CN101147197B - 多层光学信息记录介质、光头、以及光学驱动器 - Google Patents

Abstract

公开了光学记录介质，其包括：多个记录层单元，在每个记录层单元中，交替地堆叠了一个或多个记录层、以及一个或多个中间层；以及一个或多个分隔层。在所公开的光学记录介质中，在光学记录介质的深度方向上，交替地堆叠记录层单元和分隔层。

Description

多层光学信息记录介质、光头、以及光学驱动器

技术领域

本发明一般涉及多层光学信息记录介质、光头、以及光学驱动器，并且，更具体地，涉及具有多个记录层的多层光学信息记录介质、用于该多层光学信息记录介质的光头、以及能够在多层光学信息记录介质上记录、再现和/或删除信息的光学驱动器。

背景技术

专利文献1公开了：在具有至少两个记录层和两个导向层(guide layer)的传统的多层光学信息记录介质上以光学方式写入、读取和/或删除信息的方法；以及用于在所述传统的多层光学信息记录介质上写入、读取和/或删除信息的设备。图14示出了在专利文献1中描述的示例记录介质的结构。该示例记录介质包括多个记录层3、以及用于多个记录层3的一个跟踪层(控制层)5。

专利文献2公开了通过堆叠用于跟踪的控制层、以及由光敏材料制成的层而制成的记录介质。专利文献3公开了以下光存储器件，其中，接着由树脂制成的核心层、或由树脂制成的包覆层(clad layer)而提供记录层，并且，在记录层和核心层或镀层之间提供阻挡层(barrier layer)，以防止它们混合。

并且，专利文献4公开了通过交替地使用各自由包含光敏材料的光记录层和粘合层(adhesive layer)构成的粘性片来堆叠记录层和非记录层，而制成的多层光学记录介质。

[专利文献1]日本专利第3110532号

[专利文献2]日本专利申请公布第2003-36537号

[专利文献3]日本专利申请公布第2003-141739号

[专利文献4]日本专利申请公布第2005-259192号

然而，在具有上述结构的多层光学信息记录介质中，随着层数的增大，由光的波长或入射角的差异引起的反射率的波动变大，并且，波长依赖性变大。换句话说，在记录或读取信号时反射光的量取决于光的波长或入射角而波动。此波动引起噪声的增大，并导致S/N比的减小。

并且，在如图14所示的具有用于跟踪的控制层的多层光学信息记录介质中，随着记录层的数目的增大，每个记录层和控制层之间的距离增大。这使得难以精确地定位激光束。

此外，由于恰好在控制层之上形成记录层，所以，限制了可用来处理控制层的方法，并且，因此，减小了设计控制层的灵活性。

同时，近年来，随着数字技术的发展、以及数据压缩技术的进步，作为用于记录诸如音乐、电影、照片、以及计算机程序(下文中，还可被称为“内容”)的光盘，例如数字多用盘(DVD)的光盘已引起很多注意。并且，随着光盘的价格变低，用于在光盘上记录和/或再现信息的光学驱动器已变得普及。

随着内容的数据大小逐年增大，对于具有更高的存储容量的光盘有着增大的需求。增大光盘的存储容量的一种方式为：提供多个记录层。当前，具有多个记录层的光盘(下文中，还可被称为“多层盘”或“多层光盘”)、以及用于在这样的多层盘上记录/再现信息的光学驱动器的开发非常活跃。

然而，如果增大了传统的光盘中的记录层的数目，则随着记录层和入射面之间的距离增大，从记录层反射的光量减小，这是因为，光被其它记录层吸收。结果，从较远的记录层反射的光量减小到难以检测信号的这样的水平。并且，传统的激光二极管可能并不强到足以在这样的多层光盘上记录信息。这些问题已限制了光盘中的记录层的数目。

