專利名稱：用于記錄載體的讀取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從記錄載體中取回信息的讀取設(shè)備，包括用于借助至少兩個獨(dú)立的輻射束同時照射記錄載體的軌道的照射裝置，記錄在受照射軌道中的信息是從輻射束的反射部分中取回的。
背景技術(shù)：
US6373793公開了一種用于從光盤中取回信息的讀取設(shè)備。該讀取設(shè)備包括用于借助至少兩個獨(dú)立的輻射束同時照射光盤的軌道，記錄在受照射軌道中的信息是從輻射束的反射部分中取回的。
在US6373793中公開的讀取設(shè)備中，已經(jīng)認(rèn)識到，如果輻射束之一中斷，則讀取結(jié)果從剩余的輻射束中獲得，從而不會丟失信息。這一讀取是用循環(huán)操作進(jìn)行的。針對光盤的一圈旋轉(zhuǎn)讀取信息并且進(jìn)行兩個軌道的向前軌道跳躍。此時，再次針對另一圈旋轉(zhuǎn)讀取所記錄的信息并且該處理重復(fù)進(jìn)行。這樣的讀取需要針對光盤的額外旋轉(zhuǎn)圈次進(jìn)行軌道跳躍和循環(huán)操作，以便仍然能夠讀取所有信息而不會有實(shí)質(zhì)的缺失，這是很費(fèi)時間的。因此讀取速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于從記錄載體中取回信息的高效讀取設(shè)備，在該設(shè)備中，即使有一個輻射束中斷，仍然能夠不降低讀取速度地讀取出信息。
本發(fā)明的目的是通過提供開頭段落中提到的讀取設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，該讀取設(shè)備的特征在于，照射裝置適合于用于在多個軌道上照射出由來自所述至少兩個輻射束中的至少兩個的貢獻(xiàn)份額構(gòu)成的至少一個讀取光斑。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是各個讀取光斑具有來自不同輻射束的能量貢獻(xiàn)份額。如果一個輻射束中斷，仍然能夠借助來自其它輻射束的貢獻(xiàn)份額讀取出信息。這不需要針對光盤的額外轉(zhuǎn)動圈次進(jìn)行循環(huán)操作，并且不需要軌道跳越，而循環(huán)操作和軌道跳越都是US6373793中公開的現(xiàn)有讀取設(shè)備需要的。因而，讀取速度基本上保持不變。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，照射裝置包括用于將至少兩個輻射束各自轉(zhuǎn)換成至少兩個子輻射束的全息元件，其中該照射裝置適合于用于通過組合來自于所述至少兩個獨(dú)立輻射束中的至少兩個的子輻射束來形成至少一個讀取光斑。該全息元件將各個輻射束轉(zhuǎn)換成子輻射束的陣列。這些子輻射束用于構(gòu)成讀取光斑。將讀取光斑構(gòu)成為各個讀取光斑具有來自不同輻射束的貢獻(xiàn)份額。因此，如果一個輻射束中斷，仍然能夠借助來自其它輻射束的貢獻(xiàn)份額讀取出信息。最好將借助全息元件這樣構(gòu)成的讀取光斑照射在光盤的N個軌道上。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，所使用的全息元件是光柵元件。注意，這樣的光柵元件本身可從US6373793中獲知。不過，在US6373793中，光柵元件僅僅用于輻射束的衍射，而不是按照本發(fā)明那樣用于將輻射束轉(zhuǎn)換成子輻射束的陣列和構(gòu)成讀取光斑。
