專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)掃描設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描設(shè)備，其利用輻射的倏逝波耦合來(lái)掃描 記錄載體。
背景技術(shù)：
在一種特定類(lèi)型的高密度光學(xué)掃描設(shè)備中，使用固體浸沒(méi)透鏡
(SIL)把輻射光束聚焦到記錄載體的信息層上的掃描點(diǎn)。在所述SIL 的出射面與所述記錄載體的外表面之間期望有特定的距離(例如 25nm ),以便允許把來(lái)自所述SIL的輻射光束倏逝波耦合(evanescent coupling)到所述記錄載體。所述倏逝波耦合也可以被稱(chēng)作受抑全內(nèi)反 射(FTIR)。這種系統(tǒng)被稱(chēng)作近場(chǎng)系統(tǒng)，其名稱(chēng)是從由所述SIL的出 射面處的倏逝波所形成的近場(chǎng)而得來(lái)的。所述光學(xué)掃描設(shè)備可以使用 藍(lán)色半導(dǎo)體激光器作為輻射源，其發(fā)射具有近似405nm的波長(zhǎng)的輻射 光束。
在掃描所述記錄載體的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保持所述SIL的出射面與所 述記錄載體的外表面之間的所述倏逝波耦合。該倏逝波耦合的效率可 能會(huì)隨著所述出射面與所述外表面之間的間隙的距離改變而發(fā)生變 化。隨著比所期望的間隙距離更大，所述耦合效率往往會(huì)降低，從而 所述掃描點(diǎn)的質(zhì)量也將會(huì)降低。如果所述掃描功能涉及到從所述記錄 載體讀取數(shù)據(jù)，則上述效率降低例如將會(huì)導(dǎo)致所讀取的數(shù)據(jù)質(zhì)量的降 低，其中可能會(huì)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)中引入錯(cuò)誤。
在比如緊致盤(pán)(CD)、數(shù)字通用盤(pán)(DVD)或藍(lán)光盤(pán)(BD)之類(lèi) 的遠(yuǎn)場(chǎng)(非近場(chǎng))系統(tǒng)中，已經(jīng)知道所迷記錄載體關(guān)于物鏡系統(tǒng)的光 軸的傾斜失準(zhǔn)可能會(huì)在對(duì)所述信息層進(jìn)行寫(xiě)入或者從所述信息層進(jìn)行 讀取的過(guò)程中對(duì)所述掃描點(diǎn)的質(zhì)量造成不利影響。
傾斜失準(zhǔn)的改變可以歸因于所述記錄栽體的平面性的不平坦。這 可能是由于所述盤(pán)的巻曲而導(dǎo)致的，其中所述盤(pán)巻曲可能是由于環(huán)境 因素(比如長(zhǎng)時(shí)間高溫)或者由于所迷記錄載體的低質(zhì)量制造工藝而 造成的。替換地或附加地，傾斜失準(zhǔn)也可能是由于在所述掃描設(shè)備內(nèi)對(duì)所述記錄載體的不良鉗夾而導(dǎo)致的。
對(duì)于不是近場(chǎng)類(lèi)型的光學(xué)掃描設(shè)備來(lái)說(shuō)，已經(jīng)知道有允許測(cè)量及 校正記錄載體的傾斜失準(zhǔn)的系統(tǒng)。 一種傳統(tǒng)的系統(tǒng)涉及到使用傾斜檢 測(cè)器來(lái)檢測(cè)所述記錄載體的傾斜失準(zhǔn)并且基于所檢測(cè)到的傾斜失準(zhǔn)的 程度來(lái)校正所述傾斜失準(zhǔn)。 一種不同的傳統(tǒng)系統(tǒng)涉及到執(zhí)行優(yōu)化例程， 其間首先把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到所述記錄載體中并且隨后讀取所述數(shù)據(jù)。隨后 根據(jù)所述傾斜失準(zhǔn)決定所讀取的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。這樣允許在必要時(shí)校正 所述傾斜失準(zhǔn)。
由于其中所涉及到的容限非常小，因此通過(guò)使用傳統(tǒng)的傾斜檢測(cè) 器來(lái)檢測(cè)所述記錄載體的傾斜失準(zhǔn)將無(wú)法在近場(chǎng)系統(tǒng)中提供足夠的精 確度，而且還將要求所述物鏡系統(tǒng)關(guān)于所述傾斜檢測(cè)器高度對(duì)準(zhǔn)。超
出這種小容限可能會(huì)導(dǎo)致所述SIL與所述記錄載體之間的接觸，從而 可能會(huì)損壞所述SIL和/或所述記錄載體。
使用與所述已知系統(tǒng)類(lèi)似的優(yōu)化例程以用于在近場(chǎng)系統(tǒng)中測(cè)量及 估計(jì)傾斜失準(zhǔn)將是不實(shí)際的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個(gè)目的是提供一種利用倏逝波耦合精確且高效地掃描 記錄載體的光學(xué)掃描設(shè)備和方法，其允許檢測(cè)及校正所述光學(xué)掃描設(shè)
備與記錄載體之間的傾斜失準(zhǔn)，以便特別能夠在所述光學(xué)掃描設(shè)備的 正常操作期間檢測(cè)及校正所述光學(xué)掃描設(shè)備與記錄載體之間的傾斜失準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種如權(quán)利要求1所限定的用于掃描記錄載體 的光學(xué)掃描設(shè)備、 一種如權(quán)利要求16所限定的光學(xué)記錄設(shè)備以及一種 如權(quán)利要求17所限定的掃描記錄載體的方法。在從屬權(quán)利要求中提到 了本發(fā)明的有利發(fā)展。
應(yīng)當(dāng)提到的是，可以與讀出或?qū)懭氩僮鳘?dú)立地使用所述傾斜控制。 例如，還可以在所述物鏡逼近所述記錄載體的過(guò)程中執(zhí)行傾斜控制。 但是所述測(cè)量區(qū)域被定義成使得即使在讀出和/或?qū)懭氩僮髌陂g也允許 執(zhí)行所述傾斜控制。
對(duì)于使用倏逝波耦合來(lái)掃描記錄栽體的近場(chǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，與所期望 的傾斜對(duì)準(zhǔn)水平的偏差對(duì)于在掃描所述記錄載體的過(guò)程中所寫(xiě)入和/或讀取的數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度將造成有害影響。采用倏逝波耦合的近場(chǎng)系 統(tǒng)在機(jī)械容限方面具有相對(duì)較小的余量，在所述余量之外，所述倏逝 波耦合的效率將會(huì)惡化。如果與所期望的傾斜對(duì)準(zhǔn)的偏差超出所述容 限余量則可能會(huì)導(dǎo)致這種效率惡化，從而造成對(duì)所述數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度
的有害影響。此外，這種偏差將導(dǎo)致所述SIL與所述記錄載體相接觸， 從而導(dǎo)致所述系統(tǒng)的損壞和/或故障。
隨著所述傾斜失準(zhǔn)的變化，跨越所述間隙的倏逝波耦合的效率在 所述出射面上也會(huì)發(fā)生改變。因此，跨越第一出射面區(qū)域處的所述間 隙的倏逝波耦合的效率可能不同于跨越第二出射面區(qū)域處的所述間隙 的倏逝波耦合的效率。通過(guò)檢測(cè)到指示在所述出射面區(qū)域上的所述效 率改變的信息，可以產(chǎn)生傾斜誤差信號(hào)。
