CN1206636C - 记录和/或再现装置 - Google Patents

记录和/或再现装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1206636C
CN1206636C CNB021219982A CN02121998A CN1206636C CN 1206636 C CN1206636 C CN 1206636C CN B021219982 A CNB021219982 A CN B021219982A CN 02121998 A CN02121998 A CN 02121998A CN 1206636 C CN1206636 C CN 1206636C
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffracted beam
record
diffracted
transcriber
converged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB021219982A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1392545A (zh
Inventor
细美哲雄
盐野照弘
山本博昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1392545A publication Critical patent/CN1392545A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1206636C publication Critical patent/CN1206636C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括具有凹凸部分的衬底和多个记录层，该记录和/或再现装置包括一光源，用于发出光束；一光学系统，用于衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和一驱动单元，用于驱动该光学系统。光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，使得当多个第二衍射光束之一被会聚到一个凹凸部分并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。驱动单元驱动光学系统，使得多个第二衍射光束之一被会聚到凹凸部分之一上。

Description

记录和/或再现装置
技术领域
本发明涉及一种记录和/或再现装置(信息盘装置)，将信息记录到具有多个记录层的光盘上，或从这种光盘中再现信息。具体而言，本发明涉及一种可用于这种记录和/或再现装置的跟踪控制技术和聚焦控制技术。
现有技术的描述
常规的光盘包括由相变材料、磁光材料或着色剂形成的记录层，用来记录或再现信息。通常，常规的光盘包括单个记录层。为了增加记录容量，建议三维记录或提供多个记录层。
参照图8，描述一种常规的典型记录系统。将信息记录到光盘727或从中再现信息的信息盘装置700包括光源725和物镜726。光盘727包括衬底728。衬底728具有交替形成的凹部722和凸部723。光盘727进一步包括与凹部722和凸部723紧密接触的记录层720。
光源725发出光束724。物镜726将光束724会聚到一个凹部722或一个凸部723上(在图8所示实例中，为一个凹部722)。信息盘装置700根据凹部722或凸部723反射的光束724检测伺服信号，根据该伺服信号来执行光束724的聚焦控制和跟踪控制。
利用信息盘装置700和光盘727的结合，可用一个光束724来记录或再现信息，但信息仅被记录到一个记录层720上。不可能进行三维记录。
参照图9，日本公开申请61-248231公开了一种将两个光源发出的两个不同光束分别会聚到光盘的引导磁道和记录层上。
日本公开申请61-248231中描述的信息盘装置800将信息记录到光盘830上或从中再现信息，该装置包括两个光源827和828，和一个物镜831。光盘830包括衬底832。衬底832具有交替形成的凹部822和凸部823。光盘830进一步包括位于衬底832上的中间层833和位于中间层833上的记录层834。
光源828发出光束825。物镜831将光束825会聚到记录层834上。在距离凹部822和凸部823预定距离的记录层824上，通过光束825记录信息。
光源827还发出波长不同于光束825的光束824。物镜831将光束824会聚到一个凹部822或一个凸部823上(在图9所示实例中，为一个凸部823)。根据会聚到凹部822或凸部823上并由之反射的光束824来执行光束825的聚焦控制和跟踪控制。
信息盘装置800根据凸部823反射的光束824生成一伺服信号，并根据该伺服信号来执行光束825的聚焦控制和跟踪控制。
日本公开申请61-248231公开了记录层834的材料的选择范围由于图9所示方法被拓宽。然而，信息仅被记录到一个记录层834上。日本公开申请6               有多个记录层的光盘，也未描述将信息记录到多个记录层上。
为了发出具有不同波长的两个光束，信息盘装置800需要两种光源，因此结构复杂。另外，难以将两个光束824和825的偏置量保持在预定值。因此，光束824和825的光路的相对位置改变将导致脱轨或散焦。
发明概述
根据本发明的一个方面，提供一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括具有凹部和凸部的衬底和多个记录层。该记录和/或再现装置包括一光源，发出光束；一光学系统，衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和一驱动单元，驱动该光学系统。光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。驱动单元驱动光学系统，因此，多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量和多个记录层的数量的每一个都为M，其中，M是大于或等于2的整数。第一衍射光束被会聚到M个记录层的第N个记录层上，通过驱动单元驱动光学系统，将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底的凹部或凸部上，其中，N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
在本发明一个实施例中，M是小于或等于10的整数。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量等于多个记录层的数量。
在本发明一个实施例中，通过会聚到多个记录层之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录层之一上。
在本发明一个实施例中，信息媒体进一步包括至少一个位于多个记录层之间的中间层。
在本发明一个实施例中，连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录层的表面。
在本发明一个实施例中，第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
在本发明一个实施例中，光学系统包括瞄准仪透镜，将光源发出的光束会聚成平行光束，光学元件，衍射平行光束，以输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，和一物镜，会聚第一衍射光束和多个第二衍射光束。
在本发明一个实施例中，记录和/或再现装置进一步包括一光检测单元，检测衬底的凹部或凸部反射的多个第二衍射光束之一并生成第一检测信号，和一信号生成单元，根据该第一检测信号生成一跟踪控制信号。驱动单元根据该跟踪控制信号来驱动光学系统。
在本发明一个实施例中，光检测单元检测多个记录层之一反射的第一衍射光束并生成一第二检测信号。记录和/或再现装置进一步包括一再现信号生成单元，根据该第二检测信号来生成一再现信号。
在本发明一个实施例中，信息媒体包括对应于多个记录层与衬底相对设置的保持板。第一衍射光束在穿过保护板后会聚到多个记录层之一上。
在本发明一个实施例中，记录和/或再现装置进一步包括记录单元，输出一记录电流，将信息记录到多个记录层上。光源根据记录电流发出光束。
在本发明一个实施例中，光学系统进一步包括一分束器(splitter)，反射多个记录层之一反射的第一衍射光束和已被衬底的凹部或凸部反射的多个第二衍射光束之一，和一收集透镜，收集分束器反射的第一衍射光束和多个第二衍射光束之一。
在本发明一个实施例中，光学元件包括体积全息照相。
在本发明一个实施例中，光学元件包括菲涅尔波带片。
在本发明一个实施例中，光学系统进一步输出多个第三衍射光束，因此，当多个第二衍射光束之一和多个第三衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。
在本发明一个实施例中，至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括具有凹部或凸部的衬底和一个具有多个记录面的记录层。该记录和/或再现装置包括一光源，发出光束；一光学系统，衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和一驱动单元，驱动该光学系统。光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录面之一上。驱动单元驱动光学系统，因此，多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量和多个记录面的数量的每一个都为M，其中，M是大于或等于2的整数。第一衍射光束被会聚到M个记录面的第N个记录面上，通过驱动单元驱动光学系统，将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底的凹部或凸部上，其中，N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
