光学拾取、记录/再现装置以及记录/再现方法 【技术领域】
本发明涉及光学拾取设备、记录/再现装置以及记录/再现方法，并且更具体地涉及可用于装配有多个记录层的记录介质的光学拾取设备、记录/再现装置以及记录/再现方法。
背景技术
通常，记录/再现装置使用光学信号和各种盘片类型的信息在记录介质中/从记录介质记录/再现数据。近来，随着能够处理高质量的运动图像的新技术或者能够压缩这样的运动图像的另一技术的不断发展，开发高密度记录介质的要求迅速地增加。
出于此目的，近来已经开发了各种高密度记录介质技术，例如，基于短波蓝光的蓝光盘(BD)、高密度DVD(HD-DVD)以及基于近场光学的近场记录(NFR)单元。
为了有效地在上述的高密度盘中/从上述的高密度盘记录/再现数据，已经将高密度盘设计为具有多个记录层。因此，需要用于有效地访问以上记录层的方法。
作为用于处理大量数据的高效光学系统，必须保证数据传输率(DTR)。在此情况下，增加记录介质的旋转速度是物理受限的，使得需要用于使用多个光学信号来增加数据传输率的方法。
而且，近场记录(NFR)设备使用具有近场特性的透镜。因此，需要允许上述近场记录(NFR)设备与传统的记录介质兼容的方法。
【发明内容】
因此，本发明旨在一种光学拾取设备、记录/再现装置以及记录/再现方法，其基本上消除由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或者多个问题。
本发明的目的在于提供一种有效地访问包括多个记录层的记录介质的方法。
本发明的另一目的在于提供一种在记录介质中/从记录介质同时记录或者再现数据的方法。
本发明的另一目的在于提供一种使用光学偏振特性和不同透镜在记录介质中/从记录介质记录/再现数据的方法。
本发明的另一目的在于提供一种使用具有不同偏振的光学信号来同时处理数据的方法，由此增加数据处理速率。
本发明的另一目的在于提供一种使用具有不同偏振的两个光学信号来在记录介质中/从记录介质同时记录或者再现数据的方法和装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够使用具有不同特性的透镜来使用各个透镜的光学系统，以及提供一种用于在该光学系统中使用的记录/再现装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够使用具有不同特性的透镜来使用各个透镜的光学系统，以及提供一种用于在该光学系统中使用的记录/再现装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够与传统的远场记录介质相兼容的近场记录(NFR)装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够使用偏振来使用不同透镜的记录/再现方法。
本发明的附加优点、目的和特征部分将在随后的说明中阐述，并且部分将在本领域普通技术人员对下文进行考查后变得明显，或者可以从本发明的实践中得到。本发明地目的和其他优点可以通过在所书写的说明书和其的权利要求书以及附图中具体指出的结构来获得或者实现。
为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，如在此体现和广泛描述的，一种光学拾取装置包括：光源，所述光源被构造为生成光束；光路调整单元，所述光路调整单元被构造为调整要照射到包含在记录介质中的不同记录层上的光束的路径；以及光接收单元，所述光接收单元被构造为接收从所述记录介质反射的光束。
光源生成具有不同波长的多个光束；并且光路调整单元包括：波长分裂器，所述波长分裂器被构造为根据光束的波长来分离从光源发射的光束；以及衍射单元，所述衍射单元被构造为根据光束的波长将从记录介质中反射的光束以不同的角度衍射。
波长分裂器使具有特定波长的光束通过，并且根据各个相位将除了所述光束之外的剩余光束分裂为不同的光路。
波长分裂器在其表面上形成凹槽，以使得入射到波长分裂器上的光束通过，或者根据光束的波长将光束衍射到不同的方向。
波长分裂器保持光路或者将光路转向，使得具有不同波长的光束分别照射在记录介质的记录层上。
根据光束的波长照射到记录介质的不同位置上的光束的焦点之间的间隔与记录介质的记录层之间的间隔相对应。
光源生成具有第一波长的第一光束和具有不同于第一波长的第二波长的第二光束，并且第一波长和第二波长之间的差被确定为预定值，通过所述预定值，第一光束和第二光束分别照射在记录介质的不同记录层上。
光接收单元接收从记录介质反射的光束，生成与接收的光束相对应的电信号，并且分离地接收通过衍射单元分离的光束。光接收单元包括与光束的数量相对应的多个光接收元件。
光学拾取装置进一步包括：束分裂器，所述束分裂器被构造为根据偏振方向将光束的各个路径彼此分离，或者将光束束的各个路径进行合成。
光源发射在不同方向上偏振的两个光束；光路调整单元包括：束分裂器，所述束分裂器被构造为根据光束的偏振方向输出两个光束；以及第一和第二透镜单元，所述第一和第二透镜单元使得从束分裂器接收的光束能够照射在记录介质的不同位置上，并且光接收单元包括：第一光接收单元，所述第一光接收单元在光束已经被从记录介质反射之后，接收从第一透镜单元反射的光束；以及第二光接收单元，所述第二光接收单元在光束已经被从记录介质反射之后，接收从第二透镜单元反射的光束。第一透镜单元和第二透镜单元中的每个包括物镜和具有比物镜的折射率高的折射率的高折射透镜。
第二光接收单元接收具有扭曲(distort)偏振方向的光束，其中，所述光束入射到第一透镜单元或者第二透镜单元。
第二接收部分生成与在第二光接收单元自身中接收的扭曲光的量相对应的特定信号，其中，所述特定信号被用于生成空隙误差(GE)信号，其控制在第一透镜单元和记录介质之间的第一间隔或者在第二透镜单元和记录介质之间的第二间隔。
光学拾取装置进一步包括：透镜驱动器，所述透镜驱动器被构造为根据空隙误差(GE)信号来驱动第一透镜单元或者第二透镜单元。光学拾取装置分离地从第一透镜单元接收扭曲光束，和从第二透镜单元接收其他扭曲光束，并且输出电信号，其分别生成第一空隙误差信号和第二空隙误差信号，并且所述透镜驱动器包括第一驱动器，所述第一驱动器被构造为使用第一空隙误差信号来驱动第一透镜单元；以及第二驱动器，所述第二驱动器被构造为使用第二空隙误差信号来驱动第二透镜单元。
在不同方向上偏振的两个光束具有相互垂直的偏振方向。光学拾取装置进一步包括：第一聚焦调整单元，所述第一聚焦调整单元被构造为使用第一透镜单元来调整在记录介质上的光聚焦位置；以及第二聚焦调整单元，所述第二聚焦调整单元被构造为使用第二透镜单元来调整在记录介质上的光聚焦位置。
第一聚焦调整单元和第二聚焦调整单元中的每个包括至少两个透镜，以调整入射光束的角度。
光路调整单元包括：偏振调整单元，所述偏振调整单元被构造为接收来自光源的光束，并且输出具有预定偏振方向的光束；束分裂器，所述束分裂器被构造为根据从所述偏振调整单元输出的光束的偏振方向来输出光束；以及第一和第二透镜单元，所述第一和第二透镜单元使得从所述束分裂器接收的光束能够照射在记录介质的不同位置上。
偏振调整单元根据施加的电压值来确定输出光束的偏振方向。
偏振调整单元包括多个极化分子。
偏振调整单元包括液晶，所述液晶的组成分子根据所施加的电压而不同的排列。
穿过偏振调整单元的光束的偏振方向根据施加电压的存在或者不存在而旋转90°。
如果没有施加的电压，则束分裂器接收来自所述偏振调整单元的光束，并且将所接收的光束输出到第一透镜单元；如果存在施加的电压，则束分裂器接收来自偏振调整单元的光束，并且将接收的光束输出到第二透镜单元。
第一透镜单元和第二透镜单元中的至少一个是近场透镜，其包括物镜和具有比物镜的折射率高的折射率的高折射透镜。
光学拾取装置进一步包括：第一光接收单元，所述第一光接收单元被构造为接收从记录介质反射的光束，并且生成用于记录/再现数据的记录/再现信号；以及第二光接收单元，所述第二光接收单元被构造为接收没有入射到第一光接收单元的剩余的反射光束，并且生成间隔控制信号，所述间隔控制信号被构造为控制近场透镜和记录介质之间的间隔。
光学拾取装置进一步包括：聚焦调整单元，所述聚焦调整单元包括至少两个透镜，以调整入射到近场透镜的光束的入射角，并且使用穿过近场透镜的光束来调整焦距长度。
在本发明的另一方面，提供了一种记录/再现装置，包括：光学拾取单元，所述光学拾取单元用于将光束照射在记录介质上，以检测光学信号；信号生成器，所述信号生成器被构造为使用所述光学信号生成控制信号；以及控制器，所述控制器被构造为根据所述控制信号来控制所述光学拾取单元，其中，所述光学拾取单元包括：光源，所述光源被构造为生成光束；光路调整单元，所述光路调整单元被构造为调整要照射到包含在记录介质中的不同记录层上的光束的路径；以及光接收单元，所述光接收单元被构造为接收从记录介质反射的光束。
光源生成具有不同波长的多个光束；并且光路调整单元包括：波长分裂器，所述波长分裂器被构造为根据光束的波长来分离从光源发射的光束；以及衍射单元，所述衍射单元被构造为根据光束的波长来将从记录介质反射的光束以不同的角度衍射。
光源发射在不同方向上偏振的两个光束；光路调整单元包括：束分裂器，所述束分裂器被构造为根据光束的偏振方向输出从光源发射的光束；以及第一和第二透镜单元，所述第一和第二透镜单元使得从束分裂器接收的光束能够照射在记录介质的不同位置上，并且光接收单元包括：第一光接收单元，所述第一光接收单元在光束已经被从记录介质反射之后，接收从第一透镜单元反射的光束；以及第二光接收单元，所述第二光接收单元在光束已经被从记录介质反射之后，接收从第二透镜单元反射的光束。
光路调整单元包括：偏振调整单元，所述偏振调整单元被构造为接收来自光源的光束，并且输出具有预定偏振方向的光束；束分裂器，所述束分裂器被构造为根据从所述偏振调整单元输出的光束的偏振方向来输出光束；以及第一和第二透镜单元，所述第一和第二透镜单元使得从所述束分裂器接收的光束能够照射在记录介质的不同位置上。
控制器辨别记录介质，并且根据记录介质的辨别结果，控制施加到偏振调整单元的电压信号。
控制器控制施加到偏振调整单元的电压信号的接通和断开操作。
控制器基于当对记录介质进行光扫描时获得的反射光束来辨别记录介质的类型。
在本发明的另一方面，提供了一种记录/再现方法，包括：a)生成光束；b)调整光束的路径，并且将光束照射在包含在记录介质中的多个记录层中的每一个上；以及c)将数据记录在各个记录层中，或者使用从各个记录层反射的光束，再现被记录在各个记录层中的数据。
生成步骤a)包括生成具有不同波长的多个光束的步骤，其中，所述多个光束与记录层的数量和记录层之间的间隔相对应；并且照射步骤b)包括根据光束的波长将多个光束照射在记录介质的不同记录层上的步骤。
所述方法进一步包括：根据光束的波长，将具有不同波长的光束衍射到不同的方向上，使得照射在记录介质上的光束的焦点处于记录介质的各个记录层上。
所述方法进一步包括：选择适合于记录介质的类型的光源。
