專利名稱：在光學(xué)數(shù)據(jù)上寫(xiě)入光學(xué)可讀數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從光學(xué)數(shù)據(jù)載體上讀取數(shù)據(jù)和/或在光學(xué)數(shù)據(jù)載體上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的裝置。本發(fā)明還涉及一種在光學(xué)數(shù)據(jù)載體上寫(xiě)入光學(xué)可讀數(shù)據(jù)的方法，以及一種承載利用該方法獲取的光學(xué)可讀數(shù)據(jù)的光學(xué)數(shù)據(jù)載體。
本發(fā)明應(yīng)用于所有類型的光學(xué)數(shù)據(jù)載體，包括光盤(pán)、數(shù)字通用光盤(pán)和藍(lán)光光盤(pán)，還用于讀取和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的相應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)(例如美國(guó)專利申請(qǐng)US-A-20030081530)公開(kāi)了光學(xué)拾波器，其中，從光盤(pán)反射的光束在到達(dá)光學(xué)檢測(cè)器的光接收面之前，由檢測(cè)透鏡會(huì)聚并經(jīng)過(guò)一個(gè)產(chǎn)生象散的單元(例如柱狀透鏡)。光學(xué)檢測(cè)器連接到產(chǎn)生記錄或數(shù)據(jù)信號(hào)的解調(diào)電路和連接到產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)和其它伺服信號(hào)的誤差檢測(cè)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提高這類信號(hào)(特別是數(shù)據(jù)信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào))的信噪比(SNR)，從而使從光學(xué)數(shù)據(jù)載體上讀取和/或在光學(xué)數(shù)據(jù)載體上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的誤碼率最小。
按照本發(fā)明，該目標(biāo)由如權(quán)利要求1所述的裝置、如權(quán)利要求6所述的方法和如權(quán)利要求10所述的光學(xué)數(shù)據(jù)載體實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的基礎(chǔ)是認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)拾波器中存在這樣一個(gè)問(wèn)題，即，數(shù)據(jù)信號(hào)的SNR與跟蹤誤差信號(hào)的SNR之間存在沖突。參照

圖1、2和3對(duì)該問(wèn)題作更為詳細(xì)的描述。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)拾波器的示意圖，為方便起見(jiàn)，反射系統(tǒng)以一個(gè)入射光瞳和出射光瞳的孔徑相同的透射系統(tǒng)表示，它們實(shí)際上對(duì)應(yīng)的是相同的物鏡組件。為讀取數(shù)據(jù)，激光束6由該物鏡組件1聚焦在光盤(pán)3的記錄層上。借助于伺服系統(tǒng)，激光光點(diǎn)可保持聚焦?fàn)顟B(tài)并且沿軌道掃描被記錄的標(biāo)記。通過(guò)檢測(cè)經(jīng)象散透鏡5投射到光學(xué)檢測(cè)器4上的反射激光束7的強(qiáng)度變化來(lái)讀取以這些標(biāo)記表示的二進(jìn)制信息。
二進(jìn)制標(biāo)記在ROM格式盤(pán)中為凹坑，而在可重寫(xiě)R(W)格式盤(pán)中為相變區(qū)域。圖2為光盤(pán)3的剖面示意圖，其示出了ROM格式盤(pán)的軌道部分。光盤(pán)3包括透明的聚碳酸酯襯底層8。二進(jìn)制標(biāo)記為高度為d的凹坑11，凹坑通過(guò)從襯底層8內(nèi)表面鑄壓到該襯底層8內(nèi)。隨后以濺射工藝涂覆一層反射鋁層9并與受到鑄壓的聚炭酸酯襯底8一致。保護(hù)層10覆蓋反射層9。
