專利名稱：光盤裝置和光學(xué)象差校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤裝置和光學(xué)象差校正方法，并適于應(yīng)用于例如在光 盤上記錄全息圖的光盤裝置。
背景技術(shù)：
用于將光束照射到諸如CD (緊致盤)、DVD (數(shù)字化通用光盤)或藍(lán) 光盤(注冊商標(biāo)，此后^f皮稱為BD)等光盤上，并且讀取該光束的反射光以再 現(xiàn)信息的光盤裝置已經(jīng)-波廣泛傳播。
在過去，這樣的光盤裝置將光束照射到光盤上并改變光盤的局部反射率 等等乂人而記錄信息。
關(guān)于該光盤，已知在光盤上形成的光點的大小大致由義/NA (X:光束的波 長，NA:數(shù)值孔徑)給定并且分辨率與該值成比例。例如，在Y.Kasami，Y. Kuroda, K. Seo， 0. Kawakubo， S. Takagawa, M. Ono禾口 M. Yamada， Jpn. J. Appl. Phys., 39,756( 2000 )中描述了能在具有120[mm]直徑的光盤上記錄大約25[GB] 的數(shù)據(jù)的BD的細(xì)節(jié)。
在光盤上記錄包括如音樂內(nèi)容和視頻內(nèi)容等各種內(nèi)容的各種信息以及用 于計算機(jī)的各種數(shù)據(jù)。尤其，近年來，由于高清晰度的視頻、高聲音品質(zhì)的 音樂等等增加了信息量。需要增加在光盤上記錄的內(nèi)容的數(shù)量。因此，需要 進(jìn)一步增加光盤的容量。
因此，還提出一種在單個光盤內(nèi)疊合記錄層從而增加該盤的記錄容量的 方法(參見，例如，I. Ichimura et al, Technical Digest of ISOM， 04, pp52, 2005 年10月11日至15日，JejuKorea)。
另 一方面，作為在光盤上記錄信息的方法也提出了 一種應(yīng)用全息圖的光
盤裝置(參見，例如，R. R. McLeod et al.， "Microholographic multiplayer optical disk data storage," Appl. Opt. ， Vol. 44， 2005， pp3179 )。
例如，如圖1中所示，光盤裝置1 一旦將光束會聚(condense)在由光敏聚 合物(photopolymer)等制成的光盤8上，根據(jù)從光學(xué)頭7照射到其上的光的密 度改變該光敏聚合物的折射率，并且此后使用在光盤8的后表面?zhèn)?在圖1
該光盤裝置1使激光器2發(fā)射由激光束形成的光束，通過聲光調(diào)制器3 調(diào)制該光束的光波，并且通過準(zhǔn)直透鏡4將該光束轉(zhuǎn)換成平行光。隨后，該 光束經(jīng)由偏振光束分光器5透射(transmit),由1/4波長片6將線偏振光轉(zhuǎn)換 成圓偏振光，然后入射到光學(xué)頭7上。
光學(xué)頭7能執(zhí)行信息的記錄和再現(xiàn)。光學(xué)頭7通過反射鏡(mirror)7A反射 光束，通過物鏡7B會聚光束，并且將光束照射到由主軸電機(jī)(未示出)旋轉(zhuǎn) 的光盤8上。
在這一點上，光束被一次聚焦在光盤8的內(nèi)側(cè)，然后由放置在光盤8的 后表面?zhèn)鹊姆瓷湓O(shè)備9反射，并且從光盤8的后表面?zhèn)葧墼诠獗P8的內(nèi)側(cè) 的同一焦點上。該反射設(shè)備9包括聚光透鏡9A，遮光器(shutter)9B,聚光透
鏡9C和反射鏡9D。
因此，如圖2A所示，在光束的焦點位置產(chǎn)生駐波(standingwave)。形成
通常呈現(xiàn)通過將兩個錐體的底面粘貼在一起獲得的形狀、并包括具有小光點 尺寸的全息圖的記錄標(biāo)記RM。這樣，這個記錄標(biāo)記RM作為信息被記錄。
在光盤8的內(nèi)側(cè)記錄多個記錄標(biāo)記RM時，光盤裝置1旋轉(zhuǎn)光盤8并沿 同心圓形或螺S走形的4九道4非列各個記錄標(biāo)記RM /人而形成一個標(biāo)記i己錄層。 光盤裝置1能以通過調(diào)整光束的焦點位置疊合(superimopose)多個標(biāo)記記錄層
這樣的方式記錄各個記錄標(biāo)記RM。
因此，光盤8具有多層結(jié)構(gòu)，其中在其內(nèi)側(cè)具有多個標(biāo)記記錄層。例如， 如圖2B所示，在光盤8中，記錄標(biāo)記RM之間的距離(標(biāo)記間距)pl為1.5[戶]， 軌道之間的距離(軌道間距)p2為2[，]，以及層之間的距離p3為22.5[，]。
在從其中記錄了記錄標(biāo)記RM的光盤8中再現(xiàn)信息時，光盤裝置1關(guān)閉 反射設(shè)備9的遮光器9B，以阻止光束從其后表面?zhèn)日丈涞焦獗P8上。
在這種情況下，光盤裝置1通過光學(xué)頭7將光束照射到光盤8中的記錄
標(biāo)記RM上，并且使從記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生的再現(xiàn)光束入射到光學(xué)頭7上。此 再現(xiàn)光束通過l/4波長片6從圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光，并由偏振光束分光 器5反射。再現(xiàn)的光束由聚光透鏡IO會聚并經(jīng)由針孔11照射到光電檢測器 12。
光盤裝置1通過光電檢測器12檢測再現(xiàn)的光束的光量，并基于該檢測結(jié) 果再現(xiàn)信息。

發(fā)明內(nèi)容
如圖2C所示，當(dāng)光盤裝置1照射光束以在光盤8的內(nèi)側(cè)聚焦該光束時， 光束透射經(jīng)過^v光盤8的表面到焦點的部分。因此，在光束中出現(xiàn)諸如球面 象差的象差。
由于光盤裝置1從相反的方向向光盤8照射光束以將所述光束聚焦在同 一焦點上，很可能從光盤8的表面到焦點的距離(此后稱為覆蓋厚度(cover thickness))彼此不同。在這種情況下，出現(xiàn)在各個光束中的球面象差等的程 度也是不同的。
當(dāng)光束具有這樣的球面象差時，光盤裝置1可能不能形成令人滿意的全 息圖。因此，希望利用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)裝置校正該球面象差。
然而，光盤裝置1不具有能夠校正球面象差的特定的光學(xué)部件。而且， 難以對應(yīng)于焦點的位置調(diào)整球面象差等的校正量。因此，記錄標(biāo)記的記錄精 度和再現(xiàn)精度可能被惡化，并且實際上，信息的記錄和再現(xiàn)可能不能被正確 地執(zhí)行。
因此，希望提供一種光盤裝置，該光盤裝置能高度精確地將表示信息的 全息圖記錄到光盤上并從光盤上再現(xiàn)該全息圖，以及一種光學(xué)象差校正方法, 該方法能令人滿意地校正用于記錄和再現(xiàn)全息圖的光束的象差。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種光盤裝置，其分別利用對應(yīng)于從同 一光源發(fā)射的第 一和第二光的第 一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè) 向該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并 記錄駐波，該光盤裝置包括象差加入部件，用于將補償象差分別加到入射 到體積型記錄介質(zhì)上的第一和第二光。
在此光盤裝置中，通過從體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)將加入了補償象差的第一和第二光束照射到同一焦點位置，可以將第一和第二光束的焦點處的象差 校正相同的程度。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，提供一種在分別利用對應(yīng)于從同 一光源發(fā)射 的第一和第二光的第一和第二物鏡從預(yù)定照射物體的兩側(cè)向該照射物體照射 所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置時使用的光學(xué)象差校
正方法，該方法包括步驟將補償象差加到入射到照射物體上的第一和第二 光。
在此光學(xué)象差校正方法中，通過從照射物體的兩側(cè)將加入了補償象差的 第一和第二光束入射到同一焦點位置，可以將第一和第二光束的焦點處的象 差校正相同的程度。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一 光源發(fā)射的第 一和第二光的第 一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向 該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記 錄駐波，該光盤裝置包括象差加入部件，用于將補償象差加到入射到體積 型記錄介質(zhì)上的第一和第二光中的至少一個光。
才艮據(jù)本發(fā)明的再一實施例，提供一種在盤狀體積型記錄介質(zhì)上記錄駐波 的光盤記錄方法，該光盤記錄方法包括步驟分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā) 射的第 一和第二光的第 一和第二物鏡從體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì) 照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置；以及將補償象 差加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和第二光中的至少一個光。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過從體積型記錄介質(zhì)兩側(cè)將加入了補償象差的 第一和第二光束照射到同一焦點位置，可以將在第一和第二光束的焦點處的
象差校正相同的程度。因此，可以實現(xiàn)一種光盤裝置，其能夠高度精確地將 表示信息的全息圖記錄到光盤上并從光盤上再現(xiàn)該全息圖。
根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，通過從體積型記錄介質(zhì)兩側(cè)將加入了補償象 差的第一和第二光束照射到同一焦點位置，可以將第一和第二光束的焦點處 的象差校正相同的程度。因此，可以實現(xiàn)一種光學(xué)象差校正方法，其能夠令 人滿意地校正用于記錄和再現(xiàn)全息圖的光束的象差。


圖l是顯示過去的駐波記錄型光盤裝置結(jié)構(gòu)的示意圖2A至2C是顯示全息圖的形成狀態(tài)的示意圖3A至3B是顯示才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光盤的結(jié)構(gòu)的示意圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的光盤裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖5是顯示光拾取器的外部結(jié)構(gòu)的示意圖6是顯示光拾取器的結(jié)構(gòu)的示意圖7是顯示紅光光束的光路的示意圖8是顯示在光電檢測器中的檢測區(qū)域的結(jié)構(gòu)的示意圖9是顯示藍(lán)光光束的光路(1)的示意圖IO是顯示藍(lán)光光束的光路(2)的示意圖11是顯示在光電檢測器中的檢測區(qū)域的結(jié)構(gòu)的示意圖12是顯示藍(lán)光光束的等效光路的示意圖13是用于說明光盤兩側(cè)的覆蓋厚度的示意圖14是顯示覆蓋厚度和球面象差之間的關(guān)系的示意圖15是顯示補償透鏡的移動狀態(tài)的示意圖16是顯示由一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)形成的光拾取器的結(jié)構(gòu)的示意圖17是顯示照射到光盤上的光束的狀態(tài)的示意圖18是顯示根據(jù)另一實施例的補償透鏡的移動狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。 (1)第一實施例 (1-1)光盤的結(jié)構(gòu)
首先，解釋在本發(fā)明中作為信息記錄介質(zhì)使用的光盤100。如圖3A的外 ，見圖所示，光盤100整體上以與過去的CD、 DVD和BD同樣的方法形成具 有直徑大約為120[mm]的盤形形狀。孑L IOOH形成在光盤100的中心。
如圖3B的剖^L圖所示，光盤IOO在其中央具有用于記錄信息的記錄層 101。襯底102和103從記錄層的兩側(cè)保持該記錄層101。
記錄層101的厚度tl設(shè)置為大約0.3[mm]并且襯底102和103的厚度t2 和t3均設(shè)置為大約0.6[mm]。整個光盤100的厚度t0設(shè)置為大約1.5[mm]。
襯底102和103由諸如聚碳酸酯或玻璃材料制成。襯底102和103都是 透光的，以高的透射率使光從其一側(cè)入射到另一側(cè)。襯底102和103具有一 定的強(qiáng)度并起保護(hù)記錄層101的作用。
光盤100在厚度方向上關(guān)于記錄層101基本上是對稱的。通常采取措施 盡可能多的防止由于老化損壞等引起的翹曲、變形等的發(fā)生。通過在表面上 施加非反射涂層(coating)可以防止襯底102和103的表面上的不必要的反射。
如在光盤8 (圖1 )中，記錄層101由光敏聚合物等制成，其折射率根據(jù) 照射到其上的光的強(qiáng)度而改變，以對具有405[nm]波長的藍(lán)光光束做出反應(yīng)。 如圖3B所示，當(dāng)具有相對高的強(qiáng)度的兩藍(lán)光光束LM和Lb2在記錄層101 上發(fā)生干涉時，在記錄層101上產(chǎn)生駐波。形成具有圖2A所示的全息圖特 性的干涉圖案。
關(guān)于波長為405[nm]的藍(lán)光光束，記錄層101具有與襯底102和103的折 射率相等的折射率以防止藍(lán)光光束在記錄層101和襯底103等之間的邊界面 上4皮完全地折射。