在本发明一个实施例中，M是小于或等于10的整数。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量等于多个记录面的数量。
在本发明一个实施例中，通过会聚到多个记录面之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录面之一上。
在本发明一个实施例中，连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录面。
在本发明一个实施例中，第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
在本发明一个实施例中，至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
根据本发明的再一个方面，提供一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括多个衬底和多个记录层。每一个衬底都具有凹部和凸部；多个记录层的每一个都具有多个记录面；多个衬底的至少一个位于多个记录层之间。该记录和/或再现装置包括一光源，发出光束；一光学系统，衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和一驱动单元，驱动该光学系统。光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当多个第二衍射光束之一被会聚到多个衬底之一的凹部或凸部并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录面层之一的多个记录面之一上。驱动单元驱动光学系统，因此，多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量为M，其中，M是大于或等于2的整数。多个记录层的每一个的多个记录面的数量为M。第一衍射光束被会聚到多个记录层之一的M个记录面的第N个记录面上，通过驱动单元驱动光学系统，将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底之一的凹部或凸部上，其中，N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
在本发明一个实施例中，M是小于或等于10的整数。
在本发明一个实施例中，多个记录面的总数量是多个第二衍射光束的数量乘以一个整数后所得的数量。
在本发明一个实施例中，通过会聚到多个记录面之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录面之一上。
在本发明一个实施例中，连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录面。
在本发明一个实施例中，第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
在本发明一个实施例中，至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
根据本发明的又一个方面，提供一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括多个衬底和多个记录层。每一个衬底都具有凹部或凸部；多个记录层被分成多个组，多个衬底的至少一个位于相邻组的记录层之间。该记录和/或再现装置包括一光源，发出光束；一光学系统，衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和一驱动单元，驱动该光学系统。光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当多个第二衍射光束之一被会聚到多个衬底之一的凹部或凸部并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。驱动单元驱动光学系统，因此，多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
在本发明一个实施例中，多个第二衍射光束的数量为M，其中，M是大于或等于2的整数。每一个组都包括M个记录层。第一衍射光束被会聚到多个组之一的M个记录面中的第N个记录层上，通过驱动单元驱动光学系统，将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底之一的凹部或凸部上，其中，N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
在本发明一个实施例中，M是小于或等于10的整数。
在本发明一个实施例中，多个记录层的总数量是多个第二衍射光束的数量乘以一个整数后所得的数量。
在本发明一个实施例中，通过会聚到多个记录层之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录层之一上。
在本发明一个实施例中，连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录层的一个表面。
在本发明一个实施例中，第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
在本发明一个实施例中，至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
因此，这里描述的本发明具有如下优点：提供(1)一种记录和/或再现装置，当用于将信息记录到具有多个记录层或多个记录面的信息盘上或从中再现信息时，可高精度地执行光束的聚焦控制和跟踪控制；(2)一种记录和/或再现装置，利用简单的结构来高精度地执行光束的聚焦控制和跟踪控制；和(3)一种记录和/或再现装置，避免发生脱轨或光束的散焦。
参照附图，在阅读和理解下述详细描述的基础上，对于本领域的技术人员而言，本发明的上述和其它优点将变得显而易见。
附图的简要描述
图1是说明根据本发明的信息盘装置的典型结构的框图；
图2表示根据本发明输出第一和第二衍射光束用的典型光学元件；
图3表示根据本发明输出第一和第二衍射光束用的另一典型光学元件；
图4A表示根据本发明第一实例的包括跟踪控制和聚焦控制的信息记录和再现操作；
图4B和4C表示根据本发明第二实例的包括跟踪控制和聚焦控制的信息记录和再现操作；
图5A和5B表示根据本发明第三实例的包括跟踪控制和聚焦控制的信息记录和再现操作；
图6表示根据本发明第四实例的包括跟踪控制和聚焦控制的信息记录和再现操作；
图7表示根据本发明第五实例的包括跟踪控制和聚焦控制的信息记录和再现操作；
图8表示常规信息记录和再现操作；和
图9表示另一常规信息记录和再现操作。
最佳实施例的描述
下面，参照附图通过说明性的实例来描述本发明。值得注意的是，本发明不限于下述实例，而应包括权利要求范围内的各种可能实例。
(实例1)
图1是说明根据本发明第一实施例的信息盘装置100的示意图。信息盘装置100至少将信息记录到作为信息媒体的多层光盘108上或从中再现信息。多层光盘108包括具有凹部115和凸部116的衬底121，多个记录层161、162、163、164和分别位于多个记录层161、162、163、164之间的中间层123。
信息盘装置100包括一光源101，用于发出光；一光学系统109，用于衍射该光源101发出的光，以生成一第一衍射光束150和多个第二衍射光束151、152、153和154；一驱动单元134，用于驱动该光学系统109；一光学检测单元114；一信号生成单元131、一再现信号生成单元132；和一记录单元133。
光源101可以是半导体激光设备。光学系统109包括瞄准仪透镜102，用于将光源101发出的光转换成平行光；光学元件103，用于衍射该平行光，以生成第一衍射光束150和多个第二衍射光束151、152、153和154；一1/4波片(1/4-wave plate)105；一反射镜106；和一物镜107，用于会聚第一衍射光束150和多个第二衍射光束151、152、153和154。
光学系统109输出第一衍射光束150和多个第二衍射光束151、152、153和154，使得当第二衍射光束151至154之一被会聚到凹部和凸部115和116之一上并被其反射时，第一衍射光束150被会聚到记录层161至164之一上。
光学系统109进一步包括一分束器104。分束器104反射已被记录层161至164之一反射后的第一衍射光束150。分束器104还反射被凹部和凸部115和116之一反射后的第二衍射光束151至154之一。光学系统109进一步包括收集透镜111，用于收集由分束器104反射的第一衍射光束150和也由分束器104反射的第二衍射光束151至154之一。
为了记录或再现信息，光检测单元114检测被凹部和凸部115和116之一反射的第二衍射光束151至154之一，并生成一第一检测信号114’。信号生成单元131根据该第一检测信号而生成跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。
为了再现信息，光检测单元114检测由记录层161至164中的所需记录层反射后的第一衍射光束150，并生成第二检测信号114”。再现信号生成单元132根据该第二检测信号114”生成一个记录在所需记录层上的信息的再现信号。
