CZ289539B6 - Optický nosič záznamu, způsob jeho skenování a zařízení pro provádění způsobu - Google Patents

Optický nosič záznamu, způsob jeho skenování a zařízení pro provádění způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ289539B6
CZ289539B6 CZ19961174A CZ117496A CZ289539B6 CZ 289539 B6 CZ289539 B6 CZ 289539B6 CZ 19961174 A CZ19961174 A CZ 19961174A CZ 117496 A CZ117496 A CZ 117496A CZ 289539 B6 CZ289539 B6 CZ 289539B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
information
record carrier
layers
radiation
layer
Prior art date
Application number
CZ19961174A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ117496A3 (cs
Inventor
Antonius H. M. Holtslag
Peter Coops
Jacobus P.J. Heemskerk
Derk Visser
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26136515&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ289539(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from US08/299,861 external-priority patent/US5677903A/en
Application filed by Koninklijke Philips Electronics N. V. filed Critical Koninklijke Philips Electronics N. V.
Publication of CZ117496A3 publication Critical patent/CZ117496A3/cs
Publication of CZ289539B6 publication Critical patent/CZ289539B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005—Reproducing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0903—Multi-beam tracking systems
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08511—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0909—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

Optick² nosi z znamu m v ce informa n ch vrstev (3, 4, 5), ulo en²ch v r zn²ch hloubk ch nosi e z znamu, p°i em informa n vrstvy (3, 4, 5) jsou odd leny odd lovac mi vrstvami (6, 7). Tlou ka souvrstv (2), definovan jako vzd lenost mezi horn m povrchem nejvy informa n vrstvy (5) a doln m povrchem nejni informa n vrstvy (3), je men ne hodnota 2d definovan rovnic 34 n.sup.3.n. .lambda. .SQRT.r 2d = ------------------------ (n.sup.2.n.-1)(NA).sup.4.n. kde n je hodnota reprezentativn pro index lomu odd lovac ch vrstev (6, 7), .lambda. je vlnov d lka svazku z °en , ur en ho pro skenov n informa n vrstvy p°i z znamu nebo sn m n , pro svazek z °en ve vakuu, NA je numerick apertura prost°edku pro zaost°ov n svazku z °en do skenovac ho bodu, j m m b²t informa n vrstva skenov na p°i z znamu nebo sn m n , a r je maxim ln p° pustn² pokles Strehlovy intenzity skenovac ho bodu svazku z °en na nosi i z znamu vlivem sf rick aberace, rovn² nejv² e 0,05. P°i zp sobu se nosi z znamu p°i zaznamen v n nebo sn m n informace skenuje svazkem z °en , do n ho byla zavedena zaost°ovac m prost°edkem st l sf rick aberace, p°i°azen souvrstv vrstev (3, 6, 4, 7, 5) na nosi i z znamu, kter kompenzuje sf rickou aberaci, vyvol vanou ve svazku z °en , kdy je zaost°en do p°ibli n poloviny tlou ky souvrstv informa n ch vrstev. e en tak navrhuje za° zen pro prov d n zp sobu.\

Description

Optický nosič záznamu, způsob jeho skenování a zařízení pro provádění způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká optických nosičů záznamu, majících více informačních vrstev, uložených v různých hloubkách nosiče záznamu, přičemž informační vrstvy jsou odděleny oddělovacími vrstvami.
Dosavadní stav techniky
Vícevrstvý nosič záznamu obsahuje souvrství informačních vrstev navzájem oddělených oddělovacími vrstvami, kde každá informační vrstva může obsahovat informace. Velká informační paměťová kapacita takového nosiče záznamu zvyšuje jeho výhodnost pro využití ve srovnání s jednovrstvými nosiči záznamu a snižuje cenu prostředku na jednotku uložené informace. Každá informační vrstva může být skenována nezávisle na ostatních informačních vrstvách pomocí svazku záření. V závislosti na typu nosiče záznamu může být informace během skenování zapisována do informační vrstvy a/nebo informace již zapsaná může být čtena nebo vymazávána. Informační vrstvy v souvrství mohou být skenovány prostřednictvím svazku záření, který přichází na nosič záznamu z jedné strany. Pro skenování jednotlivých informačních vrstev je měněna výška nebo axiální poloha skenovacího bodu, tvořeného svazkem záření. Informační obsah nosiče záznamu může být dále zvýšen tím, že se nosič záznamu vytvoří jako dvoustranný nosič záznamu. Pak je souvrství informačních vrstev umístěno na obou stranách nosiče záznamu a každé souvrství může být skenováno z rozdílné strany nosiče záznamu. Souvrství informačních vrstev může být vytvořeno na substrátu, který by měl být transparentní, jestliže je souvrství skenováno skrz substrát.
Aby nosič informace poskytoval co největší informační obsah a snížily se tak náklady na jednotku informace je doporučitelné maximalizovat počet informačních vrstev. Vhodný počet informačních vrstev v souvrství je však omezen jednak maximální tloušťkou souvrství a jednak požadovanou minimální vzájemnou vzdáleností informačních vrstev. Minimální vzájemná vzdálenost je určena přeslechem, tj. kvalita signálů vytvářených zářením přicházejícím ze skenované vrstvy je škodlivě ovlivňována zářením přicházejícím z ostatních vrstev. Evropská patentová přihláška č. 0 605 924 popisuje systém pro ukládání informací, v němž je minimální vzdálenost mezi informačními vrstvami určena požadavkem přijatelného přeslechu mezi informačními signály, reprezentujícími informaci uloženou v informačních vrstvách. Některé systémy tohoto typu se však vyznačují nedostatkem spočívajícím vtom, že je sledování informačních vrstev při skenování skenovacím bodem obtížné.
Pojem skenovací bod nebo ozařovací bod zde i v dalším textu značí lokálně soustředěné místo ve smyslu anglického termínu scanning spot nebo radiation spot, t.j. v podstatě skvrvna nebo bodově lokalizované místo, do nichž se svazek zaostřuje a pro něž lze definovat konkrétní malý geometrický průměr, o němž se také hovoří v dalším popisu.
Vynález si mimo jiné klade za úkol vytvořit systém pro pro práci s optickým nosičem informací, v němž by bylo možné náležitě skenovat informační vrstvy při současně nízkých nákladech.
Podstata vynálezu
Uvedeného cíle je dosaženo optickým nosičem záznamu, majícím více informačních vrstev, uložených v různých hloubkách nosiče záznamu, přičemž informační vrstvy jsou odděleny oddělovacími vrstvami, jehož podstatou je, že tloušťka souvrství, definovaná jako vzdálenost mezi horním povrchem nejvyšší informační vrstvy a dolním povrchem nejnižší informační vrstvy v souvrství vrstev na substrátu, je menší než hodnota
2d definovaná rovnicí η3 λ y/r
2d =--------------(n2-l)(NA)4 kde n je hodnota reprezentativní pro index lomu oddělovacích vrstev, λ je vlnová délka svazku záření, určeného pro skenování informační vrstvy při záznamu nebo snímání, pro svazek záření ve vakuu, NA je numerická apertura prostředku pro zaostřování svazku záření do skenovacího bodu, jímž má být informační vrstva skenována při záznamu nebo snímání, ar je maximální přípustný pokles Strehlovy intenzity skenovacího bodu svazku záření na nosiči záznamu vlivem sférické aberace, rovný nejvýše 0,05.
