專利名稱：光掃描記錄介質的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于光掃描具有第一信息面和第一厚度的第一透明層的第一種記錄載體或具有第二信息面和與第一厚度不同的第二厚度的第二透明層的第二種記錄載體的裝置，該裝置包括用于產(chǎn)生輻射光束的輻射源和為把通過第一透明層的輻射光束在第一信息層上聚焦成一個焦點的物鏡。本發(fā)明還涉及一種用于光掃描第一或第二種記錄載體的方法。該掃描包括在記錄載體中寫入、讀出和/或擦除信息。
通常，在光記錄載體中透明層起保護信息層和為記錄載體提供機械支承的作用，即起信息層的基片作用。透明層的厚度綜合考慮了記錄載體的所需剛度和對于掃描信息層所使用的輻射光束的數(shù)值孔徑。如果對于新型的記錄載體是用增加數(shù)值孔徑來增加信息層的存儲密度，則通常需要用減小透明層的厚度來減少盤傾斜對輻射光束的質量的影響。因此在市場上將出現(xiàn)具有不同厚度的透明層的各種記錄載體?？杉嫒莸闹胤艡C應該能掃描所有類型的記錄載體，而與透明層的厚度無關。
透明層通過輻射光束掃描信息層，在輻射光束中引入所謂球面像差。該球面像差在物鏡中進行補償，使靠近其聚焦的輻射光束基本上沒有球面像差。如果補償?shù)谝缓穸鹊耐该鲗拥奈镧R用于掃描具有不同厚度的第二透明層的記錄載體，則該聚焦將由于欠或過補償?shù)那蛎嫦穸儾睢?br>
一種用于掃描具有不同厚度的透明層的光記錄載體的裝置由申請?zhí)朎P0610055的歐洲專利披露。該公知的裝置使用雙焦點物鏡系統(tǒng)，以使用兩個聚散度(每個聚焦點一個聚散度)來形成會聚輻射光束。物鏡系統(tǒng)包括物鏡和排列在輻射源和物鏡之間光徑上的傳輸全息圖。由全息圖傳送的準直零階光束由物鏡會聚到第一焦點，補償了由于薄透明層引起的球面像差。該全息圖衍射在發(fā)散第一階光束中的部分入射準直輻射光束。第一階光束也由物鏡會聚到第二焦點，可是，對于厚的透明層現(xiàn)在是用全息圖和物鏡的組合來補償?shù)?。當掃描記錄載體時，該裝置根據(jù)記錄載體的類型選擇軸向隔開的第一或第二焦點。這種已知裝置的缺點在于，它需要兩個部件，即物鏡和全息圖，兩者必須仔細地調(diào)準。另一個缺點在于，全息圖把輻射源的光能分配到兩個光束，零階光束和第一階光束。因此，難于在第一或第二焦點得到足夠的光強，以便用它去寫入或擦除記錄載體的信息。然而，光能的分布在傳遞零階光束中產(chǎn)生不均勻光強分布，導致在第一信息層的讀出信號中的抖動增加。
本發(fā)明的目的是提供一種用于光學掃描記錄載體的裝置，該裝置具有簡單的結構和改進利用由輻射源發(fā)射的光能。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于掃描各種類型的光記錄載體而沒有上述缺陷的方法。
第一目的是提供如首段中所描述的裝置，根據(jù)本發(fā)明的裝置其特征在于，它包括用于把輻射光束的最佳聚焦基本上定位在第一信息層上和把輻射光束的近軸焦點基本上定位在第二信息層上的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置中的物鏡設計為通過第一透明層用單個聚散度把輻射光按最佳聚焦會聚在第一信息層上。最佳聚焦是會聚光束的光強達到最大值的軸向位置。當最佳聚焦位于第二信息層上時，第二透明層將引入球面像差，使聚焦點的質量變差。本發(fā)明可理解為，第二信息層可由像差會聚光束適當?shù)貟呙瑁绻皇亲罴丫劢?，會聚光束的近軸聚焦基本上位于第二信息層上。近軸聚焦是聚焦光束的光強達到次最佳值和射線接近產(chǎn)生正確聚焦的光束的光軸的軸向位置。第二信息面的最佳位置通?？拷S聚焦，因為在光束的中心部分的剩余球面像差，等于從其移去幾個聚焦深度。結果是，在該位置上球面像差對聚焦點質量的影響已被大大減小，盡管第二透明層的厚度不同，還是允許適當?shù)貟呙璧诙畔?。第二透明層的厚度可以大于或小于第一透明層的厚度?br>
根據(jù)本發(fā)明裝置的適當實施例，其特征在于，定位裝置包括具有第一輻射靈敏檢測器的第一聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于從由掃描記錄載體產(chǎn)生的輻射的反射光束截面的至少環(huán)狀外部區(qū)域的輻射中確定最佳聚焦的聚焦誤差；具有第二輻射靈敏檢測器的第二聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于從在所述反射光束的橫截面的中心區(qū)域的輻射中確定近軸聚焦的聚焦誤差；和聚焦伺服系統(tǒng)，用于響應于表示所述聚焦誤差之一的聚焦誤差信號定位物鏡。聚焦誤差是在焦點和信息層之間的軸向距離。反射光束的光軸基本上通過中央?yún)^(qū)域的中心。該環(huán)狀外部區(qū)域接觸中心區(qū)域并與其同心。在反射光束中的射線的適當選擇是用于產(chǎn)生聚焦誤差使該裝置得出用于最佳聚焦和近軸聚焦二者的聚焦誤差。第一輻射靈敏檢測器也可使用來自反射光束的整個截面的輻射，以及得到最佳聚焦誤差。
在一個特定實施例中該裝置是通過把反射光束分成兩個光束進行選擇的，兩個光束之一由反射光束的環(huán)狀外部區(qū)域形成，而另一個光束由反射光束的中心區(qū)域形成。在另一個特定實施例中是通過把截斷反射光束的檢測器分成兩個子檢測器進行選擇的，兩個子檢測器的一個子檢測器從反射光束的截面的至少環(huán)狀外部區(qū)域捕獲射線，另一個子檢測器從截面的中心區(qū)域捕獲射線。
當掃描第二信息面時在檢測器上由反射光束形成的光點可以認為由兩個光點組成，第一光點由從反射光束的截面的中心區(qū)域來的輻射形成而第二光點由從環(huán)行外部區(qū)域來的輻射形成。第一光點在尺寸上受到相對限制，而第二光點基本上由于球面像差而較大。如果檢測器的尺寸現(xiàn)在選擇為大約等于或比第一光點的尺寸要大和比第二光點的尺寸要小，則該檢測器將主要截斷中心區(qū)域的射線，和來自環(huán)狀外部區(qū)域的強像差射線幾乎不影響檢測器的輸出信號。由于當掃描第一信息面時在檢測器上的光點總是比所述的第一光點要小，則檢測器將截斷來自反射光束的整個截面的輻射。而且，包括聚焦誤差檢測系統(tǒng)中這種檢測器的裝置，當掃描第一種記錄載體時在信息層上自動確定最佳聚焦的位置和當掃描第二種記錄載體時在信息層上確定近軸聚焦的位置。
