CN101084547A

CN101084547A - 用于记录载体的读取设备

Info

Publication number: CN101084547A
Application number: CNA2005800438208A
Authority: CN
Inventors: A·M·范德利; W·M·J·M·科恩; A·P·赫克斯特拉
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-12-05
Also published as: KR20070095341A; TW200641861A; EP1831885A2; WO2006067696A2; WO2006067696A3; JP2008524766A; US20090296556A1

Abstract

本发明给出了一种高效的读取设备，在该设备中，即使一个辐射束中断，也不会由信息缺失，并且不需要耗时的循环操作仍然能够读取出信息。本发明通过提供用于形成由来自辐射源(4)多个辐射束建立的读取光斑(A，B，C，D，E)的读取设备(附图5A)和装置(附图4)来解决这一问题。这具有这样的优点：各个读取光斑将会具有来自不同辐射束的能量贡献份额，并且即使有一个辐射束中止，某些读取光斑的强度的确会减小，但是由于来自其它辐射束的贡献份额，仍然能够读取出信息。

Description

用于记录载体的读取设备

技术领域

本发明涉及一种用于从记录载体中取回信息的读取设备，包括用于借助至少两个独立的辐射束同时照射记录载体的轨道的照射装置，记录在受照射轨道中的信息是从辐射束的反射部分中取回的。

背景技术

US6373793公开了一种用于从光盘中取回信息的读取设备。该读取设备包括用于借助至少两个独立的辐射束同时照射光盘的轨道，记录在受照射轨道中的信息是从辐射束的反射部分中取回的。

在US6373793中公开的读取设备中，已经认识到，如果辐射束之一中断，则读取结果从剩余的辐射束中获得，从而不会丢失信息。这一读取是用循环操作进行的。针对光盘的一圈旋转读取信息并且进行两个轨道的向前轨道跳跃。此时，再次针对另一圈旋转读取所记录的信息并且该处理重复进行。这样的读取需要针对光盘的额外旋转圈次进行轨道跳跃和循环操作，以便仍然能够读取所有信息而不会有实质的缺失，这是很费时间的。因此读取速度较慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于从记录载体中取回信息的高效读取设备，在该设备中，即使有一个辐射束中断，仍然能够不降低读取速度地读取出信息。

本发明的目的是通过提供开头段落中提到的读取设备来实现的，该读取设备的特征在于，照射装置适合于用于在多个轨道上照射出由来自所述至少两个辐射束中的至少两个的贡献份额构成的至少一个读取光斑。这样做的优点是：各个读取光斑具有来自不同辐射束的能量贡献份额。如果一个辐射束中断，仍然能够借助来自其它辐射束的贡献份额读取出信息。这不需要针对光盘的额外转动圈次进行循环操作，并且不需要轨道跳越，而循环操作和轨道跳越都是US6373793中公开的现有读取设备需要的。因而，读取速度基本上保持不变。在本发明的实施方式中，照射装置包括用于将至少两个辐射束各自转换成至少两个子辐射束的全息元件，其中该照射装置适合于用于通过组合来自于所述至少两个独立辐射束中的至少两个的子辐射束来形成至少一个读取光斑。该全息元件将各个辐射束转换成子辐射束的阵列。这些子辐射束用于构成读取光斑。将读取光斑构成为：各个读取光斑具有来自不同辐射束的贡献份额。因此，如果一个辐射束中断，仍然能够借助来自其它辐射束的贡献份额读取出信息。最好将借助全息元件这样构成的读取光斑照射在光盘的N个轨道上。

在优选实施方式中，所使用的全息元件是光栅元件。注意，这样的光栅元件本身可从US6373793中获知。不过，在US6373793中，光栅元件仅仅用于辐射束的衍射，而不是按照本发明那样用于将辐射束转换成子辐射束的阵列和构成读取光斑。

