CN101421783A - 记录和再现设备、记录和再现方法以及确定记录介质类型的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种有效地确定记录介质类型的方法、一种使用该方法的记录和再现方法以及一种使用该方法的记录和再现设备。因为在使用近场的记录和再现中，必须保持在透镜(136)和记录介质之间的窄距离，该记录和再现设备进一步包括调节光束聚焦位置的焦点调节器(135)。当通过调节焦点调节器而探测到在焦点扫描期间产生的信号变化时，能够确定记录介质。

Description

记录和再现设备、记录和再现方法以及确定记录介质类型的方法

技术领域

本发明涉及一种记录和再现设备、一种记录和再现方法以及一种确定记录介质类型的方法，并且更加具体地，涉及一种有效地确定记录介质类型的方法、一种使用该方法的记录和再现方法以及一种使用该方法的记录和再现设备。

背景技术

通常，光学记录和再现设备是一种在诸如压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)等的记录介质中记录数据并且再现在记录介质中记录的数据的设备。由于需要处理高密度运动图片以满足用户不断增长的需求和活动图片压缩技术的发展，需要一种高密度记录介质。研制高密度记录介质所必要的基本技术中之一是与光学头即光学拾取器有关的技术。

在以上记录介质中，记录密度可以依赖于投射在记录介质的记录层上的光束直径。换言之，投射并且聚焦在记录介质上的光束直径越小，则记录密度增加更多。在此情形中，聚焦光束的直径主要由两个因素确定。一个是数值孔径(NA)，即，用于聚焦光束的透镜的性能，另一个是在透镜上聚焦的光束的波长。

因为记录密度随着聚焦光束波长降低而增加，具有短波长的光束被用作增加记录密度的一种解决方案。换言之，与使用红光束的情形相比，在使用蓝光束的情形中，能够获得更高的记录密度。然而，在使用传统透镜的远场记录头的情形中，因为光束衍射具有极限，在光束直径降低上也存在极限。为了解决该问题，近期的趋势是研制使用近场光学的近场记录(NFR)设备，从而能够存储并且读出比光束波长更短的单元中的信息。

通过使用具有高于物镜的折射率的透镜，使用透镜的NFR设备获得具有低于衍射极限的极限的光束，并且光束以倏逝波(evanescentwave)的形式传播到靠近界面的记录介质，从而存储高密度位信息。图1是局部地说明在NFR设备中在记录介质上投射光束的透镜和记录介质的示意性视图。如说明的，NFR设备的透镜单元可以被如此配置，使得由物镜111聚焦的光束通过高折射率透镜(high-index lens)112。在此情形中，以等于或者大于临界角度的角度进入高折射率透镜112的光束在发射期间被从高折射率透镜112全折射并且在透镜表面上形成具有弱强度的光束。换言之，形成倏逝波。倏逝波使得能够获得高分辨率，否则在使用单透镜的设备中由于波长的衍射极限而不能实现的此高分辨率。此时，高折射率透镜112和记录介质113在100nm的短距离内非常靠近地相互接近以产生近场从而能够存储由倏逝波引起的高密度位信息。这里，为方便说明，产生如上所述的倏逝波的区域被称作近场。

然而，传统的技术具有如下缺点。

因为，为了维持倏逝波，透镜与记录介质之间应该保持短的距离，因此难以移动物镜自身以改变聚焦位置。

而且，因为从存储在记录介质中的管理信息获得记录介质的结构信息，确定记录介质是否为所需记录介质占用大量时间。

发明内容

技术问题

因此，鉴于以上问题已经完成本发明，并且本发明的一个方面在于提供一种其中被投射到记录介质上的光束的聚焦位置改变的记录和再现设备，以及一种改变聚焦位置的方法。

本发明的另一个方面在于提供一种有效地确定记录介质的结构的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，能够通过提供一种光学拾取器实现以上和其它目的，该光学拾取器包括：透镜单元，其用于聚焦或者投射从光源发射的光束；焦点调节器，其被提供于光束路径中，用于改变在记录介质上投射的光束的位置并且用于扫描记录介质；以及光探测单元，其用于接收被记录介质反射的光束并且产生信号。这里，焦点调节器包括至少一个可调节透镜以改变光束的路径。

根据本发明的一个方面，能够通过提供一种记录和再现设备实现以上和其它目的，所述记录和再现设备包括：透镜单元，其用于聚焦或者投射从光源发射的光束；焦点调节器，其被提供于光束路径中，用于改变在记录介质上投射的光束的位置并且用于扫描记录介质；光探测单元，其用于接收被记录介质反射的光束并且产生信号；以及控制器，其用于使用在扫描期间产生的信号来确定记录介质。这里，控制器响应于变化信号的周期产生有关记录介质的记录层的数目、厚度和位置的信息。例如，当焦点误差信号的数值变为0(零)时，控制器将确定光束聚焦的位置作为记录层的位置，或者当射频信号或者跟踪误差信号的数值最大时，将光束聚焦的位置确定作为记录层的位置。