Podle výhodného provedení vynálezu je r nevýše rovný 0,01.
Vynález spočívá v seznání skutečnosti, že pro skenování vícevrstvého nosiče záznamu není vždy zapotřebí nastavitelný kompenzátor sférické aberace. Zařízení, opatřené pevným kompenzátorem sférické aberace může skenovat různé informační vrstvy vícevrstvého nosiče záznamu, pokud sférická aberace, vyvolávaná ve svazku záření, zaostřeném při různých hloubkách informačních vrstev, zůstává dostatečně malá.
Protože velikost sférické aberace v důsledku průchodu tloušťkou materiálu je závislá na indexu lomu materiálu a na numerické (číselné) apertuře paprsku záření, bude velikost rozsahu dostatečně malé sférické aberace rovněž záviset na těchto parametrech.
Velikost rozsahu dostatečně malé sférické aberace, uvnitř kterého mohou být informační vrstvy ještě skenovány s dostatečnou kvalitou, je určena přípustným zhoršením kvality skenovacího bodu určeným skenovacím zařízením. Zhoršení vede kméně uspokojivé detekci elektrických signálů odvozených od záření přicházejícího z nosiče záznamu. Zhoršení, které je maximálně přípustné pro specifický systém s informačním nosičem, může být vyjádřeno Strehlovou intenzitou skenovacího bodu. Strehlova intenzita je normalizovaná maximální intenzita radiálního rozložení záření skenovacího bodu. Při nulové aberaci je Strehlova intenzita 1 a pro velké aberace se blíží Strehlova intenzita k 0. Jestliže maximální přípustné snížení Strehlovy intenzity vlivem sférické aberace je dáno r, velikost rozsahu závisí na r a maximální tloušťka souvrství potom také závisí na r.
Jestliže informační vrstvy mají takové tloušťky, že je svazek znatelně ovlivněn indexem lomu informačních vrstev, je třeba, aby parametr n byl místo indexu lomu oddělovacích vrstev vážený průměr indexů lomu oddělovacích vrstev a informačních vrstev. Jestliže indexy lomu oddělovacích vrstev a/nebo indexy lomu informačních vrstev jsou rozdílné, je třeba, aby parametr n byl vážený průměr těchto rozdílných indexů lomu.
Jestliže jsou informační vrstvy skenovány skrz transparentní substrát, je třeba sférickou aberaci, působenou tímto substrátem, rovněž kompenzovat v zaostřovacím prostředku. Substrát obecně
-2 CZ 289539 B6 vykazuje malé výchylky tloušťky v určitém tolerančním rozmezí. Jestliže je kompenzována sférická aberace, působená substrátem o jmenovité tloušťce, působí odchylky tloušťky nekompenzovanou sférickou aberaci svazku záření. Tato přídavná sférická aberace zvyšuje část výše uvedené maximálně přípustné sférické aberace systému, takže sférická aberace, jakou lze připustit v souvrství, je snížena. Systém s nosičem informace podle vynálezu, v němž se skenování provádí skrz substrát a ve kterém je brán zřetel na přídavnou sférickou aberaci, se vyznačuje tím, že tloušťka souvrství je menší než 2d minus tolerance tloušťky substrátu.
Podle dalšího znaku vynálezu je proto substrát, nesoucí informační vrstvy, a vytvořený jako transparentní substrát, mající vstupní lícní plochu pro svazek záření na jedné straně a souvrství uvedených vrstev na druhé straně, řešen tak, že tloušťka souvrství je menší než 2d minus tolerance tloušťky substrátu.
Vynález také navrhuje způsob skenování výše uvedeného optického nosiče záznamu, při kterém se nosič záznamu při zaznamenávání nebo snímání informace skenuje svazkem záření, do něhož byla zavedena zaostřovacím prostředkem stálá sférická aberace, přiřazená souvrství vrstev na nosiči záznamu, která kompenzuje sférickou aberaci, vyvolávanou ve svazku záření, když je zaostřen do přibližně poloviny tloušťky souvrství informačních vrstev, a svazek záření se selektivně zaostřuje na jednotlivé informační vrstvy a zvolená informační vrstva se tak skenuje svazkem záření.
Dále vynález navrhuje zařízení pro provádění uvedeného způsobu, se zdrojem svazku záření a zaostřovacím prostředkem svazku záření, přičemž podle vynálezu je zaostřovací prostředek optický prostředek pro selektivní zaostřování svazku záření na jednotlivé informační vrstvy na nosiči záznamu, při zavádění pevné sférické aberace, přiřazené souvrství vrstev, do svazku záření, pro kompenzování sférické aberace, vyvolávané ve svazku záření při zaostřování do přibližně poloviny tloušťky souvrství informačních vrstev.
Zařízení je založeno na poznání toho, že rozsah vlivu přeslechů závisí na typu signálu odvozovaného ze záření, přicházejícího z informační vrstvy. Přeslech mezi chybovými servosignály může především vést ke striktním požadavkům na minimální vzdálenost. V zaostřovacím servosystému, kterým zařízení udržuje skenovací bod na skenované informační vrstvě, je tvar S-křivky, tj. křivky odezvy zaostřovacího servosystému jako funkce vzdálenosti mezi skenovacím bodem a informační vrstvou, ovlivňován sousední informační vrstvou. Tato křivka má obecně kladný a záporný extrém, zatímco průchod nulou mezi nimi je bod, ke kterému servosystém řídí polohu. Podle vynálezu musí být tloušťka každé oddělovací vrstvy v souvrství alespoň 1,5 násobkem indexu lomu n oddělovací vrstvy, násobeného mezivrcholovou vzdáleností S-křivky zaostřovacího servoystému. Tloušťka pod uvedenou minimální hodnotou přináší riziko rozsáhlých přeslechů. Minimální tloušťka oddělovací vrstvy je přibližně 18n pm pro zaostřovací servosystém s mezivrcholovou vzdáleností 12 pm. Speciální zaostřovací servosystém, konstruovaný pro skenování vícevrstvých nosičů záznamu, má mezivrcholovou vzdálenost 8 pm, takže minimální tloušťka oddělovací vrstvy je 12n pm. Minimální tloušťka oddělovací vrstvy poskytuje nosič záznamu s vysokou hustotou informace, nebo nízkou cenou na jednotku informace, a informační vrstvy, které mohou být správně skenovány.
