專利名稱：用于再現(xiàn)和/或記錄的裝置和記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于再現(xiàn)和/或記錄的裝置和記錄介質(zhì)，更具體地涉及包含在該裝 置中的透鏡單元和用于該裝置的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
總體來說，光學(xué)記錄/回放裝置是將數(shù)據(jù)記錄于例如光盤(CD)、數(shù)字多功能 盤(DVD)等的記錄介質(zhì)，或回放記錄在記錄介質(zhì)中的數(shù)據(jù)的裝置。隨著消費者 口味的升級，處理高分辨率運動圖像的必要性也在增長，并且運動圖像的壓縮技術(shù) 的發(fā)展使高密度記錄介質(zhì)變得必要。研發(fā)高密度記錄介質(zhì)所必需的一種關(guān)鍵技術(shù)是 關(guān)聯(lián)于光學(xué)頭——即光學(xué)拾取器——的技術(shù)。
在上述記錄介質(zhì)中，記錄密度取決于要被照射至記錄介質(zhì)的記錄層的光束的 直徑。要被照射至記錄介質(zhì)的聚焦光束的直徑越小，則記錄密度約高。在這種情形 下，聚焦的光束的直徑基本上由兩個因素確定。其中一個因素是代表透鏡工作性能 的有效數(shù)值孔徑，而另一個因素是要被聚焦于透鏡的光束的波長。
聚焦光束的波長越短，記錄密度約大。因此，短波長光束被用來增加記錄密 度。具體地說，當(dāng)使用藍(lán)光束而不是紅光束時，可獲得更大的記錄密度。然而，使 用一般透鏡的遠(yuǎn)場記錄在減小光束直徑方面存在限制，這是因為其限制性的光衍 射。為此，正在研發(fā)使用近場的近場記錄(NFR)裝置，它能存儲或讀取具有比光 束的波長更小的比特大小的信息。
使用透鏡的近場光學(xué)記錄裝置適合于通過使用與物鏡相比具有更高折射率的 透鏡來獲得小于衍射極限的光束。所產(chǎn)生的光束以衰減波的形式傳播至一界面附近 的記錄介質(zhì)，以存儲高密度比特信息。圖1是示出包含在近場光學(xué)記錄裝置中的用 來將光束照射至記錄介質(zhì)的透鏡并示出記錄介質(zhì)的一部分的簡圖。如圖所示，近場 光學(xué)記錄裝置的透鏡單元被配置成使通過物鏡111聚焦的光束通過具有高折射率 的透鏡112。如果光束以大于臨界角的角度入射到高折射率透鏡112上，則光束被 完全反射并同時離開高折射率的透鏡112，由此使透鏡表面產(chǎn)生的光束具有很小的強(qiáng)度。S卩，產(chǎn)生低于衍射極限的衰減波。衰減波使能實現(xiàn)高分辨率，而這在使用單 個透鏡的記錄裝置中由于波長的衍射極限是不可能的。在這種情形下，通過將高折
射率透鏡112以小于100nm的非常近的距離設(shè)置在記錄介質(zhì)113附近，就能通過 衰減波產(chǎn)生存儲高密度比特信息的近場。這里，為便于解釋將如上所述產(chǎn)生衰減波 的區(qū)域稱為近場。
然而，上述的現(xiàn)有技術(shù)具有下列問題。
首先，難以制造適用于上述近場記錄/回放裝置的透鏡以追求提高記錄密度和 最小化制造中的誤差。
其次，近場光學(xué)記錄介質(zhì)使用具有非常短的波長的衰減波，并因此在確定適 用于該衰減波的記錄介質(zhì)方面存在困難。
第三，如果用于近場光學(xué)記錄裝置的記錄介質(zhì)包括多個記錄層或表面保護(hù)層， 則難以調(diào)整光束以使其準(zhǔn)確地照射至記錄介質(zhì)的各自的記錄層上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種適用于近場記錄/回放裝置的鏡頭以及具有該鏡 頭的記錄/回放裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有保護(hù)層的記錄介質(zhì)和能夠使用該記錄介質(zhì) 的記錄/回放裝置。
再者，本發(fā)明的另一 目的是提供一種具有多個記錄層的記錄介質(zhì)以及能夠使 用該記錄介質(zhì)的記錄/回放裝置。
本發(fā)明的目的可通過提供一種記錄/回放裝置來實現(xiàn)，該裝置包括光學(xué)拾取 器，它包括透鏡單元和光檢測器；所述透鏡單元包括具有高球面像差的高折射率透 鏡以及補(bǔ)償高折射率透鏡的球面像差并將從光源射出的光束照射至記錄介質(zhì)的物 鏡；所述光檢測器適合于接收從記錄介質(zhì)反射的光束；以及控制器，用來通過使用 從光檢測器產(chǎn)生的信號來產(chǎn)生控制信號。這里，高折射率透鏡可以是球形透鏡的一 部分并具有大于球形透鏡半徑并小于球形透鏡直徑的厚度。物鏡可具有與高折射率 透鏡具有的相同大小的球面像差，但具有與高折射率透鏡的相反的方向。透鏡單元
的有效數(shù)值孔徑可小于包含在用于記錄/回放裝置中的記錄介質(zhì)中的保護(hù)層的折射 率。具體地說，當(dāng)高折射率透鏡由玻璃制成時，透鏡單元的有效數(shù)值孔徑可等于或 大于1.6并等于或小于1.85。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包含在記錄/回放裝置中的光學(xué)拾取器還包括與透鏡單元分離設(shè)置的聚焦控制單元。這里，聚焦控制單元可包括可沿光軸方向移動的至 少一個透鏡?；蛘撸劢箍刂茊卧砂ň哂泄潭ㄎ恢玫牡谝豢刂仆哥R以及可移動 的第二控制透鏡，并適合于通過沿光軸方向移動第二控制透鏡改變光束路徑。
