CN101369434A - 拾取器、信息记录装置、方法及介质和信息再生装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及拾取器、信息记录装置、方法及介质和信息再生装置及方法。本发明公开一种光学拾取器，其包括物镜，其聚光第一光束和波长与第一光束不同的第二光束，并将第一和第二光束射向光学信息记录介质，在光学信息记录介质上由于暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束的结果而将信息记录为记录标记；物镜驱动部分，其驱动物镜以将第二光束聚焦在形成于光学信息记录介质上的反射层上，反射层至少部分地反射第二光束；以及焦点转移部分，其改变第一光束的汇聚状态，以将第一光束的焦点的位置定位在物镜移动靠近或者远离光学信息记录介质所沿着的深度方向上远离第二光束的焦点一定距离处，以为了将第一光束的焦点置于目标深度处。

Description

拾取器、信息记录装置、方法及介质和信息再生装置及方法
相关申请的交叉引用
本发明包含于2007年6月27日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-168992的主题，其全部内容通过引用而包含于此。
技术领域
本发明涉及光学拾取器、光学信息记录装置、光学信息记录方法、光学信息再生装置、光学信息再生方法和光学信息记录介质，并优选地应用到通过使用光束在记录介质上记录信息并通过使用例如光束从记录介质再生该信息的记录和再生装置。
背景技术
作为光学信息记录和再生装置，光盘装置得到普及：光盘装置使用盘状光盘作为信息记录介质，盘状光盘包括致密盘(CD)、数字万用盘(DVD)和“蓝光盘(注册商标：还称为“BD”)”。
光盘设计成在光盘上记录各种类型信息，诸如各种类型的内容(如音乐内容和视频内容)和用于计算机的各种类型的数据，近年来，随着高清晰度图像的开发和音质的提高，信息量增大。由于要在一个光盘上记录的内容的数量增大，需要增大光盘的容量。
在日本专利早期公开No.2006-78834(图1)中提出了一种增大光盘容量的方法：它采用使两个光束干涉然后形成全息图来记录信息的技术。
发明内容
然后，由于旋转的光盘上下运动，以上光盘装置会需要高级的控制系统来将两个光束聚焦到记录信息的点处。如果它采用这种高级控制系统，结构变得复杂，由此使得难以确保稳定的读取和记录信息。
鉴于以上问题进行本发明，并意在提供一种能够以简单的结构稳定地读取和记录信息的光学拾取器、光学信息记录装置、光学信息记录方法、光学信息再生装置和光学信息再生方法和能够读取和记录信息的光学信息记录介质。
在本发明的一个方面，光学拾取器包括：物镜，其聚光第一光束和波长与第一光束不同的第二光束，并将第一和第二光束射向光学信息记录介质，在光学信息记录介质上由于暴露于强度大于或者等于预定水平的第一光束的结果而将信息记录为记录标记；物镜驱动部分，其驱动物镜以将第二光束聚焦在形成于光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射第二光束；以及焦点转移部分，其改变第一光束的汇聚状态，以将第一光束的焦点的位置定位在物镜移动靠近或者远离光学信息记录介质所沿着的深度方向上远离第二光束的焦点一定距离处，以为了将第一光束的焦点置于应该暴露于第一光束的目标深度处。
以此方式，通过射出第一光束，从光学信息记录介质可以记录和再生信息。因而，不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。
在本发明的另一方面，光学信息记录装置和光绪信息记录方法包括以下处理：使用物镜以聚光第一光束和波长与第一光束不同的第二光束，并将第一和第二光束射向光学信息记录介质，在光学信息记录介质上由于暴露于强度大于或者等于预定水平的第一光束的结果而将信息记录为记录标记；驱动物镜以将第二光束聚焦在形成于光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射第二光束；并且改变第一光束的汇聚状态，以将第一光束的焦点的位置定位在物镜移动靠近或者远离光学信息记录介质所沿着的深度方向上远离第二光束的焦点一定距离处，以为了将第一光束的焦点置于应该暴露于第一光束的目标深度处。
以此方式，通过射出第一光束，可以形成记录介质。因而，不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。
在本发明的另一方面，光学信息再生装置和光绪信息再生方法包括以下处理：使用物镜以聚光第一光束和波长与第一光束不同的第二光束，并将第一和第二光束射向光学信息记录介质，在光学信息记录介质上由于暴露于强度大于或者等于预定水平的第一光束的结果而将信息记录为记录标记；驱动物镜以将第二光束聚焦在形成于光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射第二光束；改变第一光束的汇聚状态，以将第一光束的焦点的位置定位在物镜移动靠近或者远离光学信息记录介质所沿着的深度方向上远离第二光束的焦点一定距离处，以为了将第一光束的焦点置于应该暴露于第一光束的目标深度处；并且接收第一光束从记录标记反射的光。
以此方式，基于所射出的第一光束的反射光从光学信息记录介质可以再生信息。因而，不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。
在本发明的另一方面，光学信息记录介质包括记录层，其通过在未固化树脂藉此而固化的光反应中将含有机金属化合物的光反应未固化树脂暴露于预定的初始化光束来制成，在记录信息时在有机金属化合物的性质由于聚光的预定的记录光束的焦点的周围的温度升高而改变之后形成记录标记，同时允许信息从由于暴露于预定的读取光束而产生的返回光束再生；以及反射膜，其至少部分地反射波长与记录光束不同的伺服光束，伺服光束射出用于将记录光束定位在记录层上的一定的位置处。
