專利名稱：多數(shù)據(jù)表面數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)和方法
本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為1992年5月4日，申請(qǐng)?zhí)枮?5101436.6，發(fā)明名稱為“多數(shù)據(jù)表面數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)和方法”。
本發(fā)明一般地講涉及光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)，更具體地說，涉及具有多數(shù)據(jù)存貯表面的存貯系統(tǒng)。
光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)提供了一種在盤上大量存貯數(shù)據(jù)的裝置。通過把一激光束會(huì)聚到盤的數(shù)據(jù)層上并檢測(cè)反射光束來對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。已知的系統(tǒng)有多種，在ROM(只讀存貯器)中，數(shù)據(jù)是在制作盤時(shí)以盤內(nèi)的標(biāo)記的形式永久性地裝入盤內(nèi)的。通過檢測(cè)激光束照過數(shù)據(jù)標(biāo)記時(shí)反射率的變化來檢測(cè)數(shù)據(jù)。WORM(一次寫入多次讀出)系統(tǒng)使用戶可以通過在空白光盤表面上作標(biāo)記，如凹穴，來寫入數(shù)據(jù)。一旦把數(shù)據(jù)記到盤上就無法將其擦掉，WORM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)也是通過反射率的變化來檢測(cè)的。
可擦光學(xué)系統(tǒng)也已公知。這些系統(tǒng)利用激光把數(shù)據(jù)層加熱至臨界溫度以上來寫入或擦掉數(shù)據(jù)。磁光記錄系統(tǒng)通過使一處的磁疇取向向上或向下位置來記錄數(shù)據(jù)。通過把一束低功率激光照到數(shù)據(jù)層上來讀取數(shù)據(jù)。磁疇方向的不同導(dǎo)致光束極化平面朝某一方向偏轉(zhuǎn)或順時(shí)針或逆時(shí)針。這種極化取向的變化被檢測(cè)出來。相變化記錄利用數(shù)據(jù)層本身的結(jié)構(gòu)變化(非晶/晶體是兩種常見的相)來記錄數(shù)據(jù)。通過檢測(cè)光束通過不同相時(shí)反射率的變化來檢測(cè)數(shù)據(jù)。
為增加光盤的存貯容量，提出了多數(shù)據(jù)層系統(tǒng)。理論上，對(duì)有兩或更多數(shù)據(jù)層的光盤可通過改變透鏡的聚焦位置來對(duì)不同的層進(jìn)行存取。這方面的例子包括1976年3月23日公布的Wohlmut等人的美國專利3,946,367號(hào)；1980年8月26日授予Russell的美國專利4,219,704號(hào)；1984年5月22日授予Holster等人的美國專利4,450,553號(hào)；1990年2月27日授予Hattori等人的美國專利4,905,215號(hào)；Watanabe等人的于1988年11月15日公開的日本公開申請(qǐng)63-276732；以及1987年7月的“IBM技術(shù)公開公報(bào)”第30卷，第2號(hào)，667頁，Arter等人(IBMTechnical Disclosure Bulletin，Vol、30，No.2，P667，July 1987)。
這些先有技術(shù)系統(tǒng)的問題在有一個(gè)以上數(shù)據(jù)層時(shí)很難清晰地讀取記錄的數(shù)據(jù)。來自于其他層的干擾信號(hào)極大地降低了讀取能力。另外，在不同深度的聚焦及產(chǎn)生跟蹤信號(hào)方面也有許多問題。需要有一種能克服這些問題的光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例中，一光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)包括一個(gè)光盤驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)多數(shù)據(jù)表面光學(xué)介質(zhì)。該介質(zhì)帶有多個(gè)由空氣空間分隔的基片部件?；考c空氣空間相鄰的表面為數(shù)據(jù)表面。數(shù)據(jù)表面為高透射性的，但最后一數(shù)據(jù)表面除外并可以包含一反射層。各數(shù)據(jù)表面都有跟蹤標(biāo)記。
盤驅(qū)動(dòng)器包括產(chǎn)生激光的激光器。一光傳送通道把光導(dǎo)向介質(zhì)該傳輸通道包括用于把光聚到不同數(shù)據(jù)表面上的會(huì)聚部件和修正因有效基片厚度的變化引起的象差的象差補(bǔ)償器部件。一接收通道接收來自介質(zhì)的反射光。該接收通道包括濾除反射自所讀取的數(shù)據(jù)表面以外的其他表面的雜光的濾光器部件。接收通道帶有接收反射光的檢測(cè)器及產(chǎn)生數(shù)據(jù)及響應(yīng)該數(shù)據(jù)的伺服信號(hào)的電路。
對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)及優(yōu)點(diǎn)的更詳細(xì)了解可由下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明獲得。


圖1是本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)的示意圖；圖2A是本發(fā)明的光學(xué)介質(zhì)的剖視圖；圖2B是另一種光學(xué)介質(zhì)的剖視圖；圖3A是圖2介質(zhì)的跟蹤標(biāo)記的剖視圖；圖3B是另一種跟蹤標(biāo)記的剖視圖；圖3C是又一種跟蹤標(biāo)記的剖視圖；圖3D是再一種跟蹤標(biāo)記的剖視圖；圖4是本發(fā)明的光頭和介質(zhì)的示意圖5是圖4中光檢測(cè)器的俯視圖；圖6是本發(fā)明的一通道電路的電路圖；圖7是本發(fā)明控制電路的示意圖；圖8A是跟蹤誤差信號(hào)對(duì)光頭位移的曲線圖；圖8B是另一實(shí)施例中跟蹤誤差信號(hào)對(duì)光頭的位移的曲線圖；圖8C是又一實(shí)施例中跟蹤誤差信號(hào)對(duì)光頭位移的曲線圖；圖9是本發(fā)明聚焦誤差信號(hào)對(duì)透鏡位移的曲線圖；圖10是本發(fā)明多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的示意圖；圖11是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖12是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的又一實(shí)施例的示意圖；圖13是圖12之補(bǔ)差器的俯視