本發(fā)明的記錄/回放裝置中使用的記錄介質(zhì)包括 一個或多個記錄層；至少一 個保護(hù)層，用來將記錄層與外界隔離，保護(hù)層的折射率大于用來將光束照射至記錄 介質(zhì)的透鏡單元的有效數(shù)值孔徑。可在記錄介質(zhì)的表面提供保護(hù)層，并且該保護(hù)層
可具有10nm—25 u m的厚度。
記錄介質(zhì)還可包括將記錄層彼此分開或?qū)⒂涗泴优c保護(hù)層分開的至少一個間 隔層。間隔層可具有l(wèi)ym—25um的厚度。間隔層的折射率可大于透鏡單元的有 效數(shù)值孔徑。這里，保護(hù)層和間隔層的厚度之和最大為25um。


包括于此以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解的附圖示出本發(fā)明的實施例，并與說 明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。 在附圖中
圖1是示出包含在一般近場光學(xué)記錄裝置中的光學(xué)拾取器的一部分的截面示 意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的記錄/回放裝置的配置的方框圖。 圖3是示出包含在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的記錄/回放裝置中的光學(xué)拾取器 的方框圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學(xué)拾取器的透鏡單元和記錄介質(zhì)的截面 示意圖。
圖5A-5C是示出用于根據(jù)本發(fā)明的記錄/回放裝置中的不同近場透鏡的截面圖。
圖6是示出依據(jù)近場透鏡厚度變化的球面像差變化的相互關(guān)系曲線圖。
圖7A和7B是分別示出近場透鏡和包含用來補(bǔ)償近場透鏡的球面像差的物鏡
的透鏡單元的截面示意圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的包含在記錄/回放裝置中的光學(xué)拾取器的
方框圖。
圖9是示出包含在光學(xué)拾取器中的聚焦控制單元和和記錄介質(zhì)的一個例子的 截面示意圖。圖IO是示出包含在光學(xué)拾取器中的聚焦控制單元的另一例子的截面?zhèn)纫晥D。 圖11是記錄介質(zhì)的局部放大截面圖和透視圖。
具體實施方式
下面詳細(xì)參照根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的光學(xué)拾取器和記錄介質(zhì)，其實例被示 出于附圖中。這里，術(shù)語"記錄介質(zhì)"表示能夠在其中記錄數(shù)據(jù)或其中已記錄數(shù)據(jù) 的所有介質(zhì)。記錄介質(zhì)的典型例子是光盤。另外，術(shù)語"記錄/回放裝置"表示能 將數(shù)據(jù)記錄于記錄介質(zhì)或回放記錄于記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)的所有裝置。盡管在本文中為 便于說明已使用近場的記錄/回放裝置為例進(jìn)行描述，然而應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的范圍 不局限于下面的實施例。另外，在描述本發(fā)明之前，要注意本發(fā)明中公開的多數(shù)術(shù)語對應(yīng)于業(yè)內(nèi)公知 的一般術(shù)語，然而某些術(shù)語是申請人根據(jù)需要而選擇并且將在本發(fā)明下面的說明中 被詳細(xì)地公開。因此，在本發(fā)明中由申請人定義的術(shù)語較佳地是基于它們的意義來 理解的?，F(xiàn)在結(jié)合附圖對根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的記錄/回放裝置進(jìn)行說明。不管在 何處，所有附圖中相同的附圖標(biāo)記用來表示相同或相似的部件。第一實施例圖2示意地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的記錄/回放裝置的配置。下面將結(jié) 合圖2以外的其它附圖詳細(xì)說明記錄/回放裝置的配置。光學(xué)拾取器(P/U) 1通過將光束照射到記錄介質(zhì)并采集從記錄介質(zhì)反射的光 束來產(chǎn)生信號。構(gòu)成光學(xué)拾取器1的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)可如圖3所示那樣配置。 