圖3為沿圖2平面III-III剖取的剖面視圖，示出了ROM盤(pán)3的一部分。入射光束6經(jīng)襯底層8進(jìn)入光盤(pán)并經(jīng)反射鋁層9反射。照射到數(shù)據(jù)凹坑11上的入射光線6a與照射到襯底層8其余部分(即所謂的平面(land)12)的光線6b是在不同的深度處被反射的。在ROM光盤(pán)中，凹坑-平面結(jié)構(gòu)可以被視為一種二維相位光柵。反射光線7b與7a的相位差Ψ滿足Ψ＝4πnd/λ，這里n為襯底層8的折射率。
再次參見(jiàn)圖1，平行激光束6填充在入射光瞳平面(x，y)內(nèi)并且聚焦在光盤(pán)3的記錄層上。激光束經(jīng)反射后傳播并到達(dá)出射光瞳(x’，y’)。由于衍射，只有部分光束經(jīng)過(guò)物鏡組件1返回和經(jīng)象散透鏡5投射到光電檢測(cè)器4。按照衍射理論，在存在強(qiáng)象散時(shí)，在光電檢測(cè)器4上的光場(chǎng)將在出射光瞳平面(x’，y’)內(nèi)呈現(xiàn)象散性，因此從光電檢測(cè)器4中提取數(shù)據(jù)信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)相當(dāng)于直接從物鏡組件1的出射光瞳中提取。這樣出射光瞳處的光場(chǎng)A(x’，y’)基本上為A(x′，y′)＝A(x，y)*F{R(u，v)}C(x′，y′)(1)這里的*表示卷積而F{}表示傅里葉變換。由于入射和出射光瞳平面相同并且由于入射光束是均勻的，因此入射和出射光瞳函數(shù)為A(x，y)＝1(x2+y2≤r2)和C(x’，y’)＝1(x’2+y’2≤r2)，這里r為物鏡組件1的半徑。
R(u，v)為可表示為如下形式的光盤(pán)反射函數(shù)R(u,v)=1+(ejψ-1)ΣiWp(u-ui,v-vi)---(2)]]>這里的窗口函數(shù)Wp(u-ui，v-vi)對(duì)應(yīng)于具有相位調(diào)制ejΨ的中心位于坐標(biāo)(ui，vi)的凹坑i。
數(shù)據(jù)信號(hào)I可通過(guò)積分光電檢測(cè)器4上的光強(qiáng)度得到I(t)=Σi=14I(Qi)=∫-rr∫-rr|A(x′,y′)|2dx′dy′=∫-rr∫-rr|A(x,y)*F{R(u,v)}|2dxdy---(3)]]>這里Qi表示常規(guī)4象限檢測(cè)器(4-quadrant detector)的象限(quadrants)。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，如圖3所示，假設(shè)在徑向v和切線方向u上相同周期p和相同凹坑寬度w。而且我們假設(shè)凹坑窗口是理想的矩形并且具有無(wú)限陡直的壁?，F(xiàn)有下列近似A(x,y)*F{R(u,v)}≈A(x,y)*[δ(x,y)+(ejψ-1)ejφWp(x,y)],x∈
A(x,y)*[δ(x,y)+(ejψ-1)ejφWp(x,y)],x∈[-r,0]---(4)]]>這里Wp(x，y)表示周期性凹坑窗口結(jié)構(gòu)Wp(u，v)(即二維方波)的傅里葉變換，其包括所有的凹坑窗口Wp(u-ui，v-vi)。＝2πst/p表示光點(diǎn)位置的相移，這里假定激光光點(diǎn)以速度s沿箭頭13所示的切線方向u掃描軌道。注意這里僅考慮一階諧波。
利用軸對(duì)稱性和函數(shù)Wp(x，y)和A(x，y)的實(shí)部(realness)，得到下式I(t)=2(cosψ-1)∫0r∫-rr{2cosφ[Wp(x,y)*A(x,y)]-|Wp(x,y)*A(x,y)|2}dxdy---(5)]]>這里忽略了無(wú)關(guān)的直流分量。
顯然，因子2(cosΨ-1)決定了數(shù)據(jù)信號(hào)的調(diào)制幅度。調(diào)制幅度隨凹坑高度d的增加而增加，其對(duì)應(yīng)于相位差Ψ的增加。當(dāng)相位差Ψ達(dá)到π弧度(即180°)時(shí)，意味著凹坑11反射的光線與平面12反射的光線是反相時(shí)實(shí)現(xiàn)最大調(diào)制，并且獲得反射光束7的最大消光(extinction)。