因而，通过射出该光束，记录标记可以形成在记录层上。此外，通过使用伺服光束，可以确定相对于反射层的深度方向的记录标记的位置。
根据本发明实施例，通过射出第一光束，信息可以从光学信息记录介质记录和再生。因而，不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。因而，光学拾取器能够以简单的结构稳定地读取和记录信息。
此外，通过射出第一光束，可以形成记录标记。不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。因而，光学信息记录装置和光学信息记录方法能够以简单的构造稳定地读取和记录信息。
此外，基于所射出的第一光束的反射光从光学信息记录介质再生信息。不再需要具有用于两个光束的两个光学路径。这减小了光学部件的数量。此外，由于不需要高水平的控制来同时聚焦两个光束，可以减小与这种控制处理有关的光学部件的数量。因而，光学信息再生装置和光学信息再生方法能够以简单的结构稳定地读取和记录信息。
此外，通过射出该光束，可以在记录层上形成记录标记。此外，通过使用伺服光束，可以确定相对于反射层的深度方向的记录标记的位置。因而，光学信息记录介质允许稳定读取和记录信息。
当结合附图阅读时，从以下详细的描述中，本发明的特性、原理和实用性将变得明显，在附图中类似的部件用类似的标号或者符号表示。
附图说明
在以下附图中：
图1是光盘的示意外观图；
图2是图示光盘的内部构造的示意图；
图3A和图3B是图示如何形成记录标记的示意图；
图4是图示如何初始化光盘的示意图；
图5是图示光盘装置的构造的示意图；
图6是图示光学拾取器的示意图；
图7是图示红光束的光学路径的示意图；
图8是图示在光电检测器上检测区域的构造的示意图；
图9是图示蓝光束的光学路径的示意图；
图10是图示如何经由针孔分离光束的示意图；
图11是图示根据本发明(1)的另一实施例的光盘的构造的示意图；以及
图12是图示根据本发明(2)的另一实施例的光盘构造的示意图。
具体实施方式
将详细参照附图描述本发明的实施例。
(1)光盘的构造
(1—1)光盘的层结构
以下将描述光盘100用作本发明实施例中的光学信息记录介质。图1是外观图。光盘100类似于CD、DVD和BD是直径约为120mm的盘状盘。孔部分100H形成在光盘100的中心。
图2是横截面视图。光盘100在盘100的中间包括记录层101。记录信息的记录层101夹在基板102和103之间。
此外，记录层101的厚度t1约为0.3mm。基板102和103的厚度t2和t3相同，约为0.6mm。
基板102和103由诸如聚碳酸酯或者玻璃的材料制成。基板102和103的每个允许光以高的透射率从一个表面射到另一表面。而且，基板102和103具有一定水平的强度以保护记录层101。此外，基板102和103在其表面上具有抗反射涂层，以防止不需要的反射。
此外，光盘100在记录层101和基板103之间的边界处具有作为反射层的反射膜104。反射膜104为介电多层等，并反射蓝光束Lb1和红光束Lr1，其中蓝光束Lb1是波长为405nm的蓝激光束，红光束Lr1是波长为660nm的红激光束。
在反射膜104上，形成用于跟踪伺服的预制沟槽。更具体地，由槽脊和沟槽以类似于BD-R(可记录的)的方式形成螺旋轨道。轨道的记录段与一系列号码的地址有关，使得可以从地址中识别轨道以记录或者再生信息。
代替预制沟槽，凹坑等可以形成在反射膜104上(在记录层101和基板103之间的边界处)。可选地，可以应用预制沟槽、凹坑等的组合。
如果红色光束Lr1从基板102进入，则反射膜104将其朝着基板102反射。以下被反射的光束将称为“红光束Lr2”。
预计红光束Lr2用于例如光盘装置的物镜OL的位置控制(即，聚焦控制和跟踪控制)，以将由预定的物镜OL聚光的红光束Lr1的红光束焦点Fr引导到目标轨道。
实际上，如图2所示，在光盘100上记录信息处理的过程中，物镜OL的位置被控制以对红光束Lr进行聚光，然后红光束Lr聚焦在反射膜104上的目标轨道上。
另一方面，光轴KX与红光束Lr1共有的蓝光束Lb1被物镜OL聚光，并穿过基板102。然后，蓝光束Lb1聚焦在记录层101内与目标轨道对应的点上。此时，蓝光束Lb的蓝光束焦点Fb和红光束焦点Fr在相同的光轴Lx上，蓝光束焦点Fb比红光束焦点Fr更靠近物镜OL。
如果蓝光束Lb1是用于记录处理的记录蓝光束Lb1w，则记录标记RM形成在记录层101内预定强度的记录蓝光束Lb1w施加到的点周围(即，蓝光焦点Fb的周围)。如果蓝光束Lb1的波长λ为405nm，则蓝光束OL的数值孔径NA是0.5，并且物镜的折射率n为1.5，记录标记RM的直径RMr和高度RMh分别约为1μm和10μm。
此外，光盘100设计成记录表面101的厚度t1(＝0.3mm)大致大于记录标记RM的高度RMh。记录标记RM如图3A和3B所示记录在光盘100的记录层101内，并且记录标记RM和反射膜104之间的距离(或者深度)不同。多个标记记录层沿着光盘100的厚度方向重叠。以此方式，执行多层记录。
在此情况下，在光盘100的记录层101内，调节记录蓝光束Lb1w的蓝光焦点Fb的深度以改变记录标记RM的深度。如果考虑记录标记RM等之间的互相干涉并将标记记录层之间的距离p3设定约为15μm，则可以在记录层101内形成约20个标记记录层。此外，距离p3可以设定为其它值，只要考虑记录标记RM等之间的互相干涉即可。
另一方面，当从光盘100再生信息时，以类似于当记录信息的方式控制物镜OL的位置。红光束Lr1被物镜OL的聚光，然后聚焦在反射膜105上的目标轨道上。
此外，在光盘100中，被相同物镜OL聚光的读取蓝光束Lb1r的蓝光束焦点Fb定位在目标轨道的上方比红光束焦点Fr更靠近物镜OL且在记录层101中的目标深度的位置处(以下称为“目标标记位置”)。
由于记录标记RM的折射率与周围不同，记录标记RM反射读取的蓝光束Lb1r。此在目标标记位置处再生了来自记录标记RM的蓝光束Lb2。