通過(guò)同時(shí)檢測(cè)所述傾斜失準(zhǔn)和間隙寬度，使得有可能同時(shí)校正所 述傾斜對(duì)準(zhǔn)和間隙寬度中的誤差并且對(duì)其進(jìn)行控制。這樣做提高了所 述光學(xué)掃描設(shè)備的掃描性能，并且降低了在所述物鏡系統(tǒng)與所述記錄 載體表面之間發(fā)生物理接觸的風(fēng)險(xiǎn)，其中所述物理接觸可能導(dǎo)致?lián)p壞 所述記錄載體和/或物鏡系統(tǒng)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述光學(xué)掃描設(shè)備包括傾斜失準(zhǔn)控制系統(tǒng)， 其被設(shè)置成根據(jù)所述傾斜誤差信號(hào)調(diào)節(jié)所述傾斜失準(zhǔn)。
所述傾斜誤差信號(hào)可以被用來(lái)校正所述傾斜失準(zhǔn)，從而可以實(shí)現(xiàn) 在所述物鏡單元的物鏡的總出射面積上提高倏逝波耦合的效率。因此 可以利用相對(duì)較高的質(zhì)量和精確度掃描所述記錄載體。此外，對(duì)所述 傾斜失準(zhǔn)的檢測(cè)和校正本身不會(huì)涉及到(但是可以伴隨)在所述盤(pán)上 寫(xiě)入數(shù)據(jù)。因此，傾斜失準(zhǔn)校正程序相對(duì)較快并且不一定需要使用所 述記錄載體的數(shù)據(jù)容量。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以檢測(cè)及調(diào)節(jié)關(guān)于第一傾斜軸和第二傾 斜軸的傾斜失準(zhǔn)。這是通過(guò)檢測(cè)跨越所述測(cè)量區(qū)域的不同部分處的間 隙的倏逝波耦合的效率而實(shí)現(xiàn)的。 一個(gè)輻射檢測(cè)器包括多個(gè)輔助輻射 檢測(cè)器元件，以便關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域的這些部分當(dāng)中的每一個(gè)部分測(cè) 量由所述物鏡的出射表面所反射的輔助輻射光束的強(qiáng)度。因此，對(duì)所 反射的輻射光束強(qiáng)度的測(cè)量是用以測(cè)量跨越所述間隙的倏逝波耦合的 效率的一種方式。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，由輻射源系統(tǒng)生成的輻射是可以從中生成所述輔助光束的輻射光束，并且所述設(shè)備被設(shè)置成在所述輔助輻 射光束中引入散焦，從而使得所述輔助輻射光束不被聚焦到所述記錄 載體的外表面上，從而增大了所述光束在所述物鏡的出射面處的直徑。
優(yōu)選地，在這些實(shí)施例中，所述設(shè)備被設(shè)置成在所述輔助輻射光 束中引入散焦，從而使得所述輔助輻射光束在所述出射面處的橫截面 或光束剖面覆蓋所述出射面的總面積的至少四分之一。
所述輻射光束在所述出射面處具有增大的直徑，從而使得所述輔 助輻射光束的橫截面覆蓋所述出射面的總面積的至少四分之一。該增 大的直徑例如導(dǎo)致所述第一、第二、第三和第四出射面區(qū)域的面積增 大。這樣允許檢測(cè)到關(guān)于所述出射面上的所述倏逝波耦合的效率的更 多信息量，從而允許對(duì)所述傾斜失準(zhǔn)執(zhí)行更加精確的調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在把記錄載體安裝到所述設(shè)備中之后 的啟動(dòng)程序期間執(zhí)行對(duì)所述傾斜失準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生經(jīng)過(guò)校正的傾 斜對(duì)準(zhǔn)，所述經(jīng)過(guò)校正的傾斜對(duì)準(zhǔn)在啟動(dòng)之后被保持，并且在所述記 錄載體上的不同點(diǎn)處掃描該記錄載體時(shí)被使用。
后保持所述經(jīng)過(guò)校正的傾斜對(duì)準(zhǔn)，可以精確地掃描所述記錄載體而無(wú) 需在所述啟動(dòng)程序之后掃描所述記錄載體的過(guò)程中調(diào)節(jié)傾斜失準(zhǔn)。
在本發(fā)明的 一個(gè)不同的實(shí)施例中，在把記錄載體安裝到所述設(shè)備 中之后執(zhí)行對(duì)所述傾斜失準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，其中在所述記錄載體上的不同點(diǎn) 處掃描該記錄載體時(shí)調(diào)節(jié)所述傾斜失準(zhǔn)。
通過(guò)在所述記錄載體上的不同點(diǎn)處調(diào)節(jié)所述傾斜失準(zhǔn)，有可能精 確地掃描具有可改變的表面傾斜的記錄載體，例如在所迷記錄載體是 盤(pán)的情況下沿著半徑具有可改變的表面傾斜。這種記錄載體可能被制 造成具有較差質(zhì)量水平，或者可能例如由于環(huán)境條件導(dǎo)致發(fā)生了巻曲 而質(zhì)量惡化。
有利的是，衍射元件從所述主輻射光束生成所述輔助輻射光束， 其中所述衍射元件優(yōu)選地是同心(炫耀)光柵，其在中心處被變跡
(apodized)(這意味著其在中心處是完全透明且未結(jié)構(gòu)化的)，以便 生成由所述物鏡單元聚焦在所述記錄載體的一層上的所述主輻射光 束。這種衍射元件的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了高讀/寫(xiě)性能，并且使用所述輻射 光束強(qiáng)度的一小部分(例如10%)來(lái)生成所述輔助輻射光束。有利的是，所述主輻射光束的光束剖面或橫截面與所述測(cè)量區(qū)域 分隔開(kāi)一個(gè)分隔區(qū)域。于是讀/寫(xiě)操作的可靠性很高，即使在這種操作 期間執(zhí)行傾斜校正時(shí)也是如此。因此，所述衍射元件可以被適配成使 得所述測(cè)量區(qū)域包括優(yōu)選地是圓形的區(qū)域，并且所述物鏡單元^皮適配 成使得所述主輻射光束的光束剖面優(yōu)選地是圓形并且被設(shè)置在該圓形 區(qū)域內(nèi)。
此外還有利的是，關(guān)于所述光學(xué)掃描設(shè)備的約束(特別是所述物 鏡單元的特性特征)來(lái)確定所述測(cè)量區(qū)域的邊界。例如，所述物鏡單 元的物鏡可以包括一個(gè)尖端，所述尖端具有必須被設(shè)置成與所述記錄 載體的相對(duì)前表面的平坦表面平行的平坦區(qū)域。在這種情況下，所述 測(cè)量區(qū)域的邊界被設(shè)置在包括邊緣間隔的所述物鏡的尖端的所述平坦 區(qū)域內(nèi)。
所述光學(xué)掃描設(shè)備可以包括輻射檢測(cè)器，其具有兩個(gè)檢測(cè)器元件
以便允許進(jìn)行一維傾斜校正。輻射檢測(cè)器的另一個(gè)例子是包括4個(gè)不 同的輔助輻射檢測(cè)器元件的輻射檢測(cè)器，其中的每一個(gè)所述輔助輻射 檢測(cè)器元件被提供來(lái)檢測(cè)由所述物鏡的出射面關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域的特 定部分所反射的所述輔助輻射光束的強(qiáng)度。這樣允許進(jìn)行二維傾斜校 正。取決于應(yīng)用，所述輻射檢測(cè)器還可以包括主輻射檢測(cè)器元件，其 用于檢測(cè)由所述物鏡的出射面反射的所述主輻射光束的強(qiáng)度，以便產(chǎn) 生間隙誤差信號(hào)。
通過(guò)在下面按照舉例的方式參照附圖做出的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。


通過(guò)在下面參照附圖做出的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將 更容易理解本發(fā)明，其中用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部件，在附 圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的加載了記錄載體的光 學(xué)記錄設(shè)備；
圖2示出了記錄載體和圖1中所示的光學(xué)記錄設(shè)備的光學(xué)掃描設(shè) 備的物鏡單元；