根据本发明的一个方面，能够通过提供一种记录和再现设备实现以上和其它目的，所述记录和再现设备包括：透镜单元，其包括物镜和高折射率透镜，所述高折射率透镜的折射率高于物镜的折射率；焦点调节器，其被提供于从光源发射并且投射在记录介质上的光束的路径中，以改变投射在记录介质上光束的位置并且用于扫描记录介质；第一和第二光探测器，其用于分别地接收被记录介质反射并且被分裂和组合单元分裂的光束；以及控制器，其用于使用在扫描期间产生的信号来确定记录介质。这里，第一光探测器产生间隙误差信号并且第二光探测器产生焦点误差信号、跟踪误差信号或者射频信号。

根据本发明的一个方面，能够通过提供一种确定记录和再现设备中的记录介质的方法来实现以上和其它目的，该方法包括：(a)精密地控制在记录介质上聚焦的光束的位置；(b)以大于步骤(a)的尺度控制在记录介质上投射的光束的位置；和(c)使用步骤(b)中的控制，扫描在记录介质上的焦点并且确定记录介质。

这里，在步骤(a)中，在记录和再现过程期间，执行在记录和再现设备的透镜单元和记录介质之间的距离的反馈控制以防止光束偏离记录介质的记录层，并且在步骤(b)中，通过调节记录和再现设备的焦点调节器改变在记录介质上聚焦光束的位置。而且，在步骤(c)中，响应于在焦点扫描期间探测到的变化信号的周期性质确定记录介质的记录层的数目、厚度或者位置。

根据本发明的一个方面，能够通过提供一种记录和再现设备的记录介质确定方法实现以上和其它目的，所述记录和再现设备包括透镜单元和被提供于进入透镜单元的光束的路径中，以改变在记录介质上聚焦光束的位置的焦点调节器，所述方法包括：当记录介质被插入记录和再现设备中时调节焦点调节器；并且通过扫描记录介质而确定记录介质。

有利的效果

根据本发明，独立于透镜单元的焦点调节器被调节以改变在记录介质上投射的光束的位置。

而且，能够获得在记录介质中含有的记录层的数目及其位置，并且被投射到记录层上的一定位置处的光束的位置能够被改变和保持。

进而，能够确定记录介质的类型而不用读出存储在记录介质中的管理信息。

附图说明

被包括以提供对本发明的深入理解并且被并入和构成该申请的一部分的附图说明了本发明的实施例(一个或多个)并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在图中：

图1是局部地说明使用近场的传统的光学记录设备的光学拾取器的示意性截面视图；

图2是说明根据本发明实施例的记录和再现设备的体系的框图；

图3是说明根据本发明第一实施例在记录和再现设备中安装的光学拾取器的框图；

图4是与记录介质一起说明根据本发明第一实施例的光学拾取器的透镜单元的示意性截面视图；

图5是与记录介质一起说明在光学拾取器中安装的焦点调节器的第一实施例的示意性截面视图；

图6是示意性的说明在光学拾取器中安装的焦点调节器的第二实施例的侧截面视图；

图7是与记录介质一起说明焦点调节器的第二实施例的示意性截面视图；

图8是说明根据本发明实施例在记录和再现设备中用于分裂和接收光束的光探测单元的示意性视图；

图9是说明在根据本发明的记录和再现设备中安装的光学拾取器的第二实施例的框图；

图10说明散光信号的一个方面；

图11说明由光探测单元探测到的反射光束的形状；

图12是说明在记录介质上聚焦光束的位置变化与焦点误差信号之间的关联的图表；

图13是说明根据本发明第一实施例的记录介质类型确定方法的流程图；

图14是说明根据在记录介质上聚焦光束的位置变化的跟踪误差信号的示意性视图；

图15是说明根据本发明第二实施例的记录介质类型确定方法的流程图；以及

图16是说明根据本发明优选实施例的记录和再现方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述能够实现本发明的以上目的和特征的根据本发明的光学拾取器和记录介质的优选实施例。在本发明下面的说明中，“记录介质”意指数据已经被记录于其上或者能够被记录于其上的所有介质，例如光盘。而且，在本发明下面的说明中，“记录和再现设备”意指使得能够在记录介质上记录数据并且从记录介质再现所记录数据的所有设备。虽然在本发明下面的说明中为了方便说明起见将描述使用近场的记录和再现设备，应该指出本发明不限于这些实施例。

另外，尽可能从目前广泛使用的通用术语中选择在本发明下面的说明中使用的术语。然而，本申请人根据需要自主地选择术语。在此情形中，因为将在本发明下面的说明中详细描述自选术语的含义，应该指出不应该根据术语名称，而是根据术语的含义对本发明进行理解。

在下文中，将详细描述根据本发明的记录和再现设备的实施例。将尽可能在所有附图中使用相同的引用数字用来引用相同或者相似的部件。

实施例1

图2示意性地说明了根据本发明的第一实施例的记录和再现设备的体系。如下将参考其它附图详细描述记录和再现设备的体系。

光学拾取器1是在记录介质上投射光束并且聚焦被记录介质反射的光束以产生信号的器件。光学拾取器1的光学系统(未示出)可以如图3所说明的那样进行配置。更加详细地，提供于光学拾取器1中的光学系统可以包括光源10、分裂和组合单元20和30、焦点调节器35、透镜单元40以及光探测单元60和70。如下将详细描述光学拾取器1的构件。

