设置。四分之一波片310和偏振的分束器309a、 309b的组合保证了 大部分反射辐射束322a、 322b沿着光轴319向检测系统323a、 323b传输 。可选地，可以采用非偏振分束器(不带有波片)，但是这种分束器 缺乏偏振分束器的透射量(throughout)优势。在图3所示的实施例中，通过分离的检测器323a、 323b检测每个反 射辐射束322a、 322b。两个反射辐射束322a、 322b相分离，用于向各 自的信息检测器传输。在这个特定实施例中，会聚的第二反射辐射束 322b聚焦在镜子352上，以将两个反射辐射束322a、 322b分离。镜子352 位于光轴319上。镜子352仅占辐射束322a的束腰(beam waist)的一 小部分。反射的第一辐射束322a的大部分沿着光路被透射向检测器 323a而没有反射。反射的第二辐射束322b被镜子反射向信息检测器 323b。会聚透镜325a被设置成捕获反射辐射束322a,并将该辐射束会聚 在检测器323a上。类似地，会聚透镜325b被设置成捕获反射辐射束322b ,并且将该辐射束会聚在相应的检测器3"b上。每个检测器323a、 323b被设置成将入射的相应的反射束"2a、 3"b 转换为一个或多个电信号。第一检测器323a被设置成将入射的、反射 的第一辐射束322a转换为第一信息信号。第一信息信号的值表示在第 一信息层302a上扫描的信息。第二辐射检测器323b被设置成将入射的 辐射束322b转换为第二信息信号。第二信息信号的值表示在第二信息 层302b上扫描的信息。该信息信号由用于误差校正的信息处理单元314 处理。径向跟踪信息由仅仅其中一个反射束得出，并且被用于控制在光 学记录载体上的全部輻射束的跟踪。在这个特定实施例中，第二信息层302b提供跟踪信息。因此，用于检测从层302b反射的辐射束322b的辐射检测器323b确定跟踪信息， 从而确定用于控制全部辐射束的跟踪的跟踪误差信息。检测器323b确 定聚焦误差信号和径向跟踪误差信号。聚焦误差信号表示扫描光点 316b和信息层302b的位置之间沿着Z轴的轴向高度差。假定光学记录载 体303的层基本上在XY平面延伸。优选地，聚焦误差信号通过"像散方 法，，开j成，这种方法尤其从G. Brouwhuis， J.Braat， A. Huijser等人所 写的书"Principles of Optical Disc Systems" (Adam Hilger 1985 ,ISBNO-85274-785-3)中得知，在这种情况下，相关的会聚透镜(325b )是像散透镜。(径向)跟踪误差信号表示在第二信息层302b的XY平 面中在扫描光点316b和扫描光点316b所遵循的第二信息层302b中的轨 迹中心之间的距离。该信号可以由"径向推4免方法"形成，该方法也 可/人上面戶斤述的G. Brouwhuis的书中获^口。在这个特定实施例中，第一信息层302a上的信息与第二信息层 302b上的信息沿着Z轴对准。因此，(径向)跟踪误差信号也表示在信 息层305a的XY平面中在第一扫描光点316a和第一扫描光点316a所遵循 的第一信息层302a中的轨迹中心之间的距离。第二信息层3021)在第一 信息层302a之下的预定深度处。因此，聚焦误差信号也指示第一扫描 光点316a和第一信息层302a的位置之间沿Z轴的轴向高度差。伺服电路311被设置成响应于聚焦和径向跟踪误差信号，提供用于 分别控制聚焦致动器312和径向致动器313的伺服控制信号。聚焦致动 器312控制物镜308沿Z轴的位置，从而控制扫描光点316a、 316b的位置 ,使得光点基本上符合相应信息层302a、 302b的相应平面。径向致动 器313通过改变物镜308的位置，控制扫描光点的径向位置，使得光点 基本上符合在相应信息层302a、 302b中所遵循的轨迹的中心线。