圖3示出了圖1中所示的光學(xué)記錄設(shè)備的光學(xué)掃描設(shè)備的輻射檢測(cè)器；
圖4示出了測(cè)量區(qū)域的一種設(shè)置，其用來(lái)關(guān)于圖1中所示的光學(xué) 記錄設(shè)備的光學(xué)掃描設(shè)備的物鏡單元的物鏡的出射面進(jìn)行傾斜控制； 以及
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)記錄設(shè)備的光 學(xué)掃描設(shè)備的輻射檢測(cè)器設(shè)置。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于掃描記錄載體2 的光學(xué)記錄設(shè)備l的示意圖。所述光學(xué)記錄設(shè)備l包括光學(xué)掃描設(shè)備3 和用于旋轉(zhuǎn)所述記錄載體2的安裝元件4 (特別是旋轉(zhuǎn)軸4)。所述光 學(xué)記錄設(shè)備1和所述光學(xué)掃描設(shè)備3被特別與固體浸沒(méi)透鏡相組合地 使用，以用于高密度光學(xué)掃描應(yīng)用。但是所述光學(xué)記錄設(shè)備1和所述 光學(xué)掃描設(shè)備3還可以被用在其他應(yīng)用中以及與其他光學(xué)或非光學(xué)讀/ 寫(xiě)程序相組合地使用。
所述光學(xué)掃描設(shè)備包括輻射源系統(tǒng)5，其被設(shè)置成生成輻射光束6。 在該實(shí)施例中，所述輻射源系統(tǒng)5是激光器5，并且所述輻射光束6是 具有預(yù)定波長(zhǎng)入(例如近似405nm)的激光束6。在所述光學(xué)掃描設(shè)備 的啟動(dòng)程序和記錄載體掃描程序期間，沿著所述光學(xué)掃描設(shè)備3的光 軸OA (圖2)行進(jìn)的所述輻射光束6由準(zhǔn)直器透鏡7準(zhǔn)直，并且其橫 截面強(qiáng)度分布由光束整形器8整形。所述輻射光束6隨后穿過(guò)非偏振 分束器9，隨后穿過(guò)偏振分束器IO，并且隨后穿過(guò)A/4波片12和衍射 元件14。所述衍射元件14包括透明且未結(jié)構(gòu)化的中心15，以用于生 成由物鏡單元20聚焦在所述記錄載體2的一層上的主輻射光束。此外， 所述衍射元件14包括同心光柵16，以用于生成輔助輻射光束21(圖2 )。 因此，除了所述主輻射光束6之外，所述物鏡單元20在散焦模式下朝 向所述記錄載體2透射所述輔助輻射光束21，其中所述主輻射光束6 將入射在所述記錄載體2上以用于讀出和/或?qū)懭氩僮?。?yīng)當(dāng)注意到， 所述主輻射光束可以被聚焦在所述記錄載體2的特定層上，并且在所 述記錄載體2包括兩層或更多層的情況下，所述物鏡單元20還可以在 所述記錄載體2的不同層之間切換所述聚焦。所述光學(xué)掃描設(shè)備的物 鏡單元20包括物鏡17，其把聚焦波前引入到主輻射光束3中。所述物鏡系統(tǒng)20還包括物鏡18 (特別是固體浸沒(méi)透鏡(SIL) 18)，其通過(guò) 支撐框架19固定到所述物鏡17。所述支撐框架19確保所述物鏡17與 所述SIL18的對(duì)準(zhǔn)和分隔距離得到保持。所述物鏡系統(tǒng)具有出射面22, 該出射面22是平面的并且是所述SIL18的尖端23的出射面22。
將由所述光學(xué)掃描設(shè)備3掃描的所述記錄載體2被設(shè)置在該光學(xué) 掃描設(shè)備3的所述安裝元件4上。該安裝元件4包括鉗夾設(shè)置(未示 出)，其確保在掃描期間把所述記錄載體2嚴(yán)格且正確地固定在該安 裝元件4上的適當(dāng)位置處。在所述記錄載體2被嚴(yán)格地固定在適當(dāng)位 置處的情況下，所述安裝元件4在該實(shí)施例中提供該記錄栽體2的旋 轉(zhuǎn)關(guān)于被用來(lái)掃描該記錄載體2的數(shù)據(jù)軌道的輻射掃描點(diǎn)的平移。在 該實(shí)施例中，在垂直于所迷光軸OA的方向上旋轉(zhuǎn)所述軌道。所述記 錄載體2具有面向所述SIL 18的出射面22的外表面24。在該實(shí)施例 中，所述記錄載體2由硅形成，并且所述外表面24是該記錄載體2的 信息層的表面，其中所述輻射光束通過(guò)該表面進(jìn)入該記錄載體2。
所述光學(xué)掃描設(shè)備3具有光軸(未示出)，并且所述物鏡單元20 被設(shè)置在所述激光器5與所述記錄載體2之間的所述光軸上。所述物 鏡單元20提供跨越所述SIL 18的出射面22與所述記錄載體2的外表 面24之間的間隙的所述輻射光束3的倏逝波耦合。在所述SIL 18的出 射面22與所述記錄載體2的外表面24之間可能會(huì)有傾斜失準(zhǔn)。
例如在記錄載體2上所能記錄的最大信息密度與被聚焦到所述信 息層上的掃描位置處的輻射點(diǎn)的尺寸成反比例。最小輻射點(diǎn)尺寸是由 兩個(gè)光學(xué)參數(shù)的比值決定的即所述輻射的波長(zhǎng)A和所述物鏡的數(shù)值 孔徑(NA)。物鏡18 (比如SIL)的NA^L定義為NA=n sin( e )，其 中n是所述輻射光束被聚焦在其中的介質(zhì)的折射率，9是在該介質(zhì)中 的聚焦輻射錐的半角。可以明顯看出，在空氣中聚焦或者通過(guò)諸如平 面記錄載體之類(lèi)的平行平面板中的空氣聚焦的物鏡的NA的上限是1。 如果所述輻射光束6在高折射率介質(zhì)中被聚焦并且在沒(méi)有于透鏡與對(duì) 象2之間的介質(zhì)空氣-介質(zhì)界面之間發(fā)生折射的情況下行進(jìn)到所述對(duì) 象，則所述透鏡的NA可能會(huì)超出1。這例如可以通過(guò)在半球狀SIL18 的出射面22的中心處進(jìn)行聚焦而實(shí)現(xiàn)，其中所述SIL18緊鄰所述對(duì)象 2。在這種情況下，所述有效NA是NAef尸nNAo，其中n是所述半J泉狀 透鏡18的折射率，NA。是在所述聚焦透鏡的空氣中的NA。進(jìn)一步增大所述NA的一種可能性是使用超半球狀的SIL 18，其中所述超半球 狀的SIL 18把所述輻射光束6朝向所述光軸折射，并且在所述超半球 的中心以下對(duì)其聚焦。在后一種情況下，所述有效NA是NAeff= n2 NA0。 很重要的是應(yīng)當(dāng)注意到，大于l的有效NAeff僅僅存在于與所述SIL18 的所述出射表面22的極短距離內(nèi)(也被稱(chēng)作近場(chǎng))，其中在該距離內(nèi) 存在倏逝波。在該實(shí)施例中，所述出射表面22是在所述輻射撞擊在所 述對(duì)象2上之前的所述物鏡單元20的最后一個(gè)折射表面。所述短距離 通常小于所述輻射光束6的波長(zhǎng)入的十分之一。
當(dāng)所述對(duì)象2是光學(xué)記錄載體2并且該光學(xué)記錄載體2的外表面 24被設(shè)置在上述短距離之內(nèi)時(shí)，輻射通過(guò)倏逝波耦合從所述SIL 18傳 送到所述記錄載體2。這意味著在對(duì)記錄載體2進(jìn)行寫(xiě)入或讀出期間， 所述SIL 18與記錄載體2之間的距離(也凈皮稱(chēng)作間隙尺寸)優(yōu)選地小 于幾十納米，例如對(duì)于使用藍(lán)色激光器輻射源來(lái)生成波長(zhǎng)等于近似 405nm的輻射光束6并且其物鏡系統(tǒng)的NA為1.9的設(shè)備1來(lái)說(shuō)是大約 25nm。
所述光學(xué)掃描設(shè)備3具有第一檢測(cè)路徑和第二檢測(cè)路徑，所述第 一檢測(cè)路徑和第二檢測(cè)路徑都纟皮設(shè)置在所述輻射光束6的由所述記錄 載體2反射之后的路徑中。
此外，所述光學(xué)掃描設(shè)備3具有前向感測(cè)檢測(cè)路徑，其包括聚光 透鏡25和前向感測(cè)檢測(cè)器26。
