CN101288125A - 用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备和方法 - Google Patents

用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，该设备包括拾取单元，包括物镜和固体浸没透镜，以允许光入射到记录介质上；光电元件，用于接收从该记录介质反射的光，以输出控制信号；以及控制器，用于通过使用从该光电元件输出的控制信号来控制该拾取单元，其中该控制信号包括由记录介质的歪斜而导致的倾斜误差信号。

Description

用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备和方法
技术领域
本发明涉及使用光来记录或再现数据的设备和方法。
背景技术
近年来，出现了光学记录介质，该介质能够以高密度重写数据，能够记录和存储较长时间内的高质量视频数据和高质量音频数据。例如，这种介质包括蓝光盘。
由于蓝光盘标准的迅速发展，因此已经开发出了相关产品，并已投入市场以备商品化。该蓝光盘能够存储大约25GB的数据。当将该蓝光盘制成双层时，它就能够存储大约50GB的高容量数据。
同时，已经使用了缩短激光波长或增加物镜数值孔径(NA)以便增加记录介质的记录容量的方法。
图1为根据相关技术的光学记录/再现设备的光学系统的图。
参看图1，从激光二极管10生成的光被准直透镜11转换为平行光，通过分光器12，并且被物镜13聚集在记录介质14上。
还有，被记录介质14反射的光通过物镜13，并被分光器12反射，接着被透镜15聚集在光检测器16上，从而该光被检测为电信号。
但是，在图1的光学系统中，缩短光波长以增加记录容量的方法几乎已经达到了物理上的极限。还有，关于增加物镜的NA的方法，难以使用相关技术的远场记录方法来进行很大的改进。
因此，使用固体浸没透镜的近场记录方法正在积极开发中，这已在图2中示出。
参看图2，在近场记录方法中，SIL 22位于物镜21的下方。该SIL22形成为半球形，并由折射率n大于1的介质构成。使用SIL 22使得该物镜21的NA为n×NA，其大于1，因此该记录容量能够进一步增加。
同时，近场记录方法中，在SIL 22与记录介质23之间的间隙为数十纳米。因此，在记录介质23发生歪斜或倾斜的情况下，不能准确地保持在SIL 22与记录介质23之间的间隙，这可能导致该SIL 22与记录介质23之间的碰撞。
发明内容
本发明的一个目标就是提供一种记录/再现设备以及记录/再现方法，其能够有效地获得记录介质的倾斜误差信号，从而使得正确地保持在SIL与记录介质之间的间隙，并且能够进行伺服操作，以允许使用倾斜误差信号来正确地保持SIL与记录介质之间的间隙。
提供了一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：拾取单元，包括物镜和固体浸没透镜(SIL)，以允许光入射到记录介质上；光电元件，用于接收从该记录介质反射的光，以输出控制信号；以及控制器，用于使用从该光电元件输出的控制信号来控制该拾取单元，其中该控制信号包括由记录介质的歪斜而引起的倾斜误差信号。
在本发明的另一方面中，还提供了一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：第一光学系统，用于使用第一光从被记录介质反射的第一光检测电信号；第二光学系统，用于使用第二光从被该固体浸没透镜反射的第二光检测伺服信号；以及拾取单元，包括物镜和固体浸没透镜，以允许第一光入射到记录介质上，并且响应于控制信号通过该第二光的伺服信号而被驱动。
在本发明的另一方面中，还提供了一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的方法，包括：分开光，由拾取单元将该光入射到记录介质上，其中该拾取单元包括物镜和固体浸没透镜；将分开后的光转换为控制信号，以控制该拾取单元的伺服操作；其中该控制信号包括由记录介质的歪斜而引起的倾斜误差信号。
根据本发明的实施例，能够正确地保持在SIL与记录介质之间的间隙，因此能够防止损害该SIL。
还有，能够很快地检测到由于记录介质的歪斜而引起的倾斜误差，因此能够稳定地进行数据的记录或再现操作
附图说明
图1为根据相关技术的光学记录/再现设备的光学系统的图；
图2为说明近场记录方法的光学系统的图；
图3为提供给使用近场的记录/再现设备的SIL和记录介质的侧视图；
图4为说明在返回光的量与间隙之间的关系的图；
图5为说明根据本发明一个实施例的记录/再现设备的图；
图6为说明在记录介质没有发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图；
图7为说明记录介质发生歪斜的情况的图；
图8为说明在记录介质发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图；
图9为说明在记录介质发生歪斜的情况下入射到光电元件上的光的量的图；
图10为说明在记录介质没有发生歪斜的情况下入射到光电元件上的光的量的图；
图11和12为说明在记录介质发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图；
图13为说明用于由光电元件检测电信号的方法的图；
图14为说明用于由第一光电元件和第二光电元件检测电信号的方法的图；
图15为说明根据本发明另一个实施例的记录/再现设备的图；
图16为说明从第一光源和第二光源发出的光入射到记录介质上的图；
图17为将从第一光源发出的光的倾斜余量与从第二光源发出的光的倾斜余量进行比较的图；
图18和19为说明由于记录介质的歪斜而引起的在光电元件处的光斑的图；
图20为说明根据本发明的一个实施例的记录/再现设备中光电元件的另一个例子的图；
图21为说明根据本发明另一个实施例的记录/再现设备的图；