驱动单元134驱动光学系统109，使得第二衍射光束151至154之一根据跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”而被会聚到凹部和凸部115和116之一上。通过将第二衍射光束151至154之一会聚到凹部和凸部115和116之一上，第一衍射光束150被会聚到记录层161至164之一上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层161至164之一上，信息作为一个记录标记110被记录到多层光盘108上。
在多层光盘108中，在衬底121上交替地层叠多个记录层161至164和多个中间层123。多层光盘108进一步包括一个相对于记录层161至164和中间层123而与衬底121相对的保护板124。第一衍射光束150在穿过保护板124后被会聚到记录层161至164之一上。第二衍射光束151至154之一在穿过保护板124后被会聚到凹部和凸部115和116之一上。
衬底121具有跟踪槽层501，该层具有凹部115和凸部116。凹部115可以是连续或间断的槽。
信息盘装置100除了适用于光盘108外，还可适用于下述的光盘208、308和408。
记录单元133将记录电流给光源101，该记录电流用于将信息记录到多个记录层161至164上。根据该记录电流，光源101发出光束。光源101发出的光束被瞄准仪透镜102转换成基本平行光，并入射到光学元件103上。
光学元件103衍射已基本被转换成平行的光束，并输出第一衍射光束150和多个第二衍射光束151至154。第一衍射光束150和多个第二衍射光束151至154穿过分束器104，由反射镜106反射后，入射到物镜107上。接着，第一衍射光束150和多个第二衍射光束151至154穿过物镜107，并入射到多层光盘108上。
入射到多层光盘108上的第一衍射光束150和多个第二衍射光束151至154被分别会聚到不同的会聚点140、141、142、143和144上。第一衍射光束150的会聚点140位于记录层161至164之一上。在图1所示实例中，第二衍射光束152的会聚点142位于凹部115上。会聚点140至144沿基本垂直于记录层161至164的表面方向A1的方向A2线性排列。
会聚到多层光盘108的凹部115上并被其反射的第二衍射光束152穿过物镜107，被分束器104反射，由收集透镜111收集，并入射到光检测单元114上。光检测单元114被相等地分成两个光检测器112和113。光检测器112和113检测入射到其上的第二衍射光束152。信号生成单元131根据光检测器112和113的检测结果生成跟踪控制信号131’。驱动单元134根据该跟踪控制信号131’来驱动物镜107，以执行跟踪控制。
在该实例中，将一推挽式系统用作跟踪控制系统。该推挽式系统是公知的，在此不作详细描述。也可以采用一个采样伺服系统，通过该系统可使用在一个方向及其相反方向上被部分解除跟踪(de-tracked)的间断槽或凹坑。该系统也是公知的，在此不作详细描述。
第一衍射光束150的光量大于第二衍射光束151至154中任一的光量。即，第一衍射光束150具有第一衍射光束150和第二衍射光束151至154中最大的光量。第一衍射光束150的光量与第二衍射光束151至154之一的光量之比可以为例如10∶1或15∶1。第一衍射光束150可以是未被衍射影响的第0级非衍射光束。
信息盘装置100通过将具有最大光量的第一衍射光束150会聚到记录层161至164中的所需记录层上来执行信息的记录或再现。信息盘装置100通过将第二衍射光束151至154之一会聚到凹部和凸部115和116之一上并由其反射一光束来执行跟踪控制。例如，可以使用推挽式系统或采样伺服系统来进行跟踪控制。
通过将第二衍射光束151至154之一会聚到凹部和凸部115和116之一上，可按与跟踪控制信号131’的类似方式来获得聚焦控制信号131”。此时，光检测单元114也检测会聚到例如凹部115上并被其反射的第二衍射光束152。信号生成单元131根据光检测单元114的检测结果来生成聚焦控制信号131”。驱动单元134根据聚焦控制信号131”来驱动物镜107，以执行聚焦控制。
具有最大光量的第一衍射光束150可用于生成聚焦控制信号131”。此时，使用用于记录或再现信息的光束来生成聚焦控制信号131”，因此，不会产生散焦。所以，即使在具有较大数值孔径的系统中，聚焦深度也不会太浅。
在信息盘装置100中，在从光源101发出的光束中生成的多个衍射光束中，仅第一衍射光束150被用来记录或再现信息。因此，用于记录或再现信息的光量比将光源101发出的所有光束都用来记录或再现信息的情况低。从光源101发出的光束所生成的衍射光束的数量越多，则记录或再现信息所用的光量越低。因此，应该限制光学元件103输出的第二衍射光束的数量。
当对应于第二衍射光束的记录层的数目增加时，穿过记录层的第二衍射光束的强度差增加，这是因为记录层具有不同的传递系数。也可限制记录层的数量以生成跟踪控制信号131’，使得在适当的操作范围内执行跟踪控制的伺服操作。
第二衍射光束151至154的数量等于记录层161至164的数量。在图1所示的实例中，对应于四个记录层161至164，使用四个第二衍射光束151至154。为了实际应用，第二衍射光束的数量和记录层(或记录面)的数量最好等于或小于10。
如上所述，第二衍射光束151至154被用于生成跟踪控制信号131’，第一衍射光束150被用于生成聚焦控制信号131”。凹部115或凸部116上的第二衍射光束151至154之一的会聚点距离(记录层161至164之一的)第一衍射光束150的会聚点预定距离。但是，难以精确保持该距离。原因在于：(1)光盘本身具有在制造过程中产生的误差；(2)难以生产光学元件103，所以第一衍射光束150和第二衍射光束151至154之间的距离是精确的预定值。结果，上述两个会聚点之间的距离具有约0.5至5微米的误差。
尽管有这种误差，为了生成精确的跟踪控制信号131’，需要增加沿生成跟踪控制信号131’的聚焦方向上的聚焦深度。下面描述生成跟踪控制信号131’时增加聚焦方向上聚焦深度的方法。使跟踪控制信号131的间距是记录信号间距的两倍，将跟踪控制信号131’偏移该间距的一半。每次旋转光盘就转换一次跟踪控制信号131’的极性。因此，可增加聚焦方向上的聚焦深度。该增加聚焦深度的技术类似于DVD-RAM用的技术。
下面描述生成跟踪控制信号131’时增加聚焦方向上聚焦深度的另一方法。通过该方法，可减少物镜107的区域的数值孔径，该物镜生成用于生成跟踪控制信号131’的第二衍射光束151至154。生成跟踪控制信号131’的空间频率响应与数值孔径成反比。聚焦深度与数值孔径的平方成反比。因此，当数值孔径减半时，聚焦深度将增加四倍。
下面，参照图2来描述本实例中的光学元件103。如图2所示，光学元件103例如是厚膜体积全息照相。光学元件103生成并输出第一衍射光束150和第二衍射光束151至154。第一衍射光束150穿过物镜107并被会聚到第一会聚点140。第二衍射光束151至154穿过物镜107并分别会聚到第二会聚点141至144。如上所述，光学元件103生成用于信息盘装置100执行的跟踪控制的第二衍射光束151至154。当光学全息照相是体积全息照相时，仅在+方向上的衍射光束可被用作第二衍射光束151至154。第一衍射光束150是具有最大强度的第0级衍射光束。第二衍射光束151至154分别是第+1级至第+4级衍射光束。因为仅生成+方向上的衍射光束，所以可提高光束利用系数。
如图3所示，可用衍射元件103’来代替光学元件103。衍射元件103’是菲涅尔波带片形的，并具有一有凹部和凸部的表面。衍射元件103’产生具有不变序号的光束，且生成的衍射光束具有大致相同的光量。当使用衍射元件103’时，在+方向和-方向上生成衍射光束。例如，当第二级衍射光束的光量最大时，-第二级衍射光束被输出为第一衍射光束150。但是，与体积全息照相相比，衍射元件103’更容易生成更高级的衍射光束，因此，导致光量的较大损失。
参照图4A来描述包括跟踪控制的将信息记录到多层光盘108的操作。
由会聚到记录层161至164之一上的具有最大光量的第一衍射光束150将信息记录到记录层161至164之一上。
例如驱动单元134将第二衍射光束151至154中的第二衍射光束151会聚到凹部115上的会聚点141上。光检测器112和113(图1)检测会聚到凹部115上的第二衍射光束151，生成检测信号114’(图1)。信号生成单元131根据检测信号114’生成跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。驱动单元134根据跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”来控制和驱动物镜107(图1)。通过根据跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”来控制物镜107，可控制从物镜107输出的第一衍射光束150的跟踪位置和聚焦位置。可利用推挽式系统来执行跟踪控制。
这里，假设第二衍射光束的数量和记录层的数量均为M(M为大于或等于2的整数)。驱动单元134驱动光学系统109，因此，M个第二衍射光束中的第N个衍射光束(N是大于或等于1但小于或等于M的整数)被会聚到凹部和凸部115和116之一上。这样，第一衍射光束150被会聚到M个记录层中的第N个记录层上。如上所述，M最好是小于或等于10的整数。