光柵元件最好是具有重復(fù)的單位元(unit cell)的周期性結(jié)構(gòu)。該光柵元件是通過將周期性表面變化壓制到材料中而制成的。由于表面高度的差異，輻射束的相位得到了空間上的調(diào)制。在按照本發(fā)明的讀取設(shè)備中，最好使用二元相位光柵，其中高度差實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于相位差。為了切換光柵，要使高度有效地啟用/停用。運(yùn)用切換來將讀取設(shè)備從寫入模式改變到讀取模式并且反之亦然。輻射束在寫入模式下沒有變化，而在讀取模式下，不同輻射束的子輻射束發(fā)生重疊以形成讀取光斑。
最好，光柵由雙折射材料制成，從而光柵對于輻射束的不同線偏振方向具有不同的折射率。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，光柵由液晶(LC)元形成。施加電壓變化會改變LC材料針對輻射束的一個線偏振方向的折射率。將該光柵結(jié)構(gòu)放在LC材料中。使該結(jié)構(gòu)的高度和LC材料的高度相匹配，以使相位深度對于一個電壓值是2π的倍數(shù)，而對另一個電壓值，是期望的相位深度。
在另一種實(shí)施方式中，光柵元件包括處于不同位置上的兩個光柵元件。這些元件之一可以是沒有明顯空間高度變化的簡單玻璃板?？梢允惯@些光柵元件相對于輻射束移動。
在另一種實(shí)施方式中，用于同時照射記錄載體的軌道的照射裝置是由不同的輻射源構(gòu)成的。在這種情況下，一個輻射源的故障最好通過增加供應(yīng)給剩余輻射源的功率來加以補(bǔ)償。
而且，可以將按照本發(fā)明的實(shí)施方式的讀取設(shè)備便利地結(jié)合到用于讀取記錄載體(比如CD、DVD、藍(lán)光、TwoDOS)的驅(qū)動系統(tǒng)或者多束近場播放器中。


從下面說明書中介紹的實(shí)施方式中并且參照附圖，本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會變得顯而易見，其中，附圖1表示記錄載體；附圖2A表示用于從記錄載體中讀取信息的現(xiàn)有讀取設(shè)備；附圖2B表示使用現(xiàn)有讀取設(shè)備在五條軌道上形成的讀取光斑；附圖3A、附圖3B圖解說明由現(xiàn)有讀取設(shè)備建立的讀取光斑；附圖3C和附圖3D圖解說明按照本發(fā)明由多個輻射束建立的讀取光斑；附圖4表示按照本發(fā)明的讀取光斑的構(gòu)成；附圖5A表示按照本發(fā)明的讀取設(shè)備；附圖5B表示使用按照本發(fā)明的讀取設(shè)備在五個軌道上形成的讀取光斑；附圖6表示本發(fā)明的實(shí)施方式，其中光柵元件由雙折射材料制成；附圖7表示本發(fā)明的實(shí)施方式，其中光柵元件由LC材料制成；和附圖8表示本發(fā)明的實(shí)施方式，其中光柵元件由處于不同位置上的兩個光柵元件構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式
附圖1表示具有單一軌道2和中心孔3的盤形記錄載體1。該軌道代表一連串預(yù)先記錄或可記錄的代表信息的標(biāo)記并且該軌道排列成螺旋圖案。按照其它可選方案，軌道2可以是同心或平行的?？捎涗洷P的例子是CD-R、CD-RW以及DVD的可寫版本(比如DVD+RW)。應(yīng)當(dāng)注意，也可以使用其它類型的介質(zhì)，比如卡式信息載體，在這種信息載體上記錄著信息信號并且信息信號是借助輻射束從這種信息載體中再現(xiàn)出來的。