Podle dalšího znaku zařízení podle vynálezu je mezivrcholová vzdálenost S-křivky zaostřovacího servosystému větší než tloušťka každé jednotlivé oddělovací vrstvy nosiče záznamu, dělená čtyřnásobkem indexu lomu této oddělovací vrstvy. Tloušťka oddělovací vrstvy je tak menší než je součin čtyřnásobku indexu lomu oddělovací vrstvy a mezivrcholové vzdálenosti S-křivky zaostřovacího servosystému. Větší tloušťka působí nadbytečný pokles hustoty informace nosiče záznamu. Tloušťka je přednostně rovná přibližně dvojnásobku indexu lomu oddělovací vrstvy, násobenému mezivrcholovou vzdáleností.
Evropská patentová přihláška č. 0 517 491 popisuje systém pro práci s nosiči informací, obsahující zařízení pro čtení informačních vrstev ve vícevrstvém nosiči záznamu. Zařízení je vybaveno nastavitelným kompenzátorem sférické aberace pro kompenzování sférické aberace, vyvolávané ve svazku záření zařízení, když prochází materiálem nosiče záznamu. Protože informační vrstvy jsou umístěny v rozdílných hloubkách v nosiči záznamu, používá prostředek pro každou informační vrstvu speciální nastavení kompenzátoru. Nevýhodou tohoto známého systému pro práci s nosiči informací je, že je třeba oddělená kompenzace pro každou informační vrstvu. Kompenzátor, který to může realizovat, je složitý a poměrně drahý. Poměrně nízká cena nosiče záznamu na jednotku informace je tak neutralizována poměrně drahým skenovacím zařízením.
Vynález umožňuje, že zaostřovací prostředky zavádějí takovou pevnou sférickou aberaci ve svazku záření, přiřazenou souvrství informačních vrstev, že tato aberace kompenzuje sférickou aberaci, vyvolávanou ve svazku záření při jeho zaostření na přibližně polovinu tloušťky souvrství informačních vrstev.
Toto je založeno na poznání, že souvrství informačních vrstev může být skenováno dostatečně korigovaným skenovacím bodem, když užívá jednoduchou, konstantní a vhodně vybranou kompenzaci sférické aberace. Protože sférická aberace není nadále kompenzovaná pro každou informační vrstvu samostatně, jako ve známém systému, mohou být zaostřovací prostředky provedeny jednodušeji, při snížení nákladů na skenovací zařízení. Sférická aberace, zaváděná svazkem záření při jeho zaostřování, která je funkcí tloušťky materiálu, kterým svazek prochází, se jeví dostatečně malá pro celkem široký rozsah tlouštěk, když rozsah tlouštěk je umístěn souměrně kolem tloušťky, pro kterou je svazek záření dobře kompenzován. Při kompenzování svazku záření takovým způsobem, že skenovací bod je přibližně v polovině tloušťky souvrství v podstatě bez sférické aberace, je možné skenovat informační vrstvy umístěné v uvedeném rozsahu po obou stranách této poloviny tloušťky s dostatečně nízkou sférickou aberaci. To umožňuje skenování souvrství informačních vrstev pomocí skenovacího svazku, u něhož stačí sférickou aberaci kompenzovat jen jednou.
Zařízení, vhodné pro skenování nosiče záznamu s jednoduchým souvrstvím tedy potřebuje pouze jednoduchou pevnou kompenzaci sférické aberace. Protože tato kompenzace může být zabudována do součástky, která je vždy přítomná v zařízení, například v objektivové čočce zaostřovacího prostředku, může být konstrukce zařízení značně zjednodušena. Značně jednodušší kompenzace sférické aberace podle vynálezu snižuje cenu skenovacího zařízení.
Podle dalšího znaku zařízení podle vynálezu zaostřovací servosystém obsahuje detekční systém s povrchem citlivým na záření, majícím největší rozměr menší než trojnásobek průměru ozařovacího bodu, vytvořeného na povrchu citlivém na záření zářením od nosiče záznamu, když je svazek záření optimálně zaostřen na skenovanou informační vrstvu.
Právě neskenované informační vrstvy vyvolávají vznik poměrně značně rozostřeného parazitního ozařovacího bodu na povrchu citlivém na záření, který působí přeslech. Servosystém pro řízení axiální polohy skenovacího bodu, tj. zaostřovací servosystém, bude ovlivněn přeslechem. Aby se minimalizoval přeslech na signál chyby zaostření je třeba, aby povrch detekčního systému, citlivý na záření, byl malý. Povrch citlivý na záření má proto největší rozměr menší než trojnásobek průměru ozařovacího místa bodu, vytvořeného na povrchu citlivém na záření zářením z nosiče záznamu, když je svazek záření optimálně zaostřen na skenovanou informační vrstvu. Je však třeba, aby povrch citlivý na záření měl jistý minimální rozměr, umožňující vytvořit uspokojivý signál chyby zaostření. Minimální rozměr je tedy s výhodou větší než 1,5 násobek uvedeného průměru ozařovacího bodu.
-4CZ 289539 B6
S takovým detekčním systémem zaostřovacího servosystému může být zajištěna výše uvedená mezivrcholová vzdálenost S-křivky o velikosti 8 μπι. Maximální rozměr povrchu, citlivého na záření, je přednostně přibližně rovný dvojnásobku průměru uvedeného ozařovacího bodu. Umístí-li se do svazku záření clona, omezující rozsah záření dopadajícího na povrch citlivý na záření, je možné při splnění výše uvedeného rozměrového požadavku použít detekční systém s poměrně velkým povrchem citlivým na záření. Výsledné zmenšení přeslechu mezi signály chyby zaostření umožňuje zmenšit na minimum vzdálenost mezi informačními vrstvami.
Zařízení pro skenování nosičů záznamu je obecně opatřeno sledovacím servosystémem, který umožňuje, že ozařovací (skenovací) bod sleduje stopy informační vrstvy, ve kterých jsou umístěny uložené informace. Také tento servosystém bude ovlivněn přeslechy, působenými právě neskenovanými informačními vrstvami, ležícími v blízkosti ozařovacího bodu. Aby tento vliv byl minimalizován, má detekční systém sledovacího systému, s povrchem citlivým na záření, majícím přednostně největší rozměr menší než trojnásobek průměru ozařovacího bodu na tomto povrchu, když je svazek záření optimálně zaostřen na jednu z informačních vrstev. Minimální rozměr je přednostně větší než průměr uvedeného ozařovacího bodu pro řádnou detekci. Tato minimální hodnota je nižší než výše uvedená minimální hodnota pro zaostřovací servosystém, protože sledovací servosystém potřebuje pracovat pouze tehdy, když je ozařovací bod zaostřen na informační vrstvu a vytváří tak poměrně malý bod na detekčním povrchu, zatímco zaostřovací servosystém musí pracovat také tehdy, když skenovací bod není správně zaostřen na informační vrstvu a vytváří tedy bod větší než zaostřený bod. Takový prostředek je pro začlenění do zařízení podle vynálezu zvlášť vhodný.