所述光學(xué)掃描設(shè)備3的第一檢測(cè)路徑從所述偏振分束器IO分支并 且包括分束器27。反射自所述記錄載體2的輔射光束的一部分從所述 分束器27穿過(guò)聚光透鏡28到達(dá)射頻數(shù)據(jù)檢測(cè)器29上。所反射的所述 輻射光束6的另一部分穿過(guò)另一個(gè)聚光透鏡30到達(dá)尋軌檢測(cè)器31上， 該尋軌檢測(cè)器31與控制單元32連接以便關(guān)于所述記錄載體2的特定 軌道實(shí)現(xiàn)用于所述輻射光束6在該記錄載體2上的輻射點(diǎn)的尋軌的推、 拉操作。因此，所述控制單元32與所述支撐框架19連接。
所述第二檢測(cè)路徑從所述非偏振分束器9分支。在所述光學(xué)掃描 設(shè)備3的該第二檢測(cè)路徑中設(shè)置有聚光透鏡33和輻射檢測(cè)器34,其中 所述聚光透鏡33被適配成把所述輔助輻射光束的至少一部分反射到所 述輻射檢測(cè)器34上。該輻射檢測(cè)器34與信號(hào)處理電路43連接，該信 號(hào)處理電路43被設(shè)置成關(guān)于所述物鏡18的出射表面22與所述記錄載體的外表面24之間的傾斜失準(zhǔn)產(chǎn)生傾斜誤差信號(hào)。因此，所述信號(hào)處 理電路43可以是所述輻射檢測(cè)器34的一部分。所述傾斜誤差信號(hào)是
面22上的強(qiáng)度分布信息而產(chǎn)生的。該強(qiáng)度分布指示在所述出射表面22 上的所述倏逝波耦合的效率變化，正如下面參照?qǐng)D2進(jìn)一步描述的那樣。
所述信號(hào)處理電路43與所述控制單元32連接，并且把所述傾斜 誤差信號(hào)發(fā)送到該控制單元32。該控制單元32在接收自所述輻射檢測(cè) 器34的所述傾斜誤差信號(hào)的基礎(chǔ)上提供傾斜失準(zhǔn)校正程序。因此，所 述控制電源32控制所述支撐框架19的用來(lái)傾斜所述物鏡單元20的各 致動(dòng)器元件以及/或者用來(lái)傾斜所述安裝元件4 (從而傾斜所述記錄栽 體2)的各致動(dòng)器元件。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)記錄設(shè)備1的物 鏡單元。為了允許讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)，必須控制所述物鏡18的出射表面22 與所述記錄載體2的外表面24之間的間隙的距離。
為了允許控制所述間隙的距離，需要有適當(dāng)?shù)恼`差信號(hào)。如Sony 所詳述并且如在這里所參考的那樣(T. Ishimoto等人，Proceedings of Optical Data Storage 2001 in Santa Fe )，從其偏振態(tài)垂直于凈皮聚焦在 所述記錄載體上的輔射光束的偏振態(tài)的反射輻射中獲得良好的間隙信 號(hào)(GS)。在所述出射面和所述外表面處反射之后，所述輻射光束的 很大一部分輻射變?yōu)闄E圓偏振。這在通過(guò)偏振器觀測(cè)所述反射輻射時(shí) 就產(chǎn)生了公知的Maltese十字。所述GS是通過(guò)利用各偏振光學(xué)器件和 單一光電檢測(cè)器對(duì)該Maltese十字的所有光進(jìn)行積分而生成的。該GS 是從還被聚焦在所述輻射檢測(cè)器34上的所述檢測(cè)輻射光束的低頻部分 (例如DC到近似30kHz)導(dǎo)出的。
應(yīng)當(dāng)注意到，對(duì)于所述主光束的圓偏振來(lái)說(shuō)，所反射的光也變?yōu)?橢圓，但是所述Maltese十字由于在光學(xué)頻率下的旋轉(zhuǎn)而不可見(jiàn)。
在例如數(shù)據(jù)記錄的掃描功能中，由所述激光器5發(fā)射非常短的高 功率激光脈沖。這些脈沖動(dòng)態(tài)地改變所述(平均)激光功率，從而導(dǎo) 致對(duì)應(yīng)于所述出射表面22與所述外表面24之間的所述間隙的尺寸的 所述GS的相應(yīng)改變，并且由于間隙伺服系統(tǒng)的存在還導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于所述 光學(xué)掃描設(shè)備的所述間隙的相應(yīng)改變。例如，如果所述激光功率突然提高，所述GS也將增大。但是所述間隙伺服系統(tǒng)將減小所述空氣間隙 尺寸，以便再次達(dá)到所期望的間隙尺寸。在所述激光功率例如由于溫 度漂移而改變時(shí)，在數(shù)據(jù)讀取期間發(fā)生類(lèi)似地效應(yīng)。這種GS標(biāo)準(zhǔn)化使 用所述前向感測(cè)檢測(cè)器26。
所述推-拉檢測(cè)器31從檢測(cè)輻射光束中檢測(cè)到所述輻射光束點(diǎn)在 所述記錄載體2的信息層的某條軌道上的徑向?qū)ぼ壵`差。所述推-拉 檢測(cè)器31檢測(cè)與被聚焦在所述記錄栽體2上的輻射光束的偏振方向平 行地偏振的輻射。
參照?qǐng)D3，其中示出了分別具有第一、第二、第三和第四檢測(cè)象限 區(qū)域A、 B、 C、 D的輻射檢測(cè)器34。在傾斜失準(zhǔn)檢測(cè)程序期間，所述 檢測(cè)輔助輻射光束點(diǎn)40落在所述輻射檢測(cè)器34上。所述檢測(cè)輻射光 束點(diǎn)40具有預(yù)定散焦水平，正如下面所解釋的那樣。
所述傾斜失準(zhǔn)包括關(guān)于與所述光軸OA (如圖2中所示)垂直的第 一傾斜軸41的傾斜失準(zhǔn)。所述傾斜失準(zhǔn)還包括關(guān)于與所述光軸OA和 所述第一傾斜軸41基本上垂直的第二傾斜軸42的傾斜失準(zhǔn)。
作為象限檢測(cè)器34的所述輻射檢測(cè)器34包括由第二與第四檢測(cè) 象限區(qū)域B、 D構(gòu)成的第一檢測(cè)區(qū)域、由第一與第三象限區(qū)域A、 C構(gòu) 成的第二檢測(cè)區(qū)域、由第一與第二象限區(qū)域A、 B構(gòu)成的第三檢測(cè)區(qū)域 以及由第三與第四象限區(qū)域C、 D構(gòu)成的第四檢測(cè)區(qū)域。參照?qǐng)D4，所 述出射表面22 (其在圖4中示出，并且是在沿著從所述記錄載體22到 所述物鏡單元20的所述光軸OA的方向上看去的)包括第一出射表面 區(qū)域E和第二出射表面區(qū)域F，這兩個(gè)出射表面區(qū)域被相互移位到所 述第一傾斜軸41的相對(duì)側(cè)。所述出射表面22還包括第三出射表面區(qū) 域G和笫四出射表面區(qū)域H,這兩個(gè)出射表面區(qū)域被相互移位到所述 第二傾斜軸42的相對(duì)側(cè)。
在所述傾斜失準(zhǔn)檢測(cè)程序期間，所述第一、第二、第三和第四檢 測(cè)區(qū)域A、 B、 C、 D被分別設(shè)置成在所述檢測(cè)輻射光束點(diǎn)40中檢測(cè)指 示在所述出射表面22與所述外表面24之間的所述倏逝波耦合的效率 的信息。連接到所述輻射檢測(cè)器34的信號(hào)處理電路43被設(shè)置成產(chǎn)生 第一檢測(cè)器信號(hào)a ,,其表示在所述第一出射面區(qū)域E上的所述倏逝波 耦合的效率。類(lèi)似地，所述信號(hào)處理電路43被設(shè)置成執(zhí)行以下操作 產(chǎn)生第二檢測(cè)器信號(hào)ci2，其表示在所述第二出射面區(qū)域F上的所述倏逝波耦合的效率；產(chǎn)生第三檢測(cè)器信號(hào)Pn其表示在所述第三出射面 區(qū)域G上的所述倏逝波耦合的效率；以及產(chǎn)生第四檢測(cè)器信號(hào)P2，其 表示在所述第四出射面區(qū)域H上的所述倏逝波耦合的效率。
所述第一檢測(cè)器信號(hào)a 7是由所述第二象限區(qū)域產(chǎn)生的第二象限 區(qū)域信號(hào)與由所述第四象限區(qū)域產(chǎn)生的第四象限區(qū)域信號(hào)的和。所述 第二檢測(cè)器信號(hào)a 2是由所述第一象限區(qū)域產(chǎn)生的第一象限區(qū)域信號(hào) 與由所迷第三象限區(qū)域產(chǎn)生的第三象限區(qū)域信號(hào)的和。所述第三檢測(cè) 器信號(hào)7是由所述笫一象限區(qū)域產(chǎn)生的第一象限區(qū)域信號(hào)與由所述 第二象限區(qū)域產(chǎn)生的第二象限區(qū)域信號(hào)的和。所述第四檢測(cè)器信號(hào)32 是由所述第三象限區(qū)域產(chǎn)生的第三象限區(qū)域信號(hào)與由所述第四象限區(qū) 域產(chǎn)生的第四象限區(qū)域信號(hào)的和。