光盤IOO在記錄層101和襯底102之間的邊界面上具有作為反射層的反 射和透射膜104。反射和透射膜104由絕緣的多層膜等制成。反射和透射膜 104具有波長選擇性，透射具有405[nm]波長的藍(lán)光光束Lbl和Lb2以及藍(lán)光 再現(xiàn)光束Lb3,并且反射具有660[nm]波長的紅光光束。
在反射和透射膜104中，形成用于跟蹤伺服(trackingservo)的引導(dǎo)槽。具
體地，由與通常的BD-R(可記錄)盤等相同的平臺和凹槽形成螺旋軌道。用
于每個預(yù)定的記錄單元的地址以一連串編號的形式被附加到此軌道上，以使 得在其中記錄信息或從其中再現(xiàn)信息的軌道可以通過該地址來指定。
坑等代替引導(dǎo)槽形成在反射和透射膜104中(也就是，記錄層101和村 底102之間的邊界面)，或引導(dǎo)槽和坑等可以組合。簡而言之，地址僅僅必 須通過光束來識別。
當(dāng)紅光光束Lrl從襯底102側(cè)照射到反射和透射膜104上時，反射和透 射膜104將紅光光束Lrl反射到襯底102側(cè)。反射到襯底102側(cè)的光束稱為 紅光反射光束Lr2。
假設(shè)紅光反射光束Lr2被用于，例如，在光盤裝置中對預(yù)定物鏡OLl的 位置控制(也就是，聚焦控制和跟蹤控制)，用來設(shè)定被物鏡0L1會聚在作 為目標(biāo)的軌道(此后稱為目標(biāo)軌道)上的紅光光束Lrl的焦點Fr。 在下面的解釋中，光盤100在襯底102側(cè)的表面被稱為引導(dǎo)表面100A 并且光盤100在襯底103側(cè)的表面被稱為記錄光照射表面IOOB。
實際上，當(dāng)將信息記錄在光盤IOO上時，如圖3B所示，紅光光束Lrl 由位置受控的物鏡OL1會聚，以聚焦在反射和透射膜104中的目標(biāo)軌道上。
與紅光光束Lrl共享一個光軸Lx并由物鏡OLl會聚的藍(lán)光光束Lbl， 經(jīng)由襯底102和反射和透射膜104透射并聚焦在對應(yīng)于記錄層101中的目標(biāo) 軌道的后側(cè)(也就是襯底102側(cè))的位置上。在這一點上，藍(lán)光光束Lbl的 焦點Fbl位于比在/>共光軸Lx上的焦點Fr距離物OU更遠(yuǎn)的距離的位置。
藍(lán)光光束Lb2具有與藍(lán)光光束Lbl相同的波長并與藍(lán)光光束Lbl共享一 個光軸Lx,其從藍(lán)光光束Lbl的相對側(cè)(也就是，村底103側(cè))由具有與物 鏡OU相同的光學(xué)特性的物鏡OL2會聚，并被照射。在這種情況下，當(dāng)物鏡 OL2經(jīng)歷位置控制時，藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2位于與藍(lán)光光束Lbl的焦點 Fbl相同的位置上。
因此，在光盤100中，以相對小的干涉圖案形成的記錄標(biāo)記RM被記錄 在對應(yīng)于記錄層101中的目標(biāo)軌道的后側(cè)的焦點Fbl和FW的位置。
在這一點上，在記錄層101中，都是由會聚光束形成的藍(lán)光光束Lbl和 Lb2重疊，在具有等于或高于預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度的部分產(chǎn)生駐波，并且形成記 錄標(biāo)記RM。因此，如圖2A所示，記錄標(biāo)記RM通常呈現(xiàn)將兩個錐體的底面 粘貼在一起而得到的形狀，并且記錄標(biāo)記RM的中心在中心處(底面#1粘貼 在一起的部分)略窄。
關(guān)于記錄標(biāo)記RM,在中心處窄的部分的直徑RMr根據(jù)下面的等式(1) 來計算，其中藍(lán)光光束Lbl和Lb2的波長為A[m]，物鏡OLl和OL2的數(shù)值 孔徑為NA。
<formula>formula see original document page 10</formula> (1)
記錄標(biāo)記RM的高度RMh根據(jù)下面的等式(2)來計算，其中物鏡OLl
和OL2的折射率為n。
<formula>formula see original document page 10</formula> (2)
例如，當(dāng)波長義為405[nrn]，數(shù)值孔徑NA為0.5并且折射率n為1.5時， 由等式(1)計算出直徑RMr為0.97[戸],由等式(2)計算出高度RMh為 9.72[戸]。
光盤100被設(shè)計成記錄層101的厚度tl ( =0.3[mm])實質(zhì)上比記錄標(biāo)記
RM的高度RMh大。因此，在光盤100中，在到記錄層101中的反射和透射 膜104的距離(此后被稱為深度)變化的同時，記錄記錄標(biāo)記RM。因此， 如圖2B所示，能夠執(zhí)行在光盤100的厚度方向上通過疊合多個標(biāo)記記錄層而 形成的多個層上的記錄。
在這種情況下，在光盤100的記錄層101上，當(dāng)調(diào)整藍(lán)光光束Lbl和Lb2 的焦點Fbl和Fb2的深度時，記錄標(biāo)記RM的深度發(fā)生變化。例如，光盤100 能被配置為使得如果考慮記錄標(biāo)記RM間的相互干擾等將標(biāo)記記錄層之間 的距離p3設(shè)置為大約15[戶]，則在記錄層101上形成包括大約20層的標(biāo)記 記錄層?？紤]記錄標(biāo)記RM間的相互干擾等，距離p3也可以設(shè)置為除15[，] 之外的其它各種值。
另一方面，在光盤100中，當(dāng)從中再現(xiàn)信息時，與信息的記錄相同，物 鏡OLl經(jīng)歷位置控制以將由物鏡0L1會聚的紅光光束Lrl聚焦到反射和透射 膜104的目標(biāo)軌道上。
在光盤100中，將藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl聚焦在對應(yīng)于記錄層101的 目標(biāo)軌道的"后側(cè)"以及位于目標(biāo)深度的位置(此后被稱為目標(biāo)標(biāo)記位置)， 所述藍(lán)光光束Lbl通過同一物鏡OLl并經(jīng)由村底102和反射和透射膜104透 射。
在這種情況下，由于全息圖的特性，記錄在焦點Fbl位置的記錄標(biāo)記RM 從記錄在目標(biāo)標(biāo)記位置的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。該藍(lán)光再現(xiàn) 光束Lb3具有與在記錄標(biāo)記RM記錄期間照射的藍(lán)光光束Lb2相同的光學(xué)特 性。藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3在與藍(lán)光光束Lb2相同的方向上傳播，也就是，當(dāng)發(fā) 散時，從記錄層101的內(nèi)側(cè)傳播到襯底102側(cè)。
如上所述，在光盤100中，當(dāng)信息被記錄在其中時，由于使用用于位置 控制的紅光光束Lrl和用于信息記錄的藍(lán)光光束Lbl和Lb2，因此記錄標(biāo)記 RM作為信息形成在記錄層101中焦點Fbl和Fb2重疊的位置上，也就是， 形成在反射和透射膜104的目標(biāo)軌跡后側(cè)以及位于目標(biāo)深度的目標(biāo)標(biāo)記位 置。
在光盤100中，當(dāng)從中再現(xiàn)記錄信息時，由于使用用于位置控制的紅光 光束Lrl和用于信息再現(xiàn)的藍(lán)光光束Lbl,因此從在焦點Fbl的位置上，也 就是目標(biāo)標(biāo)記位置上，記錄的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。 (1-2)光盤裝置的結(jié)構(gòu) 說明對應(yīng)于光盤100的光盤裝置。整個光盤裝置20共同地由控制單元 21控制，如圖4所示。
控制單元21主要包括未示出的CPU (中央處理單元)?？刂茊卧?1從 未示出的ROM(只讀存儲器)中讀出如基本程序和信息記錄程序等各種程序， 并在標(biāo)出的RAM(隨機(jī)存取存儲器)中擴(kuò)展程序，由此來執(zhí)行如信息記錄處 理等的各種處理。
例如，在光盤100插入到光盤裝置20中的狀態(tài)下，控制單元21從未示 出的外部設(shè)備等接收信息記錄命令、記錄信息和記錄地址信息。然后，控制 單元21向驅(qū)動控制單元22提供驅(qū)動命令和記錄地址信息，并且向信號處理 單元23提供記錄信息。記錄地址信息是指示在附加于光盤100中的記錄層 101的地址中的、應(yīng)向其中記錄記錄信息的地址的信息。
驅(qū)動控制單元22通過根據(jù)驅(qū)動命令使主軸電機(jī)24經(jīng)受驅(qū)動控制，以預(yù) 定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤100。驅(qū)動控制單元22通過根據(jù)驅(qū)動命令使線電機(jī) (thread motor)25經(jīng)受驅(qū)動控制，將光拾取器26沿軸25A和25B移動到光盤 徑向上(即，內(nèi)部的外緣方向或外部的外緣方向)對應(yīng)于記錄地址信息的位 置。
信號處理單元23通過將如預(yù)定的編碼處理和調(diào)制處理的各種信號處理 應(yīng)用到提供的記錄信息來產(chǎn)生記錄信號，并將記錄信號提供給光拾取器26。
如圖5所示，從側(cè)面看，光拾取器26大致呈C型。如圖3B所示，光拾 取器26能從光盤的兩側(cè)聚焦在該光盤上，并將光束照射到光盤上。
光拾取器26基于驅(qū)動控制單元22 (圖4 )的控制執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控 制，由此在光盤100的記錄層101中才艮據(jù)記錄地址信息指示的軌道上(以后 稱為目標(biāo)軌道)設(shè)定光束的照射位置，并記錄對應(yīng)于來自信號處理單元23的 記錄信號的記錄標(biāo)記RM (這將在以后進(jìn)4亍詳細(xì)描述)。
當(dāng)控制單元21從例如外部設(shè)備(未示出)接收信息再現(xiàn)命令和指示記錄 信息的地址的再現(xiàn)地址信息時，控制單元21將驅(qū)動命令提供給驅(qū)動控制單元 22并將再現(xiàn)處理命令提供給信號處理單元23。
如在信息的記錄中，驅(qū)動控制單元22通過使主軸電機(jī)24經(jīng)歷驅(qū)動控制， 以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)光盤100,并通過使線電機(jī)25經(jīng)歷驅(qū)動控制，將光拾 取器26移動到對應(yīng)于再現(xiàn)地址信息的位置。
光拾取器26根據(jù)驅(qū)動控制單元22 (圖4 )的控制執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控
制，由此在由光盤100的記錄層101中的再現(xiàn)地址信息指示的軌道中(即，目標(biāo)軌道)設(shè)置光束的照射位置，并照射預(yù)定光量的光束。在這一點上，光拾取器26檢測由光盤100的記錄層101的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生的再現(xiàn)光束，并 將對應(yīng)于再現(xiàn)光束的光量的檢測信號提供給信號處理單元23 (這將在以后進(jìn) 行詳細(xì)描述)。
信號處理單元23根據(jù)將諸如預(yù)定的解調(diào)處理和解碼處理的各種信號處 理應(yīng)用到提供的檢測信號來產(chǎn)生再現(xiàn)信息，并將該再現(xiàn)信息提供給控制單元 21?？刂茊卧?1將再現(xiàn)信息傳送到外部裝置(未示出)。
如上所述，光盤裝置20用控制單元21控制光拾取器26，由此在光盤100 的記錄層101中的目標(biāo)軌道上記錄信息并從目標(biāo)軌道再現(xiàn)信息。
(1-3)光拾取器的結(jié)構(gòu)
說明光拾取器26的結(jié)構(gòu)。如圖6示意性所示，光拾取器26包括大量的 光學(xué)元件。光學(xué)元件大致被分為引導(dǎo)表面位置(guide-surface-position)控制光學(xué) 系統(tǒng)30、引導(dǎo)表面信息(guide-surface-information)光學(xué)系統(tǒng)50和記錄光照射 表面(recording-light畫irradiation-surface)光學(xué)系統(tǒng)70。
(1-3-1 )引導(dǎo)表面紅光(guide-surface-red-light)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30在光盤100的引導(dǎo)表面100A上照射紅光 光束Lrl并接收紅光反射光束Lr2,其是紅光光束Lrl在光盤100上反射的反 射光束。
在圖7中，引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30的激光二極管31能發(fā)射具有 波長大約為660[nm]的紅光激光束。實際上，根據(jù)控制單元21的控制(圖4 ), 激光二極管31發(fā)射預(yù)定光量的、由發(fā)散光形成的紅光光束Lrl，并使紅光光 束Lrl入射到準(zhǔn)直透鏡32。準(zhǔn)直透鏡32將紅光光束Lrl由發(fā)散光轉(zhuǎn)換為平行 光，并通過狹縫33使紅光光束Lrl入射到非偏振光束分束器34。
非偏振光束分光器34經(jīng)由反射和透射表面34A以大約50%的比率透射 紅光光束Lrl ，并使紅光光束Lrl入射到校正透鏡35。校正透鏡35和36發(fā) 散然后會聚紅光光束Lrl，并使紅光光束Lrl入射到分色棱鏡37。
分色棱鏡37的反射和透射表面37S具有所謂的波長選擇性。換句話說， 反射率和透射率根據(jù)光束的波長而不同。反射和透射表面37S以接近100% 的比率透射紅光光束并以接近100%的比率反射藍(lán)光光束。因此，分色棱鏡 37經(jīng)由反射和透射表面37S透射紅光光束Lrl并使紅光光束Lrl入射到物鏡38。