图22为说明光入射到没有形成覆盖层的记录介质上的图；
图23和24为说明由于没有形成覆盖层的记录介质的歪斜而引起的在光电元件处的光斑的图；
图25为说明光入射到形成了覆盖层的记录介质上的图；以及
图26和27为说明由于形成了覆盖层的记录介质的歪斜而引起的在光电元件处的光斑的图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施例，其中在附图中示出了本发明的实施例的例子。
根据本发明实施例的记录/再现设备包括能够在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，并且还包括能够对数据进行记录/再现操作的设备。
需要注意的是，术语“歪斜”和“倾斜”结合由在记录介质处生成的歪斜所导致的倾斜而被一起使用。
图3为提供给使用近场的记录/再现设备的SIL和记录介质的侧视图，并且图4为说明返回光的量与间隙之间的关系的图。
已经通过物镜的光在该光入射到记录介质51上之前入射到SIL52。光的一部分以预定临界角或更大角度入射到SIL 52的光在SIL 52的反射表面上发生全反射，并且传播至用于观测该全反射的光的光电元件(例如光电检测器)。
还有，结合在SIL 52的反射表面上形成的光的尺寸与在该SIL 52与记录介质51之间的间隙d，利用入射到SIL 52的光的波长λ定义为d≤λ/2的区域为近场。
还有，远场被定义为间隙d满足d≥λ/2并且光没有溢出(extravasate)到该数据记录层的状态。
但是，在远场状态的情况下，以临界角或更大角度入射到SIL 52的截面部分上的光被全反射，并且变成了返回光。因此，参看图4，在远场状态下全反射的返回光的量表示为恒定值。
另一方面，在近场状态的情况下，以临界角或更大角度入射到SIL52的表面上的光的一部分在如上所述的SIL52的反射表面(即反射边界)处溢出到记录介质51的数据记录层。
因此，参看图4，可以示出，全反射的返回光的量随着接近记录介质51的数据记录/再现层(准确地说，记录介质的表面)而按指数规律地减少。
因此，当SIL 52的截面位置处于近场状态时，就可以通过使用间隙误差信号在根据间隙d的尺寸而改变的线性部分上进行反馈伺服操作，来将SIL 52的截面与记录介质51的数据记录/再现层之间的间隙控制为恒定值。
控制器控制拾取单元和光源的光功率，并且该拾取单元包括SIL和物镜。
该控制器通过使用控制信号来控制该拾取单元，并且该控制信号包括倾斜误差信号。
例如，参看图4，当进行控制以致于全反射的返回光的量变成控制目标值P时，该间隙d保持恒定。
对于在近场状态期间记录数据或再现被记录的数据的设备和方法来说，本发明通过多种实施例提供了数据的记录或再现期间更有效的伺服操作。
关于用于将在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备的结构，本发明的实施例包括形成用于生成光并发射光的一个光源的情况，以及形成两个光源的情况。这些结构不应该被解释为限制本发明的范围，而是可以建议多个使用这些结构的实施例。
图5为说明根据本发明一个实施例的记录/再现设备的图。
参看图5，记录/再现设备包括：射频(RF)光学块，用于在记录介质123上记录数据/从记录介质123再现数据；伺服光学块，用于控制在该记录介质123与SIL 122之间的间隙；以及拾取单元120，包括SIL 122和物镜121。
RF光学块和伺服光学块的每一个都包括：偏振分光器(PBS)，用于改变移动光的路径；以及光电元件，用于将入射光转换为电信号。
图5的记录/再现设备在从单个光源110发出的移动光束的路径上包括RF块和伺服光学块。
更详细地，该记录/再现设备包括：第一光源110，用于发射光；准直透镜111，用于将从光源110发射的光改变为平行光；第一PBS 112和第二PBS 132，用于根据入射光的偏振分量来透射或反射入射光；四分之一波片(QWP)116，用于改变入射光的波长；以及反射镜119，用于将光引导到记录介质。
还有，该记录/再现设备还包括：第一光电元件(例如光电检测器)113，用于将被记录介质123反射并且经由第一PBS 112入射的光转换为电信号；以及第二光电元件115，用于将经由第二PBS 132入射的光转换为电信号。
这里，第二PBS 132和第二光电元件115构成了RF光学块，用于从被记录介质123反射的光中获取RF信号。应该注意的是，该第二光电元件115获得的电信号可以被用于获得该记录介质的倾斜误差信号以及检测RF信号的目的。
还有，该第一PBS 112和第一光电元件113构成了伺服光学块，用于检测记录介质123的倾斜误差信号，其相对于被该记录介质123反射的光的从第二光电元件114入射的光具有不同的移动路径。
该光源110可以为激光二极管，用于发射具有优秀直线特性的激光。还配备了光电检测器127，用于观测从光源110发射的光的强度。通过反馈来自光电检测器127的信号，可以将从该光源110发射的光的强度保持为记录/再现操作所需的恒定强度。
还有，该拾取单元120包括SIL 122和物镜121，用于将入射光聚集到记录介质123上。
在操作中，从光源110发射的光被准直透镜111改变为平行光，并且经由第一和第二PBS 112和132入射到QWP 116上。
还有，在该QWP 116处，将该光从线性偏振光转换为圆偏振光，并入射到反射镜119上。
被反射镜119反射的光通过物镜121和SIL 122，并且入射到记录介质123上。在这一点上，该拾取单元120包括线圈和磁路，用于对间隙误差和倾斜误差进行伺服操作。
这里，入射到SIL 122的光的速度被SIL 122的折射率n减慢，并且该光的波长被缩短为1/n。因此，该SIL 122内的衍射极限降至低于常规值的1/n，并且实现了如下效果，即物镜121的数值孔径(NA)增加到n倍。