具體地說，包含在光學(xué)拾取器1中的光學(xué)系統(tǒng)可包括光源10、分光/合光單元20 和30、透鏡單元40和光檢測器60和70?，F(xiàn)在將詳細(xì)說明包含在光學(xué)拾取器1中 的這些組成要素。光源10可發(fā)射出具有較好方向性的激光束。更具體地說，光源10可以是激 光二極管。諸如使光路徑彼此平行的準(zhǔn)直透鏡的透鏡被設(shè)置在從光源IO射出的光 束的路徑上，以使平行光束被發(fā)射至記錄介質(zhì)。分光/合光單元20和30用來分離沿彼此相同的方向入射于其上的光束的路徑 或組合沿彼此不同的方向入射于其上的光束的路徑。本實施例采用第一和第二分光 /合光單元20和30，它們將按順序被描述。第一分光/合光單元20使入射于其上的光束的一部分通過并將剩余部分的光束反射回去。例如，第一分光/合光單元20可 以是非極化光束分裂器(NBS)。第二分光/合光單元30可僅使基于極化方向選擇 的特定方向上極化的光束通過。例如，第二分光/合光單元30可以是極化光束分裂 器(PBS)。具體地說，第二分光/合光單元30可被配置成使線性極化的光束的垂 直分量通過并反射極化的光束的水平分量，或使極化光束的水平分量通過并反射極 化的光束的垂直分量。透鏡單元40用來將從光源10射出的光束照射至記錄介質(zhì)50。更具體地說， 根據(jù)本發(fā)明實施例的透鏡單元40如圖4所示那樣包括物鏡41和設(shè)置在已通過物鏡 41并將要入射到記錄介質(zhì)的光束路徑上的高折射率透鏡42。通過除了物鏡41還提 供高折射率透鏡42，可增加透鏡單元40的數(shù)值孔徑，并因此產(chǎn)生衰減波。在下面 的說明中為便于說明而將高折射率透鏡42稱為"近場透鏡"?，F(xiàn)在結(jié)合圖5和圖6對近場透鏡的配置進(jìn)行詳細(xì)說明。近場透鏡42可以是固 體浸沒透鏡(SIL)并可具有通過切割球形透鏡獲得的半球形或超半球形。這里， 術(shù)語"超半球形"表示具有介于球形和半球形之間的中間厚度的局部球形。具體地 說，通過切割球形透鏡的一端，可獲得如圖5A-5C所示的各自具有不同厚度的多 種尺寸的近場透鏡42。在這種情形下，近場透鏡42的切割部分可被進(jìn)一步切割成 圓錐形，具體地說，所形成的圓錐形部分的遠(yuǎn)端部可具有足以使光束聚焦于其上的 面積。圖6示出根據(jù)近場透鏡42的厚度而變化的球面像差(這里，圖5A-5C所示各 個情況的球面像差被指定位于dl、 d2和d3)。如圖所示，在近場透鏡42具有厚 度dl或d3的情形下不存在球面像差，而這被稱為等光程點。因此，通過使用如圖 5A或5C所示的具有代表無球面像差的厚度的近場透鏡42，可將球面像差帶來的 影響減至最小。然而，圖5A所示的半球形透鏡的問題在于相對較小的數(shù)值孔徑(NA) 。 NA 指出透鏡性能，并且在圖5A所示的半球形透鏡的情形下被定義為nsin9 。這里， "n"指出光束從中通過的介質(zhì)的折射率，而"e"指出被定義為在光軸和通過透 鏡的光束之間的角度的最大值。具體地說，介質(zhì)的折射率n或角度e越大，NA和 區(qū)分兩靠近點的分析能力越大。另一方面，在超半球形透鏡如圖5C所示的情形下， NA可被定義為n2sin 9 。因此，圖5C所示的超半球形透鏡具有比圖5A所示的半 球形透鏡更大的NA，并且更為適用于近場記錄/回放裝置。然而，圖5C所示的超 半球形透鏡在制造上存在難度。如圖6所示，在表示超半球形透鏡的位置d3處球面像差表現(xiàn)出陡峭的斜率。這表示如果在制造時不精確地形成其厚度，超半球形透 鏡可能在球面像差方面具有嚴(yán)重的誤差。因此，超半球形透鏡必須被切割成具有精 確的厚度，并遭遇在制造上的困難?；谏鲜鲈颍圃旌褪褂脠D5B所示的近場透鏡42是較佳的，因為這種近 場鏡頭42便于制造并且能獲得比半球形透鏡更大的NA。在這種情形下，圖5B所 示的近場透鏡42的球面像差可采用物鏡41予以補(bǔ)償。圖7示出包括厚度接近圖5B的厚度d2的近場透鏡42和補(bǔ)償近場透鏡42的 球面像差的物鏡41的透鏡單元40。這里，物鏡41被設(shè)計成具有球面像差，它具 有與近場透鏡42相同的大小但具有與近場透鏡42相反的方向。通過這種配置，透 鏡單元40便于制造，并同時能獲得有效的球面像差補(bǔ)償以及大的數(shù)值孔徑。在透 鏡的厚度接近厚度d2的情形下，如圖6所示，其球面像差根據(jù)其厚度變化沿柔和 曲線變化。因此，透鏡能有效地減少制造時的誤差范圍。特別是由于切線的斜率在 球面像差的局部最大值點處為零，因此透鏡的效率進(jìn)一步提高。具體地說，如果近 場透鏡42被制造成具有代表球面像差的局部最大值點的厚度d2，則不管厚度誤差 如何球面像差沒有顯著變化。因此，可制造出通過使用物鏡41精確補(bǔ)償其球面像 差的透鏡40。在這種情形下，當(dāng)記錄介質(zhì)具有保護(hù)層時，通過物鏡41和近場透鏡42兩者 得到的有效數(shù)值孔徑(Naeff)受到限制。具體地說，為防止照射至記錄介質(zhì)50的 光束不全部從記錄介質(zhì)50的保護(hù)層被反射回去，Naeff較佳地小于保護(hù)層的折射率。 這里，Naeff指出包括物鏡41和近場透鏡42的整個透鏡單元40的數(shù)值孔徑。