以此方式，当信息记录在光盘100上时，红光束Lr1用于位置控制，而记录蓝光束Lb1w用于记录。因而，在记录层101内，蓝光束焦点Fb定位在反射膜104的目标轨道上方和目标深度处或者目标标记位置处，由此在上面将记录标记RM再生为信息。
此外，当从光盘100再生记录信息时，红光束Lr1用于位置控制，而读取蓝光束Lb1r用于读取。因而，从形成在蓝光束焦点Fb定位的目标标记位置处形成的记录标记RM，再生蓝光光束Lb2。
(1—2)记录层的构造
以下将描述以上记录层101的构造。
记录层101由光聚合的光敏聚合物制成。它是通过这样来制造的：将未固化树脂101a(其是均匀分散的单体、光聚作用引发剂等)夹在基板102和103之间，并如图4所示从初始光源110(诸如高压水银灯、高强度放电灯、固体激光器和半导体激光器)射出初始化光束Lp1以聚合未固化的树脂101a。
未固化树脂101a例如由无径向聚合的化合物和光聚合的引发剂或者阳离子可聚合化合物和阳离子光聚合引发剂制成。在这些光聚合树脂、可光交联树脂以及光聚合的引发剂中，具体地，适合地选定光聚合引发剂以在所期望的波长下发生光聚合。
此外，未固化树脂101a包括小量的有机金属或者无机金属化合物，或者它们两者。射出初始化光束Lp1引起光聚合或者光架桥，或者它们两者。
以此方式，制造光盘100，使得它变薄，并透光。初始化处理引起聚合或者架桥，或者它们两者。此外，记录层101包括小量的有机金属化合物。
在记录层101中，在记录处理过程中，当大于预定强度的蓝光束Lb1聚焦在记录层101内的目标标记位置上时，形成记录标记RM，这是因为考虑到由于将蓝光束Lb1聚焦在记录层101内温度局部升高，因而有机金属化合物热变化，析出或者凝集诸如氟化物或者氧化物的金属化合物或者纯金属。
因而，假定因为包括有机金属化合物的树脂的一部分由于记录蓝光束Lb1w的聚焦局部被加热而热变化，其折射率变化，因而反射率得到提高。
实际上，未固化树脂101a例如通过这样形成：在暗室环境下将以下材料混合和脱脂：重量比为40：60的丙烯酸酯单体(对枯基苯酚乙烯氧化物丙烯酸酯)和聚氨酯双官能丙烯酸酯低聚物；以及低聚物的重量比为2％的有机金属化合物，或者光聚合引发剂(二(η2，4—环戊二烯—1—基)二[2，6—二氟—3—(1H—吡咯—1—基)苯基]钛(Ciba SpecialtyChemicals Inc.的Irg—784)，以下还称为“Irg—784”。
记录层以下述方式形成：未固化树脂101a展开在基板102上，然后记录层101被此基板102和上面形成反射膜104的基板103夹持在之间；然后波长为365nm和功率密度为30cW/cm2的初始化光束Lp1从初始化光源110(高压水银灯)射出达60分钟，引起了光固化。
在初始化过程中，记录层101的整个区域暴露于光聚合或者光架桥或者它们两者。结果，它被初始化(预固化)。结果，与射出初始化光束之前相比，折射率全部改变。此外，在光固化之后，记录层101变得大致透明，能够以高的比率让射出的光透过。
因而，在记录层101内，在记录蓝光束Lb1w聚焦的目标位置周围，温度升高。此形成了反射率高于周围的记录标记RM。以此方式，信息被记录。结果，如果读取的蓝光束Lb1w朝着记录标记RM射出，则可以检测到强亮度的蓝光束Lb2。此外，记录标记RM基本上看不见。
另一方面，如果读取蓝光束Lb1r朝着没有记录记录标记RM的部分(即，未记录部分)射出，则检测到适合的蓝光束Lb2。即，当光盘装置20再生来自光盘100的信息时，检测到的蓝光束Lb2的强度取决于是否存在记录标记RM而改变。
这意思是，如果限定记录标记RM表示符号“0”或者“1”，则可以在光盘100上读取信息。当再生该信息时，可以精确地检测到记录标记RM是否记录在目标位置，或者符号“0”或者“1”是否记录为信息。
以此方式，光盘装置20使用光盘100。光盘装置20将记录蓝光束Lb1w聚焦在记录层101上以将其加热，记录层101包括有机金属化合物，并先前被光固化。这析出金属化合物或者纯金属，并形成记录标记RM。此外，光盘装置20朝着记录标记RM射出读取蓝光束Lb1r，并检测到强亮度的蓝光束Lb2。以此方式，它再生信息。
(2)光盘装置的构造
以下描述用于以上光盘100的光盘装置20。如图5所示，光盘装置20包括负责装置20的全部控制的控制部分21。
控制部分21包括中央处理单元(CPU，未示出)作为一体部分。CPU从只读存储器(ROM，未示出)读取基本程序、信息记录程序和其它程序，并将它们装载到随机存储器(RAM，未示出)上以执行信息处理处理和其它处理。
例如，在光盘100放在装置20中的状态下，当控制部分21从外部装置等(未示出)接收到信息接收命令、一件记录信息和一件记录地址信息时，控制部分21将驱动命令和一件记录地址信息供应到驱动控制部分22，并将一件记录信息供应到信号处理部分23。此外，该件记录地址信息是表示将记录该件记录信息的区域的地址的一件地址信息：地址被分配给光盘100的记录层101的每段。
驱动控制部分22遵循驱动命令并驱动和控制心轴电动机24以使光盘100以预定的旋转速度旋转。此外，驱动控制部分22驱动和控制雪橇式电动机25以使光学拾取器26沿着运动轴25A和25B在光盘100的径向方向(即，朝着圆周的最内心的部分)移动，并将其置于与该件记录地址信息相对应的位置。
信号处理部分23对所供应的该件记录信息执行各种类型的信号处理，诸如预定的编码或者调制处理，以产生记录信号，然后将记录信号供应到光学拾取器26。
光学拾取器26在驱动控制部分22(图4)的控制下执行聚焦控制处理和跟踪控制处理以将记录蓝光束Lb1w聚焦在光盘100的记录层101上由该件记录地址信息识别的轨道(还称为“目标轨道”)上，并形成与从信号处理部分23供应的记录信号相应的记录标记RM(在下文描述)。
当从外部装置(未示出)接收到信息再生命令和表示记录该件记录信息的区域的地址的一件再生地址信息时，控制部分21将驱动命令供应到驱动控制部分22，将再生处理命令供应到信号处理部分23。