为解决上面的问题、并由此增大记录层的数目，已提出了使用双光子(two-photon)吸收材料的多层盘(例如，见专利文献5和6)。双光子吸收材料的折射率在其同时吸收两个光子时改变。所提出的多层盘利用双光子吸收材料的这个特性。在所提出的多层盘上，通过改变目标区域的折射率而记录信息。将这些改变了折射率的区域称为凹坑(pit)。更具体地，通过改变了折射率的区域和未改变折射率的区域的长度和组合而表示信息。

双光子吸收的出现的概率与所施加的光电场(入射光的强度)的平方成比例。因此，仅在入射光的能量集中的区域中才出现双光子吸收。当通过透镜来聚焦入射光时，双光子吸收仅在焦点周围才出现，而在入射光不聚焦的其它区域中不出现。换句话说，除了其上聚焦入射光的记录层之外的记录层的折射率不改变，并且，那些记录层在不改变其强度的情况下透射入射光。因此，在此情况下，增大记录层的数目不会造成难以检测信号、或产生记录功率不足的问题。

由此，使用双光子吸收材料使得有可能增大记录层的数目，并由此显著增大光盘的存储容量。然而，如在传统的多层盘的情况中那样，在每个记录层上形成导轨(guide track)导致增大的成本。

为减轻此问题，已提出了在除了记录层之外的层上具有导轨的多层盘(例如，见专利文献7和8)

专利文献7公开了具有伺服层的记录介质。利用公开的记录介质，通过检测来自伺服层的反射光而执行伺服控制。然而，如果记录介质沿着相对于光的入射角的径向方向而倾斜(tilt)，则可能在远离伺服层的数据层上出现跟踪误差。例如，在距伺服层1毫米远的数据层上，当记录介质相对于光的入射角而倾斜1度时，光的焦点偏移17.4微米那么多。在具有0.32微米的轨道间距的蓝光盘上，17.4微米等价于大约50个轨道。出于此原因，在专利文献7中公开的记录介质需要与具有较少的记录层的记录介质的倾斜控制不同的倾斜控制。并且，尽管可在使用双光子吸收材料的数据层上形成小光点，但在不使用双光子吸收材料的伺服层上，光点变大。此问题使得难以增大记录介质的轨道密度，并由此使得难以增大每数据层的存储容量。

专利文献8公开了包括具有交替的凸起(convexity)和凹陷(concavity)的第一层、以及具有交替的凸起和凹陷的第二层。然而，在此情况下，很难精确地对齐第一和第二层上的凸起和凹陷。

[专利文献5]日本专利申请公布第6-28672号

[专利文献6]日本专利申请公布第2004-79121号

[专利文献7]日本专利申请公布第2002-312958号

[专利文献8]日本专利申请公布第2005-18852号

发明内容

本发明提供了多层光学信息记录介质、光头、以及光学驱动器，其在本质上消除了由相关技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。

本发明的实施例提供了一种多层光学信息记录介质，其使得有可能：即使在光的波长或入射角变化时，也减小在记录或读取信号时的反射光量的波动，并由此防止S/N比减小；即使在记录层的数目较大时，也精确地定位激光束；以及使用各种方法来处理控制层，并由此灵活地设计控制层。

根据本发明的实施例，一种光学记录介质包括：多个记录层单元，在每个记录层单元中，交替地堆叠了一个或多个记录层、以及一个或多个中间层；以及一个或多个分隔层；其中，在光学记录介质的深度方向上，交替地堆叠记录层单元和分隔层。

根据本发明的实施例，一种光学记录介质包括：多个记录层，在每个记录层中排列各自具有与周围区域的折射率不同的折射率的记录标记，以便形成多层记录标记，其中，间隔水平地排列在每层记录标记中的记录标记，并间隔垂直地排列记录标记的层；以及一个或多个分隔层；其中，在光学记录介质的深度方向上，交替地堆叠记录层和分隔层。