圖；圖14是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面補(bǔ)償器的再一實(shí)施例的示意圖；圖15是本發(fā)明多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖16是圖15中透鏡的橫截面圖；圖17是本發(fā)明的光頭及介質(zhì)的另一實(shí)施例的示意圖；圖18是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖19是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖20是顯示圖18和19的補(bǔ)償器之制作過程的示意圖；圖21是本發(fā)明象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖22是本發(fā)明象差補(bǔ)償器的另一實(shí)施例的示意圖；圖23是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面濾光器的示意圖；圖24是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面濾光器的另一實(shí)施例的示意圖；圖25是本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面濾光器的另一實(shí)施例的示意圖；圖26是顯示圖25之濾光器的制作過程的示意圖。
圖1顯示了本發(fā)明的光學(xué)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)總的以標(biāo)號(hào)10來表示。系統(tǒng)10包括最好制成盤狀的光學(xué)數(shù)據(jù)存貯介質(zhì)12。介質(zhì)12如先有技術(shù)中已知的那樣可取下地裝在定位軸14上。軸14連到軸馬達(dá)16，馬達(dá)16又連到系統(tǒng)底座20。馬達(dá)16轉(zhuǎn)動(dòng)軸14和介質(zhì)12。
光頭22被置于介質(zhì)12下方。光頭22與臂24相連，臂24又與致動(dòng)裝置，如音圈電機(jī)26連到底座20。電機(jī)26在介質(zhì)12下方沿徑向移動(dòng)臂24和光頭22。光學(xué)介質(zhì)圖2A是介質(zhì)12的剖視圖。介質(zhì)12帶有基片50，基片50也叫面板或蓋板，并且是激光束進(jìn)入介質(zhì)12。外徑(OD)緣52和內(nèi)徑(ID)緣54連在面積50和基片56之間。外徑緣58和內(nèi)徑緣60連在基片56和基片62之間。外徑緣64和內(nèi)徑緣66連在基片62和基片68之間。外徑緣70和內(nèi)徑緣72連在基片68和基片74之間。面板50和基片56、62、68和74是用諸如玻璃、聚碳酸脂或其他聚合物透光材料制成的。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，面板50厚為1.2mm，基片56、62、68和74為0.4mm厚。基片的厚度可選為0.2至0.8mm。內(nèi)徑和外徑緣最好用塑料材料制作并厚約500微米，緣厚可選為50-500微米。
緣可用膠、接合劑或其他結(jié)合工藝連到面板和基片上。緣也可與基片整體制作在一起。就位之后，緣在基片和面板間形成多個(gè)環(huán)形空間78。軸孔80在內(nèi)徑緣中通過介質(zhì)12，以容納軸14。在內(nèi)徑緣中設(shè)有多個(gè)通道82，用于連接孔80和空間78，以使空間78和盤存貯器周圍的環(huán)境(通常為空氣)的壓強(qiáng)相等。通道82連有多個(gè)低阻抗過濾器84，以防止空間78被空氣中的微粒物質(zhì)所污染。過濾器84可是石英或玻璃纖維。通道82和過濾器84也可位于外徑緣上。
表面90、92、94、96、98、100、102和104為數(shù)據(jù)表面并與空間78相鄰。這些數(shù)據(jù)表面可包含直接形成在基片表面上的ROM數(shù)據(jù)；或者，數(shù)據(jù)表面可涂敷上一種可寫光學(xué)存貯膜(如WORM)或一種可擦光學(xué)存貯膜(如相變或磁-光)。除光學(xué)存貯膜之外，數(shù)據(jù)表面不含先有技術(shù)中(如美國專利4,450,533號(hào))所知的，單獨(dú)金屬反射層結(jié)構(gòu)(反射率為30～100％)，換言之，在ROM表面的情況下，數(shù)據(jù)表面可包括、僅包括或基本上只包括表面本身，而在WORM、相變或磁-光表面的情況下，數(shù)據(jù)表面可包括、僅包括或基本上僅包括表面及光學(xué)存貯膜。不需要額外的非數(shù)據(jù)存貯反射層。其結(jié)果是數(shù)據(jù)表面非常透光而且可設(shè)許多數(shù)據(jù)表面。雖然中間的數(shù)據(jù)表面沒有反射層，仍可在最后的數(shù)據(jù)表面104后面設(shè)一反射層，以從最后數(shù)據(jù)表面104獲取更大的反射。
在較優(yōu)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)表面為ROM表面。在制作盤時(shí)把數(shù)據(jù)以凹穴的形式永久地記錄并直接形成在基片中。與先有技術(shù)不同，本發(fā)明的ROM表面不含金屬反射層。基片沒有覆層。其結(jié)果是每一數(shù)據(jù)表面的透射率約為96％。這4％的反射率足以用以用來檢測(cè)數(shù)據(jù)。高透射率的好處是允許對(duì)大量的數(shù)據(jù)表面進(jìn)行存取并降低了來自其他表面的有害信號(hào)的作用。由于這些表面上無覆蓋，它們更便于制作且更耐腐蝕。
盡管不是必須的，增加反射率從而降低激光功率是有益的。把反射率提高到4％以上的一種方法是加一電介質(zhì)薄膜覆層，該電介質(zhì)的折射率大于基片的折射率。最大反射率20％發(fā)生在電介質(zhì)厚度約為λ/4n時(shí)，并單調(diào)地降到厚度為λ/2n時(shí)的4％，基中λ為光波長，n為該電介質(zhì)的折射率。這種電介質(zhì)的例子有zro2、zns、siNx或混合氧化物。該電介質(zhì)用先有技術(shù)中已知的濺射法淀積。
數(shù)據(jù)層的反射率也可降低4％以下。這增加了透射率并允許迭置更多的盤。反射率的降低可通過采用折射率小于基片的電介質(zhì)膜實(shí)現(xiàn)。一種這樣的電介質(zhì)是MnF，其折射率為1.35。當(dāng)電介質(zhì)厚度約為λ/4n時(shí)達(dá)到最小反射率1％，并單調(diào)地變化至厚度約λ/2n時(shí)的最大反射率4％，其中λ是光波長，n為折射率。也可采用其他各種薄膜抗反射材料。這些抗反射膜可用先有技術(shù)中已知的濺射法進(jìn)行涂覆。
數(shù)據(jù)表面也可包含WORM數(shù)據(jù)?？砂阎T如碲-硒合金或相變WORM膜的WORM膜涂覆到數(shù)據(jù)表面上。這些膜可用先有技術(shù)中已知的濺射法或蒸發(fā)法真空淀積。各個(gè)膜的反射、吸收和透射量與其厚度和光學(xué)常數(shù)有關(guān)。任一較佳實(shí)施例中，碲-硒合金的淀積厚度為20-800埃()。