以类似于当记录该信息时的方式，驱动控制部分22驱动和控制心轴电动机24以使光盘100以预定的旋转速度旋转，并还驱动和控制雪橇式电动机25以使光学拾取器26移动到与该件再生地址信息相对应的位置处。
光学拾取器26在驱动控制部分22(图4)的控制下执行聚焦控制处理和跟踪控制处理以将读取蓝光束Lb1r聚焦在光盘100的记录层101上由该件再生地址信息识别的轨道(即，目标轨道)上，并射出预定强度的光束。此时，光学拾取器26检测来自光盘100的记录层101的记录标记RM的蓝光束Lb2，并将与已经检测到的光量相对应的检测信号供应到信号处理部分23(在下文中描述)。
信号处理部分23对所供应的检测信号执行诸如预定的调制和解码处理的各种类型的处理，产生一条再生信息，并将该条再生信息供应到控制部分21。响应于此，控制部分21将该件再生信息传送到外部装置(未示出)。
以此方式，光盘装置20的控制部分21控制光学拾取器26以在光盘100的记录层101中的目标标记位置处记录信息，并从光学标记位置再生信息。
(3)光学拾取器的构造
以下描述光学拾取器26的构造。如图6所示，光学拾取器26包括用于伺服控制的伺服光学系统30和用于再生或者记录信息的信息光学系统50。
光学拾取器26将从激光二极管31射出的伺服光束(即，红光束Lr1)经由伺服光学系统30引导到物镜40，同时，将从激光二极管51射出的蓝光束Lb1(即，读取蓝光束Lb1r或者记录蓝光束Lb1w)经由信息光学系统50引导到相同的物镜40。这些光束最终到达光盘100。
(3—1)红光束的光学路径
如图7所示，伺服光学系统30将红光束Lr1经由物镜40引导到光盘100。伺服光学系统30还将红光束Lr1从光盘100反射的光束或者红光束Lr2引导到光电检测器43。
激光二极管31可以射出波长约为660nm的P偏振红光束。实际上，激光二极管31在控制部分21(图5)的控制下朝着准直镜33射出预定强度的发散红光束Lr1。准直镜33将红光束从发散光转换成平行光，并将其引导到偏振分光器34。
偏振分光器34包括反射透射面34S，其以取决于光束的偏振方向的比率反射或者透射光束：p偏振光束几乎全部透射穿过该反射和透射面34S，同时s偏振光束几乎全部被该面34S反射。
偏振分光器34几乎全部透射穿过其中的p偏振红光束L1，并且将其引导到四分之一波长板36。
四分之一波长板36将红光束Lr1从p偏振转换成左旋圆偏振，并将其引导到二向棱镜37。二向棱镜37包括透射和反射面37S，其根据光束的波长反射或者透射该光束：红光束Lr1朝着物镜40反射。
物镜40聚光红光束Lr1，并朝着光盘100的反射膜104射出红光束Lr1。此时，如图2所示，红光束Lr1穿过基板102并被反射膜104反射。红光束Lr1的反射光沿着相反的方向传播，并变成逆时针偏振红光束Lr2。
此后，红光束Lr2由物镜40转换成平行光，然后到达二向棱镜37。二向棱镜37将红光束Lr2反射到四分之一波长板36。
四分之一波长板36将右旋圆偏振红光束Lr2转换成s偏振红光束Lr2，并将其引导到偏振分光器34。偏振分光器34将s偏振红光束Lr2朝着多透镜41反射。
多透镜41汇聚红光束Lr2。在圆柱透镜42增加散光之后，红光束Lr2朝着光电检测器43射出。
由此，在光盘装置20中，会发生旋转光盘100的轴向跳动，并且这会改变目标轨道相对于物镜40的位置。
因而，为了使红光束Lr1的红光束焦点Fr(图2)精确地跟随目标轨道，红光束焦点Fr必须沿着相对于光盘100靠近或者远离的方向(即，聚焦方向(沿着朝着光盘100的最内心部分的方向)或者跟踪方向(沿着朝着圆周的方向))移动。
因而，物镜40可以通过两轴致动器40A沿着两轴方向或者沿着聚焦或者跟踪方向移动。
在伺服光学系统30(图7)中，每个光学部件的光学位置被调整，使得在被物镜40聚光之后射出到光盘100的反射膜104的红光束Lr1的内聚焦状态在被多透镜41聚光之后被光电检测器43接收的红光束Lr2的内聚焦状态下被反射。
如图8所示，红光束Lr2射到的光电检测器43的一个表面包括分成格子图案的四个检测部分43A、43B、43C和43D。此外，当红光束Lr1射向反射膜104(图3)时，由箭头a1指示的方向(或者图中的竖直方向)对应于轨道的行进方向。
光电检测器43的检测部分43A、43B、43C和43D部分地检测红光束Lr2，并产生根据检测到的光量而变化的检测信号SDAr、SDBr、SDCr和SDDr，然后将它们传送到信号处理部分23(图4)。
信号处理部分23设计成执行采用了所谓散光方法的聚焦控制处理。信号处理部分23如下所述计算聚焦误差信号SFEs：
SFEs＝(SDAs+SDCs)—(SDBs+SDDs)    ... (1)
信号处理部分23然后将聚焦误差信号SFEs供应到驱动控制部分22。
此聚焦误差信号SFEs表示从读取光束Lr1的红光束焦点Fr到光盘100的反射膜104的距离。
此外，信号处理部分23设计成执行采用所谓推挽方法的跟踪控制处理。信号处理部分23如以下所述计算跟踪误差信号STEr。
STEr＝(SDAs+SDDs)—(SDBs+SDCs)     ... (2)
信号处理部分23将跟踪误差信号STEr供应到驱动控制部分22。
跟踪误差信号STEr表示从红光束焦点Fr到光盘100的反射膜104的目标轨道的距离。
驱动控制部分22从聚焦误差信号SFEs产生聚焦驱动信号SFDs，并将聚焦驱动信号SFDs供应到两轴致动器40A以执行物镜40的反馈控制处理(即，聚焦控制处理)，通过反馈控制处理，红光束Lr1聚焦在光盘100的反射膜104上。
此外，驱动控制部分22从跟踪误差信号STEr产生跟踪驱动信号STDr，并将跟踪驱动信号STDr供应到两轴致动器40A以执行物镜40的反馈控制处理(即，跟踪控制处理)，在该反馈控制处理中红光束Lr1聚焦在光盘100的反射膜104的目标轨道上。
以此方式，伺服光盘系统30将红光束Lr1射到光盘100的反射膜104，并将接收到该光束(或者红光束Lr2)的反射光的结果供应到信号处理部分23。响应于此，驱动控制部分22执行物镜40的聚焦控制和跟踪控制处理以将红光束Lr1聚焦在反射膜104的目标轨道上。