所述方法进一步包括：同时在多个记录层中/从多个记录层记录和再现数据。生成步骤a)包括生成在不同方向上偏振的两个光束的步骤；照射步骤b)包括根据光束的偏振方向将两个光束照射在记录介质上的步骤；并且记录或者再现步骤c)包括使用两个光束在记录介质中同时记录或者再现数据的步骤。
所述方法进一步包括：对聚焦在记录介质上的两个光束的光聚集位置进行调整。
所述方法进一步包括：接收两个光束中的任意一个，并且生成空隙误差信号。
空隙误差信号从反射的光束中接收具有扭曲偏振方向的扭曲反射光束，并且生成扭曲反射光束。
空隙误差信号与在近场极限下的透镜单元和记录介质之间的间隔成比例。
所述方法进一步包括：使用物镜和具有比物镜的折射率高的折射率的高折射透镜来形成近场。在不同方向上偏振的两个光束具有相互垂直的偏振方向。照射步骤b)包括确定记录介质的类型的步骤、根据记录介质的确定结果来调整光束的偏振方向的步骤、以及将调整的光束照射在记录介质上的步骤。
所述方法进一步包括：对照射在记录介质上的光束进行聚焦扫描；并且使用在聚焦扫描处理中检测的反射光束，确定记录介质的类型。
所述方法进一步包括：根据施加的电压来调整偏振方向。
所述方法进一步包括：根据施加电压的存在或者不存在，将偏振方向旋转90°。
根据本发明的光学拾取设备、记录/再现方法以及记录/再现装置具有以下的效果。
本发明能够有效地访问包括多个记录层的记录介质。
本发明可以同时在记录介质的多个记录层中/从记录介质的多个记录层记录/再现数据。
本发明可以使用光学偏振特性和不同的透镜单元在记录介质中/从记录介质记录或者再现数据。
本发明能够使用具有不同偏振的光学信号来同时处理数据，使得增加了数据处理速率。
本发明能够使用具有不同偏振的两个光学信号来在记录介质中/从记录介质同时记录或者再现数据，使得增加了记录/再现速率。
本发明提供了一种能够使用具有不同特性的透镜来使用各个透镜的光学系统，以及在该光学系统中使用的记录/再现装置。
本发明提供了一种能够与传统的远场记录介质相兼容的近场记录(NFR)装置。
本发明提供了一种能够使用偏振来使用不同透镜的记录/再现方法。
应该理解，本发明的前述概述和以下的详细描述都是示例性和解释性的，并且其旨在提供对所要求的本发明的进一步的解释。
【附图说明】
被包括用来提供对本发明的进一步理解并且被合并和构成本发明的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且其与说明书一起用于对本发明的原理进行解释。在附图中：
图1是示出了根据本发明的光学拾取设备的示意图；
图2是示出了根据本发明的记录介质以及波长分裂器的概念图；
图3是示出了根据本发明的记录介质以及透镜单元的横截面图；
图4是示出了根据本发明的一个实施例的光学拾取设备的示意图；
图5是示出了根据本发明的另一实施例的光学拾取设备的示意图；
图6是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现装置的框图；
图7是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现方法的流程图。
图8是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现方法的流程图；
图9是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现装置的框图；
图10是示出了根据本发明的另一实施例的光学拾取设备的框图；
图11是示出了根据本发明的记录介质和图10的透镜单元的横截面图；
图12是示出了根据本发明的基于记录介质和透镜单元之间间隔的空隙误差(GE)信号改变的曲线图；
图13和图14是示出了根据本发明的图10的光学信号的流动的框图；
图15是示出了根据本发明的由聚焦调整单元导致的光路改变的概念图；
图16A-16C示出了根据本发明的示例性聚焦调整单元；
图17A-17C示出了根据本发明的由聚焦调整单元导致的聚焦位置的示例性改变；
图18是示出了根据本发明的另一实施例的在记录/再现装置中使用的光学拾取设备的框图；
图19是示出了使用根据本发明的光学系统在不同记录层上同时照射光学信号的方法的概念图；
图20是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现方法的流程图；
图21是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现装置的控制方法的流程图；
图22是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现装置的流程图；
图23是示出了根据本发明的图22的记录/再现装置中包括的光学拾取设备的框图；
图24是示出了根据本发明的记录介质和图23的透镜单元的横截面图；
图25是示出了根据本发明的基于记录介质和透镜单元之间的间隔的空隙误差(GE)信号改变的曲线图；
图26A-26B示出了根据本发明的偏振调整单元；
图27A-27B是示出了根据本发明的图23中的光学系统中包括的偏振调整单元的改变而导致的光学信号的流动的框图；
图28不仅仅示出了由聚焦调整单元引起的光路改变，还示出了根据本发明的物镜；
图29A-29C示出了根据本发明的聚焦调整单元；
图30是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现方法的流程图；以及
图31是示出了根据本发明的另一实施例的用于控制间隔的方法的流程图。
【具体实施方式】
将对本发明的优选实施例进行详细地参考，所述优选实施例的示例在附图中示出。只要可能，在整个附图中使用的相同的参考标号表示相同或者相似的部分。在下文中，将参考附图对根据本发明的光学拾取设备、记录/再现装置以及记录/再现方法进行描述。
在本发明中使用的术语“记录介质”可表示根据各种记录方案的所有的可记录介质(例如，光盘)。为了方便描述和更好地理解本发明，在下文中将以光盘来作为本发明的上述记录介质的示例性使用。应该注意的是，在没有脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的技术想法可以应用到其他记录介质上。在本发明中使用的术语“记录/再现装置”可表示能够在记录介质中/从记录介质记录或者再现数据的所有种类的设备。术语“光学拾取单元”可表示装配有能够在记录介质中/从记录介质记录/再现数据的光学系统的装置。
在描述本发明之前，应该理解，在本发明中公开的大多数术语与在本领域中公知的一般术语相对应，但是申请人按照需求选择了某些术语，并且将在本发明的以下说明中公开。因此，优选的是，通过申请人定义的术语应基于它们在本发明中的意思来进行理解。
在下文中，将详细描述根据本发明的光学拾取设备。只要可能，在整个附图中使用相同的参考标号来表示相同或者相似的部分。图1是示出了根据本发明的光学拾取设备的示意图。光学拾取设备包括：光源110、准直透镜115、非偏振束分裂器120、波长分裂器125、透镜单元140、衍射单元158、以及光接收单元160和161。
可以将光源110设置为具有优良直线性的激光。更具体地，光源110可以以激光二极管来实现。在该种情况下，光源110被用作能够生成具有不同波长的多个光学信号的多波长光源。即，光源110包括多个光学信号。光学信号不仅仅与在记录介质中包括的记录层的数量相对应，而且与记录层之间的间隔相对应。
例如，具有两个波长的光源110可以应用到包括两个记录层的记录介质。即，光源110可以包括第一波长λ1的第一光学信号和具有第二波长λ2的第二光学信号。第一波长λ1和第二波长λ2之间的差通过记录介质中包括的记录层之间的间隔来确定。
在蓝光盘(BD)的情况下，在记录层之间的间隔为20μm。在近场记录介质中，记录层之间的间隔是几个微米μm。因此，因为记录层之间的不同间隔导致在BD和近场记录介质之间存在波长差。同样，可以利用根据记录介质150的类型的各种光源来实现光源110，使得具有不同波长的光源可以根据记录介质150的类型而被选择性地使用。
从光源110中发出并且被照射在记录介质上的光束可以是平行的光束。因此，光学拾取设备可以包括将从光源110中发出的光束转换为平行光束的透镜(例如，准直透镜115)。
非偏振束分裂器120将从相同方向入射的光束相互分离，或者对从不同方向入射的其他光束进行合成。在本发明的优选实施例中，非偏振束分裂器120仅仅通过水平偏振分量，同时将垂直偏振分量进行反射。然而，如果需要，非偏振束分裂器120可以仅仅通过垂直偏振分量，同时对水平偏振分量进行反射。
波长分裂器125根据入射束的波长将光路转换到另一路径，并且对诸如光束的球面像差的偏差进行补偿，所述光束经由透镜单元140照射在记录介质150上。例如，波长分裂器125使特定波长的光束通过，并且对除了以上光束的剩余光束进行衍射。更加详细地，波长分裂器125可以在菲涅耳透镜上形成各种图案的凹槽，可以在菲涅耳透镜上形成平行的光栅、同心圆光栅、或者其他形式的光栅。因此，波长分裂器125确定入射光束，以根据入射光束的波长具有不同的相位，使得其可以根据入射光束的波长，将上述的入射光束衍射到不同方向上。
在该种情况下，波长分裂器125导致光路根据光束的波长而发生改变。虽然波长分裂器125利用菲涅耳透镜作为示例来实现，但是波长分裂器125不限于菲涅耳透镜，而是还可以根据需要利用其他的示例来实现。例如，能够为每个波长补偿像差的全息光学元件也可以被用作波长分裂器125。
透镜单元140将光束照射到记录介质150上，并且聚集从记录介质150反射的光束。为此，透镜单元140可以以凸透镜的形式来构造，并且也可以是代替凸型的其他类型。
衍射单元158根据光束的波长将入射光束以不同的角度进行衍射。衍射单元158具有特定图案的光栅结构，使得光束根据光束的波长以不同的角度发生衍射。
光接收单元160和161接收反射的光束，对接收的光束执行光电转换，并且生成与反射的光束的光量相对应的电信号。为了方便说明和更好地理解本发明，在该实施例中，本发明示例性地包括第一光接收单元160和第二光接收单元161。第一光接收单元160和第二光接收单元170可以以两个光接收元件PDA和PDB来实现，其中的每个在记录介质150的信号轨道方向或者半径方向上被分裂成预定数目的部分(例如，2个部分)。在该种情况下，光接收单元PDA和PDB分别输出与所接收的光量成比例的电信号(a、b)。否则，光接收单元160和170还可以以四个光接收元件PDA、PDB、PDC以及PDD来实现，其中的每个在记录介质150的信号轨道方向或者半径方向上分裂成预定数目的部分(例如，4个部分)。在该种情况下，包括在光接收单元160或161中的光接收元件不限于上述的示例，并且还可以根据需要以其他的修改来实现。
基于从光源110发出的光束的行进方向，光学拾取设备的操作的次序将在下文中详细地描述。