數(shù)據(jù)表面也可包含可逆相變膜。任何類型的相變膜均可被采用，但較優(yōu)的化合物包括那些沿著或接近連接GeTe和Sb2Te3的連接線的化合物，包括Te52*5Ge15*3Sb33、Ge2*Sb2Te5、GeSb2Te4和GeSb4Te7。這些膜用先有技術(shù)中已知的濺射法真空淀積到基片上，并達(dá)到20～800的厚度?？稍谙嘧兡ど闲纬?000厚的電介質(zhì)保護(hù)覆層，以防止消蝕。
數(shù)據(jù)表面也可包括磁-光膜。諸如稀土過渡金屬的磁-光膜可用先有技術(shù)中已知的濺射法真空淀積到基片上，并達(dá)到20～800的厚度。
另一種變型是使那些數(shù)據(jù)表面包含ROM、WORM、或可擦介質(zhì)的組合。諸如ROM那樣的透射性較高的表面最好距光源較近，而像WORM、相變和磁-光表面那樣的透射性較低的表面最好離得遠(yuǎn)些。上述用于ROM表面的介電與抗反射膜也可用于WORM與可擦除介質(zhì)。
圖2B是光學(xué)記錄介質(zhì)的另一實(shí)施例的剖視圖，并以總標(biāo)號(hào)120表示。介質(zhì)120的與介質(zhì)12的相似的元件用帶撇的數(shù)字表示。介質(zhì)120沒有介質(zhì)12的緣和空間78?；啥鄠€(gè)固態(tài)透明部件122隔開。部件122用具有與基片不同折射率的材料制成。這是在數(shù)據(jù)表面實(shí)現(xiàn)一定反射所必須的，在一較佳實(shí)施例中，部件122是用光接合劑制成的，該接合劑同時(shí)也使基片連在一起。部件122的厚度最好為100～300微米。介質(zhì)120可在系統(tǒng)10中代替介質(zhì)12。
圖3A顯示了介質(zhì)12的較佳數(shù)據(jù)表面圖案的放大詳細(xì)剖視圖，并用總標(biāo)號(hào)130表示。表面90包括螺旋(或同心圓)形的導(dǎo)槽132的圖案。表面90位于導(dǎo)槽132之間的部分稱為陸地部分134。表面92包括螺旋形翻轉(zhuǎn)導(dǎo)槽(隆脊)136的圖案。表面92位于反向溝槽136之間的部分為陸地138，槽132和反向溝槽136也稱為跟蹤標(biāo)記。在較佳實(shí)施例中，跟蹤標(biāo)記的寬度140為0.6微米，陸地部分的寬度140為1.0微米。這產(chǎn)生了(1.0+0.6)＝1.6微米的螺距。
跟蹤標(biāo)記被用來在介質(zhì)12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)把光束保持在道上。這在下面進(jìn)行詳述。對(duì)圖案130，來自光頭22的光束144將視其所聚焦的表面而跟蹤陸地部分134或138行進(jìn)。記錄數(shù)據(jù)在陸地部分上。為使跟蹤誤差信號(hào)(TES)對(duì)表面90和92均有相同的幅度，來自陸地和跟蹤標(biāo)記的反射光的光程差對(duì)于兩個(gè)表面必須是相同的。光束144通過基片50聚焦在表面90上，而光束144通過空間78聚焦在表面92上。在較佳實(shí)施例中，空間78包含空氣。要使陸地和跟蹤標(biāo)記間的光程差相等，d1n1必須等于d2n2(或d2/d1等于n1/n2)，其中d1是標(biāo)記132的深度(垂直距離)，n1是基片50的折射率，d2是標(biāo)記136的高度(垂直距離)，n2是空間78的折射率，在較佳實(shí)施例中，空間78包含折射率為1.0的空氣，而基片50’(以及其他基片)的折射率為1.5。因而比值d2/d1等于1.5。在較佳實(shí)施例中，d1為700，d2為1050。介質(zhì)12的其他表面也具有同樣的跟蹤標(biāo)記圖案。其他基片入射表面94、98和102與表面92類似，而其他空間入射表面96、100和104與表面92類似。
雖然跟蹤標(biāo)記最好是制成螺旋形的，它們也可制成同心圓案的。此外，各表面的螺旋圖案可以是相同的，即它們都是順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋，或者，各數(shù)據(jù)層的圖案可在順時(shí)針和逆時(shí)針螺旋之間依次交替變化。在某些需要連續(xù)追蹤數(shù)據(jù)的應(yīng)用中希望有螺旋圖案的這種交替變化，如錄像數(shù)據(jù)和電影的存貯。在這種情況下，光束在第一數(shù)據(jù)表面上向內(nèi)追蹤順時(shí)針螺旋圖案，直至螺旋圖案終止于內(nèi)徑附近，隨后光束聚焦到下方緊鄰的第二數(shù)據(jù)表面并向外跟蹤逆時(shí)針螺旋圖案直至達(dá)到外徑。
圖3B顯示了介質(zhì)12的另一種表面圖案的放大詳細(xì)剖視圖并用總標(biāo)號(hào)150表示。圖案150與圖案130類似，只是表面92的跟蹤標(biāo)記是槽152而不是反向溝槽。其螺距和比值d2/d1與圖案130的相同。光束144在表面90的陸地134上跟蹤。但當(dāng)光束144聚焦在表面92上時(shí)，它將沿槽152跟蹤。有些情況下希望沿槽132跟蹤。然而，如下面將敘述的，也可對(duì)光束144施行電子控制以使之跟蹤表面92上的陸地138表面94.98和102的跟蹤標(biāo)記與表面90的類似，而表面96、100和104則與表面92類似。
圖3C顯示了介質(zhì)12的另一種表面圖案的放大詳細(xì)剖視圖，介質(zhì)12以總標(biāo)號(hào)160指示。圖案160與圖案130相似，只是表面90帶反向溝槽162而不是槽132，而且表面92帶有槽164而不是反向溝槽136。螺距及比值d2/d1與圖案130的相同。光束144在聚焦到表面90時(shí)將沿反向溝槽162行進(jìn)，而在聚焦在表面92上時(shí)它將沿槽164行進(jìn)(除非將其電子轉(zhuǎn)換成沿陸地行進(jìn))。表面94、98和102的圖案與表面90的相似，而表面96、100和104與表面92相似。
圖3D顯示了另一種表面圖案的放大詳細(xì)剖視圖，該圖案由總標(biāo)號(hào)170表示。在圖案170中，表面90具有與圖案160的表面90相似的結(jié)構(gòu)。表面92與有與圖案130的表面92相似的結(jié)構(gòu)。螺距及d2/d1比值與圖案130的相同。光束144在聚焦到表面90上時(shí)將沿反向溝槽162行進(jìn)(除非將其電子轉(zhuǎn)換為沿陸地行進(jìn))，并在聚焦在表面92上時(shí)沿陸地138行進(jìn)。表面94、98和102有與表面90相似的圖案，而表面96、100和104有與表面92相似的圖案。
對(duì)所有圖案130、150、160和170，跟蹤標(biāo)記是在制作基片時(shí)通過先有技術(shù)中已知的光聚合物工藝或注模法形成在基片上的。應(yīng)注意的是，如上所述，光學(xué)膜是在形成跟蹤標(biāo)記后淀積到基片上的。