光栅元件最好是具有重复的单位元(unit cell)的周期性结构。该光栅元件是通过将周期性表面变化压制到材料中而制成的。由于表面高度的差异，辐射束的相位得到了空间上的调制。在按照本发明的读取设备中，最好使用二元相位光栅，其中高度差实质上对应于相位差。为了切换光栅，要使高度有效地启用/停用。运用切换来将读取设备从写入模式改变到读取模式并且反之亦然。辐射束在写入模式下没有变化，而在读取模式下，不同辐射束的子辐射束发生重叠以形成读取光斑。

最好，光栅由双折射材料制成，从而光栅对于辐射束的不同线偏振方向具有不同的折射率。按照本发明的另一种实施方式，光栅由液晶(LC)元形成。施加电压变化会改变LC材料针对辐射束的一个线偏振方向的折射率。将该光栅结构放在LC材料中。使该结构的高度和LC材料的高度相匹配，以使相位深度对于一个电压值是2π的倍数，而对另一个电压值，是期望的相位深度。

在另一种实施方式中，光栅元件包括处于不同位置上的两个光栅元件。这些元件之一可以是没有明显空间高度变化的简单玻璃板。可以使这些光栅元件相对于辐射束移动。

在另一种实施方式中，用于同时照射记录载体的轨道的照射装置是由不同的辐射源构成的。在这种情况下，一个辐射源的故障最好通过增加供应给剩余辐射源的功率来加以补偿。

而且，可以将按照本发明的实施方式的读取设备便利地结合到用于读取记录载体(比如CD、DVD、蓝光、TwoDOS)的驱动***或者多束近场播放器中。

附图说明

从下面说明书中介绍的实施方式中并且参照附图，本发明的这些和其它方面和优点将会变得显而易见，其中，

附图1表示记录载体；

附图2A表示用于从记录载体中读取信息的现有读取设备；

附图2B表示使用现有读取设备在五条轨道上形成的读取光斑；

附图3A、附图3B图解说明由现有读取设备建立的读取光斑；

附图3C和附图3D图解说明按照本发明由多个辐射束建立的读取光斑；

附图4表示按照本发明的读取光斑的构成；

附图5A表示按照本发明的读取设备；

附图5B表示使用按照本发明的读取设备在五个轨道上形成的读取光斑；

附图6表示本发明的实施方式，其中光栅元件由双折射材料制成；

附图7表示本发明的实施方式，其中光栅元件由LC材料制成；和

附图8表示本发明的实施方式，其中光栅元件由处于不同位置上的两个光栅元件构成。

具体实施方式

附图1表示具有单一轨道2和中心孔3的盘形记录载体1。该轨道代表一连串预先记录或可记录的代表信息的标记并且该轨道排列成螺旋图案。按照其它可选方案，轨道2可以是同心或平行的。可记录盘的例子是CD-R、CD-RW以及DVD的可写版本(比如DVD+RW)。应当注意，也可以使用其它类型的介质，比如卡式信息载体，在这种信息载体上记录着信息信号并且信息信号是借助辐射束从这种信息载体中再现出来的。

附图2A是按照US6373793中公开的常规方法读取光盘的现有读取设备。如附图2A中所示，读取设备包括辐射源4，该辐射源产生辐射束，这些辐射束穿过会聚透镜5，以形成平行辐射束6。分束器7对这些辐射束进行分劈。聚焦透镜8将辐射束聚焦在光盘1的表面上。多元件检测器9检测这些辐射束的反射部分6a。在从光盘1的表面反射回来之后，反射束6a穿过透镜8并且由分束器7偏转，以致变成单独入射在多元件检测器9上。