表示從記錄載體讀出的數(shù)據(jù)的信息信號的質量當掃描第二種記錄載體時受到在入射在信息層上的光束中出現(xiàn)的球面像差的影響。該球面像差的影響可通過采用僅捕捉反射光束的中心部分的小信息檢測器來減小。當掃描第一種記錄載體時，應使用捕獲從反射光束的截面的至少環(huán)狀外部區(qū)域來的輻射的信息檢測器。信息檢測器的配置和反射光束的可能的分區(qū)是可以與上述聚焦檢測器的三個實施例相比擬的。
如上所述的，增加存貯密度的趨向導致較薄的基片。由于采用這種薄基片的新記錄載體在光徑上具有精密的公差，用于掃描這種記錄載體的兼容裝置的光徑和具有較厚基片的記錄載體最好設計為用最佳聚焦掃描具有薄基片的記錄載體。然后用質量低些的近軸聚焦掃描具有厚基片的更有容耐性的記錄載體。
根據(jù)本發(fā)明的裝置最好設計為用最佳聚焦掃描具有高信息密度的第一信息層和用近軸聚焦掃描具有低信息密度的第二信息層。如果以凹痕的形式存貯在第二信息層的信息通過最佳聚焦讀出，由于最佳聚焦的光點尺寸太小以致能讀出較大的凹痕，所以，所得的信息信號將降低質量。然而，因為剩余球面像差，近軸聚焦的光點尺寸比最佳聚焦的光點尺寸稍大。因此，近軸聚焦更適合于讀出較大的凹痕。
本發(fā)明的第二目的是提供一種用于光掃描具有第一信息面和第一厚度的第一透明層的第一種記錄載體或具有第二信息面和不同于第一厚度的第二厚度的第二透明層的第二種記錄載體的方法，該方法包括當掃描第一種記錄載體時用物鏡把通過第一透明層的輻射光束按最佳聚焦基本上會聚在第一信息層上的步驟，和當掃描第二種記錄載體時用物鏡把通過第二透明層的輻射光束按近軸聚焦基本上會聚在第二信息層上的步驟。
現(xiàn)將參照附圖和通過實例的方法對本發(fā)明予以描述。
圖1A表示根據(jù)本發(fā)明掃描第一種記錄載體的裝置；圖1B表示第二種記錄載體；圖1C表示當掃描第二處記錄載體沿光軸的輻射強度；圖2A表示用于象散方法的分光單元和檢測系統(tǒng)；圖2B表示導出聚焦誤差信號的電路；圖3表示用于傅科(Foucault)方法的分光單元和檢測系統(tǒng)；圖4表示用于光束大小方法的分光單元和檢測系統(tǒng)；圖5A表示根據(jù)本發(fā)明掃描第一種記錄載體的裝置；圖5B、5C和5D表示用于象散方法的圖5A中的裝置的檢測器的實施例；圖6A和6B表示根據(jù)本發(fā)明掃描第一種記錄載體的裝置的兩個實施例；圖6C表示圖6A所示的實施例的柵板和檢測器的略圖；圖7表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例；圖7B表示環(huán)行半波板的上視圖；和圖7C表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例的一部分。
圖1A表示用于掃描光記錄載體1的裝置。該記錄載體包括透明層2，在其一側安排有信息層3。面向遠離透明層的信息層側用保護層4來防止環(huán)境影響。透明層2起記錄載體的基片的作用，為信息層提供機械支承。另一方面，透明層起單獨保護信息層的作用，同時機械支承可由信息層的另一側的一層來提供，例如用保護層4。信息能夠以基本上平行光跡排列的光可檢測標記的形式存貯在記錄載體上，圖中未示出。該標記可以是凹痕、具有與其周圍不同的磁化方向或反射系數(shù)的區(qū)域的形式，或這些形式的組合。
掃描裝置包括輻射源5，例如發(fā)射發(fā)散輻射光束6的半導體激光器。具有光軸8的單聚焦物鏡7把輻射光束6變換為會聚光束9，使聚焦點10形成在信息層3。雖然物鏡在圖中表示為單個透鏡部件，它也可包括準直鏡和物鏡的組合，在傳輸或反射中工作的全息圖，或用于耦合載有輻射光束的波導中輻射的光柵。由信息層3反射的會聚光束9的輻射，形成反射光束11，在前向會聚光束9的光徑上返回。在物鏡7后面分光器12(例如衍射光柵)分裂前向光束的光徑中的一部分反射光束11并形成檢測光束13。檢測光束的輻射由檢測系統(tǒng)14捕獲，它把光能變換為電信號。這些信號之一是信息信號15，其值表示從信息層3讀出的信息。另一個信號是聚焦誤差信號16，其值表示在聚焦點10和信息層3之間高度的軸向差值。該聚焦誤差信號用作聚焦伺服控制器17的輸入，控制物鏡7的軸向位置，由此控制聚焦點10的軸向位置。用于產(chǎn)生聚焦誤差的檢測系統(tǒng)部分稱為聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于定位物鏡的聚焦伺服系統(tǒng)包括聚焦誤差檢測系統(tǒng)、聚焦伺服控制器和用于移動物鏡的調(diào)節(jié)器。
物鏡7已被設計成能在信息層3上形成最佳聚焦，即用Strehl比逼近法聚焦。由于這種原因，當通過記錄載體1的透明層2時，物鏡7已做由會聚光束招致的球面像差校正。接近于聚焦點10的會聚光束的波前基本上是球面的。圖1B表示具有信息層23和不同于透明層2的厚度的透明層22的另一種記錄載體。當同一裝置用于掃描這種記錄載體時，物鏡7將對透明層22不做適當?shù)男Ｕ＞劢顾欧刂破?7將調(diào)節(jié)物鏡7的位置以致在光束的截面上從球面形狀靠近信息層23的光束的波前的平均偏差具有最小值。在信息層的位置上剩余球面像差導致強力波動在整個孔徑的波前，使聚焦點被大大地偏差。這種聚焦點不大適合于掃描記錄載體21。
本發(fā)明可理解為，當信息層不是軸向排列在最佳聚焦的位置而是靠近近軸聚焦的位置時，信息層23可用會聚光束9適當?shù)貟呙瑁趪@近軸聚焦位置的小范圍中在孔徑的中心部分會聚光束的波前基本上是球面的。聚焦點包括由孔徑中心部分的光線產(chǎn)生的高強度的小的中心區(qū)域，和圍繞小區(qū)域和由中心部分以外的光線產(chǎn)生低強度的大區(qū)域。當外部區(qū)域能做到不影響掃描時，則聚焦點中心區(qū)域的質量可用適當?shù)貟呙栊畔?3來滿足。
圖1C表示在第二種記錄載體比第一種記錄載體厚0.6μm的基片的情況下當掃描第二種記錄載體時沿物鏡7光軸的輻射強度。垂直軸表示會聚光束9的歸一化輻射強度I，水平軸表示由近軸聚焦離開物鏡的距離Z，以微米為單位。最佳聚焦，即一般設置在信息層23上的掃描裝置的光軸點，被安排在離近軸聚焦24μm，用垂直虛線表示在圖中。圖中曲線的每個最大點對應于會聚光束的輻射集中在靠近光軸的小區(qū)域的位置。在沿水平軸的大多數(shù)位置上，在垂直于光軸的平面中光點的光強分布表示具有相當強的或高的圍繞光軸的光強、較平坦的背景光強的環(huán)圈，這兩種光強干擾信息層的掃描。在圍繞Z等于6μm的小區(qū)域中，該環(huán)從光軸移到大范圍中并大大減少了背景電平。當根據(jù)本發(fā)明把信息層23排列在沿光軸的這個位置時，該層就能被適當?shù)貟呙?。值得注意的是，這個優(yōu)選位置沒有對應于沿光軸的最大光強。在第二種記錄載體的基片比第一種記錄載體的基片薄的情況下，沿光軸的光強遵循類似圖1C所示的曲線，但是，最佳聚焦位置比近軸聚焦較靠近物鏡。