(3-2)蓝光束的光学路径
另一方面，如图9所示，图9中各部分用与图6的相应部分相同的参考标号和符号表示，在信息光学系统50中，从激光二极管51射出的蓝光束Lb1穿过物镜40，然后到达光盘100。蓝光束Lb1从光盘100的反射光或者蓝光束Lb2由光电检测器60接收。
激光二极管51可以射出波长为405nm的蓝激光束。实际上，激光二极管51在控制部分21(图5)的控制下将预定强度的发散蓝光束Lb1射到准直透镜52。准直透镜52将蓝光束Lb1从发散光转换成平行光，然后将平行光供应到偏振分光器54。
偏振分光器54包括反射和透射面54S，其取决于光束的偏振方向允许反射或者透射该光束：例如，p偏振光束几乎全部透射穿过反射和透射面54S，而s偏振光束几乎全部被面54S反射。
偏振分光器54透射穿过其中的p偏振蓝光束，并将其经由校正球面像差的液晶面板(LCP)56引导到四分之一波长板57。
四分之一波长板57将蓝光束Lb1从p偏振光转换成例如左旋圆偏振光，并将其引导到中继透镜58。
旋转透镜58的可动透镜将蓝光束Lb1从平行光转换成汇聚光。然后，将蓝光束Lb1转换成发散光。随后，蓝光束Lb1被固定透镜58B转换成汇聚光，并达到镜子59。
此处，可动透镜58A可以通过致动器(未示出)沿着蓝光束Lb1的光学轴线的方向移动。实际上，中继透镜58在控制部分2(图5)的控制下控制致动器以使可动透镜58A移动，以为了改变从固定透镜58B射出的蓝光束Lb1的汇聚状态。
镜子59反射蓝光束Lb1以使圆偏振蓝光束Lb1的偏振方向反向(例如，从左旋圆偏振光到右旋圆偏振光)。同时，镜子59改变蓝光束Lb1朝着二向棱镜37的传播方向。二向棱镜37的反射和透射面37S透射穿过其中的蓝光束Lb1，并将其引导到物镜40。
物镜40聚光蓝光束Lb1，并将其引导到光盘100。此时，如图2所示，蓝光束Lb1穿过基板102，并聚焦在记录层101中。
此处，当蓝光束Lb1从中继透镜58的固定透镜58B射出时，取决于该光束的汇聚状态确定蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb的位置。即，蓝光束焦点Fb根据可动透镜58A的位置沿着聚焦方向在记录层101内移动。
更具体地，信息光学系统50设计成可动透镜58A的行进距离基本与蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb的行进距离成比例：例如，如果可动透镜58A移动1mm，蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb移动30μm。
实际上，在信息光学系统50中，控制部分2(图5)控制可动透镜58A的位置以调节光盘100的记录层101内蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb的深度d1(即，调节从蓝光束焦点Fb到反射层104的距离)。以此方式，控制部分21将蓝光束焦点Fb置于目标标记位置上。
以此方式，信息光学系统50经由被伺服光学系统30伺服控制的物镜40射出蓝光束Lb1以将蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb的跟踪方向与目标标记位置对准。此外，信息光学系统50控制中继透镜58的可动透镜58A的位置以调节蓝光束焦点Fb的深度d1，以为了蓝光束焦点Fb的聚焦方向与目标标记位置对准。
当执行在光盘100上记录信息的记录处理时，蓝光束Lb1被物镜40聚光到形成记录标记RM的蓝光束焦点Fb。
另一方面，当执行从光盘100再生信息的再生处理时，如果在蓝光束焦点Fb处有记录标记RM，则被聚光到蓝光束焦点Fb的读取蓝光束Lb1r在记录标记RM处反射。读取蓝光束Lb1r的反射光或者蓝光束Lb2然后进入物镜40。此时，蓝光束Lb2由于记录标记RM的反射的结果具有逆时针偏振方向(即，例如，它从右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光)。
另一方面，如果在蓝光束焦点Fb处没有记录标记，则蓝光束Lb1在被汇聚到蓝光束焦点Fb之后发散。随后，蓝光束Lb1由反射膜104反射，然后作为蓝光束Lb2进入物镜40。此时，蓝光束Lb2由于被反射膜104反射而具有逆时针偏振方向(即，例如，它从右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光)。
物镜40将蓝光束Lb2汇聚在一定的范围，并将其引导到二向棱镜37。二向棱镜37透射穿过其中的蓝光束Lb2，然后将其引导到镜子59。
镜子59将蓝光束Lb2反射以使圆偏振蓝光束Lb2的偏振方向反向(例如，从左旋圆偏振光到右旋圆偏振光)，并还改变其传播方向以将其引导到中继透镜58。
中继透镜58将蓝光束Lb2转换到平行光，并将其引导到四分之一波长板57。四分之一波长板57将蓝光束Lb2从圆偏振光转换成线性偏振光(例如，从右旋圆偏振光转换成s偏振光)，并将其经由LCP56引导到偏振分光器54。
偏振分光器54的偏振面54S反射s偏振蓝光束Lb2，并将其引导到多透镜58x。多透镜58x对蓝光束Lb2进行聚光，并将其经由针孔板59x引导到光电检测器60。
此处，如图10所示，针孔板59x定位成由多透镜58x(图9)聚光的蓝光束Lb2的焦点形成在孔部分59H中。这允许蓝光束Lb2穿过其中。
另一方面，如图10所示，针孔板59可以阻挡焦点不同的杂散光LN(诸如从光盘100的基板102的表面、不同位置处的记录标记或者从反射膜104反射的光)。结果，对于光电检测器60，几乎不可能检测到杂散光LN的强度。
结果，没有受到杂散光LN的影响，光电检测器60根据蓝光束Lb2的强度产生检测信号SDb，然后将其供应到信号处理部分23(图5)。
