專利名稱：設(shè)定球面像差校正的方法以及使用該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對于一裝置的掃瞄光束設(shè)定其球面像差校正的方法，其中 掃瞄光束是用以掃描一光學(xué)紀錄載體的信息層。特別是，本發(fā)明也關(guān)于一 種使用上述方法的掃描裝置。
背景技術(shù)：
在大部分的光學(xué)記錄載體中，往往都會使用一透明的覆蓋層來保護光 學(xué)記錄載體中的信息層，以避免受到外界環(huán)境的影響。因此，在利用掃瞄 光束讀取、清除或?qū)懭胄畔訑?shù)據(jù)時，掃描光束必需先穿過透明的保護層。 然而，保護層厚度的不同，會對掃瞄光束造成相當?shù)那蛎嫦癫睢Ｋ?，?瞄光束必須針對球面像差進行校正，特別是當聚焦在信息層的掃瞄光束其
數(shù)值孔徑(NA)增加時，此校正會變得還加關(guān)鍵。當掃描裝置對所謂藍光光 盤類型的記錄載體進行掃描時，其所使用的數(shù)值孔徑(NA)為0.85，此時， 即使保護層厚度的誤差位于同一類型記錄載體的制造誤差容許范圍中，然 而保護層的厚度仍然是決定校正的最關(guān)鍵性因素。因此，對于每一種要進 行掃描的記錄載體，掃描裝置需要一額外的裝置來根據(jù)紀錄載體的類型， 分別調(diào)整其球面像差校正。除了針對不同類型的記錄載體進行調(diào)整外，針 對紀錄載體其保護層厚度的不同，也需要進行必要的調(diào)整。
在國際專利申請案W02005/034100中，揭露一種掃描裝置，其中，通 過步進馬達在一特定范圍內(nèi)移動準直鏡，可以調(diào)整掃瞄光束的球面像差校 正。當開始掃描時，步進馬達會根據(jù)一默認值，從該特定范圍的一個停止 端點開始，根據(jù)要進行掃描的紀錄載體類型，進行一預(yù)定數(shù)量的步進數(shù)。 其中，預(yù)定的步進數(shù)量與記錄載體類型間的關(guān)系可以儲存于掃描裝置中。 在步進馬達完成預(yù)定的步進數(shù)后，掃瞄光束會被聚焦于記錄載體的信息層 上。接著，通過觀察信息層上光束的聚焦情形，以及使控制掃瞄光束的徑 向伺服(radialservo)維持在開放回路的狀態(tài)，便可對球面像差校正進行
6進一步的微調(diào)。其后，再借著將徑向誤差信號的峰-峰振幅
(peak-peakamplitude)最大化，使準直鏡設(shè)定在最佳的位置上。
此種前饋式的預(yù)設(shè)有時候會由于步進馬達其步進數(shù)量的增加或缺少 而導(dǎo)致可靠度降低。因為球面像差校正的設(shè)定可能剛好在沒有徑向誤差信 號的狀況下，因此，造成準直鏡的位置不精確，進而導(dǎo)致微調(diào)失敗。此種 設(shè)定的正確率必須要維持在前述特定范圍的1%以內(nèi)，才能使微調(diào)程序順利 的展開。
用此方法決定最佳化設(shè)定的另一個缺點是需要校正掃瞄光束在信息 層上的聚焦狀況。假若球面像差校正值離其最佳化設(shè)定太遠，并且無法檢 測到任何徑向誤差信號，則會導(dǎo)致球面像差校正的設(shè)定失敗，進一步導(dǎo)致 無法掃描記錄載體。
綜上，本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進設(shè)定球面像差校正的方法 以及使用此方法的掃描裝置。

發(fā)明內(nèi)容
前述目的可通過下列方法來達成，所述方法是對一裝置的掃瞄光束設(shè) 定球面像差校正，其中所述掃描光束用來掃描光學(xué)記錄載體的信息層，所 述方法包括以下步驟將掃描光束聚焦于光學(xué)記錄載體上，并產(chǎn)生一聚焦 點；校正掃描光束的球面像差；在使用所述聚焦點進行縱向掃描的期間， 決定一聚焦誤差信號；決定球面像差校正的最佳設(shè)定，其中球面像差校正 是最大化該聚焦誤差信號的峰-峰振幅。
可沿著掃描光束到記錄載體的光束路徑移動光學(xué)元件來進行球面像 差校正的調(diào)整，或者通過控制一固定元件來進行調(diào)整，例如液晶元件 (liquidcrystalcell)，以便將進行球面像差調(diào)整的變異量引入至掃瞄光
束中°
縱向的聚焦掃描是通過在開放回路狀態(tài)操作聚焦伺服(focusservo) 來實行。聚焦誤差信號的峰-峰振幅與球面像差校正有關(guān)，使其對于最佳 化球面像差校正而言成為一合適的參數(shù)。因為聚焦誤差信號的峰-峰振幅 可在縱向聚焦掃描時決定，所以不需要如同現(xiàn)有技術(shù)一樣借著精確定位出 信息層上的聚焦位置來最佳化球面像差校正。對于球面像差校正來說，聚焦誤差信號的檢索范圍相當?shù)拇?，亦即?即便校正設(shè)定與最佳化設(shè)定相差甚遠時，仍然可以取得聚焦誤差信號。為 了能夠順利的進行聚焦誤差調(diào)整，上述校正設(shè)定最好是位于檢索范圍的
20%的內(nèi)。