信息層23的優(yōu)選位置應該是離開近軸聚焦和向著最佳聚焦的會聚光束9的幾個聚焦深度，以使由于剩余球面像差在孔徑的中心部分引起的波前偏差減到最小。對于第二種記錄載體厚度差為0.6mm的聚焦深度的數(shù)目大約是4。當信息層23定位在遠離所述優(yōu)選位置的軸向位置時，聚焦點的質量很快降低，導致在檢測系統(tǒng)14中產(chǎn)生的信號的質量降低。下面假設本發(fā)明書中的近軸聚焦的任一參照位置是參照優(yōu)選位置。
當掃描記錄載體21的信息層23時波前中心部分的平滑是伴隨有波前的外面部分的偏差增加。因此，在孔徑的外面部分的邊緣光線產(chǎn)生所謂邊緣聚焦，該邊緣聚焦是從近軸聚焦移到相當遠。像差光束的最佳聚焦處于近軸和邊緣聚焦之間。在檢測之前，近軸和邊緣聚焦之間有相當大的距離使它可以遮斷邊緣光線，由此從由檢測系統(tǒng)產(chǎn)生的信號中消除了未補償球面像差干擾影響的主要部分。當掃描記錄載體1時，應注意近軸、最佳和邊緣聚焦重合。
大多數(shù)公知的聚焦誤差檢測系統(tǒng)在信息層上定位最佳聚焦。因此，在根據(jù)本發(fā)明方法的裝置中，優(yōu)先采用使最佳聚焦定位在記錄載體1的信息層3上和近軸聚焦定位在記錄載體21的信息層23上。這些方法可分成4類。在第一和第二類中，單獨聚焦誤差檢測器是為捕獲反射光束的中心和外面部分的光線而設置的，在第一類中使用兩個光束和兩個檢測器而在第二類中使用一個光束和兩個檢測器。在第三類中使用單個光束和聚焦誤差檢測器，消除了附近區(qū)域的像差光線。在第四類中，再使用單個光束和聚焦誤差檢測器，而消除了很遠區(qū)域的像差光線。結果是消除近區(qū)域和遠區(qū)域的像差光線基本上對裝置的性能有同樣的影響。
圖2A表示第一類的分光器和檢測器，使用遠區(qū)域選擇反射光束的中心和外面部分的光線。分光器25組合耦合來自輻射光束6的光徑的反射光束的作用和把反射光束的輻射分成兩個檢測光束的作用。分光器包括中心區(qū)域26和環(huán)狀外部區(qū)域27。中心區(qū)域的光柵和環(huán)狀外部區(qū)域的光柵每個分別形成在反射光束11中的第一和第二檢測光束28、29。光柵的彎線引入在檢測光束中的預定像散量。分光器也可以是折射而不是衍射單元，例如形成兩個檢測光束的旋轉三棱鏡狀的結構。每個檢測光束28、29分別會聚在檢測系統(tǒng)30、31的輻射靈敏象限檢測器。檢測系統(tǒng)的每個象限的四個輸出信息借助于美國專利4023033公知的所謂象散方法用于產(chǎn)生聚焦誤差信號。該方法包括來自對角線位置象限的信號相加和所得兩個總和信號相減。檢測系統(tǒng)30和31的信號在組合電路34中組合成聚焦誤差信號。
當?shù)诙N記錄載體21被掃描時，來自檢測系統(tǒng)30的聚焦誤差信號32用作聚焦伺服控制器17的輸入，由此從落在中心區(qū)域26內(nèi)的反射光束11的那部分得出聚焦誤差。伺服控制器將在記錄載體的信息層23上對應于反射光束的中心部分保持會聚光束9的中心部分的最佳聚焦。會聚光束的中心部分的最佳聚焦大致對應于會聚光束9的近軸聚焦。因此，檢測系統(tǒng)30的輸出信號32是近軸聚焦誤差信號。伺服控制器17使會聚光束的近軸聚焦保持在信息層23上，如正確掃描第二種記錄載體所需要的。
當掃描第一種記錄載體時，聚焦誤差應從環(huán)狀外部區(qū)域或基本上反射光束的整個截面得出，以使會聚光束9的最佳聚焦位于信息層3上。由于檢測系統(tǒng)31從反射光束的外面部分接收輻射，檢測系統(tǒng)31的信號提供最佳聚焦誤差信號，另外，兩個檢測系統(tǒng)的信號能被組合，以得出最佳聚焦誤差信號。
圖2B表示用于組合兩個聚焦誤差信號的電路。檢測系統(tǒng)30產(chǎn)生近軸聚焦誤差信號32和用于形成信息信號和徑向跟蹤誤差信號之一的另外信號32.1。檢測系統(tǒng)31產(chǎn)生由反射光束11得到的聚焦誤差信號33和可與用于形成信息信號和徑向跟蹤誤差信號之一的信號32.1相組合的另外信號33.1。組合電路34包括加法電路34.1，該電路把聚焦誤差信號32和33相加以形成由反射光束11的整個截面的輻射得到的最佳聚焦誤差信號34.2。該組合電路34還包括選擇器34.3，以使聚焦誤差信號之一提供在選擇器輸出端的類型信號35進行選擇，并輸入到聚焦誤差控制器17。當這種信號表示正被掃描的記錄載體是第一種時，最佳聚焦誤差信號將被輸入到控制器，且當該信號表示被掃描的記錄載體是第二種時，近軸聚焦誤差信號將被輸入到控制器。單元30、31和34一起構成第一聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于形成最佳聚焦誤差信號34.2，而單元30構成第二聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于形成近軸聚焦誤差信號32。使最佳聚焦和近軸聚焦定位在信息層上的裝置不僅包括聚焦誤差檢測系統(tǒng)、移動物鏡的調(diào)節(jié)器和有關的伺服系統(tǒng)，而且還可包括電子聚焦偏移調(diào)節(jié)裝置或移動輻射源而不與物鏡一起的調(diào)節(jié)裝置。
從組合電路34可省略加法電路34.1。然后選擇器34.3在聚焦誤差信號32和33之間，即在從反射光束11的中心部分得出的近軸聚焦誤差信號和從反射光束11的環(huán)狀外部區(qū)域得出的最佳聚焦誤差信號之間進行選擇。
聚焦誤差信號34.1也能通過兩個檢測系統(tǒng)30和31的對應象限的輸出信號相加來得到并使用四個總和信號來得出聚焦誤差，似乎四個信號是從單個檢測系統(tǒng)的四個象限來的。
用作選擇器34.3的輸入的這種信號35可以用多種方法來得到。該信號優(yōu)選地從記錄載體讀出的信號得到以致于自動進行選擇。記錄載體可包括一個碼，該碼的讀出與聚焦定位在信息層上無關。裝置使用碼中的信息以把這種信號設置在適當值。這種信號也可從信息信號大小的估計數(shù)得出。然后該裝置比較兩個聚焦位置的大小，把這種信號設置在屬于給出最大數(shù)值的聚焦位置的值。形成這種信號的電路的用途不局限于根據(jù)本發(fā)明的掃描裝置，而可擴展到用于掃描具有不同厚度的透明層的兩種記錄載體的任何掃描裝置。