同时，在该QWP 116处，被记录介质123反射的光的偏振分量被改变180°，并且被转换为线性偏振光。这里，偏振方向被改为与初始偏振方向垂直的偏振方向。
还有，偏振方向已经改变的反射光不能通过第二PBS 132，并被反射以入射到该第二光电元件115。
在这一点上，一部分反射光发生了失真偏振，并通过该第二PBS132，以及被第一PBS112反射以入射到该第一光电元件113。
该第一和第二光电元件113和115将入射光转换为电信号，并且能够通过使用该生成的电信号来检测关于记录介质123的倾斜的倾斜误差信号。
这里，该第二光电元件115接收含有记录在记录介质123上的数据的RF信号，并将RF信号转换为电信号，从而进行数据的再现操作。
还有，被第一光电元件113转换为电信号的信号被用于测量记录介质123的歪斜的目的。特别地，被第二光电元件115转换的电信号也被用于检测记录介质的倾斜误差信号。
接下来，下面将描述用于检测记录介质123的歪斜或倾斜误差信号的方法。
图6为说明在记录介质没有发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图，图7为说明记录介质发生歪斜的情况的图，并且图8为说明在记录介质发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图。
在记录介质123没有发生歪斜同时在SIL 122与记录介质123之间维持预定间隙的情况下，观测到了光斑，其中该光斑具有稍微黑暗和恒定明亮的四个部分(图6)。
同时，参看图7，当记录介质123发生倾斜(或歪斜)并且光141入射到记录介质123上时，可以通过使用由该第一和第二光电元件113和115观测到的光斑的电信号来检测记录介质123的倾斜量。因此，就能够进行间隙伺服操作，其中该间隙操作能够防止由于SIL 122与记录介质123之间的碰撞导致的对SIL 122的损害。
在如图7所示记录介质123发生歪斜的情况下，由光电元件观测到的光斑具有如图8中所示不规则形成的黑暗部分和明亮部分。根据本发明，使用由该光电元件观测到的光斑，就能够检测该记录介质的倾斜误差信号。
此外，下面将描述当记录介质发生歪斜时由用于将被记录介质反射的光转换为电信号的光电元件观测到的光量的差异。
图9为说明在记录介质发生歪斜的情况下入射到光电元件上的光的量的图示，并且图10为说明在记录介质没有发生歪斜的情况下入射到光电元件上的光的量的图示。
在图9和10所示的图中，X轴表示作为变量的时间。图9和10表示在SIL和记录介质之间的间隙随着时间流逝而逐渐减少。
参看图9，最初，最大量的光151入射至光电元件。随着SIL逐渐地接近记录介质，入射到光电元件的光的量逐渐减少。并且，即使当SIL与记录介质接触时，也检测到预定量的光。
在这种情况下，记录介质发生歪斜，并且能够进行用于校正记录介质的倾斜的间隙伺服操作。
另一方面，参看图10，当记录介质没发生歪斜时，最大量的光161入射到光电元件，但是当SIL与记录介质之间的间隙逐渐变窄时，没有从被记录介质反射的光中接收到能够检测记录介质的歪斜量(或倾斜量)的光(162)。
也就是说，当记录介质发生歪斜或倾斜时，可以使用从记录介质的数据记录层反射的光来检测RF信号，并且同时可以使用从该SIL的全反射表面反射的光来检测该记录介质的倾斜量。
但是，在记录介质没有发生歪斜的情况下，只检测到了被记录介质的数据记录层反射的光，而没有出现从该SIL的全反射表面反射的光。在这种情况下，由图5中所示的第一光电元件115检测到的光斑的光量的差异并不存在。
下文中，将描述使用由光电元件观测到的光斑来更精确地测量记录介质发生的歪斜的方法。
图11和12为说明在记录介质处发生歪斜的情况下由光电元件观测到的光斑的图。
首先，由于只在预定的方向上记录介质123没有发生歪斜，因此在图11和12所示的两种情况下能够对记录介质发生的歪斜进行量化。
根据本发明实施例的每个光电元件，即第一和第二光电元件113和115能够包括被分为四部分的光电检测器，但并不仅限于此。本发明的实施例能够被应用于允许由于记录介质的歪斜而导致光量差异的任何光电检测器。
记录介质发生的歪斜能够被分为记录介质的半径方向R和切线方向T。在这一点上，使用连接记录介质的中心与光照位置的直线为基准来定义半径方向R和切线方向T。
也就是说，从连接记录介质的中心与光照位置的虚拟基准线延伸的方向被定义为记录介质的半径方向R。与该虚拟基准线垂直的方向被定义为切线方向T。在这一点上，由每个光电元件113和115检测到的光量根据记录介质的歪斜而有所差异。
图11说明了在记录介质的半径方向R上发生歪斜的情况，并且图12说明了在记录介质的切线方向T上发生歪斜的情况。
如上所述，由于反射光的强度显示取决于SIL与记录介质之间的间隙的差异，因此当记录介质发生歪斜时实质上发生由光电元件接收到的光量的差异。
参看图11和12，光信号的明亮部分表示SIL与记录介质之间的间隙相对较大，而黑暗部分表示SIL与记录介质之间的间隙相对较小。
因此，使用由光电元件观测到的光斑能够知道记录介质发生歪斜的方向，下面将描述用于检测关于发生歪斜的误差信号的方法。
图13为说明用于检测来自光电元件的电信号的方法的图，并且图14为说明用于由第一光电元件和第二光电元件检测电信号的方法的图。
首先，参看图13，光电元件可以包括被分为四个部分的光电检测器。这里，该光电元件可以是图5中所示的第一光电元件。
并且，检测装置A、B、C和D的每一个都输出对应于它接收到的光量的信号。在这一点上，为了易于理解，输出信号被显示为A、B、C和D的每一个。
在这一点上，可以使用从各个检测装置输出的A、B、C和D来生成半径方向R和切线方向T上的倾斜误差信号。可以生成半径方向R上的倾斜误差信号TE1作为由在半径方向R上被划分的检测装置检测到的信号(A+B/C+D)的差信号。
并且，可以生成切线方向T上的倾斜误差信号TE2作为由在切线方向T上被划分的检测装置检测到的信号(A+D/B+C)的差信号。