一般，當(dāng)保護(hù)層由聚碳酸酯基材料制成時，保護(hù)層的折射系數(shù)對于405nm而 言接近1.6。然而，如果保護(hù)層是由丙烯酸脂基材料制成，則其折射率接近1.75-1.85。 即，考慮保護(hù)層的折射率，NAeff具有接近1.75-1.85的閾值。例如，如果近場透鏡 42由玻璃(更具體說是折射率高于1.8的LasF35或LAM79玻璃)制成，NA祖具 有1.85的閾值。在記錄介質(zhì)50上產(chǎn)生最小光束直徑的NAeff的適宜范圍在上述提 到的閾值范圍內(nèi)將近為1.6-1.85。另一方面，如果記錄介質(zhì)50不具有保護(hù)層并因此在其表面上具有記錄層時， NAeff不受記錄介質(zhì)50的折射率的影響。因此，近場透鏡42可藉由高折射率金剛 石等制造而成，并具有2.0以上的NAd。包含透鏡單元40的光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的位置非?？拷涗浗橘|(zhì)50。其配 置將在下面予以描述。例如，如果透鏡單元40和記錄介質(zhì)50的位置彼此靠近小于將近光束波長的1/4的距離(即入/4)，在透鏡單元40中產(chǎn)生的衰減波保持其特 性并能夠用來記錄數(shù)據(jù)進(jìn)記錄介質(zhì)50或自記錄介質(zhì)50回放數(shù)據(jù)出。然而，如果透 鏡單元40和記錄介質(zhì)50之間的距離超過入/4，則光束的波長喪失衰減波的特征并 返回其初始狀態(tài)。因此，在使用近場的記錄/回放裝置中，透鏡40和記錄介質(zhì)50 之間的距離被保持以使其不超過將近X/4。這里，值入/4是近場的閾值。再次參照圖3，光檢測器60和70用來接收被反射的光束并執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，從 而產(chǎn)生與反射光束的光量對應(yīng)的電信號。本實施例采用第一和第二光檢測器60和 70。具體地說，第一和第二光檢測器60和70可被分開，例如以特定方式沿記錄介 質(zhì)50的信號軌道方向或徑向方向被二等分以形成兩個光檢測裝置PDA和PDB。 這里，各個光檢測裝置PDA和PDB產(chǎn)生與入射于其上的光束的光量成正比的電信 號A和B?；蛘?，第一和第二光檢測器60和70可包括通過沿記錄介質(zhì)50的信號 軌道方向和徑向方向二等分的每個光檢測器60、70而獲得的四個光檢測裝置PDA、 PDB、 PDC和PDD。這里，應(yīng)當(dāng)理解構(gòu)成光檢測器60和70的光檢測裝置的配置 不僅限于本實施例，當(dāng)需要時其多種修正例也是可行的。再次參照圖2，信號發(fā)生器2通過使用從光學(xué)拾取器1生成的信號來產(chǎn)生回放 數(shù)據(jù)所需的RF信號、伺服控制所需的間隙誤差(GE)信號、跟蹤誤差(TE)信 號等。控制器3通過接收從光檢測器60和70或信號發(fā)生器2生成的信號來生成控 制信號或驅(qū)動信號。例如，控制器3通過處理GE信號將控制透鏡單元40和記錄 介質(zhì)50之間的距離所需的驅(qū)動信號輸出至間隙伺服驅(qū)動單元4?；蛘撸刂破? 通過處理TE信號將用于跟蹤控制的驅(qū)動信號輸出至跟蹤伺服驅(qū)動單元5。間隙伺服驅(qū)動單元4通過驅(qū)動容納在光學(xué)拾取器1中的致動器(未示出)來 垂直地移動光學(xué)拾取器1或其透鏡單元40。由此，透鏡單元40和記錄介質(zhì)50之 間的距離被維持為固定值。間隙伺服驅(qū)動單元4還起到聚焦伺服的作用。例如，光 學(xué)拾取器1或其透鏡單元40可被設(shè)計成基于來自控制器3的聚焦控制信號而跟隨 記錄介質(zhì)50的轉(zhuǎn)動和垂直移動。跟蹤伺服驅(qū)動單元5通過運作在光學(xué)拾取器1中接收的跟蹤致動器(未示出) 而沿徑向移動光學(xué)拾取器1或其透鏡單元40，從而糾正光束的位置。由此，光學(xué) 拾取器1或其透鏡單元40可遵循設(shè)置在記錄介質(zhì)50上的預(yù)定軌道。另外，跟蹤伺 服驅(qū)動單元5可響應(yīng)跟蹤移動命令沿徑向移動光學(xué)拾取器1或其透鏡單元40?；逅欧?qū)動單元6能夠響應(yīng)于提供來移動光學(xué)拾取器1的跟蹤移動命令而通過滑板電機(jī)(未示出)的運作沿徑向移動光學(xué)拾取器l。上述記錄/回放裝置可連接于主機(jī)，例如個人計算機(jī)。主機(jī)通過接口將記錄/ 回放命令發(fā)送至微型計算機(jī)100，從解碼器7接收回放的數(shù)據(jù)，并將要被記錄的數(shù)據(jù)發(fā)送至編碼器8。微型計算機(jī)100基于主機(jī)的記錄/回放命令控制解碼器7、編碼 器8和控制器3。這里，接口可以是常規(guī)的先進(jìn)技術(shù)附加分組接口 (ATAPI) 110。