聚焦誤差信號非常適合用來對球面像差校正進行粗調(diào)。在有需要的情 況下，可以再使用其它信號來對球面像差校正進行微調(diào)，例如可使用現(xiàn) 有技術(shù)中的徑向誤差信號。在粗調(diào)前可先進行一預(yù)設(shè)步驟，其中，所述預(yù) 設(shè)步驟是將球面像差校正設(shè)定為一預(yù)定值。因為聚焦誤差信號的可檢索范 圍較大，所以此種預(yù)設(shè)相較于現(xiàn)有技術(shù)而言，其準確度可能會偏低。
設(shè)定球面像差校正的三個步驟流程，包括了預(yù)設(shè)、粗調(diào)以及微調(diào)，其 特征可分辨如下。預(yù)設(shè)是一前饋控制步驟，用以將校正設(shè)定在可檢測到聚 焦誤差信號的范圍內(nèi)。粗調(diào)則是將聚焦伺服信號的反饋最佳化，其中，聚 焦伺服是在開放回路的狀態(tài)中操作，以便在一較狹窄的范圍內(nèi)進行校正設(shè) 定，通過此可以讓聚焦伺服以及隨后的徑向伺服能還容易的檢索到信號。 微調(diào)則是在完成聚焦伺服以及徑向伺服后，對裝置讀/寫性能進行反饋最 佳化。本發(fā)明并不限于上述三個步驟，也不限于所描述的實施例及所欲達 成的目的。例如也可僅通過粗調(diào)使球面像差校正具有較精確的設(shè)定，由 此可省略后續(xù)的微調(diào)步驟。至于，預(yù)設(shè)步驟也可省略，或是使用搜尋程序 來定位可檢測到聚焦信號的范圍大小。
應(yīng)注意的是，現(xiàn)有掃描裝置是使用徑向誤差信號來進行微調(diào)，然而， 相較于聚焦誤差信號而言，其只具有較窄的可檢索范圍。因此，在使用徑 向誤差信號調(diào)整前，現(xiàn)有掃描裝置尚需先進行包括球面像差校正以及校正 信息層上聚焦狀況等兩個預(yù)設(shè)的步驟。
在本發(fā)明一較佳實施例中，所述方法包括以下步驟對于要進行掃描 的記錄載體，決定一層厚參數(shù)值；以及在決定最佳設(shè)定值前，依層厚參數(shù) 值設(shè)定球面像差校正。
依據(jù)于一記錄載體相關(guān)參數(shù)來預(yù)設(shè)球面像差校正，是使校正接近其最 佳值的一個較快方式。此外，也可降低在開始最佳化球面像差校正時，由 于校正設(shè)定離最佳設(shè)定值太遠，以致于無法得到聚焦誤差信號的機會。因 此，本發(fā)明中包括了使用層厚參數(shù)來進行預(yù)設(shè)、以及隨后使用聚焦誤差信號最佳化來進行微調(diào)的球面像差校正方法，既快速并且可靠。
因為相較于現(xiàn)有技術(shù)中使用徑向誤差信號的方法，根據(jù)本發(fā)明使用聚 焦誤差信號的方法會具有較大的檢索范圍，所以在預(yù)設(shè)校正后所進行調(diào)整 球面像差校正其失敗的機會會大幅減小。
層厚參數(shù)表示記錄載體中信息層的光學(xué)厚度。層厚參數(shù)可以為任何特 定的參數(shù)，也可以編碼成任何適合的型式。它可以是信息層的光學(xué)厚度， 亦即，將記錄載體保護層的折射率乘上信息層的實體厚度，再編碼為一個 長度單位，其中信息層是位于記錄載體其入射表面之下。在一實作中，層 厚參數(shù)可直接編碼成一步進馬達的步進數(shù)量，其中步進馬達是用來移動準 直鏡。此外，層厚參數(shù)也可以是記錄載體類型的標示，用來顯示膜層厚度 的數(shù)值。
這些用來設(shè)定球面像差校正方法的步驟最好在一開始掃描記錄載體
的時候?qū)嵭?。在開始進行上述步驟前，可以先進行一步驟:從記錄載體檢
索信息以決定其層厚參數(shù)，例如其類型。
當所能取得的層厚參數(shù)值只與要進行掃瞄的記錄載體有關(guān)，而與先前 己掃描過記錄載體無關(guān)時，球面像差校正必須相對于一零點位置做預(yù)設(shè)。
通過光學(xué)傳感器能定義出在某范圍內(nèi)可移動的準直鏡其零點位置。此 準直鏡的任何位置可相對于此零點位置定出。但此種定義零點位置的缺點 為需要多花費光學(xué)傳感器的成本。
另一種方式，則是以機械停止的方式，將移動范圍的一個端點定義為 零點位置。如此，只要借著以機械停止的方式施力于準直儀，使其?？吭?零點位置上，便可進行后續(xù)準直儀位置所需的定位。然而，此種強制準直 儀移動的方式，可能會導(dǎo)致裝置當機，并使裝置無法使用。
然而，此種缺點在下列的方法中并不存在。所述方法是在中止掃描第 一記錄載體后要掃瞄第二記錄載體時，對于第二記錄載體使用層厚參數(shù)來
預(yù)設(shè)球面像差校正，其包括以下步驟檢索存于一內(nèi)存中與第一記錄載體 有關(guān)的第一層厚參數(shù)值；決定第二記錄載體的第二層厚參數(shù)值；以及依據(jù) 第一與第二層厚參數(shù)值間的差異，由使用于第一記錄載體的設(shè)定，改變球 面像差校正。