對(duì)于每一個(gè)檢測(cè)區(qū)域，在某一出射面區(qū)域(例如所述第一出射面 區(qū)域E)上的所述倏逝波耦合的效率是通過(guò)檢測(cè)落在相應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域 (例如所述第一檢測(cè)區(qū)域)上的所述檢測(cè)輻射光束點(diǎn)40的輻射強(qiáng)度而 被檢測(cè)的。落在所述檢測(cè)區(qū)域上的相對(duì)較高的輻射強(qiáng)度指示相應(yīng)的出 射面區(qū)域上的相對(duì)較低的倏逝波耦合效率。相反，落在所述檢測(cè)區(qū)域 上的相對(duì)較低的輻射強(qiáng)度指示相應(yīng)的出射面區(qū)域上的相對(duì)較高的倏逝 波耦合效率。
所述信號(hào)處理電路43被設(shè)置成根據(jù)等式1和2的關(guān)系式產(chǎn)生第一 傾斜誤差信號(hào)a :
此外，所述信號(hào)處理電路43被設(shè)置成根據(jù)等式3和4的關(guān)系式產(chǎn) 生第二傾斜誤差信號(hào)P :闊_
所述控制單元32被設(shè)置成根據(jù)所述第一傾斜誤差信號(hào)a改變關(guān)于 所述第一傾斜軸41的傾斜失準(zhǔn)，以及根據(jù)所述第二傾斜誤差信號(hào)e改 變關(guān)于所述笫二傾斜軸42的傾斜失準(zhǔn)。
如圖3所示，當(dāng)所述檢測(cè)輻射光束點(diǎn)40的橫截面具有表征所期望 的傾斜失準(zhǔn)的均勻輻射強(qiáng)度時(shí)，所述第一、第二、第三和第四檢測(cè)器 信號(hào)ci" a 2、 e7、 32將近似相等，因此所述第一和第二傾斜誤差信 號(hào)a和0將使得所述控制單元68不需要改變所述傾斜失準(zhǔn)。
在圖2中示出的該實(shí)施例中，所述物鏡單元20的SIL18是圓錐超 半球形狀，其具有面向所迷外表面24的出射表面22。所迷出射表面 22的直徑是近似40jLim，所述SIL的NA是1.9。在圖2中示出了所期 望的傾斜對(duì)準(zhǔn)，其中所述出射表面22與所述外表面24基本上平行， 并且所述出射表面22與所述外表面24都基本上垂直于所述光軸OA。
圖2示出了具有所期望的傾斜對(duì)準(zhǔn)的所述物鏡單元20和記錄載體 22，從而在所述光學(xué)掃描設(shè)備的掃描功能(例如數(shù)據(jù)寫(xiě)入程序)期間， 掃描主輻射光束被聚焦到所述記錄載體22的信息層24上的輻射點(diǎn)44。 這是在跨越所述外表面24與所述出射表面22之間的間隙的距離小于 所述輻射光束的波長(zhǎng)A的近似十分之一時(shí)所實(shí)現(xiàn)的。這樣確保實(shí)現(xiàn)跨 越對(duì)應(yīng)于所述出射表面22的總面積的間隙的高效倏逝波耦合。在數(shù)據(jù) 寫(xiě)入的例子中，所述聚焦的輻射點(diǎn)44將允許把數(shù)據(jù)精確地寫(xiě)到所述信 息層24上。當(dāng)所期望的傾斜對(duì)準(zhǔn)不存在時(shí)，在所述記錄載體的信息層 24上的所述輻射點(diǎn)44的質(zhì)量受到影響。
圖3示出了所述檢測(cè)輔助輻射光束點(diǎn)40中的模式，其中示出了在 所述記錄載體2在方向45上關(guān)于所述第一傾斜軸41傾斜(如圖2中所 示)的情況下的非均勻強(qiáng)度分布。因此，本例示出了其中所述傾斜失 準(zhǔn)處在關(guān)于所述第一傾斜軸41的一個(gè)方向上的情況。如果所述傾斜失 準(zhǔn)處在關(guān)于所述第二傾斜軸42的一個(gè)方向上，下面的描述相應(yīng)地適用。此外，任意傾斜失準(zhǔn)(即處在兩個(gè)維度中或兩個(gè)方向上的傾斜失準(zhǔn))
可以被視為關(guān)于所述第一傾斜軸41的傾斜失準(zhǔn)與關(guān)于所述第二傾斜軸 42的傾斜失準(zhǔn)的組合。對(duì)于不合期望的傾斜失準(zhǔn)，所述出射表面22與 所述外表面24彼此不是基本上平行的，并且所述外表面24和/或所述 出射表面22不是基本上垂直于所述光軸OA的。
在所述傾斜失準(zhǔn)校正程序期間，所述光學(xué)掃描設(shè)備3被設(shè)置成在 所述輔助輻射光束21中引入散焦，從而使得所述輔助輻射光束21不 被聚焦在所述記錄載體2內(nèi)，從而增大了所述輔助輻射光束21的輻射 點(diǎn)46 (圖4)在所述出射表面22處的直徑。在所述輔助輻射光束21 中引入散焦，從而使得所述輔助輻射光束21在所述出射表面22處的 橫截面覆蓋所述出射表面22的總面積的至少四分之一，優(yōu)選地覆蓋所 述總面積的至少一半，更為優(yōu)選地近似覆蓋所述出射表面22的全部總 面積。在該實(shí)施例中，所述散焦的輻射點(diǎn)在所述出射表面22處的直徑 是至少10ym，優(yōu)選地是20Mm。
參照?qǐng)D2、 3和4，在所述傾斜失準(zhǔn)檢測(cè)程序期間，所述輔助輻射 光束21的射線(xiàn)47穿過(guò)所述物鏡單元20并且撞擊到所述記錄載體2的 外表面24上。由于所述記錄載體2在所述方向45上的傾斜，在所述 光軸OA左側(cè)的所述出射表面22與所述外表面24之間的所述間隙(從 而對(duì)應(yīng)于所述第一出射表面區(qū)域E)相對(duì)小于所述光軸OA右側(cè)的所述 間隙(其對(duì)應(yīng)于所述第二出射表面區(qū)域F)。在該實(shí)施例中，所述記錄 栽體22具有位于所述外表面24的平面內(nèi)并且從所述記錄載體2的中 心點(diǎn)向外延伸的半徑r。所述中心點(diǎn)與所述第一傾斜軸41和第二傾斜 軸4 2之間的交點(diǎn)重合。在所述第 一 出射面區(qū)域E上的所述間隙的尺寸 在從所述中心點(diǎn)沿著所述半徑r向外的方向上變得更小。在所述第二 出射面區(qū)域F上的所述間隙的尺寸在從所述中心點(diǎn)沿著所述半徑r向 外的方向上變得更大。在撞擊到所述外表面24上之后，所述射線(xiàn)47 部分地由該外表面24透射(并且隨后在所述記錄載體2內(nèi)被吸收及反 射)并且部分地被該外表面24反射。此外，所述射線(xiàn)84可能在所述 SIL18的出射表面22上被完全內(nèi)反射。
所述射線(xiàn)47的^L反射和吸收的比例取決于所述間隙的尺寸。當(dāng)所 述間隙大于所期望的尺寸時(shí)，跨越該間隙的倏逝波耦合的效率相對(duì)較 低，并且透射過(guò)該間隙到達(dá)所述外表面24的射線(xiàn)47更少。這導(dǎo)致所述射線(xiàn)47的更大一部分被所述出射表面22的內(nèi)表面內(nèi)反射。到達(dá)所 述外表面24的所述射線(xiàn)47的一部分被所述外表面24反射， 一部分被 該外表面24透射。所述射線(xiàn)可能被形成所述記錄載體2和/或所述外表 面24的材料吸收，或者可能在與所述入口層24和/或信息層的結(jié)構(gòu)特 征(比如凹坑和凸起)相互作用時(shí)由于相消干涉而凈皮吸收。
如果在所述第二出射面區(qū)域F上的所述間隙大于所期望的尺寸， 那么在所述第一出射面區(qū)域E上的所述間隙就小于所期望的尺寸。在 這種情況中，所述倏逝波耦合在所述第一出射面區(qū)域上的效率相對(duì)較 高，并且在所述第一出射面區(qū)域E上的所述射線(xiàn)47的更高比例被透射 到所述外表面24。結(jié)果，在所述第一出射面區(qū)域E上的所述射線(xiàn)47 的更高比例凈皮所述外表面24吸收以及在所述記錄載體2內(nèi)^皮吸收。因 此，更少的所述射線(xiàn)47被所述外表面24和所述出射表面22的內(nèi)表面 反射。