光学拾取器1是在记录介质50上投射光束并且通过聚焦被记录介质50反射的光束而产生信号的器件。如下将详细描述光学拾取器1的构件。

作为光源10，可以采用具有优良定向性的激光。特别地，光源10可以采用激光二极管。诸如准直透镜的透镜可以被提供于从光源10发射的光束的光线路径中以准直将投射到记录介质上的光束。

分裂和组合单元20和30是用于分裂以相同方向进入的光束的光线路径并且组合以相互不同的方向进入的光束的光线路径成为一个光线路径的器件。在本发明的该实施例中，因为分裂和组合单元包括第一分裂和组合单元20和第二分裂和组合单元30，将描述它们中的每一个。第一分裂和组合单元20是用于使入射光束中的一部分通过并且使光束中的其余部分被反射的器件。例如，第一分裂和组合单元20可以采用非偏振光束分裂器(NBS)。第二分裂和组合单元30是用于使根据偏振方向以特定方向偏振的光束通过的器件。例如，第二分裂和组合单元30可以采用偏振光束分裂器(PBS)。换言之，第二分裂和组合单元30可以被配置为仅仅使线性偏振光束的竖直偏振分量通过并且使线性偏振光束的水平偏振分量反射。相反，第二分裂和组合单元30也可以被配置为使线性偏振光束的水平偏振分量通过并且使线性偏振光束的竖直偏振分量反射。

透镜单元40是将从光源10发射的光束投射到记录介质50的器件。透镜单元40在本发明的该实施例中包括物镜41和高折射率透镜42，所述物镜41和高折射率透镜42被提供在其中通过物镜41的光束进入记录介质50的光线路径上，如图4所示。换言之，物镜41和高折射率透镜42被提供那里以增加透镜单元40的数值孔径并且由此产生倏逝波。这里，为了方便说明起见，高折射率透镜42被称作“近场产生透镜”。近场产生透镜42可以采用固体浸没透镜(SIL)，以及通过切削球面透镜生产的半球面透镜或者超半球面透镜(具有在球体和半球体厚度之间的厚度的球体的一个部分)。在此情形中，近场产生透镜42的截止截面可以被研磨成锥形，其端部具有预定面积从而光束被集中到该端部。

而且，光学拾取器的光学系统包括非常靠近记录介质50来定位的透镜单元40。随后将对其详细说明。当透镜单元40接近记录介质50至小于光束波长的大约1/4(即，λ/4)时，在透镜单元40中产生的倏逝波能够被用于记录和再现数据，同时保持其性质。然而，当在透镜单元40和记录介质50之间的距离等于或者大于λ/4时，光束波长失去倏逝波的性质并且恢复为初始波长。因此，在使用近场的传统的记录和再现设备中，透镜单元40确保防止离记录介质50的距离大于大约λ/4。这里，λ/4成为近场的极限。

焦点调节器35是用于改变在记录介质50上投射的光束的聚焦位置的器件。如上所述，当透镜单元40紧密地接近记录介质50时，使用近场的记录和再现设备应该保持透镜单元40和记录介质50之间的距离从而来使用倏逝波。因此，由于难以在轴向方向直接地移动透镜单元40，可以独立于透镜单元40提供焦点调节器35。焦点调节器35可以被配置为包括提供于光轴上以通过改变光束的行进路径而改变聚焦位置的至少一个可移动透镜。

将参考图5描述焦点调节器35的第一实施例。

焦点调节器35包括沿着光轴移动的单透镜。由于焦点调节器35的移动(例如，从位置35a移动到位置35b)，在其上投射光束的记录介质50的位置能够从第一记录层51a移换到第二记录层51b。换言之，当焦点调节器35位于第一位置35a处(由实线指示)时，由物镜41投射在记录介质50上的光束在记录介质50的第一记录层51a上聚焦。在另一方面，当焦点调节器35位于第二位置35b(由虚线指示)时，在记录介质50上投射的光束在记录介质50的第二记录层51b上聚焦。由此，能够通过调节焦点调节器35而改变在记录介质50上聚焦的光束的聚焦位置而不用移动物镜41。

将参考图6和7描述焦点调节器135的第二实施例。

焦点调节器135可以包括两个透镜。在此情形中，可以如在图6中描述的通过第一固定透镜136和第二可移动透镜137来配置焦点调节器135。更加详细地，第二透镜137位于焦点f处或者沿着光轴向内或向外移动，通过第一透镜136的光束在所述焦点f处被聚焦。通过第一透镜136的光束根据第二透镜137的位置形成发散光束、会聚光束或者准直光束。因此，根据第二透镜137的位置，通过发散来自光线路径的光束或者通过进一步聚焦该光束，使得通过第一透镜136的光束改变将被聚焦到焦点f的光束的光线路径。

例如，如在图7中所示，当第二透镜137位于第一位置137a处(由实线指示)时，将由物镜41投射在记录介质50上的光束被聚焦在记录介质50的表面上。在另一方面，当第二透镜137位于第二位置137b处(由虚线指示)时，将被投射在记录介质50上的光束被聚焦在记录介质50的内侧上。由此，能够通过调节焦点调节器135改变在记录介质50上聚焦的光束的聚焦位置而不用移动透镜单元40。