對(duì)于跟蹤標(biāo)記的討論也適用于光盤的其他特征。例如，某些ROM盤用模壓在基片上的凹穴來記錄數(shù)據(jù)和/或提供跟蹤信息。其他光介質(zhì)用凹穴來模壓扇區(qū)標(biāo)題信息。有些介質(zhì)還用這些標(biāo)題凹穴提供跟蹤信息。在把這種介質(zhì)用于本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面形式時(shí)，凹穴被制成各數(shù)據(jù)表面上的凹穴或翻轉(zhuǎn)凹穴，其方式與上面討論的跟蹤標(biāo)記相似。陸地和凹穴或翻轉(zhuǎn)凹穴間的光程也類似于跟蹤標(biāo)記。凹穴、翻轉(zhuǎn)凹穴、槽及反向溝槽都位于距陸地不同的高度(即它們與陸地間的垂直距離)，并在本討論中均被稱作標(biāo)記。專門用于提供跟蹤信息的標(biāo)記被稱作非數(shù)據(jù)跟蹤標(biāo)記。光頭圖4顯示了光頭22和介質(zhì)12的示意圖，光頭22有一激光二極管200。激光器200可以是鎵-鋁-砷化物二極管激光器，它產(chǎn)生波長約780毫微米的主光束202。光束202被透鏡203準(zhǔn)直并由圓化器204圓化。圓化器204可是一圓化棱鏡。光束202經(jīng)過分束器205。光束202的一部分為分束器205反射至?xí)弁哥R206和光檢測(cè)器207。檢測(cè)器207用于監(jiān)測(cè)光束202的功率。光束202的其余部分達(dá)到反射鏡208并為其反射。隨后光束202通過會(huì)聚透鏡210及一多數(shù)據(jù)表面象差補(bǔ)償器212并被會(huì)聚到介質(zhì)12的數(shù)據(jù)表面之一上(圖中所示為表面96)。透鏡210裝在支架214上。支架214的相對(duì)介質(zhì)12的位置可由聚焦電機(jī)216調(diào)節(jié)。
光束202的一部分被數(shù)據(jù)表面反射面形成反射光束220。光束220經(jīng)補(bǔ)償器212和透鏡210并被反射鏡208反射。在分束器205，光束220被反射至多數(shù)據(jù)表面濾光器222。光束220通過濾光器222和分束器224。在分束器224光束220的第一部分230被引向散光透鏡232及四分光檢測(cè)器234。在分束器224，光束220的第二部分236被引向半波片238和極化分束器240。分束器240把光束236分成第一正交極化光分量242和第二正交極化光分量244。透鏡246把光束242會(huì)聚到光檢測(cè)器248，而透鏡250把光束244會(huì)聚到光檢測(cè)器252。
圖5顯示了四分檢測(cè)器234的俯視圖。檢測(cè)器234被分為四個(gè)相同的部分234A、B、C和D。
圖6顯示了通道電路260的電路圖。電路260包括數(shù)據(jù)電路262、聚焦誤差電路264和跟蹤誤差電路266。數(shù)據(jù)電路262包括連到檢測(cè)器248的放大器270和連到檢測(cè)器252的放大器272。放大器270和272連到雙極雙擲電子開關(guān)274。開關(guān)274連到加法放大器276和微分放大器278。
電路264有分別連到部分234A、B、C和D的多個(gè)放大器280、282、284和286。加法放大器288連到放大器280和284上，而加法放大器290連到放大器282和286上。微分放大器292連到加法放大器288和290。
電路266有一對(duì)加法放大器294和296和微分放大器298。加法放大器294連到放大器280和282，而加法放大器296連到放大器284和286。微分放大器298經(jīng)雙極雙擲電子開關(guān)297連到加法放大器294和296。開關(guān)297反轉(zhuǎn)放大器298的輸入信號(hào)。
圖7是本發(fā)明的控制器系統(tǒng)的示意圖，并用總標(biāo)號(hào)300指示。聚焦誤差信號(hào)(FES)峰值檢測(cè)器310與聚焦誤差信號(hào)電路264相連。跟蹤誤差信號(hào)(TES)峰值檢測(cè)器312與跟蹤誤差信號(hào)電路266相連。控制器314連到檢測(cè)器310、檢測(cè)器312、檢測(cè)器207及電路262、264和266。控制器314是一帶微處理器的盤驅(qū)動(dòng)控制器?？刂破?14還連到并控制激光器200、光頭電機(jī)26、軸電機(jī)16、聚焦電機(jī)216、開關(guān)297和274以及補(bǔ)償器212。對(duì)襯償器212的確切結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的詳細(xì)描述將在下面給出。
現(xiàn)在可以明白系統(tǒng)10運(yùn)行了。控制314使電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)盤12并使電機(jī)26把光頭22移到盤12下方的適當(dāng)位置。見圖4。激光器200以從盤12上讀取數(shù)據(jù)。光束202由透鏡210會(huì)聚到數(shù)據(jù)表面96上。返回的反射光束220被分成光束230、242和244。光束230為檢測(cè)器234所檢測(cè)并被用來提供聚焦及跟蹤伺服信息，而光束242和244分別由檢測(cè)器248和252所檢測(cè)并被用來提供數(shù)據(jù)信號(hào)。
見圖5。當(dāng)光束202剛好會(huì)聚到數(shù)據(jù)表面96上時(shí)，光束230在檢測(cè)器234上有圓形的橫截面。這將使電路264輸入出一零聚焦誤差信號(hào)。若光束202沿一方向或另一方向偏離聚焦，光束230在檢測(cè)器234上將呈橢圓圖案352或354。這將使電路264輸出一正或負(fù)聚焦誤差信號(hào)?？刂破?14將用該聚焦誤差信號(hào)來控制電機(jī)216去移動(dòng)透鏡210，直到達(dá)到零聚焦誤差信號(hào)。
若光束202恰好聚焦在數(shù)據(jù)表面96的一導(dǎo)道上光束230將以圓形橫截面相等地落在部分A與B和部分D與C上。若光束偏離導(dǎo)道它將落在跟蹤標(biāo)記和陸地間的邊界上。結(jié)果，光束將被衍射，而橫截面350將向上或向下移動(dòng)。部分A和B將收到較多的光，而部分C和D將收到較少的光，或是相反的情況。
圖8A顯示了電路264產(chǎn)生的TES相對(duì)光頭22的位移的曲線圖。控制器314使VCM26把光頭22移過介質(zhì)12的表面。TES峰值檢測(cè)器312計(jì)數(shù)TES信號(hào)的峰(最大和最小點(diǎn))。各導(dǎo)道之間有二個(gè)峰值。通過計(jì)數(shù)峰的個(gè)數(shù)，控制器314可把光束定位在適當(dāng)?shù)膶?dǎo)道上，陸地處的TES信號(hào)是正斜率的TES信號(hào)?？刂破?14用該正斜率信號(hào)把光束鎖定在道上。比如，正斜率TES信號(hào)使光頭22向左移向零點(diǎn)陸地位置，而負(fù)斜率TES信號(hào)使光頭22向右移向零點(diǎn)陸地位置。圖8A是當(dāng)開關(guān)297處于圖6所示初始位置時(shí)從介質(zhì)12的較佳圖案130導(dǎo)出的信號(hào)。圖案150的表面90和圖案170的表面92也產(chǎn)生同樣的信號(hào)。光束被自動(dòng)地鎖定在陸地上，因?yàn)槟抢镉姓甭省?br> 圖8B顯示當(dāng)開關(guān)297處于其初始位置時(shí)TES與光頭相對(duì)圖案150的表面92、圖案160的表面90和92及圖案170的表面90的位移的曲線圖。請(qǐng)注意此處正斜率信號(hào)出現(xiàn)在跟蹤標(biāo)記處，因而光束被自動(dòng)鎖定在跟蹤標(biāo)記而不是陸地位置上。在某些場合希望沿跟蹤標(biāo)記行進(jìn)。