所述射線(xiàn)47在所述物鏡單元20的SIL 18的出射表面22上以及在 所述外表面24上的反射在由該物鏡單元20所反射的輻射中引入了指 示該物鏡單元20與所述記錄載體2之間的輻射的倏逝波耦合效率的信 息。所反射的射線(xiàn)47構(gòu)成檢測(cè)輻射光束，其沿著所述光軸OA穿過(guò)所 述偏振分束器10、非偏振分束器8并且隨后沿著經(jīng)由所述聚光透鏡33 的所述第二檢測(cè)路徑行進(jìn)到所述象限檢測(cè)器34。
圖3示出了根據(jù)關(guān)于所述第一傾斜軸41的所述一個(gè)方向上的傾斜 失準(zhǔn)而落在所述象限檢測(cè)器34上的所述檢測(cè)輔助輻射光束點(diǎn)40。在所 述第一檢測(cè)區(qū)域50上檢測(cè)到所述檢測(cè)輻射光束的相對(duì)較低的總體強(qiáng) 度，這對(duì)應(yīng)于在所述第一出射表面區(qū)域E的面積上的所述射線(xiàn)47的較 低比例被所述出射表面22的內(nèi)表面和所述外表面24所反射。在所述 第二檢測(cè)區(qū)域52上檢測(cè)到所述檢測(cè)輻射光束的相對(duì)較高的總體強(qiáng)度， 這對(duì)應(yīng)于在所述第二出射表面區(qū)域F上的所述射線(xiàn)47的相對(duì)較高比例 被所述出射表面22的內(nèi)表面和所述外表面24所反射。
通過(guò)在所述第一檢測(cè)區(qū)域50上檢測(cè)到相對(duì)較低的總體輻射強(qiáng)度， 產(chǎn)生具有相對(duì)較低的量值的第一檢測(cè)器信號(hào)a 7。通過(guò)在所述第二檢測(cè) 區(qū)域52上檢測(cè)到相對(duì)較高的總體輻射強(qiáng)度，產(chǎn)生具有相對(duì)較高的量值 的第二檢測(cè)器信號(hào)a 2。所述信號(hào)處理電路43根據(jù)等式1和2產(chǎn)生所迷 第一傾斜誤差信號(hào)a 。所述控制單元32接收該笫一傾斜誤差信號(hào)ct并且控制所述致動(dòng)器在如圖2中所示的傾斜失準(zhǔn)校正方向54上改變所述 物鏡單元20的傾斜，以便如前所述地獲得所期望的傾斜失準(zhǔn)，其中在 所期望的傾斜失準(zhǔn)下，所述出射表面22與所述外表面24基本上彼此 平行。在所述物鏡單元20的傾斜的變化過(guò)程中，所述第一和第二檢測(cè) 器信號(hào)a 7、 a 2的量值隨著由所述第一檢測(cè)器區(qū)域50和第二檢測(cè)器區(qū) 域52所檢測(cè)到的輻射強(qiáng)度的改變而改變。結(jié)果，所述笫一傾斜誤差信 號(hào)d發(fā)生改變，并且所述控制單元32監(jiān)控該變化。 一旦所述監(jiān)控單元 32識(shí)別出所述第一傾斜誤差信號(hào)a至少與表征所期望的傾斜失準(zhǔn)的第 一傾斜誤差信號(hào)a近似相等之后，所述控制單元32停止所述致動(dòng)器對(duì) 所述物鏡單元20的傾斜的改變。此時(shí)，關(guān)于所述第一傾斜軸41的傾 斜失準(zhǔn)得到了校正。
所述控制單元32接收所述第一傾斜誤差信號(hào)a并且控制所述致動(dòng) 器在如圖2中所示的傾斜失準(zhǔn)校正方向54上改變所述物鏡單元20的 傾斜，從而獲得所期望的傾斜失準(zhǔn)。如上所述，這涉及到由所述控制 單元32識(shí)別出所述第一傾斜誤差信號(hào)a何時(shí)與表征所期望的傾斜失準(zhǔn) 的第一傾斜誤差信號(hào)a相同，并且在此時(shí)停止所述致動(dòng)器對(duì)所述物鏡 單元20的傾斜的改變。
除了檢測(cè)及校正關(guān)于所述第一軸41的傾斜失準(zhǔn)之外，所述傾斜失 準(zhǔn)校正程序還包括檢測(cè)及校正關(guān)于所述第二傾斜軸42的傾斜失準(zhǔn)，其 方式類(lèi)似于如前所述的那樣檢測(cè)及校正關(guān)于所述第一傾斜軸41的傾斜 失準(zhǔn)。
所述信號(hào)處理電路43根據(jù)等式3和4產(chǎn)生所述第二傾斜誤差信號(hào) e,其取決于所述第三和第四檢測(cè)器信號(hào)e,和32的量值。所述第三 和第四檢測(cè)器信號(hào)e;和32的量值分別取決于落在所述第三和第四檢 測(cè)區(qū)域上的所述檢測(cè)輻射光束的所反射的射線(xiàn)的輻射強(qiáng)度。如前所述， 落在所述檢測(cè)區(qū)域上的輻射強(qiáng)度取決于跨越所述間隙的倏逝波耦合的 效率。所述致動(dòng)器在關(guān)于所述第二傾斜軸42的傾斜失準(zhǔn)校正方向上改 變所述物鏡單元20的傾斜，直到所述第二傾斜誤差信號(hào)P與表征所期 望的傾斜失準(zhǔn)的第二傾斜誤差信號(hào)e相同為止。
遵循所述傾斜失準(zhǔn)校正程序，所述光學(xué)掃描設(shè)備3執(zhí)行掃描功能， 例如向所述記錄載體2寫(xiě)入數(shù)據(jù)或者從所述記錄載體2讀取數(shù)據(jù)。
在利用圖1-4所示出的本發(fā)明的所述實(shí)施例中，調(diào)節(jié)所述物鏡系
19統(tǒng)的傾斜以便獲得所期望的傾斜對(duì)準(zhǔn)。所述物鏡系統(tǒng)關(guān)于所述光軸OA 的最大傾斜變化范圍是近似0.07度到0.28度，其中如果所述物鏡系統(tǒng) 具有處在該范圍內(nèi)的傾斜，則所述間隙尺寸近似地是所述輻射光束的 波長(zhǎng)A的十分之一。在該范圍內(nèi)的傾斜角比所述物鏡系統(tǒng)關(guān)于所迷光 軸OA的最大可能傾斜角低近似0.5度。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中， 替換地通過(guò)調(diào)節(jié)所述記錄載體的傾斜來(lái)改變所述傾斜。這是通過(guò)根據(jù) 所述第一和第二傾斜誤差信號(hào)改變固定所述記錄載體的安裝元件的傾 斜而實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，所述致動(dòng)器被設(shè)置成按照上述方式改變 所述記錄載體的傾斜。還設(shè)想到通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)所述物鏡系統(tǒng)的傾斜和 所述記錄載體的傾斜來(lái)校正所述傾斜失準(zhǔn)。
在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，在所述光學(xué)掃描設(shè)備的啟動(dòng)程序期間 (例如在從所述光學(xué)記錄載體實(shí)際掃描數(shù)據(jù)之前)執(zhí)行初始傾斜失準(zhǔn)校 正程序。 一旦校正了所述傾斜失準(zhǔn)之后，即一旦所述出射表面22和所 述外表面24具有所期望的傾斜對(duì)準(zhǔn)水平之后，就在所述啟動(dòng)程序之后 的所述掃描功能期間使用所述經(jīng)過(guò)校正的傾斜對(duì)準(zhǔn)以及啟用進(jìn)一步的 傾斜控制。
圖4示出了圓形出射表面22。對(duì)應(yīng)于所述輔助輻射光束21的測(cè)量 區(qū)域由所述衍射元件14的特定設(shè)置決定。所述衍射元件14包括所述 透明且未結(jié)構(gòu)化的中心15，從而所述測(cè)量區(qū)域60包括定義該測(cè)量區(qū)域 60內(nèi)的圓形區(qū)域62的內(nèi)邊界61。所述主輻射光束6的輻射點(diǎn)44為圓 形，其中該輻射點(diǎn)44的剖面或橫截面被設(shè)置在所述內(nèi)邊界61內(nèi)部， 因此^皮設(shè)置在所述測(cè)量區(qū)域60的所述圓形區(qū)域62中，其中所述主輻 射光束66的光束剖面(如圖4中的輻射點(diǎn)44所示)與所述測(cè)量區(qū)域 60分隔開(kāi)一個(gè)分隔區(qū)域63,以避免所述輔助輻射光束21對(duì)讀出或?qū)?入操作的影響。