这里，第二可移动透镜137可以具有小于第一透镜136的厚度从而精密地调节光线路径。而且，焦点调节器35的透镜可以是凹透镜和凸透镜的组合，以改变将被投射通过透镜单元40的光束的焦点，并且其不限于本发明的这些实施例。

换言之，如上所述，并非使用焦点调节器35改变透镜单元40的位置，在记录介质50上的焦点也能够被改变。因此，即使在近场中，也能够使用具有多个记录层的记录介质50。

光探测单元60和70是用于接收反射光束以通过执行光电转换产生相应于反射光束数量的电信号的器件。在该实施例中，光探测单元包括第一光探测器60和第二电探测器70。第一和第二光探测器60和70的每一个可以具有在信号跟踪方向或者在记录介质50的径向方向上的特定区域，例如，两个分开的光电二极管PDA和PDB。这里，光电二极管PDA和PDB各自产生与所接收光束的数量成比例的电信号A和B。在其它情形中，光探测器60和70的每一个可以包括在信号跟踪方向上和在径向方向上被分别地划分成两个部分的四个光电二极管PDA、PDB、PDC和PDD。图8说明了具有两个光电二极管E和F的第一光探测器60的实例和具有四个光电二极管A、B、C和D的第二光探测器70的实例。在此情形中，光探测器60和70各自的光电二极管的配置不限于该实施例，而是能够根据需要以各种形式修改。

图2中的信号发生器2使用从光学拾取器1产生的信号，产生再现数据所必需的射频信号(RF)和伺服控制所必需的间隙误差信号(GE)以及跟踪误差信号(TE)。例如，如图8所示，能够通过组合由第一光探测器60产生的电信号E和F(E+F)来获得间隙误差信号GE。在此情形中，因为间隙误差信号GE与在透镜单元40和记录介质50之间的距离成比例，间隙误差信号GE能够被利用来控制该距离。而且，能够通过组合从第二光探测器70产生的电信号A、B、C和D(A+B+C+D)来获得射频信号RF，并且能够以相同的方式产生另一控制信号。

另外，信号发生器2可以被配置为通过补偿在产生的信号中包含的偏移而产生具有补偿偏移的信号。例如，信号发生器2可以被配置为补偿由于透镜移动而在跟踪误差信号TE中包含的光学偏移，以及由于反射光束的数量差而引起的偏移。然而，注意到能够由控制器3或者除了信号发生器2之外的其它器件执行偏移补偿。将在以后参考附图描述使用信号发生器2产生信号的过程。

控制器3接收由光探测器60和70或者信号发生器2产生的信号，并且使用所接收信号确定记录介质50的类型。例如，控制器3能够当焦点误差信号FE的值为0(零)时将光束聚焦的位置设为记录层上的位置，或者当射频信号RF或者跟踪误差信号TE的值最大时将光束聚焦的位置设为记录层上的位置。在其它情形中，将当焦点误差信号FE的值为0(零)并且射频信号RF或者跟踪误差信号TE的值最大时的位置设为记录层上的位置。换言之，相应于随着时间改变的信号的周期性质，控制器3能够确定或者产生记录介质的记录层的数目、厚度或者位置的信息。能够根据该信息确定记录介质类型。例如，控制器3可以被配置为根据在记录层的位置和由光学拾取器向其投射光束的记录介质的上表面之间的距离大小来确定记录介质类型。

另外，控制器3响应于所接收信号产生控制信号或者驱动信号。例如，控制器3对间隙误差信号GE执行信号处理并且向间隙伺服驱动器4输出驱动信号，用于控制在透镜单元40和记录介质50之间的距离。在其它情形中，控制器3对跟踪误差信号TE执行信号处理并且向跟踪伺服驱动器5输出用于跟踪控制的驱动信号。

间隙伺服驱动器4通过驱动光学拾取器1中的致动器(未示出)向上和向下移动光学拾取器1或光学拾取器1的者透镜单元40。由此，在透镜单元40和记录介质50之间的距离能够被保持恒定。间隙伺服驱动器4可以作为聚焦伺服。例如，根据用于控制器3的聚焦控制的信号在记录介质50旋转期间，间隙伺服驱动器4可以使得光学拾取器1或者光学拾取器1的透镜单元40跟踪记录介质50的向上和向下的运动。

跟踪伺服驱动器5通过驱动光学拾取器1中的跟踪致动器(未示出)在径向方向移动光学拾取器1或者光学拾取器1的透镜单元40以修正光束位置。由此，光学拾取器1或者光学拾取器1的透镜单元40能够跟踪在记录介质50中形成的所需轨迹。跟踪伺服驱动器5能够响应于跟踪移换命令在径向方向移动光学拾取器1或者光学拾取器1的透镜单元40。

滑橇伺服驱动器6(sled servo-drive 6)能够通过驱动提供用于移动光学拾取器1的滑橇马达(未示出)响应于跟踪移换命令在径向方向移动光学拾取器1。

上述记录和再现设备可以被连接到诸如个人计算机(PC)的主机上。主机经由接口向微型计算机100发送记录/再现命令，从解码器7接收再现的数据，并且发送将被记录于编码器8的数据。微型计算机100根据来自主机的记录/再现命令控制解码器7、编码器8以及控制器3。