附图2B表示如US6373793中公开的那样读取五条轨道2a、2b、2c、2d和2e上的信息。在光盘上，各个读取光斑(A，B，C，D，E)成像在轨道2a、2b、2c、2d和2e之一上，如果一个辐射束中断，则不会再存在对应的读取光斑并且将会造成信息缺失。在US6373793中公开的现有读取设备中，已经认识到，如果辐射束之一中断，则使用剩余的辐射束进行读取，从而不会使任何信息缺失。在附图2A的现有读取设备中，利用循环操作实施五条轨道的同时读取。针对光盘的一圈旋转读取信息，并且进行两条轨道的向前轨道跳跃。此时再次针对一圈旋转读取所记录的信息并且该处理过程自身重复进行。如果应该仍然有可能无缺失地读取出所有的信息，则这样的读取需要针对光盘的额外旋转圈次进行轨道跳跃和循环操作，这是费时的操作过程。不过，这里的问题是，读取过程遭到打断，所以使读取速度降低。此外，同样对CD、DVD以及其它要同时再现多条轨道并且因此出现类似问题的记录载体使用了类似的方法。

附图3A到3D中图解说明了本发明的精髓。附图3A和3B图解说明了由现有读取设备建立的读取光斑的效果。在附图3A中，两个辐射束R₀和R₁形成两个读取光斑A和B。读取光斑A是由辐射束R₀形成的，读取光斑B是由辐射束R₁形成的。如果辐射束R₁中断，则将不会形成相应的读取光斑B，造成信息缺失，如附图3B中所示。

按照本发明，读取光斑是由多个辐射束建立的，从而各个读取光斑具有来自于不同辐射束的能量贡献份额，参见附图3C。在附图3C中，有两个辐射束R₀和R₁以及两个读取光斑A和B。读取光斑A是由来自于辐射束R₀和辐射束R₁的贡献份额形成的，而读取光斑B也是由来自于辐射束R₁和辐射束R₀的贡献份额形成的。在这种情况下，如果辐射束R₁中断，则读取光斑B将仍然包含来自于辐射束R₀的贡献份额。即使辐射束R₁中断，仍然能够无信息缺失地读到读取光斑B。从本质上讲，这些读取光斑接收到了来自不同辐射束的能量贡献份额。最好，通过增加供应给剩余辐射束的功率来补偿一个辐射束的中断，读取光斑是由多个辐射束建立的，从而不会有信息缺失。

附图4是表示如何形成按照本发明的读取光斑的详细示意图，假设同时读取五条轨道。下面将详细解释读取光斑的构成。

光栅元件10将各个辐射束(R₀、R₁、R₂、R₃、R₄)分成五个子辐射束。这造就了子辐射束的阵列S_mn，m和n是从0到4的整数。这些子辐射束用在读取光斑A、B、C、D和E的构成中，如附图4中所示。从附图4中的垂直虚线可以看出对各个读取光斑的贡献份额。在这个例子中：

-读取光斑A具有来自子辐射束S₀₂、子辐射束S₁₁和子辐射束S₂₀的贡献份额，

-读取光斑B具有来自子辐射束S₀₃、子辐射束S₁₂、子辐射束S₂₁和子辐射束S₃₀的贡献份额，

-读取光斑C具有来自子辐射束S₀₄、子辐射束S₁₃、子辐射束S₂₂、子辐射束S₃₁和子辐射束S₄₀的贡献份额，

-读取光斑D具有来自子辐射束S₁₄、子辐射束S₂₃、子辐射束S₃₂和子辐射束S₄₁的贡献份额，和

-读取光斑E具有来自子辐射束S₂₄、子辐射束S₃₃和子辐射束S₄₂的贡献份额。

读取光斑A、B、C、D和E是这样构成的：使得各个读取光斑具有来自至少两个辐射束中的至少两个的能量贡献份额。

从前面的介绍中，显而易见，如果一个辐射束中止，则这些读取光斑中的一部分的强度将会减弱，但是由于来自其它辐射束的贡献份额，仍然能够读取出信息。在优选实施方式中，缺少一个辐射束造成的损失可以由剩余子辐射束来加以补偿，因为对这些子辐射束的功率进行了增加。