这里，TE1＝k1[(A+B)-(C+D)]，并且TE2＝k2[(A+D)-(B+C)]。
也就是说，因为差信号表示根据记录介质发生歪斜的方向的光量的差异，它被用作倾斜误差信号。在这一点上，由反射光形成的信号可以在记录介质的切线方向和半径方向上被划分以控制倾斜。通过该过程，能够进行控制该SIL的伺服操作，用以消除该记录介质发生的歪斜。
除了该方法以外，图14中还示出了用于更精确地检测倾斜误差信号的方法。不仅由于记录介质发生的歪斜、记录介质的偏心或者其他原因，通过SIL的光不能准确地照射到记录介质上。
也就是说，当光在记录介质的旋转期间发生移动时，如果记录介质本身的中心被形成为具有偏心性，就可能产生磁道误差。在这种情况下，通过参照图13的方法检测到的差信号内就能够包含该磁道误差信号。
因此，需要通过从图13检测到的差信号中去除由该磁道误差导致的影响来补偿误差。
为此，需要通过磁道的移动来判断是否存在磁道误差，并且生成能够补偿该磁道误差信号的倾斜误差信号。也就是说，由于在光电元件113和115的每一个处操作的用于半径方向的倾斜信号运算公式与用于检测磁道误差信号的运算公式相同，因此使用用于抵消磁道误差分量以去除磁道误差的影响的方法，能够获得由两个光电元件113和115检测到的信号的差异。
在这一点上，由磁道误差导致的倾斜误差信号的误差可以针对半径方向和切线方向的倾斜误差信号被补偿。由于可以使用相同的方法来进行操作，因此将使用半径方向的倾斜误差信号为实施例来参照图14更详细地描述本发明。
经由在拾取单元120上形成的SIL照射到记录介质123上的光被记录介质123反射，以及被第二和第一PBS 132和112反射，并且被第二光电元件115和第一光电元件113接收。
由该第二光电元件113接收的光使用从构成该第二光电元件的各个检测装置输出的信号A、B、C和D来生成倾斜误差信号。也就是说，如上所述，当记录介质的半径方向被用作基准时，倾斜误差信号是在半径方向上被分开并求和(即，[(A+B)-(C+D)])的信号的差异(即[(A+B)-(C+D)])。
此外，由记录介质123反射的光的一部分由第一光电元件113接收，并具有相对于入射到第二光电元件115的光的预定路径差异。
由第一光电元件113接收到的光使用从构成第一光电元件的各个检测装置输出的信号a、b、c和d来生成倾斜误差信号。
也就是说，如上所述，当记录介质的半径方向被用作基准时，该倾斜误差信号是在半径方向上被分开并且被求和的信号的差异(即[(a+b)-(c+d)])。
参看图14，获得通过将倾斜误差信号乘以比例常数而得到的值的差异，以形成误差补偿后的倾斜误差信号，以便于从倾斜误差信号中消除由于磁道移动而导致的影响。
也就是说，可以通过下面的公式来计算记录介质在半径方向上的倾斜误差以及在切线方向上的倾斜误差。
k3[(A+B)-(C+D)]-k4[(a+b)-(c+d)]...公式1
k5[(A+D)-(B+C)]-k6[(a+d)-(b+c)]...公式2
公式1为半径方向上的倾斜误差信号，而公式2为切线方向上的倾斜误差信号。
此外，由第一和第二光电元件113和115检测到的倾斜误差信号包括关于倾斜的误差数据以及关于磁道移动的误差数据。
该第一和第二光电元件113和115分别接收被记录介质123反射的相同的光，但是该接收到的光具有路径差异。因此，由记录介质的歪斜而导致的光的变化相同，但是光的移动路径差异或者光量不同，因此变化程度会有差异。
在这种情况下，通过乘以预定的比例常数k3、k4、k5和k6，能够消除由于磁道移动而导致的误差，并能够生成误差补偿后的倾斜误差信号。
如上所述，由记录介质123反射的光被两个光电元件113和115接收，其能够生成半径方向R和切线方向T的倾斜误差信号。在这一点上，该倾斜误差信号使用了如下特性，即该光根据SIL与记录介质123之间间隙的变化而线性地变化，这已在上面进行了详细描述。
还有，公式1和2中所述的倾斜误差信号通过如下来生成误差补偿后的倾斜误差信号：计算通过乘以比例常数得到的值的差，以抵消由磁道移动而导致的误差，从而消除由该磁道移动导致的误差。
也就是说，公式1和2变成了记录介质的倾斜误差信号，其中，相对于记录介质的半径方向和切线方向已经抵消了由磁道移动所导致的误差。
使用上面生成的误差补偿后的倾斜误差信号在数据的记录或再现操作期间控制拾取单元120的SIL的溢出，并将水平状态保持在有限范围内，使得能够进行稳定的数据处理。
这里，第二光电元件115生成记录/再现信号(RF信号)或磁道误差信号，并且该第一光电元件113生成间隙误差信号。
本发明的上面实施例已经描述了在提供有用于发光的一个光源的情况下的伺服操作。下文中，描述在提供有分别发送具有不同波长的光的两个光源的情况下的伺服操作，作为本发明的另一个实施例。
图15为说明根据本发明另一个实施例的记录/再现设备的图。
参看图15，记录/再现设备包括：RF光学块，用于在记录介质123上记录数据/从记录介质123再现数据；间隙伺服光学块，用于控制记录介质223与SIL 222之间的间隙；以及拾取单元220，其具有物镜221和SIL 222，用于允许光入射到记录介质223上并且被记录介质223反射的光入射到其上。
下文中使用的伺服信号包括记录介质223(323)的倾斜量，以及物镜221(321)或拾取单元220的移动量。对应于记录介质223(323)的倾斜量的伺服信号为第一伺服信号，对应于物镜221(321)或拾取单元220的移动量的伺服信号为第二伺服信号。
该RF光学块包括：第一光源210，用于发出405nm的波长带内的蓝光；第一准直透镜211，用于将从第一光源210发出的光改变为平行光；第一PBS 212，用于根据入射光的偏振分量来透射或反射入射光；第一光扩展器215，用于控制该光的发散角或会聚角；第一QWP 216，用于改变入射光的波长；以及分光器217。
并且，该RF光学块还包括第一光电元件(例如光电检测器113)，用于检测被记录介质223反射并且经由第一PBS 212入射的RF信号。