附圖2A是按照US6373793中公開的常規(guī)方法讀取光盤的現(xiàn)有讀取設(shè)備。如附圖2A中所示，讀取設(shè)備包括輻射源4，該輻射源產(chǎn)生輻射束，這些輻射束穿過會聚透鏡5，以形成平行輻射束6。分束器7對這些輻射束進(jìn)行分劈。聚焦透鏡8將輻射束聚焦在光盤1的表面上。多元件檢測器9檢測這些輻射束的反射部分6a。在從光盤1的表面反射回來之后，反射束6a穿過透鏡8并且由分束器7偏轉(zhuǎn)，以致變成單獨(dú)入射在多元件檢測器9上。
附圖2B表示如US6373793中公開的那樣讀取五條軌道2a、2b、2c、2d和2e上的信息。在光盤上，各個讀取光斑(A，B，C，D，E)成像在軌道2a、2b、2c、2d和2e之一上，如果一個輻射束中斷，則不會再存在對應(yīng)的讀取光斑并且將會造成信息缺失。在US6373793中公開的現(xiàn)有讀取設(shè)備中，已經(jīng)認(rèn)識到，如果輻射束之一中斷，則使用剩余的輻射束進(jìn)行讀取，從而不會使任何信息缺失。在附圖2A的現(xiàn)有讀取設(shè)備中，利用循環(huán)操作實(shí)施五條軌道的同時讀取。針對光盤的一圈旋轉(zhuǎn)讀取信息，并且進(jìn)行兩條軌道的向前軌道跳躍。此時再次針對一圈旋轉(zhuǎn)讀取所記錄的信息并且該處理過程自身重復(fù)進(jìn)行。如果應(yīng)該仍然有可能無缺失地讀取出所有的信息，則這樣的讀取需要針對光盤的額外旋轉(zhuǎn)圈次進(jìn)行軌道跳躍和循環(huán)操作，這是費(fèi)時的操作過程。不過，這里的問題是，讀取過程遭到打斷，所以使讀取速度降低。此外，同樣對CD、DVD以及其它要同時再現(xiàn)多條軌道并且因此出現(xiàn)類似問題的記錄載體使用了類似的方法。
附圖3A到3D中圖解說明了本發(fā)明的精髓。附圖3A和3B圖解說明了由現(xiàn)有讀取設(shè)備建立的讀取光斑的效果。在附圖3A中，兩個輻射束R0和R1形成兩個讀取光斑A和B。讀取光斑A是由輻射束R0形成的，讀取光斑B是由輻射束R1形成的。如果輻射束R1中斷，則將不會形成相應(yīng)的讀取光斑B，造成信息缺失，如附圖3B中所示。
按照本發(fā)明，讀取光斑是由多個輻射束建立的，從而各個讀取光斑具有來自于不同輻射束的能量貢獻(xiàn)份額，參見附圖3C。在附圖3C中，有兩個輻射束R0和R1以及兩個讀取光斑A和B。讀取光斑A是由來自于輻射束R0和輻射束R1的貢獻(xiàn)份額形成的，而讀取光斑B也是由來自于輻射束R1和輻射束R0的貢獻(xiàn)份額形成的。在這種情況下，如果輻射束R1中斷，則讀取光斑B將仍然包含來自于輻射束R0的貢獻(xiàn)份額。即使輻射束R1中斷，仍然能夠無信息缺失地讀到讀取光斑B。從本質(zhì)上講，這些讀取光斑接收到了來自不同輻射束的能量貢獻(xiàn)份額。最好，通過增加供應(yīng)給剩余輻射束的功率來補(bǔ)償一個輻射束的中斷，讀取光斑是由多個輻射束建立的，從而不會有信息缺失。
附圖4是表示如何形成按照本發(fā)明的讀取光斑的詳細(xì)示意圖，假設(shè)同時讀取五條軌道。下面將詳細(xì)解釋讀取光斑的構(gòu)成。
光柵元件10將各個輻射束(R0、R1、R2、R3、R4)分成五個子輻射束。這造就了子輻射束的陣列Smn，m和n是從0到4的整數(shù)。這些子輻射束用在讀取光斑A、B、C、D和E的構(gòu)成中，如附圖4中所示。從附圖4中的垂直虛線可以看出對各個讀取光斑的貢獻(xiàn)份額。在這個例子中-讀取光斑A具有來自子輻射束S02、子輻射束S11和子輻射束S20的貢獻(xiàn)份額，-讀取光斑B具有來自子輻射束S03、子輻射束S12、子輻射束S21和子輻射束S30的貢獻(xiàn)份額，-讀取光斑C具有來自子輻射束S04、子輻射束S13、子輻射束S22、子輻射束S31和子輻射束S40的貢獻(xiàn)份額，-讀取光斑D具有來自子輻射束S14、子輻射束S23、子輻射束S32和子輻射束S41的貢獻(xiàn)份額，和-讀取光斑E具有來自子輻射束S24、子輻射束S33和子輻射束S42的貢獻(xiàn)份額。