物鏡38會聚紅光光束Lrl并將紅光光束Lrl照射到光盤100的引導(dǎo)表面 100A。在這一點上，如圖3B所示，紅光光束Lrl經(jīng)由襯底102被透射并在 反射和透射膜104上被反射，并變?yōu)樵谂c紅光光束Lrl的方向相反的方向傳 播的紅光反射光束Lr2。
物鏡38設(shè)計成充分利用藍(lán)光光束Lbl。關(guān)于紅光光束Lrl,由于狹縫33 和校正透鏡35和36之間的光學(xué)距離等等的關(guān)系，物鏡38作為具有0.41的 數(shù)值孔徑(NA)的聚光透鏡。
此后，紅光反射光束Lr2被順序地透射經(jīng)過物鏡38、分色棱鏡37以及校 正透鏡36和35，以變?yōu)槠叫泄猓缓笕肷涞椒瞧窆馐质?4。
非偏振光束分光器34通過以大約50y。的比率反射紅光反射光束Lr2，將 紅光反射光束Lr2照射到反射鏡40,并通過反射鏡40再次反射該紅光反射光 束Lr2，然后使紅光反射光束Lr2入射到聚光透鏡41上。
對圓柱透鏡42給予像散后，聚光透鏡41會聚紅光反射光束Lr2，并將紅 光反射光束Lr2照射到光電檢測器43。
在光盤裝置20中，在旋轉(zhuǎn)光盤100中可能發(fā)生擺動等。因此，關(guān)于引導(dǎo) 表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30的目標(biāo)軌道的相對位置可能波動。
因此，為了使紅光光束Lrl的焦點Fr (圖3B )跟隨引導(dǎo)表面位置控制光 學(xué)系統(tǒng)30中的目標(biāo)軌道，需要在聚焦方向和跟蹤方向上移動焦點Fr，其中聚 焦方向為向著或遠(yuǎn)離光盤100的方向，跟蹤方向為光盤100內(nèi)部圓周側(cè)方向 或外部圓周側(cè)方向。
因此，可以由二軸致動器38在兩個軸向(聚焦方向和跟蹤方向)驅(qū)動物鏡38。
在引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖7)中，各個光學(xué)元件的光學(xué)位置 被調(diào)整，以使得當(dāng)紅光光束Lrl被物鏡38會聚并照射到光盤100的反射和透 射膜104時的聚焦?fàn)顟B(tài)被反映在當(dāng)紅光反射光束Lr2被聚光透鏡41會聚并照 射到光電檢測器43上時的聚焦?fàn)顟B(tài)。
如圖8所示，光電檢測器43具有四個檢測區(qū)域43A、 43B、 43C和43D, 其在紅光反射光束Lr2照射到其上的表面上劃分成格子形狀。當(dāng)紅光光束Lrl 照射到反射和透射膜104 (圖3B)時，由箭頭al (圖中的垂直方向)指示的 方向?qū)?yīng)于4九道的傳纟番方向。
光電檢測器43分別用檢測區(qū)域43A、 43B、 43C和43D檢測紅光反射光 束Lr2的各個部分。光電檢測器43根據(jù)在該點上檢測的光量，產(chǎn)生檢測信號 SDAr、 SDBr、 SDCr和SDDr，并將檢測信號傳送到信號處理單元23 (圖4 )。
信號處理單元23根據(jù)所謂的像散方法執(zhí)行聚焦控制。信號處理單元23
根據(jù)下式(3 )計算聚焦誤差信號SFEr，并將該聚焦誤差信號SFEr提供給驅(qū)
動控制單元22。
= (m^ +幼O) _ (幼5r +( 3 )
聚焦誤差信號SFEr表示紅光光束Lrl的焦點Fr和光盤100的反射和透 射膜104之間的偏移量。
信號處理單元23根據(jù)所謂的推挽方法執(zhí)行跟蹤控制。信號處理單元23
根據(jù)下式(4)計算跟蹤誤差信號STEr,并將該跟蹤誤差信號STEr提供給驅(qū)
動控制單元22。
Sr￡> = (m4r +幼&) _ (幼& + ( 4 )
跟蹤誤差信號STEr表示紅光光束Lrl的焦點Fr和在光盤100的反射和 透射膜104中的目標(biāo)軌道之間的偏移量。
驅(qū)動控制單元22根據(jù)聚焦誤差信號SFEr產(chǎn)生聚焦驅(qū)動信號SFDr，并將 聚焦驅(qū)動信號SFDr提供給二軸致動器38A，由此反饋控制(即，聚焦控制) 物鏡38，以使得紅光光束Lrl聚焦到光盤100的反射和透射膜104上。
驅(qū)動控制單元22根據(jù)跟蹤誤差信號STEr產(chǎn)生跟蹤驅(qū)動信號STDr，并將 該跟蹤驅(qū)動信號STDr提供給二軸致動器38A,由此反饋控制(即，跟蹤控制) 物鏡38，以使得紅光光束Lrl聚焦到光盤100的反射和透射膜104中的目標(biāo) 軌道上。
如上所述，引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30將紅光光束Lrl照射到光盤100 的反射和透射膜104上，并將紅光反射光束Lr2的接收結(jié)果提供給信號處理 單元23，其中紅光反射光束Lr2為紅光光束Lrl的反射光束。根據(jù)該結(jié)果， 驅(qū)動控制單元22對物鏡38執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控制，以將紅光光束Lrl聚 焦到反射和透射膜104中的目標(biāo)軌道上。
(1-3-2)引導(dǎo)表面藍(lán)光光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50將藍(lán)光光束Lbl照射到光盤IOO的引導(dǎo)表面 100A上，并接收由光盤100入射的藍(lán)光光束Lb2或藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。 (1-3-2-1)藍(lán)光光束的照射
在圖9中，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50的激光二極管51能發(fā)射波長大約 為405[nm]的藍(lán)光激光束。實際上，根據(jù)控制單元21 (圖4)的控制，激光二 極管51發(fā)射由發(fā)散光形成的藍(lán)光光束LbO,并使藍(lán)光光束LbO入射到準(zhǔn)直透 鏡52上。準(zhǔn)直透鏡52將藍(lán)光光束LbO由發(fā)散光轉(zhuǎn)換為平行光，并使藍(lán)光光 束LbO入射到1/2波長片53上。
在這一點上，在藍(lán)光光束LbO的偏振方向由1/2波長片53旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角 度，并通過變形棱鏡54形成藍(lán)光光束LbO的強(qiáng)度分布后，使藍(lán)光光束LbO 入射到偏振光束分光器55的表面55A上。
面55S上反射光束或經(jīng)由反射和透射表面55S透射光束。例如，反射和透射 表面55S以大約50 %的比率反射p偏振光光束，透射剩余50 %的光束。反 射和透射表面55S以大約100。/。的比率透射s偏振光。
實際上，偏振光束分光器55在反射和透射表面55S以大約50%的比率 反射p偏振光的藍(lán)光光束LbO，并使藍(lán)光光束LbO從表面55B入射到1/4波 長片56上。偏振光束分光器55經(jīng)由反射和透射表面55S透射剩余50%的藍(lán) 光光束LbO,并使剩余的50 %的藍(lán)光光束LbO從表面55D入射到遮光器71 上。在下面的說明中，在反射和透射表面55S反射的藍(lán)光光束被稱為藍(lán)光光 束Lbl,并且經(jīng)由反射和透射表面55S透射的藍(lán)光光束被稱為藍(lán)光光束Lb2。
1/4波長片56將藍(lán)光光束Lbl從線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光，并將藍(lán)光光 束Lbl照射到可移動反射鏡57上。1/4波長片56將由可移動反射鏡57反射 的藍(lán)光光束Lbl從圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光，并使藍(lán)光光束Lbl再次入射到 偏振光束分光器55的表面55B上。
在這一點上，例如，藍(lán)光光束Lbl由1/4波長片從p偏振光轉(zhuǎn)換為左旋 圓偏振光，當(dāng)藍(lán)光光束Lbl被可移動反射鏡57反射時，從左旋圓偏振光轉(zhuǎn)換 為右旋圓偏振光，然后再次被l/4波長片從右旋圓偏振光轉(zhuǎn)換為s偏振光。這
束Lbl在被可移動反射鏡57反射后入射到表面55B上時是不同的。
偏振光束分光器55才艮據(jù)/人表面55B入射的藍(lán)光光束Lbl的偏振方向(s
偏振光)直接將藍(lán)光光束Lbl經(jīng)由反射和透射表面55S透射，并使藍(lán)光光束
Lbl 乂人表面55C入射到偏振光束分光器58上。
結(jié)果，通過引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50、偏振光束分光器55、 1/4波長片
56和可移動反射鏡57延長了藍(lán)光光束Lbl的光路長度。
例如，偏振光束分光器58的反射和透射表面55S以大約100%的比率反 射p偏振光光束，并以大約10(T/。的比率透射s偏振光光束。實際上，偏振光 束分光器58經(jīng)由反射和透射表面58S直接透射藍(lán)光光束Lbl,并在通過1/4 波長片59將藍(lán)光光束Lbl從線偏振光(s偏振光)轉(zhuǎn)換為圓偏振光(右旋圓 偏振光)后，使藍(lán)光光束Lbl入射到中繼透鏡60。
中繼透鏡60通過可移動透鏡61將藍(lán)光光束Lbl從平行光轉(zhuǎn)換為會聚光， 將在會聚后變?yōu)榘l(fā)散光的藍(lán)光光束Lbl通過固定透鏡62再次轉(zhuǎn)換為會聚光， 并使藍(lán)光光束Lbl入射到分色棱鏡37上。
可移動透鏡61通過致動器61A在藍(lán)光光束Lbl的光軸方向上移動。實 際上，中繼透鏡60通過根據(jù)控制單元21的控制利用致動器61A移動可移動 透鏡61,可以改變從固定透鏡62發(fā)射的藍(lán)光光束LM的會聚狀態(tài)(圖4)。
分色棱鏡37根據(jù)藍(lán)光光束Lbl的波長在反射和透射表面37S上反射藍(lán)光 光束Lbl,并使藍(lán)光光束LM入射到物鏡38。當(dāng)藍(lán)光光束Lbl在反射和透射 表面37S上被反射時，圓偏振光的偏振方向被反向，例如，藍(lán)光光束Lbl從 右旋圓偏振光轉(zhuǎn)換為左旋圓偏振光。
物鏡38會聚藍(lán)光光束Lbl并將藍(lán)光光束Lbl照射到光盤100的引導(dǎo)表 面100A上。關(guān)于藍(lán)光光束Lbl，由于物鏡38和中繼透鏡60之間的光學(xué)距離 等，物鏡38用作具有數(shù)值孔徑(NA)為0.5的聚光透鏡。
在這種情況下，如圖3B所示，藍(lán)光光束Lbl經(jīng)由襯底102和反射和透 射膜I04透射，并聚焦在記錄層101上。藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl的位置根 據(jù)從中繼透鏡60的固定透鏡62發(fā)射的藍(lán)光光束Lbl的會聚狀態(tài)來確定。換 句話說，根據(jù)可移動透鏡61的位置，焦點Fbl移動到記錄層lOl中的引導(dǎo)表 面IOOA—側(cè)或記錄光照射表面100B —側(cè)。
具體地，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50被設(shè)計為使得可移動透鏡61的移動 距離和藍(lán)光光束LM的焦點Fbl的移動距離基本上成比例關(guān)系。例如，當(dāng)可 移動透鏡61移動l[mm]時，藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl移動30[/^"]。
實際上，當(dāng)可移動透鏡61的位置由控制單元21 (圖4)控制時，引導(dǎo)表 面信息光學(xué)系統(tǒng)50調(diào)整在光盤100的記錄層101中的藍(lán)光光束Lbl的焦點 Fbl (圖3B )的深度dl (即，到反射和透射膜104的距離)。
藍(lán)光光束Lbl在會聚在焦點Fbl上后變?yōu)榘l(fā)散光，并透射經(jīng)過記錄層101
和村底103、從記錄光照射表面100B發(fā)射、和入射到物鏡79(這在以后進(jìn)行 詳細(xì)描述)。
如上所述，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50將藍(lán)光光束Lbl從其引導(dǎo)表面100A 一側(cè)照射在光盤100上，將藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl定位在記錄層101上， 并根據(jù)在中繼透鏡60中的可移動透鏡61的位置調(diào)整焦點Fbl的深度dl。 (1-3-2-2)藍(lán)光光束的接收
光盤100將從記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70的物鏡79照射的藍(lán)光光束Lb2 透射到記錄光照射表面100B,并從引導(dǎo)表面100A發(fā)射藍(lán)光光束Lb2作為發(fā) 散光(這在以后進(jìn)行詳細(xì)描述)。藍(lán)光光束Lb2為圓偏振光(即，右旋圓偏 振光)。
在這種情況下，在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中，如圖10所示，在被物 鏡38會聚至一定程度后，藍(lán)光光束Lb2被分色棱鏡37反射并入射到中繼透 鏡60。當(dāng)藍(lán)光光束Lb2在反射和透射表面37S上被反射時，圓偏振光的偏振 方向被反向，例如，藍(lán)光光束Lb2從右旋圓偏振光轉(zhuǎn)換為左旋圓偏振光。
隨后，藍(lán)光光束Lb2被中繼透鏡60的固定透鏡62和可移動透鏡61轉(zhuǎn)換 為平行光，被l/4波長片59從圓偏振光(左旋圓偏振光)轉(zhuǎn)換為線偏振光(p 偏振光)，然后入射到偏振光束分光器58上。
偏振光束分光器58根據(jù)藍(lán)光光束Lb2的偏振方向反射藍(lán)光光束Lb2，并 使藍(lán)光光束Lb2入射到聚光透鏡63上。聚光透鏡63會聚藍(lán)光光束Lb2并將 藍(lán)光光束Lb2照射到光電檢測器64上。