在图4A所示的实例中，M＝4。驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109，因此，第二衍射光束151被会聚到一个凹部115上(即，会聚点141在一个凹部115上)。这样，第一衍射光束150被会聚到第一记录层161上。通过将第一衍射光束150会聚到第一记录层161上，就可将信息记录到第一记录层161上。驱动单元134可驱动整个光学系统109或可驱动光学系统109中的至少物镜107。这里，最接近于物镜107的第二衍射光束151被称为“第一”个第二衍射光束，而离物镜107最远的第二衍射光束154被称为“第四”个第二衍射光束。离物镜107最远的记录层161被称为“第一”记录层，而最接近物镜107的记录层164被称为“第四”记录层。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第二个第二衍射光束152被会聚到一个凹部115上(即会聚点142在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第二记录层162上。通过将第一衍射光束150会聚到第二记录层162上，就可将信息记录到第二记录层162上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第三个第二衍射光束153被会聚到一个凹部115上(即会聚点143在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第三记录层163上。通过将第一衍射光束150会聚到第三记录层163上，就可将信息记录到第三记录层163上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第四个第二衍射光束154被会聚到一个凹部115上(即会聚点144在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第四记录层164上。通过将第一衍射光束150会聚到第四记录层164上，就可将信息记录到第四记录层164上。
描述记录到多层光盘108的记录层161上的信息的典型再现操作。驱动单元134驱动光学系统109，从而第二衍射光束151被会聚到凹部115上。这样，第一衍射光束150被会聚到记录层161上。通过将第一衍射光束150会聚到第一记录层161上，就可再现记录在第一记录层161上的信息。
为了增加聚焦深度，生成用于跟踪控制的第二衍射光束151至154的物镜107的区域的数值孔径约比生成用于记录信息的第一衍射光束150的物镜107的区域的数值孔径小20％至约50％。
在凹部115和凸部116与每个记录层161至164相邻的情况下，可利用第一衍射光束150来获得跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。不能用一个光束将信息记录到不与凹部115和凸部116相邻的记录层上。原因在于：在这种情况下不能获得跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。
根据本发明的信息盘装置100，甚至可在不与凹部115和凸部116相邻的记录层上将信息记录为记录标记110。原因在于：通过将第二衍射光束151至154任一个会聚到凹部和凸部115和116之一上，可获得跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。此时，在离开例如凹部115预定距离的位置上将信息记录为一记录标记110。在图4A所示实例中，信息被记录在离开凹部115距离D1的记录层161上，距离D1是会聚点141和140之间的距离。
信息盘装置100不限于记录和再现装置，也可是记录专用装置或再现专用装置。
(实例2)
参照图4B来描述第二实例，其中，信息盘装置100被应用于允许三维记录信息的光盘208。
作为信息媒体的光盘208包括衬底121和位于衬底121上的记录层160。记录层180包括多个记录面125A、125B、195C和125D，这些记录面允许信息记录到其上或从中再现。与图4A所示光盘108相似，光盘208具有跟踪槽层501，该层具有凹部115和凸部116。“记录面”是指在记录层160中在指定高度上延伸的区域。通过将第一衍射光束150会聚在该指定高度上的一个位置上，则可将信息记录到位于此高度上的记录面上或从中再现。
将信息记录到光盘208上和从中再现信息的操作除了下述外，与第一实例中关于光盘108的描述基本相同。在第一实例中，具有最大强度的第一衍射光束150被会聚到记录层161至164之一上，从而将信息记录到一个记录层上。在第二实例中，将第一衍射光束150会聚到记录面125A至125D之一上，而不是会聚到记录层161至164之一上，从而将信息记录到一个记录面上。在该实例中，第二衍射光束151至154的数量等于记录面125A至125D的数量。
在图4B所示实例中，第一衍射光束150被会聚到记录面125A上，从而信息被记录到记录面125A上。第二衍射光束151被会聚到凹部115上并被反射。光检测器112和113检测凹部115反射的第二衍射光束151，信号生成单元131根据该检测结果生成跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。驱动单元134根据跟踪腔制信号131’和聚焦控制信号131”控制并驱动物镜107。作为根据跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”控制物镜107的结果，可控制从物镜107输出的第一衍射光束150的跟踪位置和聚焦位置。可利用推挽式系统来执行跟踪控制。
虽然应将信息记录到记录面125A至125D之一上，但也可不期望地将信息记录在记录面125A至125D以外的位置上。当聚焦控制操作或跟踪控制操作变得暂时不稳定时，信息可能不期望地记录到记录面125AS至125D以外的位置上，即记录面之间的位置上。为了避免这种情况发生，信息盘装置100操作，从而当聚焦控制操作或跟踪控制操作超过可容许范围而变得暂时不稳定时，从聚焦控制信号或跟踪控制信号中检测到误差信号，并根据该误差信号暂时停止记录操作。
参照图4C，更具体地描述将信息记录到光盘208的记录面125A至125D上的方法。
这里，假设第二衍射光束的数量和记录面的数量均为M(M为大于或等于2的整数)。驱动单元134驱动光学系统109，因此，M个第二衍射光束中的第N个衍射光束(N是大于或等于1但小于或等于M的整数)被会聚到凹部和凸部115和116之一上。这样，第一衍射光束150被会聚到第N个记录面上。如上所述，M最好是小于或等于10的整数。
在图4C所示的实例中，M＝4。驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109，因此，第四个第二衍射光束154被会聚到一个凹部115上(即，会聚点144在一个凹部115上)。这样，第一衍射光束150被会聚到第四记录面125D上。通过将第一衍射光束150会聚到第四记录面125D上，就可将信息记录到记录面125D上。这里，最接近于物镜107的第二衍射光束151被称为“第一”个第二衍射光束，而离物镜107最远的第二衍射光束154被称为“第四”个第二衍射光束。离物镜107最远的记录面125A被称为“第一”记录面，而最接近物镜107的记录面125D被称为“第四”记录面。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第一个第二衍射光束151被会聚到一个凹部115上(即会聚点141在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第一记录面125A上。通过将第一衍射光束150会聚到第一记录面125A上，就可将信息记录到第一记录面125A上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第二个第二衍射光束152被会聚到一个凹部115上(即会聚点142在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第二记录面125B上。通过将第一衍射光束150会聚到第二记录面125B上，就可将信息记录到第二记录面125B上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第三个第二衍射光束153被会聚到一个凹部115上(即会聚点143在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第三记录面125C上。通过将第一衍射光束150会聚到第三记录面125C上，就可将信息记录到第三记录面125C上。
描述记录到光盘208的记录面125D上的信息的典型再现操作。驱动单元134驱动光学系统109，从而第二衍射光束154被会聚到凹部115上。这样，第一衍射光束150被会聚到第四记录面125D上。通过将第一衍射光束150会聚到第四记录面125D上，就可再现记录在第四记录面125D上的信息。
如上所述，多个第二衍射光束151至154被顺序会聚到凹部115上从而生成跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。因此，通过第一衍射光束150来将信息记录到记录层160上。在该方式下，信息被记录到记录层160中的四个记录面上。
在图4C所示的实例中，信息被记录在凹部115上和凸部116上。可能将信息记录到凹部115上或凸部116上。这就将信息记录密度减少了一半，但在记录或再现操作的稳定性比记录密度重要的情况下是有效的。
(实例3)
参照图5A来描述第三实例，其中，信息盘装置100被应用于允许三维记录信息的光盘308。
作为信息媒体的光盘308包括多个图4B和4C所示的光盘208的结构，光盘208垂直叠加。具体而言，每个结构包括衬底121和记录层160。每个记录层160包括与第二衍射光束151至154的数量对应的四个记录面125A、125B、125C和125D。每个衬底121都具有凹部115和凸部116。至少一个衬底121位于两个相邻记录层160之间。衬底121由透光材料构成。两个相邻记录层160之间的衬底121比光盘308底部的衬底121薄。记录面125A、125B、125C和125D的总数量为第二衍射光束151至154的数量与一整数相乘后所得的数量。