讀取光斑A、B、C、D和E是這樣構(gòu)成的使得各個讀取光斑具有來自至少兩個輻射束中的至少兩個的能量貢獻(xiàn)份額。
從前面的介紹中，顯而易見，如果一個輻射束中止，則這些讀取光斑中的一部分的強(qiáng)度將會減弱，但是由于來自其它輻射束的貢獻(xiàn)份額，仍然能夠讀取出信息。在優(yōu)選實(shí)施方式中，缺少一個輻射束造成的損失可以由剩余子輻射束來加以補(bǔ)償，因?yàn)閷@些子輻射束的功率進(jìn)行了增加。
例如，考慮讀取光斑C。如果輻射束R2中斷，則讀取光斑C將仍然具有來自子輻射束S04、子輻射束S13、子輻射束S31和子輻射束S40的貢獻(xiàn)份額。因此，輻射束R2的中止將會降低讀取光斑C的強(qiáng)度，但是仍然能夠讀取出信息。最好，通過增加供應(yīng)給剩余輻射束(R0、R1、R3和R4)的功率來補(bǔ)償輻射束R2的中斷。因此強(qiáng)度幾乎不會受到影響。構(gòu)成讀取光斑的方法是參照附圖4利用五條軌道的例子來加以圖解說明的，但是該方法可以一般性地應(yīng)用于任何數(shù)量的軌道和任意數(shù)量的讀取光斑。
如附圖4中所示，讀取光斑的構(gòu)成是借助光柵元件10來實(shí)現(xiàn)的，可以使該光柵元件在讀取期間啟用而在寫入模式下停用。在寫入模式下，光柵的狀態(tài)是這樣的使輻射束不發(fā)生改變，而在讀取模式下，光柵的狀態(tài)是這樣的從不同輻射束產(chǎn)生在讀取光斑上重疊的子輻射束。
附圖5A和5B表示按照本發(fā)明的光盤讀取設(shè)備的實(shí)施方式。與附圖2A和附圖2B中所示元件的功能或構(gòu)造相同的元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注并且這里不再詳加介紹。本發(fā)明的讀取設(shè)備包括同時照射光盤1的軌道2a、2b、2c、2d和2c的輻射源。記錄在這些軌道中的信息由這些輻射束照射并且從這些輻射束的反射部分中讀出。此外，按照本發(fā)明，這些輻射束可以由不同的輻射源4產(chǎn)生。在參照附圖4討論的例子中，使用了五個輻射束R0、R1、R2、R3、R4。這些輻射束可以由不同的輻射源4產(chǎn)生。各個輻射源4可以具有它自己的電流驅(qū)動，該電流驅(qū)動可以取決于要由該輻射源發(fā)射出的輻射束的期望輸出功率而獨(dú)立于其它輻射源地加以調(diào)制。在本發(fā)明的讀取設(shè)備中，即使一個輻射束故障，也不會有信息缺失，并且不用對光盤的額外旋轉(zhuǎn)圈次進(jìn)行循環(huán)操作且不用進(jìn)行任何軌道跳躍，也仍然能夠讀取出信息，而這正是附圖2A的現(xiàn)有讀取設(shè)備所需要的。為了實(shí)現(xiàn)這一效果，該讀取設(shè)備包括光柵元件10，該光柵元件用于將各個輻射束變換成五個子輻射束，光斑間隔等于每兩個相互相鄰的軌道2a、2b、2c、2d、2e之間的距離。用于將各個輻射束轉(zhuǎn)換成子輻射束的光柵元件10最好是周期性結(jié)構(gòu)。該光柵元件10可以例如通過將周期性表面變化壓制到適當(dāng)?shù)牟牧仙蟻碇瞥?。輻射束的相位是由表面高度的差異來從空間上調(diào)制的。該光柵最好是二元相位光柵，其中高度差對應(yīng)于相位差。為了切換光柵，要使高度有效地啟用/停用。運(yùn)用切換來實(shí)現(xiàn)從寫入模式到讀取模式的變化以及相反的變化。輻射束在寫入模式下沒有變化，而在讀取模式下，不同輻射束的子輻射束發(fā)生重疊。