另外，在讀或?qū)懫陂g使聚焦的激光點(diǎn)在所需的軌道上保持穩(wěn)定所需的跟蹤誤差信號(hào)TES一般由所謂徑向推挽信道(push-pull channel)產(chǎn)生。參見(jiàn)圖3，如果激光束6的光點(diǎn)位于其中一個(gè)凹坑11之上，其在切線方向u上無(wú)位移而在徑向方向v上有偏移(即軌道偏離)l，則可以由下式獲得相應(yīng)的跟蹤誤差信號(hào)
TES(l)=I(Q1)+I(Q2)-I(Q3)-I(Q4)]]>=∫-rr∫0r[|A(x′,y′)|2-|A(x′,y′)|2]dx′dy′---(6)]]>將方程式(1)和(2)代入方程式(6)并且依據(jù)上述數(shù)據(jù)信號(hào)偏移的概述，則得到TES(l)=∫-rr∫0r2Re{(ejψ-1)(ejφ-e-jφ)[Wp(x,y)*A(x,y)]}dxdy]]>=-4sinψ∫-rr∫0rsinφ[Wp(x,y)*A(x,y)]dxdy---(7)]]>這里＝2πl(wèi)/p?？梢?jiàn)跟蹤誤差信號(hào)TES的幅度在Ψ達(dá)到π/2時(shí)最大并且隨后減少直到Ψ達(dá)到π時(shí)為零幅值。
因此，利用現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)拾波器，在最大化數(shù)據(jù)信號(hào)幅值與最大化跟蹤誤差信號(hào)幅值之間存在沖突，因此如果希望使數(shù)據(jù)信號(hào)幅值最大，則將完全損失跟蹤誤差信號(hào)TES(sinπ＝0)。換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)信號(hào)的調(diào)制深度因?yàn)楦櫿`差信號(hào)需要有足夠的幅值而受到限制。因此所用的最高調(diào)制深度為Ψ＝135°。
認(rèn)識(shí)到上述沖突后，本發(fā)明的基本出發(fā)點(diǎn)是抑制所有主要的象散，這些象散來(lái)自于將反射光束引向產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)組件(即至少兩個(gè)用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于反射束至少兩個(gè)截面部分的強(qiáng)度信號(hào)的光電檢測(cè)器)的光學(xué)系統(tǒng)。該措施抑制了數(shù)據(jù)信號(hào)幅值與跟蹤誤差信號(hào)幅值之間的沖突。因此兩種信號(hào)的幅值可以同時(shí)增大甚至最大化，這提高了兩種信號(hào)的SNR。
如權(quán)利要求2所限定的措施的優(yōu)點(diǎn)是采用薄的凸透鏡(即正常的成像透鏡(normal imaging lens))使反射束會(huì)聚到光學(xué)檢測(cè)器上。這種透鏡的優(yōu)點(diǎn)在于性價(jià)比。
如權(quán)利要求3所限定的措施提供了分立的光學(xué)支路，用于產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。因此可以采用任何聚焦誤差信號(hào)產(chǎn)生方法而不會(huì)干擾跟蹤誤差信號(hào)的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)信號(hào)可以在任一支路上檢測(cè)。
不同類型的跟蹤誤差信號(hào)(例如權(quán)利要求4和5限定的)將得益于如權(quán)利要求1所限定的措施，特別是徑向推挽信號(hào)、差分推挽信號(hào)和多束跟蹤誤差信號(hào)。
如權(quán)利要求6所述的方法增加了數(shù)據(jù)信號(hào)的調(diào)制幅值，因而提高了SNR。與此同時(shí)，該方法還提高了權(quán)利要求1所述裝置產(chǎn)生的跟蹤誤差信號(hào)的調(diào)制幅值和SNR。權(quán)利要求7所限定的措施對(duì)兩種信號(hào)的調(diào)制幅值提供了非常大的優(yōu)化。
該方法應(yīng)用于具有不同類型記錄層的若干類型數(shù)據(jù)載體。例如ROM型光盤(pán)具有一記錄層，其由深度相對(duì)于光盤(pán)外表面有局部變化的襯底層組成。襯底厚度在載帶二進(jìn)制1(即所謂的數(shù)據(jù)凹坑)的區(qū)域上減小。通過(guò)調(diào)整數(shù)據(jù)凹坑的深度，在選定范圍內(nèi)引入反射光線的相位調(diào)制。