在图5A中，由于延伸，物镜107与第二衍射光束154的会聚点144之间的距离D2显得比光盘308的总厚度D3短。但在实际中，距离D2大于厚度D3。
将信息记录到光盘308上和从中再现信息的操作与第二实例中对光盘208的描述基本相同。
这里，假设第二衍射光束的数量和每个记录层160中记录面的数量均为M(M为大于或等于2的整数)。驱动单元134驱动光学系统109，因此，M个第二衍射光束中的第N个衍射光束(N是大于或等于1但小于或等于M的整数)被会聚到一个衬底121的凹部和凸部115和116之一上。这样，第一衍射光束150被会聚到一个衬底121的第N个记录面上。如上所述，M最好是小于或等于10的整数。
为了清楚，最接近于物镜107的记录层被称为“记录层160a”，而记录层160a正下方的衬底121被称为“衬底121a”。
在图4C所示的实例中，M＝4。驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109，因此，第四个第二衍射光束154被会聚到记录层160a正下方的衬底121a的一个凹部115上(即，会聚点144在一个凹部115上)。这样，第一衍射光束150被会聚到记录层160a的第四记录面125D上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层160a的第四记录面125D上，就可将信息记录到记录层160a的记录面125D上。
这里，最接近于物镜107的第二衍射光束151被称为“第一”个第二衍射光束，而离物镜107最远的第二衍射光束154被称为“第四”个第二衍射光束。对于每个记录层160，离物镜107最远的记录面125A被称为“第一”记录面，而最接近物镜107的记录面125D被称为“第四”记录面。
第二衍射光束151至154之一可被会聚到凹部和凸部115和116之一上，该凹部和凸部形成于位于多个记录层160中的记录层160正上方或正下方的衬底121中，在记录层160上记录信息。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第一个第二衍射光束151被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点141在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到记录层160a的第一记录面125A上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层160a的第一记录面125A上，就可将信息记录到记录层160a的第一记录面125A上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第二个第二衍射光束152被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点142在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到记录层160a的第二记录面125B上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层160a的第二记录面125B上，就可将信息记录到记录层160a的第二记录面125B上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第三个第二衍射光束153被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点143在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到记录层160a的第三记录面125C上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层160a的第三记录面125C上，就可将信息记录到记录层160a的第三记录面125C上。
描述记录到光盘308的记录层160a的记录面125D上的信息的典型再现操作。驱动单元134驱动光学系统109，从而第二衍射光束154被会聚到衬底121a的凹部115上。这样，第一衍射光束150被会聚到记录层160a的第四记录面125D上。通过将第一衍射光束150会聚到记录层160a的第四记录面125D上，就可再现记录在记录层160a的第四记录面125D上的信息。
在图5A所示实例中，交替叠加三个记录层160，每个记录层160都包括四个记录面125A至125D和三个衬底121，因此，光盘308包括12个记录面。在厚度D2足够大的情况下，提供较多的记录层160和衬底121。例如，第二衍射光束的数量为10且提供十个记录层和十个衬底，则可得到具有100个记录面的光盘。可记录到具有100个记录面的光盘上的信息量对应于可记录到每个都具有一个记录面的100个光盘上的信息量。
如图5B所示，光学系统109可输出第一衍射光束150和第二衍射光束151至154，因此第一衍射光束150的会聚点140在会聚点141和142之间，或在会聚点142和143之间，或在会聚点143和144之间。
为了清楚，次接近于物镜107的记录层160被称为“记录层160b”，而记录层160b正下方的衬底121被称为“衬底121b”。
在图5B所示实例中，光学系统109输出第一衍射光束150和第二衍射光束151至154，从而，第一衍射光束150的会聚点140在会聚点142和143之间。这样，通过将第二衍射光束152会聚到衬底121a的凹部115，可将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125D上。
如下将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125A至125D上。
通过将第二衍射光束153会聚到衬底121b的凹部115上，可将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125A上。通过将第二衍射光束154会聚到衬底121b的凹部115上，可将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125B上。通过将第二衍射光束151会聚到衬底121a的凹部115上，可将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125C上。通过将第二衍射光束152会聚到衬底121a的凹部115上，可将第一衍射光束150会聚到记录层160b的记录面125d上。
(实例4)
参照图6来描述第四实例，其中，信息盘装置100被应用于允许三维记录信息的光盘408。
作为信息媒体的光盘408包括多个图1和4A所示的光盘108的结构，光盘108垂直叠加。具体而言，每个结构包括衬底121、多个记录层161至164和分别位于记录层161至164之间的中间层123。衬底121具有跟踪槽层501，该层具有凹部115和凸部116。换言之，将多个记录层分成多个组，每个组包括多个记录层161至164。至少一个衬底121位于记录层161至164的两个相邻组之间。衬底121由透光材料构成。两个相邻组之间的衬底121比光盘408底部的衬底121薄。两个相邻组之间的衬底121可足够厚，来形成凹部115和凸部116。在图6所示实例中，对应于四个第二衍射光束151至154，四个记录层161位于每个组中。记录层161至164的总数量为第二衍射光束151至154的数量与一整数相乘后所得的数量。
将信息记录到光盘408上和从中再现信息的操作与第三实例中对光盘308的描述基本相同。
这里，假设第二衍射光束的数量为M(M为大于或等于2的整数)，记录层被分成多个组，每个组包括M个记录层。驱动单元134驱动光学系统109，因此，M个第二衍射光束中的第N个衍射光束(N是大于或等于1但小于或等于M的整数)被会聚到一个衬底121的凹部和凸部115和116之一上。这样，第一衍射光束150被会聚到一个组的第N个记录面上。如上所述，M最好是小于或等于10的整数。
为了清楚，最接近于物镜107的组的记录层161、162、163和164被称为“记录层161a、162a、163a和164a”，而该组正下方的衬底121被称为“衬底121a”。
在图6所示的实例中，M＝4。驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109，因此，第四个第二衍射光束154被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即，会聚点144在一个凹部115上)。这样，第一衍射光束150被会聚到第四记录层164a上。通过将第一衍射光束150会聚到第四记录层164a上，就可将信息记录到第四记录层164a上。
这里，最接近于物镜107的第二衍射光束151被称为“第一”个第二衍射光束，而离物镜107最远的第二衍射光束154被称为“第四”个第二衍射光束。对于每组记录层，离物镜107最远的记录层161被称为“第一”记录层，而最接近物镜107的记录层164被称为“第四”记录层。