例如，考虑读取光斑C。如果辐射束R₂中断，则读取光斑C将仍然具有来自子辐射束S₀₄、子辐射束S₁₃、子辐射束S₃₁和子辐射束S₄₀的贡献份额。因此，辐射束R₂的中止将会降低读取光斑C的强度，但是仍然能够读取出信息。最好，通过增加供应给剩余辐射束(R₀、R₁、R₃和R₄)的功率来补偿辐射束R₂的中断。因此强度几乎不会受到影响。构成读取光斑的方法是参照附图4利用五条轨道的例子来加以图解说明的，但是该方法可以一般性地应用于任何数量的轨道和任意数量的读取光斑。

如附图4中所示，读取光斑的构成是借助光栅元件10来实现的，可以使该光栅元件在读取期间启用而在写入模式下停用。在写入模式下，光栅的状态是这样的：使辐射束不发生改变，而在读取模式下，光栅的状态是这样的：从不同辐射束产生在读取光斑上重叠的子辐射束。

附图5A和5B表示按照本发明的光盘读取设备的实施方式。与附图2A和附图2B中所示元件的功能或构造相同的元件用相同的附图标记标注并且这里不再详加介绍。本发明的读取设备包括同时照射光盘1的轨道2a、2b、2c、2d和2c的辐射源。记录在这些轨道中的信息由这些辐射束照射并且从这些辐射束的反射部分中读出。此外，按照本发明，这些辐射束可以由不同的辐射源4产生。在参照附图4讨论的例子中，使用了五个辐射束R₀、R₁、R₂、R₃、R₄。这些辐射束可以由不同的辐射源4产生。各个辐射源4可以具有它自己的电流驱动，该电流驱动可以取决于要由该辐射源发射出的辐射束的期望输出功率而独立于其它辐射源地加以调制。在本发明的读取设备中，即使一个辐射束故障，也不会有信息缺失，并且不用对光盘的额外旋转圈次进行循环操作且不用进行任何轨道跳跃，也仍然能够读取出信息，而这正是附图2A的现有读取设备所需要的。为了实现这一效果，该读取设备包括光栅元件10，该光栅元件用于将各个辐射束变换成五个子辐射束，光斑间隔等于每两个相互相邻的轨道2a、2b、2c、2d、2e之间的距离。用于将各个辐射束转换成子辐射束的光栅元件10最好是周期性结构。该光栅元件10可以例如通过将周期性表面变化压制到适当的材料上来制成。辐射束的相位是由表面高度的差异来从空间上调制的。该光栅最好是二元相位光栅，其中高度差对应于相位差。为了切换光栅，要使高度有效地启用/停用。运用切换来实现从写入模式到读取模式的变化以及相反的变化。辐射束在写入模式下没有变化，而在读取模式下，不同辐射束的子辐射束发生重叠。

附图5B表示按照本发明形成在五条轨道2a、2b、2c、2d和2e上的读取光斑(A、B、C、D、E)。各个读取光斑是由多个辐射束建立的。如前面参照附图4介绍的那样，形成五个读取光斑，各个光斑照射五条轨道2a、2b、2c、2d和2e之一。五个读取光斑中的各个光斑由来自至少三个辐射束的贡献份额构成。而且，一个辐射源的故障可以通过增加供应给剩余辐射源的功率来加以补偿。

附图6中示出了适用于按照本发明的读取设备的光栅元件的构造。在这种实施方式中，光栅元件11由双折射材料制成，从而辐射束的不同线偏振方向给予光栅不同的折射率。切换可以借助半波长板或液晶元(LC)11a来实现。这一元件用于旋转辐射束的入射偏振方向。快轴的取向决定了半波长板的入射偏振状态。对于LC元，跨越LC元件的电压决定LC分子的取向并且因此决定了这个LC元的双折射性。这决定了入射偏振状态。