在此情形中，通常，接口可以采用先进技术附加分组接口(ATAPI)110。ATAPI 110是诸如CD驱动器、DVD驱动器等的光学记录和再现设备之间的接口标准，其用于从光学记录和再现设备向主机传输解码的数据并且将所解码的数据转化成能够被主机处理的分组类型协议，从而向主机传输经转换的数据。

在下文中，根据本发明第一实施例的，将按照从在光学系统中的光源10发射的光束的行进方向的顺序并且根据在其它位置中的信号流详细描述记录和再现设备的操作顺序。

从光学拾取器1的光源10发射的光束进入第一分裂和组合单元20从而入射光束中的一部分通过那里并且其余部分进入第二分裂和组合单元30。第二分裂和组合单元30使线性偏振光束的竖直偏振分量通过并且使其水平偏振分量反射(也可以反过来操作)。在光束通过其经过第二分裂和组合单元30的光线路径中，还可以提供偏振转换平面(未示出)，并且将在以后描述。

由于改变的光线路径，通过第二分裂和组合单元30的光束通过焦点调节器35并且进入透镜单元40。此时，进入透镜单元40的物镜的光束在通过近场产生透镜的同时产生倏逝波。更加详细地，以等于或者大于临界角度的角度进入近场产生透镜的光束被透镜表面和记录介质50的表面完全反射。以等于或者小于临界角度的角度进入近场产生透镜的光束被记录介质50的记录层反射。在该过程期间产生的倏逝波到达记录介质50的记录层以执行数据记录和再现。

被记录介质50反射的光束再次经由透镜单元40和焦点调节器35进入第二分裂和组合单元30。在此情形中，偏振转换平面(未示出)可以被提供于光束通过其进入第二分裂和组合单元30的光线路径中。偏振转换平面转换进入记录介质50的光束和反射光束的偏振方向。例如，四分之一波片(QWP)被用作偏振转换平面以对进入记录介质50的光束执行左-手圆偏振并且对反向进入光束执行右-手圆偏振。必然地，通过QWP的反射光束的偏振方向被转换成与入射光束的方向相反的方向，并且其间的角度差变为90度。因此，其中水平偏振分量通过第二分裂和组合单元30的入射光束被记录介质50反射并且当再次进入第二分裂和组合单元20时仅仅具有竖直偏振分量。因此，具有竖直偏振分量的反射光束被第二分裂和组合单元30反射并且被反射光束进入第二光探测器70。

因为近场记录和再现设备的透镜单元40的数值孔径大于1(一)，在通过透镜单元40投射和反射期间在偏振方向发生扭曲。换言之，进入第二分裂和组合单元30的反射光束的一个部分由于在偏振方向的扭曲而具有水平偏振分量并且它的其余部分通过第二分裂和组合单元30。所通过的反射光束进入第一分裂和组合单元20。第一分裂和组合单元20使入射光束的一个部分通过并且使它的其余部分反射。被第一分裂和组合单元20反射的光束进入第一光探测器60。

第一和第二光探测器60和70输出相应于所接收反射光束的数量的电信号。信号发生器2使用从光探测器60和70输出的电信号产生间隙误差信号GE、跟踪误差信号TE或者射频信号RF。例如，当第一光探测器60包括两个光电二极管时，第一光探测器60的该两个光电二极管分别地输出相应于各自的所接收光束数量的电信号E和F。当第二光探测器70包括四个光电二极管时，第二光探测器70的该四个光电二极管分别地输出相应于所接收光束数量的电信号A、B、C和D。信号发生器2可以使用从第一光探测器60输出的信号E和F产生用于控制在透镜单元40和记录介质50之间的距离的间隙误差信号GE。换言之，可以通过将从第一光探测器60的光电二极管输出的所有的信号相加而产生间隙误差信号GE。因为间隙误差信号GE与在透镜单元40和记录介质50之间的距离成比例，间隙误差信号GE可以用于控制该距离。而且，信号发生器2可以使用从第二光探测器70产生的信号来产生射频信号RF、跟踪误差信号TE等。

控制器3使用间隙误差信号GE执行反馈控制从而在透镜单元40和记录介质50之间的距离能够保持恒定。因此，透镜单元40随着记录介质50的向上和向下移动而向上和向下移动以跟踪记录介质50。由此，通过透镜单元40在记录介质40上聚焦的光束受到控制并且偏离记录层。

当存在记录层的外部移换命令(从第一记录层移换到第二记录层的移换命令)时，或者当有必要移换到另一记录层时，控制器3可以控制焦点调节器35。换言之，控制器3可以调节焦点调节器35以改变在记录介质50上光束在其上聚焦的记录层，并且可以使用光束扫描记录介质50。

实施例2

在下文中，为了方便说明起见，与第一实施例相同的构件的说明将被省略并且将详细描述不同的构件。图9说明了提供于根据本发明第二实施例的记录和再现设备中的光学拾取器1的配置。如所说明的那样，在该实施例中，光学拾取器1可以包括单个分裂和组合单元230和单个光探测器270。更加详细地，即使在记录和再现设备不使用间隙误差信号GE的情形中，也提供上述的焦点调节器235从而存在如第一实施例中的光线路径转换的优点。