第一記錄載體的層厚參數(shù)值最好儲存在掃描裝置的內(nèi)存內(nèi)。在中止第一記錄載體的掃描后，球面像差校正會維持在巳知的設(shè)定 下。此種設(shè)定可應(yīng)用于特殊的狀況中，例如，當所述的校正包括了對掃描 裝置其機械部分進行定位的時候。下一個記錄載體的預(yù)設(shè)可以借著其與前 一個記錄載體間的關(guān)系而加以設(shè)定。
當先前最后掃描的信息層以及準備要掃瞄的信息層其層厚參數(shù)值相 同時，球面像差校正的設(shè)定就不需做變還。此種情形會發(fā)生在所欲掃描的 信息層具有相同的層厚參數(shù)時，例如，記錄載體為相同類型。接著，通過 聚焦誤差信號來執(zhí)行粗調(diào)步驟，并選擇性的使用微調(diào)步驟。當準備要掃描 與先前最后掃描的記錄載體與信息層皆相同時，則粗調(diào)甚或微調(diào)程序皆可 加以省略。
當層厚參數(shù)值不同時，則需要改變球面像差校正。參數(shù)間的差異，包 括記錄載體其類型間的差異、或是記錄載體中信息層的差異、又或是光學(xué) 厚度的差異，這些差異讓球面像差校正的前饋調(diào)整可較接近于所需的設(shè)定 值。當使用步進馬達作前饋調(diào)整時，因為聚焦誤差信號有較大的檢索范圍， 所以，步進量減少或增加所導(dǎo)致設(shè)定上的不精確，不致于過度的影響設(shè)定 的最佳化。
因為此預(yù)設(shè)方法是使用先前球面像差校正的設(shè)定來決定下一個記錄 載體的設(shè)定，所以對于球面像差設(shè)定而言，就不需要非常精確的定義出零 點位置了。因此，不需要有如同現(xiàn)有技術(shù)所使用的機械停止或光檢測器。
雖然使用兩個不同的層厚參數(shù)值間的差異已被揭露可結(jié)合使用聚焦 誤差信號來最佳化球面像差校正，但是也可先利用此差異，結(jié)合其它后續(xù) 最佳化球面像差校正方法，例如使用徑向誤差信號。
層厚參數(shù)可能與記錄載體的類型有關(guān)，例如藍光光盤(BD)及高分辨
率數(shù)字多功能光盤(HD-DVD)。當記錄載體有好幾層信息層時，其中一層的 層厚參數(shù)可能和所有的信息層有關(guān)。
另外，層厚參數(shù)也可能和記錄載體中信息層的厚度有關(guān)。因此， 一個 具有數(shù)層信息層的記錄載體中，每個信息層可能都會有其所屬的層厚參 數(shù)，亦即，對于不同的信息層，其層厚參數(shù)為不同值。
設(shè)定球面像差校正的流程也可能與前次掃描是否正常終止有關(guān)。假如 第一記錄載體的掃描為正常終止，則在開始掃描第二記錄載體時，球面像
10差校正的設(shè)定仍然維持先前適用于第一記錄載體的設(shè)定。在開始掃描的時 候，可用此球面像差設(shè)定來得到適用于該第二記錄載體的設(shè)定。假若前次 掃描為異常終止，則由于無法確認前次終止時球面像差校正的設(shè)定，所以 球面像差校正的設(shè)定，可能會是儲存于掃描裝置中各種不同類型記錄載體 其默認值的任何一種。在此狀況的下，用先前設(shè)定來得到第二記錄載體設(shè) 定的方式已不可靠。此時，最好通過以下方法來得到第二記錄載體的預(yù)設(shè)， 該方法包括以下步驟以該聚焦點執(zhí)行一縱向掃描；以及依據(jù)在步進量漸
增(ramping)過程中是否從該第二記錄載體的一信息層檢測到一聚焦誤差 信號，設(shè)定球面像差校正。
在異常終止后使用的步驟會形成一回復(fù)操作，其可視為一種特別的預(yù) 設(shè)步驟。此操作包含了兩種可能的流程，其一是從信息層檢測到聚焦誤差 信號，其二則是沒有檢測到聚焦誤差信號。當聚焦伺服操作于開放回路狀 態(tài)中來進行縱向聚焦掃描時，若在聚焦誤差信號中所謂的S曲線沒有被觀 察到的話，則聚焦誤差信號即視為未被檢測到。
一掃描異常終止可通過一個在掃描結(jié)束時的終止指示器來標示。該終 止指示器可以是一標記，儲存于掃描裝置的內(nèi)存中。在進行其后的掃描程 序時，可借著讀取該終止指示器來決定球面像差校正器的狀態(tài)。
假如在回復(fù)作業(yè)期間，有檢測到聚焦誤差信號，則對于第二記錄載體 的球面像差校正設(shè)定，最好是通過控制球面像差校正以增加聚焦誤差信號 的峰-峰振幅來設(shè)定。
假若未檢測到聚焦誤差信號，可借著變換方向且增加步進數(shù)量，來變 換球面像差校正的設(shè)定，直到檢測到聚焦誤差信號為止。 一旦聚焦誤差信 號被檢測到，可借著最大化聚焦誤差信號的峰-峰振幅，使球面像差校正 最佳化。
峰-峰聚焦誤差信號作為球面像差校正的函數(shù)可繪制出一鐘形曲線， 此時球面像差校正的第一個步進量，最好小于該鐘形曲線的兩倍半高波寬 (fulliidth-half-maximum;FWHM)。當步迸量小于鐘形曲線的兩倍半高波 寬(FWHM)時，此步進量不會太大而導(dǎo)致球面像差校正跳過此鐘形曲線進而 無法找到所需要的校正設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明的方法，最好包括下列步驟，即通過最佳化數(shù)據(jù)信號振動或是徑向誤差信號的峰-峰振幅，來設(shè)定球面像差校正。