在可記錄的一次寫(xiě)入光盤(pán)(CD-R、DVD-R、DVD+R)中，數(shù)據(jù)記錄層為有機(jī)光敏染料。二進(jìn)制標(biāo)記通過(guò)激光束引起的化學(xué)變化被寫(xiě)入染料。通過(guò)選擇合適的染料可以在選定區(qū)域內(nèi)引入反射光束的相位調(diào)制。
可重寫(xiě)光盤(pán)(CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM)的數(shù)據(jù)記錄層為相變金屬合金薄膜。激光束通過(guò)加熱薄膜并由此誘發(fā)相變(結(jié)晶)將二進(jìn)制標(biāo)記寫(xiě)入薄膜。通過(guò)調(diào)整預(yù)置溝槽深度和二進(jìn)制標(biāo)記處的記錄層阻抗，可在選定范圍內(nèi)引入反射光的相位調(diào)制。
本發(fā)明的這些和其它方面將通過(guò)以下參照附圖以舉例方式描述的實(shí)施例變得顯而易見(jiàn)并得到闡述。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)拾波器的示意圖，圖2是ROM型光盤(pán)的局部剖面圖，圖3是表示ROM型光盤(pán)記錄層的局部透視圖，圖4是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝置的示意圖，圖5是一個(gè)曲線圖，示出了對(duì)于幾種數(shù)據(jù)調(diào)制深度值，利用圖4裝置獲得的徑向推挽信號(hào)，其是光束軌道偏離的函數(shù)，圖6是一個(gè)曲線圖，示出了利用圖4裝置獲得的數(shù)據(jù)信號(hào)的SNR，其是數(shù)據(jù)調(diào)制深度的函數(shù)。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖4示出了一種從光盤(pán)21上讀取數(shù)據(jù)和在光盤(pán)21上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的裝置20。圖4的示意表示著重于裝置20的光學(xué)系統(tǒng)，而裝置的其余部分是常規(guī)元件并且這里不作詳細(xì)描述。所示的光學(xué)系統(tǒng)是示意性的。光盤(pán)21可以任何類型。如果光盤(pán)21是ROM型的，則可參照?qǐng)D2和3。光盤(pán)21由電機(jī)23驅(qū)動(dòng)圍繞轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)。
裝置20的光學(xué)系統(tǒng)包含產(chǎn)生入射光束26的激光光源25、使入射光束26基本平行的準(zhǔn)直透鏡27、將光束26聚焦在光盤(pán)21的記錄層上的物鏡組件28、將反射光束30從入射光束26分離出來(lái)的第一分束鏡29(未畫(huà)出常規(guī)的偏振元件)和第二分束鏡31，第二分束鏡31將反射光束30分成為由理想透鏡32會(huì)聚至第一象限光電檢測(cè)器33的第一支路30a和由象散透鏡組件34會(huì)聚至第二象限光電檢測(cè)器35的第二支路30b。
象散透鏡組件34和第二象限光電檢測(cè)器35構(gòu)成常規(guī)的象散聚焦誤差檢測(cè)系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)進(jìn)一步包含聚焦誤差信號(hào)產(chǎn)生電路36。聚焦誤差信號(hào)產(chǎn)生電路36處理來(lái)自象限型光電檢測(cè)器35的四個(gè)象限的強(qiáng)度信號(hào)，從而產(chǎn)生被傳送至聚焦控制器44的聚焦誤差信號(hào)FES，控制器44用于產(chǎn)生對(duì)聚焦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)38的控制信號(hào)37。聚焦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)38能夠沿其光軸改變物鏡組件28的位置。
但是在第二支路30b上可設(shè)置任何類型的聚焦誤差檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)代替象散聚焦誤差檢測(cè)系統(tǒng)。例如公知的Foucault刀刃型(knife edge)聚焦誤差檢測(cè)系統(tǒng)也是合適的。