在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中的各個光學(xué)元件被排列為使得藍(lán)光光束 Lb2聚焦在光電檢測器64上。
光電檢測器64檢測藍(lán)光光束Lb2的光量，根據(jù)在這里檢測的光量產(chǎn)生再 現(xiàn)檢測信號SDp，并將該再現(xiàn)檢測信號SDp提供給信號處理單元23 (圖4 )。
然而，根據(jù)在光電檢測器64中的藍(lán)光光束Lb2的光量產(chǎn)生的再現(xiàn)檢測信 號SDp沒有特殊的用途。因此，雖然再現(xiàn)檢測信號SDp被提供給信號處理單 元23,但信號處理單元23 (圖4)不執(zhí)行特定的信號處理。
另一方面，當(dāng)記錄標(biāo)記RM記錄在101記錄層中時，如上所述，當(dāng)藍(lán)光 光束Lbl的焦點FB1聚焦在記錄標(biāo)記RM上時，由于全息圖特性，光盤100 /人記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。
在全息圖的原理下，藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3是照射到記錄標(biāo)記RM的光束的再現(xiàn)，而不是當(dāng)記錄標(biāo)記RM被記錄時的藍(lán)光光束Lbl,即，藍(lán)光光束Lb2。 因此，藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3通過經(jīng)過與引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中藍(lán)光光束 Lb2相同的光路最后照射到光電檢測器64。
如上所述，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中的各個光學(xué)元件被排列為使得藍(lán) 光光束Lb2聚焦在光電檢測器64上。因此，藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3以與藍(lán)光光 束Lb2相同的方式聚焦在光電;f企測器64上。
光電檢測器64檢測藍(lán)光光束Lb3的光量，根據(jù)在此檢測的光量產(chǎn)生再現(xiàn) 檢測信號SDp，并將再現(xiàn)檢測信號SDp提供給信號處理單元23 (圖4)。
在這種情況下，再現(xiàn)檢測信號SDp表示記錄在光盤IOO上的信息。因此， 信號處理單元23通過將預(yù)定的解調(diào)處理、解碼處理等應(yīng)用到再現(xiàn)檢測信號 SDp來產(chǎn)生再現(xiàn)信息，并將該再現(xiàn)信息提供給控制單元21 。
如上所述，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50從光盤100的引導(dǎo)表面IOOA接收 藍(lán)光光束Lb2和入射到物鏡38的藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3，并將光接收的結(jié)果提供 給信號處理單元23。
(1-3-3 )記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖6)將藍(lán)光光束Lb2照射到光盤100的 記錄光照射屏100B上，接收從引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50照射并經(jīng)由光盤100 透射的藍(lán)光光束Lbl。
(1-3-3-1 )藍(lán)光光束的照射
在圖10中，如上所述，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50的偏振光束分光器55 經(jīng)由反射和透射表面55S以大約50%的比率透射由P偏振光形成的藍(lán)光光束
遮光器71根據(jù)控制單元21 (圖4 )的控制遮住或透射藍(lán)光光束Lb2。當(dāng) 透射藍(lán)光光束Lb2時，遮光器71使藍(lán)光光束Lb2入射到偏振光束分光器72 上。
作為遮光器71，例如，可以使用機(jī)械遮光器和液晶遮光器，所述機(jī)械遮 光器通過機(jī)械地移動遮擋板遮住藍(lán)光光束Lb2來遮住或透射藍(lán)光光束Lb2, 所述液晶遮光器通過改變施加到液晶板的電壓遮住或透射藍(lán)光光束Lb2。
例如，偏振光束分光器72的反射和透射表面72S以大約100%的比率透 射p偏振光光束并以大約100 %的比率反射s偏振光光束。實際上，偏振光束 分光器72直接地透射由p偏振光形成的藍(lán)光光束Lb2,并在用反射鏡73反
射藍(lán)光光束Lb2后，利用1/4波長片74將藍(lán)光光束Lb2從線偏振光(p偏振 光)轉(zhuǎn)換為圓偏振光(左旋圓偏振光)，然后使藍(lán)光光束Lb2入射到中繼透 鏡75上。
中繼透鏡75具有與中繼透鏡60相同的結(jié)構(gòu)。中繼透鏡75包括可移動透 鏡76、致動器76A和固定透鏡77，分別對應(yīng)于可移動透鏡61、致動器61A 和固定透鏡62。
中繼透鏡75利用可移動透鏡76將藍(lán)光光束Lb2從平行光轉(zhuǎn)換為會聚光， 將在會聚后已經(jīng)變?yōu)榘l(fā)散光的藍(lán)光光束Lb2通過固定透鏡77再次轉(zhuǎn)換為會聚 光束，并使藍(lán)光光束Lb2入射到電流鏡78。
和中繼透鏡60 —樣，中繼透鏡75能通過根據(jù)控制單元21 (圖4 )的控 制、利用致動器76A移動可移動透鏡76,來改變從固定透鏡77發(fā)射的藍(lán)光 光束Lb2的會聚狀態(tài)。
電流鏡78反射藍(lán)光光束Lb2并使藍(lán)光光束Lb2入射到物鏡79。當(dāng)反射 藍(lán)光光束Lb2時，圓偏振光的偏振方向被反向，并且例如，藍(lán)光光束Lb2/人 左旋圓偏振光轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光。
電流鏡78能改變反射表面78A的角度。電流透鏡78能通過根據(jù)控制單 元21 (圖4)的控制調(diào)整反射表面78A的角度來調(diào)整藍(lán)光光束Lb2的傳播方 向。
物鏡79與二軸致動器79A集成在一起。和物鏡38—樣，物鏡79能通 過二軸致動器79A在兩個軸方向移動，所述兩個軸方向為向著或遠(yuǎn)離光盤100 的方向的聚焦方向和光盤100的內(nèi)部圓周側(cè)方向或外部圓周側(cè)方向的跟蹤方 向。
物鏡79會聚藍(lán)光光束Lb2并將藍(lán)光光束Lb2照射到光盤100的記錄光 照射表面100B上。物鏡79具有與物鏡38相同的光學(xué)特性。關(guān)于藍(lán)光光束 Lb2,根據(jù)物鏡79和中繼透鏡75之間的光學(xué)距離等關(guān)系，物鏡79用作具有 數(shù)值孔徑為0.5的聚光透鏡。
在這種情況下，如圖3B所示，藍(lán)光光束Lb2透射經(jīng)過^H"底103，并聚焦 在記錄層101上。藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2的位置根據(jù)當(dāng)從中繼透鏡75的固 定透鏡77發(fā)射藍(lán)光光束Lb2時會聚狀態(tài)來確定。換句話說，和藍(lán)光光束Lbl 的焦點Fbl —樣，才艮據(jù)可移動透鏡76的位置，焦點Fb2移動到記錄層101 內(nèi)的引導(dǎo)表面100A —側(cè)或記錄光照射表面100B —側(cè)。 具體地，和引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50—樣，記錄光照射屏光學(xué)系統(tǒng)70 被設(shè)計成可移動透鏡76的移動距離和藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2的移動距離基 本上成比例關(guān)系。例如，當(dāng)可移動透鏡76移動l[mm]時，藍(lán)光光束Lb2的焦 點Fb2移動30[/^]。
實際上，當(dāng)中繼透鏡75中的可移動透鏡76的位置和中繼透鏡60中的可 移動透鏡61的位置一起由控制單元21 (圖4)控制時，記錄光照射表面光學(xué) 系統(tǒng)70調(diào)整光盤100的記錄層101中的藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2 (圖3B ) 的深度d2。
在這種情況下，在光盤裝置20中，在假設(shè)光盤100中不存在擺動等(即， 理想狀態(tài))情況下，當(dāng)物鏡79在對于藍(lán)光光束Lbl的焦點FM的參考位置時， 當(dāng)物鏡38在記錄層101內(nèi)的參考位置時，控制單元21 (圖4)調(diào)整藍(lán)光光束 Lb2的焦點Fb2。
在聚焦在焦點Fb2后，藍(lán)光光束Lb2在發(fā)散的同時透射經(jīng)過記錄層101、 反射和透射膜104和襯底102，從引導(dǎo)表面100A發(fā)射，入射到物鏡38。
如上所述，記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70從其記錄光照射表面100B —側(cè) 將藍(lán)光光束Lb2照射到光盤100上，在記錄層101中定位藍(lán)光光束Lb2的焦 點Fb2，并根據(jù)中繼透鏡75中的可移動透鏡76的位置調(diào)整焦點Fb2的深度 d2。
(1-3-3-2)藍(lán)光光束的接收
如上所述，從引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖9)照射的藍(lán)光光束Lbl — 次會聚在光盤100的記錄層101中，然后變?yōu)榘l(fā)散光并入射到物鏡79上。
在這一點上，在記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70中，藍(lán)光光束Lbl在被物鏡 79會聚至一定程度后，由電流反射鏡78反射，并入射到中繼透鏡75上。當(dāng) 藍(lán)光光束Lbl在反射表面78S反射時，圓偏振光的偏振方向被反向，例如， 藍(lán)光光束Lbl從左旋圓偏振光轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光。
隨后，藍(lán)光光束Lbl由中繼透鏡75的固定透鏡62和可移動透鏡61轉(zhuǎn)換 為平行光，由1/4波長片74從圓偏振光(右旋圓偏振光)轉(zhuǎn)換為線偏振光(s 偏振光)，然后，在被反射鏡73反射后，入射到偏振光束分光器72上。
使藍(lán)光光束Lbl入射到聚光透鏡80上。在利用圓柱透鏡81對藍(lán)光光束Lbl 給予像散后，聚光透鏡80會聚藍(lán)光光束Lbl并將藍(lán)光光束Lbl照射到光電
檢測器82上。
然而，實際上，可能在光盤ioo上存在擺動等。因此，如上所述，通過
引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30、驅(qū)動控制單元22 (圖4)等對物鏡38施加 聚焦控制和跟蹤控制。
在這種情況下，由于藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl隨著物鏡38的移動而移動， 因此當(dāng)物鏡79在參考位置時，焦點FM偏離藍(lán)光光束Lb2的焦點位置Fb2。
因此，在記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70中，各個光學(xué)元件的光學(xué)位置被調(diào) 整為使得在被聚光透鏡80會聚并照射到光電檢測器82上的藍(lán)光光束LM的 照射狀態(tài)下，在記錄層IOI中藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2相對于藍(lán)光光束Lbl 的焦點Fbl的偏移量被反射。
如圖11所示，和光電檢測器43—樣，光電檢測器82在藍(lán)光光束Lbl 照射在其上的表面上具有四個檢測區(qū)域82A、 82B、 82C和82D，其被分為格 子形狀。在照射藍(lán)光光束Lbl時，由箭頭a2表示的方向(圖中的水平方向) 對應(yīng)于反射和透射膜104中的軌道的傳播方向(圖3B)。
光電檢測器82分別利用檢測區(qū)域82A、 82B、 82C和82D檢測部分的藍(lán) 光光束Lbl,根據(jù)在此檢測的光量產(chǎn)生檢測信號SDAb、SDBb、SDCb和SDDb， 并將檢測信號傳送到信號處理單元23 (圖4)。
信號處理單元23根據(jù)所謂的像散方法執(zhí)行聚焦控制。信號處理單元23 根據(jù)下面的等式(5)計算聚焦誤差信號SFEb,并將聚焦誤差信號SFEb提供給
驅(qū)動控制單元22。
SETb= (SDAb +SDBb) - (SDCb+ SDDb) (5)
聚焦誤差信號SFEb表示藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl和藍(lán)光光束Lb2的焦 點Fb2之間在聚焦方向上的偏移量。
信號處理單元23使用推挽信號執(zhí)行跟蹤控制。信號處理單元23根據(jù)下 式(6)計算跟蹤誤差信號STEb，并將跟蹤誤差信號STEb提供給驅(qū)動控制單元 22。
跟蹤誤差信號STEb表示藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl和藍(lán)光光束Lb2的焦 點Fb2之間在跟蹤方向上的偏移量。
信號處理單元23產(chǎn)生切向控制所需的切向誤差信號。切向控制是用于將 藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2移動到切向上的目標(biāo)位置(即，軌道的切向)的控
制。
具體地，信號處理單元23使用推挽信號執(zhí)行切向控制。信號處理單元
23根據(jù)下面的等式(7)計算切向誤差信號SNEb,并將切向誤差信號SNEb提 供給驅(qū)動控制單元22。
SV五"(m46 +幼,-0S墨+ 5ZO) 。