Některé typy skenovacích zařízení mohou být vybaveny dělicími prostředky, umístěnými v optické dráze mezi zdrojem záření a zaostřovacím prostředkem, pro vytvoření dvou servopaprsků a jednoho hlavního svazku (paprsku) ze svazku záření, přičemž oba servopaprsky jsou užity pro vytváření signálu chyby sledování. Podle vynálezu může být přeslech signálů chyby sledování v takovém zařízení snížen volbou výkonu hlavního svazku tak, že je menší než šestinásobek a s výhodou čtyřnásobek výkonu v každém ze servopaprsků. Přeslechy se jeví, že jsou působeny parazitním zářením hlavního svazku (paprsku), odráženým informační vrstvou, která není právě skenována, a dopadá na detekční systém servosystému. V zařízení podle vynálezu je množství záření v servopaprscích větší než je množství parazitního záření hlavního svazku (paprsku) v místě detektorů sledovacího servosystému, citlivých na záření. To omezuje vliv parazitního záření a tedy přeslech, a v důsledku dovoluje menší tloušťku oddělovací vrstvy.
Podle dalšího znaku vynálezu je tak v optické dráze mezi zdrojem záření a zaostřovacím prostředkem umístěn dělicí prostředek pro vytváření dvou sledovacích paprsků a jednoho hlavního svazku (paprsku) ze svazku záření, uzpůsobený pro generování výkonu v hlavním svazku (paprsku) menšího než šestinásobek výkonu v každém ze sledovacích paprsků.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 systém pro práci s optickými nosiči informací, obsahující nosič záznamu a skenovací zařízení podle vynálezu, obr. 2 tři detekční systémy zařízení, obr. 3 polohu tří skenovacích bodů na informační vrstvě, obr. 4 signál chyby zaostření jako funkci axiálního posunutí skenovacího bodu, a obr. 5 řez nosičem záznamu pro skenování skrz substrát. Shodné vztahové značky na různých obrázcích odpovídají stejným prvkům.
-5CZ 289539 B6
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn systém pro práci s optickými nosiči informací, obsahující vícevrstvý optický nosič 1 záznamu se souvrstvím tří informačních vrstev 3, 4 a 5, oddělených od sebe průhlednými oddělovacími vrstvami 6 a 7. Každá informační vrstva odráží alespoň část záření, které na ni dopadá, přičemž vrstvy 3 a 4 propouštějí alespoň část na ně dopadajícího záření. Každá informační vrstva má souběžné stopy 8, které jsou kolmé křovině výkresu a jsou označeny pro informační vrstvu 3. Informace může být ukládána v podobě opticky snímatelných oblastí, neznázoměných na obrázku, mezi stopami 8 nebo ve stopách 8. Snímatelné oblasti mohou být tvořeny prohlubněmi nebo hrbolky v informační vrstvě nebo oblastmi s odrazivostí nebo směrem magnetizace, které jsou odlišné od jejich okolí.
Systém dále obsahuje zařízení 10 pro skenování informačních vrstev. Zařízení obsahuje zdroj 11 záření, například diodový laser, vytvářející svazek 12 záření. Dělič 13 svazku, například částečně průhledné zrcadlo, vysílá svazek na zaostřovací prostředek 14, například objektivovou čočku, která zaostřuje svazek do skenovacího bodu 15 na jedné z informačních vrstev 3, 4 nebo 5. Část záření, odražená informační vrstvou, je přenášena přes objektivovou čočku 14 a dělič 13 svazku na detekční systém 16.
Když se nosič 1 záznamu pohne vzhledem ke skenovacímu bodu 15 v rovině informačních vrstev, bude skenovací bod skenovat stopu na jedné z informačních vrstev. Svazek záření, odrážený informační vrstvou, bude modulován informací uloženou v informační vrstvě, přičemž modulace může být detekována detekčním systémem 16. Detekční systém a elektronický zpracovávací obvod 17 převede modulaci na elektrický informační signál Si, představující informaci přečtenou z nosiče záznamu. Skenovací bod 15 může být přemístěn na jinou informační vrstvu změnou polohy bodu podél optické osy objektivové čočky zaostřovacího prostředku 14 (dále pro jednoduchost: objektivové čočky 14), například změnou axiální polohy objektivové čočky nebo změnou polohy všech optických částí zařízení, tj. zdroje záření, děliče svazku, objektivové čočky a detekčního systému.
Zařízení 10 je opatřeno zaostřovacím servosystémem pro udržování správného zaostření skenovacího bodu 15 na informační vrstvě během pohybu vrstvy vzhledem k bodu. Signál Sf chyby zaostření, tj. signál reprezentující axiální vzdálenost mezi skenovacím bodem a informační vrstvou, může být získán tak zvanou astigmatickou metodou známou z patentu US 4 023 033. Za tím účelem je povrch detekčního systému 16 citlivý na záření rozdělen do čtyř kvadrantů 16a, 16b. 16c a 16d, jak je znázorněno na obr. 2, každý kvadrant je spojen se zpracovávacím obvodem
17. Informační signál S; může být odvozen ze čtyř kvadrantů sečtením signálu kvadrantů.
Pro správnou detekci chyby zaostření zavádí zařízení 10 do záření dopadajícího na detekční systém 16 astigmatismus, například prostřednictvím děliče 13 svazku. V důsledku toho se tvar ozařovacího bodu na detekčním systému 16 mění v závislosti na chybě zaostření mezi tvary bodů
18, 19 a 20, jak jsou uvedeny na obr. 2 pro skenovací bod 18 pod informační vrstvou, skenovací bod 19 zaostřený na informační vrstvu, a skenovací bod 20 nad informační vrstvou. Signál Sf chyby zaostření může být odvozen sečtením signálů z protilehlých kvadrantů do dvou součtových signálů a vytvořením rozdílového signálu dvou součtových signálů. Signál Sf chyby zaostření je použit jako vstup pro zaostřovací servoobvod 21, který obsahuje servoelektroniku. Výstup obvodu 21 je použit k řízení lineárního motoru 22, který může měnit axiální polohu objektivové čočky 14 a tedy ovlivnit chybu zaostření.
Zařízení 10 je rovněž opatřeno radiálním servosystémem pro udržování skenovacího bodu 15 na stopě informační vrstvy. Signál Sr radiální chyby (odchylky) sledování, tj. signál reprezentující vzdálenost mezi středem skenovacího bodu 15 a střednicí skenované stopy 8, může být získán tak zvanou dvoupaprskovou metodou, známou například z patentu US 3 876 842. Za tím účelem
-6CZ 289539 B6 je zařízení 10 opatřeno dělicím prostředkem, například mřížkou 23, umístěnou do svazku 12 záření. Mřížka dělí svazek na paprsky řádu +1, -1 aO, tj. první paprsek 24, druhý sledovací paprsek 25 a hlavní svazek 26. Pro jasnost jsou znázorněny plné průběhy pouze prvního sledovacího paprsku a hlavního paprsku. Dva sledovací paprsky a hlavní svazek jsou zaostřovacím systémem 14 zaostřeny do tří bodů na skenovanou informační vrstvu, tj. informační vrstvu 3 v situaci na obr. 1. Posunutí na obr. 1 mezi polohou prvního sledovacího paprsku 24 a hlavního svazku 26 v místě objektivové čočky 14 bylo zvětšeno z důvodu názornosti.