在此情况下，再生检测信号SDb精确地表示在光盘100散记录为记录标记RM的信息。因而，信号处理部分23对再生检测信号SDb执行诸如解调制或者解码的预定的处理，然后产生再生信息。信号处理部分23将再生信息供应到控制部分21。
以此方式，信息光学系统50从光盘100经由物镜38接收蓝光束Lb2，然后将接收到光绪的结果供应到信号处理部分23。
(4)操作和效果
在具有以上构造的光盘装置20中，光学拾取器26经由物镜40射出蓝光束Lb1和红光束Lr1到光盘100，该蓝光束Lb1相当于强度大于或者等于预定水平的第一光束，该红光束Lr1相当于波长不同于蓝光束Lb1的第二光束，该光盘100相当于由于暴露于预定强度的蓝光束Lb1在其上将信息记录为记录标记RM的光学信息记录介质；它移动物镜40，使得红光束Lr1聚焦在形成于光盘100上的反射层104上，并至少部分地反射红光束L1；它通过改变蓝光束Lb1的汇聚状态将蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb定位在深度方向或者在物镜40移动靠近或者远离光盘100所沿着的方向上远离红光束Lr1的红光束焦点Fr的一定距离处；并且它在意在暴露于蓝光束Lb1的目标深度处形成蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb。
以此方式，光学拾取器26可以在相对于反射膜104的目标标记位置处定位蓝光束Lb1的蓝光束焦点Fb，由此通过在光盘100的目标标记位置处形成记录标记RM来在光盘100的记录层101上记录信息。此处，根据其中组合的两个光束从光盘100的两面射出以形成全息图或者记录标记RM的通常方法，难以使形成记录标记RM的处理稳定化，因为记录标记RM形成在两个光束聚焦的地方。相反，光学拾取器26朝着光盘100的目标标记位置仅仅射出一个蓝光束Lb1。此使形成记录标记RM的处理稳定化，并还简化了光学拾取器26的结构。
此外，在光学拾取器26中，光束引导部分组合蓝光束Lb1和红光束Lr1，并将它们引导到物镜40；它还使蓝光束Lb1的反射光或者蓝光束Lb2沿着光束Lb1已经传播的第一光学路径传播(即，它传播依次通过镜子59、中继透镜58、四分之一波长板57、LCP56和偏振分光器54)，同时使红光束Lr1从反射膜104反射的光或者红光束Lr2沿着红光束Lr1已经传播的第二光学路径传播(即，它传播通过四分之一波长板36和偏振分光器34)。随后，第一和第二分离部分将蓝光束Lb2和红光束Lr2从第一光学路径和第二光学路径分离，并将它们引导接收蓝光束Lb2的光电检测器60和接收红光束Lr2的光电检测器43。
以此方式，光学拾取器26可以使蓝光束Lb2沿着与蓝光束Lb1相同的路径传播。这补偿了蓝光束Lb1的汇聚状态的变化。因而，汇聚状态的变化可以不需要在由光电检测器60接收的蓝光束Lb2上反映。因而，光学拾取器26可以不需要补偿汇聚状态变化的光学部件。这可以简化该结构。
此外，光学拾取器26使用几乎完全反射红光束Lr1和几乎全部透射穿过其中的蓝光束Lb1的二向棱镜37作为光束引导部分。光学拾取器26还使用根据偏振方向的不同将光束分离的偏振分光器34和54作为第一光束分离部分和第二光束分离部分。
因而，光学拾取器26可以使用相同的物镜40将蓝光束Lb1和红光束Lr1射到光盘100。此外，根据偏振方向的不同，光学拾取器26可以从蓝光束Lb1和红光束Lr1分离出蓝光束Lb2和红光束Lr2以将它们引导到光电检测器60和40。这可以减小伺服光学系统30和信息光学系统50的部件的数量。
此外，光盘100包括：记录层101和反射膜104，记录层101通过在光反应(未固化树脂101A通过该光反应而固化)中将含有机金属化合物的光反应未固化树脂101A暴露于预定的初始化光束Lp1来制成，在记录信息时它在有机金属化合物的性质由于聚光的记录蓝光束Lb1w(或者预定的记录光束)的蓝光束焦点Fb的周围的温度升高而改变之后形成记录标记RM，并且允许信息从由于暴露于预定的读取蓝光束Lb1r而产生的蓝光束Lb2再生；并且反射膜104至少部分地反射波长与记录蓝光束Lb1w不同的红光束Lr1，红光束Lr1射出用于将记录蓝光束Lb1w定位在记录层101的一定的位置处。
因而，光盘100允许光盘装置20执行简单的处理，或者仅仅将记录蓝光束Lb1w射出到记录层101，以形成记录标记RM。这可以简化光盘20的结构。
根据以上构造，光盘装置20移动物镜40，使得红光束Lr1聚焦在至少部分地反射波长与蓝光束Lb1不同的红光束Lr1的反射膜104上，反射膜104形成在由于暴露于蓝光束Lb1的结果而在其上形成记录标记RM的光盘100上；并且它经由物镜40射出蓝光束Lb1，并通过改变来光束Lb1的汇聚状态将蓝光束Lb1聚焦在深度方向的位置与红光束Lr1的红光束焦点Fr不同的位置上，以在相对于反射膜104的一定的目标标记位置处形成记录标记RM。因而，光学拾取器、光学信息记录装置、光学信息记录方法、光学信息再生装置和光学信息再生方法能够以简单的结构稳定地读取和记录信息，并且光学信息记录介质能够稳定读取和记录信息。
(5)其它实施例
在以上所述的实施例中，通过改变有机金属化合物的性质，光盘装置20在记录层101上形成记录标记RM。然而，本发明不限于此。在折射率由于暴露于光束而变化的记录层101上，全息图先前已经在整个记录层101上形成；光盘装置将蓝光束Lb1射出到记录层101，并破坏全息图来形成记录标记RM。
此外，在以上实施例中，反射膜104几乎全部反射蓝光束。然而，本发明不限于此。反射膜可以用以一定的比率(例如，1：1)允许反射和透射光的反射和透射膜替换：即使在基板102上有划痕，射到基板103的蓝光束Lb1也可以读取信息。
此外，在以上实施例中，反射膜104可以在记录层101和基板103之间，其中基板103在与物镜104相反的一侧上。然而，本发明不限于此。例如，如图11所示，反射膜104x可以在记录层101和在物镜40一侧的基板102之间。