从光学拾取设备的光源110中发出的光束穿过准直透镜115，使得其被转换为平行的光束。光束被入射到非偏振束分裂器120上，入射光束的某些部分被反射，并且除了反射光束的剩余部分穿过非偏振束分裂器120，导致出现光束的路径的分离。例如，非偏振束分裂器120可以使线性偏振束的水平偏振分量通过，并且可以反射其垂直偏振分量，或者反之亦然。通过非偏振束分裂器120的光路可以进一步包括偏振转换平面(未示出)，并且偏振转换平面将在下文中详细地描述。
通过非偏振束分裂器120的光束进入波长分裂器125，使得从波长分裂器125接收的最终的光束被根据光束的波长而衍射到不同方向，导致衍射的光束相互分离。例如，波长分裂器125仅仅使波长λ1的光束通过，并且对除了所述光束之外的其他光束进行衍射。在下文中将参考图2进行详细地描述。
图2是示出了根据本发明的记录介质以及波长分裂器的概念图。
参考图2，假设光源包括具有第一波长λ1的第一光束和具有第二波长λ2的第二光束，光束被入射到波长分裂器125上，波长λ1的光束通过波长分裂器125，使得其被转换为由实线表示的平行光束。该平行光束被入射到透镜单元140上，使得在记录介质150的第一记录层L0上形成焦点f1。
同时，第二波长λ2的第二光束被波长分裂器125衍射，使得光束的行进方向如虚线所示地发生改变。改变的光束入射到透镜单元140上，使得在记录介质150的第二记录层L1上形成焦点f2。
如果记录介质150包括三个记录层，光源110包括分别具有第一至第三波长λ1、λ2、和λ3的第一至第三光束。波长分裂器125使第一波长λ1的第一光束通过。因为第二波长λ2不同于第三波长λ3，所以波长分裂器125将第二波长λ2和第三波长λ3识别为不同的相位，使其将第二和第三光束衍射到不同的方向。
因此，第二波长λ2和第三波长λ3被相互分离，使得具有第二波长λ2的第二光束和具有第三波长λ3的第三光束可以照射在不同的记录层上。为了方便说明，仅出于说明的目的，以下的实施例可以仅包括第一波长λ1和第二波长λ2。
如上所述，已经照射在记录介质150的不同记录层上并且从其反射的光束通过透镜单元140聚集。在该种情况下，偏振转换平面(未示出)可以进一步被包括在入射到非偏振束分裂器120的光路中。偏振转换平面将入射在记录介质150上的光束的偏振方向转换为另一方向，并且还将从记录介质150反射的光束的偏振方向转换为另一方向。例如，在使用四分之一波板(QWP)来作为偏振转换平面的情况下，四分之一波板对入射到记录介质150上的光束执行左手螺旋极化(LHCP)，并且对在相反方向上行进的反射光束执行右手螺旋极化(RHCP)。因此，从四分之一波板接收的反射光束的偏振方向改变为与入射光束的方向不同的另一方向，并且上述两个偏振方向在相位上相互相差90°。因此，仅仅水平偏振分量通过非偏振束分裂器120，并且其从记录介质150反射。当反射光束入射到非偏振束分裂器120上时，仅有垂直偏振分量入射到非偏振束分裂器120上。因此，具有垂直偏振分量的反射光束从非偏振束分裂器120反射，并且最终的反射光束入射到衍射单元158上。
第一波长λ1的第一光束和第二波长λ2的第二光束以不同的角度发生衍射。因此，第一波长λ1的第一光束进入到第一光接收单元160，并且第二波长λ2的第二光束进入到第二光接收单元161。通过上述处理，具有不同波长的光束被照射到记录介质150的不同记录层上，使得可以同时在各个记录层中记录数据，或者从各个记录层再现数据。
同时，光学拾取设备可以不包括波长分裂器125。在该种情况下，在光源110中包括的具有不同波长的光束被正确地照射在记录介质150的各个记录层上。即，可以考虑记录层之间的间隔来正确地确定在光源110中包括的光束的波长。在该种情况下，照射在每个记录层上的光束可以在入射到靠近透镜单元140的中心的第一位置处的第一光束和入射到远离透镜单元140的中心的第二位置处的第二光束之间具有球面像差。在该种情况下，照射到单个记录层(例如，L0)的光束可能没有聚焦在单个焦点上。为了补偿球面像差，本发明可以包括图3的直透镜来代替球面透镜。图3是示出了根据本发明的记录介质和透镜单元的横截面图。为了执行透镜单元140的光聚集功能，焦点与直透镜的中心越近，则折射率越高。
图4是示出根据本发明的一个实施例的光学拾取设备的示意图。参考图4，在根据该实施例的光学拾取设备的情况下，可以以集成型的形式来制造光接收单元162，所述光接收单元162接收从记录介质150反射的具有不同波长的各个光束。如果在光源之间存在小的波长差，那么通过衍射单元158衍射的光束之间的光路中也可能存在小的偏差。因此，光接收单元162可以在单个面板上包括多个光接收元件。在使用包括3波长光束的光源的情况下，光接收单元162可以包括第一光接收元件162a、第二光接收元件162b、以及第三光接收元件162c。
图5是示出了根据本发明的另一实施例的光学拾取设备的示意图。参考图5，根据该实施例的光学拾取设备包括光源110、非偏振和偏振束分裂器120和130、波长分裂器125、透镜单元140a、衍射单元158和159、以及光接收单元160、161、170、和171。
在该种情况下，图5的光学拾取设备确定是否需要分离光束，使其根据确定的结果，可以包括多个光接收单元和多个分裂器。为了方便说明，图5的光学拾取设备可以示例性地包括非偏振束分裂器(NBS)120和偏振束分裂器(PBS)130。在该种情况下，仅出于说明的目的，光源110使用不同的波长λ1和λ2。为了方便说明，并且更好地理解本发明，在此将省略与前述实施例中相同的部分，并且在下文中将仅仅描述不同的部分。
非偏振束分裂器(NBS)120或者偏振束分裂器(PBS)130可以将从相同方向入射的光束相互分离，或者可以合成从不同方向入射的其他光束。在该优选的实施例中，本发明包括非偏振束分裂器(NBS)120和偏振束分裂器(PBS)130，使得将在下文中对其进行详细的描述。
非偏振束分裂器(NBS)120仅仅让入射光束的某些部分通过，并且反射剩余的部分。在该实施例中，上述的非偏振束分裂器(NBS)120也可以被称为第一偏振束分裂器。偏振束分裂器(PBS)130根据偏振方向仅仅通过特定方向的偏振。在该实施例中，上述的偏振束分裂器(PBS)130还可以被称为第二偏振束分裂器。例如，在使用直偏振的情况下，偏振束分裂器(PBS)130仅仅让水平偏振分量通过，并且反射垂直偏振分量。否则，偏振束分裂器(PBS)130仅仅让垂直偏振分量通过，并且反射水平偏振分量。
透镜单元140a将从光源110发射的光束照射到记录介质150上，并且聚集从记录介质150反射的光束。在该实施例中，透镜单元140a可以包括至少两个透镜。换言之，除了物镜141，透镜单元140a进一步包括高折射率的额外的透镜，使得增加数值孔径(NA)并且产生渐逝波(Evanescent wave)。例如，透镜单元140a包括物镜141和高折射透镜142。高折射透镜142被布置在从物镜141到记录介质150的光路上。在下文中将上述的高折射透镜142称为“近场透镜”。
在基于近场的记录/再现装置中，包括透镜单元140a的光学拾取设备110的光学系统必须非常接近记录介质150。在近场透镜142和记录介质150之间的间隔必须等于或者小于由纳米表示的间隔。
例如，如果透镜单元140和记录介质150之间的间隔等于或者小于大约1/4的光学波长(即，λ/4)则已经以临界角度或者更大的角度在透镜单元140中被接收的某些部分的光束没有完全地从记录介质150的表面反射，并且形成渐逝波。渐逝波通过记录介质150，并且到达记录层。这些到达记录层的渐逝波可以被用于记录或者再现数据。因此，通过处于衍射限制下的光束，可以将高密度的位信息存储在记录介质中。然而，如果在透镜单元140和记录介质150之间的间隔大于λ/4，则光学波长损失了渐逝波的独特的特性，并且变回其原始波长，光束被完全地从记录介质150或者近场透镜142的表面反射。在该种情况下，不能形成渐逝波，使得不能够执行通过近场引起的记录/再现操作。通常，在近场记录/再现装置中，透镜单元140和记录介质150之间的间隔被控制为小于大约λ/4。其他的组成元件与上述实施例的相同。
在下文中，将详细描述根据该实施例的光束的流动。从光源110发射的多波长光束(即，具有多个波长的光束)通过第一偏振束分裂器120(即，非偏振束分裂器(NBS))，并且进入第二偏振束分裂器(PBS)130(即，偏振束分裂器(PBS))。在该种情况下，使用在水平方向上偏振的光源110，具有不同波长的所有光束经由非偏振束分裂器(NBS)120进入偏振束分裂器(PBS)130。通过偏振束分裂器(PBS)130而进入波长分裂器125的多波长光束被根据光束的波长而被衍射到不同的方向，使得具有不同波长的光束被相互分离。在该种情况下，具有所述光束波长的光束被经由透镜单元140a而照射到记录介质150的不同记录层上。从记录介质150反射的每个光束的偏振方向被如上所述的偏振转换平面(未示出)而转换为另一个偏振方向，并且所产生的光束从偏振束分裂器(PBS)130反射，使得反射的光束入射到第二衍射单元159。第二衍射单元159将具有所述光束的波长的光束衍射到不同的方向，使得第一光束被入射到第三光接收单元170，并且第二光束被入射到第四光接收单元171。在第三光接收单元170或者在第四光接收单元171中接收的光束可以被用来生成用于已经从其反射了上述光束的记录层的控制信号(例如，循轨误差(TE)信号)或者记录/再现信号(RF)。
在该种情况下，通过高折射透镜142的光束被部分地扭曲，使得扭曲光束通过偏振束分裂器(PBS)130，并且经由非偏振束分裂器(NBS)120进入第一衍射单元158。第一衍射单元158根据所述光束的波长，将具有所述光束的波长的光束衍射到不同的方向，使得第一光束进入第一光接收单元170，并且第二光束进入第二光接收单元171。在第一和第二光接收单元170和171中接收的光束可以被用于生成能够控制上述光束已经从其反射的记录层的空隙误差(GE)信号。换言之，可以生成用于控制透镜单元140a和记录介质150之间的间隔的空隙误差信号(GE)，或者用于控制透镜单元140a和记录介质150之间的倾斜的倾斜误差信号(TE2)。
在下文中，将详细描述根据本发明的一个实施例的包括图5的光学拾取设备的近场记录/再现装置。为了方便说明，并且更好地理解本发明，在下文中，将近场记录/再现装置描述为本发明的示例，但是应注意，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的范围不仅仅限于近场记录/再现装置，并且还可以根据需要而应用到其他的示例上。
图6是示出根据本发明的一个实施例的记录/再现装置的框图。图6示出了光学拾取设备(P/U)11。图6的光学拾取设备与图5的相同。信号生成器12接收光学拾取设备11的输出信号，从而如上所述，生成用来再现数据的RF信号、用于控制伺服器的GE信号、以及使用接收的信号的循轨误差(TE)信号。