第二衍射光束151至154之一可被会聚到凹部和凸部115和116之一上，该凹部和凸部形成于位于包括其上记录信息的记录层160的组的正上方或正下方的衬底121中。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第一个第二衍射光束151被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点141在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第一记录层161a上。通过将第一衍射光束150会聚到第一记录层161a上，就可将信息记录到第一记录层161a上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第二个第二衍射光束152被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点142在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第二记录层162a上。通过将第一衍射光束150会聚到第二记录层162a上，就可将信息记录到第二记录层162a上。
当驱动单元134沿聚焦方向502驱动光学系统109从而第三个第二衍射光束153被会聚到衬底121a的一个凹部115上(即会聚点143在一个凹部115)上时，第一衍射光束150被会聚到第三记录层163a上。通过将第一衍射光束150会聚到第三记录层163a上，就可将信息记录到第三记录层163a上。
描述记录到光盘408的记录层164a上的信息的典型再现操作。驱动单元134驱动光学系统109，从而第二衍射光束154被会聚到衬底121a的凹部115上。这样，第一衍射光束150被会聚到第四记录层164a上。通过将第一衍射光束150会聚到第四记录层164a上，就可再现记录在第四记录层164a上的信息。
如上所述，在第二衍射光束151至154之一的会聚点(即凹部115或凸部116)和第一衍射光束150的会聚点(即每个记录层161至164)之间在距离上存在约0.5至5微米的误差。因此，记录层的数量不能等于图5A中所示光盘308的记录面的数量。即使每个组都仅具有四个记录层，但是可通过叠加多个记录层组来增加记录层的总数量。例如，通过叠加10组四个记录层161至164，可得到具有40个记录层的光盘。可记录到具有40具记录层的光盘上的信息量对应于可记录到每个都具有一个记录层的40个光盘上的信息量。例如，具有直径为120mm并包括每个都具有记录容量为25GB的40个层的光盘具有1TB的总记录容量。
(实例5)
参照图7来描述使信息记录间距短于跟踪控制间距的方法。以本实例中用光盘208来进行说明，但该方法也适用于光盘108、308和408。
光学系统109输出多个第三衍射光束155、156、157和158。第三衍射光束155、156、157和158的会聚点分别由参数145至148来表示。分别连接第二衍射光束151至154和会聚点141至144的直线与分别连接第三衍射光束155至158和会聚点145至148的直线方向不同。
如图7所示，一个第二衍射光束154和一个第三衍射光束158被会聚到凹部和凸部115和116之一上并被反射。从每个反射的第二衍射光束154和反射的第三衍射光束158得到跟踪控制信号131’和聚焦控制信号131”。第二衍射光束154和三衍射光束158之间的跟踪间距P1比信息记录间距P2短。
以预定比率彼此对应地偏移得到的跟踪控制信号的相位，用加或减来处理这两个信号。这样，可得到更精确的跟踪控制信号131’。通过该方法，光源101发出的光束被分成大量的第二衍射光束。因此，虽然每个衍射光束的能量较小，但跟踪控制间距P1可更短。这样，可以较高的精确度来执行跟踪控制。如图7所示，会聚141和145之间的间距、会聚142和146之间的间距、会聚143和147之间的间距和会聚144和148之间的间距(每个都是跟踪间距P1)彼此不同。因此，相位的偏移量对每个获得的跟踪控制信号是不同的。这稍稍使信号处理操作变复杂。但是，在伺服控制区域中执行跟踪控制，因此，使用DSP(数字信号处理器)等可适当地进行跟踪控制。
如图7所示，对应于光盘108、208、308和408，至少凹部115或凸部116可具有表示ROM信息的凹坑210。为了将信息记录到常规信息盘、例如CD-R/W或DVD-RAM/R/RW盘上或从中再现信息，可从与信息记录到的面或再现信息的面相同的面中获得用于跟踪控制的信号。因此，在这种光盘的凹部和凸部中形成表示ROM信息的凹坑，凹坑的再现信号与后记录的信息的再现信号相干扰，从而降低了再现信号的S/N比。根据本发明，从一个面(凹部115或凸部116)中获得用于跟踪控制的信号，并将信号记录到另一面(记录层161、162、163和164或记录面125A、125B、125C或125D)上或从中再现。因此，即使在凹部和凸部中形成表示ROM信息的凹坑，两种再现信号也不会彼此干扰。这就使得两种再现信号被用作单独信号。
如上所述，根据本发明，光束被分成多个第二衍射光束151至154。每个第二衍射光束151至154被形成于衬底121中的凹或凸部115或116反射。根据每个反射的第二衍射光束151至154来生成跟踪控制信号131’。根据这种系统，当将信息记录到允许利用第一衍射光束三维记录信息的光盘或从中再现信息时，可以高的精确度来控制第一衍射光束的跟踪位置和聚焦位置。
在上述实例中，使用了四个第二衍射光束、或四个第二和四个第三衍射光束。第二和第三衍射光束的数量并不限于此。本发明适用于具有四至十或更多记录层的光盘。
本发明允许三维记录或再现信息，因此可容易地增加光盘的记录容量。通过提供四个记录层，记录密度为10至20GB/英寸2的12厘米直径光盘可具有150GB或更大的记录容量。当记录层的数量为10时，可得到400GB或更大的记录容量。
每个光盘108、208、308和408都可以是任何再现专用盘、写一次型盘、或可改写盘。
根据本发明，光学系统输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。被会聚到衬底的凹部或凸部上并被反射的第二衍射光束可被用来执行光学系统的跟踪控制和聚焦控制。通过将第一衍射光束会聚到一个记录层上，可将信息记录到一个记录层上。根据这种结构，第一衍射光束可会聚到记录层上，可以高精确度来执行跟踪控制和聚焦控制。
或者，光学系统输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束，因此，当第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上并被反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录面之一上。被会聚到衬底的凹部或凸部上并被反射的第二衍射光束可被用来执行光学系统的跟踪控制和聚焦控制。通过将第一衍射光束会聚到一个记录面上，可将信息记录到一个记录面上。根据这种结构，第一衍射光束可会聚到记录面上，可以高精确度来执行跟踪控制和聚焦控制。
光学系统通过衍射光源发出的光束来生成多个衍射光束。根据这种结构，可利用一个光源来代替常规装置中的两个来执行记录、再现、跟踪控制和聚焦控制。因此，可简化记录和/或再现装置的结构。这样，本发明提供一种简单结构的记录和/或再现装置，用于将信息记录到允许三维记录信息的光盘上或从中再现信息，同时以高精确度来控制用于记录和/或再现的光束的跟踪位置和聚焦位置。
根据本发明，第一衍射光束的路径和第二衍射光束的路径的相对位置未改变。因此，提供一种记录和/或再现装置来将信息记录到允许三维记录信息的光盘上或从中再现信息，同时避免为用于记录和/或再现的光束产生脱轨或散焦。
在不脱离本发明范围和精神下，对于本领域的技术人员而言，不同的变更是显而易见并可容易作出的。因此，不打算将后面权利要求的范围限定于这里所述的描述中，而应更宽地解释权利要求。

Claims (42)

1.一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括具有凹部和凸部的衬底和多个记录层，该记录和/或再现装置包括：
一光源，用于发出光束；
一光学系统，用于衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和
一驱动单元，用于驱动该光学系统，
其中：
光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，使得当多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上，
驱动单元驱动光学系统，使得多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
2.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中，
多个第二衍射光束的数量和多个记录层的数量分别为M，其中，M是大于或等于2的整数，以及
通过驱动光学系统的驱动单元，第一衍射光束被会聚到M个记录层中的第N个记录层上，从而将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底的凹部或凸部上，其中N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
3.根据权利要求2所述的记录和/或再现装置，其中M是小于或等于10的整数。
4.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中多个第二衍射光束的数量等于多个记录层的数量。
5.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中通过会聚到多个记录层之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录层之一上。
6.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中信息媒体进一步包括至少一个位于多个记录层之间的中间层。
7.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录层的表面。
8.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