所述ATAPI 110是主機(jī)和例如CD或DVD驅(qū)動器的光學(xué)記錄/回放裝置之間的標(biāo)準(zhǔn)接口 ，并旨 在將光學(xué)記錄/回放裝置中解碼的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)。即，ATAPI IIO用來將經(jīng)解碼 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成作為在主機(jī)中被處理的數(shù)據(jù)的分組協(xié)議，從而發(fā)送該協(xié)議。下面基于從光學(xué)系統(tǒng)中的光源10射出的光束的前進(jìn)方向和其它區(qū)域中的信號 流來詳細(xì)說明包含在本實施例的記錄/回放裝置中的光學(xué)拾取器1的操作順序。來自光學(xué)拾取器1的光源10發(fā)射的光束被入射到第一分光/合光單元20以使 光束的一部分被反射并使光束的剩余部分通過第一分光/合光單元20并入射至第二 分光/合光單元30。第二分光/合光單元30僅使線性極化的光束的垂直分量通過并 將極化光束的水平分量反射回去(反之亦然)?？稍谕ㄟ^第二分光/合光單元30的 光束的路徑上另行設(shè)置一極化轉(zhuǎn)換平面(未示出)。下面將對極化轉(zhuǎn)換平面進(jìn)行詳 細(xì)說明。已通過第二分光/合光單元30的光束入射至透鏡單元40。這里，光束首先入 射到透鏡單元40的物鏡上，并隨后在通過近場透鏡的同時產(chǎn)生衰減波。更具體地 說，以大于臨界角的角度入射至近場透鏡的光束全部從近場透鏡的表面和記錄介質(zhì) 50的表面被反射回去。另外，以小于臨界角的角度入射至近場透鏡的光束從記錄 介質(zhì)50的記錄層被反射回去。在通過近場透鏡的同時產(chǎn)生的衰減波到達(dá)所述記錄 介質(zhì)的記錄層以進(jìn)行記錄/回放操作。從記錄介質(zhì)50反射的光束通過透鏡單元40再次入射至第二分光/合光單元 30。如上所述，極化轉(zhuǎn)換平面(未示出)可被設(shè)置在入射到第二分光/合光單元30 的光束的路徑上。極化轉(zhuǎn)換平面轉(zhuǎn)換所述光束的極化方向，該光束入射至并從記錄 介質(zhì)50反射。例如，如果四分之一波長板(QWP)作為極化轉(zhuǎn)換平面，則QWP 向左極化入射至記錄介質(zhì)50的光束并向右極化從記錄介質(zhì)50反射出的逆向光束。 最后，已通過QWP的反射光束被轉(zhuǎn)換成具有與入射光束不同的極化方向，更具體 地說，反射和入射的光束具有卯°的差。因此，當(dāng)只有極化光束的水平分量通過 第二分光/合光單元30而將要入射至記錄介質(zhì)50時，入射光束從記錄介質(zhì)50反射以僅使所述極化光束的垂直分量再次入射至第二分光/合光單元30。由此，極化光
束的垂直分量從第二分光/合光單元30被反射回去，由此入射至第二光檢測器70。 同時，在本發(fā)明的近場記錄/回放裝置中，由于透鏡單元40的NA大于1，光束在 通過并從透鏡單元40反射的過程中沿極化方向存在失真。具體地說，入射至第二 分光/合光單元30的反射光束的一部分具有因為極化方向的失真而產(chǎn)生的極化光束 的水平分量，并通過所述第二分光/合光單元30。已通過第二分光/合光單元30的 反射光束被入射到第一分光/合光單元20。第一分光/合光單元20使入射于其上的 光束的一部分通過，并反射光束的其余部分。從第一分光/合光單元20反射的光束 被入射到第一光檢測器60。
第一和第二光檢測器60和70輸出與入射于其上的光束的光量對應(yīng)的電信號。 信號發(fā)生器2使用從光檢測器60和70輸出的電信號產(chǎn)生RF信號、GE信號、TE 信號等。例如，當(dāng)?shù)谝缓偷诙鈾z測器60和70中的每一個包括兩個光檢測裝置時， 第一光檢測器60的兩個光檢測裝置輸出與入射于其上的光量對應(yīng)的電信號A和B。 另外，構(gòu)成第二光檢測器70的兩光檢測裝置輸出與入射于其上的光量對應(yīng)的電信 號C和D。基于從第一光檢測器60輸出的信號A和B，信號發(fā)生器2能夠產(chǎn)生用 于控制透鏡單元和記錄介質(zhì)之間的距離的GE信號。具體地說，GE信號是通過疊 加從第一光檢測器60的光檢測裝置輸出的所有信號A和B而生成的。由于GE信 號與透鏡單元40和記錄介質(zhì)50之間的距離成比例，因此可使用GE信號控制該距 離。另外，信號發(fā)生器2能使用從第二光檢測器70生成的信號產(chǎn)生RF信號、跟 蹤誤差信號等。以這樣的方式，可實現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)記錄或回放。
第二實施例
根據(jù)本發(fā)明第二實施例的記錄/回放裝置中的光學(xué)拾取器可配置成圖8所示那 樣。具體地說，除了上述第一實施例的配置外，本實施例可包括聚焦控制單元35。 在下面的說明中，為便于說明而不闡述與第一實施例相同的配置。聚焦控制單元 35用來改變被照射至記錄介質(zhì)50的光束的聚焦位置。如上所述，在使用近場的記 錄/回放裝置中，透鏡單元40和記錄介質(zhì)50必須彼此靠近地安置以使用衰減波。 為此，由于難以沿軸向直接移動透鏡單元40，聚焦控制單元35可與透鏡單元40 分離地提供。