第一控制器13接收光接收单元的输出信号或者信号生成器12的输出信号，从而生成控制信号或者驱动信号。例如，第一控制器13对GE信号执行信号处理，从而向空隙伺服驱动器15输出用于控制透镜单元140和记录介质150之间的间隔的驱动信号。对于另一示例，第一控制器13对循轨误差(TE)信号执行信号处理，从而向循轨伺服驱动器16输出用于控制循轨的驱动信号。对于又一示例，第一控制器13对倾斜误差(TE2)信号执行信号处理，从而向倾斜伺服驱动器17输出用于控制倾斜(tilt)的驱动信号。
寻轨伺服(sled-servo)驱动器14驱动寻轨电机(未示出)以移动光学拾取设备11，使得光学拾取设备11根据关于轨道的移动命令在半径方向上移动。
空隙伺服驱动器15驱动在光学拾取设备11中包括的制动器(未示出)，使得光学拾取设备11或者透镜单元14在光轴的方向上移动。因此，透镜单元140和记录介质150之间的间隔可以规则地保持。
循轨伺服驱动器16驱动在光学拾取设备11中包括的制动器(未示出)，使得光学拾取设备11或者透镜单元140在半径方向上移动，导致对误差的光束位置的校正。因此，光学拾取设备11或者其透镜单元140可以跟随在记录介质150中包括的预定轨道。循轨伺服驱动器16可以根据轨道移动命令在半径方向上移动光学拾取设备11或者其透镜单元140。
倾斜伺服驱动器17驱动在光学拾取设备11中包括的制动器(未示出)，使得改变光学拾取设备11或者透镜单元140的倾斜。因此，在透镜单元140和记录介质150之间的水平状态被保持。
诸如个人计算机(PC)的主机可以被连接到上述的记录/再现装置。主机将记录/再现命令经由接口传输到第二控制器100，从解码器18接收播放或再现数据，并且将待记录的数据传输到编码器19。第二控制器100在从主机接收记录/再现命令后控制解码器18、编码器19以及第一控制器13。
通常，可以利用高级技术附接分组接口(Advanced TechnologyAttached Packet Interface，ATAPI)110来实现上述接口。在该种情况下，ATAPI 110是在记录/再现装置和主机之间的接口标准，并且被建议用于将记录/再现装置解码的数据传输到主机。ATAPI 110将解码的数据转换为能够被主机处理的分组格式协议，并且对分组格式协议进行传输。
在下文中，将参考图7和图8来描述根据本发明的记录/再现方法。
图7是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现方法的流程图。为了方便说明，并且更好地理解本发明，在整个附图中将使用相同的参考标号来表示相同或者相似的部分。如果在步骤S110中，记录介质处于或者加载在记录/再现装置中，由主机引起的数据记录命令或者数据播放命令(或者数据再现命令)的操作开始，或者其他驱动器的独特的操作开始，则光学拾取设备11发射光束。
在该种情况下，光源110是包括具有不同波长的多个光束的多波长光源，所述多个光束与在记录介质150中包括的记录层的数目和记录层之间的间隔相对应。在步骤S120中，从光源110发射多波长光束。发射的多波长光束根据光束的波长被波长分裂器125衍射到不同的方向上，或者在步骤S130中，特定的光束可以通过波长分裂器125。
在步骤S140，通过透镜单元140，具有分离的波长的光束被照射到记录介质150的不同的记录层上。从各个记录层反射的光束被分离和接收，使得额外地生成各个记录层的RF或者控制信号。因此，具有衍射波长的光束被照射到各个记录层上，使得可以同时在各个记录层中记录数据或者从其再现数据。
如果需要，在同一时间可以不在每个记录层上执行记录/再现操作。出于此目的，本发明可以在光源中包括具有特定波长的光束，或者从光源中排除相同的光束。
图8是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现方法的流程图。
参考图8，如果在步骤S110中记录介质150处于或者加载在记录/再现装置中，则根据本发明的记录/再现方法可以进一步选择与加载的记录介质150相对应的光源110。
换言之，在蓝光盘(BD)150的记录层之间的间隔与近场记录介质150的间隔不同。同样，在光源110中包括的光束的数目必须根据记录层的数目而发生改变。因此，根据记录介质类型，包括多个波长的光源110被分类为多种光源。如果加载了记录介质150，则本发明允许用户或者驱动器选择与加载的记录介质相对应的光源110。否则，可以选择性地组合波长类型，使得光源110可以被组合和生成。
图9是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现装置的框图。参考图9，光学拾取设备(P/U)21将光束照射在记录介质上，接收从记录介质反射的光束，并且生成与反射的光束相对应的电信号。光学拾取设备21的构造将在下文中详细描述。
参考图9，信号生成器22从光学拾取设备21接收电信号，从而生成再现数据所需的记录/再现信号(RF)、用于控制伺服器的GE信号、以及使用所述接收信号的循轨误差(TE)信号，如上所述。
第一控制器23接收信号生成器22的输出信号，从而生成控制信号或者驱动信号。例如，第一控制器23对GE信号执行信号处理，从而向空隙伺服驱动器24输出用于控制透镜单元240和记录介质之间的间隔的驱动信号。对于另一示例，第一控制器23对循轨误差(TE)信号执行信号处理，从而向循轨伺服驱动器25输出用于控制循轨的驱动信号。对于又一个示例，第一控制器23对倾斜误差(TE2)信号执行信号处理，从而向空隙伺服驱动器24或者聚焦驱动器(未示出)输出用于改变在记录介质上的聚焦位置的驱动信号。
空隙伺服驱动器24驱动包括在光学拾取设备21中的制动器(未示出)，使得光学拾取设备21或者透镜单元在光轴方向上移动。因此，在透镜单元240和记录介质之间的间隔可以规则地保持。如果空隙伺服驱动器24没有额外的聚焦驱动器，则其驱动包括在光学拾取设备21中的制动器，使得聚焦调整单元235在光轴方向上移动。在该种情况下，如果空隙伺服驱动器24具有额外的聚焦驱动器，则该额外的聚焦驱动器根据控制器23的驱动信号在光轴方向上移动聚焦调整单元235。
循轨伺服驱动器25驱动包括在光学拾取设备21中的制动器(未示出)，使得光学拾取设备21或者透镜单元240在半径方向上移动，导致对误差光束位置的校正。因此，光学拾取设备21或者其透镜单元240可以跟随包括在记录介质中的预定轨道。循轨伺服驱动器25可以根据轨道移动命令来在半径方向上移动光学拾取设备21或者其透镜单元240。
寻轨伺服驱动器26驱动寻轨电机(未示出)，以移动光学拾取设备21，使得光学拾取设备21根据关于轨道的移动命令来在半径方向上移动。
诸如个人计算机(PC)的主机可以被连接到上述的记录/再现装置上。该记录/再现装置被称为驱动。主机经由接口接收来自第二控制器29的记录/再现命令。在从主机接收记录/再现命令后，第二控制器29控制解码器27、编码器28、以及控制器23。在该情况下，可以利用高级技术附接分组接口(ATAPI)2110来实现上述接口。在该种情况下，ATAPI 2110是在诸如CD-或者DVD-驱动的光学记录/再现装置和主机之间的接口标准，并且已经被建议用于将由光学记录/再现装置解码的数据传输到主机。ATAPI 2110将解码的数据转换为能够由主机处理的分组格式协议，并且对该分组格式协议进行传输。因此，光学记录/再现装置接收来自解码器27的播放数据，并且传输待记录到编码器28的数据，从而在记录介质中/从记录介质记录或者再现数据。
在下文中，将详细描述根据本发明的一个实施例的包括在光学拾取设备21中的光学系统(未示出)。图10是示出了根据本发明的另一实施例的光学拾取设备的框图。参考图10，光学系统包括：光源210，第一透镜单元240，第二透镜单元245，用于调整光路的多个束分裂器220、221、和222，被构造为用于接收反射的光束的第一至第三光接收单元260、265、和270，用于调整在记录介质上的光聚焦位置的聚焦调整单元251和256，以及用于将反射的光束的偏振方向转换为另一偏振方向的偏振转换器254和259。光源210可以以具有优秀直线性的激光束来实现。更详细地，光源210可以以激光二极管来实现。从光源210中发出并且被照射在记录介质上的光束可以是平行的光束。因此，光学拾取设备可以包括透镜(例如，准直透镜215)，其将从光源210发出的光束转换为平行的光束。即，准直透镜215可以被布置在从光源发出的光束的路径上，从而改变光束的路径，导致出现平行的光束。
在该种情况下，光源210发射在两个方向上偏振的两个光束。出于此目的，光源210的出口表面涂覆有波长板，或者在出口表面上附着有狭缝(slit)。虽然本发明可以使用具有不同偏振方向的多个光束，但是为了方便说明，其仅仅示例性地使用两个偏振。在该种情况下，在不同方向上偏振的两个光束可以使用相互垂直的两个偏振，使得其可以容易地相互分离。为了方便说明，根据本发明的该实施例，具有水平振动的第一偏振光束被称为x轴偏振，并且具有垂直振动的第二偏振光束被称为y轴偏振。将在下文中对其进行详细描述。
束分裂器220、221、或者222可以将从相同方向入射的光束相互分离，或者可以合成从不同方向入射的其他光束。在本发明的该实施例中，存在第一束分裂器220、第二束分裂器221、以及第三束分裂器222，并且将在下文中对其进行详细描述。
在该实施例中，第一束分裂器220仅仅让入射光束的某些部分通过，并且反射剩余的部分，并且可以以非偏振束分裂器(NBS)来作为示例实现。第二束分裂器221或者第三束分裂器222根据偏振方向仅仅通过特定方向的偏振。在该实施例中，第二束分裂器221或者第三束分裂器222可以以偏振束分裂器(PBS)来作为示例实现。例如，在使用直偏振的情况下，偏振束分裂器(PBS)221仅仅通过具有水平振动的偏振分量(在下文中，称为“x轴偏振”)，并且对具有垂直振动的其他偏振分量(在下文中，称为“y轴偏振”)进行反射。另外，偏振束分裂器(PBS)221仅仅让具有垂直振动的偏振分量(在下文中，称为“y轴偏振”)通过，并且对具有水平振动的其他偏振分量(在下文中，称为“x轴偏振”)进行反射。
在该实施例中，存在两个透镜单元。透镜单元将从光源210发射的光束照射在记录介质上，并且聚集从记录介质150反射的光束。在该种情况下，两个透镜单元将光束照射在记录介质的不同的位置上，使得可以在记录介质的不同位置处同时记录数据。在该实施例中，将其中的每个都基于近场(Near场)的两个透镜单元用作透镜单元，使得可以通过该两个透镜单元同时在记录介质中/从记录介质记录或者再现数据。在该种情况下，两个透镜单元中的一个被称为第一透镜单元240，并且另一个被称为第二透镜单元245。第一透镜单元240和第二透镜单元245被用作近场透镜单元，使得可以以各种方式来对近场透镜单元进行修改。为了方便说明，第一透镜单元240可以具有与第二透镜单元245相同的结构，从而将在下文中描述第一透镜单元240的详细示例。