9.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中光学系统包括：
一个瞄准仪透镜，用于将光源发出的光束转换成平行光束，
一个光学元件，用于衍射平行光束，以输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，和
一个物镜，用于会聚第一衍射光束和多个第二衍射光束。
10.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，进一步包括：
一光检测单元，用于检测已被衬底的凹部或凸部反射的多个第二衍射光束之一并生成第一检测信号，和
一信号生成单元，用于根据该第一检测信号生成一跟踪控制信号，
其中驱动单元根据该跟踪控制信号来驱动光学系统。
11.根据权利要求10所述的记录和/或再现装置，其中，
光检测单元检测被多个记录层之一反射的第一衍射光束并生成一第二检测信号，以及
记录和/或再现装置进一步包括一再现信号生成单元，用于根据该第二检测信号来生成一再现信号。
12.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中，
信息媒体包括相对于多个记录层与衬底相对设置的保护板，以及
第一衍射光束在穿过保护板后会聚到多个记录层之一上。
13.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，进一步包括一个记录单元，用于输出一记录电流，以将信息记录到多个记录层上，
其中光源根据记录电流发出光束。
14.根据权利要求9所述的记录和/或再现装置，其中光学系统进一步包括：
一分束器，用于反射已被多个记录层之一反射的第一衍射光束和已被衬底的凹部或凸部反射的多个第二衍射光束之一，和
一收集透镜，用于收集分束器反射的第一衍射光束和多个第二衍射光束之一。
15.根据权利要求9所述的记录和/或再现装置，其中光学元件包括一个体积全息照相。
16.根据权利要求9所述的记录和/或再现装置，其中光学元件包括菲涅尔波带片。
17.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中光学系统还输出多个第三衍射光束，使得当多个第二衍射光束之一和多个第三衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上。
18.根据权利要求1所述的记录和/或再现装置，其中至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
19.一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括具有凹部和凸部的衬底和一个具有多个记录面的记录层，该记录和/或再现装置包括：
一光源，用于发出光束；
一光学系统，用于衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和
一驱动单元，用于驱动该光学系统，
其中：
光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，以便当多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录面之一上，
驱动单元驱动光学系统，使得多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部。
20.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中，
多个第二衍射光束的数量和多个记录面的数量分别为M，其中M是大于或等于2的整数，以及
通过驱动光学系统的驱动单元，第一衍射光束被会聚到M个记录面中的第N个记录面上，从而将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到衬底的凹部或凸部，其中N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
21.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中M是小于或等于10的整数。
22.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中多个第二衍射光束的数量等于多个记录面的数量。
23.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中，
通过会聚到多个记录面之一上的第一衍射光束，将信息记录到多个记录面之一上。
24.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中，
连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的聚焦点的直线垂直于多个记录面。
25.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中，
第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
26.根据权利要求19所述的记录和/或再现装置，其中，
至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
27.一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括多个衬底和多个记录层，其中每一个衬底都具有凹部和凸部；多个记录层的每一个都具有多个记录面；并且多个衬底的至少一个位于多个记录层之间，该记录和/或再现装置包括：
一光源，用于发出光束；
一光学系统，用于衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和
一驱动单元，用于驱动该光学系统，
其中，
光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，使得当多个第二衍射光束之一被会聚到多个衬底之一的一个凹部和凸部并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一的多个记录面之一上，
驱动单元驱动光学系统，使得多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部。
28.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中，
多个第二衍射光束的数量为M，其中M是大于或等于2的整数，
每个记录层的多个记录面的数量为M，以及
通过驱动光学系统的驱动单元，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一的M个记录面中的第N个记录面上，从而将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到多个衬底之一的凹部或凸部，其中N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
29.根据权利要求28所述的记录和/或再现装置，其中M是小于或等于10的整数。
30.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中在该记录介质上所有记录面的总数量是多个第二衍射光束的数量乘以一个整数后所得的数量。
31.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中通过会聚到多个记录面之一上的第一衍射光束将信息记录到多个记录面之一上。
32.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的会聚点的直线垂直于多个记录面。
33.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中，
第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
34.根据权利要求27所述的记录和/或再现装置，其中，
至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
35.一种用于信息媒体的记录和/或再现装置，该信息媒体包括多个衬底和多个记录层，其中每一个衬底都具有凹部和凸部，并且该多个记录层被分成多个组；以及多个衬底中的至少一个位于两个相邻组的记录层之间，该记录和/或再现装置包括：
一光源，用于发出光束；
一光学系统，用于衍射该光源发出的光束，以输出一第一衍射光束和多个第二衍射光束；和
一驱动单元，用于驱动该光学系统，
其中，
光学系统输出第一衍射光束和多个第二衍射光束，使得当多个第二衍射光束之一被会聚到多个衬底之一的一个凹部和凸部并被其反射时，第一衍射光束被会聚到多个记录层之一上，
驱动单元驱动光学系统，使得多个第二衍射光束之一被会聚到衬底的凹部或凸部上。
36.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中多个第二衍射光束的数量为M，其中M是大于或等于2的整数，
每一个组都包括M个记录层，以及
通过驱动光学系统的驱动单元，第一衍射光束被会聚到多个组之一的M个记录层中的第N个记录层上，从而将M个第二衍射光束中的第N个第二衍射光束会聚到多个衬底之一的凹部或凸部上，其中N是大于或等于1但小于或等于M的整数。
37.根据权利要求36所述的记录和/或再现装置，其中M是小于或等于10的整数。
38.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中多个记录层的总数量是多个第二衍射光束的数量乘以一个整数后所得的数量。
