CN1881432B - 用于光学记录介质的拾取器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于光学记录介质(1)的光学拾取器，一种适用于这种拾取器中的电控衍射光栅(11)，以及涉及一种使用该光学拾取器或衍射光栅(11)从光学记录介质(1)读取和/或向其写入的装置。根据本发明，用于具有两个或更多数据道(4)，并具有发出光束以从光学记录介质(1)读取或向其写入的光源(10)的光学记录介质(1)的光学拾取器包括电控衍射光栅(11)，所述电控衍射光栅(11)可在至少两个状态之间切换，以从由光源(10)发出的光束中产生一个或更多光束，用于从数据道(4)的一个或更多中读取或向其写入。

Description

用于光学记录介质的拾取器
技术领域
本发明涉及一种用于光学记录介质的光学拾取器(optical pickup)，一种适合用在该拾取器中的电控衍射光栅，以及涉及一种用该光学拾取器或衍射光栅从光学记录介质读取和/或向其写入的装置。具体地，所述拾取器、所述光栅以及所述装置适于超分辨率近场结构光学介质。 
背景技术
具有超分辨率近场结构(super-resolution near field structure，super-RENS)的光学记录介质有可能比常规的光学记录介质在一维上增加光学记录介质的数据密度3倍。这可由所谓super-RENS结构实现，所述super-RENS结构直接位于光学记录介质的数据层的上方，并显著减少用于从所述光学记录介质读取和/或向其写入的光斑的有效尺寸。同时，super-RENS结构允许在光学记录介质的每个沟(groove)或岸(land)中安排多于一条数据道。在WO 2004/032123中描述了使用每个沟(groove)/岸(land)三条数据道的超分辨率光学记录介质的例子。 
US 2002/027840公开了一种信息读/写装置。该装置包括用于调整衍射为零级及更高级光束的光束能量的定量的动态控制衍射光栅。以这种方式，用于寻道的侧光束(side-beam)的能量在读取和记录期间被保持在同样的水平。 
出于兼容性的原因，要求用于超分辨率近场结构光学记录介质的光学拾取器也能从没有super-RENS结构的光学记录介质或每沟和/或岸只有单个数据道的super-RENS结构光学记录介质中读取和/或向其写入。还要求用于具有两个或更多数据道的光学记录介质的光学拾取器能一次访问多于一条数据道。 
发明内容
本发明的一个目标是提出一种光学拾取器，用于从每沟和/或岸具有两 个或更多数据道的super-RENS光学记录介质读取和/或向其写入，所述光学拾取器还能从每沟和/或岸只有一个数据道的super-RENS光学记录介质中读取或向其写入，以及/或者从没有这一结构的光学记录介质中读取或向其写入。本发明的另一个目标是提出一种用于从具有两个或更多数据道的光学记录介质中读取和/或向其写入的光学拾取器，所述光学拾取器能一次访问多于一条数据道。 
这些目标通过光学拾取器实现，所述光学拾取器用于具有两个或更多数据道的光学记录介质，带有用于发出光束以从光学记录介质读取和/或向其写入的光源，所述光学拾取器可在至少两个状态之间切换，以从光源发出的用于从一个或更多数据道读取或向其写入的光束产生一个或更多光束，其中0级光束被用于寻道和/或聚焦控制。如果在super-RENS光学记录介质每沟和/或岸具有两个或更多数据道的情况下使用该拾取器，可通过电控制所述光栅使得在需要的衍射级上产生读取和/或记录光束而选址沟和/或岸内的一个或更多数据道。如果在光学记录介质没有super-RENS结构的情况下使用拾取器，通过适当控制所述光栅，可选址一个数据道或者一次选址两个或更多数据道。 
适用于从具有两个或更多数据道读取和/或向其写入的光学拾取头中的电控衍射光栅可在至少两个状态之间切换，而从光源发出的用于从光学记录介质的一个或更多数据道读取和/或向其写入的光束中产生一条或更多光束。通过适当控制由所述电控衍射光栅导致的衍射，可控制出现衍射级的数目和级次，以及传递到特定衍射级的光束的总能量的比率。这使得可在光学记录介质没有super-RENS结构的情况下选址一条数据道或者一次选址两条或更多数据道，或在super-RENS光学记录介质每沟和/或岸具有两条或更多数据道的情况下选址沟和/或岸内的一条或更多数据道。 