在使用最佳化的聚焦誤差信號來設(shè)定球面像差校正之后，球面像差校 正可通過最小化數(shù)據(jù)信號的振動、或是最大化徑向誤差信號來進行微調(diào)。 另 一 可選擇的微調(diào)方法是使用維特比可靠度靈敏值
(Viterbif igures-ofmerit)，例如所謂的解析器(PRSER)，其主要適用于 高分辨率數(shù)字多功能光盤(HD-DVD)類型的記錄載體。
本發(fā)明也關(guān)于一種用來掃描光學(xué)記錄載體其信息層的裝置，包括一 發(fā)光源， 一物鏡系統(tǒng)，將掃瞄光束聚焦在信息層，并形成一聚焦點； 一檢 測系統(tǒng)，檢測從記錄載體反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦誤差信號； 一校正控 制器，接收聚焦誤差信號作為輸入，并產(chǎn)生一校正控制信號作為輸出，其 中校正控制信號是以該聚焦點進行一縱向掃描時所得到聚焦誤差信號的 峰-峰振值來決定；以及一球面像差校正器，對掃瞄光束進行球面像差校 正，球面像差校正器的設(shè)定取決于校正控制信號。
本發(fā)明的進一步特征及優(yōu)點將由以下本發(fā)明實施例及相關(guān)圖示的說 明而有還清楚的了解。


圖1繪示為一光學(xué)記錄載體示意圖2繪示為一單層記錄載體的截面示意圖3繪示為一雙層記錄載體的截面示意圖4繪示為本發(fā)明中用以掃描記錄載體的裝置；
圖5A及圖5B繪示為對于兩種不同的球面像差設(shè)定的聚焦誤差信號;
圖6繪示為以球面像差校正設(shè)定為函數(shù)的峰-峰振幅；以及
圖7繪示為球面像差校正器的設(shè)定范圍。
附圖標號
1信息層 2記錄載體
3軌道 4凹槽部
5平坦部 6、 9信息層
7透明覆蓋層 8保護層
12IO透明間隔層 12發(fā)光源
14準直鏡
16掃瞄光束
18平行光束
20檢測器
22檢測信號處理器
24聚焦伺服控制器
26垂直方向
28光軸
30徑向伺服控制器 32讀取信號處理器 34第二致動器 36、 38內(nèi)存37參照表
11多層記錄載體
13分光鏡
15物鏡系統(tǒng)
17聚焦點
19反射光束
21檢測系統(tǒng)
23聚焦誤差信號
25第一致動器
27水平方向
29徑向誤差信號
31數(shù)據(jù)信號
33輸出信號
35球面像差校正控制器
具體實施例方式
圖l繪示為一光學(xué)記錄載體的信息層l，此紀錄載體為一盤狀。數(shù)據(jù) 是儲存于信息層上的軌道3中，例如一 360°螺旋回轉(zhuǎn)的軌道3中。圖2 繪示為圖1記錄載體沿著線段II的截面圖。此記錄載體有單一的信息層6， 信息層中的每道軌道具有一凹槽部(groov印ortion)4以及一平坦部 (landportion)5。為了清楚說明，圖中記錄載體的某些部分的尺寸已加以 放大。數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)區(qū)塊的形式被編碼成平坦及凹槽部的組合，該數(shù)據(jù)區(qū)塊 具有和周圍區(qū)塊不同的特性，因而可針對數(shù)據(jù)區(qū)塊進行檢測。上述的特性 可以是反射比或是磁化程度的差異。此外，也可在沒有平坦部及凹槽部的 情況下，直接于軌道中儲存數(shù)據(jù)，此時所謂的數(shù)據(jù)區(qū)塊便是由軌道所定義。
上述的記錄載體2具有一透明覆蓋層7位于信息層6上，以保護信息 層不受外界環(huán)境的影響。 一光學(xué)掃瞄束可透過該覆蓋層7掃描信息層6。 在一特殊的記錄載體中，也可以沒有此覆蓋層。信息層6的另一側(cè)則被一 保護層8所覆蓋。此記錄載體的機械穩(wěn)定度，可通過此覆蓋層7及/或保 護層8來提供。圖3顯示了一多層記錄載體11，其具有兩層信息層6及9，每層皆有 軌道，可能同樣是平坦或凹槽的形式。這兩層信息層通過一透明間隔層10 隔開。
該記錄載體的覆蓋層7及間隔層10的厚度，通常是以記錄載體其類 型的標準來規(guī)范。例如，對于所謂的藍光類型記錄載體而言，覆蓋層的厚 度約在23及30mm之間，而間隔層的厚度則大約100mm。
圖4繪示為本發(fā)明實施例中用來掃描記錄載體其信息層的裝置。該裝 置包括一發(fā)光源12，可以為一半導(dǎo)體激光。 一光學(xué)系統(tǒng)，包括一分光鏡13， 一準直鏡14，以及一物鏡系統(tǒng)15，由發(fā)光源12所產(chǎn)生的掃瞄光束16聚焦在 多層記錄載體11的信息層6的一聚焦點17上。準直鏡14是用以將發(fā)散的掃 瞄光束變成一平行光束18。該物鏡系統(tǒng)15可以如圖中所示為單一透鏡，但
