專利名稱：雙重三光點(diǎn)光學(xué)掃描設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙重光學(xué)掃描設(shè)備，該設(shè)備用于利用兩種不同波長中的任意一種波長掃描光學(xué)記錄載體，其包括用于實(shí)施掃描誤差檢測的輻射檢測器陣列，本發(fā)明還涉及該輻射檢測器陣列。
目前，正在對使用雙波長激光設(shè)備的掃描設(shè)備進(jìn)行研究。典型地，這種掃描設(shè)備中的兩種波長使用同一條光束路徑，并且在兩種波長從激光設(shè)備的不同部分中發(fā)射出來之后，利用諸如衍射光柵將兩種波長相互結(jié)合。這就需要對兩種波長進(jìn)行掃描誤差的檢測。
用于光盤掃描設(shè)備中的典型的掃描誤差檢測方法是聚焦誤差檢測和跟蹤誤差檢測。已經(jīng)公知了許多用于聚焦誤差檢測和徑向跟蹤誤差檢測的不同方法。聚焦誤差檢測方法包括刀口光瞳模糊，其中光束被諸如棱鏡分為兩部分，并且光點(diǎn)在兩個(gè)光點(diǎn)檢測器上的位置表示正確的聚焦；像散聚焦，其中利用圓柱透鏡或平行平面板在檢測器上生成像散光點(diǎn)，利用菱形象限光點(diǎn)檢測器來檢測光點(diǎn)從圓形開始的形狀變化；以及光點(diǎn)尺寸檢測，其中光束被諸如微棱鏡分為兩部分，分別在再聚焦之前和之后檢測這兩部分最終的光點(diǎn)尺寸。
徑向跟蹤誤差檢測方法包括推拉式徑向跟蹤，其中在分開的檢測器上測量兩個(gè)半光瞳之間的信號差別；三光點(diǎn)(或三光束)中心孔徑徑向跟蹤，其中輻射束被衍射光柵分為三部分，并且將外部(附屬)光點(diǎn)設(shè)定在距離主光點(diǎn)四分之一軌道間距處，利用這些光點(diǎn)的信號差別生成跟蹤誤差信號；三光點(diǎn)推拉式徑向跟蹤，其中輻射束被衍射光柵分為三部分，將主光點(diǎn)和附屬光點(diǎn)的推拉式信號之間的差別用作跟蹤誤差信號；差分相位檢測或差分時(shí)間檢測(DPD或DTD)徑向跟蹤，其中(±1，±1)級相位的徑向偏移在正方形象限光點(diǎn)檢測器中得到了應(yīng)用。三光點(diǎn)推拉式徑向跟蹤系統(tǒng)與一光點(diǎn)推拉式系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于可以自動地補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，該系統(tǒng)誤差包括對稱誤差和不對稱誤差。然而，該系統(tǒng)需要附加的檢測器元件和連接，這就使檢測器陣列更為復(fù)雜。
歐洲專利申請EP-A-0860819描述了一種光學(xué)掃描設(shè)備，該設(shè)備利用具有不同波長的兩種激光和共用的物鏡生成適用于讀取高密度及低密度盤的光點(diǎn)。該申請?zhí)岢隽擞糜谠趻呙柽^程中檢測聚焦誤差和跟蹤誤差的多種不同檢測器陣列的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，對于每個(gè)分開的波長使用了兩個(gè)分開的檢測器陣列。在另一實(shí)施例中，對于每個(gè)波長都使用了一個(gè)單獨(dú)的檢測器陣列。對于波長較長的情況，該陣列包括兩個(gè)檢測器元件以用來進(jìn)行三光束跟蹤誤差檢測，而在波長較短的情況下使用單光束跟蹤。