本发明的实施例提供了一种高容量多层光学信息记录介质，其具有与仅具有较少的记录层的记录介质的倾斜容限基本上相等的倾斜容限。

本发明的另一个实施例提供了一种光头，其可从根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质精确地检测信号。

本发明的另一个实施例提供了一种光学驱动器，其可在根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质上精确地记录、再现、以及/或者删除信息。

根据本发明的实施例，一种光学记录介质包括多个多层单元，其各自包括：与具有第一波长的光相对应的向导层(guide layer)；以及多个记录层，其对应于具有与第一波长不同的第二波长的光；其中，在光学记录介质的深度方向上堆叠多层单元，其中，具有第一波长的光以及具有第二波长的光均通过相同的入射面而进入光学记录介质，并且向导层比每个多层单元中的记录层更接近入射面而放置。

根据本发明的实施例，一种光学记录介质包括：多个向导层，其对应于具有第一波长的光；以及多个记录层，其对应于具有与第一波长不同的第二波长的光，其中，具有第一波长的光以及具有第二波长的光均通过相同的入射面而进入光学记录介质，并且向导层比记录层更接近入射面而放置。

根据本发明的实施例，一种光学记录介质包括多个多层单元，其各自包括：与具有第一波长的光相对应的多个向导层；以及多个记录层，其对应于具有与第一波长不同的第二波长的光；其中，在光学记录介质的深度方向上堆叠多层单元，其中，具有第一波长的光以及具有第二波长的光均通过相同的入射面而进入光学记录介质，并且向导层比每个多层单元中的记录层更接近入射面而放置。

根据本发明的实施例的用于在光学记录介质上记录或再现信息的光头包括：第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束；第二光源，其被配置为发出具有第二波长的光束；以及物镜(objective lens)，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层之一上聚焦具有第二波长的光束；光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层之一反射的光束；第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束；以及第二光检测器，其被配置为检测从记录层之一反射的光束，其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜。

附图说明

另一种根据本发明的实施例的用于在光学记录介质上记录或再现信息的光头包括：第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束；第二光源，其包括多个发光部分，并被配置为从发光部分发出具有第二波长的光束；物镜，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层上聚焦具有第二波长的光束；光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层反射的光束；第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束；以及第二光检测器，其包括多个光接收部分，并被配置为利用光接收部分来独立地检测从记录层反射的光束，其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜。

根据本发明的实施例的用于在光学记录介质上记录、再现、或删除信息的光学驱动器包括：光头，其包括：第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束，第二光源，其被配置为发出具有第二波长的光束，物镜，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层之一上聚焦具有第二波长的光束，光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层之一反射的光束，第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束，以及第二光检测器，其被配置为检测从记录层之一反射的光束；其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜，以及处理单元，其被配置为基于来自光头的第二光检测器的输出信号，而再现该光学记录介质上的信息。

图1为图解根据本发明的第一实施例的第一示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图2为示出在图1中示出的第一示例多层光学信息记录介质中的层数及其反射率之间的关系的图；

图3为示出第一示例多层光学信息记录介质的每个中间层的厚度和反射率之间的关系的图；

图4为图解根据本发明的第二实施例的第二示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图5为图解根据本发明的第三实施例的第三示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图6为图解根据本发明的第四实施例的第四示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图7为图解根据本发明的第五实施例的第五示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图8为图解根据本发明的第六实施例的第六示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图9为图解根据本发明的第七实施例的第七示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图10为图解根据本发明的第八实施例的第八示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图11为图解根据本发明的第九实施例的第九示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图12为图解根据本发明的第十实施例的第十示例多层光学信息记录介质的配置的图；

图13为图解根据本发明的第十一实施例的示例信号记录/再现设备的配置的图，其中，该示例信号记录/再现设备用于在根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质上记录和再现信号；