Obr. 3 znázorňuje polohy tří ozařovacích (skenovacích) bodů, vytvořených na informační vrstvě 3 pro případ, kdy nejsou žádné radiální chyby sledování. Rozteč stop je rovna g. Stopa 27 je stopa, kterou skenovací bod musí v daném okamžiku sledovat. První a druhý sledovací paprsek tvoří sledovací bod 28 a sledovací bod 29. Skenovací bod 15, vytvořený hlavním svazkem 26, je umístěn na stopu 27. Když se nevyskytuje žádná chyba sledování, jako na obr. 2, je vzdálenost mezi sledovacím bodem a střednicí stopy 27 rovna Xg. Hodnota χ<> závisí na způsobu, jakým je odvozován signál radiální chyby sledování od záření ve sledovacích paprscích. Obvyklé hodnoty jsou q/4, q/2 a 3q/4.
Jak je znázorněno na obr. 1, je záření dvou sledovacích paprsků 24 a 25, odrážené informační vrstvou, přenášeno do detekčních systémů 30 a 31 přes objektivovou čočku 14 a dělič 13 svazku. Detekční systémy 30 a 31 jsou spojeny se zpracovávacím obvodem 17, který odvozuje signál Sr radiální chyby sledování odečtením dvou signálů z detekčních systémů 30 a 31. Signál Sr radiální chyby sledování je použit jako vstup pro servoobvod 32 radiálního sledování, obsahující servoelektroniku. Výstup obvodu 32 je použit k řízení lineárního motoru 22, který může také změnit příčnou polohu objektivové čočky 14 a tak ovlivnit radiální odchylku (chybu sledování).
Přítomnost informačních vrstev blízko informační vrstvy, na kterou je zaostřen hlavní svazek 26, obecně ovlivní signál Sf chyby zaostření ve formě přeslechu, jak bude nyní vysvětleno pomocí obr. 4. Tento obrázek znázorňuje signál Sf chyby zaostření jako funkci axiálního posunutí z skenovacího bodu 15. Křivka 35 je tak zvaná S-křivka informační vrstvy 3. Má dva extrémy 36 a 37 a průchod 38 nulou mezi extrémy. Když je skenovací bod v axiální poloze, označené průchodem 38 nulou, je skenovací bod v rovině informační vrstvy 3. Během skenování této vrstvy se bude zaostřovací servosystém, obsahující detekční systém 16. zpracovávací obvod 17, zaostřovací servoobvod 21 a lineární motor 22, snažit udržovat skenovací bod na průchodu 38 nulou.
Současně vytváří také sousední informační vrstva 4 signál chyby (odchylky) zaostření s Skřivkou 39, který působí přeslech na S-křivku 35. Celkový signál chyby zaostření je součtem Skřivek různých informačních vrstev. S-křivka 39 má průchod nulou posunutý vůči průchodu 38 S-křivky 35 nulou, výsledkem čehož je, že průchod součtového signálu chyby zaostření nulou je v poloze z odlišné od polohy průchodu 38 nulou. Skenovací bod 15 pak nebude umístěn na informační vrstvě 3 ale v poloze mezilehlé mezi informačními vrstvami 3 a 4. Posunu lze předejít zvýšením odstupu mezi informačními vrstvami 3 a 4, tj. zvětšením vzdálenosti mezi S-křivkami 35 a 39. Blízkost S-křivek také působí asymetrii tvaru křivek, která může mít za následek snímací problémy v zaostřovacím servosystému. Vzdálenost mezi S-křivkami musí být přednostně zvolena nejméně jako 4 násobek mezivrcholové vzdálenosti Sp S-křivky, aby se předešlo přesazení a asymetrii. Vzájemná minimální vzdálenost mezi informačními vrstvami je 4 χ η x Sp, kde n je index lomu oddělovací vrstvy 6 mezi dvěma informačními vrstvami. Maximální vzdálenost je přednostně 8 χ η x Sp v zájmu vysoké informační hustoty nosiče záznamu.
V provedení zařízení podle vynálezu může být minimální vzdálenost mezi informačními vrstvami snížena tím, že se sníží přeslech signálů chyby zaostření. Přeslech je způsoben zářením od právě neskenovaných informačních vrstev, dopadajícím na detekční systém 16, jak bylo vysvětleno v předchozím odstavci. Jelikož právě neskenované informační vrstvy neleží v rovině
-7CZ 289539 B6 skenovacího bodu 15, není záření od těchto vrstev zaostřeno na detekční systém 16 a tvoří tedy poměrně velký ozařovací bod na povrchu detekčního systému, citlivém na záření. Povrch detekčního systému 16, citlivý na záření, je ohraničen vnějším pravoúhelníkem prvku 16 na obr. 2.
V daném provedení zařízení podle vynálezu je velikost povrchu, citlivého na záření, menší než u obvyklých zařízení. Největší rozměr povrchu citlivého na záření je přednostně menší než 3 krát průměr ozařovacího bodu, vytvořeného na povrchu, když je svazek záření optimálně zaostřen na informační vrstvu. Potom je vliv záření neskenovaných informačních vrstev poměrně malý a v důsledku toho je malý i přeslech. Největší rozměr povrchu citlivého na záření je přednostně větší než 1,5 násobek uvedeného ozařovacího bodu, protože menší rozměry způsobí, že část záření v tvarech bodů 18 a 20 na obr. 2 padne mimo povrch citlivý na záření a tím omezí velikost signálu chyby zaostření a tedy hodnoty mezivrcholové vzdálenosti Sp. Pro detekční systém 16 na obr. 2 to znamená, že délka úhlopříčky čtverce povrchu, citlivého na záření, je přednostně v rozsahu mezi 1,5-násobkem a 3-násobkem průměru tvaru 19. Průměr bodu 30 pm má výsledek v úhlopříčce v rozmezí od 45 do 90 pm s přednostní hodnotou 60 pm. Průměr ozařovacího bodu je průměr tak zvané kružnice nejmenšího rozptylu při použití astigmatické zaostřovací metody. Pro ostatní ozařovací body je průměr roven průměru kružnice, obklopující 90 % energie bodu.
Účinek malého detekčního systému 16 na S-křivky je na obr. 4 znázorněn čárkovanými čarami. Celková šířka každé S-křivky je snížena na méně než dvojnásobek mezivrcholové vzdálenosti Sp a stejně tak také přeslech S-křivky 39 na S-křivku 35. Minimální vzdálenost informačních vrstev může být nyní snížena na 1,5 x n x Sp. Maximální vzdálenost je přednostně 3 x n x Sp. Přednostní vzdálenost uvnitř rozsahu je 2 x n x Sp. Když je mezivrcholová vzdálenost rovna 12 pm a index lomu oddělovacích vrstev je 1,56, je tloušťka oddělovací vrstvy přednostně mezi 28 pm a 56 pm, s přednostní hodnotou 37 pm. Zaostřovací servosystém, speciálně konstruovaný pro skenování vícevrstvých nosičů záznamu, má mezivrcholovou vzdálenost 8 pm. To je dosaženo zvýšením numerické apertury svazku záření dopadajícího na detekční systém 16 a zavedením vhodného astigmatismu do tohoto svazku. Uvedená mezivrcholová vzdálenost 8 pm a index lomu 1,56 dávají přednostní rozsah tlouštěk od 19 pm do 37 pm. Malý posun zaostření vlivem přeslechu a dolní konec rozmezí mohou být kompenzovány elektronickým posunem. Hodnota elektronického posunu přednostně závisí na tloušťce oddělovacích vrstev aodrazivosti informačních vrstev.