如果在使用兩種波長的掃描設(shè)備中，將一個(gè)單獨(dú)的檢測器陣列用于推拉式跟蹤誤差檢測，那么就會出現(xiàn)以下問題，如果第n級光點(diǎn)檢測器之間的間隔對于一種波長是正確的，那么這些檢測器不能足夠精確地檢測其他波長的第n級光點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種對于這個(gè)問題的解決方案。依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種輻射檢測器陣列，在利用兩種波長掃描光學(xué)記錄載體時(shí)該陣列用于進(jìn)行徑向跟蹤誤差檢測，所述陣列包括多個(gè)光點(diǎn)檢測器，該檢測器用于檢測分別形成對應(yīng)于不同衍射級的第一和第二組光點(diǎn)的第一和第二組輻射束，該不同的衍射級包括零級和正負(fù)第n級，n是大于等于1的整數(shù)，所述的各個(gè)光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于檢測由所述光束形成的光點(diǎn)的特性，所述的各個(gè)光點(diǎn)檢測器包括用于檢測一個(gè)所述光點(diǎn)的不同部分的多個(gè)檢測器元件，所述陣列包括基本上設(shè)置在中心的零級光點(diǎn)檢測器，和設(shè)置在其各側(cè)的第n級光點(diǎn)檢測器，其中所述的第n級光點(diǎn)檢測器被設(shè)置為對第一組光點(diǎn)和第二組光點(diǎn)實(shí)施徑向跟蹤誤差檢測，在第一組光點(diǎn)中第n級光點(diǎn)具有對于零級光點(diǎn)的第一預(yù)定間隔特性，在第二組光點(diǎn)中第n級光點(diǎn)具有對于零級光點(diǎn)的不同的第二預(yù)定間隔特性。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了一種雙重光學(xué)掃描設(shè)備，該設(shè)備利用了兩種波長，其包括所述的輻射檢測器陣列。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將通過以下對于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述變得更為明顯，如相關(guān)的附圖中所述的，其中

圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置的光學(xué)掃描設(shè)備的示意圖；圖2是聚焦在傳統(tǒng)的光盤數(shù)據(jù)軌道上的三光點(diǎn)的示意圖；圖3是傳統(tǒng)的三光點(diǎn)推拉式跟蹤誤差檢測器陣列的示意圖；圖4和圖5表示了依照本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置的檢測器陣列的示意圖。
依照本發(fā)明的實(shí)施例，至少采用兩種格式(例如CDR(W)格式和/或DVD-RAM格式)的光盤OD來存儲數(shù)據(jù)。利用光學(xué)掃描設(shè)備，可以對CDR(W)格式盤進(jìn)行寫入并對兩種格式的盤進(jìn)行讀取。該盤包括覆蓋了至少一個(gè)信息層的外部透明層。如果是多層的光盤，可以將兩個(gè)或多個(gè)信息層設(shè)置在覆蓋層之后的光盤內(nèi)不同深度處。信息層背對透明層的側(cè)面受到保護(hù)層的保護(hù)而避免了環(huán)境影響，或者如果是多層的光盤，則是距離覆蓋層最遠(yuǎn)的信息層背對透明層的側(cè)面得到保護(hù)。透明層面向該設(shè)備的側(cè)面是光盤的入射面。
將信息以光學(xué)可檢測標(biāo)記的形式存儲在光盤的信息層中，該標(biāo)記被設(shè)置在基本上平行、同心或螺旋的軌道中。該標(biāo)記可以是任意光學(xué)可讀取的形式，例如信息坑或者具有與其周圍不同的反射系數(shù)的區(qū)域。信息層可以由光學(xué)可讀取材料制成。