在下文中，将参考附图详细描述确定记录介质类型的方法和包括焦点调节器235的记录和再现设备中的记录和再现方法。

如下是确定记录介质类型的方法的第一实施例。

能够使用在记录介质50的聚焦扫描期间获得的焦点误差信号FE来确定记录介质50的类型，并且将参考图10到13详细描述。

焦点误差信号GE是用于指示被图3中的第二光探测器70或者图9中的光探测器170接收到的反射光束的对称性质的信号，并且可以以散光方式被处理。在使用散光方式的情形中，记录和再现设备还可包括图3中的第二光探测器70或者在图9中面向光探测器170提供于光线路径中的像散透镜(未示出)。在该说明中，为了方便说明起见，将描述采用第二光探测器70的情形。

图10说明了散光信号的特征。这里，作为像散透镜，可以使用柱面透镜300。柱面透镜300具有在特定方向的焦距不同于在垂直于该方向的另一方向的焦距的性质，并且这种性质被称作散光。换言之，通过在不同方向行进的光束产生两个焦点。这里，在该两个焦点之间存在一个点，在此处发散光束和会聚光束具有相同大小的直径，并且在该点处分布的光束的截面变成圆形。在靠近柱面透镜300的该两个焦点的一个处形成具有在竖直方向的主椭圆轴的椭圆光束，并且在离那里更远的另一个焦点处形成具有在水平方向的主椭圆轴的椭圆光束。因此，当第二光探测器70位于光束在此处具有圆形截面的点处时，能够根据光线分布变化获取被聚焦光束的位置变化。换言之，根据通过柱面透镜300的光束的焦点是否准确地位于记录层上，形成在图11中描绘的信号。换言之，当光束通过透镜单元40聚焦的位置比记录层更远时，光束具有如图11a所示形式的截面，当该位置靠近记录层时，具有如图11c所示形式的截面，并且当该位置位于记录层上时具有如图11b所示形式的截面。

可以通过下面的公式产生焦点误差信号FE，其中C和D是由图3中的第二光探测器70产生的信号并且k1是通过试验确定的比例常数。

FE-k1[(A+C)-(B+D)]

在其中执行光束的聚焦的位置从较远位置到靠近位置的聚焦扫描的情形中，焦点误差信号FE形成如图12所示的S-形曲线。在此情形中，当FE＝0(零)时在记录介质50上聚焦的位置对应于记录层。因此，在聚焦扫描期间从探测到的焦点误差信号FE，探测到FE＝0(零)的位置从而能够获得有关记录介质50的信息。

如下将描述其实例。如果对记录介质50的聚焦扫描期间探测到的焦点误差信号FE为0(零)即FE＝0(零)的位置进行计数，单层记录介质和多层记录介质能够被相互区分。而且，多层记录介质50的记录层的数目能够被计数。

能够获得覆盖层的厚度，其中在聚焦扫描期间FE＝0的点在起始时间被提供于记录层的上侧上以保护记录层并且获得有关记录层位置的信息。当提供间隔层以隔开记录层时，测量重复FE＝0的间隔从而能够测量间隔层的厚度。以以上方式能够获得有关记录层的数目、厚度和/或位置的信息。基于此，能够确定记录介质50的体系。而且，基于有关记录层位置的信息，还能够确定记录介质50的类型。

将参考图13顺序地描述上述的记录介质确定方法。

记录介质50被装载到记录和再现设备中(S11)。然后，记录和再现设备在读出记录于记录介质50中的信息之前调节焦点调节器35并且执行聚焦扫描(S12)。换言之，控制器3在光轴上移动焦点调节器35的可移动透镜以扫描投射在记录介质50上的光束。

控制器3探测在聚焦扫描期间产生的焦点误差信号FE和FE＝0的位置(S13)。基于该探测，控制器3读出有关记录层的数目、厚度和位置的信息从而能够确定记录介质是否对应于用户希望的或者与记录和再现设备相兼容的记录介质(S14)。

如下将描述记录介质确定方法的第二实施例。

能够使用在记录介质50的聚焦扫描期间获得的跟踪误差信号TE或者射频信号RF确定记录介质50。因为使用跟踪误差信号TE和射频信号RF的方式彼此相同，将详细描述使用跟踪误差信号TE的情形来作为使用该相同方式的实例，并且注意到使用相同原理的情形除了该实施例也能被应用于其它实施例。

跟踪误差信号TE是指示光束由此从记录介质50的轨迹偏离的反射光束的非对称性的信号。旋转记录介质50的轨迹由于几个原因而振动。轨迹振动具有记录介质50的旋转频率分量和几个高频分量。即使当存在诸如振动、温度变化等的外部干扰时，在其上投射光束的位置也可能跟踪轨迹振动用来将数据记录和/或再现数据到和/或从轨道中。当在偏转方向即在与从轨迹偏离的方向反向的方向驱动致动器时，光学拾取器总是能够跟踪轨迹。当光学拾取器由于记录介质偏转而偏离轨迹时，因为关于跟踪误差TE输出单个正弦波，通过对记录介质的一个旋转所输出的正弦波的数目计数而测量所装载的记录介质的偏转量并且跟踪误差信号TE被表达为正弦波的形式。