聚焦控制單元35被設(shè)置在光軸上并包括至少一個可移動透鏡。聚焦控制單元 35用來改變光束的前進(jìn)路徑，從而改變光束的聚焦位置?，F(xiàn)在參照圖9闡述聚焦控制單元35的一個例子。
聚焦控制單元35可采取可沿光軸移動的單個透鏡的形式。隨著聚焦控制單元 35如圖9所示從第一位置35a移動至第二位置35b，記錄介質(zhì)50上的光束的照射 位置可從第一記錄層51a移至第二記錄層51b。具體地說，當(dāng)聚焦控制單元35位 于第一位置35a時(以實線表示)，通過物鏡41照射至記錄介質(zhì)50的光束聚焦在 記錄介質(zhì)50的第一記錄層51a。另一方面，當(dāng)聚焦控制單元35位于第二位置35b 時(以虛線表示)，照射至記錄介質(zhì)50的光束聚焦在記錄介質(zhì)50的第二記錄層 51b。由此，可通過控制聚焦控制單元35的位置來改變要被聚焦于記錄介質(zhì)50上 的光束的位置而不必移動物鏡41。
下面參照圖IO闡述聚焦控制單元的另一個例子。
聚焦控制單元135可包括兩個透鏡。在這種情形下，第一控制透鏡136被保 持在固定位置，而第二控制單元137如圖IO所示是可移動的。具體地說，第二控 制透鏡137可被配置成位于通過第一控制透鏡136的光束的聚焦位置f上，或可從 沿光軸的聚焦位置f向內(nèi)或向外移動。已通過第一控制透鏡136的光束根據(jù)第二控 制透鏡137的位置以發(fā)散光束、會聚光束或平行光束的形式出現(xiàn)。因此，通過第一 控制透鏡136的光束根據(jù)第二控制透鏡137的位置隨著向聚焦位置f的發(fā)散、會聚 而改變其路徑。
可移動的第二控制透鏡137可具有比第一控制透鏡136更薄的厚度，以實現(xiàn) 光束路徑的精確調(diào)節(jié)。要注意聚焦控制單元135的控制透鏡可以是凸透鏡和凹透鏡 的結(jié)合，并用來改變將要通過透鏡單元40而照射的光束的聚焦位置，并且其配置 不局限于本發(fā)明的實施例。
最后，通過使用聚焦控制單元35或135，可改變要被照射至記錄介質(zhì)50的光 束的聚焦位置而無需改變透鏡單元40的位置，并且即使在近場中也可使用具有多 個記錄層的記錄介質(zhì)50。
用于近場記錄/回放裝置中的記錄介質(zhì)表現(xiàn)出顯著的厚度減小，并且薄膜型記 錄介質(zhì)的需求在增長。下文中將對用于本發(fā)明的記錄/回放裝置以及其它記錄/回放 裝置中的記錄介質(zhì)的若干實例予以詳細(xì)說明。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的記錄/回放裝置中使用的記錄介質(zhì)的放大局部剖視 圖和透視圖。如圖所示，本發(fā)明的記錄介質(zhì)50包括 一個或多個記錄層51a、 51b 和51c (下文中全部用附圖標(biāo)記51予以表示)、將記錄層51與外部隔離的保護(hù)層 52、以及將各記錄層彼此隔開的間隔層53a和53b (下文中全部用附圖標(biāo)記53予以表示)?，F(xiàn)在將詳細(xì)說明這些組成部件。
記錄層51指出用于將數(shù)據(jù)記錄于其中或通過照射至記錄介質(zhì)50的光束而由
此回放已記錄的數(shù)據(jù)的層。為便于說明，在本實施例中，以包括第一、第二和第三
記錄層51a、 51b和51c的記錄介質(zhì)50為例進(jìn)行說明。要注意記錄層51的數(shù)目不 僅限于本實施例，而是可以任意確定的，只要記錄層位于照射于此的光束的聚焦深 度中即可。
最靠近記錄介質(zhì)表面的第一記錄層51a存在因為干擾而使數(shù)據(jù)損壞的危險。 因此，第一記錄層51a可設(shè)有保護(hù)層52以將第一記錄層51a與外界隔開。
用來使記錄層51與外界隔開的保護(hù)層52可通過將固化樹脂涂覆于記錄介質(zhì) 50的表面而形成。另外，可另行將潤滑層(未示出)涂覆于保護(hù)層52上，并且保 護(hù)層52可形成于每個記錄層51上。在本實施例中，保護(hù)層52單純用來使最外層 的暴露的第一記錄層51a與外界隔開，并因此僅形成在記錄介質(zhì)50的表面上。
保護(hù)層52的厚度是考慮下面兩個基本因素而確定的。
首先，保護(hù)層52必須具有保護(hù)如上所述的記錄層51所必須的至少的厚度。 較佳地，保護(hù)層52的厚度至少在10nm以上。為了抵御外部污染物，必須為保護(hù) 層52提供多于10nm的厚度。由于適用于近場的薄膜形狀的記錄介質(zhì)50基本上不 具有剛性，因此有必要使用夾頭來保護(hù)和維持記錄介質(zhì)50的形狀。為此，在本發(fā) 明的實施例中，保護(hù)層52被固化以維持記錄介質(zhì)的最小剛性。
其次，可根據(jù)位于記錄介質(zhì)50附近的透鏡單元40的許可移動距離來確定保 護(hù)層52的厚度。如上所述，近場記錄/回放裝置被配置成使透鏡單元40和記錄介 質(zhì)50保持非常近的距離。更具體地說，透鏡單元40和記錄介質(zhì)50之間的距離大 致上為照射至記錄介質(zhì)50的光束的波長入的1/4。例如，當(dāng)使用藍(lán)色光束(波長將 近450-500nm)時，透鏡單元和記錄介質(zhì)之間的距離被維持在大致100nm的非常 小的值。