图14为图解传统的多层光学信息记录介质的图；

图15为图解作为根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质的光盘100的示例结构的图；

图16为图解图1中示出的光盘100中的信息层M的图；

图17为示出通过双光子吸收形成的凹坑的大小、以及通过传统方法形成的凹坑的大小；

图18为图解根据本发明的实施例的作为光头的示例光学拾取器(opticalpickup)的配置的图；

图19为用来描述在图18中示出的示例光学拾取器的图；

图20为用来描述在图18中示出的示例光学拾取器的另一个图；

图21为用来描述在图18中示出的示例光学拾取器的另一个图；

图22为图解根据本发明的实施例的作为光学驱动器的示例光盘设备的配置的框图；

图23为示出在从上游设备接收到记录请求时、由图22中示出的示例光盘设备执行的示例记录过程的流程图；

图24为示出在从上游设备接收到再现请求时、由图22中示出的示例光盘设备执行的示例再现过程的流程图；

图25为图解根据本发明的实施例的作为多层光学信息记录介质的光盘100a的示例结构的图；

图26为图解在图25中示出的光盘100a中的伺服束和记录/再现束的示例焦点的图；

图27为图解在图25中示出的光盘100a中的伺服束和记录/再现束的示例焦点的另一个图；

图28为图解在图25中示出的光盘100a中的伺服束和记录/再现束的示例焦点的另一个图；

图29为图解作为根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质的光盘100b的示例结构的图；以及

图30为图解作为根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质的光盘100c的示例结构的图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施例。

图1为图解根据本发明的第一实施例的第一示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图1来描述本发明的第一实施例。如图1所示，在第一示例多层光学信息记录介质中，在基片(substrate)1上堆叠第一中间层2、第一记录层3、第二中间层2、以及第二记录层3。以类似的方式，例如，堆叠5个记录层3和6个中间层2，以形成记录层单元。此外，在记录层单元上堆叠分离层(分隔层)4。由此，通过在基片1上交替地堆叠多个记录层单元、以及一个或多个分隔层4，而产生第一示例多层光学信息记录介质。

为在第一示例多层光学信息记录介质的记录层3上形成记录标记，使用物镜而在记录层3上将具有光源波长的光聚焦(形成光点)。

在此实施例中，记录层3可由通过光点而增大其折射率的材料、或通过光点而减小其折射率的材料制成。优选地，记录层3的厚度小于光点的深度。另一方面，优选地，中间层2的厚度等于或大于光点的深度。

形成记录标记的区域中的折射率与不形成记录标记的区域中的折射率不同。因此，中间层2和记录层3之间的表面边界处的反射率取决于是否形成记录标记而不同。反射率的不同导致反射光的强度的不同。作为反射光的强度的差，读取有关第一示例多层光学信息记录介质的信息。

对于基片1，可使用对于光源波长来说是透明的材料，如玻璃、氧化晶体(crystalline oxide)、聚碳酸酯、以及聚烯烃。对于中间层2，可使用对于光源波长来说是透明的材料，对于记录层3，可使用吸收具有光源波长的光的一部分的材料。例如，通过施加诸如聚乙烯醇或乙烯基乙烯醇(ethylene vinylalcohol)，而形成中间层2。并且，还可通过对透明树脂(如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、或聚氨酯树脂)或其薄膜进行熔焊、挤压、层压或汽相淀积(vapor depositing)而形成中间层2。

此外，中间层2的材料不限于有机材料。可通过对诸如玻璃或氧化物的材料进行汽相淀积或喷射(sputter)而形成中间层2。可通过施加或汽相淀积通过吸收具有特定光源波长的光而改变其折射率或吸收波长的、诸如聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的树脂、以及诸如spiropyran、diarylethene、或俘精酸酐的光致变色染料(photochromic dye)的混合物，而形成记录层3。在包含光致变色染料的记录层上，可通过使用短脉冲高功率激光产生多光子吸收(例如，双光子吸收)而记录信息。可使用与用于形成中间层2的方法和材料基本上相同的方法和材料来形成分离层(分隔层)4。并且，分隔层4可为粘合层或压敏粘合层。