如圖1的實(shí)施例所示，該光學(xué)掃描設(shè)備包括雙波長輻射源2，該輻射源包括例如兩個(gè)工作在兩個(gè)預(yù)定波長λ1和λ2的半導(dǎo)體激光器，例如λ1＝780nm，λ2＝655nm。這兩個(gè)激光器可以集成在一個(gè)基底上。輻射源2有選擇地發(fā)出兩種波長之一的發(fā)散輻射束。光路包括路徑連接部件4，該部件具有將兩種波長的光束路徑相連接的功能。連接部件4可以采用衍射元件光柵或全息元件的形式。如果采用全息元件，那么該連接部件4也可以起到預(yù)準(zhǔn)直器的作用。這個(gè)功能對于獲得用于寫入模式的足夠強(qiáng)度和用于讀取DVD格式盤的足夠邊緣強(qiáng)度來說是需要的。衍射光柵元件6用于形成三個(gè)分開的光束，包括一個(gè)零級的主光束和兩個(gè)第一級的附屬光束，從而實(shí)施三光點(diǎn)推拉式徑向跟蹤。分束器8將入射束引導(dǎo)到折疊式反射鏡10。在折疊式反射鏡10之后放置了一個(gè)準(zhǔn)直透鏡12。在達(dá)到光盤之前，光束通過物鏡14，該物鏡用于將光束聚焦到光盤OD信息層上的光點(diǎn)上。當(dāng)使用兩種波長λ1和λ2之一進(jìn)行掃描時(shí)，物鏡14適用于為不同基底厚度的CD和DVD格式盤提供球差校正。
光束從盤上反射后，沿入射光束路徑返回，直到到達(dá)分束器8，該分束器使反射光束透射。該光束由檢測器透鏡16引導(dǎo)至光點(diǎn)檢測器陣列18上，該陣列將光學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜跀?shù)據(jù)讀取、聚焦誤差控制和跟蹤誤差控制的電信號，以下將更加詳細(xì)地進(jìn)行描述。正向敏感光電二極管20用于在掃描過程中精確地控制輻射源2的功率，特別是在寫入過程中。
圖2表示了一種由光柵6形成的三光束的裝置，即第一級附屬光束a和b以及零級光束c，這些光束正確地跟蹤光盤OD的軌道。
圖3表示了一種傳統(tǒng)的三光點(diǎn)檢測器的裝置，第一級光點(diǎn)檢測器a和b分別都包括兩個(gè)半檢測器元件a1、a2；b1、b2，零級光點(diǎn)檢測器c包括四個(gè)象限檢測器元件c1、c2、c3、c4，這些檢測器用于檢測三光束光點(diǎn)a、b和c中的推拉式徑向跟蹤誤差以及主光束光點(diǎn)c中的像散聚焦誤差。光點(diǎn)檢測器a、b、c以一般相當(dāng)于切線(軌道-平行)的方向設(shè)置在光學(xué)掃描設(shè)備中。三個(gè)光點(diǎn)推拉式徑向跟蹤利用了全部三個(gè)光點(diǎn)的推拉式信號。主光點(diǎn)c和兩個(gè)附屬光點(diǎn)a和b的推拉式信號由位移x的函數(shù)進(jìn)行描述，該函數(shù)為PP(c)＝γmpp.sin(2πx/q)PP(a)＝mpp.sin(2π(x-x0)/q)PP(b)＝mpp.sin(2π(x+x0)/q)在上式中，mpp是推拉調(diào)制，q是軌道間距，x0是各個(gè)光點(diǎn)a和b與中心光點(diǎn)的理想間隔，一般設(shè)為q/2，通過選擇衍射光柵間距使信號最大化，γ是衍射效率，而更為特別地在有光柵的情況下，γ為光柵比。
在傳統(tǒng)檢測器陣列中形成連接從而提供徑向誤差信號(RE)，該信號如下RE＝c1-c2-c3+c4-γ(a1-a2+b1-b2)圖4和圖5表示了依照本發(fā)明實(shí)施例的輻射檢測器陣列。該檢測器為光電二極管元件的形式，這些元件形成了分開的光點(diǎn)檢測器，每個(gè)光點(diǎn)檢測器被分成多個(gè)檢測器元件，這些元件由提供希望的信號分隔的分隔線分開。
在本實(shí)施例中的裝置包括通常設(shè)置在檢測器陣列中一條線上的三個(gè)光點(diǎn)檢測器100、102、104，這條線位于基本上相當(dāng)于軌道切線的方向上。中心光點(diǎn)檢測器100包括并排設(shè)置在一個(gè)象限中的四個(gè)矩形檢測器元件C1到C4，它們被垂直的分隔線分開，用于檢測零級主光點(diǎn)的位置和形狀。附屬光點(diǎn)檢測器102和104分別包括三個(gè)檢測器元件A1、A2、A3和C1、C2、C3，它們被設(shè)置在相當(dāng)于軌道-切線方向的兩條分隔線分開。檢測器102、104檢測第一級附屬光點(diǎn)。光點(diǎn)檢測器100、102、104被設(shè)置用于按照在現(xiàn)有技術(shù)部分所述的相似方式實(shí)施三光點(diǎn)推拉式徑向跟蹤誤差和像散聚焦誤差的檢測，但是不同之處在于分別對第一和第二波長λ1和λ2的兩組光束之一進(jìn)行檢測。