在此情况下，例如，反射膜104x是反射100％的用于物镜40的伺服控制的一定波长的光束(即，红光束)同时允许100％的用于记录和再生的另一波长的光束(即，蓝光束)透射过。因而，红光束Lr2由于红光束Lr1的反射的结果而产生，并且蓝光束Lb1聚焦在目标标记位置处。
可选度，如图12所示，两个记录层101A和101B可以形成在光盘100X中，并且反射膜104y可以形成在记录层101A和101B之间的边界处。在此情况下，反射膜104y可以反射所有的光束，同时光盘装置20可以具有两个物镜40x和40y；蓝光束Lb1可以经由两个物镜40x和40y射到记录层101A和101B中的两个目标标记位置。
此时，光盘20仅仅使用一个红光束Lr1以同时执行物镜40x和40y的跟踪控制处理。结果，两个蓝光束Lb1同时聚焦在记录层101A和101B上相同的轨道上。为了方便，在图中省略蓝光束Lb2。
以此方式，光盘装置20通过经由两个物镜40x和40y射出两个光束Lb平行地执行两个记录处理或者两个再生处理。这可以增大在光盘100上读取和记录信息的速度。
此外，光盘装置20可以使用两个红光束Lr1(未示出)独立地控制物镜40x和40y；它可以将两个蓝光束Lb1聚焦在记录层101A和101B上的不同轨道上。
此外，如果光盘100X的反射膜104y是反射约100％的红光束Lr1和约50％的蓝光束Lb1的透射和反射膜104z(未示出)，则仅仅通过将蓝光束Lb1射向基板102在记录层101A和101B上形成记录标记RM。
在此光盘100X中，反射膜104y形成在光盘100X的中心，并且反射膜104y的两侧对称构造。因而，诸如热收缩的物理特性在两侧相同，从而防止了光盘100X弯曲。
此外，在以上所述实施例中，光盘拾取器26具有图6所示的构造。然而，本发明不限于此。可以改变光学部件的数量、它们的布置和类型：代替四分之一波长板36和37，仅仅一个四分之一波长板可以设置在偏振分光器37和物镜40之间；或者可以改变伺服光学系统30恶化信息光学系统50的布置，用透射红光束Lr1同时反射蓝光束Lb1的另一二向棱镜来替换二向棱镜37。
此外，在以上所述实施例中，记录信息RM形成在盘状光盘100上。然而，本发明不限于此。记录标记RM可以形成在立方体(或者长方体)光学信息记录介质上。
此外，在以上所述实施例中，记录标记由于记录层101中的有机金属化合物的改变而形成。然而，本发明不限于此。例如，通过将焦点周围的温度升高超过玻璃临界点而在记录层101内形成空洞来形成记录标记。
此外，在以上所述实施例中，光学拾取器26(光学拾取器)包括物镜40(物镜)、两轴致动器40A(物镜驱动部分)和中继透镜58(焦点转移部分)。然而，本发明不限于此。利用物镜、物镜驱动部分和焦点转移部分，光学拾取器可以具有不同的结构。
此外，在以上所述实施例中，光盘装置20(光学信息记录装置)包括物镜40(物镜)、两轴致动器40A(物镜驱动部分)和中继透镜58(焦点转移部分)。然而，本发明不限于此。利用物镜、物镜驱动部分和焦点转移部分，光学信息记录装置可以具有不同的结构。
此外，在以上所述的实施例中，光盘20(光学信息再生装置)包括物镜40(物镜)、两轴致动器40A(物镜驱动部分)、中继透镜58(焦点转移部分)和光电检测器60(光束接收部分)。然而，本发明不限于此。利用物镜、物镜驱动部分、焦点转移部分和光束接收部分，光学信息记录装置可以具有不同的结构。
此外，在以上所述的实施例中，光盘100(光学信息记录介质)包括记录层101(记录层)和反射膜104(反射层)。然而，本发明不限于此。利用记录层和反射层光学信息记录介质可以具有不同的结构。
以上方法可以应用到在诸如光盘的记录介质上记录和再生诸如视频和音频内容的大量信息的光盘装置。
本领域的技术人员应该理解到，取决于设计要求和其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在所付的权利要求或者其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种光学拾取器，包括，
物镜，其聚光第一光束和波长与所述第一光束不同的第二光束，并将所述第一和第二光束射向光学信息记录介质，通过暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束，可在所述光学信息记录介质上将信息记录为记录标记；
物镜驱动部分，其驱动所述物镜以将所述第二光束聚焦在形成于所述光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射所述第二光束；以及
焦点转移部分，其改变所述第一光束的汇聚状态，以将所述第一光束的焦点定位在沿所述物镜移动靠近或者远离所述光学信息记录介质的深度方向上远离所述第二光束的焦点一定距离处，以将所述第一光束的所述焦点置于应该暴露于所述第一光束的目标深度处。
2.根据权利要求1所述的光学拾取器，包括：
光束引导部分，其组合所述第一光束和所述第二光束以将它们引导到所述物镜，并且将表示所述信息的第一反射光或者所述第一光束从所述光学信息记录介质的反射沿着所述第一光束传播的第一光学路径引导，并将第二反射光束或者所述第二光束从所述反射层的反射沿着所述第二光束传播的第二光学路径引导；
第一光束接收部分，其基于所述第一反射光束接收所述第一反射光束；
第一光束分离部分，其将所述第一反射光束从所述第一光学路径分离，并将所述第一反射光束引导到所述第一光束接收部分；
第二光束接收部分，其接收所述第二反射光束；以及
第二光束分离部分，其将所述第二反射光束从所述第二光学路径分离，并将所述第二反射光束引导到所述第二光束接收部分，其中，
所述物镜驱动部分根据由所述第二光束接收部分接收所述光束的结果来驱动所述物镜。
3.根据权利要求2所述的光学拾取器，其中
所述光束引导部分包括二向膜，所述二向膜在透射没有被反射的光束时取决于所述波长反射所述第一或者第二光束。
4.根据权利要求2所述的光学拾取器，其中
所述第一和第二光束分离部分是根据偏振方向的不同反射或者透射光的偏振分光器。
5.根据权利要求4所述的光学拾取器，其中