因此 ,单个跟踪信息信号被用来控制物镜308,以便保证每个辐射光点在整 个正^皮该光点扫描的相应信息层的表面上正确地沿着轨道前进。可以利用提供误差信号的两个附加光点形成任何一个或更多的扫 描光点316a、 316b。通过在光束路径中提供适当的书t射元件，可以形 成这些相关联的附加光点。因此，装置30O使用仅从一个信息层上的跟踪信息中得出的跟踪误 差信号来控制多个辐射束的轨迹，每个辐射束读取不同的信息层。单 个致动器被用于控制全部辐射束的跟踪位置。装置300不使用来自其他任何一个信息层中的跟踪信息。此外，仅单个跟踪致动器控制全部辐射束的跟踪，即，在装置300内部不提供任何其他致动器或设备来单独 地控制任何一个辐射束的跟踪。该单个致动器还可以用于控制辐射束 的聚焦位置，即致动器312、 313可由单个设备实施。图3中的上述实施例仅以举例方式进行描述。图4A和图5显示其他 的光学扫描设备400、 500。在图4A和图5内部，与图3中所述特征相似 的特征采用相似的附图标记标识。相似的特征^L行相似的功能。然而 ,图4中所示特征的标号加400，而图5中所示特征的标号加500 (与图3 所示特征不同的是，图3中标号加300 )。图4A显示根据另一实施例的光学扫描设备400。在图3所示的实施 例中，光学扫描设备被设置成将每个光点316a、 316b聚焦在盘上相同 的XY位置。在图4A所示的光学扫描设备400中，辐射束聚焦在盘上不同 的横向位置处，即，X-Y平面中不同的位置处。图4B显示光点416a、 416b的相对位置的俯—见图，如沿着光轴419a 、419b7见看。可以7见察到光点416a、 416b相对于;f皮此在切向方向(沿 着轨迹方向)上移动。通过提供这种偏移，可以防止两个信息层402a 、402b之间的热千护C。这在信息正^皮记录时特别重要，因为通常用于 在信息层上记录信息的辐射束功率更高(较之于用于从信息层读取信 息的辐射束功率而言)。通过将光点416a相对于另一个光点416b在切向方向上进行移动，信息仍可以被写在信息层上一层接一层延伸的轨迹上。因此不同的信 息层402a、 402b中的轨迹仍保持对准。然后，利用在两个辐射光点之 间具有相同的预定偏移的类似系统，可乂人已,皮写的轨迹读取信息。然 而， 一层接一层精确对齐的光点还可用于读取已按上述方式记录的盘在这个特定的实施例400中，单个辐射源407被用于提供第一辐射 束404a和第二辐射束404b。例如，辐射源407可以是双光束激光二极管 。两个激光器的发射点相对于激光器单元407的光轴稍有移动。这在聚 焦辐射束404a、 404b的横向位置上产生了希望的差异。辐射源407 (例 如激光二极管)被取向，使得由辐射束404a、 404b形成的辐射光点416a射束404a、 404b在离分束器409的不同距离处,皮发射时，两个辐射束的焦点也沿着光轴方向相对于彼此移动。两个射束404a、 404b具有相同 的波长和偏4展。来自辐射源407的发散辐射束经偏振分束器409朝着物镜系统408 传输。物镜系统408将各辐射束聚焦在相应的信息层上相应的不同横向 位置处。因此，第一辐射束404a通过透镜408在第一信息层426a上会聚 到光点416a,第二辐射束404b会聚到第二信息层402b上的光点416b。 准直透镜418保证第一和第二辐射束在入射到物镜408之前都被准直。 四分之一波片放置在分束器409和物镜408之间两个辐射束的光路中。 通过改变辐射束的偏振，四分之一波片410保证从相应的信息层402a、 402b反射的辐射束每一个由分束器409传输到相应的信息检测器423a、 423b。如前所述，仅仅其中一个辐射检测器423b (在这个实例中，为分 割式光电检测器)被设置成基于仅仅其中一个反射辐射束来确定跟踪 误差信号。