所有光點(diǎn)檢測器的所有檢測器元件提供了一個(gè)輸出信號，將這些信號供給到電處理電路，其中將這些輸出信號組合并處理為讀取信號、聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號。
本實(shí)施例的檢測器陣列中形成了連接從而提供了如下的徑向誤差信號(RE)對于λ1RE＝C1-C2-C3+C4-γ1(A1+A2-A3+B1+B2-B3)對于λ2RE＝C1-C2-C3+C4-γ2(A1-A2-A3+B1-B2-B3)在以上公式中，γ1和γ2是對于該兩種波長的光柵比(主光點(diǎn)相對于附屬光點(diǎn)的功率比)。它們都取決于三光點(diǎn)光柵6的輪廓深度。跟蹤誤差處理電路適用于補(bǔ)償γ1不等于γ2的典型特征。
要注意在處理電路中，對于λ1而言，檢測器元件A2和A3的輸出信號以及元件B1和B2的輸出信號相加，而對于λ2而言，檢測器元件A1和A2的輸出信號以及元件B2和B3的輸出信號相加。
要注意，僅將一個(gè)三光點(diǎn)光柵6用于生成兩種波長之一的光束組。對于不同的波長會生成不同的衍射角。由于波長的差別，光盤和檢測陣列上的主光點(diǎn)到附屬光點(diǎn)的正確距離對于λ1和λ2而言是不同的，關(guān)系如下s(λ1)=λ1λ2·s(λ2)]]>要注意，附屬光點(diǎn)檢測器102、104分成了三部分，而不是像傳統(tǒng)技術(shù)那樣，將兩部分附屬光點(diǎn)檢測器用于三光點(diǎn)徑向推拉式跟蹤誤差檢測。兩個(gè)檢測器的全部三個(gè)元件A1、A2、A3和B1、B2、B3用于檢測兩種波長中某一波長情況下的徑向跟蹤誤差信號。然而，中心檢測器元件A2和B2輸出的切換取決于目前用于掃描的波長。
圖4表示了當(dāng)?shù)谝徊ㄩLλ1(較長波長)用于掃描以及正確跟蹤時(shí)，零級光點(diǎn)和兩個(gè)第一級光點(diǎn)在檢測器元件100、102、104上的位置。在這個(gè)正確跟蹤的裝置中，每個(gè)附屬光點(diǎn)分別集中在中心檢測器元件A2和B2以及距離零級光點(diǎn)檢測器100最遠(yuǎn)的外部檢測器元件A1和B3之間的分隔線上。同時(shí)零級光點(diǎn)集中在分別將檢測器元件C1和C2以及檢測器元件C4和C3分開的中心分隔線上。零級檢測器元件100中的這個(gè)中心分隔線和附屬光點(diǎn)檢測器102、104中的最外方的分隔線之間的距離對于第一波長而言，被設(shè)定為正確光點(diǎn)間隔s(λ1)，如圖4所示。
圖5表示了當(dāng)?shù)诙ㄩLλ2用于掃描以及正確跟蹤時(shí)，零級光點(diǎn)和兩個(gè)一級光點(diǎn)在檢測器元件100、102、104上的位置。在這個(gè)正確跟蹤的裝置中，每個(gè)附屬光點(diǎn)分別集中在中心檢測器元件A2和B2以及距離零級光點(diǎn)檢測器100最近的外部檢測器元件A3和B1之間的分隔線上。同時(shí)零級光點(diǎn)集中在分別將檢測器元件C1和C2以及檢測器元件C4和C3分開的中心分隔線上。零級檢測器元件100中的這個(gè)中心分隔線和附屬光點(diǎn)檢測器102、104中的最外方的分隔線之間的距離對于第二波長而言，被設(shè)定為正確光點(diǎn)間隔s(λ2)，如圖5所示。
要注意，每個(gè)附屬光點(diǎn)檢測器102、104的中心檢測器元件A2、B2的面積小于每個(gè)外部檢測器元件A1、A2和B1、B3的面積。這是因?yàn)椴ㄩL變化較小(從780nm(λ1)到655nm(λ2))；如果采用了更大的波長變化，可能不會是這種情況。