此外，该间隙伺服光学块包括：第二光源230，用于发出650nm的波长带内的红光；第二准直透镜231，用于将从第二光源230发出的光改变为平行光；第二PBS 232，用于根据入射光的偏振分量来透射或反射入射光；第二光扩展器235，用于控制该光的发散角或会聚角；以及第二QWP 236，用于改变入射光的波长。
此外，该间隙伺服光学块还包括第一光电元件，用于检测被该SIL222全反射并且经由第二PBS 232入射的间隙误差信号。
此外，该拾取单元220包括SIL 222和物镜221，用于将入射光聚集在记录介质223上。
在操作中，从第一光源210发出的第一光在第一准直透镜211处被改变为平行光，并通过第一PBS 212。由该第一光扩展器215来控制第一光的发散角或会聚角。
此外，该第一光在第一QWP 216处被从线性偏振光转换为圆偏振光，并且入射至反射镜218。
被该反射镜218反射的第一光通过物镜221和SIL 222，并且入射到记录介质223上。在这一点上，该拾取单元221包括线圈和磁路，用于对间隙误差和磁道误差进行伺服操作。
同时，在该第一QWP 216处，被记录介质223反射的RF信号的偏振分量被改变180°，并且被转换为线性偏振光。在这一点上，该光具有与初始偏振方向垂直的偏振方向。
因此，该RF信号被第一PBS 212反射并入射到第一光电元件213。
该第一光电元件213将RF信号转换为电信号，以再现存储在记录介质223中的数据。
同时，根据本发明实施例的光学记录/再现设备包括间隙伺服光学块，用于控制SIL 222与记录介质223之间的间隙。
从第二激光二极管210(第二光源)发出的第二光在第二准直透镜231处被改变为平行光，并且通过第二PBS 232。由第二光扩展器235来控制该第二光的发散角或会聚角。
此外，该第二光的偏振在第二QWP 236处被转换，并被入射至反射镜218。
被该反射镜218反射的第二光通过物镜221和SIL 222，并且入射到记录介质223上。
在这一点上，第二光的一部分被SIL 222全反射。当该SIL 222与记录介质223之间的间隙较小时，被全反射的光的量较小。另一方面，当该SIL 222与记录介质223之间的间隙较大时，被全反射的光的量较大。
这是由于SIL 222、记录介质223、SIL 222与记录介质223之间所含空气的折射率以及光的波长之间的关系所导致的。当SIL 222与记录介质223之间的间隙为100nm或更小时，则SIL 222与记录介质223之间的间隙与被该SIL 222全反射的光的量具有相关性，这与参照图5-14所述的相同。
被该SIL 222反射的第二光被第二PBS 232反射，并且入射至第二光电元件233。该第二光电元件233从被该SIL 222反射的第二光中检测间隙伺服信号。
如上所述，从第一光源210发出的第一光被用于检测RF信号，并且从第二光源230发出的第二光被用于检测间隙伺服信号。
根据本发明，使用表示SIL 222与记录介质223之间间隙的间隙伺服信号，能够知道记录介质223的歪斜导致的倾斜量。并且，通过间隙伺服操作来对该SIL 222与记录介质223进行控制，使得它们不会相互碰撞。
图16为说明从第一光源和第二光源发出的光入射到记录介质上的图。
参看图16，从第一光源210发出的第一光和从第二光源230发出的第二光分别在SIL 222处具有不同的光尺寸。
该第一光240可以为波长较短的蓝光波长带中的光，并且该第二光241可以为具有较长波长的红光波长带中的光。
由于该第二光241以相对较大的尺寸入射到SIL 222上，因此能够从该第二光241更准确地检测由记录介质223的歪斜所导致的间隙误差信号。
图17为将从第一光源发出的光的倾斜余量与从第二光源发出的光的倾斜余量进行比较的图。
从第一光源210发出的第一光240在SIL 222处具有较小的光尺寸，并且使用该较小的光尺寸能够检测的记录介质223的倾斜余量也较小。
也就是说，在使用第一光240进行间隙伺服的情况下，当记录介质223位于第一位置223b处时，能够检测该记录介质223的倾斜状态。因此，当记录介质223位于第一位置223b处时，拾取单元220通过间隙伺服进行控制操作，以便于防止该SIL 222与记录介质223之间的碰撞。
另一方面，从第二光源230发出的第二光241在SIL 222处具有较大的光尺寸，并且使用该较大的光尺寸能够检测的记录介质223的倾斜余量大于使用第一光240能够检测的记录介质223的倾斜余量。
也就是说，在使用第二光241进行间隙伺服的情况下，当记录介质223位于第二位置223a处时，能够检测该记录介质223的倾斜状态。
因此，在使用第二光241进行间隙伺服的情况下，能够更灵敏地检测记录介质223的移动，并且能够更快速地通过间隙伺服来进行控制操作。
并且，由于第二光241在SIL 222处具有相对较大的光尺寸，因此能够获得对于记录介质223的倾斜更灵敏的信号。
图18和19为说明由于记录介质的歪斜而导致的在光电元件处的光斑的图。
参看图18和19，当记录介质223发生歪斜而且第二光241入射到记录介质223上时，该第二光电元件233能够使用信号值(A+B)-(C+D)来检测记录介质223的歪斜。由此能够进行间隙伺服操作，用于防止由于SIL 222与记录介质223之间的碰撞而导致的SIL 122的损坏。
也就是说，根据本发明实施例的光学记录/再现设备包括：第一光源210，用于记录或再现数据；以及第二光源230，用于间隙伺服操作。通过使得从第二光源230发出的光的波长长于从第一光源210发出的光的波长，能够灵敏地检测该记录介质223的歪斜。
图20为说明根据本发明的一个实施例的记录/再现设备中光电元件的另一个例子的图。
与图19中所示的第二光电元件233不一样，图20中所示的第二光电元件233被分为十六个单元，并且与被分为四个单元的光电元件(图19)相比具有能够更灵敏地检测记录介质223的歪斜的优点。