伺服电路411被设置成响应于计算出的聚焦和径向跟踪误差 信号，来提供用于控制聚焦致动器412和径向致动器413的伺服控制信图5显示根据可选实施例的光学扫描设备5 00。第一辐射源5 07a被 设置成提供第一辐射束504a而第二辐射源507b被设置成供第二辐射束 5 04b。第一准直透镜518a将发散的第一辐射束5(Ma准直为准直的第一 辐射束520a。第二准直透镜518b将发散的第二辐射束5 04b准直为准直 的第二辐射束520b。每个准直的辐射束"Oa、 WOb由相应的偏振分束 器509a、 509b引导向物镜508。每个辐射束520a、 520b都具有预定的偏振。每个辐射束偏振态相同。物镜508将第一准直辐射束520a会聚到光点516a,用于扫描第一信 息层502a。物镜508将第二辐射束520b会聚到第二光点516b,用于扫描 第二信息层502b。第二信息层502b包含跟踪信息，例如第二信息层5(^b 勾画了一系列凹槽。在这个特定实施例中，辐射束504a和504b具有不同的波长。物镜 被设置成在不同的轴向位置聚焦不同的波长。由于波长不同，物镜508 形成的辐射束520a、 520b的焦点在沿光轴519的不同轴向位置。四分之一波片510位于偏振分束器509a、 509b和物镜508之间的光 轴519上。四分之一波片510保证从相应的信息层502a、 502b反射的辐射束由偏振分束器509a、 509b向信息检测器523传输。在这个特定实施例中，全部反射辐射束聚焦在单个信息检测器523 上。像散伺服透镜525将两个反射辐射束522a、 522b会聚在信息检测器 523上。通过将非周期相位结构(NPS)放置在伺服透镜525之前，具有 不同波长的两个反射束522a、 522b被聚焦在信息检测器523上。每个辐射束的强度被调制。通过开关单独的辐射源或者通过在每 个辐射束520a、 520b的光路内(或者甚至在反射辐射束522a、 522b的 光路中)放置调制门电路(modulating gate)或设备，可以对辐射束 进行调制。通过调制辐射束，使得信息检测器分开地依次检测第一辐射束 522a、然后第二辐射束522b,单个信息检测器可以从每个相应的信息 层502a、 502b确定信息。典型地，辐射束将不得不以相当高的频率进 行调制，以达到这种效果。例如，调制频率(fouKi)可以以下列方式选 择fmod=n. fcut-off , 其中n"， 并且 fcut-(".f= (2NA/lambda) *v。(fcut-。ff是光学系统的调制传递函数(MTF)的截止频率)。NA是所用物镜的数值孔径，lambda是相关辐射束(例如激光)的 波长(/I)，而v是读取期间的光盘转速(m/s)。信息检测器5 2 3是具有四象限的分割式检测器。这种信息检测器可 用于检测入射到信息层502a上的"从"辐射束的聚焦信息以及入射到 凹槽信息层502b上的"主"辐射束的聚焦信息。因为这样可以确定辐射束光点516a的聚焦信息，以及入射到信息 层502b上的光点516b的聚焦信息，所以信息检测器523可以提供合成的 聚焦误差信号。因此，聚焦致动器512可以控制物镜系统508,以提供 用于两个辐射束520a、 520b的最佳合成聚焦位置。可选地，可以提供分离的聚焦致动器，用于改变每个单独的辐射 束的聚焦位置。例如，这可以通过控制准直透镜(图5中透镜518a、 518b )的位置实现。类似地，在设备300中，准直透镜318a、 318b(或者320b )的位置可以被控制，用于控制每个辐射束的聚焦位置。应当理解，上述实施例Y又以举例方式提出，基于本文的启示，对 于本领域技术人员显而易见的各种替换方案都属于本发明的范围。虽然图5所示实施例使用了两个分离的辐射源507a、 507b来提供不 同波长的两个辐射束，但应当理解，可使用单个辐射源来提供不同波 长的两个辐射束。例如，可以使用单个激光二极管，其以不同的波长 发光。