圖8C顯示了當(dāng)啟動(dòng)反向器開關(guān)297使TES信號(hào)反向時(shí)TES與光頭相對(duì)圖案150的表面92、圖案160的表面90和92及圖案170的表面90的位移的曲線圖?，F(xiàn)在TES在陸地處有正斜率，而光束將沿陸地部分而非跟蹤標(biāo)記行進(jìn)。因此，控制器314可通過設(shè)置開關(guān)297來跟蹤槽或陸地。
在較佳實(shí)施例中，介質(zhì)12包括ROM數(shù)據(jù)表面。ROM數(shù)據(jù)通過檢測(cè)反射率來讀取。在數(shù)據(jù)電路262中，當(dāng)讀取ROM盤時(shí)開關(guān)274與放大器276相連。來自檢測(cè)器248和252的信號(hào)被加起來。當(dāng)記錄有數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)檢測(cè)到的光較弱，這一檢測(cè)到的光的差別就是數(shù)據(jù)信號(hào)。開關(guān)274在讀取WORM和相變數(shù)據(jù)盤時(shí)的設(shè)置是相同的。如果盤12有磁-光數(shù)據(jù)表面，則需要用極化檢測(cè)來讀取數(shù)據(jù)。開關(guān)274將連到放大器278。檢測(cè)器248和252檢測(cè)到的正交極化光的差別將提供數(shù)據(jù)信號(hào)。
圖9顯示了來自電路264的聚焦誤差信號(hào)對(duì)透鏡210的位移的曲線圖。注意對(duì)介質(zhì)12的每一數(shù)據(jù)表面都得到一名義上的正弦聚焦誤差信號(hào)。在數(shù)據(jù)層之間，聚焦誤差信號(hào)為零。在系統(tǒng)啟動(dòng)過程中，控制器314先使電機(jī)216把透鏡210定位在零位移處。隨后控制器314通過讓電機(jī)216把透鏡210沿正位移方向移動(dòng)來尋找所希望的數(shù)據(jù)表面。在每一數(shù)據(jù)層，峰值檢測(cè)器310檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)的兩個(gè)峰值?？刂破?14將計(jì)數(shù)峰值(每個(gè)數(shù)據(jù)表面兩個(gè))并確定光束202聚焦的確切數(shù)據(jù)表面。當(dāng)?shù)竭_(dá)所希望的數(shù)據(jù)表面時(shí)，控制器314讓電機(jī)216定位透鏡210從而使聚焦誤差信號(hào)在那個(gè)特定數(shù)據(jù)表面的兩個(gè)峰值之間。該誤差信號(hào)隨后被用來控制電機(jī)216以尋找兩峰值之間的零點(diǎn)聚焦誤差信號(hào)，即鎖定在正斜率信號(hào)上從而達(dá)到準(zhǔn)確聚焦?？刂破?14還調(diào)節(jié)激光器200的功率、開關(guān)297、以及象差補(bǔ)償器212使適合于該特定數(shù)據(jù)表面。
在啟動(dòng)時(shí)，控制器314還確定所讀的盤的類型。開關(guān)274先設(shè)在反射率檢測(cè)位置，而開關(guān)297則設(shè)在讀取有較佳圖案130的盤的陸地部分的位置?？刂破?14尋找并讀取第一數(shù)據(jù)表面第一道的標(biāo)題信息。標(biāo)題信息包含層數(shù)、各層光學(xué)介質(zhì)的類型(反射率或極化檢測(cè))、以及所用的跟蹤極化的圖案。根據(jù)這些信息，控制器314可適當(dāng)設(shè)置開關(guān)274和297以正確讀取各數(shù)據(jù)表面。例如，盤可有4個(gè)ROM數(shù)據(jù)表面層和兩個(gè)ROM數(shù)據(jù)表面層?？刂破?14將設(shè)置開關(guān)274以對(duì)表面1-4作反射率檢測(cè)并對(duì)表面5-6作極化檢測(cè)。
若控制器314無法讀取第一數(shù)據(jù)表面第一道(也許第一層有不同的跟蹤標(biāo)記圖案)，控制器314將把開關(guān)297置于其他狀態(tài)并再次試圖讀取第一數(shù)據(jù)表面的第一道。如果這還不夠(也許第一數(shù)據(jù)表面是磁-光的并需要極化檢測(cè))，控制器將把開關(guān)274置于極化檢測(cè)并再試一次，先把開關(guān)297設(shè)在一位置并隨后設(shè)在另一位置。總之，控制器314將以開關(guān)274和297的四種不同組合來試圖讀取第一數(shù)據(jù)表面的第一道的標(biāo)題信息，直至成功讀取該道為止。一旦控制器314得到該標(biāo)題信息，它就可為其他各數(shù)據(jù)表面正確地設(shè)置開關(guān)274和297。
或者，盤驅(qū)動(dòng)器可只專用于一種介質(zhì)。此時(shí)，控制器314被預(yù)先編程以存貯有關(guān)數(shù)據(jù)表面、層數(shù)、以及跟蹤標(biāo)記類型的信息。象差補(bǔ)償器通常，透鏡都被設(shè)計(jì)成在折射率為1.0的空氣中會(huì)聚光線。當(dāng)用這種透鏡會(huì)聚透過折射率不同的材料的光時(shí)，光線發(fā)生球面象差，它扭曲并放大了光束點(diǎn)，降低讀取和記錄的性能。
在一般光數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)中，只有一個(gè)需要會(huì)聚的表面。該表面通常位于1.2mm厚的面板之下。透鏡一般為55數(shù)值孔徑(NA)透鏡，是專為修正1.2mm面板在光線上所引起的球面象差而設(shè)計(jì)的。其結(jié)果是對(duì)該特定深度可得到很好的點(diǎn)聚焦，但對(duì)其他深度聚焦變得模糊。這對(duì)任何多數(shù)據(jù)層系統(tǒng)都是嚴(yán)重問題。
本發(fā)明的象差補(bǔ)償器212可解決該問題。圖10顯示了一種象差補(bǔ)償器的示意圖，補(bǔ)償器用總標(biāo)號(hào)400表示并可用作補(bǔ)償器212。補(bǔ)償器400包括含有三階的階塊402。第一階404厚0.4mm，第二階406厚0.8mm，第三階厚1.2mm，塊402是由與面板和介質(zhì)12的基片相同的材料或其他類似光學(xué)材料制成。注意這些階的光學(xué)厚度增加量為基片厚度的增量。塊402連到音圈電機(jī)410(或類似致動(dòng)裝置)，電機(jī)410又連到控制器314。電機(jī)410橫向地把塊402移入或移出光束302的光徑。