虽然未示出，通过提供包括四个或更多单元的光电检测器，本发明能够更灵敏地检测记录介质223的歪斜。
图21为说明根据本发明另一个实施例的记录/再现设备的图
参看图21，该记录/再现设备包括：第一光学系统，用于在记录介质323中记录数据或从记录介质323再现数据；第二光学系统，用于检测记录介质323与SIL 322之间的间隙误差信号；以及拾取单元320，其中被记录介质323反射的光入射到其上，并且包括SIL 322和物镜321，允许光入射到记录介质323上。
更详细地，第一和第二光学系统之一进行检测伺服信号以检测记录介质323的倾斜量的操作，而另一个进行检测在倾斜伺服操作期间由于物镜321的移动而产生的误差信号的操作。
也就是说，使用提供给该第一和第二光学系统的光电元件(例如光电检测器)，能够测量该记录介质323的倾斜量以及物镜321的移动量。
该第一光学系统包括：第一光源310，用于发出405nm的波长带中的蓝光；第一准直透镜311，用于将从第一光源310发出的光改变为平行光；第一PBS 312和第三PBS 314，用于根据入射光的偏振分量来透射或反射入射光；第三PBS 314；第一光扩展器316，用于控制光的发散角或会聚角，以控制光尺寸；第一QWP 317，用于改变入射光的波长；以及分光器318。
此外，该第一光学系统还包括：第三光电元件315，用于检测被记录介质323反射并且经由第三PBS 314入射的RF信号；以及第四光电元件313，用于检测被记录介质323反射并且经由第一PBS 312入射的间隙误差信号。
作为参考，使用光电检测器作为光电元件来描述本发明。
该第二光学系统包括：第二光源330，用于发出650nm的波长带内的红光；第二准直透镜331，用于将从第二光源330发出的光改变为平行光；第二PBS 332，用于根据入射光的偏振分量来透射或反射入射光；第二光扩展器313，用于控制光的发散角或会聚角，以控制光尺寸；以及第二QWP 337，用于改变入射光的波长。
此外，该第二光学系统还包括第二光电元件333，用于检测被记录介质323反射并且经由第二PBS 332入射的间隙误差信号。
该拾取单元320包括SIL 322和物镜321，用于将入射光聚集到记录介质323上。
在操作中，从第一光源310发出的第一光在第一准直透镜311处被改变为平行光，并且通过第一PBS 312和第三PBS 314。由第一扩展器316来控制该第一光的发散角或会聚角，以便于改变光尺寸。
此外，该第一光在第一QWP 317处被从线性偏振光转换为圆偏振光，并入射到反射镜319上。
被反射镜119反射的光通过物镜321和SIL 322，并且入射到记录介质323上。在这一点上，该拾取单元320包括线圈和磁路，用于对间隙误差和磁道误差进行伺服操作。
同时，在该第一QWP 317处，被记录介质323反射的光被改变为线性偏振光。这里，偏振方向被改为与初始偏振方向垂直的偏振方向。
在第一光被用于对记录在记录介质323上的数据进行再现的情况下，该第一光不仅被记录介质323的数据记录/再现层反射，而且还有一部分第一光在入射到记录介质323上之前被SIL 322全反射。这里，第一光被全反射的表面是SIL 322的反射面，并且该反射面是与记录介质323面对的SIL 322的平面。
在近场光学记录/再现设备中，通过SIL 322与记录介质323之间的间隙与SIL 322、记录介质323以及空气的折射率之间的相关性来生成耦合，从而使得入射到SIL 322上的光的一部分被全反射，其余则入射到记录介质323上。
因此，具有被第三PBS 314反射的偏振分量的被记录介质323反射的光的一部分入射到第三光电元件315。入射到第三光电元件315的信号变成了RF信号。该第三光电元件315将该RF信号转换为电信号，用于对记录在记录介质323中的数据进行再现。
此外，已经通过第三PBS 314的被记录介质323反射的光的一部分(更具体地，被SIL全反射的光)被第一PBS 312反射，并且入射到第一光电元件313。入射到第一光电元件313的信号作为用于检测记录介质323的倾斜量的信号，或者作为用于检测物镜321或拾取单元320的移动量的信号。
此外，将在后面描述的第二光电元件检测记录介质323的倾斜量，或者检测物镜321或拾取单元320的移动量。
同时，从第二光源330发出的第二光在第二准直透镜331处被改变为平行光，通过第二PBS 332，以及在第二QWP 337处被转换，并入射到反射镜319上。
被反射镜319反射的第二光通过物镜321和SIL 322，并入射到记录介质323上。
并且在这种情况下，第二光的一部分被SIL 322全反射。在该SIL322与记录介质323之间的间隙较小的情况下，被全反射的光的量较小。另一方面，在该SIL 322与记录介质323之间的间隙较大的情况下，被全反射的光的量较大。
这是由于SIL 322、记录介质323、SIL 322与记录介质323之间所含空气的折射率以及光的波长之间的关系所导致的。当SIL 322与记录介质323之间的间隙为100nm或更小时，则SIL 322与记录介质323之间的间隙与被该SIL 322全反射的光的量具有相关性，这与上面所述的相同。
被该SIL 322反射的第二光被第二PBS 332反射，并且入射至第二光电元件333。该第二光电元件333从被该SIL 322反射的第二光中检测间隙伺服信号。
并且，由第二光电元件333检测的信号作为用于检测记录介质323的倾斜量的信号，或者作为用于检测物镜321或拾取单元320的移动量的信号。
本发明使用第一光和第二光，并且特别地，只使用被SIL 322全反射的第一光和第二光的一部分，以检测倾斜误差信号。
关于用于检测倾斜误差信号的第一光和第二光的使用，下面将参照图21-27针对记录介质323包括覆盖层(保护层)的情况以及记录介质323不包括覆盖层的情况进行详细描述。