在分光器25的環(huán)狀外部區(qū)域27的光柵可延伸在中心區(qū)域26上，以致于中心區(qū)域包括兩個混合光柵。然后，第二檢測光束29包括來自反射光束11的整個截面的輻射。聚焦誤差檢測系統(tǒng)31的輸出信號是最佳聚焦誤差信號，選擇器34在聚焦誤差信號32和33之間進行選擇。
圖3表示分光器和第一類檢測器的另一實施例。分光器36包括在中心區(qū)域分成子光柵37和38的第一光柵，和在環(huán)狀外部區(qū)域分成子光柵39和40的第二光柵，每對子光柵相對于劃分線41處于對稱狀態(tài)。第一光柵通過衍射來自反射光束11的輻射形成第一檢測光束，檢測光束入射在第一檢測系統(tǒng)。子光柵37和38的光柵線被定位，以致于第一檢測光束分成兩個光束42、43，每束光分別會聚在輻射感應分裂檢測器46、47的劃分線上，二個檢測器組成第一檢測系統(tǒng)。同樣地，第二光柵形成第二檢測光束，向上分成兩個光束44、45，會聚在第二檢測系統(tǒng)，該第二檢測系統(tǒng)包括具有劃分線的輻射感應分裂檢測器48、49。每個檢測系統(tǒng)根據(jù)單個或兩個傅科方法產(chǎn)生聚焦誤差信號，如從歐洲專利申請0583036中公知的。檢測系統(tǒng)通過分裂檢測器的外部兩個半個的輸出信號相加、內(nèi)部兩半個的輸出信號相加形成聚焦誤差信號并取兩個總和值的差。
在圖3中第一檢測系統(tǒng)46、47截斷來自反射光束的中心部分的輻射，由此產(chǎn)生近軸聚焦誤差信號。第二檢測系統(tǒng)48、49截斷來自反射光束的外部環(huán)狀區(qū)域的輻射。第二檢測系統(tǒng)的輸出信號或第一和第二檢測系統(tǒng)的輸出信號的組合形成最佳聚焦誤差信號。輸出信號之間的選擇可通過與圖2B所示的電路可比擬的電路來進行。在外部區(qū)域的第二光柵39、40可延續(xù)到中心區(qū)域，使第二檢測系統(tǒng)的輸出信號形成最佳聚焦誤差信號。
圖4表示第一類分光器和檢測器的另一實施例。分光器50包括中心區(qū)域51和外部區(qū)域52。在中心區(qū)域的第一光柵包括兩個混合子光柵，一個形成來自反射光束11的中心部分的光束53并聚焦在包括檢測器的平面上方的點54，另一個子光柵形成光束55，聚焦在所述平面下方的點56。光束53和55的輻射分別被輻射感應檢測器57和58遮斷。每個檢測器包括圓形中心子檢測器59、60和外部子檢測器61、62。由兩個檢測器57和58構成的第一聚焦誤差檢測系統(tǒng)根據(jù)從美國專利4724533所知的光束大小方法產(chǎn)生近軸聚焦。檢測系統(tǒng)把子檢測器59和62的輸出信號和子檢測器61和60的輸出信號相加，并且減去兩個總和信號。每個檢測器具有三個相鄰、平行帶狀檢測器，其劃分線指向反射光束的會聚光束，同時兩個外部檢測器的輸出信號被相加。這種構形提供了降低輻射波長變化的靈敏度。
同樣地，外部區(qū)域52中的第二光柵包括兩個混合子光柵，用在檢測器平面上方和下方的聚焦點形成光束63和64。第二聚焦誤差檢測系統(tǒng)包括兩個輻射感應檢測器65、66，每個檢測器具有中心和外部子檢測器產(chǎn)生聚焦誤差信號，它可與近軸聚焦誤差信號組合形成最佳聚焦誤差信號。而不組合聚焦誤差信號，子檢測器的輸出信號可首先組合和然后用于形成最佳聚焦誤差信號。聚焦誤差信號之間的選擇可用與圖2B所示電路相比擬的電路來進行。在外部區(qū)域的第二光柵可延續(xù)到中心區(qū)域，使第二檢測系統(tǒng)的輸出信號形成最佳聚焦誤差信號。
雖然圖3和圖4表示在相對于光軸8的直徑位置上的檢測器時，兩對檢測器可通過給出光柵線另一方向緊密設置在一起，以便于在單個基片上集成檢測器。當掃描第二種記錄載體時，用反射光束中的邊緣光線引起的雜散光確定檢測器之間的最小距離。雜散光的光強可由物鏡7的數(shù)值孔徑和記錄載體的透明層2和22的厚度差值來確定。雜散光應保持遠離第一檢測系統(tǒng)46、47；57、58用于避免由第一檢測系統(tǒng)產(chǎn)生的聚焦誤差信號受雜散光影響。圖3中劃分線可在信息層上與有效的光跡方向成15°和80°之間的角度，以便減少徑向誤差信號和聚焦誤差信號之間的串音，如在歐洲專利申請EP0583036中所描述的。
中心區(qū)域的尺寸必須這樣選擇，以使第二種記錄載體的信息層被適當?shù)貟呙?。當該尺寸做得太大時，球面像差將對近軸聚焦的質量影響太大。當尺寸做得太小時，在中心區(qū)域的光束的小數(shù)值孔徑將產(chǎn)生顯然大的近軸聚焦點，使小部分的讀出很難進行。通過使用下列調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的近似公式在近軸聚焦的信息層可以求得一個折衷(1)MTF(v)=2π[arccos(vvc)-vvc1-(vvc)2][1+2[v-vc2]2[2vc]2·ϵ-2ϵ]]]>其中ν＝1/p，νc＝2NAc/λ，ϵ=4π2W402/180,]]>W40=[n2-18n3]ΔdλNAc4]]>且其中v為空間頻率，p為在信息層23中最小部分的周期應是明了的，vc為空間截止頻率，NAc為入射在記錄載體和通過光線的中心區(qū)域的輻射光線的數(shù)值孔徑和入輻射光束的波長。W40是在信息層23和所述輻射光束的邊緣以λ為單位在Seidel項中的球面像差，n是透明層22的折射率而Δd是透明層22和2之間厚度差的絕對值。在公式(1)的方括號左邊項是理想鏡象系統(tǒng)的MTF，方括號的右邊項是考慮輻射光束中球面像差的相乘因子。
對于掃描第二種記錄載體，NAc的最佳值能夠通過插入λ、p、n、Δd的值和求出給出最高MTF(v)值的NAc值，例如通過取對于公式(1)的NAc的導數(shù)由公式(1)得出。中心區(qū)域的尺寸現(xiàn)在等于反射光束的整個截面的尺寸乘以在整個反射光束的數(shù)值孔徑上所述的NAc的值。如一個例子，一個裝置設計成能用輻射光束的波長λ＝635nm和NA0＝0.60掃描具有0.6mm厚度的透明層的第一種記錄載體，NA0是整個輻射光束的數(shù)值光徑。該裝置也應能掃描具有1.2mm(Δd＝0.6mm)厚度、1.58的折射率和以p＝1.6μm的光跡間距的形式的最小部分的透明層的第二種記錄載體。NAc的最佳值是0.33和中心區(qū)域的直徑等于反射光束的整個截面的直徑乘以0.55(＝0.33/0.60)。對于NAc值的公差和中心區(qū)域的尺寸是相當大的，這因為球面像差使光點大小隨孔徑增加而增加和衍射使光點大小隨數(shù)值孔徑增加而減少的相反作用影響的緣故。對于低性能裝置的公差為±40％，對于中等性能裝置的公差為±20％而高性能裝置的公差優(yōu)選為±10％。