二元双折射光栅的深度是这样的：相位深度对于一种偏振是2π的倍数，而对于另一种偏振，该相位深度是期望相位深度，

n_o＝2πλm和

n_e＝(α+1)2πλ，

其中

n_o是沿着寻常轴的折射率，

n_e是沿着异常轴的折射率，

α2π给出光栅modulo 2π的期望相位深度，

m和1是整数，

λ是波长。

附图7中示出了光栅元件的另一种可供选用的构造。光栅元件12由包括单轴液晶材料的液晶(LC)元制成。对电极12A施加电压变化会在LC元中引发针对辐射束的一个线偏振方向的空间上各不相同的折射率变化。将光栅结构放置在LC材料内。LC元在一个电压值下并不会造成空间上各不相同的折射率结构(写入模式)，而在另一个电压值下，折射率的空间调制会带来产生辐射子束的期望二元光栅(读取模式)。

附图8中示出了光栅元件的再另一种构造，包括处于基板15的不同位置上的两个光栅元件13，14。这两个光栅元件13、14中，一个可以是没有空间高度变化的简单玻璃板。光栅元件13、14可相对于辐射束移动。在基板的一个位置上，辐射束穿过光栅元件之一(写入模式)并且在另一个位置上，辐射束穿过另一个光栅元件(写入模式)。

将按照前述实施方式中的任何一个的本发明的读取设备便利地结合在用于读取诸如CD、DVD、蓝光、TwoDOS之类的记录载体的驱动***或者近场盘播放器中，在这些驱动***或播放器中，要同时再现多个轨道，而不会有任何信息丢失，如本发明中所讨论的那样。

将光盘1以其中心区域安放在结合了附图5A中所示的读取设备的盘播放器中的盘台上，并且借助与盘台联动的主轴电机使光盘1围绕着它自己的轴旋转。在盘播放器中，定位读取设备，使得聚焦透镜8朝向在进行旋转的光盘的信号记录表面。将该读取设备支撑得能够跨越光盘1沿径向移动。在使光盘1围绕着它自己的轴旋转时，读取设备沿着记录轨道2读取所记录的信息信号。

在本申请中，是参照本发明的具体实施方式对本发明加以介绍的。不过，显然，可以对这些实施方式做出各种不同的修改和改变，而不会超出所附权利要求中提出的本发明的较为宽泛的思想和范围。由此应将附图看成说明性的而不是限定性的。

Claims

1.一种用于从记录载体(1)中取回信息的读取设备，包括用于借助至少两个辐射束同时照射所述记录载体的轨道(2)的照射装置，记录在所照射的轨道中的信息是从所述辐射束的反射部分中取回的，其特征在于，所述照射装置适合于照射出由来自所述至少两个辐射束中的至少两个的贡献份额构成的读取光斑。

2.按照权利要求1所述的读取设备，其中所述照射装置包括用于将所述至少两个辐射束各自变换成至少两个子辐射束的光栅元件(10)，并且其中所述照射装置适合于通过组合来自所述至少两个辐射束的至少两个的子辐射束来形成至少一个读取光斑。

3.按照权利要求1所述的读取设备，其中在N个轨道(2)上形成N个读取光斑，N个读取光斑中的每一个读取光斑由至少两个辐射束的贡献份额构成。

4.按照权利要求2中所述的读取设备，其中所述光栅元件(11)是这样的：该光栅包括双折射材料，并且该光栅对于辐射束的不同偏振状态具有不同的折射率。

5.按照权利要求2所述的读取设备，其中光栅元件(12)包括LC元。

6.按照权利要求2所述的读取设备，其中所述光栅元件包括处于不同位置上的两个光栅元件(13，14)，并且使用运动来相对于所述辐射束移动所述光栅元件(13，14)。

7.按照权利要求1所述的读取设备，其中各个辐射束是由不同的辐射源(4)产生的。

8.按照权利要求1所述的读取设备，其中一个辐射源发生故障是通过增加供应给剩余辐射源的功率来加以补偿的。

9.一种驱动***，包括权利要求1到8中任何一项所述的用于从记录载体(1)中取回信息的读取设备。