第一透镜单元240包括高折射透镜以及物镜241，其增加了数值孔径(NA)，并且形成了渐逝波，从而形成了近场。图11是示出了根据本发明的记录介质和图10的透镜单元的横截面图。如图11所示，第一透镜单元240包括物镜241和高折射透镜242。高折射透镜242被布置在从物镜241到记录介质250的光路上。在本发明中，包括在第一透镜单元240中的物镜241和高折射透镜242可以以各种方式进行修改，并且将在下文中，参考附图对其进行详细描述。在下文中，将上述高折射透镜242称为“近场透镜”。
在基于近场的记录/再现装置中，包括第一和第二透镜单元240和245的光学拾取设备21的光学系统必须非常靠近记录介质250。如图12中所示，在近场透镜242和记录介质250之间的间隔(由“g1”来表示)必须等于或者小于由纳米表示的间隔。更加详细地，将在下文中示例性描述在第一透镜单元240和记录介质250之间的关系。
如果在第一透镜单元240和记录介质250之间的间隔等于或者小于光学波长的大约1/4(即，λ/4)，则已经以临界角度或者更大的角度在第一透镜单元240中被接收的光束的某些部分没有完全从记录介质250的表面反射，并且形成渐逝波。渐逝波通过记录介质250，并且到达记录层。这些到达记录层的渐逝波可以被用于记录或者再现数据。因此，通过处于衍射限制下的光束，可以将高密度的位信息存储在记录介质中。然而，如果在第一透镜单元240和记录介质250之间的间隔大于λ/4，则光学波长损失了渐逝波的独特的特性，并且变回其原始波长，光束被完全地从记录介质250或者近场透镜242的表面反射。在该种情况下，不能形成渐逝波，使得不能够执行通过近场引起的记录/再现操作。通常，在近场记录/再现装置中，第一透镜单元240和记录介质250之间的间隔被控制为小于大约λ/4。在该种情况下，应该注意，将λ/4的值用作近场极限。即，为了使用近场，在第一透镜单元240和记录介质250之间的间隔必须等于或者小于由纳米表示的间隔。该要求也同样地可以应用到第二透镜单元245。
为了保持上述纳米级的间隔，本发明可以使用空隙误差(GE)信号。在下文中，将参考图12至17来对其进行详细描述。
如上所述，在近场透镜242和记录介质250之间的间隔必须保持在纳米级的间隔，并且在物镜241和近场透镜242之间的间隔可能脱离出微米级的间隔。如果用户将物镜242从微米级的间隔移动到另一位置，以将在记录介质250上的光聚焦位置移动到另一位置，则还必须控制上述间隔的1/10～1/100的子范围。因此，实际上，移动物镜242以改变聚焦位置，同时还要保持物镜241和近场透镜242之间的关系是非常难以实现的。因此，本发明可以进一步包括能够在物镜241和近场透镜242被固定在特定位置处的条件下改变聚焦位置的聚焦调整单元。
在本发明的一个实施例中，图10的光学拾取设备包括用于调整入射到第一透镜单元240的第一光束的第一聚焦调整单元251，以及用于调整入射到第二透镜单元245的第二光束的第二聚焦调整单元256。在该种情况下，第一聚焦调整单元251和第二聚焦调整单元256可以被用于改变在包括一个或者多个记录层的多层记录介质250上聚焦的光束的位置。例如，第一聚焦调整单元251将入射到物镜241的光束的入射角度改变到另一入射角，导致焦距的改变。在图15中，实线表示平行入射到物镜241的光束的路径。该入射到物镜241的平行光束具有如下的焦距，通过该焦距平行光束被聚焦到f1的位置处。同时，图13的虚线示出的是，入射到物镜241的光束的入射角改变为另一角度。如果通过第一聚焦调整单元251的光束发生分叉，并且经由如虚线的路径而进入物镜241，则由物镜241折射的光束具有预定的焦距，通过该焦距，光束聚焦在f2的位置处。换言之，入射到物镜241的光束的路径被改变为另一路径，使得光束可以聚焦在记录介质250上的不同位置处。因此，虽然物镜241被固定在特定的位置处，但是在记录介质250上聚焦的位置可以改变到另一位置。因此，入射光束的方向必须保持，而不许发生任何改变，或者必须以入射光束的方向需要被调整的方式发生分叉或者汇聚。在该实施例中，第一聚焦调整单元251被用于调整入射光束的方向。
在图16中示出了第一聚焦调整单元251的详细示例。图16A-16C示出了根据本发明的示例性聚焦调整单元。在图16A-16C中，第一聚焦调整单元251可以被用于保持入射光束的路径不发生任何改变，或者可以控制入射光束的路径以发生分叉或者汇聚。在该种情况下，第一聚焦调整单元251必须被设计为用于保持入射光束的方向没有任何改变。在图16中示出了聚焦调整单元251的详细示例。在该种情况下，第一聚焦调整单元251可以被用于保持入射光束的路径没有任何改变，或者可以控制入射光束的路径以发生分叉或者汇聚。聚焦调整单元251可以包括至少一个凸透镜和至少一个凹透镜的组合。
图16A示出了包括两个凸透镜的示例性聚焦调整单元。图16B示出了包括单个凹透镜和单个凸透镜的示例性聚焦调整单元。图16C示出了包括单个凸透镜和单个凹透镜的示例性聚焦调整单元。在上述的图16A-16C的聚焦调整单元中，可以将平行光束保持为没有发生任何改变。在该种情况下，图16B的聚焦调整单元增加了入射光束的直径，并且图16C的其他聚焦调整单元减小了入射光束的直径。为了方便说明，并且更好地理解本发明，将在下文中描述图16A的聚焦调整单元作为本发明的示例。
图17示出了通过图16A的聚焦调整单元251调整的路径的改变。图17A示出的是，聚焦调整单元251的第一聚焦透镜251a和第二聚焦透镜251b具有相同焦点。在图17A中，入射到第一聚焦透镜251a的平行光束经由焦点进入第二聚焦透镜251b，并且从第二聚焦透镜251b发射的其他光束变为平行光束。即，入射光束的方向可以被保持而没有任何改变。在该种情况下，如果光学拾取设备包括图16B或者图16C的聚焦调整单元251，则如图16B或者图16C所示，平行光束的直径发生改变。
图17B-17C示出的是，根据第二聚焦透镜251b的移动而制定不同的焦点。如图17B-17C所示，入射到第一聚焦透镜251a的平行光束形成从第二聚焦透镜251b分叉的光束。如此，根据该实施例，任何一个透镜都被可移动地布置，以形成分叉或者汇聚的光束。更具体地，在该实施例中，第二聚焦透镜251b被可移动的布置。因此，入射到透镜单元240的光束的方向可以改变到另一方向，使得聚焦在记录介质250上的位置可以改变到另一位置。换言之，根据该实施例，无论物镜241是否移动，可以将光束聚焦到包括多个记录层的记录介质250的不同记录层上。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，上述的构造可以同样地应用到第二聚焦调整单元256。
图18是示出了根据本发明的另一实施例的用于在记录/再现装置中使用的光学拾取设备的框图。参考图18，根据本发明的一个实施例的光学系统进一步包括偏振转换器254和259，其将从记录介质250反射的光束的偏振方向转换为另一方向。在该种情况下，如果当入射光束被反射时发生偏振方向，则偏振转换器254或者259将偏振方向转换为另一偏振方向，使得反射光束的路径被改变。偏振转换器254或者259可以利用四分之一波板(QWP)来实现。该QWP是用于将反射光束的偏振方向旋转90°的光学元件，其对入射到记录介质250的光束执行左手螺旋极化(LHCP)，并且对在相反方向上行进的反射光束执行右手螺旋极化(RHCP)。因此，从QWP接收的反射光束的偏振方向被改变为不同于入射光束的偏振方向的另一方向，并且上述两个偏振方向在相位上彼此相差90°。上述光学系统包括用于将从第一透镜单元240反射的光束的偏振方向转向的非偏振束分裂器(NBS)254，和用于将从第二透镜单元245反射的光束的偏振方向转向的偏振束分裂器(PBS)259。在使用QWP的情况下，入射光束是左手螺旋极化的，并且反射光束是右手螺旋极化的。因此，所产生的反射光束具有与入射到QWP的光束的偏振方向垂直的偏振方向。
而且，光学系统进一步包括光接收单元260、265、以及270，其能够经由第一透镜单元240或者第二透镜单元245来接收从记录介质250上反射的光束。在该种情况下，光接收单元260、265、以及270接收反射的光束，对接收的光束执行光电转换，并且生成与反射光束的光量相对应的电信号。为了方便说明，并且更好的理解本发明，在该实施例中，如图10所示，本发明示例性地包括第一光接收单元260、第二光接收单元265、以及第三光接收单元270。
在该种情况下，第一光接收单元260接收反射光束，其在与从第一透镜单元240反射的入射光束相垂直的方向上偏振。第二光接收单元265接收反射光束，其在与从第二透镜单元245反射的入射光束垂直的方向上偏振。第一光接收单元260和第二光接收单元265可以利用两个光电二极管来实现，其中的每个可以被分裂成在记录介质250的信号轨道方向或者半径方向中的预定数目的部分(例如，两个部分)。而且，第一光接收单元260和第二光接收单元265可以利用四个光电二极管来实现，其中的每个可以被分裂成在记录介质250的信号轨道方向或者半径方向中的预定数目的部分(例如，四个部分)。
光学系统进一步包括用于驱动第一透镜单元240和第二透镜单元245的透镜驱动器(未示出)。透镜驱动器被用于调整第一透镜单元240和第二透镜单元245。具体地，使用电场或者磁场，透镜驱动器可以精确地驱动第一和第二透镜单元240和245。为了该精确的控制，光学系统可以使用采用绕线线圈的制动器。如果光学系统包括单个光接收单元，以接收如图2中的实施例所示出的扭曲光束(即，单个光接收单元是第三光接收单元)，光学系统包括单个透镜驱动器，其能够根据从第三光接收单元接收的GE信号来同时控制第一和第二透镜单元240和245。
在下文中，将参考图13和图14来详细描述在记录/再现装置的光学拾取设备21中，基于从光源210发射的光束的路径的光学系统的信号流动。图13和14是示出了根据本发明的图10的光学信号的流动的框图。图13示出了从图10的光学系统的光源210发射的x轴偏振的路径。图14示出了从图10的光学系统的光源210发射的y轴偏振的路径。
从光源210发射的x轴偏振入射到第一束分离器220，使得x轴偏振的某些部分被反射，并且其他部分被入射到第二束分裂器221。第二束分裂器221使得x轴偏振通过，同时反射y轴偏振。x轴偏振在通过第二束分裂器221之后行进到第一透镜单元240。在该种情况下，在记录介质250上聚焦的位置可以通过第一聚焦调整单元251来调整。已经通过第一透镜单元240照射到记录介质250上并且从记录介质250反射的光束被第一透镜单元240聚集。聚集的反射光束被通过偏振转换器254如上所述转换为y轴偏振。该y轴偏振反射光束从第二束分裂器221反射，使得所产生的光束入射到第三束分裂器222。第三束分裂器222被设计为使x轴偏振通过，同时反射y轴偏振。因此，反射光束被从第三束分裂器222反射，使得所产生的光束在第一光接收单元260中被接收。在该种情况下，第一透镜单元240包括高折射透镜，以形成近场，使得反射光束可能包括具有由第一透镜单元240扭曲的不期望的偏振方向的光束。扭曲光束通过第二束分裂器221，从而入射到第一束分裂器220。扭曲光束的某些部分通过第一束分裂器220，并且其他部分从第一束分裂器220反射，使得在第三光接收单元中接收所产生的光束。