要注意，對于CDR(W)，對于λ1，優(yōu)選的光點(diǎn)分隔是0.8μm，而對于DVD-RAM，對于λ2，優(yōu)選的光點(diǎn)分隔是0.74μm。
在一個(gè)實(shí)施例中，以某種方式對附屬光點(diǎn)相對于軌道的距離進(jìn)行調(diào)整，使得對于650nm而言，最佳的情況即s(λ1)＝0.88μm并且s(λ2)＝0.74μm(±0.2μm)，這是因?yàn)檫@對于DVD來說是最為關(guān)鍵的。與最佳的情況相比，一組典型的信號電平如下CDR(W) 97％DVD-RAM100％在另一實(shí)施例中，將該距離調(diào)整到對于DVD和CD而言的最佳情況之間，即s(λ1)＝0.84μm(±0.2μm)并且s(λ2)＝0.70μm(±0.2μm)。在本實(shí)施例中，信號電平如下CDR(W) 99％
DVD-RAM99％要注意，在各個(gè)實(shí)施例中，正確的跟蹤光點(diǎn)距離比，以及相應(yīng)的檢測器間隔比s(λ1)∶s(λ2)設(shè)為約等于780∶655。
本發(fā)明可用于DVD/CDR(W)組合掃描設(shè)備、DVD-ROM/CD組合掃描設(shè)備、DVD-RAM/CDR(W)雙寫入器掃描設(shè)備，以及這些設(shè)備的各種組合。
以上的實(shí)施例可以理解為本發(fā)明的示例性實(shí)例?？梢栽O(shè)想本發(fā)明還有其他的實(shí)施例。例如，代替檢測該第一級附屬光點(diǎn)，而采用與檢測器元件102和104相似的檢測器元件來檢測第二級附屬光點(diǎn)；或者除了檢測第一級附屬光點(diǎn)之外，還可以采用與檢測器元件102和104相似的檢測器元件來檢測第二級附屬光點(diǎn)。此外，可以將零級檢測器用于實(shí)施光點(diǎn)尺寸聚焦誤差檢測而不用于像散聚焦誤差檢測?？梢岳斫?，在一個(gè)實(shí)施例中所描述的任何特征也可以用于其他實(shí)施例中。此外，在未背離相關(guān)權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，也可以采用以上沒有描述的等價(jià)例和修改例。
權(quán)利要求
1.一種用于當(dāng)利用兩種不同波長中的任意一種掃描光學(xué)記錄載體時(shí)進(jìn)行徑向跟蹤誤差檢測的輻射檢測器陣列，所述陣列包括多個(gè)光點(diǎn)檢測器，用于檢測分別形成了第一和第二組光點(diǎn)的第一和第二組輻射束，第一和第二組光點(diǎn)對應(yīng)于不同的衍射級，包括零級和第n級，n為大于等于1的整數(shù)，所述的每個(gè)光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于檢測由所述光束形成的光點(diǎn)的特性，所述的每個(gè)光點(diǎn)檢測器包括多個(gè)用于檢測光點(diǎn)中的不同部分的檢測器元件，所述陣列包括基本上設(shè)置于中心的零級光點(diǎn)檢測器，在其每一側(cè)設(shè)置了第n級光點(diǎn)檢測器，其特征在于，所述第n級光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于對第一組光點(diǎn)和第二組光點(diǎn)實(shí)施徑向跟蹤誤差檢測，在第一組光點(diǎn)中第n級光點(diǎn)具有相對于零級光點(diǎn)的第一預(yù)定間隔特性，在第二組光點(diǎn)中第n級光點(diǎn)具有相對于零級光點(diǎn)的不同的第二預(yù)定間隔特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射檢測器陣列，其中所述的第n級光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于實(shí)施推拉式徑向跟蹤誤差檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