切向誤差信號SNEb表示藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl和藍(lán)光光束Lb2的焦 點Fb2之間在切向上的偏移量。
驅(qū)動控制單元22根據(jù)聚焦誤差信號SFEb產(chǎn)生聚焦驅(qū)動信號SFDb，并 將聚焦驅(qū)動信號SFDb提供給二軸致動器79A，因此對物鏡79進(jìn)行聚焦控制 以減小藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2相對于藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl在聚焦方向 上的偏移量。
驅(qū)動控制單元22根據(jù)跟蹤誤差信號STEb產(chǎn)生跟蹤驅(qū)動信號STDb，并 將跟蹤驅(qū)動信號STDb提供給二軸致動器79A,因此對物鏡進(jìn)行跟蹤控制以 減小藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2相對于藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl在跟蹤方向上 的偏移量。
驅(qū)動控制單元22根據(jù)切向誤差信號SNEb產(chǎn)生切向驅(qū)動信號SNDb,并 將切向驅(qū)動信號SNDb提供給電流反射鏡78，因此執(zhí)行用于調(diào)整電流反射鏡 78中的反射表面78A的角度的切向控制，以減小藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2 相對于藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl在切向上的偏移量。
如上所述，記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70接收從光盤100的記錄光照射表 面100B入射到物鏡79上的藍(lán)光光束Lbl ，并將光接收的結(jié)果提供給信號處 理單元23。才艮據(jù)該結(jié)果，驅(qū)動控制單元22通過電流反射鏡78向物鏡79施 加聚焦控制、跟蹤控制和切向控制，以對于藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl調(diào)整藍(lán) 光光束Lb2的焦點Fb2。
(l-3-4)光路長度的調(diào)整
如上所述，在記錄信息時，光盤裝置20的光拾取器26通過偏振光束分 光器55 (圖9)從藍(lán)光光束LbO中分離藍(lán)光光束Lbl和Lb2，并使藍(lán)光光束 Lbl和Lb2在光盤100的記錄層101內(nèi);f皮此干涉，由此在記錄層101內(nèi)的目 才示才示"i己葉立置"i己錄"i己;^才示"i己RM。
為了根據(jù)通常的全息圖形成條件在光盤100的記錄層101內(nèi)正確地記錄 記錄標(biāo)記RM作為全息圖，發(fā)射藍(lán)光光束LbO的激光二極管51需要將藍(lán)光光
束LbO的相干長度設(shè)置為等于或大于全息圖尺寸(即，記錄標(biāo)記RM的高度 RMh)。
實際上，在激光二極管51中，如在通常的激光二極管中，由于相干長度 基本等于通過將在激光二極管51中提供的諧振器(未示出)的長度與諧振器 的折射率相乘得到的值，該相干長度被認(rèn)為大約為IOO[，]至l[mm]。
另一方面，在光拾取器26中，藍(lán)光光束Lbl穿過引導(dǎo)屏信息光學(xué)系統(tǒng) 50 (圖9)中的光路，并從其引導(dǎo)表面100A—側(cè)照射到光盤100上。藍(lán)光光 束Lb2穿過記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70(圖10)中的光路，并從其記錄光照 射表面100B—側(cè)照射到光盤100上。換句話說，在光拾取器26中，由于藍(lán) 光光束Lbl和Lb2的光路彼此不同，因此在光路長度(即，從激光二極管51 到目標(biāo)標(biāo)記位置的光路長度)上也存在不同。
在光拾取器26中，如上所述，通過調(diào)整中繼透鏡60和75中的可移動透 鏡61和76的位置來改變在光盤100的記錄層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置的深度 (目標(biāo)深度)。結(jié)果，在這種情況下，光拾取器26通過改變目標(biāo)標(biāo)記位置的 深度來改變藍(lán)光光束Lbl和Lb2的光路長度。
然而，為了在光拾取器26中形成干涉圖案，根據(jù)通常的全息圖形成條件， 藍(lán)光光束Lbl和Lb2中的光路長度之間的差需要等于或小于相干長度(即， 大約IOO[戶]至l[mm])。
因此，控制單元21 (圖4 )控制可移動反射鏡57的位置以此來調(diào)整藍(lán)光 光束Lbl的光路長度。在這種情況下，控制單元21利用中繼透鏡60中的可 移動透鏡61的位置和目標(biāo)標(biāo)記位置的深度之間的關(guān)系、根據(jù)可移動透鏡61 的位置來移動可移動反射鏡57,以此改變藍(lán)光光束Lbl的光路長度。
結(jié)果，在光拾取器26中，可能控制藍(lán)光光束Lbl和Lb2的光路之間的 差等于或小于相干長度。將由滿意的全息圖形成的記錄標(biāo)記RM記錄在記錄 層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置上是可能的。
如上所述，通過控制可移動反射鏡57的位置，光盤裝置20的控制單元 21能夠控制在光拾取器26中的藍(lán)光光束Lbl和Lb2的光程長度之間的差等 于或小于相干長度。結(jié)果，控制單元21能在光盤100的記錄層101中的目標(biāo) 標(biāo)記位置記錄滿意的記錄標(biāo)記RM。
(1-4)信息的記錄和再現(xiàn)
(1-4-1)在光盤上記錄信息在光盤100上記錄信息時，如上所述，當(dāng)光盤裝置20的控制單元21 (圖 4)從外圍設(shè)備(未示出)接收信息記錄命令、記錄信息和記錄地址信息時， 控制單元21將驅(qū)動命令和記錄地址信息提供給驅(qū)動控制單元22,并將記錄 信息提供給信號處理單元23。
在這一點，驅(qū)動控制單元22使光拾取器26的引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系 統(tǒng)30 (圖7 )從其引導(dǎo)表面100A —側(cè)將紅光光束Lrl照射至光盤100。根據(jù) 作為紅光光束Lrl的反射光的紅光反射光束Lr2的檢測結(jié)果，驅(qū)動控制單元 22對物鏡38執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控制(即，位置控制)，由此使紅光光束 Lrl的焦點Fr跟隨對應(yīng)于記錄地址信息的目標(biāo)軌道。
控制單元21使引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖9)從其引導(dǎo)表面IOOA將 藍(lán)光光束Lbl照射至光盤100。藍(lán)光光束Lbl由經(jīng)歷位置控制的物鏡38會聚， 由此，藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl定位在目標(biāo)軌道的后側(cè)。
控制單元21調(diào)整中繼透鏡60中的可移動透鏡61，由此將焦點Fbl的深 度dl (圖3B )調(diào)整到目標(biāo)深度。因此，藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl被設(shè)置在 目標(biāo)標(biāo)記位置。
另一方面，控制單元21控制記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖10)的遮 光器71以透射藍(lán)光光束Lb2，并從其記錄光照射表面100B側(cè)將藍(lán)光光束Lb2 照射至光盤100。
控制單元21根據(jù)中繼透鏡60中的可移動透鏡61的位置調(diào)整中繼透鏡 75中的可移動透鏡76的位置，由此來調(diào)整藍(lán)光光束Lb2的深度&(圖3B)。 隨后，當(dāng)假設(shè)光盤100中不存在擺動時，藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2的深度d2 被設(shè)置成藍(lán)光光束Lbl的焦點FM的深度dl。
控制單元21使記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70檢測經(jīng)由物鏡38和79透射 的藍(lán)光光束Lbl。控制單元21根據(jù)檢測結(jié)果，使驅(qū)動控制單元22執(zhí)行物鏡 79的聚焦控制、跟蹤控制(即，位置控制)以及對電流反射鏡78的切向控 制。
結(jié)果，藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2纟皮設(shè)置在藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl的位 置，即，目標(biāo)標(biāo)記位置。
控制單元21根據(jù)中繼透鏡60中的可移動透鏡61的位置調(diào)整可移動反射 鏡57的位置，并控制在藍(lán)光光束Lbl和Lb2中的光路長度之間的差等于或 小于相干長度。
這樣，光盤裝置20的控制單元21能在光盤100的記錄層101中的目標(biāo) 標(biāo)記位置形成滿意的記錄標(biāo)記RM。
信號處理單元23 (圖4)根據(jù)從外部設(shè)備(未示出)提供的記錄信息， 產(chǎn)生表示例如二進(jìn)制數(shù)據(jù)的值"O"或'T，的記錄信號。根據(jù)該記錄信號，例如， 當(dāng)記錄信號的值為'T，時，激光二極管51發(fā)射藍(lán)光光束Lb0,當(dāng)記錄信號的 值為"0"時，激光二極管51不發(fā)射藍(lán)光光束LbO。
因此，當(dāng)記錄信號的值為'T，時，光盤裝置20在光盤IOO的記錄層101 中的目標(biāo)標(biāo)記位置形成記錄標(biāo)記RM,當(dāng)記錄信號的值為"O"時，光盤裝置20 在目標(biāo)標(biāo)記位置不形成記錄標(biāo)記RM。因此，光盤裝置20可以4艮據(jù)存在或不 存在記錄標(biāo)記RM而在目標(biāo)標(biāo)記位置記錄記錄信號的值"1"或"0"。因此，光 盤20能將記錄信息記錄在光盤100的記錄層101中。
(l-4-2)從光盤再現(xiàn)信息
在從光盤100再現(xiàn)信息時，光盤裝置20的控制單元21 (圖4 )使光拾取 器26的引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖7)從其引導(dǎo)表面IOOA將紅光光 束Lrl照射到光盤IOO上。控制單元21根據(jù)作為紅光光束Lrl的反射光的紅 光反射光束Lr2的檢測結(jié)果，使驅(qū)動控制單元22對物鏡38執(zhí)行聚焦控制和 跟蹤控制(即，位置控制)。
控制單元21使引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖9)從其引導(dǎo)表面IOOA側(cè) 將藍(lán)光光束Lbl照射至光盤100。在此，藍(lán)光光束Lbl由經(jīng)歷位置控制的物 鏡38會聚，因此藍(lán)光光束Lbl的焦點位于目標(biāo)軌道的后側(cè)。
控制單元21在再現(xiàn)期間控制激光二極管51的發(fā)射功率，因此防止記錄 標(biāo)記RM被藍(lán)光光束Lbl誤擦除。
控制單元21調(diào)整中繼透鏡60中的可移動透鏡61的位置，由此將焦點 Fbl的深度dl (圖3B)調(diào)整到目標(biāo)深度。結(jié)果，藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl ^皮i殳置在目才示才亍4己4立置。
另一方面，控制單元21控制記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70 (圖10)的遮 光器71并遮住藍(lán)光光束Lb2，由此防止藍(lán)光光束Lb2照射到光盤100上。
換句話說，光拾取器26僅在光盤100的記錄層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置上 記錄的記錄標(biāo)記RM上照射作為所謂的參考光的藍(lán)光光束Lbl。響應(yīng)藍(lán)光光 束Lbl的照射，記錄標(biāo)記RM作為全息圖，并在引導(dǎo)表面IOOA—側(cè)產(chǎn)生作 為所謂的再現(xiàn)光的藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。在此，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50檢測
藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3并根據(jù)檢測的結(jié)果產(chǎn)生檢測信號。
這樣，光盤裝置20的控制單元21可以通過從記錄在光盤100的記錄層 101中的目標(biāo)標(biāo)記位置的記錄標(biāo)記RM產(chǎn)生藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3以及接收藍(lán)光 再現(xiàn)光束Lb3,來檢測記錄標(biāo)記RM的記錄。
當(dāng)記錄標(biāo)記RM沒有記錄在目標(biāo)標(biāo)記位置時，由于藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3不 從目標(biāo)標(biāo)記位置產(chǎn)生，因此光盤裝置20利用引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50產(chǎn)生 表示沒有接收到藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3的檢測信號。