Ačkoliv výše uvedený rozbor je založen na zaostřovacím servosystému podle astigmatické metody, vynález není omezen touto metodou. Může být použit v každém systému, obsahujícím zaostřovací servosystém s S-křivkou. Příklady takových servosystémů jsou popsány v patentu US 4 533 826, používajícím Foucaultovy metody nebo metody nožového ostří (knife-edge) a v japonské patentové přihlášce č. 60-217 535 používající metody velikosti paprsku. Pro podlouhlý Foucaultův detektor s rozděleným povrchem je největší rozměr povrchu citlivého na záření definován jako celková šířka uvedeného povrchu měřená kolmo k jeho dělicí čáře.
Blízkost neskenovaných informačních vrstev ke skenovacímu bodu také působí přeslech v signálu Sr radiální chyby sledování, který vzniká přibližně shodným způsobem jako přeslech v signálu Sf chyby zaostření. Záření dvou sledovacích paprsků 24. 25, odrážené od právě skenované informační vrstvy, vytvoří poměrně malý ozařovací bod na každém z detekčních systémů 30 a 31. Záření, odrážené od právě neskenovaných informačních vrstev vytváří poměrně velký ozařovací bod na detekčním systému. Velikost detekčních systémů 30 a 31 je třeba co možná nejvíce zmenšit. Délka úhlopříčky povrchu každého detekčního systému, citlivého na záření, je přednostně v rozmezí mezi 1-násobkem a 3-násobkem průměru ozařovacího bodu na povrchu, vytvořeného sledovacím paprskem optimálně zaostřeným na informační vrstvu. Povrchy citlivé na záření, rozdělené dělicí čárou, jsou pro určení jejich délky považovány za jednoduchý povrch.
-8CZ 289539 B6
Záření hlavního svazku 26, odražené od právě neskenované informační vrstvy, vytváří ozařovací bod, vystředěný na detekčním systému 16. V závislosti na tloušťce oddělovacích vrstev, které určují velikost bodu, může záření bodu padnout na detekční systémy 30 a 31. Protože intenzita hlavního svazku je obecně podstatně vyšší než intenzita sledovacích paprsků, může být přeslech záření od hlavního svazku (paprsku) na signál radiální chyby sledování značný. Přeslech je podle vynálezu snížen volbou výkonu hlavního svazku tak aby byl menší než šestinásobek výkonu v každém ze sledovacích paprsků. Snížený výkon v hlavním svazku je postačující ke čtení a mazání informací ve většině typů informačních vrstev.
Výše uvedená dvě opatření pro snížení přeslechu mezi signály radiální chyby sledování jsou nezávislá na metodě použité pro vytváření signálu radiální chyby sledování. Příklady metod, ve kterých může být použito jedno nebo dvě zvýše uvedených opatření, jsou jednopaprsková metoda popsaná v patentu US 4 057 833, dvoupaprsková metoda v přihlášce EP 0 201603 a třípaprsková metoda popsaná v patentu US 3 376 842.
Sférická aberace, vyvolávaná v hlavním svazku 26 při průchodu materiálem nosiče 1 záznamu, může být kompenzována zavedením sférické aberace opačného znaménka do svazku. Objektivová čočka 14 může sloužit jako kompenzátor, vytvoří-li se čočka tak, že zavádí do svazku sférickou aberaci, požadovanou pro určitou polohu skenovacího bodu 15 v hloubce nosiče záznamu. Taková objektivová čočka je známá z patentu EP 0 146 178 (US 4 668 056). Když se výška (hloubková poloha) skenovacího bodu liší od výšky (hloubkové polohy), pro kterou je sférická aberace kompenzována, je do hlavního svazku zaváděna přídavná nekompenzovaná sférická aberace. To působí snížení kvality skenovacího bodu 15, která může být vyjádřena poklesem r Strehlovy intenzity skenovacího bodu. Hodnota přídavné aberace je lichou funkcí výškové odchylky, která má za následek skenovací body pro kladné a záporné výškové odchylky s rozdílným rozdělením intenzity. Přes tato rozdílná rozdělení intenzity se ukazuje, že kvalita informačního signálu S; závisí na převráceném čtverci hodnoty aberace. Shodné kladné a záporné odchylky tedy dávají přibližně shodná snížení kvality informačního signálu. Existuje tedy rozsah tlouštěk s pouze malým snížením kvality informačního signálu, přičemž tento rozsah je umístěn symetricky kolem tloušťky, pro kterou byl svazek záření kompenzován. Velikost rozsahu je určena minimální kvalitou informačního signálu, jaká je požadovaná systémem. Velikost rozsahu může být také vyjádřena maximálním dovoleným poklesem r Strehlovy intenzity vlivem sférické aberace. Obecně bude mít konstruktér skenovacího ústrojí k dispozici celkovou toleranci poklesu Strehlovy intenzity vlivem všech optických aberaci. Část této tolerance se přiřadí poklesu způsobenému sférickou aberaci. Tato část určuje velikost uvedeného rozsahu.
Podle vynálezu je souvrství 2 informačních vrstev umístěno v tloušťkovém rozsahu s povoleným snížením kvality informačního signálu. Když je výšková (hloubková) poloha vnějších informačních vrstev souvrství v tloušťkovém rozsahu, budou všechny informační vrstvy skenovány dobře korigovaným skenovacím bodem. Aby byl optimálně využit rozsah, je do hlavního svazku záření zavedena taková velikost sférické aberace, že skenovací bod v přibližně polovině tloušťky souvrství v podstatě nemá sférickou aberaci. Je-li velikost rozsahu, tj. maximální tloušťka souvrství 2, označena 2d, pak η3 λ λ/γ
2d =------------------------(n2-l)(NA)4 kde n je index lomu oddělovacích vrstev, λ je vlnová délka svazku záření ve vakuu a NA numerická apertura objektivové čočky 14. Jestliže má systém následující hodnoty parametrů: λ = 780 nm, n = 1,56, NA = 0,52 a r = 0,05, pak 2d = 215 pm. Tloušťka souvrství 2 nosiče může
-9CZ 289539 B6 být tedy až 215 pm. Všechny informační vrstvy souvrství mohou pak být skenovány zařízením s dostatečně korigovaným skenovacím bodem. Jestliže ústrojí má mezivrcholovou vzdálenost Skřivky 12 pm s přiřazenou optimální vzdáleností informačních vrstev 37 pm, pak může souvrství obsahovat pět informačních vrstev.