輻射檢測器陣列，其中所述的每個(gè)第n級光點(diǎn)檢測器包括多個(gè)被分隔裝置分開的檢測器元件，所述分隔裝置包括限定了所述第一間隔特性的第一分隔裝置和限定了所述第二間隔特性的第二分隔裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射檢測器陣列，其中所述第一分隔裝置和所述第二分隔裝置被設(shè)置在用于檢測所述第一組第n級光點(diǎn)和所述第二組第n級光點(diǎn)的中心檢測器元件的每一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輻射檢測器陣列，其中所述的每個(gè)第n級光點(diǎn)檢測器包括三個(gè)檢測器元件，包括所述的中心檢測器元件和設(shè)置在其每一側(cè)的外部檢測器元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輻射檢測器陣列，其中將全部三個(gè)檢測器元件用于檢測所述第一組第n級光點(diǎn)和所述第二組第n級光點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的輻射檢測器陣列，其中所述的檢測器元件具有垂直于所述分隔裝置測定的檢測表面寬度，并且其中所述的每個(gè)外部檢測器元件具有比所述中心檢測器元件更大的檢測表面寬度。
8.根據(jù)前述的任意一個(gè)權(quán)利要求所述的輻射檢測器陣列，其中所述零級光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于檢測所述第一組光點(diǎn)和所述第二組光點(diǎn)的推拉式徑向跟蹤誤差。
9.根據(jù)前述的任意一個(gè)權(quán)利要求所述的輻射檢測器陣列，其中所述零級光點(diǎn)檢測器被設(shè)置用于檢測所述第一組光點(diǎn)和所述第二組光點(diǎn)的聚焦誤差。
10.根據(jù)前述的任意一個(gè)權(quán)利要求所述的輻射檢測器陣列，其中所述第一和第二間隔特性的比約為780∶655。
11.一種利用兩種波長的雙重光學(xué)掃描設(shè)備，其包括根據(jù)前述的任意一個(gè)權(quán)利要求的輻射檢測器陣列。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙重光學(xué)掃描設(shè)備，所述設(shè)備包括用于生成所述第一組輻射束和所述第二組輻射束的衍射部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的雙重光學(xué)掃描設(shè)備，包括用于生成第一預(yù)定波長的輻射和第二預(yù)定波長的輻射的輻射源裝置，所述第一組輻射束由該第一預(yù)定波長的輻射形成，所述第二組輻射束由第二預(yù)定波長的輻射形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述第一和第二間隔特性的比大約與第一和第二波長的比相對應(yīng)。
全文摘要
一種用于對雙波長光學(xué)掃描設(shè)備的徑向跟蹤誤差進(jìn)行檢測的輻射檢測器陣列。用于對兩種不同波長中的每一種實(shí)施三光點(diǎn)徑向跟蹤誤差檢測的三光點(diǎn)檢測器(100、102、104)。附屬光點(diǎn)檢測器(102、104)被分成三個(gè)檢測器元件并且根據(jù)當(dāng)前用于掃描的波長切換到一個(gè)檢測器元件。
文檔編號G11B7/13GK1608288SQ02825979
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月24日
發(fā)明者P·T·尤特, P·庫普斯, R·R·德雷滕 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司