信號處理單元22根據(jù)檢測信號將檢測到或未檢測到藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3 識別為值"1 "或"0"，并根據(jù)識別結(jié)果產(chǎn)生再現(xiàn)信息。
因此，當(dāng)記錄標(biāo)記RM形成在光盤100的記錄層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置 時，光盤裝置20接收藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3，并且當(dāng)記錄標(biāo)記RM沒有形成在目 標(biāo)標(biāo)記位置時，光盤裝置20不接收藍(lán)光再現(xiàn)光束Lb3。這樣，光盤裝置20 能識別在目標(biāo)標(biāo)記位置記錄了值'T，還是"O"。因此，光盤裝置20能再現(xiàn)記錄 在光盤100的記錄層101中的再現(xiàn)信息。
(l-5)球面象差的校正
當(dāng)藍(lán)光光束Lbl和Lb2照射到光盤100時，在藍(lán)光光束Lbl和Lb2經(jīng)過 從襯底102和103的表面到焦點Fbl和Fb2的部分(該部分的厚度此后被稱 為覆蓋厚度)時，出現(xiàn)球面象差。
當(dāng)光盤裝置20通過改變光盤IOO的記錄層101中的目標(biāo)深度(即，乂人反 射和透射膜104到記錄標(biāo)記位置的距離)執(zhí)行多層記錄時，覆蓋的厚度根據(jù) 目標(biāo)深度而被改變。因此，光盤裝置20也根據(jù)覆蓋的厚度改變球面象差。
然而，為了在記錄標(biāo)記位置形成滿意的干涉圖案并精確地記錄記錄標(biāo)記 RM,期望光盤裝置20適當(dāng)?shù)匦Ｕ@樣的球面象差。
(1-5-1 )覆蓋厚度與球面象差之間的關(guān)系
為了研究這樣的球面象差，如圖12所示，注意引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng) 50中的藍(lán)光光束Lbl的光路的一部分。在圖12中，為了便于解釋，各個光 學(xué)元件被排列為形成線形的光路，而不像例如圖6中所示的那樣。
在圖12中，假設(shè)對應(yīng)于光盤100中的覆蓋厚度tc的部分(即，襯底102 和記錄層101的一部分)與物鏡38接觸。這是因為球面象差的計算考慮下述 事實球面象差等價于在焦點Fbl的位置提供對應(yīng)于覆蓋厚度tc的部分的情 況下的球面象差。
在當(dāng)藍(lán)光光束Lbl從中繼透鏡60的固定透鏡62發(fā)射并使藍(lán)光光束Lbl 通過分色棱鏡37入射到物鏡38的階段，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50將藍(lán)光光 束Lbl變?yōu)闀酃馐?br> 如上所述，當(dāng)中繼透鏡60中的可移動透鏡61和固定透鏡62之間的間隔 (此后稱為透鏡間隔D )根據(jù)控制單元21的控制(圖4 )被改變時，引導(dǎo)表 面信息光學(xué)系統(tǒng)50改變從固定透鏡62發(fā)射的藍(lán)光光束Lbl的會聚狀態(tài)。因 此，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50移動焦點Fbl。
當(dāng)引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50使藍(lán)光光束Lbl經(jīng)過光盤100中的覆蓋厚度 tc的部分時，由于光學(xué)原理在藍(lán)光光束Lbl中產(chǎn)生球面象差。
這個球面象差的值(此后稱為球面象差值WFA)能根據(jù)下式(8)進(jìn)行 計算，其中使用表示折射率的N,物鏡38的數(shù)值孔徑NA,藍(lán)光光束Lbl的 波長X，以及覆蓋厚度tc作為前提設(shè)計物鏡38 (此后稱為設(shè)計值tcO )。
(1-5_2)虛擬光學(xué)系統(tǒng)中的球面象差
假定當(dāng)圖12中所示的各個光學(xué)元件(中繼透鏡60和物鏡38)具有 0.75[mm]的覆蓋厚度tc時，優(yōu)化并設(shè)計的虛擬光學(xué)系統(tǒng)。在這種情況下，中 繼透鏡60的可移動透鏡61被固定。
覆蓋厚度tc被設(shè)置為0.75[mm]，假設(shè)焦點Fbl被設(shè)置為光盤100厚度 1.5[mm]的一半，即，在光盤IOO的厚度方向上的中心。
在該虛擬光學(xué)系統(tǒng)中，設(shè)計值tcO設(shè)置為0.75[mm]，通過改變覆蓋厚度 tc,根據(jù)等式(8)計算虛擬球面象差值WFAc。然后，獲得圖14中所示的結(jié) 果(在圖中由黑圈表示)作為虛擬球面象差值WFAc的絕對值。
在圖14中，當(dāng)覆蓋厚度tc為0.75[mm]時(其與設(shè)計值tcO相同)，虛擬 球面象差值WFAc的特性曲線取最小值，并且球面象差值基本為"O"。
虛擬球面象差值WFAc的特性曲線形成以覆蓋厚度tc二0.75[mm]的點作 為返回點的彎曲線。該線在覆蓋厚度tc小于0.75[mm]的部分以及在覆蓋厚度 tc大于等于0.75[mm]的部分基本是直線。這兩部分的傾斜的絕對值基本相等。
換句話說，在這個虛擬光學(xué)系統(tǒng)中，可以說，覆蓋厚度tc與設(shè)計值 tc0二0.75[mm]之間的差值與虛擬的球面象差值WFAc基本成比例關(guān)系。
(1-5_3)球面象差的校正
1 1 1 A^—l在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中，為了在光盤IOO上執(zhí)行多層記錄，需要 改變目標(biāo)深度。當(dāng)目標(biāo)深度被改變時，由于覆蓋厚度tc被改變，因此不可避 免地出現(xiàn)球面象差。
因此，在引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50中，如果在向光盤IOO照射的階段預(yù) 先將具有與由覆蓋厚度tc部分引起的球面象差相反的特性的象差施加給藍(lán)光 光束，則可以4交正J求面相差。
具體地，引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50能通過使用中繼透鏡60在藍(lán)光光束 Lbl中加入具有相反特性的象差并調(diào)整透鏡間隔D來調(diào)整具有相反特性的象 差的量。
關(guān)于引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖12),根據(jù)等式(8)、通過改變覆 蓋厚度tc來計算球面象差值WFA,并且計算用于最小化相對于每個覆蓋厚度 tc的球面象差值WFA的透鏡間隔D的優(yōu)化值。然后，獲得在圖14中所示的 結(jié)果(在圖中由白圈所示)，該結(jié)果是關(guān)于覆蓋厚度tc和最小球面象差值 WFA之間的關(guān)系的。覆蓋厚度tc與該透鏡間隔D的優(yōu)化值之間的關(guān)系具有 由圖中虛線所示的特性。
在這種情況下，物鏡38的數(shù)值孔徑NA為0.5,藍(lán)光光束Lbl的波長X 為405[nm]，并且i殳計值tcO為0.6[mm]。
參考以這種方式獲得的球面象差值WFA的特性曲線(圖l4)，可以看 出通過優(yōu)化地調(diào)整中繼透鏡60中的透鏡間隔D，能將球面象差值WFA設(shè)置 為大體上小于虛擬球面象差值WFAc。
具體上，球面象差值WFA在對應(yīng)于記錄層101的范圍內(nèi)基本線性地單 調(diào)遞增，所述范圍即覆蓋厚度tc為0.6至0.9[mm]的范圍(此后稱為記錄范圍 RA)。在記錄范圍RA內(nèi)，透鏡間隔D取相對小的值。
在中繼透鏡60中，由于覆蓋厚度tc和透鏡間隔D成比例關(guān)系，球面象 差值WFA能通過與覆蓋厚度tc成比例地調(diào)整透鏡間隔D而被最小化。
在中繼透鏡60中，如上所述，可移動透鏡61的移動量(即，透鏡間隔 D的調(diào)整量)和藍(lán)光光束Lbl的焦點Fbl的移動量也成比例關(guān)系。
因此，根據(jù)光學(xué)設(shè)計，實際的中繼透鏡60被設(shè)計成當(dāng)焦點Fbl移動與可 移動透鏡61的移動量成比例的距離時，在移動后的焦點Fbl，球面象差量 WFA等于或小于允許的量(0.02Xrms)。
換句話說，在中繼透鏡60中，通過移動可移動透鏡61，將焦點Fbl移
動對應(yīng)于可移動透鏡61的移動量的距離，并且同時，球面象差量WFA被最 小化。
在具有與中繼透鏡60相同的光學(xué)特性的中繼透鏡75 (圖6)中，像在中 繼透鏡60中一樣，通過移動可移動透鏡76,將焦點Fb2移動對應(yīng)于可移動 透鏡76的移動量的距離，并且同時，球面象差量WFA被最小化。
(l一5-4)兩個中繼透鏡中可移動透鏡的移動
當(dāng)在光盤100的記錄層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置記錄記錄標(biāo)記RM時，如 圖13所示，光盤裝置20從引導(dǎo)表面IOOA—側(cè)和記錄光照射表面IOOB—側(cè) 向光盤100照射藍(lán)光光束Lbl和Lb2,以將焦點Fbl和Fb2設(shè)置在目標(biāo)標(biāo)記 位置的深度(目標(biāo)深度)。
在這一點上，如圖13所示，由于覆蓋厚度tcl和tc2，在藍(lán)光光束Lbl 和Lb2中分別出現(xiàn)球面象差。
整個光盤100的厚度tO被固定(大約1.5[mm])。因此，如果焦點Fbl 和Fb2的位置彼此重合，覆蓋厚度tcl和覆蓋厚度tc2的和典型地為固定值 (即，整個光盤100的厚度tO)，而與目標(biāo)深度無關(guān)。
因此，在改變目標(biāo)深度時，光盤裝置20僅必需移動藍(lán)光光束Lbl和Lb2 的焦點Fbl和Fb2，以使得覆蓋厚度tcl的增加(或減少)與覆蓋厚度tc2的
減少(或增加)相等。
在光盤裝置20的中繼透鏡60中，如上所述，可移動透鏡61的移動量和 藍(lán)光光束Lbl的焦點FM的移動量成比例關(guān)系。相似地，在中繼透鏡75中， 可移動透鏡76的移動量和藍(lán)光光束Lb2的焦點Fb2的移動量成比例關(guān)系。
因此，在改變目標(biāo)深度時，如圖15所示，光盤裝置20的控制單元21(圖 4 )通過驅(qū)動控制單元22控制中繼透鏡60和75的致動器61A和76A，由此 可移動透鏡61和76從參考位置x0,分別在+x方向(在圖中的向右方向) 和-x方向(在圖中的向左方向)移動距離Ax。
位置x0表示用于在光盤的厚度方向上的中心設(shè)定藍(lán)光光束Lbl和Lb2 的焦點Fbl和Fb2的位置。
在這種情況下，補償球面象差值，即如圖14所示具有相同絕對值和相反 符號的球面象差值，被加到藍(lán)光光束Lbl和Lb2中。
因此，光盤裝置20能將藍(lán)光光束Lbl和Lb2的焦點Fbl和Fb2都設(shè)置 在記錄層101內(nèi)的目標(biāo)深度。同時，光盤裝置20能將出現(xiàn)在藍(lán)光光束Lbl和Lb2中的球面象差校正到盡可能小。
如上所述，在改變目標(biāo)深度時，光盤裝置20的控制單元21將中繼透鏡 60和75的可移動透鏡61和76在相反方向移動與目標(biāo)深度的改變量成比例 的的相同的距離，由此將藍(lán)光光束Lbl和Lb2的焦點Fbl和Fb2都"^殳置在記 錄層101內(nèi)的目標(biāo)深度?？刂茊卧?1將補償球面象差加到藍(lán)光光束Lbl和 Lb2中，并校正焦點Fbl和Fb2處的球面象差以等于或小于允許量(0.02Xrms )。
(l-6)操作和效果
在光盤100上記錄信息的過程中，光盤裝置20的控制單元21使引導(dǎo)表 面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30 (圖7)從光盤100的引導(dǎo)表面IOOA—側(cè)向該光盤 照射紅光光束Lrl?？刂茊卧?1根據(jù)作為紅光光束Lrl的反射光的紅光反射 光束Lr2的檢測結(jié)果對物鏡38執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控制(即，位置控制)， 由此^f吏紅光光束Lrl的焦點跟隨對應(yīng)于記錄地址信息的目標(biāo)軌道。
然后，控制單元21使引導(dǎo)表面信息光學(xué)系統(tǒng)50 (圖9)從光盤100的引 導(dǎo)表面IOOA—側(cè)向該光盤lOO照射藍(lán)光光束Lbl，使記錄光照射表面光學(xué)系 統(tǒng)70檢測經(jīng)由物鏡38和79透射的藍(lán)光光束Lbl (圖9 )，并根據(jù)檢測結(jié)果 使驅(qū)動控制單元22對物鏡79執(zhí)行位置控制(即，聚焦控制和跟蹤控制)以 及對電流反射鏡78執(zhí)行切向控制。
控制單元21控制記錄光照射表面光學(xué)系統(tǒng)70(圖10)的遮光器71以透 射藍(lán)光光束Lb2并從光盤100的記錄光照射表面100B —側(cè)向該光盤100照 射藍(lán)光光束Lb2。
控制單元21將中繼透鏡60和75的可移動透鏡61和76在相反方向移動 相同的距離，以使得可移動透鏡61和76分別在對應(yīng)于光盤100的記錄層101 中的目標(biāo)深度的位置。
因此，控制單元21能將藍(lán)光光束Lbl和Lb2的焦點Fbl和Fb2設(shè)置在 記錄層101中的目標(biāo)深度(即，目標(biāo)標(biāo)記位置)，并將記錄標(biāo)記RM記錄在 目標(biāo)標(biāo)記位置。