在等于一個波長的中心區(qū)域內(nèi)W40的值就能足以滿足在信息層23上掃描光點的質量。由等式(1)中W40的表示可以得出通過中心區(qū)域的會聚光束9的數(shù)值孔徑NAc最好是小于或等于(2a)----NAc(max)=8λn3Δd(n2-1)4]]>反射光束的截面的中心區(qū)域的直徑最好是小于或等于NAc(max)/NA0乘以在截面平面中整個反射光束的直徑。NA0是整個會聚光束9的數(shù)值孔徑。使用前面例子的參數(shù)值，這個總計最大的NAc值等于0.39。在仍能正確讀出的信息層上，位db的相應最小正切范圍約等于λ/(4NAc)，即對于650nm波長的0.42μm位長度同時NAc等于0.39。NAc的優(yōu)選值，即當W40大約等于λ/2或下式時，NAc(opt)可得出，(2b)---NAc(opt)=4λn3Δd(n2-1)4]]>當n等于1.58且Δd等于0.6和λ等于650mm時，中心區(qū)域的最佳數(shù)值孔徑是0.33。NAc的值最好大于λ/(4db)，以便能夠讀出在具有db的正切范圍較大的信息層的部分。當最小正切位大小是0.6μm和λ是等于650nm時，則NAc最好比0.27大。
在圖1c中沿光軸的信息層的優(yōu)選位置也能以等式(1)的參數(shù)來表示。最佳位置可通過設置散焦像差W20等于-W40來求出。則所得的散焦離開近軸聚焦z為(3)---z=n2-14n3NAc2Δd]]>當NAc等于0.33，n是1.58和Δd等于0.6mm時，散焦即最佳位置離開近軸聚焦為6μm。這對應于會聚光束的大約4個聚焦深度的散焦。當在從通過中心區(qū)域的輻射光束的負半個聚焦深度優(yōu)選位置到正半個聚焦深度優(yōu)選位置的范圍內(nèi)選擇該位置時，仍然能夠得到合理的掃描質量。聚焦深度等于λ/(2NAc2)，對于給定參數(shù)值它等于3μm，導致離開近軸聚焦從4.5到7.5μm范圍。
圖5A表示根據(jù)本發(fā)明已采用第二類方法使用在反射光束的中心和外部的光線的近區(qū)域選擇的掃描裝置。該方法使會聚光束9定位在第一種記錄載體的信息層3上而近軸聚焦定位在第二種記錄載體的信息層23上。來自激光器5的輻射光束6由分光器70向透鏡7反射。反射光束11由分光器70部分傳送到檢測系統(tǒng)71。傾斜安排在會聚反射光束中的分光器的基片把象散加到反射光束，像差用于產(chǎn)生聚焦誤差信號。如圖5B所示的檢測系統(tǒng)71包括兩個象限檢測器，一個形成另一個的中心部分。外部象限檢測器包括子檢測器72到75，內(nèi)部像差檢測器包括子檢測器76到79。內(nèi)部象限檢測器主要截斷來自反射光束11的中心部分的輻射。用于檢測最佳聚焦誤差的第一聚焦誤差檢測系統(tǒng)在每個象限中形成兩個子檢測器的輸出信號的總和信號，然后聚焦總和信號被組合，以根據(jù)已知的像散方法形成聚焦誤差信號。用于檢測近軸聚焦誤差信號的第二聚焦誤差檢測系統(tǒng)組合僅在內(nèi)部象限中子檢測器的輸出信號，以根據(jù)像散方法形成聚焦誤差信號。如圖2B所示的選擇器可以用于選擇送到伺服控制器17的兩個聚焦誤差信號之一。
圖5B中內(nèi)部象限檢測器26-79具有圓形外邊緣。象限檢測器的性能可通過外邊緣做成矩形來改進，如用圖5c所示的檢測系統(tǒng)80的線81所示的。在那種情況下，內(nèi)部象限檢測器的形狀適合于入射在檢測器上的像散反射光束11的最小模糊圈的稍呈方形的截面。然而，輻射靈敏的區(qū)域具有最小的尺寸，以致聚焦線的長度大約等于矩形對角線的長度。檢測系統(tǒng)71和80也可用在圖1A所示的裝置中，其中分光器12沒有把反射光束分裂成兩個單獨檢測光束并設置有把像散加到衍射檢測光束13的光柵。
圖5D表示根據(jù)像散方法用于圖5A中所示的裝置的聚焦誤差檢測器的實施例，其優(yōu)點有當掃描第二種記錄載體時，邊緣光線對近軸聚焦誤差的檢測的影響基本上已經(jīng)減少。檢測系統(tǒng)包括具有子檢測器180和1 83的內(nèi)部象限檢測器和具有子檢測器184和187的外部象限檢測器。內(nèi)部象限檢測器的劃分線對于外部象限檢測器的劃分線189和190在45°上旋轉。對于這種檢測器，反射光束11的像散最好用如圖5D所示的復合像散單元192而不是用分光器70來引入。該單元可以是復合圓柱透鏡或復合光柵。該單元具有中心區(qū)域193，中心區(qū)域193在像散單元的位置基本上具有反射光束的中心區(qū)域的尺寸。中心區(qū)域的主方向194，即在圓柱部件的情況下圓柱軸的方向，使與內(nèi)部象限檢測器的劃分線188、189的方向成45°角度，以根據(jù)像散方法產(chǎn)生聚焦誤差信號。該像散單元還具有主方向196的環(huán)狀區(qū)域195，使與中心區(qū)域的主方向194成45 °角度。
當掃描第一種記錄載體時，檢測系統(tǒng)82的聚焦誤差信號能夠通過來自相應的內(nèi)部和外部象限檢測器的子檢測器的信號相加和以通常方法把這四個信號組合成聚焦誤差信號來形成，由此使用反射光束11的整個截面的輻射。當掃描第二種記錄載體時，聚焦誤差信號可以從內(nèi)部子檢測器180到183來得出。該像散單元192可以從反射光束71的環(huán)狀區(qū)域產(chǎn)生輻射，以降落在內(nèi)部象限檢測器上。然而，由于劃分線旋轉45°，現(xiàn)在該輻射就對稱地降落在內(nèi)部象限檢測器的子檢測器上且沒有干擾近軸聚焦誤差信號。在記錄載體正被掃描的有效跟蹤方向的兩側上，來自外部象限檢測器的兩個對角位置的子檢測器的信號可以根據(jù)推挽方法用于產(chǎn)生徑向跟蹤誤差信號。當記錄載體的光跡間距相當小時，僅靠近反射光束11的截面的外邊緣的區(qū)域將有助于徑向跟蹤誤差信號。在不利于誤差信號的截面區(qū)域的輻射降落在不用于產(chǎn)生誤差信號的子檢測器上，并不影響徑向跟蹤誤差信號。