39.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中通过会聚到多个记录层之一上的第一衍射光束，将信息记录到多个记录层之一上。
40.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中连接第一衍射光束的会聚点和每一个第二衍射光束的会聚点的直线垂直于多个记录层的一个表面。
41.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中第一衍射光束的光量大于每一个第二衍射光束的光量。
42.根据权利要求35所述的记录和/或再现装置，其中至少凹部或凸部具有显示信息用的凹坑。
CNB021219982A 2001-05-29 2002-05-29 记录和/或再现装置 Expired - Fee Related CN1206636C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP161473/2001 2001-05-29
JP2001161473 2001-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1392545A CN1392545A (zh) 2003-01-22
CN1206636C true CN1206636C (zh) 2005-06-15

Family

ID=19004742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021219982A Expired - Fee Related CN1206636C (zh) 2001-05-29 2002-05-29 记录和/或再现装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6738324B2 (zh)
CN (1) CN1206636C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102270468A (zh) * 2010-04-02 2011-12-07 索尼公司 光学拾取器、光学驱动设备和光照射方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7577076B2 (en) * 2003-03-14 2009-08-18 Ricoh Company, Ltd. Tilt sensor using diffraction grating
JP3772851B2 (ja) * 2003-03-28 2006-05-10 ソニー株式会社 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
KR100965884B1 (ko) * 2004-01-14 2010-06-24 삼성전자주식회사 광픽업
JP4515292B2 (ja) * 2004-05-25 2010-07-28 株式会社リコー 情報記録装置および情報再生装置
JP4447574B2 (ja) * 2005-06-30 2010-04-07 シャープ株式会社 光ピックアップ、および光記録再生装置
TW200717500A (en) * 2005-07-07 2007-05-01 Koninkl Philips Electronics Nv Scanning of multi-layer optical record carriers
CN100428344C (zh) * 2005-07-29 2008-10-22 夏普株式会社 光拾取装置
HU0501203D0 (en) * 2005-12-23 2006-02-28 Lako Sandor Dezsoe Dr Method and device for storing and reading-out information
WO2007064040A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Ricoh Company, Ltd. Multilayer optical information recording medium, optical head, and optical drive
JPWO2008099708A1 (ja) * 2007-02-16 2010-05-27 三洋電機株式会社 記録媒体、光ピックアップ装置および記録再生装置
JP2009009635A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Sony Corp 光ピックアップ、光情報記録装置、光情報記録方法、光情報再生装置、光情報再生方法及び光情報記録媒体
KR100982520B1 (ko) * 2008-09-10 2010-09-16 삼성전자주식회사 광디스크, 광디스크에 대한 기록/재생 방법 및 장치
JP5190325B2 (ja) * 2008-10-17 2013-04-24 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
WO2011004496A1 (ja) * 2009-07-10 2011-01-13 パイオニア株式会社 ガイド層分離型の光ディスク、光ディスクドライブ装置及びトラッキング制御方法
JP2011090749A (ja) * 2009-10-23 2011-05-06 Sony Corp 光学ドライブ装置、チルト検出方法
KR101727520B1 (ko) 2010-12-17 2017-04-18 삼성전자주식회사 회절 소자를 갖는 광 픽업 장치 및 이를 구비한 광 기록 및 재생 장치
US8345526B2 (en) * 2010-12-29 2013-01-01 General Electric Company Non-binary holograms for increased capacity
JP6035612B2 (ja) 2012-05-28 2016-11-30 株式会社日立製作所 光記録媒体及び光情報再生方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587297B1 (en) * 1992-08-07 1998-07-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image-information optical system and apparatus
JP3040894B2 (ja) * 1993-03-10 2000-05-15 松下電器産業株式会社 光ディスク基板および光ディスク
JP3743732B2 (ja) * 1997-01-28 2006-02-08 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102270468A (zh) * 2010-04-02 2011-12-07 索尼公司 光学拾取器、光学驱动设备和光照射方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1392545A (zh) 2003-01-22
US20020181352A1 (en) 2002-12-05
US6738324B2 (en) 2004-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1206636C (zh) 记录和/或再现装置
CN1300787C (zh) 光拾取头及信息记录再现装置
CN1755809A (zh) 光学头、光驱动设备和生成跟踪误差信号的方法
CN1292419C (zh) 光学再现装置和光学记录装置
CN1205607C (zh) 光记录介质和光盘装置
CN1245714C (zh) 光头、光学设备和象差校正元件
CN1208767C (zh) 记录/再现设备、记录/再现方法和信息记录介质
CN1158650C (zh) 光拾取设备,光盘设备和轨道识别信号检测方法
CN1157719C (zh) 光头装置、光盘驱动器及用于光盘驱动器的跟踪控制方法
CN1745420A (zh) 光头及具有光头的装置和系统
CN1768380A (zh) 分离元件、光射出体和光拾取装置
CN1084912C (zh) 光拾取装置及光盘驱动装置
CN1918637A (zh) 光盘装置
CN1922671A (zh) 光学器件及光拾波器装置
CN1204116A (zh) 光盘和光盘装置
CN1230807C (zh) 光拾取器以及记录和/或再现设备
CN1221953C (zh) 像差检测方法和使用其的光记录再现方法与光记录再现装置
CN1449562A (zh) 光学元件,光学头装置以及光信息处理装置
CN1841533A (zh) 像差检测装置及具有该装置的拾光器装置
CN1118798C (zh) 光头，记录和/或复制方法，以及用来检测厚度的方法
CN1612234A (zh) 记录和再现方法、记录和再现设备以及半导体电路
CN1925028A (zh) 盘驱动设备及其控制方法
CN1925029A (zh) 光拾取装置、信息处理装置和信号处理方法
CN1957405A (zh) 多层信息记录介质、信息记录装置及信息再现装置
CN1783258A (zh) 光头、光盘驱动器、光检测装置和光头的信号生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050615

Termination date: 20130529