在近场记录介质中保持SIL与记录介质的表面之间的间隙很重要。在记录介质上形成了覆盖层的情况下，需要保持该覆盖层的表面与SIL之间的间隙。另一方面，在记录介质上没有形成覆盖层的情况下，就需要保持数据记录/再现层与SIL之间的间隙。
图22为说明光入射到没有形成覆盖层的记录介质上的图，并且图23和24为说明由于没有形成覆盖层的记录介质的歪斜而导致的光电元件处的光斑的图。
参看图22，其中说明了记录介质323的数据记录/再现层上没有形成覆盖层的情况。在这一点上，第一光340用于检测RF信号，以及检测由于物镜321的移动而导致的DC偏移，并且第二光341被用于测量记录介质的倾斜量。
也就是说，在记录介质上没有形成覆盖层的情况下，第一光340的焦点形成在数据记录/再现层上，并且在SIL 322处的第一光340的光尺寸比第二光341相对较大。
通过移动物镜321来调整由光源310、330发出的光的焦点。可以通过拾取单元320来将物镜321上下左右移动。
由于当SIL 322上形成的光尺寸较大时能够更精确地检测该记录介质323的倾斜量(或歪斜量)，因此第二光341被用于检测记录介质323的倾斜量。
此外，由于当SIL 322上形成的光尺寸较小时难以检测该记录介质323的倾斜量，因此第一光340被用于使用第一光电元件313来检测物镜321或拾取单元320的移动量(或DC偏移)，以及检测RF信号。
在这种情况下，图23和24中示出了经由第一和第二光电元件313和333观测到的光电转换后的信号。
该第一光电元件313能够被光电检测器分为两部分，并且该第二光电元件333能够被光电检测器分为四部分。也就是说，该第一光340被用于检测由于物镜321的移动而导致的DC偏移，以及使用RF信号来记录和再现数据。
由于第一光340的尺寸小于第二光341，因此难以如上所述使用第一光340来检测记录介质323的倾斜量。
图23中说明了由第一光电元件313光电转换的被SIL 322全反射的光斑，以及由于物镜321的移动而导致的DC偏移为k×(E-F)。
此外，图24中说明了由第二光电元件333光电转换的被SIL 322全反射的光斑，并且由该第二光电元件333检测的记录介质323的倾斜量为[(A+D)-(B+C)]。也就是说，由被分为四部分的第二光电元件333光电转换后的信号的左侧与右侧之间的差异是倾斜量。
因此，根据本发明实施例测量的记录介质的倾斜误差信号TE是[(A+D)-(B+C)]-k×(E-F)，并且该物镜321能够进行伺服操作，用于最小化该倾斜误差信号TE。
此外，还可以提供用于使用该第一和第二光电元件313和333来检测记录介质的倾斜误差信号的检测元件。换句话说，该检测元件(或控制器)检测包括倾斜误差信号的控制信号。
同时，将参照图25-27来描述记录介质323上形成覆盖层的情况。
一般地，由于覆盖层的厚度大于SIL与记录介质的表面之间的距离，因此，用于检测记录介质的倾斜误差信号的光的使用，在用于形成覆盖层的记录介质的记录/再现设备中是不同的。
也就是说，对于记录介质上形成有覆盖层的情况，使用是蓝光的第一光来对数据进行记录或再现的操作是相同的，但是在记录介质上形成有覆盖层的情况下该数据记录/再现层与SIL之间的距离比记录介质上没有形成覆盖层的情况下相对更大，因此在SIL上形成的光的尺寸是不同的。
对此进行解释，附加了图25-27。图25为说明光入射到形成有覆盖层的记录介质上的图，并且图26和27为说明由于形成有覆盖层的记录介质的倾斜而导致的光电元件处的光斑的图。
参看图25，说明了在记录介质323的数据记录/再现层上形成有覆盖层的记录/再现设备的情况。在这一点上，该第一光340被用于检测RF信号以及记录介质的倾斜量(或歪斜)。此外，第二光341被用于在伺服控制操作期间检测由于物镜321的移动而导致的DC偏移。
也就是说，在记录介质323上形成有覆盖层的情况下，在SIL 322上形成的第一光340的光尺寸大于第二光341，因此该第二光341被用于检测DC偏移。
在这种情况下，图26和27中说明了经由第一和第二光电元件313和333观测到的光电转换后的信号。
该第一光电元件313可以是被分为四部分的光电检测器，并且该第二光电元件333可以是被分为两部分的光电检测器。
图26中说明了被第一光电元件313光电转换的被SIL 322全反射的光斑，并且由第一光电元件313检测的记录介质323的倾斜量是[(A+D)-(B+C)]。也就是说，由被分为四部分的第一光电元件313光电转换的信号的左侧与右侧之间的差异是记录介质的倾斜量。
此外，图27说明了被第二光电元件333光电转换的被SIL 322全反射的光斑，并且由于物镜321的移动而导致且由第二光电元件333检测的DC偏移为k×(E-F)。
因此，根据本发明实施例测量的记录介质的倾斜误差信号TE是[(A+D)-(B+C)]-k×(E-F)，并且该物镜321能够使用检测元件进行伺服操作，用于最小化该倾斜误差信号TE。
如上所述，根据本发明的光学记录/再现设备能够具体实现用于如下情况，即在形成有覆盖层的记录介质上记录数据/从形成有覆盖层的记录介质再现数据的情况，以及在没有形成覆盖层的记录介质上记录数据/从没有形成覆盖层的记录介质再现数据的情况。并且，在伺服控制操作期间可以检测倾斜误差信号，其中已经消除由于物镜的移动而导致的DC偏移分量，以便于能够进行更精确的伺服操作。
根据本发明提出的各种实施例，能够更精确地检测由于记录介质的歪斜而导致的倾斜量。并且，可以使用检测的倾斜误差信号来执行数据的高效的记录或再现操作。
虽然为了说明目的而已经披露了本发明的优选实施例，但是本领域内的技术人员可以意识到的是，在不脱离如所附权利要求定义的本发明的范围和精神的情况下可以进行各种修改、增加和替换。
工业实用性
在记录介质中记录数据/从记录介质再现数据时，能够准确地检测由于记录介质的歪斜而导致的倾斜量，以便于可以使用该检测到的倾斜量来进行在记录介质中记录数据/从记录介质再现数据的高效操作。

Claims (25)