这里，能够如下面的公式产生跟踪误差信号，其中A+B+C+D指示由图3中的第二光探测器70产生的信号并且k2对应于通过试验确定的比例常数。

TE＝k2[(A+D)-(B+C)]

当光束的聚焦位置从比记录层更远的位置到靠近记录层的位置扫描时，由以上公式表达的跟踪误差信号TE形成如图14所示周期地改变的正弦波。因为当投射在记录介质50上的光束在记录层的表面上聚焦时反射光束的数量最大，否则将降低，因而产生周期变化。因此，因为根据在记录介质50上聚焦的光束的位置变化产生反射光束的数量差，从而形成周期性变化的正弦波。

换言之，当在记录层的表面上聚焦光束时，反射光束的数量具有最大值91并且随着位置改变逐渐地降低。当在下一记录层的表面上投射光束时，反射光束的数量再次具有最大数值。因此，通过从正弦波的连接的峰值点描绘的包络92，获得周期信号的变化并且能够确定记录介质50。

如下将描述实例。当对记录介质50的聚焦扫描期间探测到的跟踪误差信号TE为最大数值的点进行计数时，单层记录介质和多层记录介质能够被相互区分。而且，多层记录介质的记录层的数目能够被计数。

通过将在聚焦扫描期间TE为最大的点设置为初始时间，能够获得提供于记录层的上侧上以保护记录层的覆盖层的厚度，并且获得有关记录层的位置的信息。当提供间隔层以隔开记录层时，测量重复使得TE最大的间隔从而能够测量间隔层的厚度。以以上方式，能够获得记录层的数目、厚度和/或有关位置的信息。基于此，能够确定记录介质50的结构。

将参考图15顺序地描述上述记录介质确定方法。

记录介质50被装载到记录和再现设备中(S22)。然后，记录和再现设备在读出记录于记录介质50中的信息之前调节焦点调节器35并且执行聚焦扫描(S22)。换言之，控制器3在光轴移动焦点调节器35的可移动透镜以扫描投射在记录介质50上的光束。

控制器3从在聚焦扫描期间产生的跟踪误差信号TE的包络92上探测跟踪误差信号TE最大的位置(S23)。基于该探测，控制器3读出有关记录层数目、厚度和位置的信息从而能够确定记录介质是否对应于用户希望的或者与记录和再现设备相兼容的记录介质(S24)。

如下将描述记录介质确定方法的第三实施例。

能够与在记录介质50的聚焦扫描期间获得的跟踪误差信号TE或者射频信号RF一起，使用焦点误差信号FE来确定记录介质50。因为，按照如在第一实施例中描述的使用焦点误差信号FE的方式，当光束由于记录介质偏转而偏离轨迹时，投射在记录介质50上的光束可能含有偏移。因此，在使用焦点误差信号FE的确定期间，通过仅仅检查或者与射频信号RF一起检查跟踪误差信号TE来确定是否含有偏移。例如，在该实施例中，可以进一步包括检查跟踪误差信号TE或者射频信号RF在使用焦点误差信号FE探测到的FE＝0的位置处是否具有最大值的处理。

如下将顺序地描述上述记录介质确定方法。

当记录介质50被装载时，记录和再现设备预先地执行读出数据的处理从而以上述方式确定记录介质50(S30)。换言之，基于由聚焦扫描产生的信号，获得有关记录介质50的信息。然后，记录和再现设备确定所装载的记录介质50是否对应于用户希望的或者与记录和再现设备相兼容的所需记录介质(S31)。如果不是，则记录和再现设备可以要求插入新的记录介质(S32)。当相应于所需记录介质的记录介质50被装载时，记录和再现设备执行读出在记录介质50中存储的含有管理信息的数据或者在记录介质50上的记录数据的过程(S33)。由此，读出在记录介质50中存储的管理信息所必需的时间被减少并且记录介质50被确定从而数据能够被记录或者被再现。

对于本领域技术人员而言明显的是，能够在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在本发明中作出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖本发明的这些修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等价形式的范围中。

Claims (30)