理想透鏡32和四元型光檢測(cè)器33是改進(jìn)的跟蹤誤差檢測(cè)系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)進(jìn)一步包含處理電路39，該電路處理來(lái)自四元型光檢測(cè)器33的四個(gè)象限Q1、Q2、Q3、Q4的強(qiáng)度信號(hào)以產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)In和跟蹤誤差信號(hào)TESn，這將在下面解釋。處理電路39將跟蹤誤差信號(hào)TESn傳送至跟蹤控制器43，由其產(chǎn)生對(duì)徑向跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)41的控制信號(hào)40，該信號(hào)是跟蹤誤差信號(hào)TESn的函數(shù)。徑向跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)41能夠相對(duì)于軌道橫向地改變物鏡組件28的位置，以將聚焦光點(diǎn)42保持在軌道中心。數(shù)據(jù)信號(hào)In被饋送給此處無(wú)需作進(jìn)一步詳述的解調(diào)電路。
理想透鏡32在常規(guī)設(shè)計(jì)中為成像凸透鏡，即薄的和旁軸的透鏡。因此基本上不會(huì)有象散。換句話說(shuō)，相應(yīng)的波前象差的均方根值小于0.07λ的衍射極限，這里λ為波長(zhǎng)。由于不存在象散，將會(huì)看到，上述數(shù)據(jù)信號(hào)與跟蹤誤差信號(hào)幅值間的沖突得到了抑制。
為了計(jì)算四元型光電檢測(cè)器33上的光強(qiáng)分布，由于分束鏡29和31僅引入均勻的標(biāo)度因子，因此無(wú)需考慮它們。因此，反射束支路30a的光路與圖1中光束7的光路幾乎相同，除了物鏡28的出射光瞳平面上的光場(chǎng)被理想透鏡32進(jìn)一步成像在檢測(cè)平面以外。在傅里葉光學(xué)理論中眾所周知的是，理想透鏡32的效果基本上是遠(yuǎn)場(chǎng)近似中的傅里葉變換。因此光電檢測(cè)器33檢測(cè)平面上的光場(chǎng)A(即平面(u’，v’))可以寫(xiě)為A(u′，v′)＝[A(u，v)R(u，v)]*C(u′，v′)(8)這里A(u，v)＝F1[A(x，y)]，C(u’，v’)＝F1[C(x’，y’)]F-1表示傅里葉逆變換-二者都具有一階貝賽爾函數(shù)的形式。實(shí)際上由于A(x，y)＝C(x’，y’)，它們互相相等。
假設(shè)式(4)中的光盤(pán)反射函數(shù)R(u，v)被變換為光盤(pán)平面(u，v)，有A(u，v)R(u，v)≈A(u，v){1+(ejΨ-1)[Wp(u，v)+ΔWp(u，v，l)]} (9)這里的窗口偏移ΔWp(u，v，l)與相對(duì)軌道中心的徑向偏移l對(duì)應(yīng)。
同樣，對(duì)于方程式(7)，跟蹤誤差信號(hào)可以表示為T(mén)ESn(l)=I(Q1)+I(Q2)-I(Q3)-I(Q4)]]>=∫-rr∫0r[|A(u′,v′)|2-|A(u′,-v′)|2]du′dv′---(10)]]>將方程式(8)和(9)代入方程式(10)，定義D(u，v)＝[A(u，v)Wp(u，v)]*A(u，v)ΔD(u，v)＝[A(u，V)ΔWp(u，v，l)]*A(u，v)并且考慮函數(shù)A(u，v)、D(u，v)和ΔD(u，v)的實(shí)部，則得到TESn(l)=2(cosψ-1)∫-rr∫0r{[A(u,v)ΔD(u,v)-A(u,-v)ΔD(u,-v)]]]>+[D(u,v)ΔD(u,v)-D(u,-v)ΔD(u,-v)]]]>+[|ΔD(u,v)|2-|ΔD(u,v)|2]}dudv---(11)]]>
結(jié)論是，在裝置20中，跟蹤誤差信號(hào)TESn隨(cosΨ-1)而變化。
因此，跟蹤誤差信號(hào)TESn與Ψ的相關(guān)性與現(xiàn)有技術(shù)裝置中獲得數(shù)據(jù)信號(hào)I的相關(guān)性相同，即兩種信號(hào)的調(diào)制幅值可以隨Ψ從0增加至π而單調(diào)地增加。這意味著，如果數(shù)據(jù)信號(hào)I是在與現(xiàn)有技術(shù)類似的條件下產(chǎn)生的(即都利用象散透鏡34和檢測(cè)器35)，則兩種信號(hào)的SNR可以同時(shí)增加。由圖4中虛線箭頭I所示，可以利用電路36來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)I。