并且，可在记录层3和中间层2之间提供阻挡层(未示出)。阻挡层防止在一层中使用的溶剂(solvent)溶解其它层，并由此使得有可能通过施加溶液(solution)而形成每层。换句话说，阻挡层使得更容易形成记录层3和中间层2。阻挡层还可使得更容易减小记录层3和中间层2的厚度，以增大光光透射率。

下面，通过参照图2和3来描述第一示例多层光学信息记录介质的特性。图2为示出在图1中示出的第一示例多层光学信息记录介质中的层数及其反射率之间的关系的图。更具体地，该图示出了：当中间层2和记录层3的总数在5和50之间改变时，从与基片1相对的一侧测定的反射率的改变。通过在不考虑分隔层4和基片1的影响的情况下仅改变中间层2和记录层3的总数，而计算反射率的改变。

在该计算中，将记录层3的折射率n2设置为1.6，将中间层2的折射率n3设置为1.5，并且，将光源波长λ设置为0.66微米。在图2中，实线示出了在记录层3的厚度为λ/4n2、且中间层2的厚度为λ/4n3的奇数倍时的反射率；并且，虚线示出了在记录层3和中间层2的厚度与λ/4n2、以及λ/4n3的奇数倍略有不同时的反射率。

如图所示，当中间层2的厚度为λ/4n3的奇数倍时，随着总层数的增大，第一示例多层光学信息记录介质的反射率急剧增大。这意味着：光不能到达远离与基片1相对的一侧的层，并且，因此，这不是优选的。

图3为示出第一示例多层光学信息记录介质的中间层2的厚度、以及反射率之间的关系的图。在此计算中，记录层3的厚度被固定在λ/4n2，而中间层2的厚度是变化的，用虚线指示5层的反射率，并且，用实线指示50层的反射率。用于此计算的该示例多层光学信息记录介质包括10个记录层单元，每个记录层单元由5层组成。如图所示，在层数大的情况下，当中间层2具有以规则间隔存在的特定厚度中的一个时，反射率变高。

因而，优选地，避免中间层2的厚度和折射率的这样的组合(光路长度：厚度和折射率的积)，如图3所示，该组合导致增大的反射率。

并且，当通过堆叠各自由至少一个记录层3和一个中间层2构成的多个记录层单元而产生多层光学信息记录介质时，记录层单元之中的中间层2的厚度和折射率不一定相同，并且，优选是变化的。此外，优选地，分隔层4的光路长度(厚度和折射率的积)是λ/2的偶数倍。

当通过交替堆叠记录层单元和分隔层4而产生记录介质时，具有如上所述的光路长度的分隔层4有助于：即使在每个记录层单元具有高反射率时，也防止记录介质的光透射率的减小。

图4为图解根据本发明的第二实施例的第二示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图4来描述本发明的第二实施例。如图4所示，在第二示例多层光学信息记录介质中，在基片1上形成第一记录层3。在第一记录层3中，间隔地水平排列作为各自具有与周围区域不同的折射率的记录点的记录标记3a；并且，间隔地垂直(与基片1垂直)排列被水平排列的记录标记3a的层。

在此实施例中，间隔地水平和垂直排列记录标记3a的记录层3被视为记录层单元。在记录层3上堆叠分隔层4。在分隔层4上，堆叠第二记录层3。如在第一记录层3中那样，在第二记录层3中，间隔地水平和垂直排列记录标记3a。在第二记录层3上堆叠另一个分隔层4。由此，通过交替地堆叠记录层3和分隔层4而产生第二示例多层光学信息记录介质。