1.一种光学拾取器，包括：

透镜单元，所述透镜单元用于聚焦或者投射从光源发射的光束；

焦点调节器，所述焦点调节器被提供于所述光束路径中，用于改变投射在记录介质上的所述光束的位置并且扫描所述记录介质；以及

光探测单元，所述光探测单元用于接收被所述记录介质反射的所述光束并且产生信号。

2.根据权利要求1所述的光学拾取器，其中所述焦点调节器包括至少一个可调节透镜以改变所述光束的路径。

3.根据权利要求2所述的光学拾取器，其中所述焦点调节器进一步包括：

具有固定位置的第一透镜；以及

在光轴移动的第二透镜。

4.一种记录和再现设备，包括：

透镜单元，所述透镜单元用于聚焦或者投射从光源发射的光束；

焦点调节器，所述焦点调节器被提供于所述光束路径中，用于改变投射在记录介质上的所述光束的位置并且扫描所述记录介质；

光探测单元，所述光探测单元用于接收被所述记录介质反射的所述光束并且产生信号；以及

控制器，所述控制器用于使用在扫描期间产生的所述信号确定所述记录介质。

5.根据权利要求4所述的记录和再现设备，其中所述焦点调节器包括至少一个可调节透镜以改变所述光束的路径。

6.根据权利要求5所述的记录和再现设备，其中所述焦点调节器进一步包括：

具有固定位置的第一透镜；以及

在光轴移动的第二透镜。

7.根据权利要求4所述的记录和再现设备，其中所述控制器响应于变化信号的周期产生有关所述记录介质的记录层的数目、厚度或者位置的信息。

8.根据权利要求4所述的记录和再现设备，其中当焦点误差信号的值变为0(零)时，所述控制器将所述光束聚焦的位置确定作为记录层的位置。

9.根据权利要求8所述的记录和再现设备，其中所述焦点误差信号包括指示以散光方式形成的反射光束的对称性的信号。

10.根据权利要求4所述的记录和再现设备，其中当射频信号或者跟踪误差信号的数值最大时，所述控制器将所述光束聚焦的位置确定作为记录层的位置。

11.根据权利要求4所述的记录和再现设备，其中所述控制器将焦点误差信号的值变为0(零)并且射频信号或者跟踪误差信号的值变得最大的位置确定作为记录层的位置。

12.一种记录和再现设备，包括：

透镜单元，所述透镜单元包括物镜和高折射率透镜，所述高折射率透镜具有比所述物镜的折射率高的折射率；

焦点调节器，所述焦点调节器被提供于从光源发射并且投射在记录介质上的光束的路径中，用以改变投射在所述记录介质上的所述光束的位置并且扫描所述记录介质；

第一和第二光探测器，所述第一和第二光探测器用于分别地接收被所述记录介质反射并且被分裂和组合单元分裂的光束；以及

控制器，所述控制器用于使用在所述扫描期间产生的信号来确定所述记录介质。

13.根据权利要求12所述的记录和再现设备，其中所述焦点调节器包括至少一个可调节透镜以改变所述光束的路径。

14.根据权利要求13所述的记录和再现设备，其中所述焦点调节器进一步包括：

具有固定位置的第一透镜；以及

在光轴移动的第二透镜。

15.根据权利要求12所述的记录和再现设备，其中所述光探测器中的一个产生间隙误差信号并且另一个光探测器产生焦点误差信号、跟踪误差信号或者射频信号。

16.根据权利要求12所述的记录和再现设备，其中当所述焦点误差信号的值变为0(零)时，所述控制器将所述光束聚焦的位置确定作为记录层的位置。

17.根据权利要求15所述的记录和再现设备，其中当射频信号或者跟踪误差信号的值最大时，所述控制器将所述光束聚焦的位置确定作为记录层的位置。

18.根据权利要求15所述的记录和再现设备，其中所述控制器将焦点误差信号的值变为0(零)并且射频信号或者跟踪误差信号的值变得最大的位置确定作为记录层的位置。

19.一种确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，包括：

(a)精密地控制在所述记录介质上聚焦的光束的位置；

(b)以大于所述步骤(a)的尺度控制投射在所述记录介质上的所述光束的位置；以及

(c)使用所述步骤(b)中的所述控制，扫描所述记录介质上的焦点并且确定所述记录介质。

20.根据权利要求19所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在所述步骤(a)中，执行在所述记录和再现设备的透镜单元和所述记录介质之间的距离控制以防止所述光束偏离所述记录介质的记录层。

21.根据权利要求19所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在所述步骤(b)中，通过调节焦点调节器改变在所述记录介质上聚焦的所述光束的位置。

22.根据权利要求19所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在所述步骤(c)中，响应于在所述焦点扫描期间探测到的变化信号的周期性质来确定所述记录介质的记录层的数目、厚度或者位置。

23.根据权利要求19所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在所述步骤(c)中，响应于在所述焦点扫描期间探测到的变化信号的周期性质来确定所述记录介质的类型。

24.根据权利要求22或23所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在进行所述确定时，焦点误差信号的值变为0(零)的次数被计数。

25.根据权利要求22或23所述的确定在记录和再现设备中的记录介质的方法，其中，在进行所述确定时，射频信号或者跟踪误差信号的值变得最大的次数被计数。

26.一种记录和再现设备的记录介质确定方法，所述记录和再现设备包括透镜单元和焦点调节器，所述焦点调节器被提供于进入所述透镜单元的光束的路径中，用以改变聚焦在记录介质上的所述光束的位置，所述方法包括：

当所述记录介质被插入所述记录和再现设备中时调节所述焦点调节器；并且

通过扫描所述记录介质而确定所述记录介质。

27.根据权利要求26所述的记录和再现设备的记录介质确定方法，其中，在进行所述确定时，响应于在所述记录介质上的所述焦点扫描期间探测到的变化信号的周期性质来确定所述记录介质的记录层的数目、厚度或者位置。

28.根据权利要求26所述的记录和再现设备的记录介质确定方法，其中，在进行所述确定时，响应于在所述记录介质上的所述焦点扫描期间探测到的变化信号的周期性质来确定所述记录介质的类型。

29.根据权利要求27或28所述的记录和再现设备的记录介质确定方法，其中，在进行所述确定时，焦点误差信号的值变为0(零)的次数被计数。

30.根据权利要求27或28所述的记录和再现设备的记录介质确定方法，其中，在进行所述确定时，射频信号或者跟踪误差信号的值变得最大的次数被计数。

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