在结合了这种激光源的光学扫描设备中，仅需要单个准直透镜 。然而，为了保证两个波长的辐射束平行(由于准直透镜的色彩相关 性(chromatic dependence)),通常与单个准直透镜结合使用 一个 附加的NPS。例如，虽然图5所示的实施例设备5 0 O被描述为仅使用单个信息检 测器523，但应当理解的是，使用相同波长的辐射束的其它实施例可以 同样地使用单个信息检测器来实施。辐射束可以具有一个波长或者多个波长，而所提供的辐射束使用 分离的辐射源或者集成一体的辐射源(例如激光器)。虽然本实施例已经描述为使用两个信息层来实施，但应当理解的 是，其他的实施例可以使用三个或更多个信息层来实现，而每个信息 层由相应的辐射束扫描。例如，光学记录载体可以包含n层，其中一层 包含跟踪信息(例如是凹槽的)，而另外(n-1)层由可记录的信息层 组成，这些层不包含跟踪信息(例如是非凹槽的)。在上述实施例中，仅单个信息层(例如凹槽的信息层)被描述为 提供跟踪信息。然而，在可选实施例中，两个或更多个信息层提供跟 踪信息，而至少另外的两个信息层不包含跟踪信息。例如，光学记录 载体可以包含m个包含跟踪信息(例如凹槽层)的信息层。光学记录载 体于是将包含不含有跟踪信息的另我的ni个信息层(其中ni是m的整数 倍数)。然后m个信息层的每个信息层被用于为其它信息层的m/m个 信息层提供跟踪信息。包含跟踪信息的信息层在光学记录载体内部可 以是等间距的，例如每个跟踪信息层由其它信息层的ni/m个信息层分 隔开。相对于例如在结合有许多层的光学记录载体的实施例中的球面 像差校正，这可以是有利的。此外，有可能使用多个激光器m, m小于 总层数ni+nt,例如ni^i+l。虽然跟踪信息已经,皮描述为由信息层内部 凹槽结构提供，但应当理解的是，跟踪信息可以结合在光学记录载体 内部。例如，可以在光学记录载体中提供常规ROM层， 一些信息或者程 序存储在该ROM层中。然后这个ROM层^f皮用来提供径向跟踪信息，例如 通过使用抽样伺服轨迹方案，或差分相位检测器(DPD)(参见例如US4497048 )跟踪系统。然后使用扫描该ROM层的辐射束所提供的跟踪 信息，在随后的多个信息层中的信息被写入/读取。再者，这些其它的 信息层在不同的信息层之间不需要任何凹槽或者特定的对齐。在这种 系统中，可以想到的是，提供两个或更多的附加信息层。 一个辐射束 被提供来扫描所述层的每一层，即将要求三个辐射束来扫描两个附加 信息层和该ROM层。扫描两个附加信息层的辐射束被设置成利用来自于 读取ROM层的辐射束的跟踪信息。上述实施例被描述成使用像散聚焦控制。然而，应当理解的是， 为了提供聚焦控制，可以使用其他的聚焦控制系统，例如Foucault技 术(亦称Foucault刀技术)。应当理解的是，实际的(real-world)变化(例如由于标准和/或 制造误差引起的)可以导致非最佳条件。例如，信息层之间的距离在 不同的光学记录载体之间可以变化。例如，信息层之间的距离可以在 盘緩慢变化。同样地，覆盖层厚度在不同盘之间和/或每个盘表面上可 以变化。与被用来扫描包含跟踪信息的信息层的"主"辐射束相比较而言 ,这种层厚度的变化将导致"从，，辐射束要求不同的用于正确聚焦的 聚焦误差信号，。参考图5所述的设备500说明了如何使用信息检测器 523测量"从，，(第一)辐射束504a的聚焦信息。在关于图3和4A所述 的实施例中，通过将分割式光电检测器用作第一 "从，，反射辐射束的 信息检测器323a、 423a,可以确定第一辐射束的聚焦信息。可选地，通过测量读取信号中的抖动(作为时间的函数的信号中 的变化，比如信号随着信息层上不同标记的变化)并基于这种抖动优 化聚焦位置(以最小化抖动)，可以确定笫一辐射束的聚焦信息。可以使用多种技术改变第一辐射束的焦点位置，比如通过提供致 动器来改变第一辐射束的准直器318a、 518a沿辐射束光路的位置。