通过使用物镜、在记录层3上聚焦具有光源波长的光(通过形成光点)，而形成记录标记3a。在此实施例中，记录层3可由通过光点而增大其折射率的材料、或通过光点而减小其折射率的材料制成。记录标记3a中的折射率和周围区域中的折射率是不同的。因此，区域中的折射率取决于是否形成记录标记而不同。折射率的不同导致反射光的强度的不同。通过反射光的强度的不同来表示有关第二示例多层光学信息记录介质的信息。

对于基片1，可使用在第一实施例中描述的相同的材料。可通过施加或汽相淀积通过吸收具有特定光源波长的光而改变其折射率或吸收波长的、诸如聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的树脂、以及诸如spiropyran、diarylethene、或俘精酸酐的光致变色染料的混合物，而形成记录层3。在包含光致变色染料的记录层上，可通过使用短脉冲高功率激光产生多光子吸收(例如，双光子吸收)而记录信息。可使用与用于形成第一实施例中的中间层1的方法和材料基本上相同的方法和材料来形成分离层(分隔层)4。并且，可使用第一实施例中的中间层1来替代分隔层4。

第二示例多层光学信息记录介质具有与在图2和3中示出的第一示例多层光学信息记录介质的特性类似的特性。第二实施例中的记录标记3a的层之间的间隔(距离)对应于第一实施例中的中间层2的厚度。当记录标记3a的层之间的间隔为λ/4n2(λ是光源波长，而n2是记录层3的折射率)的奇数倍时，随着记录标记3a的层数的增大，第二示例多层光学信息记录介质的反射率急剧增大。这意味着：光不能到达远离与基片1相对的一侧的层，并且，因此，这不是优选的。

并且，在层数大的情况下，当记录标记3a的层之间的间隔取以规则间隔存在的特定值时，反射率变高。因而，优选地，避免记录标记3a的层之间的间隔和记录层3的折射率的这样的组合(光路长度：间隔和折射率的积)，该组合导致增大的反射率。

并且，当通过堆叠各自由一个记录层3构成的多个记录层单元而产生多层光学信息记录介质时，记录层单元之中的记录标记3a的层之间的间隔和记录层3的折射率不一定相同，并且，优选是变化的。此外，优选地，分隔层4的光路长度(厚度和折射率的积)是λ/2的偶数倍。

当通过交替堆叠多个记录层单元(其中，每个记录层单元由间隔地水平和垂直排列记录标记3a的一个记录层3构成)和分隔层4而产生记录介质时，具有如上所述的光路长度的分隔层4有助于：即使在每个记录层单元具有高反射率时，也防止记录介质的光透射率的减小。

图5为图解根据本发明的第三实施例的第三示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图5来描述本发明的第三实施例。如图5所示，除了在基片1和中间层2之间形成第一粘合层6、控制层5、以及第二粘合层6之外，第三示例多层光学信息记录介质具有与图1中示出的第一示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。在控制层5上行成用于跟踪的槽(groove)，并且，控制层5的折射率与粘合层6的折射率不同。控制层5的折射率可高于或低于粘合层6的折射率。

在第二粘合层6中，如第一示例多层光学信息记录介质中那样，交替地堆叠中间层2和记录层3。并且，在它们的顶部堆叠分隔层4。通过堆叠上述层的集合，来产生第三示例多层光学信息记录介质。

在第三实施例中，记录层单元由5个记录层3和6个中间层2制成，并且，为每个记录层单元提供一个控制层5。然而，本发明不限于此配置。随着利用公式[(记录层3的厚度)×层数+(中间层2的厚度)×层数]得到的值增大，控制层5和最远记录层3之间的距离增大。在使用来自两个光源的光束的跟踪方法中，控制层5和记录层3之间的大距离导致定位记录光束的光点时的低精度。为此原因，优选地，记录层单元中的层数不多于100。

在此实施例中，如图5所示，在控制层5的表面上形成槽，该表面接近基片1，以便使用推挽式方法(push-pull method)检测跟踪误差。然而，可在控制层5的相对表面上形成槽。并且，可使用通过折射率调制而形成的跟踪向导(guide)而替代槽。此外，槽的图案不限于具体的图案。例如，可以同心或螺旋方式形成槽。