如可以理解的那樣，光束的照射位置在記錄數(shù)據(jù)至記錄介質(zhì)50或自記錄介質(zhì) 50回放數(shù)據(jù)的過程中必須是連續(xù)變化的。gp，必須水平地移動透鏡單元40以搜索 軌道和軌道間移動。盡管透鏡單元40的水平移動在遠(yuǎn)場記錄/回放裝置中不形成問 題，然而在近場記錄/回放裝置的情形下，其中透鏡單元40和記錄介質(zhì)50保持非 常近的距離，即使它丟失非常小的水平度也會引起透鏡單元40和記錄介質(zhì)50之間 的碰撞。
因此，必須考慮允許透鏡單元40傾斜的范圍來確定保護(hù)層52的厚度，并較佳地使其不超過25um。實際上，當(dāng)保護(hù)層52具有25nm的厚度時，允許透鏡單 元40傾斜并且不存在與記錄介質(zhì)50接觸的危險的范圍基于實驗結(jié)果不超過0.07 ° 。該角度是考慮最大可能水平度而獲得的，并且如果保護(hù)層52的厚度超過25u m，透鏡單元40不可避免地與記錄介質(zhì)碰撞。由于上述原因，在本發(fā)明的記錄介質(zhì)50中，保護(hù)層52的厚度較佳地在10nm 一25iim的范圍內(nèi)。同時，構(gòu)成保護(hù)層52的材料的折射率可確定為比將光束照射至本發(fā)明的記錄 介質(zhì)50的透鏡單元的NAsff更大。這是為了防止前面結(jié)合圖3討論的全反射。在記錄介質(zhì)50包括多個記錄層51的情形下，尤其是用于近場的薄膜型記錄 介質(zhì)50的情形下，記錄層51被設(shè)置成彼此非?？拷Ｔ谶@種情形下，存在的危險 是各記錄層51會在通過照射于此的光束記錄數(shù)據(jù)于其中或從中回放數(shù)據(jù)的過程中 產(chǎn)生阻止數(shù)據(jù)處理的干擾。因此，間隔層53a和53b可形成于各記錄層51a、 51b 和51c之間以消除干擾的危險。具體地說，根據(jù)本發(fā)明的具有三個記錄層51的記 錄介質(zhì)可包括使各記錄層51彼此隔開的兩個間隔層53?？梢岳斫庥涗泴?1之間 的間隔層53的數(shù)目比記錄層51的數(shù)目小1。間隔層53的厚度是考慮下面三個基本因素確定的。首先，間隔層53的厚度被確定在不造成記錄層51之間的干擾的范圍內(nèi)，并 較佳地大于lym。 g卩，厚度超過lym的間隔層53能限制諸層之間的相互影響， 并且該厚度值小于當(dāng)前DVD的厚度。其次，與上述保護(hù)層52相同，間隔層53的厚度是基于位于記錄介質(zhì)50附近 的透鏡單元40的允許移動范圍而確定的。這基于允許透鏡單元40如上所述地傾斜 的范圍。因此，間隔層53的厚度較佳地不超過25um的最大值。第三，間隔層53的厚度較佳地被限制為最大25"m，并且保護(hù)層51和間隔 層53兩者的厚度之和被限制為最大25um。由此，最靠近和最遠(yuǎn)離記錄介質(zhì)的光 照射表面的兩記錄層之間的距離必須不超過球面像差的允許調(diào)節(jié)范圍。同時，為了將光束照射至各自具有不同聚焦位置的第一至第三記錄層51a— 51c中的一個，必須在入射至透鏡單元40的路徑上設(shè)置一光學(xué)裝置，例如前述的 聚焦控制單元35 (見圖8和圖9)。在這種情形下，最靠近和最遠(yuǎn)離記錄介質(zhì)的光 入射表面的第一和第三記錄層51a和51c之間的距離必須落在允許使用光學(xué)裝置 (例如聚焦控制單元35)校正球面像差的范圍內(nèi)。具體地說，在假設(shè)存在兩個記錄層51情況下間隔層53的厚度被確定為具有最大值，并且確定間隔層53和保護(hù)層52的總厚度的最大值以使記錄介質(zhì)50的厚 度不超過允許球面像差校正的范圍。當(dāng)考慮上述因素時，在本發(fā)明的記錄介質(zhì)50 中，間隔層53的厚度較佳地在lwm—25um的范圍內(nèi)。較佳地，構(gòu)成間隔層53的材料的折射率大于將光束照射至本發(fā)明的記錄介質(zhì) 50的透鏡單元40的NAw。這是為了防止前面結(jié)合保護(hù)層52闡述的由間隔層53 引起全反射。使用近場的記錄介質(zhì)50具有波長的限制并因此厚度逐漸減小。因此，需要限 制包含在記錄介質(zhì)50中的記錄層51的數(shù)目。如上所述，本發(fā)明的記錄介質(zhì)50被 配置成使保護(hù)層52和間隔層53的厚度之和不超過25 u m，并且間隔層53的數(shù)目 比記錄層51的數(shù)目小1。通過這種配置，整個記錄層51的數(shù)目和記錄介質(zhì)50的 厚度受到限制。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以理解可對本發(fā)明作出各種修改和變化而不脫離本發(fā)明 的精神或范圍。因此，本發(fā)明旨在覆蓋其所有的修改和變化，只要它們落在所附權(quán) 利要求書及其等效物的范圍內(nèi)。工業(yè)適用性從前面的說明可知，本發(fā)明提供下列效果。首先，根據(jù)本發(fā)明，可方便地制造使用近場的適合于記錄/回放數(shù)據(jù)至/自記錄 介質(zhì)的透鏡。其次，可提供適用于近場記錄/回放裝置的記錄介質(zhì)。第三，可提供在記錄介質(zhì)具有一個保護(hù)層或多個記錄層的情形下可使用的記 錄/回放裝置。