此外，所述測(cè)量區(qū)域60的外邊界被設(shè)置在所述物鏡18的尖端的 平坦區(qū)域內(nèi)(也就是說(shuō)被設(shè)置在該物鏡18的所述出射表面22內(nèi))， 其中包括邊緣間隔。在圖4中，所述邊緣間隔是由優(yōu)選地較小的邊緣 間隔環(huán)65提供的。優(yōu)選地，所述外邊界64盡可能靠近所述物鏡18的 出射表面22,但是仍然處在所述平坦出射表面22以?xún)?nèi)，其中通過(guò)所述 邊緣間隔環(huán)65而考慮到制造容限。
優(yōu)選地，把所反射的輻射的相同偏振態(tài)用于傾斜檢測(cè)和間隙誤差信號(hào)生成，這是因?yàn)樗龇瓷漭椛涞倪@一部分對(duì)所述記錄栽體2上的 數(shù)據(jù)模式不敏感。因此，如圖5中所示，所述輻射檢測(cè)器34可以被設(shè) 置成提供對(duì)所述輻射點(diǎn)46的強(qiáng)度分布以及對(duì)應(yīng)于所述間隙誤差信號(hào)生 成的反射輻射強(qiáng)度的檢測(cè)。
在圖5中，所述輻射檢測(cè)器34包括輔助輻射檢測(cè)器元件A、 B、 C、 D和主輻射檢測(cè)器元件66以用于檢測(cè)由所述物鏡18的出射表面22所 反射的主輻射光束，從而產(chǎn)生所述間隙誤差信號(hào)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于， 僅僅需要一個(gè)輻射檢測(cè)器34來(lái)檢測(cè)所反射的輔助輻射光束21和所反 射的輻射光束6，以便產(chǎn)生所述間隙誤差信號(hào)。但是取決于應(yīng)用，可以 提供包括另一個(gè)檢測(cè)器的另一條路徑來(lái)生成所述間隙誤差信號(hào)。
此外，如圖3所示，可以在某一時(shí)間4吏用檢測(cè)器元件34來(lái)檢測(cè)所 反射的輔助輻射光束21的強(qiáng)度分布，并且可以在另一個(gè)時(shí)間使用該檢 測(cè)器元件34來(lái)檢測(cè)所反射的主輻射光束6的強(qiáng)度，以便通過(guò)組合由不 同的檢測(cè)器元件A、 B、 C、 D測(cè)量的強(qiáng)度來(lái)生成所述間隙誤差信號(hào)。
在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，所述記錄載體2具有信息層，并且所 述外表面24是該信息層的一個(gè)表面?；蛘哌€可以設(shè)想所述記錄載體2 具有信息層和覆蓋層。所述覆蓋層的一個(gè)表面是所述外表面24，而所 述信息層則被設(shè)置在所述覆蓋層的另一個(gè)表面上。在該替換實(shí)施例中， 所述光學(xué)掃描設(shè)備被適配成使得在所述掃描功能期間，通過(guò)所述覆蓋 層把所述主輻射光束聚焦到所述信息層上的一點(diǎn)。 一種這樣的適配是 沿著所述光軸改變所述SIL的厚度。
本發(fā)明的所述實(shí)施例把所述輻射檢測(cè)器設(shè)置詳細(xì)描述為包括象限 檢測(cè)器34。每一個(gè)檢測(cè)象限區(qū)域是一個(gè)光電二極管?？梢蕴鎿Q地設(shè)想 所述檢測(cè)器設(shè)置包括類(lèi)似于攝影機(jī)檢測(cè)器的檢測(cè)器，比如電荷耦合器 件(CCD)。
在本發(fā)明的詳細(xì)描述的實(shí)施例中所描述的記錄載體2由硅形成。 還可以設(shè)想所述記錄載體2具有不同的構(gòu)造并且由多層形成，其中對(duì) 于只讀類(lèi)型盤(pán)例如包括聚碳酸酯層和金屬層或者電介質(zhì)層的層疊。對(duì) 于可讀類(lèi)型盤(pán)來(lái)說(shuō)，可以設(shè)想所述多層包括聚碳酸酯層和由具有可變 相位的金屬形成的層或者磁光層或染料層。所述記錄載體可以包括多 于一個(gè)信息層，比如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多信息層。
本發(fā)明的所述實(shí)施例詳細(xì)描述了具有特定波長(zhǎng)的所述輻射光束6。可以設(shè)想所述輻射光束6具有不同的特定波長(zhǎng)，并且所述光學(xué)掃描設(shè) 備3和所述記錄載體2被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置成操作在該不同的特定波長(zhǎng)下。 本發(fā)明的所述實(shí)施例中的所述記錄載體2是光學(xué)記錄載體，但是在其 他實(shí)施例中可以設(shè)想所述光學(xué)掃描設(shè)備3被適配成掃描不同類(lèi)型的記 錄載體2，其中例如包括采用諸如熱輔助磁記錄(HAMR)之類(lèi)的混合 記錄的盤(pán)或者計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的盤(pán)。
在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，把單一輻射光束6用于所述傾斜失準(zhǔn) 校正程序和所述掃描功能?？梢蕴鎿Q地設(shè)想，可以把由不同的輻射源
的每一項(xiàng)。所述不同的輻射源可以:帔用來(lái)生成輻射以用于掃描與所述 實(shí)施例不同類(lèi)型的記錄載體。
在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，所述第一傾斜軸41與所述光軸OA垂 直，所述第二傾斜軸42與所述光軸OA和所述第一傾斜軸41都垂直。 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可以設(shè)想所述第一傾斜軸41和第二傾斜軸 42關(guān)于彼此以及關(guān)于所述光軸OA具有不同的空間設(shè)置。
應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于任一個(gè)實(shí)施例所描述的任何特征可以?xún)羝お?dú)立使用 或者與其他所述特征組合使用，并且還可以與任何其他實(shí)施例的一個(gè) 或多個(gè)特征或者任何其他實(shí)施例的任意組合相組合地使用。此外，在 不偏離如所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍的情況下還可以采用 沒(méi)有在上面描述的等效方案和修改。
權(quán)利要求
1、一種用于掃描記錄載體(2)的光學(xué)掃描設(shè)備(3)，所述光學(xué)掃描設(shè)備(3)包括物鏡單元(20)，其被適配成除了至少主輻射光束(6)之外在散焦模式下朝向所述記錄載體(2)透射輔助輻射光束(21)，其中所述主輻射光束(6)入射在所述記錄載體(2)上以用于讀出和/或?qū)懭氩僮?；衍射元?14)，其被適配成衍射所述輔助輻射光束(21)，從而至少定義對(duì)應(yīng)于所述輔助輻射光束(21)的測(cè)量區(qū)域(60)，其中，所述測(cè)量區(qū)域(60)由所述衍射元件(14)定義，從而允許關(guān)于所述輔助輻射光束(21)跨越所述物鏡單元的物鏡與所述記錄載體(2)之間的間隙的倏逝波耦合對(duì)所述記錄載體(2)進(jìn)行傾斜控制，同時(shí)所述主輻射光束(6)被用于讀出和/或?qū)懭氩僮鳌?br> 2、 根據(jù)權(quán)利要求l的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述衍射元件 (14)從所述主輻射光束(6)生成所述輔助輻射光束(21)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述衍射元件 (14)包括透明且未結(jié)構(gòu)化的中心(15)和光柵(16)，其中所述透明且未結(jié)構(gòu)化的中心(15)用于生成由所述物鏡單元(20)聚焦在所 述記錄載體(2)的一層上的所述主輻射光束(6)，所述光柵(16) 用于生成所述輔助輻射光束(21)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述光柵(16) 是同心光柵。