Na obr. 5 je znázorněn nosič 40 záznamu, obsahující transparentní substrát 44. Substrát má na jedné straně vstupní lícní plochu 42. na kterou dopadá hlavní svazek 26 záření, a na druhé straně souvrství 2, které obsahuje informační vrstvy 3, 4 a 5. Hlavní svazek je korigován na sférickou aberaci, zavedenou substrátem jmenovité tloušťky a polovinou tloušťky souvrství 2. Přídavná sférická aberace, způsobená rozdíly tloušťky substrátu, omezuje maximální tloušťku souvrství. Pro výše uvedený soubor hodnot parametrů, zahrnujících toleranci tloušťky substrátu 100 pm a index lomu 1,56 materiálu substrátu, je maximální tloušťka souvrství dána 215-100 =115 pm. Toto souvrství může obsahovat tři místo pěti informačních vrstev. Další příklad systému podle vynálezu s nosičem záznamu znázorněným na obr. 5, který je méně tolerantní ke sférické aberaci, má hodnoty parametrů: λ = 635 nm, n = 1,56, NA = 0,52, Sp = 8 um, r = 0,01 a toleranci tloušťky substrátu 40 pm. Velikost 2d a tedy tloušťkového rozsahu je pak rovna 78 pm a maximální tloušťka souvrství nosiče záznamu je 78 - 40 = 38 pm. Optimální vzdálenost 2 x n x Sp informačních vrstev je rovna 25 pm. Souvrství tedy může obsahovat dvě informační vrstvy. Pro další snížení přeslechu vlivem blízkosti vrstev může být vzdálenost vrstev zvýšena na 38 pm bez účinku na maximální množství informací uložených na nosiči záznamu. Informační vrstvy takového nosiče záznamu mohou být skenovány zařízením s jednoduchou pevně nastavenou kompenzací sférické aberace.
Index lomu jedné nebo více oddělovacích vrstev může být roven jedné, tj. oddělovací vrstva je vzduchová vrstva. Například oddělovací vrstva 6 na obr. 5 může mít index lomu roven jedné. Nosič 40 záznamu pak obsahuje substrát 42 s informační vrstvou 3, která tvoří vytlačený povrch substrátu, a informační vrstvy 4 a 5 jsou dva povrchy desky tvořící oddělovací vrstvu 7. Deska a substrát jsou udržovány v požadované vzdálenosti pomocí distančních kroužků, které nejsou na obrázku znázorněny. Z výše uvedeného vzorce je zřejmé, že vzduchová oddělovací vrstva nepřispívá k sférické aberaci. Maximální tloušťka souvrství 2 je pak rovna součtu hodnoty 2d, vypočítané z vzorce používajícího index lomu oddělovací vrstvy 7, a tloušťky oddělovací vrstvy 6, snížené v případě potřeby o toleranci tloušťky substrátu. Nahrazením pevné oddělovací vrstvy vzduchovou vrstvou se zvyšuje možný počet informačních vrstev v souvrství o jednu.
Jestliže index lomu substrátu není roven indexu lomu oddělovacích vrstev, musí být nejprve vypočítána maximální přídavná sférická aberace substrátu a výsledné snížení Strehlovy intenzity musí být odečteno od maximálně povoleného snížení vlivem sférické aberace. Zbývající snížení může pak být použito k výpočtu maximální tloušťky souvrství.
Nosič záznamu může být opatřen několika souvrstvími informačních vrstev. Skenovací zařízení je třeba opatřit nastavitelným kompenzátorem sférické aberace, který vyžaduje pouze jedno nastavení kompenzace pro každé souvrství.
Znak skenování souvrství informačních vrstev s jednoduchou kompenzací sférické aberace může být s výhodou kombinován se znakem minimální vzdálenosti informačních vrstev. Snižování minimální vzdálenosti zvyšuje počet informačních vrstev, které jsou uloženy v souvrství určité tloušťky. Takové snížení tedy zvyšuje hustotu informace nosiče záznamu a počet informačních vrstev, které mohou být skenovány s jednoduchou kompenzací. To tedy poskytuje nosič záznamu o vysoké hustotě a poměrně levné skenovací ústrojí.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Optický nosič záznamu, mající více informačních vrstev (3, 4, 5), uložených v různých hloubkách nosiče záznamu, přičemž informační vrstvy (3, 4, 5) jsou odděleny oddělovacími vrstvami (6, 7), vyznačený tím, že tloušťka souvrství (2), definovaná jako vzdálenost mezi horním povrchem nejvyšší informační vrstvy (5) a dolním povrchem nejnižší informační vrstvy (3) v souvrství vrstev (3, 6, 4, 7, 5) na substrátu (41), je menší než hodnota 2d definovaná rovnicí
    34 η3 λ λ/γ
  2. 2d =----------------(n2-l)(NA)4 kde n je hodnota reprezentativní pro index lomu oddělovacích vrstev (6, 7), λ je vlnová délka svazku záření, určeného pro skenování informační vrstvy při záznamu nebo snímání, pro svazek záření ve vakuu. NA je numerická apertura prostředku pro zaostřování svazku záření do skenovacího bodu, jímž má být informační vrstva skenována při záznamu nebo snímání, ar je maximální přípustný pokles Strehlovy intenzity skenovacího bodu svazku záření na nosiči záznamu vlivem sférické aberace, rovný nejvýše 0,05.
    2. Optický nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený tím, že maximální přípustný pokles Strehlovy intenzity skenovacího bodu svazku záření na nosiči záznamu vlivem sférické aberace r je nevýše rovný 0,01.
  3. 3. Optický nosič záznamu podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že substrát (41), nesoucí informační vrstvy (3, 4, 5), je transparentní substrát, mající vstupní lícní plochu (42) pro svazek záření na jedné straně a souvrství uvedených vrstev (3, 6, 4, 7, 5) na druhé straně, přičemž tloušťka souvrství (2), definovaná jako vzdálenost mezi horním povrchem nejvyšší informační vrstvy (5) a dolním povrchem nejnižší informační vrstvy (3) je menší než 2d mínus tolerance tloušťky substrátu (41).
  4. 4. Způsob skenování optického nosiče záznamu podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že se nosič záznamu při zaznamenávání nebo snímání informace skenuje svazkem záření, do něhož byla zavedena zaostřovacím prostředkem stálá sférická aberace, přiřazená souvrství vrstev (3, 6, 4, 7, 5) na nosiči záznamu, která kompenzuje sférickou aberaci, vyvolávanou ve svazku záření, když je zaostřen do přibližně poloviny tloušťky souvrství informačních vrstev, a svazek záření se selektivně zaostřuje na jednotlivé informační vrstvy a zvolená informační vrstva se tak skenuje svazkem záření.