附圖5B表示按照本發(fā)明形成在五條軌道2a、2b、2c、2d和2e上的讀取光斑(A、B、C、D、E)。各個讀取光斑是由多個輻射束建立的。如前面參照附圖4介紹的那樣，形成五個讀取光斑，各個光斑照射五條軌道2a、2b、2c、2d和2e之一。五個讀取光斑中的各個光斑由來自至少三個輻射束的貢獻(xiàn)份額構(gòu)成。而且，一個輻射源的故障可以通過增加供應(yīng)給剩余輻射源的功率來加以補(bǔ)償。
附圖6中示出了適用于按照本發(fā)明的讀取設(shè)備的光柵元件的構(gòu)造。在這種實(shí)施方式中，光柵元件11由雙折射材料制成，從而輻射束的不同線偏振方向給予光柵不同的折射率。切換可以借助半波長板或液晶元(LC)11a來實(shí)現(xiàn)。這一元件用于旋轉(zhuǎn)輻射束的入射偏振方向。快軸的取向決定了半波長板的入射偏振狀態(tài)。對于LC元，跨越LC元件的電壓決定LC分子的取向并且因此決定了這個LC元的雙折射性。這決定了入射偏振狀態(tài)。
二元雙折射光柵的深度是這樣的相位深度對于一種偏振是2π的倍數(shù)，而對于另一種偏振，該相位深度是期望相位深度，n_o＝2πλm和n_e＝(α+1)2πλ，其中n_o是沿著尋常軸的折射率，n_e是沿著異常軸的折射率，α2π給出光柵modulo 2π的期望相位深度，m和1是整數(shù)，λ是波長。
附圖7中示出了光柵元件的另一種可供選用的構(gòu)造。光柵元件12由包括單軸液晶材料的液晶(LC)元制成。對電極12A施加電壓變化會在LC元中引發(fā)針對輻射束的一個線偏振方向的空間上各不相同的折射率變化。將光柵結(jié)構(gòu)放置在LC材料內(nèi)。LC元在一個電壓值下并不會造成空間上各不相同的折射率結(jié)構(gòu)(寫入模式)，而在另一個電壓值下，折射率的空間調(diào)制會帶來產(chǎn)生輻射子束的期望二元光柵(讀取模式)。
附圖8中示出了光柵元件的再另一種構(gòu)造，包括處于基板15的不同位置上的兩個光柵元件13，14。這兩個光柵元件13、14中，一個可以是沒有空間高度變化的簡單玻璃板。光柵元件13、14可相對于輻射束移動。在基板的一個位置上，輻射束穿過光柵元件之一(寫入模式)并且在另一個位置上，輻射束穿過另一個光柵元件(寫入模式)。
將按照前述實(shí)施方式中的任何一個的本發(fā)明的讀取設(shè)備便利地結(jié)合在用于讀取諸如CD、DVD、藍(lán)光、TwoDOS之類的記錄載體的驅(qū)動系統(tǒng)或者近場盤播放器中，在這些驅(qū)動系統(tǒng)或播放器中，要同時再現(xiàn)多個軌道，而不會有任何信息丟失，如本發(fā)明中所討論的那樣。
將光盤1以其中心區(qū)域安放在結(jié)合了附圖5A中所示的讀取設(shè)備的盤播放器中的盤臺上，并且借助與盤臺聯(lián)動的主軸電機(jī)使光盤1圍繞著它自己的軸旋轉(zhuǎn)。在盤播放器中，定位讀取設(shè)備，使得聚焦透鏡8朝向在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的光盤的信號記錄表面。將該讀取設(shè)備支撐得能夠跨越光盤1沿徑向移動。在使光盤1圍繞著它自己的軸旋轉(zhuǎn)時，讀取設(shè)備沿著記錄軌道2讀取所記錄的信息信號。
在本申請中，是參照本發(fā)明的具體實(shí)施方式