也可以由幾個透鏡或者其它元件組成，如反射鏡。光束被信息層反射后 形成一反射光束19，經(jīng)物鏡系統(tǒng)15會合后再經(jīng)由準直鏡14聚集，且通過分 光鏡13將該反射光束19與掃瞄光束16分開。反射光束19入射至檢測器20， 該檢測器20為檢測系統(tǒng)21的一部分，用以將此光束轉(zhuǎn)換為一電子檢測器信 號。該檢測系統(tǒng)21也包括一檢測信號處理器22。該檢測信號處理器22可將 該檢測信號轉(zhuǎn)換為可供掃描裝置使用的信號。
該檢測信號處理器22會產(chǎn)生一聚焦誤差信號23，其聚焦誤差信號值 表示掃瞄光束聚焦點17與所掃瞄信息層之間的縱向距離。該聚焦誤差信 號可以任何已知方式產(chǎn)生，例如以所謂像散焦距檢測法來產(chǎn)生。聚焦誤 差信號23會輸入至一聚焦伺服控制器24。聚焦伺服控制器24可控制一第 一致動器25，使物鏡系統(tǒng)15沿著縱向方向26及橫向方向27移動。當物 鏡系統(tǒng)15沿著縱向方向26移動時，會沿著物鏡光軸28改變焦點17的位 置，而聚焦誤差信號則是用來控制物鏡系統(tǒng)15沿著縱向方向的移動。檢 測系統(tǒng)21，聚焦伺服控制器24以及第一致動器25的組合形成一聚焦伺服。 當聚焦伺服在一封閉回路操作時，聚焦伺服可使焦點17在掃描過程中皆 維持在信息層上，亦即掃瞄光束16維持聚焦在信息層上。掃描信息層便 是指使信息層相對于焦點移動，而對于一盤狀記錄載體而言，則可以圓盤 的軸心來旋轉(zhuǎn)記錄載體以進行掃瞄。該檢測信號處理器22也可產(chǎn)生徑向誤差信號29。徑向誤差信號29 表示焦點17和欲掃瞄軌道中心之間的橫向距離。該徑向誤差信號29可用 任何已知方式來產(chǎn)生，例如所謂的推挽法(push-pullmethod)或所謂的差 動相位檢測法(DPDmethod)。徑向誤差信號29會被輸入至一徑向伺服控制 器30，其可控制第一致動器25使焦點17橫向移動。若為盤狀記錄載體， 所述橫向的移動即指沿著徑向方向的移動，通過此沿著與軌道垂直的方向 改變焦點在信息層平面上的位置。檢測系統(tǒng)21，徑向伺服控制器30以及 第一致動器25形成一徑向伺服。當徑向伺服在封閉回路操作時，可使焦 點17在掃描信息層的過程中保持在軌道中心。
檢測信號處理器22也產(chǎn)生一數(shù)據(jù)信號31，其表示被記錄在信息層的數(shù) 據(jù)。這個信號是由一讀取信號處理器32迸行處理，至于其它的元件則是用 來進行錯誤校正。透過該處理器32的處理，會輸出一數(shù)字型式的輸出信號 33。
在上述聚焦掃描信息層的過程中，對焦點位置的控制，可用于在信息 層中讀取，清除及寫入數(shù)據(jù)。掃描可由某一個信息層跳至另一個信息層， 例如可通過控制第一致動器25進行一縱向的跳越，跨過間隔層10的厚度， 從信息層6移至信息層9來進行掃描。
該物鏡系統(tǒng)15可給予掃瞄光束16 —球面像差固定量，以校正由于掃 瞄光束16穿透覆蓋層7所引起的球面像差，以及，當掃描信息層9時， 掃瞄光束16須先穿透間隔層10引起的球面像差。球面像差的改變量會通 過準直鏡14以及一第二致動器34給予掃瞄光束16，其中，第二致動器 34可讓準直鏡14沿著光軸28移動一距離。借著改變準直鏡14及發(fā)光源 12間的距離，由準直鏡14所產(chǎn)生的準直光束18聚集情形亦會隨著改變。 當物鏡被設(shè)計用來接收入射的準直光束時，則入射光束其聚集情形的改 變，將造成物鏡系統(tǒng)除了給予掃瞄光束一固定球面像差量之外，也給予一 球面像差的變異量，此球面像差變異量會依據(jù)入射準直光束的聚集情形改 變而改變。此種可調(diào)整球面像差的校正，即可針對球面像差的變異量進行 校正，其中球面像差的變量是由于覆蓋層7厚度的不同，或是使用多層記 錄載體時其所具有的一層或還多間隔層io所衍生。
準直鏡14以及第二致動器34可組成一球面像差校正器。雖然在圖4中
15球面像差校正器基本上是縱向移動的準直鏡，但是此球面像差校正器也可
為另一種元件，例如 一液晶元件，其可讓掃瞄光束波前 avefront)改 變。
準直鏡14的位置由第二致動器34來控制，其中第二致動器34可由一 歩進馬達驅(qū)動螺紋或嫘旋狀的齒輪以及鋸齒狀的齒條組而組成。 一球面 像差校正控制器35依據(jù)聚焦誤差信號23控制第二致動器34的設(shè)定，在 一特殊實施例中，則是依據(jù)數(shù)據(jù)信號31來設(shè)定第二致動器34。
控制器24， 30及35可被整合為單一控制器。該檢測信號處理器22 及讀取信號處理器32也可被整合在此單一控制器中。