1.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：
拾取单元，包括物镜和固体浸没透镜(SIL)，以允许光入射到所述记录介质上；
光电元件，用于接收从所述记录介质反射的光，以输出控制信号；以及
控制器，用于使用从所述光电元件输出的控制信号来控制所述拾取单元，
其中，所述控制信号包括由所述记录介质的歪斜而导致的倾斜误差信号。
2.根据权利要求1的设备，其中，所述倾斜误差信号由从所述光电元件检测的信号的差异生成。
3.根据权利要求1的设备，其中，由于所述记录介质的歪斜而导致的所述倾斜数据含有所述记录介质的半径方向的误差信号以及所述记录介质的切线方向的误差信号。
4.根据权利要求1的设备，其中，所述控制器通过根据所述控制信号进行反馈伺服操作来将所述固体浸没透镜与所述记录介质之间的间隙控制为不变。
5.根据权利要求1的设备，还包括光源，其中，所述控制器通过使用由所述光电元件输出的所述控制信号来控制所述光源的光功率。
6.根据权利要求5的设备，通过移动所述物镜来调整从所述光源生成的光的焦点。
7.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：
第一光学系统，用于使用第一光来从被记录介质反射的所述第一光中检测电信号；
第二光学系统，用于使用第二光来从被固体浸没透镜反射的所述第二光中检测伺服信号；以及
拾取单元，包括物镜和所述固体浸没透镜，以允许所述第一光入射到所述记录介质上，并且利用所述第二光的伺服信号响应于控制信号来驱动所述拾取单元。
8.根据权利要求7的设备，其中，所述伺服信号含有由于所述记录介质的歪斜而导致的倾斜数据。
9.根据权利要求7的设备，其中，聚集到所述固体浸没透镜上的所述第二光的尺寸大于所述第一光的尺寸。
10.根据权利要求7的设备，其中，所述第一光学系统包括第一光电元件，用于将被所述记录介质反射的所述第一光转换为电信号，并且所述第二光学系统包括第二光电元件，用于将被所述固体浸没透镜的反射表面反射的所述第二光转换为电信号。
11.根据权利要求10的设备，其中，所述第一和第二光电元件的每一个都是包括四个或更多单元的光电检测器。
12.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：
拾取单元，包括允许第一光入射到记录介质上的物镜以及固体浸没透镜；
第一光学系统，包括第一光电元件，用于使用所述第一光来从被所述固体浸没透镜反射的所述第一光中检测第一伺服信号，以及第三光电元件，用于从被所述记录介质反射的所述第一光中检测射频信号；以及
第二光学系统，用于使用第二光从被所述固体浸没透镜反射的所述第二光中检测第二伺服信号。
13.根据权利要求12的设备，其中，所述第一伺服信号含有所述记录介质的倾斜数据，并且所述第二伺服信号含有关于所述拾取单元的移动量的数据。
14.根据权利要求12的设备，其中，所述第一伺服信号含有关于所述拾取单元的移动量的数据，并且所述第二伺服信号含有所述记录介质的倾斜数据。
15.根据权利要求12的设备，还包括检测元件，用于使用由所述第一和第二光电元件检测的伺服信号来测量所述记录介质的倾斜误差信号。
16.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的设备，包括：
配备在第一光学系统中的第一光电元件，使用第一光来记录/再现数据，以及检测第一伺服信号；
配备在第二光学系统中的第二光电元件，使用第二光并检测第二伺服信号；
检测元件，用于使用所述第一和第二伺服信号来检测记录介质的控制信号；以及
拾取单元，包括物镜和固体浸没透镜，以允许所述第一光入射到所述记录介质上，并且响应于所述控制信号的反馈操作而被驱动。
17.根据权利要求16的设备，其中，所述第一和第二伺服信号之一含有关于所述记录介质的倾斜量的数据，并且另一个含有关于所述物镜的移动量的数据。
18.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的方法，包括：
分开光束，由拾取单元将所述光入射到所述记录介质上，所述拾取单元包括物镜和固体浸没透镜；
将所述分解开后的光转换为控制信号，以控制所述拾取单元的伺服操作；
其中，所述控制信号包括由所述记录介质的歪斜而导致的倾斜误差信号。
19.根据权利要求18的方法，还包括：
生成反馈信号，以控制所述光的功率，其中，从一个光源或多个光源生成所述光。
20.根据权利要求19的方法，其中所述光源由多个具有不同波长带的光构成。
21.根据权利要求18的方法，其中，所述转换步骤包括以下步骤：
检测由从光电元件检测的信号的差异生成的所述控制信号。
22.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的方法，包括：
允许第一光入射到物镜和固体浸没透镜上，以记录或再现数据，并且使用第一光电元件来从被所述固体浸没透镜反射的所述第一光中检测第一伺服信号；
使用第二光电元件来从被所述固体浸没透镜反射的第二光中检测第二伺服信号；以及
使用所述第一和第二伺服信号来检测所述记录介质的倾斜误差信号。
23.根据权利要求22的方法，其中，所述第一和第二伺服信号之一含有关于所述记录介质的倾斜的数据。
24.根据权利要求22的方法，其中，所述第一和第二伺服信号之一含有关于伺服操作引起的所述物镜的移动量的数据。
25.一种用于在记录介质上记录数据/从记录介质再现数据的方法，包括：
使用第一光电元件来检测第一伺服信号，用于在通过物镜的移动的伺服控制操作中检测记录介质的倾斜量；
使用第二光电元件来检测第二伺服信号，用于检测所述物镜的移动量；以及
使用所述第一和第二伺服信号，来去除在所述记录介质的检测的倾斜量中包含的关于所述物镜的移动量的数据。
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