透鏡210被設(shè)計(jì)得聚焦于介質(zhì)12的最低數(shù)據(jù)表面上。換言之，透鏡210是用來補(bǔ)償面板和介入的基片的組合厚度所造成的球面象差的。對(duì)本發(fā)明，為了聚焦在表面102或104上，光束202必須通過面板50和基片56、62和68(組合厚度為2.4mm的基片材料)。注意這里沒考慮空氣空間78，因?yàn)樗鼈儾粯?gòu)產(chǎn)生附加的球面象差。透鏡210因而被設(shè)計(jì)成聚焦通過2.4mm聚碳酸酯的光線的，并可同樣有效地聚焦于表面102和104上。
當(dāng)光束202聚焦于表面102或104之一時(shí)，塊402完全撤出，且光束202不經(jīng)過它。當(dāng)光束202聚焦于表面98或100時(shí)，塊402的定位使光束202通過階404。當(dāng)光束202聚焦于表面94或96時(shí)，塊402的定位使光束202通過階406。當(dāng)光束202通過表面90或92時(shí)，塊402的定位使光束202通過階408。其結(jié)果是無論聚焦于哪對(duì)表面，光束202都經(jīng)過總光學(xué)厚度相同的材料且不產(chǎn)生球面象差問題?？刂破?14控制電機(jī)410按需要移動(dòng)塊402。
圖11顯示了一象差補(bǔ)償器，它由總標(biāo)號(hào)430指示并且可用作補(bǔ)償器212。補(bǔ)償器430有一對(duì)互補(bǔ)三角形塊432和434，塊432和434是用與介質(zhì)12的基片和面板相同的材料或有類似光學(xué)特性的材料制成的。塊432處于一固定位置，以使光束202通過它。塊434連到一音圈電機(jī)436并可沿塊432的表面滑動(dòng)?？刂破?14連接到并控制電機(jī)436。通過相對(duì)塊432移動(dòng)塊434可調(diào)節(jié)光束202通過的材料總厚度。其結(jié)果是光束202無論聚焦在哪個(gè)數(shù)據(jù)表面都通過同樣厚度的材料。
圖12和13顯示了由總標(biāo)號(hào)450指示的象差補(bǔ)償器，它可用作補(bǔ)償器212。補(bǔ)償器450有圓形階形部件452。部件452有四個(gè)部分454、456、558和460。部分456、458和460具有分別與補(bǔ)償器400的階404、406和408相似的厚度。部分454沒有材料并表示圓形中的一空白空間，如圖13所示。圓狀部件452連到由控制器314控制的步進(jìn)電機(jī)462上。軸462轉(zhuǎn)活部件452從而使光束202不論聚焦在哪一數(shù)據(jù)表面時(shí)都通過同樣厚度的材料。
圖14顯示了由總標(biāo)號(hào)570指示的象差補(bǔ)償器，它可用作補(bǔ)償器212。補(bǔ)償器570包括靜止的凸透鏡572和可移動(dòng)的凹透鏡574。透鏡574連到一音圈電機(jī)576。音圈電機(jī)576在控制器314控制下相對(duì)透鏡572移動(dòng)透鏡574。光束202經(jīng)透鏡572、574及透鏡210到達(dá)介質(zhì)12。相對(duì)透鏡572移動(dòng)透鏡574改變了光束202的球面象差并使之聚焦在不同的表面上。在最佳實(shí)例中透鏡210、574和572構(gòu)成一具有可移動(dòng)中心部件574的庫克(cooke)三合透鏡。庫克三合透鏡在R.Kingslake的文章“透鏡設(shè)計(jì)原理”(“Lens Design Fundamentals”，Academic Press，New York，1978，PP.286-295)中有詳細(xì)的描述。雖然透鏡274被顯示為可移動(dòng)的，也可以固定透鏡274而把透鏡572用作移動(dòng)部件。在圖4中，象差補(bǔ)償器212是在透鏡210和介質(zhì)12之間。但是，若用了補(bǔ)償器570它將位于透鏡210和反射鏡208之間，如圖14所示。
圖15顯示了以總標(biāo)號(hào)580指示的象差補(bǔ)償器。補(bǔ)償器580包括零標(biāo)稱聚焦能力的非球面透鏡部件582。部件582有一球形象差表面584和一平面表面586。透鏡582連到一音圈電機(jī)588。音圈電機(jī)588在控制器314的控制下相對(duì)透鏡512移動(dòng)透鏡582。光束202經(jīng)透鏡210和透鏡582到達(dá)介質(zhì)12。相對(duì)透鏡210移動(dòng)透鏡582改變光束202的球面象差并使之能聚焦到不同的數(shù)據(jù)表面上。
圖16顯示了透鏡582相對(duì)軸Z和P的示意圖。在一較佳實(shí)施例中，表面584應(yīng)對(duì)應(yīng)于公式Z＝0.00770P4-0.00154P6。
圖17顯示了本發(fā)明的另一種光頭的示意圖，并用總標(biāo)號(hào)600指示。光頭600與光頭22相似的部件用帶撇的數(shù)字指示。注意光頭600與系統(tǒng)10除象差補(bǔ)償器212被取消而新的象差補(bǔ)償器602被加在分束器206’和鏡208’之間外是相同的。對(duì)補(bǔ)償器602及其運(yùn)行的說明將在下面給出。光頭600的運(yùn)行在其他方面與光頭22相同。光頭600可在系統(tǒng)10中代替光頭22。
圖18顯示了以總標(biāo)號(hào)610指示的象差補(bǔ)償器，它可用作補(bǔ)償器602。補(bǔ)償器610有帶反射全息覆蓋614的基片612。基片612連到由控制器314控制的步進(jìn)電機(jī)616上。全息覆層614記錄有若干全息圖，其每一個(gè)都給光束202’造成特定的象差。這些全息圖是布拉格(Bragg)式的，它們只對(duì)特定波長和入射角的光有反應(yīng)。當(dāng)基片212轉(zhuǎn)動(dòng)幾度時(shí)，光束202’將遇到一不同的全息圖。記錄的全息圖數(shù)對(duì)應(yīng)于所要校正的不同球面象差數(shù)。對(duì)所示的介質(zhì)12，需要四種不同的記錄，每個(gè)對(duì)應(yīng)于一對(duì)數(shù)據(jù)表面。
圖19顯示了由總標(biāo)號(hào)620指示并可用作補(bǔ)償器602的象差補(bǔ)償器。補(bǔ)償器620包括基片622、透射全息覆層624和步進(jìn)電機(jī)626，補(bǔ)償器620除全息覆層624是透射而非反射外與補(bǔ)償器610相似。全息覆層624上記錄有若干全息圖，每個(gè)都對(duì)應(yīng)所需的球面象差補(bǔ)償量。當(dāng)基片622轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光束202’依次遇到這些全息圖。
圖20顯示了以總標(biāo)號(hào)650指示的、用于制作全息覆層614和624的記錄系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)650有以與激光器200類似的頻率產(chǎn)生光束654的激光器652。光束654由透鏡656準(zhǔn)直后到達(dá)分束器658。分束器658把光束分成光束660和662，光束660被反射鏡664和666反射并被透鏡668聚焦到平面672的點(diǎn)670。光束660經(jīng)與塊402類似的階形塊674。光束660隨后由透鏡676再次準(zhǔn)直并照到基片682的全息覆層680上?；?82可旋轉(zhuǎn)地裝在步進(jìn)電機(jī)684上。光束662與光束660成90°角地照到覆層680上。