然而眾所周知的是，傅里葉變換不會(huì)改變信號(hào)的總強(qiáng)度。因此如果數(shù)據(jù)信號(hào)In是在理想透鏡32成像反射束30之后產(chǎn)生的，則數(shù)據(jù)信號(hào)In與Ψ的相位關(guān)系也是一個(gè)前置因子(cosΨ-1)，假設(shè)檢測(cè)器33采集了離開(kāi)物鏡組件28整個(gè)出射截面的光線。這可以適當(dāng)選擇透鏡32的放大倍數(shù)和檢測(cè)器33的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)數(shù)據(jù)和跟蹤誤差信號(hào)都是在理想透鏡32成像反射束30a之后產(chǎn)生的時(shí)候，也消除了數(shù)據(jù)信號(hào)In與跟蹤誤差信號(hào)TESn的幅值間的沖突。
利用基于標(biāo)量衍射理論的計(jì)算機(jī)模擬，上述理論結(jié)果得以確認(rèn)。利用DVD ROM的參數(shù)進(jìn)行所述模擬。圖5示出了結(jié)果。每條曲線示出了不同取值的相位差Ψ＝4πnd/λ(即相應(yīng)的凹坑深度值d)下，跟蹤誤差信號(hào)TESn作為徑向偏移l的函數(shù)的變化情況。橫坐標(biāo)為l/p，這里p表示軌道間距?？v坐標(biāo)為任意單位的TESn。顯然，當(dāng)Ψ達(dá)到π時(shí)，幅值最大。
數(shù)據(jù)信號(hào)中的噪聲一般源于數(shù)據(jù)載體的缺陷(例如灰塵和劃痕)和電子噪聲。這種噪聲與凹坑深度沒(méi)有直接的關(guān)系。因此根據(jù)方程式(5)，數(shù)據(jù)SNR的相對(duì)增益可以寫(xiě)為GSNR(ψ)=10*log10(cosψ-1)24---(12)]]>圖6示出了這種關(guān)系，這里橫坐標(biāo)是以度為單位的Ψ，而縱坐標(biāo)是以分貝(dB)為單位的GSNR。對(duì)于Ψ＝85°(在現(xiàn)有技術(shù)下，跟蹤誤差信號(hào)幅值在此處幾乎是最佳的)，數(shù)據(jù)SNR的增益為-7dB左右，這個(gè)值是非常大的。對(duì)于Ψ＝135°(這是現(xiàn)有技術(shù)的建議值，其在數(shù)據(jù)信號(hào)與徑向推挽信號(hào)幅值間達(dá)成了可接受的折衷)，數(shù)據(jù)SNR的增益還是有-1.5dB左右。顯然，將凹坑深度增加直到使相應(yīng)的相位差Ψ更為接近π的程度會(huì)導(dǎo)致提高了數(shù)據(jù)SNR。對(duì)跟蹤誤差信號(hào)TESn的SNR也觀察到類似趨勢(shì)。因此，在裝置20中，與現(xiàn)有技術(shù)相比凹坑深度d有所增加的ROM光盤(pán)在讀取時(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)SNR和跟蹤誤差信號(hào)SNR得到了改進(jìn)。利用理想透鏡32替代象散透鏡組件，消除了增加的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制與跟蹤誤差信號(hào)可用性之間的沖突。結(jié)果，可以為獲得幾個(gè)分貝的數(shù)據(jù)信噪比而使數(shù)據(jù)調(diào)制最大。
在上述結(jié)果中，Ψ指的是在穿過(guò)襯底層8并經(jīng)二進(jìn)制標(biāo)記11反射的光線與穿過(guò)襯底層8并經(jīng)平面區(qū)域12反射的光線之間出現(xiàn)的相位差。這些結(jié)果并不局限于ROM型光盤(pán)。它們可應(yīng)用于其它任何由二進(jìn)制標(biāo)記產(chǎn)生相位差的其他任何記錄介質(zhì)，例如一次寫(xiě)入光盤(pán)和可重寫(xiě)光盤(pán)。
利用若干反射光束作徑向跟蹤的系統(tǒng)(例如EP-A-379285描述的3光點(diǎn)系統(tǒng))也可以得益于上述消除了數(shù)據(jù)和跟蹤誤差信號(hào)幅值間沖突的方法，由此優(yōu)化了兩種信號(hào)的SNR。這源于這樣一個(gè)事實(shí)，即徑向跟蹤的多光束推挽信號(hào)是若干單光束推挽信號(hào)的線性組合。