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述主輻射光 束(6)的光束剖面(44)至少與所述測(cè)量區(qū)域(60)分隔開(kāi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述衍射元件 (14)被適配成使得所述測(cè)量區(qū)域(60)包括區(qū)域(62)，并且所述物鏡單元(20 )被適配成使得所述主輻射光束(6 )的所述光束剖面(44 ) 至少^L設(shè)置在所述區(qū)域(62)內(nèi)部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述衍射元件 (14)被適配成使得所述主輻射光束(6)的所述光束剖面(44)通過(guò)分隔區(qū)域(63)與所述測(cè)量區(qū)域(60)分隔開(kāi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述物鏡包括尖端(23)，并且所述衍射元件(14)被適配成使得所述測(cè)量區(qū)域的 邊界(64)至少被設(shè)置在所述物鏡的所述尖端(23)的平坦區(qū)域(22) 的內(nèi)部。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量區(qū)域 (60)的所述邊界(64)被設(shè)置在包括邊緣間隔(65)的所述物鏡(18)的所述尖端(23)的所述平坦區(qū)域(22)的內(nèi)部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量區(qū)域 (60)至少近似是環(huán)狀測(cè)量區(qū)域。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，輻射檢測(cè)器 (34),其被設(shè)置成通過(guò)檢測(cè)由所述物鏡單元(20)的所述物鏡(18)的出射表面(22)反射的所述輔助輻射光束(21)的強(qiáng)度分布來(lái)產(chǎn)生 傾斜誤差信號(hào)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述輻射檢 測(cè)器(34)被設(shè)置成通過(guò)檢測(cè)由所述物鏡(17)的所述出射表面反射 的所述主輻射光束(6)的強(qiáng)度來(lái)同時(shí)生成所述傾斜誤差信號(hào)和間隙誤差信號(hào)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所迷輻射檢 測(cè)器(34)包括至少一個(gè)主輻射檢測(cè)器元件(66)，其用于檢測(cè)由所 述物鏡(18)的所述出射表面(22)反射的所述主輻射光束(6)的強(qiáng) 度，以便產(chǎn)生間隙誤差信號(hào)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll - 13當(dāng)中的任一條的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征 在于，所述輻射檢測(cè)器(34)包括第一輔助輻射檢測(cè)器元件和至少第 二輔助輻射檢測(cè)器元件，其中，所述第一輔助輻射檢測(cè)器元件被設(shè)置成關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域 (60)的第一部分檢測(cè)由所述物鏡(18)的所述出射表面(22)反射 的所述輔助輻射光束(21)的強(qiáng)度，其中，所迷第二輔助輻射檢測(cè)器元件被設(shè)置成關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域 (60)的第二部分檢測(cè)由所述物鏡(18)的所述出射表面(22)反射 的所述輔助輻射光束(21)的強(qiáng)度，以及其中，所述輻射檢測(cè)器(34)被適配成基于由所述第一輔助輻射 檢測(cè)器元件檢測(cè)到的所述強(qiáng)度和由所述第二輔助輻射檢測(cè)器元件檢測(cè) 到的所述強(qiáng)度來(lái)產(chǎn)生傾斜誤差信號(hào)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的光學(xué)掃描設(shè)備，其特征在于，所述輻射檢 測(cè)器(34)包括第三輔助輻射檢測(cè)器元件和至少第四輔助輻射檢測(cè)器 元件，其中，所述第三輔助輻射檢測(cè)器元件被設(shè)置成關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域 (60)的第三部分檢測(cè)由所述物鏡(18)的所述出射表面(22)反射 的所述輔助輻射光束的強(qiáng)度，其中，所述笫四輔助輻射檢測(cè)器元件被設(shè)置成關(guān)于所述測(cè)量區(qū)域 的第四部分檢測(cè)由所述物鏡(18)的所述出射表面(22)反射的所述 輔助輻射光束的強(qiáng)度，以及其中，所述輻射檢測(cè)器(34)被適配成基于由所述第一輔助輻射 檢測(cè)器元件檢測(cè)到的所述強(qiáng)度、由所迷第二輔助輻射檢測(cè)器元件檢測(cè) 到的所述強(qiáng)度、由所述第三輔助輻射檢測(cè)器元件檢測(cè)到的所述強(qiáng)度以 及由所述第四輔助輻射檢測(cè)器元件檢測(cè)到的所述強(qiáng)度來(lái)產(chǎn)生傾斜誤差 信號(hào)，該傾斜誤差信號(hào)表示所述物鏡(18)的所述出射表面與所述記 錄載體(2)的外表面(24)之間的二維傾斜失準(zhǔn)。
16、 一種包括根據(jù)權(quán)利要求l - 15當(dāng)中的任一條的光學(xué)掃描設(shè)備的 光學(xué)記錄設(shè)備，其被設(shè)置成在掃描記錄載體(2)的過(guò)程中同時(shí)執(zhí)行間 隙距離校正和傾斜失準(zhǔn)校正。
17、 掃描記錄載體(2)的方法，所述方法包括以下步驟除了至少主輻射光束(6 )之外在散焦模式下朝向所述記錄載體(2 ) 透射輔助輻射光束(21),其中所述主輻射光束(6)入射到所述記錄 載體(2)上以用于讀出和/或?qū)懭氩僮鳎谎苌渌暂o助輻射光束(21)，從而至少定義對(duì)應(yīng)于所迷輔助輻 射光束(21)的測(cè)量區(qū)域(60)，其中，所述測(cè)量區(qū)域(60)被定義成允許關(guān)于所述輔助輻射光束 (21 )跨越用于掃描所述記錄載體(2 )的物鏡單元(20 )的物鏡(18 ) 之間的間隙的倏逝波耦合對(duì)所述記錄栽體(2)進(jìn)行傾斜控制，同時(shí)所 述主輻射光束(6)被用于讀出和/或?qū)懭氩僮鳌?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于掃描記錄載體(2)的光學(xué)掃描設(shè)備(3)，其包括物鏡單元(20)和衍射元件(14)。所述物鏡單元(20)被適配成除了主輻射光束(6)之外在散焦模式下朝向所述記錄載體(2)透射輔助輻射光束(21)，其中所述主輻射光束(6)被用于讀出和/或?qū)懭氩僮?。所述衍射元?14)關(guān)于所述主輻射光束(6)的輻射點(diǎn)定義測(cè)量區(qū)域(16)，以避免所述輔助輻射光束(21)對(duì)所反射的主輻射光束(6)的影響。
文檔編號(hào)G11B7/135GK101443846SQ200780017288
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者C·A·弗舒?zhèn)? F·茲普 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司