从光源210发射的Y轴偏振被入射到第一束分裂器220，使得y轴偏振的某些部分被反射，并且其他部分被入射到第二束分裂器221。Y轴偏振从第二束分裂器221反射，从而行进到第二透镜单元245。在该种情况下，在记录介质250上聚焦的位置可以通过第二聚焦调整单元256来进行调整。第二聚焦调整单元256可以与第一聚焦调整单元251分离地布置，使得数据可以在两个记录层中/从两个记录层同时记录或者再现，如图19所示。因此，本发明提供了一种能够增加包括多个记录层(例如，第一记录层L0和第二记录层L1)的记录介质250的数据处理速率的结构。
已经照射到记录介质250并且从记录介质250上反射的光束通过第二透镜单元245重新聚集。如上所述，聚集的反射光束被通过偏振转换器259转换为x轴偏振。X轴偏振通过第二束分裂器221和第三束分裂器222。因此，反射光束在第二光接收单元265中被接收。
在本发明的另一实施例中，光学系统进一步包括第四光接收单元275，如图18所示。图18是示出了用于根据本发明的另一实施例的记录/再现装置中使用的光学拾取设备的框图。参考图18，第四光接收单元275接收具有从第二透镜单元245反射的光束扭曲的偏振的扭曲光束。在该实施例中，如果第一透镜单元240和第二透镜单元245以不同方式来接收扭曲光束，则存在对用于第一透镜单元240的第一透镜驱动器(未示出)的需求，并且存在对用于第二透镜单元245的第二透镜驱动器(未示出)的需求。
在下文中，将参考图20和图21描述根据本发明的在记录介质中/从记录介质记录/再现数据的方法。图20是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现方法的流程图。图21是示出了根据本发明的一个实施例的记录/再现装置的控制方法的流程图。
如果在记录/再现装置中加载记录介质，则在步骤S211处，光源210发射两个光束(即，x轴偏振光束和y轴偏振光束)，以执行记录/再现操作。在步骤S212处，X轴偏振光束和y轴偏振光束通过束分裂器而彼此分离，使得x轴偏振光束经由第一透镜单元照射在记录介质上，并且y轴偏振光束经由第二透镜单元照射到记录介质上。在该种情况下，在步骤S213处，上述的记录/再现方法确定经由第一透镜单元照射在记录介质上的光束的聚焦位置和经由第二透镜单元照射到记录介质上的其他光束的其他聚焦位置是否与用作目标记录层的记录层相对应。如果各个聚焦位置不与目标记录层相对应，则在步骤S214处，第一聚焦调整单元251或者第二聚焦调整单元256被驱动，使得各个光束被正确地聚焦在目标记录层上。如果以上的光束的聚焦位置是正确的，则记录/再现装置从两个反射的光束中接收扭曲的偏振光束，并且生成GE信号。记录/再现装置驱动与GE信号相对应的透镜驱动器(未示出)，控制第一透镜单元240、第二透镜单元245、以及记录介质250之间的间隔，从而在记录介质中/从记录介质记录或者再现数据。
在该种情况下，可以在数据的记录或者再现时间期间，通过空隙误差(GE)信号来连续地反馈控制透镜驱动器。在该种情况下，将在下文中详细描述空隙误差(GE)信号的生成和使用该空隙误差(GE)信号的控制方法。
为了方便说明，根据图10的实施例，作为本发明的示例，第三光接收单元270可以由两个光电二极管PDA和PDB构成。两个光电二极管分别输出与光量相对应的电信号“a”和“b”。在接收来自第三光接收单元270的电信号后，图9的信号生成器22生成空隙误差信号(GE)、循轨误差信号(TE)、或者记录/再现信号(RF)。可以通过将光电二极管的输出信号求和来生成记录/再现信号(RF)，并且可以通过与光电二极管的输出信号之间的差相对应的信号来生成循轨误差信号(TE)。
接下来，将在下文中详细描述空隙误差信号(GE)。使用第三光接收单元270的输出信号“a”和“b”，信号生成器22可以生成用于控制透镜和记录介质250之间的间隔的空隙误差信号(GE)。可以通过将第三光接收单元270的光电二极管的输出信号求和，来生成空隙误差信号(GE)。可以通过如下的等式1来表示该空隙误差(GE)信号：
[等式1]
GE＝a+b
在该种情况下，空隙误差(GE)信号等于与光量相对应的所有电信号的总和，使得其与在第三光接收单元270中接收的反射光的量成比例。
如图12中所示，在近场的范围内，随着第一透镜单元240和记录介质250之间的间隔(g1)逐渐增加，空隙误差(GE)信号指数地增加。在近场之外的远场中，空隙误差(GE)信号具有常规的尺寸或大小，并且将在下文中对其进行详细描述。如果在透镜单元240和记录介质250之间的间隔(g1)脱离近场的范围，即，如果间隔(g1)比表示近场极限的λ/4(即，在近场和远场之间的界限)长，则大于临界角度的入射光束被从记录介质250完全反射。另外，如果在透镜单元240和记录介质250之间的间隔(g1)小于λ/4，则形成近场，在透镜单元240和记录介质250没有接触的情况下，大于临界角度的入射光束的某些部分经由记录介质250而到达记录层。因此，在透镜单元240和记录介质250之间的间隔(g1)越小，通过记录介质250的光量越大，越大的光量从记录介质250完全地反射。因此，形成图12的关系。因此，如图12中所示，与反射光束的密度成比例的GE信号的密度在近场中随着间隔(g1)逐渐地增加而指数地增加。如果空隙误差(GE)信号脱离近场的范围，则空隙误差(GE)信号可能具有预定值(即，最大值)。基于上述的原理，在透镜单元240和记录介质250之间的间隔(g1)被规则地保持的条件下，空隙误差(GE)信号可以具有预定值。换言之，空隙误差(GE)信号被反馈控制以具有预定值，使得在透镜单元240和记录介质250之间的间隔(2g)可以被规则地控制。
在下文中，将参考图21来描述一种使用空隙误差(GE)信号来规则地保持在透镜单元240和记录介质250之间的间隔的方法。
参考图21，在步骤S220处，记录/再现装置建立适合于检测反射光束的第一透镜单元240和记录介质250之间的间距(x)。在步骤S221处，所述装置检测从建立的间隔(x)检测的空隙误差(GE)信号(y)。在步骤S222处，所述装置存储空隙误差(GE)信号(y)。在该种情况下，“y”可以大于近场极限(2λ/4)的10～20％，使得透镜单元240和记录介质250之间发生碰撞的几率不高。同样“y”可以小于近场极限(2λ/4)的80～90％，使其脱离透镜单元240和记录介质250之间的近场的几率不高。可以在记录介质250中的数据记录/再现处理之前执行上述步骤。
在旋转的记录介质250中/从旋转的记录介质250记录或者再现数据的同时，扭曲的偏振光束从记录介质250的轨道反射，并且然后在第三光接收单元270中被接收。在接收来自第三光接收单元270的输出信号后，信号生成器22生成空隙误差(GE)信号。在该种情况下，在步骤S223中所述装置确定检测的空隙误差(GE)信号(y1)是否等于存储的空隙误差(GE)信号(y)。
如果在步骤S223中检测的空隙误差(GE)信号(y1)等于存储的空隙误差(GE)信号(y)，则认为建立的间隔已经得到保持，使得记录/再现处理得以在步骤S224中连续地执行。否则，如果在步骤S223检测的空隙误差(GE)信号(y1)不等于中存储的空隙误差(GE)信号(y)，则认为建立的间隔已经改变，使得所述装置能够通过对透镜单元240进行驱动，调整在透镜单元240和记录介质250之间的间隔。以此方式，透镜单元240通过从记录/再现处理中检测的空隙误差信号来进行反馈控制，使得在透镜单元240和记录介质250之间的间隔可以规则地保持。
虽然已经出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员应理解，在不脱离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种的修改、添加、和替换都是可能的。
图23是示出了根据本发明的另一实施例的记录/再现装置的框图。在下文中，将参考其他附图来对图23的记录/再现装置进行描述。
参考图23，光学拾取设备(P/U)31将光束照射到记录介质上，接收从记录介质反射的光束，并且生成与反射光束相对应的电信号。在下文中，将对光学拾取设备31进行详细的描述。
信号生成器32从光学拾取设备31接收电信号，并且生成再现数据所需的记录/再现信号(RF)、用于控制伺服器的空隙误差(GE)信号、以及循轨误差信号(TE)。
第一控制器33从信号生成器32接收输出信号，并且生成控制信号或者驱动信号。例如，第一控制器33对GE信号执行信号处理，从而向空隙伺服驱动器34输出用于控制在透镜单元340和记录介质之间的间隔的驱动信号。对于另一示例，第一控制器33对循轨误差(TE)信号执行信号处理，从而向循轨伺服驱动器35输出用于控制循轨的驱动信号。而且，第一控制器33可以向空隙伺服驱动器34或者聚焦驱动器(未示出)输出用于改变在记录介质上的聚焦位置的驱动信号。另外，第一控制器33辨别加载的记录介质，并且可以根据记录介质的辨别结果来调整施加到偏振调整单元的电压信号。出于此原因，第一控制器33包括用于辨别加载的记录介质的确定单元，以及用于根据记录介质的辨别结果控制施加到偏振调整单元的电压信号的电压调整单元。更具体地，确定单元基于从光束的记录介质扫描处理而获得的光学信号获取记录介质厚度的信息和记录层位置的信息，从而辨别记录介质的类型。电压调整单元控制施加到偏振调整单元的电压信号，使得光束根据记录介质的类别被入射到相对应的透镜单元上。在该种情况下，电压调整单元可以用作用于给电压信号上电或者去电的开关，或可以调整该电压信号的幅度。空隙伺服驱动器34驱动在光学拾取设备31中包括的制动器(未示出)，使得光学拾取设备31或者其透镜单元(未示出)在光轴方向上移动。因此，在透镜单元340和记录介质之间的间隔可以被规则地保持。空隙伺服驱动器34驱动在光学拾取设备31中包括的制动器(未示出)，使得光学拾取设备31或者透镜单元在光轴方向上移动。如果空隙伺服驱动器34没有额外的聚焦驱动器，则其驱动在光学拾取设备31中包括的制动器，使得聚焦调整单元335在光轴方向上移动。在该情况下，如果空隙伺服驱动器24具有额外的聚焦驱动器，则该额外的聚焦驱动器根据控制器33的驱动信号，在光轴方向中移动聚焦调整单元335。
循轨伺服驱动器35驱动在光学拾取设备31中包括的制动器(未示出)，使得光学拾取设备31或者透镜单元340在半径方向上移动，导致对误差光束位置进行校正。因此，光学拾取设备31或者其透镜单元340可以跟随记录介质中包括的预定轨道。循轨伺服驱动器35可以根据轨道移动命令来在半径方向上移动光学拾取设备31或者其透镜单元340。