透鏡668在平面672上成一無象差點(diǎn)。這束光隨后經(jīng)塊674，塊674的厚度代表在存取一特定記錄層時(shí)所碰到的基片厚度之和。透鏡676在設(shè)計(jì)上與光存貯器頭中所用的透鏡210相同。它把光準(zhǔn)直成包含與特定厚度相對(duì)應(yīng)的特定球面象差的束。這個(gè)波前通過與參考光束662干涉而被全息記錄下來。如果全息圖大致按所示的平面690定向，就記錄了透射全息圖。若它大致按虛線所示的平面692定向，就記錄了反射全息圖。通過轉(zhuǎn)動(dòng)全息圖至一新的角度并插入塊674的相應(yīng)厚度的板，可以全息地存貯修正存取不同對(duì)記錄層時(shí)所遇到象差所需的波前。記錄了多個(gè)角分辨全息圖，每個(gè)對(duì)應(yīng)于并修正一對(duì)不同時(shí)記錄層。全息覆層可用重鉻酸膠或光聚合材料制成。各全息圖可以小到1度的角度增量進(jìn)行記錄面不產(chǎn)生顯著干擾。這可保證記錄大量的全息圖并相應(yīng)地采用大量的數(shù)據(jù)表面。
圖21顯示了另一種以總標(biāo)號(hào)700指示并可用作補(bǔ)償器602的象差補(bǔ)償器。補(bǔ)償器700包括極化分束器702、四分之一波長704、連到步進(jìn)電機(jī)708的圓盤傳送器706以及能分別提供不同球面象差校正的多個(gè)球面象差鏡710。光束202’按其極化定向以使其通過分束器702及片704而到達(dá)鏡710之一。鏡710給光束202’造成適當(dāng)?shù)那蛎嫦蟛?，隨后光束202’經(jīng)板704返回并為分束器702反射至鏡208’。電機(jī)708在控制器314控制下轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤傳送器706以選擇適當(dāng)?shù)溺R就位。鏡710為反射施米特修正片。參見M.Born等人的“光學(xué)原理”(M.Born，et al.，“Principleof Optics”，Pergonan press Oxford，1975，PP.245-249)第245-249頁。
圖22顯示了以總標(biāo)號(hào)720表示并可用作補(bǔ)償器602的另一種象差補(bǔ)償器。補(bǔ)償器720包括極化分束器722、四分之一波長724和電控變形鏡726。變形鏡726由內(nèi)部壓電元件控制并在J.P.Gaffarel等人于“應(yīng)用光學(xué)”第26卷第3772-3777頁(Applied Optics)，Vol.26，PP3772-3777，(1987)中有更詳細(xì)的論述。補(bǔ)償器720的運(yùn)行與補(bǔ)償器700相類似，只是鏡726是靠電調(diào)節(jié)來提供適當(dāng)?shù)那蛎嫦蟛?。換言之，鏡726得到調(diào)節(jié)以形成與補(bǔ)償器700的不同施米特校正片710相對(duì)應(yīng)的反射表面?？刂破?14按需要控制鏡726的調(diào)節(jié)。
上面結(jié)合介質(zhì)12描述了象差補(bǔ)償器212和602的運(yùn)行。由于各層間的空氣層，一種象差補(bǔ)償設(shè)置適用于一對(duì)數(shù)據(jù)表面。然而，在使用介質(zhì)120時(shí)，每一個(gè)數(shù)據(jù)表面都要求象差補(bǔ)償設(shè)置。這是由于沒有空氣空間。多數(shù)據(jù)表面濾光器當(dāng)光束202聚焦于介質(zhì)12的一特定數(shù)據(jù)表面時(shí)，反射光束230自該表面返回到光頭22。但是還有些光束202反射自其他數(shù)據(jù)表面。必須除去這些不需要的反射光才能得到數(shù)據(jù)和伺服信號(hào)。本發(fā)明的多數(shù)據(jù)表面濾光器222可實(shí)現(xiàn)這一功能。
圖23顯示了可用作濾光器222的濾光器750的示意圖。濾光器750包括擋板754和透鏡756。所需要的光束230得到準(zhǔn)直，因?yàn)樗玫酵哥R210的適當(dāng)會(huì)聚。光束230由透鏡752聚焦至點(diǎn)760。不需要的光762由于未經(jīng)透鏡210的適當(dāng)會(huì)聚而未被準(zhǔn)直。光762將不會(huì)被聚焦到點(diǎn)760。板764有位于點(diǎn)760的孔764，以使光230通過。大部分不需要的光762為板754擋住。光230經(jīng)透鏡756再準(zhǔn)直。在一較佳實(shí)施例中，孔764是圓形的且直徑約為λ/(2*(NA))，其中λ為光波長，NA是透鏡752的數(shù)值孔徑。確切的直徑是通過綜合平衡準(zhǔn)直允許誤差和層間信號(hào)抑制要求而確定的。孔764也可是最窄縫隙為λ/(2*(NA))的狹縫。此時(shí)板764可為由狹縫分開的兩個(gè)部件。板754可由金屬片或帶不覆蓋孔764的阻光覆層的透明基片制成。
圖24顯示了可用作濾光器222的濾光器800。濾光器800包括透鏡802，擋板804、擋板806和透鏡808板806有位于透鏡802焦點(diǎn)812處的孔810。板804有一互補(bǔ)孔814，它使準(zhǔn)直的光230得以通過孔810但卻擋住不需要的非準(zhǔn)直光820?？?14可是一對(duì)平行狹縫或是一環(huán)形孔。在一較佳實(shí)施例中，孔814的狹縫間距大于孔810的直徑?？?10的直徑約為λ/(2*(NA))。對(duì)環(huán)形孔，環(huán)形狹縫的內(nèi)徑應(yīng)大于孔810的直徑。在兩種情況下，孔814的外緣均位于光束230之外。擋板804和806可由金屬片或帶不覆蓋孔810和814的阻光覆層的透明基片制成。
圖25顯示了可用作濾光器222的另一種濾光器830。濾光器830包括分束器832及全息板834。全息板834的覆層調(diào)整為有效地反射準(zhǔn)直光束230但同時(shí)使未準(zhǔn)直光束840通過。所要的光束230為全息板834反射并回到分束器832，并被反射至分束器224。
圖26是顯示全息板834的制作的示意圖。具有與激光器200相同波長的準(zhǔn)直激光束850在振幅分束器856被分成兩束852和854。光束852和854分別被引向鏡860和862并從垂直于板834的相反的方向落到全息板834上。借助光束852和854的干涉記錄下反射全息圖。全息覆層可由重鉻酸膠或光聚合材料制成。
在圖4中，本發(fā)明的濾光器222位于光束220的光路中。然而，可在伺服光束230或數(shù)據(jù)光束236的光路中設(shè)置一或多個(gè)濾光器。