在這種情況下，控制單元21利用下述特性通過與覆蓋厚度tc成比例 地調(diào)整透鏡間隔D，可能使球面象差值WFA最小化，如圖14所示。因此， 控制單元21能將補償球面象差加到藍(lán)光光束Lbl和Lb2,并通過將中繼透鏡 60和75的可移動透鏡61和76移動對應(yīng)于目標(biāo)深度的移動量，將焦點Fbl 和Fb2處的球面象差減少到盡可能少。具體地，控制單元21能在對應(yīng)于記錄層101的記錄范圍RA內(nèi)控制球面 象差值WFA (圖14)等于或小于大約0.02。因此，即使考慮由于光拾取器 26中的其它光學(xué)元件的象差，仍很可能將所有的象差都控制在小于閾值0.07 的值，該閾值為通常的參考值。
結(jié)果，光盤裝置20能在光盤100的記錄層101中的目標(biāo)標(biāo)記位置記錄以 高質(zhì)量的干涉圖案形成的記錄標(biāo)記RM。
控制單元21利用下述事實將中繼透鏡60和75設(shè)計成當(dāng)焦點Fbl和 Fb2移動與可移動透鏡61和76的移動量成比例的距離時，同時，球面象差 量WFA能被最小化。因此，控制單元21能夠通過簡單地移動可移動透鏡61 和76以將焦點Fbl和Fb2設(shè)置在目標(biāo)深度而自動地控制藍(lán)光光束Lbl和Lb2 的球面象差等于或小于允許量(0.02Xrms)。
因此，光盤裝置20不需要使用其它光學(xué)元件，如液晶元件，用于球面象 差校正。當(dāng)目標(biāo)深度被改變時，控制單元21不需要執(zhí)行其它控制，用于校正 球面象差。
控制單元21利用下述事實如果光盤100的記錄層101中的焦點Fbl和 Fb2的位置彼此重合，那么覆蓋厚度tcl和覆蓋厚度tc2的和典型地與整個光 盤100的厚度tO相同。因此，控制單元21能通過將中繼透鏡60和75的可 移動透鏡61和76沿相反的方向移動對應(yīng)于目標(biāo)深度的距離，將藍(lán)光光束Lbl 和Lb2的球面象差校正到等于或小于允許量(0.02Xrms)。
在光盤裝置20中，引導(dǎo)表面位置控制光學(xué)系統(tǒng)30和引導(dǎo)表面信息光學(xué) 系統(tǒng)50具有除了偏振光束分光器37和物鏡38之外的彼此獨立的光學(xué)元件。 因此，當(dāng)控制單元21根據(jù)目標(biāo)深度控制中繼透鏡60和75以校正藍(lán)光光束 Lbl和Lb2中的球面象差時，紅光光束Lrl和紅光反射光束Lr2不可能不利 地被影響。用于物鏡38的位置控制的精度不被惡化。
如上所述，可以通過與覆蓋厚度tc成比例地調(diào)整透鏡間隔D來最小化球 面象差，可以與可移動透鏡61和76的移動量成比例地移動焦點Fbl和Fb2, 同時，可以通過設(shè)計中繼透鏡60和75最小化球面象差，并且如果焦點Fbl 和Fb2的位置彼此重合，那么覆蓋厚度tcl和覆蓋厚度tc2的和典型地被固定。 光盤裝置20的控制單元21利用這些事實，以根據(jù)目標(biāo)深度將中繼透鏡60和 75的可移動透鏡61和76沿相反的方向移動相同的距離。因此，控制單元21 能將補償球面象差加到藍(lán)光光束Lbl和Lb2,并能將在焦點Fbl和Fb2處的
球面象差校正到等于或小于允許量(0.02入rms)。 (2)第二實施例 (2-l)光盤的結(jié)構(gòu)
如對應(yīng)于圖3B的圖16所示，與根據(jù)第一實施例的光盤IOO不同，根據(jù) 本發(fā)明的第二實施例的光盤200僅從其一側(cè)向該光盤200照射光束，由此執(zhí) 行跟蹤控制和聚焦控制以及信息的記錄和再現(xiàn)。
光盤200具有通過粘貼作為基底的襯底202和能在其中記錄全息圖的記 錄層201獲得的結(jié)構(gòu)。反射光束的反射膜204被保持在襯底202和記錄層201 之間。在以下的說明中，在記錄層201—側(cè)的表面被稱為記錄表面200A。
光盤200利用從記錄表面200A —側(cè)發(fā)射并在反射膜204反射的光束和 從記錄表面200A —側(cè)發(fā)射的光束之間的干涉來記錄記錄標(biāo)記RM。在反射膜 204中，和光盤100的反射和透射膜104 —樣，形成其中引導(dǎo)槽以螺旋形或 同心圓形排列的軌道。假設(shè)軌道被用作執(zhí)行軌道控制的位置索引。
在光盤200中，不總是需要襯底202。在這種情況下，在光盤200的后 表面上的反射可以被用作反射膜204。也可能在光盤的前表面上應(yīng)用非反射 涂層以防止不必要的反射。
(2-2)光盤裝置的結(jié)構(gòu)
根據(jù)第二實施例的光盤裝置120由對應(yīng)于根據(jù)第一實施例的控制單元21 的控制單元121 (未示出)控制。然而，由于光盤裝置120具有與根據(jù)第一 實施例的光盤裝置20 (圖4)相同的結(jié)構(gòu)，因此忽略光盤裝置120的說明。
在對應(yīng)于圖6的圖17中，根據(jù)第二實施例的光拾取器126實現(xiàn)部分類似 于第一實施例的功能光拾取器126根據(jù)光盤200的記錄層中的光束的干涉 形成駐波，并在多個層上記錄通過相對小的全息圖形成的記錄標(biāo)記。
然而，光拾取器126實質(zhì)上與根據(jù)第一實施例的光拾取器26 (圖6)不 同光束僅從光盤200的一個表面?zhèn)日丈渲猎摴獗P200。
在記錄期間，光拾取器126將從同一個激光二極管發(fā)射的線性振光形成 的藍(lán)光光束Lb分成三個光束，即，用于跟蹤控制和聚焦控制的藍(lán)光光束LbC 以及用于全息記錄的藍(lán)光光束LbA和LbB。另一方面，在再現(xiàn)期間，光拾取 器126將藍(lán)光光束Lb分成兩個光束，即，用于跟蹤和聚焦伺服的光束LbC 以及用于全息讀取的藍(lán)光光束LbA。
第一，說明在記錄和再現(xiàn)期間用于跟蹤控制和聚焦控制的藍(lán)光光束LbC。
激光二極管131發(fā)射具有405[nm]波長的藍(lán)光光束Lb,并使藍(lán)光光束Lb入 射到準(zhǔn)直透鏡132。準(zhǔn)直透鏡132將藍(lán)光光束Lb轉(zhuǎn)換為平行光，然后使藍(lán)光 光束Lb入射到光束分光器133。
光束分光器133反射大部分的藍(lán)光光束Lb并且，另一方面，透射部分剩 余的藍(lán)光光束Lb作為藍(lán)光光束LbC,并使部分剩余的藍(lán)光光束LbC經(jīng)由反 射鏡134和光束分光器135和136入射到物鏡137上。
物鏡137會聚藍(lán)光光束LbC并將藍(lán)光光束LbC入射到光盤200的反射膜 204 (圖17)。物鏡137接收在反射膜204反射的藍(lán)光光束LbC，并使藍(lán)光 光束LbC順序穿過光束分光器136和135以及反射鏡134，反向跟蹤藍(lán)光光 束Lb入射到物鏡137的路徑，入射到光束分光器133。
光束分光器133反射藍(lán)光光束LbC以使其偏轉(zhuǎn)9(T的角度并通過聚光透鏡
158和圓柱透鏡159向光電檢測器160照射藍(lán)光光束LbC。以與光電4僉測器 43 (圖8)相同的方式具有四個分割的檢測區(qū)域的光電檢測器160產(chǎn)生對應(yīng) 于藍(lán)光光束LbC的接收光量的檢測信號，并將檢測信號提供給信號處理單元 23。
信號處理單元23根據(jù)等式(3)和(4)、基于檢測信號產(chǎn)生聚焦誤差信 號SFEr和跟蹤誤差信號STEr，并將聚焦誤差信號SFEr和跟蹤誤差信號STEr 傳送到驅(qū)動控制單元22。驅(qū)動控制單元22基于聚焦誤差信號SFEr和跟蹤誤 差信號STEr產(chǎn)生聚焦驅(qū)動控制信號SFDr和跟蹤驅(qū)動控制信號STDr,并將 聚焦驅(qū)動控制信號SFDr和跟蹤驅(qū)動控制信號STDr提供給未示出的二軸致動 器137A，由此在聚焦方向和跟蹤方向上驅(qū)動物鏡137。
說明在駐波記錄期間使用的藍(lán)光光束LbA。光束分光器133使大部分的 反射藍(lán)光光束Lb入射到1/2波長片142。1/2波長片142直接地透射大約一半 入射到其上的藍(lán)光光束Lb，并且，另一方面，將剩余的大約一半的藍(lán)光光束 Lb的偏振方向改變卯。，并使剩余的大約一半的藍(lán)光光束Lb入射到偏振光束 分光器143。
偏振光束分光器143透射大約一半的藍(lán)光光束LbA,并使大約一半的藍(lán) 光光束LbA入射到偏轉(zhuǎn)藍(lán)光光束LbA的方向的可移動電流反射鏡144。電流 反射鏡144通過反射藍(lán)光光束LbA來改變其角度，并使藍(lán)光光束LbA入射到 液晶板145。
液晶板145校正藍(lán)光光束LbA的球面象差以及由于盤的傾斜引起的彗形
(comatic)象差，并使藍(lán)光光束LbA入射到1/4波長片146。 1/4波長片146將 線偏振光轉(zhuǎn)換為，例如，右旋圓偏振光并使藍(lán)光光束LbA順序地穿過中繼透 鏡147的可移動透鏡148和固定透鏡149入射到光束分光器136。
中繼透鏡147驅(qū)動可移動透鏡148以控制可移動透鏡148和固定透鏡149 之間的間隔，由此在聚焦方向上移動藍(lán)光光束LbA的焦點FbA并調(diào)整焦點 FbA與反射膜204的距離。
光束分光器136反射藍(lán)光光束LbA，使其偏轉(zhuǎn)9(T的方向，并使藍(lán)光光束 LbA入射到物鏡137。物鏡137會聚藍(lán)光光束LbA并將藍(lán)光光束LbA入射到 光盤200的記錄層201中的目標(biāo)標(biāo)記位置。
說明在駐波記錄期間以與藍(lán)光光束LbA相同的方式使用的藍(lán)光光束 LbB。由于藍(lán)光光束LbB的光路中的光學(xué)元件與藍(lán)光光束LbA的光路中的那 些光學(xué)元件起的作用相同，因此省略多余的說明。
偏振光束分光器143反射剩余的一半藍(lán)光光束Lb,以改變該一半的藍(lán)光 光束LbB，并使藍(lán)光光束LbB經(jīng)由液晶板150和l/2波長片151入射到光補 償器152。光補償器152使用折射率的差將藍(lán)光光束LbB的光程設(shè)置為與藍(lán) 光光束LbA的光程相同，然后使藍(lán)光光束LbB入射到偏振光束分光器153。
偏振光束分光器153使藍(lán)光光束LbB順序經(jīng)由1/4波長片154和中繼透 鏡155的可移動透鏡156和固定透鏡157入射到光束分光器135。
光束分光器135反射藍(lán)光光束LbB，由此使其方向偏轉(zhuǎn)^并使藍(lán)光光束 LbB經(jīng)由光束分光器136入射到物鏡137。物鏡137在記錄層201中的目標(biāo) 標(biāo)記位置設(shè)置焦點FbB，該焦點是藍(lán)光光束LbB被反射并由反射膜204返回 后形成的。
因此，如圖16所示，由于藍(lán)光光束LbA和藍(lán)光光束LbB在目標(biāo)標(biāo)記位 置形成駐波，因此光拾取器126能在光盤200的記錄層202中記錄駐波的干 涉圖案作為記錄標(biāo)記RM。
光拾取器126驅(qū)動物鏡137,以使得藍(lán)光光束LbC聚焦在反射膜204中 的目標(biāo)軌道上。光拾取器126通過中繼透鏡147和155在聚焦方向上分別控 制藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB的位置。
光拾取器126通過物鏡137在跟蹤方向上控制藍(lán)光光束LbA、 LbB和 LbC。當(dāng)由于歪斜等原因引起焦點偏移時，光拾取器126通過電流反射鏡144 控制藍(lán)光光束LbA。這樣，光拾取器126將焦點FbA和FbB設(shè)置在目標(biāo)標(biāo)記
位置。
物鏡137會聚在反射膜204上反射的藍(lán)光光束LbA (由虛線表示)并使 藍(lán)光光束LbA入射到光束分光器136。在這一點上，光束分光器136透射藍(lán) 光光束LbA，其已通過反射膜201上的反射被改變?yōu)樽笮龍A偏振光，并使藍(lán) 光光束LbA入射到光束分光器135。
光束分光器135反射藍(lán)光光束LbA，并使藍(lán)光光束LbA經(jīng)由中繼透鏡155 和1/4波長片154入射到光束分光器153。光束分光器153反射藍(lán)光光束LbA, 將其方向改變90。，并使藍(lán)光光束LbA順序經(jīng)由聚光透鏡161和圓柱透鏡162 入射到光電檢測器163。
以與光電檢測器43 (圖8)相同的方式具有四個分割的檢測區(qū)域的光電 檢測器160產(chǎn)生對應(yīng)于藍(lán)光光束LbA的接收光量的檢測信號，并以與光電檢 測器82相同的方式將檢測信號提供給信號處理單元23。
信號處理單元23根據(jù)等式(5 ) 、 ( 6 )和(7 )產(chǎn)生聚焦誤差信號SFEb、 跟蹤誤差信號STEb和切向誤差信號SNEb，并將聚焦誤差信號SFEb、跟蹤 誤差信號STEb和切向誤差信號SNEb傳送到驅(qū)動控制單元22。
另一方面，物鏡137會聚在反射膜204上反射的藍(lán)光光束LbB (由虛線 表示)并使藍(lán)光光束LbB入射到光束分光器136。在這一點上，光束分光器 136反射藍(lán)光光束LbB，其已通過反射膜204上的反射改變?yōu)橛倚龍A偏振光， 并使藍(lán)光光束LbB入射到中繼透鏡147。
中繼透鏡147透射藍(lán)光光束LbB并使藍(lán)光光束LbB經(jīng)由1M波長片146、 液晶板145和電流反射鏡144入射到偏振光束分光器143。偏振光束分光器 143反射藍(lán)光光束LbB，將其方向改變卯。，并使藍(lán)光光束LbB經(jīng)由聚光透鏡 164和針孔板165入射到光電^r測器166。
錄處理中不執(zhí)行信號處理。
另一方面，在再現(xiàn)處理中，光拾取器126通過添加到光補償器l52中的 遮光器遮住藍(lán)光光束LbB,并僅向光盤200的記錄層201照射藍(lán)光光束LbA。 在這一點上，將藍(lán)光光束LbA照射到記錄標(biāo)記RM以產(chǎn)生再現(xiàn)光。當(dāng)藍(lán)光光 束LbB沿相反方向、跟蹤與藍(lán)光光束LbB被引導(dǎo)到物鏡137的光路一樣的光 路時，所述再現(xiàn)光被引導(dǎo)到光電檢測器166。
當(dāng)沒有記錄記錄標(biāo)記RM時，配置在光電檢測器166的前置級的針孔板165遮住反射膜201反射的散焦(defocus )的返回光，并僅使來自記錄標(biāo)記 RM的藍(lán)光光束LbB入射到光電檢測器166。光電檢測器166檢測藍(lán)光光束 LbB的接收光量并通過信號處理單元23產(chǎn)生再現(xiàn)RF信號。 (2_3)球面象差的校正