寻轨伺服驱动器36驱动寻轨电机(未示出)以移动光学拾取设备31，使得光学拾取设备31根据轨道移动命令来在半径方向上移动。
诸如个人计算机(PC)的主机可以被连接到上述的记录/再现装置。该记录/再现装置被称为驱动。主机经由接口从第二控制器39接收记录/再现命令。第二控制器39在从主机接收记录/再现命令后，控制解码器37、编码器38、以及控制器33。在该种情况下，可以利用高级技术附接分组接口(ATAPI)3110来实现上述接口。在该种情况下，ATAPI3110是在诸如CD-或者DVD-驱动的光学记录/再现装置和主机之间的接口标准，并且已经被建议用于将由光学记录/再现装置解码的数据传输到主机。ATAPI 3110将解码的数据转换为能够由主机处理的分组格式协议，并且对该分组格式协议进行传输。因此，光学记录/再现装置接收来自解码器37的播放数据，并且将待记录的数据传输给编码器38，从而在/从记录介质中记录或者再现数据。
在下文中，将详细描述根据本发明的一个实施例的包括在光学拾取设备31中的光学系统(未示出)。图23是示出了根据本发明的包括在光学拾取设备31中的示例性光学系统的框图。
参考图23，光学系统包括光源310、束分裂器320和330、聚焦调整单元335、透镜单元340、光接收单元360和370以及偏振调整单元380。在该种情况下，光学系统确定光束是否必须相互分离，使得根据确定的结果，其可以进一步包括至少一个束分裂器。在该实施例中，为了方便说明，并且更好地理解本发明，光学系统可以包括第一束分裂器320、第二束分裂器330、用于接收由束分裂器分离的光束的第一和第二光接收单元360和370。
光束310可以以具有优良直线性的激光束来实现。更具体地，光源310可以以激光二极管来实现。从光源310发射并且照射到记录介质上的光束可以是平行的光束。因此，光学拾取设备可以包括透镜(例如，准直透镜315)，其将从光源310发射的光束转换为平行的光束。即，准直透镜315可以被布置在从点光源发射的光束的路径上，使得光束的路径改变，导致出现平行的光束。
束分裂器320或者330可以将从相同方向入射的光束相互分离，或者将从不同方向入射的其他光束合成。在本发明的该实施例中，存在第一束分裂器320和第二束分裂器330，并且将在下文中对其进行详细地描述。
在该实施例中，第一束分裂器320仅仅使入射光束的某些部分通过，并且对剩余的部分进行反射，并且可以以非偏振束分裂器(NBS)来作为示例而实现。第二束分裂器330根据偏振方向仅仅使特定方向的偏振通过。在该实施例中，第二束分裂器330可以以偏振束分裂器(PBS)来作为示例而实现。例如，在使用直偏振的情况下，偏振束分裂器(PBS)330仅仅让具有水平振动的偏振分量(在下文中，称为“x轴偏振”)通过，并且对具有垂直振动的其他偏振分量(在下文中，称为“y轴偏振”)进行反射。否则，偏振束分裂器(PBS)330仅仅让具有垂直振动的偏振分量(在下文中，称为“y轴偏振”)通过，并且对具有水平振动的其他偏振分量(在下文中，称为“x轴偏振”)进行反射。
在该实施例中，具有两个透镜单元。透镜单元将从光源310发射的光束照射到记录介质上，并且聚集从记录介质150反射的光束。在该种情况下，两个透镜单元将光束照射在记录介质上的不同位置处，使得可以以不同的方式来在/从记录介质中记录或者再现数据。为了方便说明，并且更好地理解本发明，第一透镜单元340与用于近场记录介质的透镜单元相对应，并且第二透镜单元345与用于诸如BD或DVD的远场记录介质的透镜单元相对应。在该种情况下，使用单个光源，从而假设第一透镜单元340的波长和第二透镜单元345的波长相等。在该种情况下，第二透镜单元345包括考虑数值孔径(NA)而制造的物镜。在下文中，将参考图24来描述能够形成近场的第一透镜单元340。
第一透镜单元340包括高折射透镜和物镜341，增加了数值孔径(NA)，并且形成渐逝波，从而形成近场。图24是示出了根据本发明的记录介质和图23的透镜单元的横截面图。如图24中所示，第一透镜单元340包括物镜341和高折射透镜342。高折射透镜342被布置在从物镜341到记录介质3100的光路上。在本发明中，在第一透镜单元340中包括的物镜341和高折射透镜342可以以各种方式来进行修改，并且将在下文中参考附图来对其进行详细描述。在下文中，上述的高折射透镜342被称为“近场透镜”。
在基于近场的记录/再现装置中，包括第一透镜单元340的光学拾取设备31的光学系统必须非常靠近记录介质3100。如图25中所示，在近场透镜342和记录介质3100之间的间隔(由“3g1”表示)必须等于或者小于由纳米表示的间隔。更详细地，将在下文中示例性地详细描述第一透镜单元340和记录介质3100之间的关系。
如果在第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔等于或者小于光学波长的大约1/4(即，λ/4)，则已经以临界角度或者更大的角度在第一透镜单元340中接收的光束的某些部分没有完全地从记录介质3100的表面反射，并且形成渐逝波。渐逝波通过记录介质3100，并且到达记录层。这些到达记录层的渐逝波可以被用于记录或者再现数据。因此，通过处于衍射限制下的光束，可以将高密度的位信息存储在记录介质中。然而，如果在第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔大于λ/4，则光学波长损失了渐逝波的独特的特性，并且变回其原始波长，光束被完全地从记录介质3100或者近场透镜342的表面反射。在该种情况下，不能形成渐逝波，使得不能够执行通过近场引起的记录/再现操作。
通常地，在近场记录/再现装置中，第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔被控制为小于大约λ/4。在该种情况下，应该理解为将λ/4用作近场极限。在该实施例中，如果用于保持纳米级间隔的以上方法根据间隔控制信号来控制空隙伺服驱动器，则将在下文中对该实施例的示例性操作进行详细描述。随后，将参考图8和29来对相关的详细操作来进行描述。
而且，在物镜341和近场透镜342之间的间隔必须满足预定间隔的范围。如图24所示，在物镜341和近场透镜342之间的间隔(g2)可以通过微米来表示，并且可以通过实验或者计算来确定间隔尺寸。为了允许入射到物镜341的光束进入近场透镜342，确定物镜341和近场透镜342之间的间隔被认为是重要的。为此，可以将间隔(g2)设置为大约100μm的范围内。如上所述，在近场透镜342和记录介质3100之间的间隔必须保持在纳米级的间隔。在物镜341和近场透镜342之间的间隔必须不脱离该微米级间隔。如果用户将物镜342从微米级间隔移动到另一位置，以将在记录介质3100上的光聚焦位置改变到另一位置，则还必须控制上述间隔的1/10～1/100的子范围。因此，事实上，移动物镜341以改变聚焦位置，同时还要保持物镜341和近场透镜342之间的关系是非常难以实现的。因此，本发明可以进一步包括能够在物镜341和近场透镜342被固定在特定位置处的条件下，改变聚焦位置的聚焦调整单元335。
聚焦调整单元335可以被用于改变聚焦在包括一个或者多个记录层的多层记录介质3100上的光束的位置。例如，聚焦调整单元335将入射到物镜341的光束的入射角度改变为另一入射角度，导致焦距的改变。在图28中，实线表示光束的路径，所述光束平行地入射到物镜341。该入射到物镜341的平行光束具有如下的焦距，通过其平行光束聚焦到f1的位置处。同时，图26的虚线表示的是，入射到物镜341的光束的入射角度被改变为另一角度。如果通过聚焦调整单元335的光束发生分叉，并且经由诸如虚线的路径进入物镜341，则在物镜341折射的光束具有如下的预定焦距，通过其光束聚焦在f2的位置处。换言之，入射到物镜341的光束的路径被改变为另一路径，使得光束可以聚焦在记录介质3100的不同位置处。因此，虽然将物镜341固定在特定的位置处，但是可以将聚焦在记录介质3100上的位置改变为另一位置。因此，入射光束的方向必须在没有任何改变的情况下加以保持，或者必须以入射光束的方向需要被调整的方式被分叉或者汇合。在该实施例中，聚焦调整单元335被用于调整入射光束的方向。
在图8中示出了聚焦调整单元335的详细示例。在图8中，聚焦调整单元335可以用于保持入射光束的路径使其不发生任何改变，或者可以控制入射光束的路径使其分叉或者汇合。在该情况下，聚焦调整单元335必须被设计为保持入射光束的方向没有发生任何改变。聚焦调整单元335可以包括至少一个凸透镜和至少一个凹透镜的组合。
图23的光接收单元360和370接收反射光束，对接收的光束执行光电转换，并且生成与反射光束的光量相对应的电信号。在该实施例中，为了方便说明和更好地理解本发明，本发明示例性包括第一光接收单元360和第二光接收单元370。第一光接收单元360和第二光接收单元370可以利用两个光电二极管PDA和PDB来实现，其中的每个在记录介质3100的信号轨道方向或者半径方向上分裂成预定数量的部分(例如，两个部分)。在该种情况下，光电二极管PDA和PDB分别输出与接收的光量成比例的电信号(a、b)。另外，光接收单元360和370还可以以四个光电二极管PDA、PDB、PDC、和PDD来实现，其中的每个在记录介质3100的信号轨道方向或者半径方向上分裂成预定数量的部分(例如，四个部分)。在该种情况下，在光接收单元360或者370中包括的光接收元件不限于上述的示例，并且还可以根据需要以其他的改变来实现。
偏振调整单元380被用于根据所施加的电压来调整光束的偏振方向，使得通过偏振调整单元380的光束的偏振方向根据所施加的电压来调整。为了方便说明，将在下文中参考图26A和26B来描述偏振调整单元380。图26A～26B示出了根据本发明的偏振调整单元。在图26A和图26B中，偏振调整单元380包括极化分子，并且根据所施加的电压或者施加电压的存在或者不存在来改变该样的分子的布置。例如，可以将液晶用来构造偏振调整单元380。该液晶可以包括具有条型极化的分子，并且可以根据施加的电压而改变分子的布置。
图26A示出了当没有接收到电压时的偏振调整单元380。如果线性偏振光束进入偏振调整单元380，仅有x轴偏振分量能够通过偏振调整单元380。如果电压施加到偏振调整单元380上，则在偏振调整单元380中包括的极化分子可以以图26B的形式来布置。在该种情况下，如果线性偏振的光束进入偏振调整单元380，则偏振调整单元380仅让y轴偏振分量通过。即，通过偏振调整单元380的光束的偏振方向可以根据施加电压的存在或者不存在来选择。否则，可以根据在偏振调整单元380中接收的电压信号和电压信号的强度来确定扭曲的程度。在该情况下，在90°的最大角度的范围内通过偏振调整单元380的偏振分量的振动方向可以通过施加的电压的调整来确定。
在记录/再现装置的光学拾取设备31中，将在下文中详细描述基于从光源310发射的光束的路径的光学系统的信号的流动。