權(quán)利要求
1. 一種用于再現(xiàn)和/或記錄的裝置，包括透鏡單元，所述透鏡單元包括具有球面像差的第一透鏡以及用于補(bǔ)償所述第一透鏡的所述球面像差的第二透鏡；以及光檢測器，用來接收從記錄介質(zhì)反射出的光束。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一透鏡是球形透鏡并且具有大于球形透鏡半徑和小于球形透鏡直徑的厚度。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述第一透鏡是通過在球面像差 的局部最大值點附近切割球形透鏡而形成的。
4. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述第二透鏡具有與所述第一透 鏡具有的相同大小的球面像差，但具有與第一透鏡相反的方向。
5. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述透鏡單元的有效數(shù)值孔徑小 于將一個或多個記錄層與外界分隔的保護(hù)層的折射率。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一透鏡由玻璃制成，并且 所述透鏡單元的有效數(shù)值孔徑等于或小于1.85。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述透鏡單元的有效數(shù)值孔徑等 于或大于1.6并等于或小于1.85。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，還包括 聚焦控制單元，用來控制光束的聚焦位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述聚焦控制單元包括可沿光軸 方向移動的至少一個透鏡。
10. —種記錄/回放裝置，包括透鏡單元和光檢測器，所述透鏡單元包括具有球面像差的第一透鏡和用于補(bǔ) 償所述第一透鏡的所述球面像差的第二透鏡，所述光檢測器適合于接收從記錄介質(zhì) 反射的光束；以及控制器，用于通過使用從所述光檢測器產(chǎn)生的信號而生成控制信號。
11. 一種用于近場的記錄介質(zhì)，包括 一個或多個記錄層；以及使一個或多個記錄層與外界隔開的至少一個保護(hù)層；其中所述保護(hù)層的折射率大于所述透鏡單元的有效數(shù)值孔徑。
12. 如權(quán)利要求ll所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，所述保護(hù)層被設(shè)置在記錄介質(zhì)的表面并具有10nm—25 " m范圍的厚度。
13. 如權(quán)利要求U所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，還包括 將一個或多個記錄層彼此隔開或?qū)⒂涗泴优c保護(hù)層隔開的至少一個間隔層。
14. 如權(quán)利要求13所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，所述間隔層具有l(wèi)um — 25um范圍的厚度。
15. 如權(quán)利要求13所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，所述保護(hù)層和所述間隔層 的厚度之和最大為25"m。
16. 如權(quán)利要求12所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，所述間隔層的折射率大于 所述透鏡單元的有效數(shù)值孔徑。
全文摘要
公開一種再現(xiàn)和/或記錄的裝置和記錄介質(zhì)(50)。例如，該裝置包括由近場透鏡(42)構(gòu)成的透鏡單元(40)，它采取部分球形的形式并具有大于球半徑并小于球直徑的厚度；以及補(bǔ)償近場透鏡的球面像差的物鏡(41)。當(dāng)記錄介質(zhì)包括使記錄層與外界隔離的保護(hù)層(52)時，透鏡單元的有效數(shù)值孔徑小于保護(hù)層的折射率。記錄介質(zhì)還包括一個或多個記錄層(51)。該裝置的優(yōu)點是提供適用于近場并易于制造的透鏡單元以及包括適用于近場的保護(hù)層或間隔層的記錄介質(zhì)。
文檔編號G11B7/12GK101288119SQ200680037931
公開日2008年10月15日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月10日
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