根據(jù)第二實施例的中繼透鏡147和155與根據(jù)第一實施例的中繼透鏡60 和75具有相同的結(jié)構(gòu)。在光盤200中，記錄層201的表面到反射膜204的間 隔是固定的。因此，當(dāng)改變藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB與反射 膜204的距離(即，目標(biāo)深度)時，焦點FbA和FbB的移動量彼此一致。
因此，在藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB的位置與中繼透鏡147 和155的可移動透鏡148和156的移動量之間建立與第一實施例中相同的關(guān) 系。
以與根據(jù)第一實施例的中繼透鏡60和75的致動器相同的方式，控制單 元121經(jīng)由驅(qū)動控制單元22控制中繼透鏡147和155的致動器(未示出)并 將可移動透鏡148和156沿相反的方向移動相同的距離。這樣，控制單元121 能將藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB設(shè)置在目標(biāo)深度。
根據(jù)光學(xué)設(shè)計，中繼透鏡147和155被設(shè)計成當(dāng)將焦點FbA和FbB移動 與可移動透鏡61的移動量成比例的距離時，在移動后的焦點FbA和FbB， 同時，球面象差等于或小于允許量(0.02Xrms)。
因此，在中繼透鏡147和155中，與在根據(jù)第一實施例的中繼透鏡60和 75中一樣，通過移動可移動透鏡148和156，將焦點FbA和FbB移動對應(yīng)于 可移動透鏡148和156的移動量的距離，同時，將補償球面象差加到藍(lán)光光 束LbA和LbB中。這樣，可能最小化焦點FbA和FbB中的球面象差。
(2-4)操作和效果
如上所述，當(dāng)在光盤200上記錄信息時，光盤裝置120的控制單元Ul 檢測由光盤200反射的藍(lán)光光束LbC，對物鏡137執(zhí)行跟蹤控制和聚焦控制， 并向光盤200照射藍(lán)光光束LbA和LbB。
控制單元121補償?shù)貙⒅欣^透鏡147和155的可移動透鏡l48和156移 動到對應(yīng)于光盤200的記錄層201中的目標(biāo)深度的位置。
因此，控制單元121能將藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB設(shè)置 在記錄層201中的目標(biāo)深度(即，目標(biāo)標(biāo)記位置)并能將記錄標(biāo)記RM記錄 在目標(biāo)標(biāo)記位置。
在這種情況下，和第一實施例一樣，簡單地通過將中繼透鏡147和155 的可移動透鏡148和156移動對應(yīng)于目標(biāo)深度的移動量，控制單元121能將 可移動透鏡148和156設(shè)置在藍(lán)光光束LbA和LbB的焦點FbA和FbB,并 自動地將藍(lán)光光束LbA和LbB的球面象差校正為等于或小于允許量 (0皿扁)。
如上所述，和第一實施例一樣，光盤裝置120的控制單元121根據(jù)目標(biāo) 深度將中繼透鏡147和155的可移動透鏡148和156沿相反的方向移動相同 的距離，由此將補償球面象差加到藍(lán)光光束LbA和LbB中。這樣，控制單元 121能將焦點FbA和FbB處的球面象差最小化。
(3)其它實施例
在上述實施例中，中繼透鏡60和75的致動器61A和76A由控制單元21 通過驅(qū)動控制單元22分別控制，由此補償?shù)匾苿涌梢苿油?竟61和76。然而， 本發(fā)明不限于此?？梢苿油哥R61和76可以通過機(jī)械裝置補償?shù)匾苿?。例如?如圖18所示，可移動透鏡61和76由連桿臂ARM機(jī)械地連接，其能繞旋轉(zhuǎn) 軸Q旋轉(zhuǎn)，并且僅當(dāng)由致動器61A在一個方向移動可移動透鏡61時，通過 連桿臂ARM的動作在另 一個方向?qū)⒖梢苿油哥R76移動相同的距離。
在上述實施例中，根據(jù)中繼透鏡60和75的設(shè)計，當(dāng)焦點Fbl和Fb2移 動與可移動透鏡61和76的移動量成比例的距離時，同時，球面象差量WFA 被最小化。然而，本發(fā)明不限于此。例如，中繼透鏡60和75可以根據(jù)可移 動透鏡61和76的位置僅調(diào)整焦點Fbl和Fb2的位置，而不執(zhí)行球面象差的 校正。用于球面象差校正的液晶元件等可單獨被提供。
在這種情況下，液晶元件等僅必須被分別提供在藍(lán)光光束Lbl和Lb2的 光路中，以補償?shù)卣{(diào)整在各個液晶元件中的球面象差的校正量。
在上述實施例中，通過中繼透鏡60和75調(diào)整光盤100中的目標(biāo)深度(即， 與反射和透射膜104的距離)。然而，本發(fā)明本發(fā)明并不限于此?？梢酝ㄟ^ 其它方法改變目標(biāo)深度。例如，通過移動單個聚光透鏡改變目標(biāo)深度，或通 過對物鏡38和79執(zhí)行聚焦控制改變目標(biāo)深度。
在上述實施例中，在光盤100中的記錄層101和襯底102之間提供反射 和透射膜104。然而，本發(fā)明并不限于此。例如，反射和透射膜104可以在 其它位置提供，如記錄層101與襯底103之間和襯底102的內(nèi)部或記錄層101 內(nèi)部。
在上述實施例中，用于對物鏡38執(zhí)行位置控制的光束(這被稱為位置控 制光束)是具有大約660[nm]的波長的紅光光束，并且用于形成記錄標(biāo)記RM 的光束(這被稱為記錄光束)是具有大約405[nm]的波長的藍(lán)光光束。然而， 本發(fā)明并不限于此。位置控制光束和記錄光束分別可以具有任意的波長。
在這種情況下，反射和透射膜104僅必須具有根據(jù)其波長反射位置控制 光束以及根據(jù)其波長透射記錄光束的特性。記錄層101僅必須是對記錄光束 的波長作出反應(yīng)的材料。
在這種情況下，由于等式(8)中包括波長X,計算對應(yīng)于記錄光束的波 長的球面象差后，僅必須設(shè)計中繼透鏡60和75。
當(dāng)改變記錄光束的波長時，如等式(1)和(2)所表示的，由于記錄標(biāo) 記RM的尺寸被改變，因此有利地適當(dāng)?shù)馗淖冇涗洏?biāo)記RM之間的距離pl、 軌道之間的距離p2以及標(biāo)記記錄層之間的距離p3 。
在上述第一實施例中，執(zhí)行通過在光盤100的記錄層101中重新形成非 常小的全息圖來記錄表示信息的值"O，，或"r，的記錄標(biāo)記RM的所謂正型記錄。 然而，本發(fā)明不限于此?？梢詧?zhí)行所謂的負(fù)型記錄。在負(fù)型記錄中，基本上 在光盤100的整個表面上擴(kuò)展的全息圖以預(yù)定間隔形成在多層中，并通過在 目標(biāo)標(biāo)記位置聚焦預(yù)定強(qiáng)度的藍(lán)光光束Lbl和Lb2以破壞(擦除)目標(biāo)標(biāo)記 位置的全息圖，記錄信息的值"0"或"1"。
在上述實施例中，光盤IOO的直徑大約纟皮:沒置為120[mm]，記錄層101 的厚度tl被設(shè)置為大約0.3[mm]，襯底102和103的厚度t2和t3大約被設(shè)置 為0.6[mm]。然而，本發(fā)明并不限于此。光盤100的直徑、記錄層101的厚 度tl以及襯底102和103的厚度t2和t3分別可以為其它值。在這種情況下， 考慮記錄層IOI、襯底102和103的厚度、各個材料的折射率等，各個光學(xué) 元件的光學(xué)特性、排列等僅必須被設(shè)置為使得將藍(lán)光光束Lbl和Lb2的焦點 i殳置在目標(biāo)標(biāo)記位置。
在上述實施例中，光盤裝置20和120分別包括作為象差加入裝置的中繼 透4竟60和70以及中繼透鎮(zhèn)147和155。然而，本發(fā)明并不限于此。光盤裝 置可以包括具有其它各種電路構(gòu)造的象差加入裝置。
本發(fā)明能被用于在作為記錄介質(zhì)的光盤上記錄大量音樂內(nèi)容、視頻內(nèi)容、 各種數(shù)據(jù)等的光盤裝置。
所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解可以根據(jù)設(shè)計需要和其它因素進(jìn)行各種修
改、組合、子組合和變更，只要它們在所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā)射的第一和第二光的第一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記錄駐波，該光盤裝置包括象差加入部件，用于將補償象差分別加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和第二光。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中象差加入部件改變分別入射到 第一和第二物鏡的第一和第二光的發(fā)散角度，由此將象差加到所述第一和第二光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光盤裝置，其中象差加入部件在第一光的路徑中具有第一校正透鏡，在第二光的路徑中 具有第二校正透鏡，并且象差加入部件將從第 一校正透鏡到第 一物鏡的距離和從第二校正透鏡到 第二物鏡的距離之一減小與應(yīng)該被加入的象差相對應(yīng)的量，并將另一距離擴(kuò) 大相同的量，由此將象差分別加到第一和第二光。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光盤裝置，其中，根據(jù)從第一校正透鏡到第一 物鏡的距離和從第二校正透鏡到第二物鏡的距離的改變，象差加入部件改變 分別在第一和第二光中從入射到體積型記錄介質(zhì)的表面到焦點的距離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光盤裝置，其中象差加入部件被設(shè)計為當(dāng)根 據(jù)從第 一校正透鏡到第 一物鏡的距離和從第二校正透鏡到第二物鏡的距離的 改變、在第一和第二光中從入射到體積型記錄介質(zhì)的表面到焦點的距離分別 改變時，該象差加入部件根據(jù)第 一和第二光在體積型記錄介質(zhì)中的經(jīng)過距離 來校正象差。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的光盤裝置，進(jìn)一步包括照射部件，用于經(jīng)由與 第 一光的光軸相同的光軸上的第 一物鏡向體積型記錄介質(zhì)照射從另 一個光源 發(fā)射的第三光，其中第一控制部件根據(jù)當(dāng)?shù)谌獗惶峁┰隗w積型記錄介質(zhì)內(nèi)的反射層反射時 形成的返回光對第 一物鏡執(zhí)行位置控制。
7、 一種在分別利用對應(yīng)于從同 一光源發(fā)射的第一和第二光的第一和第二 物鏡從預(yù)定照射物體的兩側(cè)向該照射物體照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置時使用的光學(xué)象差校正方法，該方法包括步驟 將補償象差加到入射到照射物體上的第一和第二光。
8、 一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā)射的第一和第二光的第 一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記錄駐波，該光盤裝置包括象差加入部件，用于將補償象差加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和 第二光中的至少一個光。
9、 一種在盤狀體積型記錄介質(zhì)上記錄駐波的光盤記錄方法，該光盤記錄 方法包括步驟分別利用對應(yīng)于從同 一光源發(fā)射的第 一和第二光的第 一和第二物鏡從體 積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚 焦在同一焦點位置；以及將補償象差加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和第二光中的至少一個光。
10、 一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā)射的第一和第二光的 第 一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第 一和 第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記錄駐波，該光盤裝置包括象差加入單元，用于將補償象差分別加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第 一和第二光。
11、 一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā)射的第一和第二光的 第 一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第 一和 第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記錄駐波，該光盤裝置包括象差加入單元，用于將補償象差加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和 第二光中的至少一個光。
全文摘要
一種光盤裝置，分別利用對應(yīng)于從同一光源發(fā)射的第一和第二光的第一和第二物鏡從盤狀體積型記錄介質(zhì)的兩側(cè)向該記錄介質(zhì)照射所述第一和第二光、以使得所述光聚焦在同一焦點位置并記錄駐波。該光盤裝置包括象差加入單元，用于將補償象差分別加到入射到體積型記錄介質(zhì)上的第一和第二光。
文檔編號G11B7/0065GK101202060SQ20071018617
公開日2008年6月18日 申請日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者宮本浩孝, 近藤高男, 齊藤公博 申請人:索尼株式會社