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

专利名称：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縮盘(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 求和活动图片压縮技术的发展，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) ， g卩，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(evanescent wave)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lOOnm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。


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

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IO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。
具体实施例方式
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IO，可以采用具有优良定向性的激光。特别地，光源IO 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，A/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入/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 约入/4。这里，入/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禾BPDD。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O (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IO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IO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lla所示形式的截面，当该位置靠近记录层时，具 有如图llc所示形式的截面，并且当该位置位于记录层上时具有如图 llb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kl是通过试验确定的比例常数。
FE-kl[ (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^(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-O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 —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 —起检査跟踪误差信号TE来确定是否含有偏移。例如， 在该实施例中，可以进一步包括检査跟踪误差信号TE或者射频信号 RF在使用焦点误差信号FE探测到的FE-O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。
权利要求
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l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. —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. —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。
全文摘要
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。
文档编号G11B7/135GK101421783SQ200780012976
公开日2009年4月29日 申请日期2007年3月13日 优先权日2006年4月11日
发明者徐丁教, 申允燮 申请人:Lg电子株式会社