雖然在此對(duì)本發(fā)明的較實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域的專業(yè)人員顯然可在不超出所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的前提下對(duì)本發(fā)明作各種修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括一個(gè)電磁輻射源，用于產(chǎn)生一個(gè)電磁輻射束；一個(gè)具有多個(gè)數(shù)據(jù)表面的光學(xué)介質(zhì)；一個(gè)聚焦裝置，用于使電磁輻射束聚焦在諸數(shù)據(jù)表面的一個(gè)選擇表面上；一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器，用于從介質(zhì)接收一個(gè)返回的電磁輻射束，和據(jù)此生成一個(gè)聚焦誤差信號(hào)；和一個(gè)連接于聚焦裝置的聚焦控制裝置，聚焦控制裝置包括一個(gè)峰值檢測(cè)器，用于檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)中的峰值，和一個(gè)控制器，用于計(jì)數(shù)由峰值檢測(cè)器檢測(cè)的峰值，和確定在其上聚焦電磁輻射束的數(shù)據(jù)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)檢測(cè)器是一個(gè)分段式光學(xué)檢測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于分段式光學(xué)檢測(cè)器是由至少4段組成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)檢測(cè)器由4段組成，而4段由兩條邊界線交叉成4個(gè)扇形段來分段；聚焦誤差信號(hào)的生成方法是對(duì)來自每個(gè)對(duì)角地相對(duì)的扇形段對(duì)的輸出信號(hào)求和，然后減去兩個(gè)互相的和數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于聚焦裝置包括一個(gè)連接于一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)裝置的透鏡，該運(yùn)動(dòng)裝置在一個(gè)基本上垂直于數(shù)據(jù)表面的方向上運(yùn)動(dòng)透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于聚焦誤差信號(hào)中兩個(gè)峰值的檢測(cè)可指定數(shù)據(jù)表面的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于聚焦控制裝置控制聚焦裝置，使聚焦誤差信號(hào)可保持在兩個(gè)峰值之間的一個(gè)零點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)是一個(gè)盤，并且該系統(tǒng)還包括一個(gè)用于轉(zhuǎn)動(dòng)該盤的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)包含識(shí)別介質(zhì)中存在的數(shù)據(jù)層數(shù)目的信息。
10.一種光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括一個(gè)激光器，用于產(chǎn)生一個(gè)光束；一個(gè)光盤介質(zhì)，具有多個(gè)數(shù)據(jù)表面；一個(gè)連接于光盤介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，用于轉(zhuǎn)動(dòng)該盤介質(zhì)；一個(gè)聚焦裝置，用于使光束聚焦在諸數(shù)據(jù)表面的一個(gè)選擇表面上；一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器，用于從介質(zhì)接收一個(gè)返回的光束，和據(jù)此生成一個(gè)聚焦誤差信號(hào)；和一個(gè)連接于聚焦裝置的聚焦控制裝置，聚焦控制裝置包括一個(gè)用于檢測(cè)聚焦誤差信號(hào)中峰值的峰值檢測(cè)器，和一個(gè)用于計(jì)數(shù)由峰值檢測(cè)器檢測(cè)的峰值的和用于確定在其上聚焦光束的數(shù)據(jù)表面的控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)檢測(cè)器是一個(gè)分段式光學(xué)檢測(cè)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于分段式光學(xué)檢測(cè)器由至少4段組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)檢測(cè)器由4段組成，而4段由兩條邊界線交叉成4個(gè)扇形段來分段；聚焦誤差信號(hào)的生成方法是對(duì)來自每個(gè)對(duì)角地相對(duì)的扇形段對(duì)的輸出信號(hào)求和，然后減去兩個(gè)互相的和數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于聚焦裝置包括一個(gè)連接于一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)裝置的透鏡，該運(yùn)動(dòng)裝置在一個(gè)基本上垂直于數(shù)據(jù)表面的方向上運(yùn)動(dòng)透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于聚焦誤差信號(hào)中兩個(gè)峰值的檢測(cè)可指定數(shù)據(jù)表面的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于聚焦控制裝置控制聚焦裝置，使聚焦誤差信號(hào)可保持在兩個(gè)峰值之間的一個(gè)零點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于光學(xué)介質(zhì)包含識(shí)別介質(zhì)中存在的數(shù)據(jù)層數(shù)目的信息。
全文摘要
包括多數(shù)據(jù)表面介質(zhì)和光頭的光數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)。該介質(zhì)包括為光傳播介質(zhì)所分開的多個(gè)基片。數(shù)據(jù)表面位于鄰近光傳播介質(zhì)的基片表面上。數(shù)據(jù)表面基本上是光透射的,光頭包括一使光頭能聚焦到不同數(shù)據(jù)表面上的象差補(bǔ)償器和濾除不需要的反射光的濾光器。
文檔編號(hào)G11B7/1392GK1230747SQ98126570
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1998年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月4日
發(fā)明者哈爾·J·羅森, 庫爾特·A·魯賓, 蒂莫西·C·斯特蘭德, 格倫·T·辛爾庫克, 詹姆斯·M·扎維斯蘭, 瑪格麗特·E·貝斯特 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司