圖5B、5C和5D的內(nèi)部象限檢測器的大小最好是在入射在象限檢測器和起源于反射光束11的中心區(qū)域的像散光束的最小模糊圈的直徑的一和兩倍之間。具有最小模糊圈的直徑兩倍長度的像散聚焦線將仍然提供的內(nèi)部象限檢測器上。最小模糊圈的直徑等于ΔFNAc/M，利用ΔF像散距離，NAc反射光束的中心區(qū)域的數(shù)值孔徑，如在聚焦10附近所見的，且M在信息層和檢測系統(tǒng)之間的放大率。NAc值是根據(jù)被掃描的這種記錄載體由公式(1)得出。ΔF的值確定聚焦誤差檢測系統(tǒng)的捕獲范圍和對于圖5所示的裝置的實施例應選擇相當大的。當掃描第一種記錄載體時像散聚焦線的長度和最小模糊圈的直徑大約是上面數(shù)值的兩倍，因為反射光束的有效數(shù)值孔徑大約大兩倍。因而內(nèi)和外部象限檢測器必須用于確定聚焦誤差。
圖5A所示的裝置中空間濾光片的改進是通過把橢圓膜片安排在像散引入單元和檢測系統(tǒng)71之間的反射光束11中來實現(xiàn)的。膜片的長軸平行于位于膜片和檢測系統(tǒng)之間的反射光束的像散線。長軸的長度最好是等于或大于膜片的平面中反射光束的整個截面的直徑。短軸的長度是在反射光束的中心區(qū)域的直徑和整個截面的直徑之間。
圖6A表示已采取第三類方法使會聚光束9的最佳聚焦定位在第一種記錄載體的信息層3上和近軸聚焦定位在第二種記錄載體的信息層23上的掃描裝置。該方法包括消除近區(qū)域中的強像差光束。來自激光器5的輻射光束6由分光器83向物鏡7反射，在信息層上形成聚焦點10。由信息層3反射的光束11由分光器83部分地傳送和在膜片84的孔中形成聚焦點10的圖像。在該孔以后空間濾光光束85被透鏡86會聚在信息檢測器87上。分光器88以檢測光束89的形式分裂出部分濾光光束85，被入射在聚焦誤差檢測系統(tǒng)上。根據(jù)像散、傅科或光束尺寸方法，分光器88可以是一個光柵，把所需的特性例如像散、劃分為子光束或散焦加到檢測光束89，用于聚焦誤差的檢測，如根據(jù)圖2、3和4上面所描述的。
當?shù)谝环N記錄載體正被掃描時，在膜片84的位置處聚焦點10的圖像是清晰的并且有小的橫截面。膜片的孔徑的尺寸大于橫截面的尺寸，以致于反射光束通過膜片基本上不截斷。檢測系統(tǒng)90基本上從反射光束11中接收整個橫截面的輻射，和連接到聚焦伺服控制器17的系統(tǒng)的輸出信號91將是最佳聚焦誤差，正如掃描第一種記錄載體所需要的。
當?shù)诙N記錄載體正被掃描時，因為由記錄載休的透明層的未補償厚度產(chǎn)生的球面像差，在膜片84的位置上圖像是模糊的。膜片的孔徑僅通過反射光束的中心光線，截斷來自反射光束的環(huán)狀外部區(qū)域的使圖像模糊的強像差光線，檢測系統(tǒng)90現(xiàn)在僅接收來自反射光束的中心區(qū)域的光線，且系統(tǒng)的輸出信號將是近軸聚焦誤差信號?，F(xiàn)在控制器17把近軸聚焦設置在第二種記錄載體的信息層23上。第三類裝置的優(yōu)點在于，它不需要用于在兩個聚焦誤差信號之間選擇的選擇器，因為該選擇是由固定膜片自動進行的。另一個優(yōu)點在于，僅需要一個聚焦誤差檢測系統(tǒng)。
膜片孔徑的直徑Φ優(yōu)選地取為(4)---Φ=10W40λNAcM,]]>對于小的球面像差用最小值為3λM/NA0，以便在這種情況下允許產(chǎn)生小抖動信息信號。NAc是入射在物鏡7的反射光束的中心區(qū)域的數(shù)值孔徑，NA0為整個反射光束的數(shù)值孔徑，W40為在中心區(qū)域的邊緣處的球面像差和M為在信息層23和膜片84之間的放大率。NAc的值和W40是由公式(1)得出的。當使用下面公式(1)和M＝5所述的實施例的參數(shù)時，則Φ的值是51μm。Φ的值對于參數(shù)的值不是很靈敏的，而用β＝10的Φ＝βλM/NA0的可以用于第一和第二種記錄載體的許多組合。β的公差范圍從5到20。在8到13范圍中的β值具有除了小抖動信息信號優(yōu)點以外，附加的優(yōu)點是膜片的大的軸向位置公差。
當圖5A所示的裝置中檢測系統(tǒng)71的尺寸基本上做成等于上面的Φ值，該裝置將按照圖6A所示的裝置工作。檢測系統(tǒng)當掃描第一種記錄載體時截斷來自反射光束11的整個截面上的輻射和當掃描第二種記錄載體時它將主要截斷來自反射光束的中心區(qū)域的輻射。檢測系統(tǒng)71可包括單個象限檢測器，其尺寸大約等于Φ的值。加到反射光束的像散ΔF的量必須如此小以致屬于反射光束的整個截面的象散聚焦線的長度基本上小于Φ，在公式中(5)---2ΔFNA0M≤Φ]]>
象限檢測器的四個輸出信號可被組合以得出聚焦誤差信號、推挽徑向誤差信號和信息信號。這三個信號同樣適用于掃描第一種和第二種的記錄載體，而當在記錄載體的種類之間改變時沒有在形成信號方面的任何變化。從上面的例子中，顯然根據(jù)本發(fā)明的裝置容許NAc的值，和厚度差Δd的值。與此比較，由EP 0 610 055公知的裝置是為Δd的特定值設計的，并且極不容許厚度差。
圖6B表示掃描使用上述小尺寸的檢測器裝置的實施例。反射光束11被光柵板93分裂成零階光束94和至少一個較高階光束95，優(yōu)選第一階光束。高階光束被聚焦誤差檢測系統(tǒng)96截斷，用傅科或光束尺寸方法產(chǎn)生聚焦誤差。檢測系統(tǒng)的輻射靈敏表面的尺寸基本上等于公式(4)所給出的Φ值。圖6c表示對于傅科方法的光柵板93的實施例，光柵板93包括兩個光柵97、98，各自位于劃分線99的每一側。光柵97和98的每一個大約覆蓋反射光束11的半個截面且每一個使光束分別指向分裂檢測器96.2和96.1。兩個分裂檢測器的輸出信號根據(jù)雙傅科方法用于形成聚焦誤差信號。每個分裂檢測器的總寬度在垂直于劃分線的方向上基本上等于公式(4)的Φ值。
零階光束94入射在象限檢測器100。四個象限的輸出信號的總和可用于形成信息信號。根據(jù)所謂對角線相位檢測器或對角線時間檢測方法，在該方法中可確定輸出信號的高頻分量之間的相位和時間延遲，四個輸出信號也能用于形成徑向跟蹤誤差信號。徑向跟蹤誤差信號的這種產(chǎn)生需要在第一階光束94的遠區(qū)域設置象限檢測器100。為此，象限檢測器能夠從光束94的聚焦點移開一小段距離。在第一種記錄載體的基片厚度比第二種記錄載體的厚度小的情況下，象限檢測器100最好是移向光柵板93。該位移最好大于光束94的6個聚焦深度，以便處于光束94的遠區(qū)域，以便允許徑向跟蹤誤差的產(chǎn)生。另一方面，該位移應小于10個聚焦深度，以便徑小檢測器100仍具有足夠的空間濾光。檢測系統(tǒng)100的最佳位置是離開朝向光柵板93的光束94的聚焦點8個聚焦深度。