對本發(fā)明加以介紹的。不過，顯然，可以對這些實(shí)施方式做出各種不同的修改和改變，而不會超出所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的較為寬泛的思想和范圍。由此應(yīng)將附圖看成說明性的而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種用于從記錄載體(1)中取回信息的讀取設(shè)備，包括用于借助至少兩個輻射束同時照射所述記錄載體的軌道(2)的照射裝置，記錄在所照射的軌道中的信息是從所述輻射束的反射部分中取回的，其特征在于，所述照射裝置適合于照射出由來自所述至少兩個輻射束中的至少兩個的貢獻(xiàn)份額構(gòu)成的讀取光斑。
2.按照權(quán)利要求1所述的讀取設(shè)備，其中所述照射裝置包括用于將所述至少兩個輻射束各自變換成至少兩個子輻射束的光柵元件(10)，并且其中所述照射裝置適合于通過組合來自所述至少兩個輻射束的至少兩個的子輻射束來形成至少一個讀取光斑。
3.按照權(quán)利要求1所述的讀取設(shè)備，其中在N個軌道(2)上形成N個讀取光斑，N個讀取光斑中的每一個讀取光斑由至少兩個輻射束的貢獻(xiàn)份額構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求2中所述的讀取設(shè)備，其中所述光柵元件(11)是這樣的該光柵包括雙折射材料，并且該光柵對于輻射束的不同偏振狀態(tài)具有不同的折射率。
5.按照權(quán)利要求2所述的讀取設(shè)備，其中光柵元件(12)包括LC元。
6.按照權(quán)利要求2所述的讀取設(shè)備，其中所述光柵元件包括處于不同位置上的兩個光柵元件(13，14)，并且使用運(yùn)動來相對于所述輻射束移動所述光柵元件(13，14)。
7.按照權(quán)利要求1所述的讀取設(shè)備，其中各個輻射束是由不同的輻射源(4)產(chǎn)生的。
8.按照權(quán)利要求1所述的讀取設(shè)備，其中一個輻射源發(fā)生故障是通過增加供應(yīng)給剩余輻射源的功率來加以補(bǔ)償?shù)摹?br> 9.一種驅(qū)動系統(tǒng)，包括權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)所述的用于從記錄載體(1)中取回信息的讀取設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種高效的讀取設(shè)備，在該設(shè)備中，即使一個輻射束中斷，也不會由信息缺失，并且不需要耗時的循環(huán)操作仍然能夠讀取出信息。本發(fā)明通過提供用于形成由來自輻射源(4)多個輻射束建立的讀取光斑(A，B，C，D，E)的讀取設(shè)備(附圖5A)和裝置(附圖4)來解決這一問題。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)各個讀取光斑將會具有來自不同輻射束的能量貢獻(xiàn)份額，并且即使有一個輻射束中止，某些讀取光斑的強(qiáng)度的確會減小，但是由于來自其它輻射束的貢獻(xiàn)份額，仍然能夠讀取出信息。
文檔編號G11B7/135GK101084547SQ200580043820
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者A·M·范德利, W·M·J·M·科恩, A·P·赫克斯特拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司