作為上述信號(hào)TESn的另一種替換形式，處理電路39可產(chǎn)生一個(gè)對(duì)角線式的推挽信號(hào)DPP來(lái)檢測(cè)跟蹤誤差，即DPP＝[I(Q1)+I(Q3)]-[I(Q2)+I(Q4)] (13)在進(jìn)行類似于方程式(11)的推導(dǎo)之后，可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)DPP同樣具有前置因子(cosΨ-1)，這意味著信號(hào)DPP在數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制最大時(shí)也取最大幅值。
雖然上面描述了并在附圖中示出了裝置20的簡(jiǎn)單實(shí)施例，但是可以設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的實(shí)施例，即提供額外的光學(xué)部件(例如象差補(bǔ)償器、偏振片、分束鏡等)。使返回光束的路徑更接近理想情形的部件(例如象差補(bǔ)償器)使得實(shí)際光束更類似上述推導(dǎo)所基于的假設(shè)。因此假設(shè)基本上無(wú)象散的成像透鏡或透鏡組將反射光束會(huì)聚到檢測(cè)跟蹤誤差的光電檢測(cè)器上，則采用這些光學(xué)部件不會(huì)對(duì)跟蹤誤差信號(hào)幅值帶來(lái)不利影響。
雖然為清楚起見(jiàn)，上述方程式已經(jīng)在標(biāo)量近似下作了推導(dǎo)，但是適當(dāng)考慮光偏振也不會(huì)改變主要的結(jié)果，即跟蹤誤差信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)相位差Ψ具有相同的相關(guān)性。因此可以在裝置20內(nèi)加入偏振部件而不會(huì)對(duì)跟蹤誤差信號(hào)幅值帶來(lái)不利的影響。
已經(jīng)描述了在光盤(pán)系統(tǒng)中提取跟蹤誤差信號(hào)的方法，其中反射光束的路徑由理想會(huì)聚透鏡或透鏡組而不是象散透鏡組件加以改變。通過(guò)調(diào)整光學(xué)數(shù)據(jù)載體(特別是ROM格式)上的數(shù)據(jù)調(diào)制幅值，使數(shù)據(jù)信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)幅值同時(shí)得到優(yōu)化動(dòng)詞“包括”或“包含”及其變化形式并未將那些在權(quán)利要求中未提及的單元或步驟排除在外。而且出現(xiàn)在一個(gè)單元或步驟之前的冠詞“一個(gè)”或“一”并未將存在多個(gè)這種單元或步驟的情形排除在外。
在權(quán)利要求書(shū)中，置于括號(hào)內(nèi)的任何標(biāo)號(hào)不應(yīng)解釋為對(duì)權(quán)利要求范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種從光學(xué)數(shù)據(jù)載體(21)上讀取數(shù)據(jù)和/或在光學(xué)數(shù)據(jù)載體(21)上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的裝置(20)，所述裝置包含一個(gè)產(chǎn)生入射光束(26)的光源、一個(gè)將所述入射光束(26)聚焦在所述光學(xué)數(shù)據(jù)載體上的物鏡組件(28)和一個(gè)檢測(cè)透鏡組件，所述檢測(cè)透鏡組件將從所述光學(xué)數(shù)據(jù)載體返回的返回光束(30)投射到一個(gè)適于產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)組件(33)，所述檢測(cè)透鏡組件為一個(gè)基本上無(wú)象散的會(huì)聚透鏡組件(32)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述檢測(cè)透鏡組件由薄的凸透鏡(32)組成。