而不用位移檢測系統(tǒng)100，也可以通過使光柵板給出某些光強和排列帶有檢測器96和100的基片改變高階光束95的聚焦點的位置，以致于光束95的聚焦點相對于檢測器96再次正確地設置。光束95的聚焦點的移位的正確選擇將使被設置的檢測器100基本上需要離開光束94的聚焦點8個聚焦深度。因此，檢測器96和100保留在同一平面中，由此簡化了裝置的結構。
檢測器100離開聚焦位置至少6個聚焦深度能夠用于任何光掃描裝置，其中單個檢測器用于產(chǎn)生來自檢測信號的高頻分量的信息信號和徑向跟蹤誤差信號，與用于通過不同厚度的基片掃描的裝置例如利用小檢測器的設備無關。
圖7A表示根據(jù)本發(fā)明其中已采用第四類的方法防止像差光線影響聚焦誤差信號的產(chǎn)生的裝置。該方法包括消除遠區(qū)域中的像差光線。由記錄載體1反射的光束11通過像散單元105傳送，把像散加到反射光束和會聚在象限檢測器106上。檢測器106的輸出信號用于根據(jù)像散方法產(chǎn)生聚焦誤差信號。環(huán)形半波板107已經(jīng)排列在分光器83和象散單元105之間，即在反射光束11的遠區(qū)域。圖7B表示環(huán)狀半波板107的頂視圖。該板包括中心區(qū)域108和圍繞它的環(huán)狀區(qū)域109。中心區(qū)域的尺寸對應于數(shù)值孔徑NAc，環(huán)狀區(qū)域109的外直徑至少和反射光束的環(huán)狀外部區(qū)域的直徑一樣大。該板使通過單元的中心區(qū)域的輻射的極化方向相對于通過環(huán)狀區(qū)域的輻射轉過90°。極化器110已經(jīng)可移地安排在像散單元105和檢測器106之間。極化的方向以使它傳送通過環(huán)形半波板的中心區(qū)域108的輻射。當該裝置掃描第二種記錄載體時，極化器110排列在反射光束中，它將截斷來自反射光束的環(huán)狀外部區(qū)域的輻射。僅從反射光束的中心區(qū)域中的檢測器產(chǎn)生的聚焦誤差是近軸聚焦誤差。當裝置掃描第一種記錄載體時，極化器110從反射光束11中移去，且所有反射光束的輻射都落在檢測器106上。然后聚焦誤差對應于最佳聚焦。環(huán)形半波板107和極化器110一起構成可調(diào)的截斷裝置。在反射光束中極化器的位置不是很關鍵的。因此，用于把極化器移入和移開光束的裝置不必具有嚴格的公差和能夠做到相當?shù)土?br>
圖7c表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的部分，其中可調(diào)截斷裝置包括液晶單元111，它具有接收在反射光束的截面的中心區(qū)域中輻射的中心區(qū)域和環(huán)繞中心區(qū)域的環(huán)狀區(qū)域，與圖7B所示的環(huán)形半波板107相比擬。該板能夠電氣上受控制，以使通過環(huán)狀區(qū)域的輻射極化方向相對于通過液晶單元的中心區(qū)域的輻射極化方向當掃描第一種記錄載體時旋轉角度為0°和當掃描第二種記錄載體時旋轉90°。截斷裝置還包括安排在象散單元105和聚焦誤差檢測器106之間的極化器112，極化器被定向以把來自單元的中心區(qū)域的輻射傳送到聚焦誤差檢測系統(tǒng)。當?shù)谝环N記錄載體被掃描時，液晶單元111被控制去使通過環(huán)狀區(qū)域的反射光束11的輻射的極化旋轉，以致于使它通過極化器。檢測器106接收來自反射光束的整個截面的輻射和產(chǎn)生最佳聚焦的聚焦誤差。當?shù)诙N記錄載體被掃描時，液晶單元111被控制去使通過環(huán)狀區(qū)域的反射光束11的輻射的極化旋轉以使它在極化器中被吸收。檢測器106接收僅來自反射光束的中心區(qū)域的輻射和產(chǎn)生近軸聚焦的聚焦誤差。該截斷裝置的優(yōu)點為，在反射光束的光徑中它需要一次調(diào)節(jié)部件的位置和對于接通和關斷反射光束的外部的截斷沒有進一步機械運動。
表示從信息層讀出的信息的信息信號可以從聚焦誤差檢測系統(tǒng)的檢測器或從單獨信息檢測器得出。該信息信號可以通過在圖2A中總和兩個象限檢測系統(tǒng)30和31的8個象限的輸出信息來形成。當讀出第二種記錄載體時，由8個象限得出的信息信號將表示增加由球面像差引起的抖動。減少抖動的信息信號可通過僅使用檢測系統(tǒng)30的四個象限來得到，由此僅使用來自反射光束11的中心部分的輻射。在圖3的檢測器構形中，信息信號可通過用于第一記錄載體的分裂檢測器46到49和用于第二種記錄載體的分裂檢測器46和47的8個子檢測器的輸出信息的總和來得出。在圖4的檢測器構形中，信息信號可以通過第一種記錄載體的檢測器57、58、65和66和第二種記錄載體的檢測器57和58的8個子檢測器的輸出信號的總和來得出。在圖6A所示的裝置中，信息信號可以由聚焦誤差檢測系統(tǒng)90或由單獨信息檢測器87來得出。在使用在反射光束的整個截面或僅反射光束的中心部分的輻射之間的選擇可由膜片84自動進行。當在單獨信息檢測器中產(chǎn)生信息信號時，檢測器的輻射靈敏表面最好是膜片84的孔徑的尺寸。這種檢測器將對于第一和第二種的記錄載體提供小抖動信息信號和可用于如圖1A和5A所示的裝置中，而例如在圖6A的裝置中的膜片孔徑中沒有中間圖像。
權利要求
1.用于掃描具有第一信息層和第一厚度的第一透明層的第一種記錄載體和用于掃描具有第二信息層和與第一厚度不同的第二厚度的第二透明層的光掃描裝置，該裝置包括用于產(chǎn)生輻射光束的輻射源和為把通過第一透明層的輻射光束以一個焦點會聚在第一信息層上的物鏡，其特征在于，該裝置包括用于把輻射光束的最佳聚焦基本上定位在第一信息層上和所述的輻射光束的近軸聚焦基本上定位在第二信息層上的裝置。
2.根據(jù)權利要求1的光掃描裝置，其特征在于，可操作地排列定位裝置以從在由掃描第二種記錄載體反射的輻射光束的截面的環(huán)狀外部區(qū)域的輻射中形成最佳聚焦誤差信號和從在所述截面的環(huán)狀外部區(qū)域內(nèi)的中心區(qū)域的輻射中形成軸聚焦誤差信號，還在于，定位裝置包括四個伺服系統(tǒng)，用于當掃描第一種記錄載體時響應最佳聚焦誤差信號和當掃描第二種記錄載體時響應近軸聚焦誤差定位物鏡。
3.根據(jù)權利要求2的光掃描裝置，其特征在于，定位裝置包括類型檢測器，用于產(chǎn)生表示正被掃描的記錄載體的類型的類型信號，和選擇器，用于響應類型信號選擇四個伺服系統(tǒng)控制的聚焦誤差信號。
4.根據(jù)權利要求2的光掃描裝置，其特征在于，定位裝置包括用于形成最佳聚焦誤差信號的第一聚焦誤差系統(tǒng)和用于形成近軸聚焦誤差信號的第二聚焦誤差系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求4的光掃描裝置，其特征在于，第一和第二聚焦誤差檢測系統(tǒng)分別包括第一和第二輻射靈敏檢測系統(tǒng)，第二輻射靈敏檢測器形成圍繞第一輻射靈敏檢測器的環(huán)形。