以下描述使用聚焦誤差信號決定球面像差校正最佳設(shè)定的方法。球面 像差設(shè)定對于聚焦誤差信號的影響顯示于圖5A及圖5B。圖中顯示聚焦誤 差信號23可為焦點17其縱向位置的函數(shù)。當聚焦伺服操作于開放回路模 式下，且聚焦伺服控制器24控制聚焦點17做一縱向掃描時，可得到圖中 的信號。圖5A顯示三條S型曲線40、 41及42。第一條S型曲線40是由 于聚焦點的位置穿過空氣及保護層的接口而產(chǎn)生。第二及第三條S曲線 41、 42分別是由于聚焦點的位置經(jīng)過圖4中所示的信息層6及9而造成。 圖5B顯示和圖5A相同的掃描裝置以及記錄載體的聚焦誤差信號，但差別 在于球面像差校正的設(shè)定與圖5A不同。S曲線43， 44和45亦可對照至S 曲線40、 40及42。
如圖5B中箭號46所示為S曲線的峰-峰振幅值，其大小是由球面像 差校正設(shè)定來決定。在球面像差校正對于一特定信息層有最佳設(shè)定值的時 候，代表此信息層S曲線的峰-峰振幅會有最大值。圖5A中球面像差校正 其設(shè)定，對于信息層6而言接近其最佳化的設(shè)定，反的在圖5B中則是對 于信息層9而言接近其最佳化設(shè)定。
校正控制器35可執(zhí)行一計算程序來最佳化球面像差校正設(shè)定。它將 透過聚焦伺服控制器24來控制第一致動器25使聚焦點作一連串縱向掃 描，在掃描的過程中，再通過第二致動器34調(diào)整球面像差校正的設(shè)定。 聚焦點掃描的距離需夠長以便能夠找到所掃瞄信息層平面S曲線的峰-峰 振幅。從這些設(shè)定為函數(shù)的一系列峰-峰振幅值中可找出該校正器最佳設(shè) 定值。圖6所顯示的曲線50,其是以峰-峰聚焦誤差信號作為球面像差校正
器的函數(shù)而繪制。根據(jù)校正器于不同設(shè)定下(如圖中所示的Si、 S2及S3)所 量測的一系列峰-峰振幅值，控制器可決定出最佳設(shè)定(s4)。
由聚焦誤差信號推知的最佳化設(shè)定是一粗調(diào)的設(shè)定，對于所掃描的信
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系統(tǒng)21產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號31進行微調(diào)設(shè)定。校正控制器是通過已知的方法
來調(diào)整球面像差校正器的設(shè)定，以便最小化數(shù)據(jù)信號的振動，例如透過
量測的振動量與球面像差曲線的關(guān)系而繪制的一拋物線。另一種微調(diào)方式
是最大化開放回路的徑向誤差信號29，此部分可參照國際專利 W02005/034100。
在一特殊實施例中，掃描裝置的球面像差校正器在粗調(diào)及微調(diào)之前會 先進行預(yù)設(shè)。在掃描一第一記錄載體的過程中，此裝置會儲存與第一記錄 載體有關(guān)的層厚參數(shù)值，此參數(shù)可為記錄載體類型的標示。此裝置也可決 定記錄載體的類型，例如比較在聚焦點縱向掃描時，S曲線零點跨越 (zero-crossing)之間的距離以及儲存于裝置內(nèi)存中的表格數(shù)值可決定紀 錄載體的類型。如圖4所示，內(nèi)存36可為校正控制器35—部分。比較S 曲線零點跨越(zero-crossing)之間的距離相當于比較記錄載體覆蓋層7 及/或間隔層10的厚度。另一方式是，比較兩組所謂的中央光圈信號最大 值之間的距離，比如上述的數(shù)據(jù)信號31便可加以利用。在完成一記錄 載體的掃描后，可通過一指令的指示而將記錄載體卸載，此時第二致動器 34的步進馬達以及球面像差校正器皆會維持在先前掃描第一記錄載體信 息層時的位置。
在開始隨后的第二記錄載體掃瞄時，校正控制器決定此記錄載體的類 型，并從內(nèi)存中檢索第一記錄載體的類型再對兩者進行比較。若兩者類型 相同，球面像差校正器所使用的聚焦誤差信號粗調(diào)，會由先前第一記錄載 體的設(shè)定開始，接著再進行一微調(diào)步驟。當?shù)谝患暗诙涗涊d體為相同記 錄載體的時候，此粗調(diào)及/或微調(diào)步驟則可被省略。
若這兩種記錄載體的類型不同時，該裝置會利用一儲存于校正控制器 35內(nèi)的參照表37，此參照表37所記載的項目，包括了記錄載體的類型， 以及對于每一類型記錄載體而言球面像差校正器的最佳化設(shè)定值。在參照表中，兩種紀錄載體其類型的比較，可提供校正器相關(guān)的設(shè)定差異量，以 便將設(shè)定改變成適合于第二記錄載體的設(shè)定。在此校正器完成預(yù)設(shè)后，接 著再執(zhí)行球面像差校正的粗調(diào)及微調(diào)。
圖7舉例一準直鏡14的可移動范圍，其顯示在一個能夠掃描藍光光 盤(BD)及所謂的高分辨率數(shù)字多功能光盤(HD-DVD)的掃描裝置中，球面像 差校正的設(shè)定。 一機械的內(nèi)部截止器53及外部截止器54限制準直鏡移動 的范圍。對于一藍光光盤類型的記錄載體而言，在考慮球面像差的數(shù)量后， 準直器可能的最佳位置位于小范圍55內(nèi)，至于對一高分辨率數(shù)字多功能 光盤型的記錄載體而言，則是位于小范圍56內(nèi)。圖中的小范圍也包括了 具有多層信息層類型記錄載體其準直鏡的最佳位置，以及考慮了相較于標 準值的容許范圍。因此，小范圍55也包括了對于DVD類型記錄載體的信 息層6及9而言，其準直鏡的最佳化位置。