  5. 5. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 4, se zdrojem (11) svazku (12) záření azaostřovacím prostředkem (14) svazku (12) záření, vyznačené tím, že zaostřovací prostředek (14) je optický prostředek pro selektivní zaostřování svazku (12) záření na jednotlivé informační vrstvy na nosiči záznamu, při zavádění pevné sférické aberace, přiřazené souvrství vrstev (3, 6, 4, 7, 5), do svazku zářeni, pro kompenzování sférické aberace vyvolávané ve svazku záření při zaostřování do přibližně poloviny tloušťky souvrství informačních vrstev (3,4, 5).
  6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačené tím, že kzaostřovacímu prostředku (14) je připojen zaostřovací servosystém (21), který má S-křivku, tj. křivku odezvy chyby zaostření zaostřovacího servosystému v závislosti na velikosti posunu skenovacího bodu od příslušné informační vrstvy, s mezivrcholovou vzdáleností (Sp) menší, než je tloušťka každé jednotlivé
    -11 CZ 289539 B6 oddělovací vrstvy (6, 7) na nosiči záznamu, dělená 1, 5 násobkem indexu lomu této oddělovací vrstvy (6, 7).
  7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačené tím, že mezivrcholová vzdálenost (Sp) S-křivky zaostřovacího servosystému (21) je větší než tloušťka každé jednotlivé oddělovací vrstvy (6, 7) nosiče záznamu, dělená čtyřnásobkem indexu lomu této oddělovací vrstvy (6, 7).
  8. 8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 5 až 7, vyznačené tím, že zaostřovací servosystém (21) obsahuje detekční systém (16) s povrchem citlivým na záření, majícím největší rozměr menší než trojnásobek průměru ozařovacího bodu (19), vytvořeného na povrchu citlivém na záření, zářením od nosiče záznamu, když je svazek záření optimálně zaostřen na skenovanou informační vrstvu.
  9. 9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 5 až 8, vyznačené tím, že v optické dráze mezi zdrojem (11) záření a zaostřovacím prostředkem (14) je umístěn dělicí prostředek (23) pro vytváření dvou sledovacích paprsků (24, 25) a jednoho hlavního svazku (26) ze svazku záření, uzpůsobený pro generování výkonu v hlavním svazku menšího než šestinásobek výkonu v každém z sledovacích paprsků.
CZ19961174A 1994-08-23 1995-08-16 Optický nosič záznamu, způsob jeho skenování a zařízení pro provádění způsobu CZ289539B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP94202416 1994-08-23
US08/299,861 US5677903A (en) 1991-03-25 1994-09-01 Multi-layer information storage system with improved aberration correction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ117496A3 CZ117496A3 (cs) 1998-01-14
CZ289539B6 true CZ289539B6 (cs) 2002-02-13

Family

ID=26136515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19961174A CZ289539B6 (cs) 1994-08-23 1995-08-16 Optický nosič záznamu, způsob jeho skenování a zařízení pro provádění způsobu

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0729629B1 (cs)
JP (2) JP2002515157A (cs)
KR (3) KR100385381B1 (cs)
CN (1) CN1083131C (cs)
AT (1) ATE253767T1 (cs)
CZ (1) CZ289539B6 (cs)
DE (1) DE69532072T2 (cs)
MY (1) MY130309A (cs)
PL (1) PL180658B1 (cs)
WO (1) WO1996006427A2 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625609A (en) * 1995-03-13 1997-04-29 International Business Machines Corporation Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing
JPH1011786A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Pioneer Electron Corp 情報記録媒体の再生用ピックアップ装置
JP2002025098A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Pioneer Electronic Corp ピックアップ装置
JP4242108B2 (ja) 2001-06-04 2009-03-18 パナソニック株式会社 光ピックアップヘッドおよび情報記録再生装置
EP1661128B1 (en) * 2003-08-26 2007-03-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device
DE602005010823D1 (de) * 2004-01-19 2008-12-18 Koninkl Philips Electronics Nv Objektivlinse
JP2006073053A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Tdk Corp 光記録媒体
JP4205084B2 (ja) * 2005-08-26 2009-01-07 シャープ株式会社 光ピックアップ
JP2009536421A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 多層光ディスクからの情報の改善された読出し／書込み

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638291B2 (ja) * 1987-06-22 1994-05-18 三菱電機株式会社 光学式情報記録再生装置
NL9002841A (nl) * 1990-12-21 1992-07-16 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het langs optische weg inschrijven, uitlezen, en wissen van een meervlaks registratiedrager, en registratiedrager geschikt voor deze werkwijze en inrichting.
TW221074B (cs) * 1991-05-10 1994-02-11 Philips Nv
CN1029805C (zh) * 1991-06-04 1995-09-20 国际商业机器公司 多数据表面数据存贮系统和方法
US5202875A (en) * 1991-06-04 1993-04-13 International Business Machines Corporation Multiple data surface optical data storage system
EP0605924B1 (en) * 1993-01-04 1999-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiplane information storage system and record carrier for use in such a system

Also Published As

Publication number Publication date
KR100433600B1 (ko) 2004-11-09
CN1083131C (zh) 2002-04-17
DE69532072D1 (de) 2003-12-11
CZ117496A3 (cs) 1998-01-14
KR100385382B1 (ko) 2003-05-27
KR100385381B1 (ko) 2003-05-27
WO1996006427A3 (en) 1996-05-23
PL180658B1 (pl) 2001-03-30
CN1136357A (zh) 1996-11-20
DE69532072T2 (de) 2004-08-26
MY130309A (en) 2007-06-29
JP2002515157A (ja) 2002-05-21
ATE253767T1 (de) 2003-11-15
JP2007018728A (ja) 2007-01-25
KR960706161A (ko) 1996-11-08
EP0729629A1 (en) 1996-09-04
PL314789A1 (en) 1996-09-30
HK1013366A1 (en) 1999-08-20
EP0729629B1 (en) 2003-11-05
WO1996006427A2 (en) 1996-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0943112B1 (en) Spherical-aberration detection system and optical device using the same
KR100392857B1 (ko) 기록 매체를 광학적으로 주사하기 위한 장치
US20030133391A1 (en) Multi-layer information storage system with improved aberration correction
US5400311A (en) Hologram and optical apparatus with hologram
JPH04232623A (ja) 集積光学ヘッド構造体
CZ117496A3 (cs) Vícevrstvé informační paměťové zařízení
US6192022B1 (en) Focusing a light beam more than thirty focal depths from the aplanatic point with a plano-convex lens
KR20000069318A (ko) 기록매체를 광학적으로 주사하는 장치
KR100805266B1 (ko) 기록매체를 주사하는 광학 헤드
EP1055230B1 (en) Device for optically scanning a record carrier
US6956807B2 (en) Optical head for scanning a record carrier
EP0824754B1 (en) Device for optically scanning a record carrier
KR20050053688A (ko) 광학주사장치
US20070247984A1 (en) Optical Record Carrier and Optical Scanning Device
PL180647B1 (pl) Optyczny nosnik zapisu PL
HK1013366B (en) Multi-layer information storage system
US7622696B2 (en) Optical head device, optical information recording/reproducing apparatus and operation method of optical information recording/reproducing apparatus
HK1051085B (en) Optical pickup with spherical aberration correction

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20150816