在图3和图5所示的实施例中，扫描点(316a、 316b; 516a、 516b ) 一皮描述成是对齐的，而参考图4A和4B所描述的扫描点(416a、 416b )具有预定的切向偏移量。应当理解的是，由于制造公差或者由于不 同制造商之间的不同标准的差异，对齐程度和/或切向偏移量可能改变 。在记录盘上，这可能导致轨迹相互之间以预定关系仍完全对齐，但 在不同层中轨迹之间存在恒定的横向偏移。为了克服不同盘不同层中轨迹之间的恒定偏移量中的这种势差( 例如因使用不同设备记录而引起的)，可以提供在扫描光点的位置之 间具有可变偏移量的设备。准直透镜可以提供有致动器，以改变透镜 相对于光路的径向位置和/或透镜相对于光路的取向。因此，改变"从光点"(即，第一辐射束光点316a、 516a)在切向和径向方向上相对 于"主光点"(即第二辐射光点316b、 516b)的位置是可能的。当读取已经由另一个设备记录的盘时，致动器用来改变准直透镜 的位置和/或取向，以优化用于特定记录载体的辐射光点之间的偏移量 (或相反)。通过确定读取信号中的抖动，有可能通过最小化测量出 的读取信号的抖动来优化读取光点的径向位置。用这种方法，可以补偿光学扫描设备的小差异。在对于特定光学 记录载体已经校准了光点间的偏移量(例如具有位于相应的信息层上 的两个辐射光点)之后，准直透镜在位置上(在径向方向上)可以是 固定的。然后，因为光盘上的轨迹偏移量具有固定值，所以可使用两 个光点之间已确定的偏移量来扫描光学记录载体。通过提供其中仅有一个信息层提供跟踪信息的光学记录载体，可 以减少制造成本。因为仅仅包含有跟踪信息的一层(例如一个凹槽层 )需要复制，所以无需对多层光学记录载体的每个附加信息层进行复 制处理。代替地，仅需要相对简单的旋涂和溅射处理来形成附加信息 层。在光学记录载体被完全记录之后，如想要的话，该载体可以向后 兼容传统的多层光学记录载体系统。此外，该载体可以-波快速地扫描 ，同时扫描载体上的全部信息层。
权利要求
1.一种用于扫描光学记录载体(3；303；403；503)的第一信息层(2a；302a；402a；502a)和第二信息层(2b；302 b；402b；502b)的光学扫描设备(300；400；500)，所述设备包括至少一个辐射源(307a、307b；407；507a、507b)，用于提供扫描第一信息层的第一辐射束(15a；304a、320a、315a；404a；504a、520a、522a)和扫描第二信息层的第二辐射束(15b；304b、320b、320b′、315b；404b；504b、520b、522b)；用于将第一和第二辐射束会聚在相应的信息层上的物镜系统(8；308；408；508)；其中所述设备配置成从仅仅所述辐射束中的一个辐射束来确定跟踪信息，用于跟踪误差补偿。
2. 如权利要求l所要求的设备，更进一步地包括用于为第一和第 二辐射束提供跟踪误差补偿的致动器系统，所述致动器系统被设置成 只利用来自于仅仅一个辐射束的所述跟踪信息。
3. 如权利要求1或2所要求的设备，其中所述物镜系统配置成将所 述第一辐射束和所述第二辐射束聚焦在沿共同光轴(19; M9; 519) 的不同轴向位置。
4. 如权利要求1或2所要求的设备，其中所述物镜系统(408 )被 设置成将第一辐射束(404a)聚焦在沿第一光轴("9a)的一个位置 处，将第二辐射束(404b)聚焦在沿不同的第二光轴(41外)的一个 位置处。
5. 如权利要求4所要求的设备，其中所述光学记录载体(403 )是 光盘，第二光轴(419b)切向地偏离第一光轴("9a)。
6. 如上述任一权利要求所要求的设备，其中所述物镜系统(408 )被设置成将第二辐射束(4(Mb)会聚在距第一辐射束M(Ma)预定 的固定横向距离的位置处。