从光学拾取设备31的光源310发射的光束被入射到第一束分裂器320(即，非偏振束分裂器(NBS))，使得入射光束的某些部分被反射，并且其他部分被入射到偏振调整单元380。
如果如在图26中所示，在偏振调整单元380中没有接收到电压信号，则x轴偏振分量通过偏振调整单元380，并且入射到第二束分裂器330(即，偏振束分裂器(PBS))。因此，如图27A所示，x轴偏振光束入射到第一透镜单元340。即，如果近场记录介质被加载在记录/再现装置中，所述装置可以使用第一透镜单元340来在/从近场记录介质中记录或者再现数据。在该种情况下，如果多层记录介质被加载在所述装置中，则通过聚焦调整单元335可以改变聚焦的记录层的位置。
加载在第一透镜单元340中接收的光束的入射路径处的偏振转换平面350是四分之一波板(QWP)，其是用于将反射光束的偏振方向旋转90°的光学元件。偏振转换平面350对入射到记录介质3100的光束执行左手螺旋极化(LHCP)，并且对在相反方向上行进的反射光束执行右手螺旋极化(RHCP)。因此，从QWP接收的反射光束的偏振方向被改变为与入射光束的偏振方向不同的另一方向，并且以上的两个偏振方向在相位上彼此相差90°。因此，通过偏振束分裂器(PBS)330仅仅具有x轴偏振分量的光束被入射到第一透镜单元340，并且从记录介质3100反射，并且入射到偏振束分裂器(PBS)330上，使得所产生的光束具有y轴偏振分量。因此，y轴偏振分量从偏振束分裂器(PBS)330反射，并且反射光束被入射到第一光接收单元360。
同时，如果如图26B所示多于预定大小的电压被施加到偏振调整单元380，在通过偏振调整单元380之后，y轴偏振分量被入射到偏振束分裂器(PBS)330。偏振束分裂器(PBS)330反射y轴偏振分量。因此，如图27B中所示y轴偏振光束被入射到第二透镜单元345。偏振转换平面355还可以被布置在在第二透镜单元345中接收的光束的入射路径上。因此，由于上述的原理，反射光束被转换为x轴偏振分量，并且通过偏振束分裂器(PBS)330。因此，在第一光接收单元360中接收反射光束。在该种情况下，不需要偏振方向相互垂直，并且优选的是，偏振方向通过偏振束分裂器(PBS)330而被相互分离。
同时，在使用第一透镜单元340的情况下，第一透镜单元340的数值孔径(NA)高于“1”，使得当光束照射到第一透镜单元340并且从第一透镜单元340反射时，该光束的偏振方向可以被扭曲。即，如图27A中所示，入射到偏振束分裂器330的反射光束的某些部分由于扭曲的偏振方向而通过偏振束分裂器330。所产生的反射光束入射到偏振束分裂器320。偏振束分裂器320使得所接收的光束的某些部分通过，并且对剩余的部分进行反射。因此，从偏振束分裂器320反射的光束被入射到偏振束分裂器370。
换言之，如果加载了近场记录介质，则可以使用第一透镜单元340来记录或再现数据。如果加载了远场记录介质，则使用第二透镜单元345来记录或者再现数据。在该种情况下，术语“远场”可以表示所有的情况，其中的每种都不使用近场。
图30是示出了根据本发明一个实施例的记录/再现方法的流程图。
将在下文中详细描述用于使用偏振调整单元380来控制光束的路径的方法，以允许光束入射到第一透镜单元340或者第二透镜单元345。
参考图30，如果在步骤S310中，将记录介质加载在记录/再现装置中，第一控制器33的确定单元(未示出)驱动聚焦调整单元335上，使得在步骤S311中，对照射在加载的记录介质上的光束的聚焦进行扫描。通过在上述聚焦扫描处理中检测的光束的图案，所述装置在步骤S312处确定加载的记录介质的特性或者类型。例如，所述装置基于光学图案来确定记录介质的厚度或者记录层的位置。因此，所述装置可以确定加载的记录介质是近场记录介质、蓝光记录介质、HD-DVD、或者DVD。
如图23中所示，根据以上确定的结果，在包括两个透镜单元的记录/再现装置中的第一控制器33的电压调整单元(未示出)确定聚焦调整单元380是否接收了电压信号或者接收了所施加的电压信号的强度。在下文中将参考图26A和图26B来对其相关细节进行描述。换言之，在根据记录介质的确定结果使用第一透镜单元340的情况下，所述装置可以在没有在偏振调整单元380中接收电压信号的条件下，记录或者再现数据。在根据记录介质的确定结果使用第二透镜单元345的情况下，所述装置将电压信号施加到偏振调整单元380，使得可以在步骤S317处，使用第二透镜单元345来记录或者再现数据。同时，如果记录介质没有使用第一和第二透镜单元340和345，则在步骤S316处不能进行数据的记录和再现。
图23的第一光接收单元360和第二光接收单元370输出与接收的反射光束的光量相对应的电信号。每个光接收单元可以包括至少一个光电二极管，但是其可以以各种方式来进行修改。为了方便说明，在该实施例中，假设第一光接收单元360和第二光接收单元370中的每个包括两个光电二极管。第一光接收单元360的两个光电二极管输出与接收的光的量相对应的电信号“a”和“b”。假设第二光接收单元370的两个光电二极管输出与接收的光的量相对应的电信号“c”和“d”。
信号生成器32使用从光接收单元360和370接收的电信号，生成空隙误差(GE)信号、循轨误差(TE)信号、或者记录/再现信号(RF)。
信号生成器32使用在第一光接收单元360接收的反射光束，生成记录/再现信号(RF)或者循轨误差(TE)信号。根据第一光接收单元360的光电二极管的输出信号的总和，该RF信号可以表示为RF＝a+b。根据光电二极管的输出信号之间的差信号，该循轨误差(TE)信号可以表示为TE＝a-b。
信号生成器32可以在从第二光接收单元360接收输出信号(c、d)后，生成空隙误差(GE)信号，其被构造为控制透镜和记录介质3100之间的间隔。空隙误差(GE)信号可以通过将第二光接收单元370的光电二极管的输出信号求和来生成。该空隙误差(GE)信号可以通过以下的等式2来表示：
[等式2]
GE＝a+b
在该种情况下，空隙误差(GE)信号等于与光量相对应的所有电信号的总和，使得其与在第二光接收单元370中接收的反射光的量成比例。
如图25中所示，在近场的范围内，随着第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)逐渐增加，空隙误差(GE)信号指数地增加。在近场之外的远场中，空隙误差(GE)信号具有常规的尺寸或大小，并且将在下文中对其进行详细描述。如果在第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)脱离近场的范围，即，如果间隔(g1)比表示近场极限的λ/4(即，在近场和远场之间的界限)更长，则大于临界角度的入射光束被从记录介质3100完全反射。否则，如果在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)小于λ/4，则形成近场，在透镜单元340和记录介质3100没有接触的情况下，大于临界角度的入射光束的某些部分经由记录介质3100而到达记录层。因此，在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)越短，则通过记录介质3100的光量越大，越少的光量从记录介质3100完全地反射。在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)越长，则通过记录介质3100的光量越少，越多的光量从记录介质3100完全地反射。因此，形成图12的关系。因此，如图25中所示，与反射光束的密度成比例的GE信号的密度在近场中随着间隔(g1)逐渐地增加而指数地增加。如果空隙误差(GE)信号脱离近场的范围，则空隙误差(GE)信号可能具有预定值(即，最大值)。基于上述的原理，在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g1)被规则地保持的条件下，空隙误差(GE)信号可以具有预定值。换言之，空隙误差(GE)信号被反馈控制以具有预定值，使得在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(g)可以被规则地控制。
在下文中，将参考图31来描述一种使用空隙误差(GE)信号来规则地保持在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔的方法。
参考图31，在步骤S320处，记录/再现装置建立适合于检测反射光束的第一透镜单元340和记录介质3100之间的间隔(x)。在步骤S321处，所述装置检测从建立的间隔(x)检测的空隙误差(GE)信号(y)。在步骤S322处，所述装置存储空隙误差(GE)信号(y)。在该种情况下，“y”可以大于近场极限(3λ/4)的10～20％，使得透镜单元340和记录介质250之间发生碰撞的几率不高。而且，“y”可以小于近场极限(3λ/4)的80～90％，使其在透镜单元340和记录介质3100之间脱离近场的几率不高。可以在记录介质3100中的数据记录/再现处理之前执行上述步骤。
在/从旋转的记录介质3100中记录或者再现数据的同时，扭曲的偏振光束从记录介质250的轨道反射，并且然后在第二光接收单元370中被接收。在接收来自第二光接收单元370的输出信号后，信号生成器32生成空隙误差(GE)信号。在该种情况下，在步骤S323中所述装置确定检测的空隙误差(GE)信号(y1)是否等于存储的空隙误差(GE)信号(y)。
如果在步骤S323中检测的空隙误差(GE)信号(y1)等于存储的空隙误差(GE)信号(y)，则认为建立的间隔已经得到保持，使得在步骤S324中记录/再现处理得以连续地执行。否则，如果在步骤S323中检测的空隙误差(GE)信号(y1)不等于存储的空隙误差(GE)信号(y)，则认为建立的间隔已经改变，使得所述装置能够通过对透镜单元340进行驱动，调整在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔。以此方式，透镜单元340通过从记录/再现处理中检测的空隙误差信号来进行反馈控制，使得在透镜单元340和记录介质3100之间的间隔可以得到规则地保持。
从以上的描述中显而易见的是，根据本发明的光学拾取设备、记录/再现方法、以及记录/再现装置具有以下的效果。本发明能够有效地对包括多个记录层的记录介质进行访问，可以在/从记录介质的多个记录层中同时记录/再现数据，可以使用光学偏振特性和不同的透镜单元来在/从记录介质中记录或者再现数据。本发明可以使用具有不同偏振的光学信号来同时处理数据，从而增加数据处理速率。
本领域的技术人员应清楚地是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种的修改和变化。因此，旨在本发明涵盖落在所附权利要求和其等价物的范围内的本发明的修改和变化。