优选地，在第一种状态下，光栅产生在选定的衍射级内具有光源发出的光束的大部分能量的被衍射的光束，以及具有光源发出的光束的剩余部分能量的0级光束。以这种方式0级光束仍可用于寻道和/或聚焦控制，而具有大部分能量的衍射级可用于在特定的数据道上记录。 
优选地，在第二种状态下，光栅在两个或更多被衍射光束中大致均匀地分配由所述光源发出的所述光束的大部分能量。被衍射光束可具有不同的衍射级。以这种方式，如果为用于读取的每个光束提供专门的探测器，可从两 个或更多数据道同时读取数据。同样，如果光束的可用能量足够，则可在两个或更多数据道上同时记录。另外，接收光束剩余能量的衍射级，优选为0级，可用于寻道和/或聚焦控制。 
优选地，在第三种状态下，光栅对由光源发出的光束没有衍射效应。如果光学记录介质每沟和/或岸只有单个数据道，光栅的该状态尤其有用。 
优选地，电控衍射光栅可旋转以将所产生的光束之间的距离调整为数据道与沟/岸中心之间的实际距离。这使得可将光束之间的距离调整为super-RENS数据道与沟/岸中心之间的实际距离。光学拾取器与由不同制造的类似光学拾取器记录的光学记录介质的兼容性由额外提供用于旋转光栅的伺服系统而提高。 
根据本发明的拾取器或电控衍射光栅有利地应用在用于从光学记录介质读取和/或向其写入的装置中。 
附图说明
为更好地理解，现将在以下描述中参照附图更详细地说明本发明。可以理解本发明不限于该示范实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下可方便地对具体特征做组合和/或修改。图中： 
图1示出超分辨率近场结构光学记录介质的一个例子； 
图2示出根据本发明的光学拾取器；以及 
图3示出不同状态的电控衍射光栅的被衍射光束。 
具体实施方式
在图1中示出超分辨率近场结构光学记录介质1的一个例子。两个数据道被对称于沟中心写入而不是在沟2(或岸3)的中心内写数据。该数据道被用多个光束5写入和/或记录。光束5的尺寸示出超分辨率效应。原则上，三个光束5都具有衍射极限聚焦直径。但是，在一定强度(intensity)以上，出现超分辨率效应并且该直径减少。图中该强度只有外部光束获得，而中心光束保持在该强度以下。对于所示光学记录介质1，不需专门的控制工具产生具有较小道间距的光学记录介质，而如果不使用super-RENS则需要用该具有较小道间距的光学记录介质以提高存储密度。经常，例如在蓝光光盘(BluRay disk)的情况下，岸3的宽度小于沟2的宽度。因此，该方案非常有效地利用可用表面。
图2示出根据本发明的光学拾取器。激光二极管10发出光束，该光束被准直器12准直并通过分束器13，之后通过物镜14聚焦在光学记录介质1上。物镜14安装在致动器(未示出)上，使得可调整物镜14相对于光学记录介质1上数据道的位置。光学记录介质1由电机15驱动。被光学记录介质1反射的光由物镜14准直并由分束器13导向探测器18。聚焦透镜16用于将被反射的光聚焦在探测器18上。另外，散光镜17在光束中引入散光用于聚焦控制。该光学拾取器大致相应于例如DVD或蓝光光盘所用的标准拾取器。但是，在光路中提供能产生额外光束的电控衍射光栅11。为检测这些额外的光束，探测器18使用特殊的探测器模式19。优选地，光栅11为采用例如特殊液晶结构的炫耀光栅(blazed grating)。在Opt.Exp.12，1238-1242(2004)中由Kim等给出这种电控衍射光栅11的一个例子。 
在两个数据道4被同时写入沟(和/或岸)中心的情况下，光栅具有四种不同的状态。图3中示出这些状态，其中能量由光束的直径表示。 
1.光栅在光束上没有衍射效应而仅透射入射光(图3的a)部分)。 
2.光栅将入射光束分为两个独立的光束，即，+1级光束和0级光束。通常+1级光束具有总能量的大约90％，0级光束具有总能量的大约10％。-1级光束的能量大致为0％(图3的b)部分)。 
3.类似于情况2，只是现在-1级光束而不是+1级光束接收总能量的大约90％(图3的c)部分)。 
4.-1级光束和+1级光束具有总能量的大约45％的相等的能量，0级光束仍具有总能量的大约10％(图3的d)部分)。 