以一球面像差校正預(yù)設(shè)方法舉例來說，若已被掃描的第一記錄載體為 高分辨率數(shù)字多功能光盤類型，且第二記錄載體為藍光光盤類型，則在第 一記錄載體掃瞄結(jié)束時，球面像差校正的設(shè)定將位于小范圍56中。當開 始第二記錄載體的掃描時，裝置會注意到兩記錄載體的差異，并從參照表 得到球面像差校正器設(shè)定的差值。此裝置會將準直鏡的位置由小范圍56 移至小范圍55。隨后使用聚焦誤差信號粗調(diào)設(shè)定球面像差校正，之后可以 再使用數(shù)據(jù)信號進行細調(diào)。
如圖4所示，該裝置也包括一內(nèi)存38，儲存一標記以注明在各個情形 下預(yù)設(shè)球面像差校正器時所需的不同程序。在一掃描正常結(jié)束時，亦即， 沒有任何掃描錯誤的時候，便會設(shè)定此標記。若掃描發(fā)生錯誤則該標記不 會被設(shè)定，因為原本球面像差校正設(shè)定可能會發(fā)生遺失的情形。在此種掃 描錯誤發(fā)生后，球面像差校正的設(shè)定將不再位于與所掃描記錄載體有關(guān)的 小范圍內(nèi)，而可能位于任何的小范圍內(nèi)或是介于兩個小范圍之間。在此情 況下，使用已掃描過的記錄載體以及欲掃描記錄載體間的差異來設(shè)定球面 像差校正的方法將無法實行。取而代之的是，進行一回復(fù)程序，以將設(shè)定 帶入所要掃描記錄載體的小范圍內(nèi)。該回復(fù)流程是用來防止準直器撞到內(nèi) 部截止器(innerstop)或外部截止器(outerstop)而被卡住。首先做一縱向 聚焦掃描。當檢測到聚焦誤差信號后，使用上述流程，最大化與所掃描信
18息層相關(guān)的s曲線峰-峰振幅值。當沒有聚焦誤差信號被檢測到時，此設(shè)
定必須直到一S曲線被檢測到才能改變，以防止撞到其中一個截止器。此 外，設(shè)定上需增加步進量以及變換方向。例如， 一開始改變所述的設(shè)定，
以一步進量D，及任意方向，做一縱向聚焦掃描，且監(jiān)控S曲線是否出現(xiàn)。
假若S曲線被檢測到，則相關(guān)S曲線的峰-峰振幅可使用上述方式最佳化。
假若S曲線沒被檢測到，以一步進量2D改變設(shè)定并于反方向再試一次， 并再度監(jiān)控S曲線是否出現(xiàn)，此流程將以步進量3D， 4D…重復(fù)，且不斷的 改變方向直到S曲線被檢測到為止，讓球面像差設(shè)定得以使用上述方式粗 調(diào)及細調(diào)來最佳化。
步進量D的大小最好小于圖6中曲線50的兩倍半高波寬(FWHM)51， 以防止步進量太大以致于球面像差校正跳過曲線50進而導(dǎo)致無法找到最 想要的校正設(shè)定。
上述實施例僅是本發(fā)明中為了方便理解所舉出的實例，至于還多的實 施例當然可由本發(fā)明加以設(shè)想并衍生。此外，本發(fā)明中所描述和任一實施 例有關(guān)的技術(shù)特征除了可單獨使用外，也可與其它已描述的特征結(jié)合，也 可或是與一或多個實施例的技術(shù)特征來結(jié)合。當然，上述未提及的等效及 改良應(yīng)用并不脫離如本發(fā)明權(quán)利要求中的范圍。
權(quán)利要求
1.一種對一掃描光束設(shè)定球面像差校正的方法，該掃描光束用以掃描一光學(xué)紀錄載體的一信息層，其特征在于，所述方法包括以下步驟將該掃描光束聚焦于該光學(xué)記錄載體上，并形成一聚焦點；校正該掃描光束的球面像差；在以該聚焦點進行縱向掃描的期間，決定一聚焦誤差信號；以及決定該球面像差校正的一最佳設(shè)定，其中最大化該聚焦誤差信號的峰-峰振幅。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟 針對要進行掃描的該記錄載體，決定一層厚參數(shù)值；以及 在決定該最佳設(shè)定值前，依該層厚參數(shù)值設(shè)定該球面像差校正。
3. 如權(quán)利要求2所述用來設(shè)定球面像差校正的方法，其特征在于， 在終止一第一記錄載體掃描且隨后對一第二記錄載體進行掃描時，包 括以下步驟檢索存于一內(nèi)存中與該第一記錄載體有關(guān)的一第一層厚參數(shù)值； 決定該第二記錄載體的一第二層厚參數(shù)值；以及 依據(jù)該第一與該第二層厚參數(shù)值間的差異，通過使用于該第一記 錄載體的該設(shè)定，改變該球面像差校正。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中該層厚參數(shù)與記 錄載體類型相關(guān)。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中該層厚參數(shù)與該 記錄載體中一信息層的厚度相關(guān)。