所述焦点转移部分是中继透镜，所述中继透镜包括固定透镜和沿着所述第一光束的光学轴线移动的可动透镜。
6.根据权利要求3所述的光学拾取器，还包括：
四分之一波长板，其设置在所述物镜和所述光束引导部分之间，并将线性偏振的第一和第二光束转换成圆偏振的第一和第二光束。
7.根据权利要求3所述的光学拾取器，还包括：
四分之一波长板，其设置在所述第一光束分离部分和所述光束引导部分之间；以及
另一四分之一波长板，其设置在所述第二光束分离部分和所述光束引导部分之间，其中
所述两个四分之一波长板将线性偏振的第一和第二光束转换成圆偏振的第一和第二光束。
8.根据权利要求2所述的光学拾取器，还包括：
针孔板，其后面接着是所述第一光束接收部分，所述针孔板除去在与所述第一光束的所述焦点不同的位置处反射的杂散光。
9.一种光学信息记录装置，包括：
物镜，其聚光第一光束和波长与所述第一光束不同的第二光束，并将所述第一和第二光束射向光学信息记录介质，通过暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束，可在所述光学信息记录介质上将信息记录为记录标记；
物镜驱动部分，其驱动所述物镜以将所述第二光束聚焦在形成于所述光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射所述第二光束；以及
焦点转移部分，其改变所述第一光束的汇聚状态，以将所述第一光束的焦点定位在沿所述物镜移动靠近或者远离所述光学信息记录介质的深度方向上远离所述第二光束的焦点一定距离处，以将所述第一光束的所述焦点置于应该记录所述记录标记的目标深度处。
10.一种光学信息记录方法，包括：
使用物镜来聚光第一光束和波长与所述第一光束不同的第二光束，并将所述第一和第二光束射向光学信息记录介质，通过暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束，可在所述光学信息记录介质上将信息记录为记录标记；
驱动所述物镜以将所述第二光束聚焦在形成于所述光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射所述第二光束；并且
改变所述第一光束的汇聚状态，以将所述第一光束的焦点定位在沿所述物镜移动靠近或者远离所述光学信息记录介质的深度方向上远离所述第二光束的焦点一定距离处，以将所述第一光束的所述焦点置于应该记录所述记录标记的目标深度处。
11.一种光学信息再生装置，包括：
物镜，其聚光第一光束和波长与所述第一光束不同的第二光束，并将所述第一和第二光束射向光学信息记录介质，通过暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束，可在所述光学信息记录介质上将信息记录为记录标记；
物镜驱动部分，其驱动所述物镜以将所述第二光束聚焦在形成于所述光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射所述第二光束；
焦点转移部分，其改变所述第一光束的汇聚状态，以将所述第一光束的焦点定位在沿所述物镜移动靠近或者远离所述光学信息记录介质的深度方向上远离所述第二光束的焦点一定距离处，以将所述第一光束的所述焦点置于应该暴露于所述第一光束的目标深度处；以及
光束接收部分，其从所述记录标记接收所述第一光束的反射光。
12.一种光学信息再生方法，包括：
使用物镜来聚光第一光束和波长与所述第一光束不同的第二光束，并将所述第一和第二光束射向光学信息记录介质，通过暴露于强度大于或者等于预定水平的所述第一光束，可在所述光学信息记录介质上将信息记录为记录标记；
驱动所述物镜以将所述第二光束聚焦在形成于所述光学信息记录介质上的反射层上，所述反射层至少部分地反射所述第二光束；
改变所述第一光束的汇聚状态，以将所述第一光束的焦点定位在沿所述物镜移动靠近或者远离所述光学信息记录介质的深度方向上远离所述第二光束的焦点一定距离处，以将所述第一光束的所述焦点置于应该暴露于所述第一光束的目标深度处；并且
从所述记录标记接收所述第一光束的反射光。
13.一种光学信息记录介质，包括：
记录层，通过在未固化树脂藉此而固化的光反应中将含有机金属化合物的光反应未固化树脂暴露于预定的初始化光束来制成所述记录层，在记录信息时，所述记录层在允许信息从由于暴露于预定的读取光束而产生的返回光束而再生时，在所述有机金属化合物的性质由于聚光的预定的记录光束的焦点周围的温度升高而改变之后形成记录标记；以及
反射膜，其至少部分地反射波长与所述记录光束不同的伺服光束，发射所述伺服光束以将记录光束定位在所述记录层上的一定的位置处。
14.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，其中
在所述有机金属化合物的被所述初始化光束光化学地改变时，所述记录层由于在光反应中暴露于所述初始化光束而被固化。
15.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，还包括：
两个保护层，所述记录层和所述反射层位于所述两个保护层之间。
16.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，其中
所述反射层全反射所述记录光束。
17.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，其中，
所述反射层具有凹凸部分，所述凹凸部分被用来识别沿着与所述光学信息记录介质的所述反射层平行的方向的位置。
18.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，其中
所述记录层包括两层，所述反射层位于所述两层之间。
19.根据权利要求13所述的光学信息记录介质，其中
当记录所述信息时，所述记录层产生空洞以形成所述记录标记。
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