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)分束鏡(31)，用于將所述返回光束分成為一個(gè)經(jīng)所述檢測(cè)透鏡組件投射的第一支路(30a)和一個(gè)投射到所述裝置的一個(gè)聚焦誤差檢測(cè)組件的第二支路(30b)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)跟蹤誤差信號(hào)產(chǎn)生器(39)，用于產(chǎn)生由強(qiáng)度信號(hào)之間的差值引起的一個(gè)跟蹤誤差信號(hào)(TESn)，所述強(qiáng)度信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述返回光束的兩個(gè)橫截面部分。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)的跟蹤誤差信號(hào)產(chǎn)生器(39)，其中，所述光學(xué)檢測(cè)組件包括設(shè)置為四邊形的四個(gè)光電檢測(cè)器(Q1-Q4)，并且所述跟蹤誤差信號(hào)由兩個(gè)信號(hào)之間的差值引起，其中每一個(gè)信號(hào)通過(guò)將兩個(gè)在對(duì)角線上相對(duì)的光電檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)相加獲得。
6.一種在具有記錄層(8)的光學(xué)數(shù)據(jù)載體(3)上寫(xiě)入光學(xué)可讀數(shù)據(jù)的方法，所述方法包含局部改變所述記錄層以形成二進(jìn)制標(biāo)記(11)的步驟，所述二進(jìn)制標(biāo)記可以在與所述二進(jìn)制標(biāo)記相互作用的反射光(7a)和與所述記錄層其余部分相互作用的反射光(7b)之間產(chǎn)生一個(gè)相位差，所述局部改變的幅值(d)被選擇以便引入的所述相位差在范圍[140°，220°]內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述局部改變的幅值(d)被選擇以便引入的所述相位差在范圍[170°，190°]內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述局部改變涉及所述記錄層的厚度。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述局部改變涉及所述記錄層材料的相變。
10.一種具有記錄層(8)的光學(xué)數(shù)據(jù)載體，其以二進(jìn)制標(biāo)記(11)的形式承載光學(xué)可讀數(shù)據(jù)，所述二進(jìn)制標(biāo)記可以在與所述二進(jìn)制標(biāo)記相互作用的反射光(7a)和與所述記錄層其余部分相互作用的反射光(7b)之間產(chǎn)生一個(gè)范圍為[140°，220°]的相位差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從光學(xué)數(shù)據(jù)載體(21)上讀取數(shù)據(jù)和/或在光學(xué)數(shù)據(jù)載體(21)上寫(xiě)入數(shù)據(jù)的裝置(20)。光源產(chǎn)生入射光束(26)，物鏡組件(28)將入射光束聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)載體上。采用基本上無(wú)象散的薄凸透鏡(32)將反射光束(30)投射到產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)組件(33)上。光學(xué)數(shù)據(jù)載體具有一個(gè)記錄層，其上以二進(jìn)制標(biāo)記或凹坑(11)的形式寫(xiě)入光學(xué)可讀數(shù)據(jù)。二進(jìn)制標(biāo)記能夠在與所述二進(jìn)制標(biāo)記相互作用的反射光和與所述記錄層其余部分相互作用的反射光之間產(chǎn)生一個(gè)接近 180°的相位差。數(shù)據(jù)信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)的信噪比同時(shí)得到了提高。
文檔編號(hào)G11B7/24085GK1926613SQ200480030784
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2004年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
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