6. 如權(quán)利要求1所述用來設(shè)定球面像差校正的方法，其特征在于，在一第一記錄載體的掃描異常終止且隨后欲對一第二記錄載體掃描 時，包括以下步驟以該聚焦點執(zhí)行一縱向掃描；以及依據(jù)在步進量漸增ramping過程中是否從該第二記錄載體的一信 息層檢測到一聚焦誤差信號，來設(shè)定球面像差校正。
7. 如權(quán)利要求6所述用來設(shè)定球面像差校正的方法，其特征在于， 當該第二記錄載體的該聚焦誤差信號被檢測到時，還包括以下步驟控制該球面像差校正以增加該聚焦誤差信號的該峰-峰振幅。
8. 如權(quán)利要求6所述用來設(shè)定球面像差校正的方法，其特征在于， 當該第二記錄載體的該聚焦誤差信號未被檢測到時，還包括以下步 驟選擇不同的方向增加步進量以改變該球面像差校正，直到聚焦誤 差信號被檢測到為止。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述峰-峰聚焦誤差信 號為球面像差校正的函數(shù)且具有一鐘形曲線，且該球面像差校正的該 第一個步進量，小于該鐘形曲線的兩倍半高波寬。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，包括以下步驟 通過最佳化一數(shù)據(jù)信號的振動或是一徑向誤差信號的該峰-峰振幅，設(shè)定該球面像差校正。
11. 一種用來掃描一光學(xué)記錄載體其一信息層的裝置，其特征在于，所述裝置包括一發(fā)光源，用以產(chǎn)生一掃瞄光束；一物鏡系統(tǒng)，將該掃瞄光束以聚焦在該信息層上，并形成一聚焦點；一檢測系統(tǒng)，檢測從該記錄載體反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦誤差信號；一校正控制器，接收該聚焦誤差信號作為輸入，并產(chǎn)生一校正控 制信號作為輸出，其中該校正控制信號是以該聚焦點進行一縱向掃描 時所得到該聚焦誤差信號的一峰-峰振幅值來決定；以及一球面像差校正器，對所述的掃瞄光束進行球面像差校正，該球 面像差校正器的設(shè)定取決于該校正控制信號。
12. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述校正控制器 是用來決定該球面像差校正器的設(shè)定，其中使該聚焦誤差信號的該峰 -峰振幅值最大化。
13. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，包括一整理表， 用以決定要進行掃描的該記錄載體其層厚參數(shù)值。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述校正控制器 接收該層厚參數(shù)值的輸入，以設(shè)定該球面像差校正器。
15. 如權(quán)利要求13所述的裝置，包括一內(nèi)存以儲存該層厚參數(shù)值。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述校正控制器 可從該內(nèi)存中得到先前最后被掃描的該記錄載體其一第一層厚參數(shù) 值，并比較該第一層厚參數(shù)值以及現(xiàn)在要進行掃描的該記錄載體其一 第二層厚參數(shù)值，并依據(jù)該第一及該第二層厚參數(shù)值的差異來設(shè)定該 球面像差校正器。
17. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，其中該校正控制 器用以在不同的方向增加步進數(shù)量以進行該球面像差校正。
18. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，其中該校正控制器以一數(shù)據(jù)信號或一徑向誤差信號作為輸入，以設(shè)定該球面像差校正。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種設(shè)定掃描光束球面像差校正的方法，用以掃描一光學(xué)紀錄載體信息層，包括以下步驟將一掃描光束聚焦于光學(xué)記錄載體上，并形成一聚焦點；校正該掃描光束的球面像差；在以該聚焦點進行縱向掃描的期間，決定一聚焦誤差信號；以及決定一球面像差校正的最佳設(shè)定，其中最大化該聚焦誤差信號的峰-峰振幅。
文檔編號G11B7/135GK101540176SQ20091012861
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者杰·貝克 申請人:飛利浦建興數(shù)位科技股份有限公司