在全部四种状态中，0级光束用于推挽寻道和/或用于聚焦控制。由于只使用可用能量的10％，不出现super-RENS效应，否则该效应会恶化寻道和/或聚焦控制。第一种状态用于从单数据道每沟和/或岸的光学记录介质，例如DVD、蓝光光盘，或每沟和/或岸单数据道的具有super-RENS结构的光学记录介质读取和/或向其写入。其余状态用于从每沟和/或岸两个数据道的具有super-RENS结构的光学记录介质读取和/或向其写入，如图1所示。 
第二和第三种状态用于向两个数据道中的单个数据道写入信息。光栅在光学记录介质上产生两个光斑。高功率光束用于写信息。其次，低功率光束可得出寻道信号。第二光束的强度不足以擦除光学记录介质上的数据。第四种状态使得能同时读取super-RENS记录介质的两个相邻数据道的信息。在这种情况中可提供额外的电子设备和/或软件以减少两个数据道之间的串扰。通过使光栅11旋转，可将光束之间的距离调整为super-RENS数据道与沟/岸中心之间的实际距离。用于旋转光栅11的伺服系统可提高光学拾取器与用来自不同制造的相似光学拾取器记录的光学记录介质的兼容性，或可将该拾取器调整到适于具有不同道间距的不同类型介质。 
尽管电控衍射光栅11被描述为用于具有采用对称于沟(和/或岸)中心的两个数据道4的super-RENS结构的光学记录介质，该衍射光栅可容易地修改为其它偶数或奇数的数据道。光栅11足以为每个数据道产生用于读和/或写的光束。这可由使用更高的衍射级，例如±2或±3而容易地实现。在不同的被衍射光束之间的能量分布可被控制，使得允许同时读取一沟/岸的所有数据道或一沟/岸的所有数据道的任意组合。同样，取决于光束的可用能量，可通过为不同的被衍射光束提供各自的强度调制器而实现两个或更多数据道的同时写入。 

Claims (6)

1.一种用于具有布置在光学记录介质的单个沟或岸中的两个或更多数据道(4)的光学记录介质(1)的光学拾取器，具有发出用于从光学记录介质(1)读取和/或向其写入的光束的光源(10)，以及电控衍射光栅(11)，所述光栅可至少从第一状态切换到第二状态，在所述第一状态中，该光栅没有衍射效应，而在所述第二状态中，该光栅从由所述光源(10)发出的所述光束中产生0级光束和一个或更多被衍射光束，其特征在于：所产生的一个或更多被衍射光束是用于处理所述两个或更多数据道(4)中至少一个的读取或写入光束，并且，在所述第二状态中，0级光束具有比用作读取或写入光束的所述被衍射光束少的能量，并且不用于对所述两个或更多数据道(4)中的任何一个读取或写入，而是只被用于寻道和/或聚焦控制的控制光束，所述寻道基于所述单个沟或岸。
2.根据权利要求1所述的光学拾取器，其中在第二状态或第三状态中，所述光栅(11)产生在选定的衍射级中具有由所述光源(10)发出的所述光束的大部分能量的被衍射光束，以及具有由所述光源(10)发出的所述光束的剩余部分能量的0级光束。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的光学拾取器，其中在第四状态中，所述光栅(11)在两个或更多被衍射光束中大致均匀地分配由所述光源(10)发出的所述光束的大部分能量。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的光学拾取器，其中所述电控衍射光栅(11)可旋转，以将所产生的光束之间的距离调整为所述数据道(4)与所述沟/岸中心之间的实际距离。
5.用于从在一沟和/或岸内具有两个或更多数据道的超分辨率近场结构的光学记录介质(1)中读取和/或向其写入的装置，其特征在于：其包括根据权利要求1所述的光学拾取器。
6.一种从具有布置在单个沟或岸中的两个或更多数据道(4)的光学记录介质(1)读取和/或向其写入的方法，具有如下步骤：
-发出用于从光学记录介质(1)读取和/或向其写入的光束；
-使电控衍射光栅(11)从第一状态切换到第二状态，在所述第一状态中，该光栅没有衍射效应，而在所述第二状态中，该光栅从由所述光源(10)发出的所述光束中产生0级光束和一个或更多被衍射光束，所述0级光束具有比所述一个或更多被衍射光束少的能量；
-用所述一个或更多被衍射光束读取和/或向其写入布置在单个沟或岸中的所述两个或更多数据道(4)中的至少一个；和
-利用0级光束，仅执行寻道和/或聚焦控制，所述寻道基于所述单个沟或岸，而不利用所述0级光束处理布置在单个沟或岸中的所述两个或更多数据道(4)中的任何一个。
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