6.根據(jù)權利要求5的光掃描裝置，其中第一輻射靈敏檢測器包括按第一對正交劃分線之間的象限排列的四個子檢測器，和第二輻射靈敏檢測器包括按第二對正交劃分線之間的象限排列的四個子檢測器，第一和第二對線相互成45°角，該裝置還包括象散單元，該單元排列在反射光束的光徑中和具有第一象散功率的中心區(qū)域和具有第二象限功率圍繞中心區(qū)域的環(huán)狀區(qū)域，中心區(qū)域的主方向分環(huán)狀區(qū)域的主方向形成45°角。
7.根據(jù)權利要求2的光掃描裝置，該裝置包括分光單元，用于把由記錄載體反射的輻射光束分成第一和第二檢測光束，第一輻射感應檢測器被排列在第一檢測光束的光徑中而第二輻射感應檢測器被排列在第二檢測光束的光徑中，其中第二檢測光束包括主要來自中心區(qū)域的輻射和第二檢測光束包括來自至少環(huán)狀外部區(qū)域的輻射。
8.根據(jù)權利要求7的光掃描裝置，其中分光單元具有耦合來自輻射源的輻射光徑的反射光束的附加作用。
9.根據(jù)權利要求2的光掃描裝置，其特征在于，定向裝置包括具有輻射感應檢測器的聚焦誤差檢測系統(tǒng)，用于在來自掃描記錄載體的輻射的反射光束中的輻射中形成聚焦誤差信號，檢測器的輻射靈敏表面具有有效尺寸，以致當掃描第一種記錄載體時它捕獲基本上來自反射光束的整個截面的輻射形成最佳聚焦誤差信號，而當掃描第二種記錄載體時，它捕獲主要來自所述截面的中心區(qū)域的輻射用于形成近軸聚焦誤差信號。
10.根據(jù)權利要求9的光掃描裝置，其特征在于，它包括排列在反射光束中的分光單元，用于形成第零階光束和衍射高階光束，和排列在第零階光束中的檢測系統(tǒng)，用于產(chǎn)生表示存貯在信息層中的信息的信息信號，還在于，用于形成聚焦誤差信號的輻射感應檢測器被排列在衍射高階光束的光徑中。
11.根據(jù)權利要求2的光掃描裝置，其特征在于，定位裝置包括排列在反射光束的光徑中的可調(diào)截斷裝置，用于當掃描第二種記錄載體時截斷在反射光束的截面的環(huán)狀外部區(qū)域中的輻射，和具有輻射感應檢測器的聚焦檢測系統(tǒng)，用于形成來自產(chǎn)生在第二記錄載體的反射光束中輻射的聚焦誤差信號，聚焦誤差信號當掃描第一種記錄載體時是最佳聚焦誤差信號和當掃描第二種記錄載體時是近軸聚焦誤差信號。
12.根據(jù)權利要求11的光掃描裝置，其特征在于，可調(diào)截斷裝置包括液晶單元，該單元具有接收反射光束的截面的中心區(qū)域的輻射的中心區(qū)域和圍繞中心區(qū)域的環(huán)狀區(qū)域，該單元正被操作地連接，以使通過環(huán)狀區(qū)域的輻射的極化方向相對于通過液晶單元的中心區(qū)域的輻射的極化方向當掃描第一種記錄載體時旋轉0°角而當掃描第二種記錄載體時旋轉90°角，該截斷裝置還包括排列在液晶單元和聚焦誤差檢測系統(tǒng)之間的極化器，極化器正被定向為把來自單元的中心區(qū)域的輻射發(fā)送到聚焦誤差檢測系統(tǒng)。
13.根據(jù)權利要求11的光掃描裝置，其特征在于可調(diào)截斷裝置包括具有中心區(qū)域的半波單元，用于接收反射光束的截面的中心區(qū)域和環(huán)繞中心區(qū)域的環(huán)狀區(qū)域的輻射，以使通過單元的中心區(qū)域的輻射的極化方向相對于通過環(huán)狀區(qū)域的輻射旋轉90°，該裝置也包括可移動排列在半波單元和輻射靈敏檢測器之間的極化器，用于發(fā)送通過單元的中心區(qū)域的輻射。
14.根據(jù)權利要求1的光掃描裝置，該裝置包括第一和第二輻射感應信息檢測器，用于從由記錄載體反射的輻射光束產(chǎn)生電信息信號，其中第一信息檢測器截斷基本上來自反射光束的整個截面的輻射和第二信息檢測器截斷主要來自所述截面的中心區(qū)域的輻射。
15.根據(jù)權利要求14的光掃描裝置，其特征在于，第二信息檢測器構成第一信息檢測器的中心部分。
16.根據(jù)權利要求1的光掃描裝置，該裝置包括輻射感應信息檢測器，用于從掃描記錄載體反射的輻射光束中產(chǎn)生信息信號，信息檢測器的輻射靈敏表面具有有效的尺寸，以使它當掃描第一種記錄載體時捕獲從由掃描記錄載體反射的輻射光束的整個截面來的輻射和當掃描第二種記錄載體時捕獲主要從截面的中心區(qū)域來的輻射。
17.根據(jù)權利要求1的光掃描裝置，其中第一厚度比第二厚度要小。
18.根據(jù)權利要求17的光掃描裝置，其中第一信息層具有信息密度比第二信息層要高。
19.用于光掃描具有第一信息層和第一厚度的第一透明層的第一種記錄載體和具有第二信息層和與第一厚度不同的第二厚度的第二透明層的第二種記錄載體的方法，該方法包括當掃描第一種記錄載體時用物鏡把通過第一透明層的輻射光束按最佳聚焦基本上會聚到第一信息層上的步驟，和當掃描第二種記錄載體時用物鏡把通過第二透明層的輻射光束接近軸聚焦基本上會聚到第二信息層上的步驟。
20.根據(jù)權利要求19的方法，該方法包括當掃描第一種記錄載體時從由記錄載體反射的輻射光束的截面的至少環(huán)狀外部區(qū)域的輻射中形成最佳誤差信號的步驟，和當掃描第二種記錄載體時從主要在環(huán)狀外部區(qū)域內(nèi)的中心區(qū)域的輻射中形成近軸聚焦的步驟，和當掃描第一種記錄載體時響應最佳聚焦誤差信號和當掃描第二種記錄載體時響應近軸聚焦誤差來控制物鏡的位置的步驟。
21.根據(jù)權利要求19的方法，該方法包括當掃描第一種記錄載體時從由記錄載體反射的輻射光束的基本上整個截面的輻射中產(chǎn)生信息信號，和當掃描第二種記錄載體時產(chǎn)生來自所述截面的中心區(qū)域的輻射的信息信號。
全文摘要
一種光掃描裝置能夠掃描兩種記錄載體，每種記錄載體具有不同厚度的透明層，其中輻射光束通過透明層掃描記錄載體的信息層。當掃描第一種記錄載體時掃描輻射光束的最佳聚焦是位于信息層上和當掃描第二記錄載體時輻射光束的近軸聚焦是位于信息層上。
文檔編號H04N5/783GK1152369SQ96190438
公開日1997年6月18日 申請日期1996年3月8日 優(yōu)先權日1995年3月15日
發(fā)明者J·J·M·布蘭特, I·P·B·烏本斯, J·H·庫姆斯, J·桑尼維爾德, J·P·C·克龍, P·T·尤特 申請人:菲利浦電子有限公司