7. 如上述任一权利要求所要求的设备，其中所述第一辐射束(504a 、522a)包括第一波长，第二辐射束(504b、 5"b)包括不同的第二 波长。
8. 如权利要求7所要求的设备，更进一步地包括用于将所述两个辐射束(522a; 522b)会聚在共用的信息检测器上的非周期相位结构 (560)。
9. 如上迷任一权利要求所要求的设备，其中所述第一辐射束和所 述第二辐射束(504a、 522a; 504b、 522b)被调制，用于允许来自两 个信息层的信息由共用的信息检测器检测。
10. 如上述任一权利要求所要求的设备，其中所述设备被设置成 用于扫描所述光学记录载体的第三信息层；至少一个辐射源被设置成 提供用于扫描所述第三信息层的第三辐射束；以及所述物镜系统被设 置成将所述第三辐射束会聚在所述第三信息层上。
11，如上述任一权利要求所要求的设备，其中所述设备配置成从 仅仅所述辐射束中的一个辐射束确定聚焦信息，用于聚焦误差补偿。
12. —种制造用于扫描光学记录载体的第一和第二信息层的光学 扫描设备的方法，所述方法包括提供至少一个辐射源，用于提供扫描第一信息层的第一辐射束和 扫描第二信息层的第二辐射束；提供用于将第一和第二辐射束会聚在相应的信息层上的物镜系统 ，以及将所述设备配置成从仅仅所述辐射束中的一个辐射束确定跟踪信 息，用于跟踪误差补偿。
13. —种扫描光学记录载体的第一信息层和第二信息层的方法，所述方法包括将第一辐射束会聚在所述第一信息层上； 将第二辐射束会聚在所述第二信息层上；以及基于跟踪信息信号控制所述辐射束在所述信息层上的跟踪，其中 所述跟踪信息信号从仅仅所述辐射束中的一个辐射束确定，但被用于 提供所述第一和所述第二辐射束的跟踪误差补偿。
14. 如权利要求13所要求的方法，其中所述第一辐射束将信息写 入所述第一信息层，所述第二辐射束将信息写入所述第二信息层。
15. 如权利要求13或14所要求的方法，更进一步地包括 检测从所述第一信息层反射的所述第一辐射束的至少一部分以及从所述第二信息层反射的所述第二辐射束的至少一部分，用于确定所 述层上的信息。
16. 如权利要求13到15中的任一权利要求所要求的方法，更进一 步地包括检测存储在所述第一信息层上的信息和存储在所述第二信息层上 的信息之间的横向-巨离，以及将所述第二辐射束配置成在离所述第一辐射束确定的固定横向距 离处扫描所述第二信息层。
17. —种光学记录载体((3; 303; 403; 503 ))包括 第一信息层(2a; 302a; 402a; 502a); 第二信息层(2b; 302b; 402b; 502b),其中仅仅所述层中的 一层被设置成向入射的扫描辐射束提供跟踪信息。
18. 如权利要求17所要求的光学记录载体，其中仅仅所述层中的 一层包括凹槽的结构。
19. 如权利要求17所要求的光学记录载体，其中所述被设置成提 供跟踪信息的层是ROM层。
20. —种制造光学记录载体的方法，所述方法包括 形成第一信息层；形成第二信息层，其中仅仅所述第一和所述第二信息层中的一层被设置成提供跟踪信息。
全文摘要
一种用于扫描光学记录载体的第一和第二信息层的光学扫描设备、扫描方法和光学记录载体。该设备包括至少一个用于提供扫描第一信息层的第一辐射束和扫描第二信息层的第二辐射束的辐射源。一个物镜系统被设置成将第一和第二辐射束会聚在相应的信息层上。该设备配置成仅从所述辐射束中的一条辐射束确定跟踪信息，用于跟踪误差补偿。
文档编号G11B7/09GK101218640SQ200680024826
公开日2008年7月9日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月7日
发明者A·范德利, C·弗舒伦, D·布鲁尔斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司