第三示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第一示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。可通过施加UV处理的树脂、并通过将具有图案化缩进(indented)表面的透明戳压印到所施加的UV处理的树脂上，而形成控制层5。对于粘合层6，可使用由树脂制成的粘合剂或压敏粘合剂。

图6为图解根据本发明的第四实施例的第四示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图6来描述本发明的第四实施例。通过将根据图5中示出的第三实施例的控制层5和粘合层6添加到图4中示出的第二示例多层光学信息记录介质的结构，而产生第四示例多层光学信息记录介质。如图6所示，在基片1和第一记录层3之间、以及在分隔层4和第二记录层3之间，形成第一粘合层6、控制层5、以及第二粘合层6。第四示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第二和第三示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。

图7为图解根据本发明的第五实施例的第五示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图7来描述本发明的第五实施例。除了分隔层4-1和4-2具有不同的厚度之外，第五示例多层光学信息记录介质具有与图1中示出的第一示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。可通过改变分隔层4的折射率、而不改变它们的厚度，来改变分隔层4的光路长度。第五示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第一示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。优选但不限于：分隔层4之间的厚度的差约为针对于光路长度的0至λ/2或更多。

图8为图解根据本发明的第六实施例的第六示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图8来描述本发明的第六实施例。除了分隔层4-1和4-2具有不同的厚度之外，第六示例多层光学信息记录介质具有与图4中示出的第二示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。可通过改变分隔层4的折射率、而不改变它们的厚度，来改变分隔层4的光路长度。第六示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第二示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。优选但不限于：分隔层4之间的厚度的差约为针对于光路长度的0至λ/2或更多。

图9为图解根据本发明的第七实施例的第七示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图9来描述本发明的第七实施例。除了中间层2-1、2-2和2-3具有不同的厚度、和/或记录层3-1、3-2和3-3具有不同的厚度之外，第七示例多层光学信息记录介质具有与图1中示出的第一示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。可通过改变中间层2和/或记录层3的折射率、而不改变它们的厚度，来改变中间层2和/或记录层3的光路长度。第七示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第一示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。优选但不限于：中间层2之间、或记录层3之间的厚度的差约为针对于光路长度的0至λ/2或更多。并且，优选地，厚度的差不规则地变化。

图10为图解根据本发明的第八实施例的第八示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图10来描述本发明的第八实施例。除了在不同的间隔3b-1、3b-2和3b-3上排列记录层3-1、3-2和3-3中的记录标记3a的层(在记录层3之中，记录标记3a的层之间的距离不同)、并且结果记录层3-1、3-2和3-3具有不同的厚度之外，第八示例多层光学信息记录介质具有与图4中示出的第二示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。可通过改变记录层3折射率、而不改变记录标记3a的层之间的间隔，来改变记录层3的光路长度。第八示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第二示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。优选但不限于：记录层3之间的厚度的差约为针对于光路长度的0至λ/2。并且，优选地，厚度的差不规则地变化。

图11为图解根据本发明的第九实施例的第九示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图11来描述本发明的第九实施例。除了在由中间层2和记录层3构成的每个记录层单元的中间、而不是在基片1和中间层2之间形成第一粘合层6和控制层5之外，第九示例多层光学信息记录介质具有与图5中示出的第三示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。如图11所示，在第九示例多层光学信息记录介质中，省略了图5中示出的第二粘合层6，并且，直接在控制层5上形成中间层2。第九示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第二示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。

图12为图解根据本发明的第十实施例的第十示例多层光学信息记录介质的配置的图。下面，通过参照图12来描述本发明的第十实施例。如图12所示，除了在记录层3之间、而不是在分隔层4和记录层3之间形成第一粘合层6和控制层5之外，第十示例多层光学信息记录介质具有与图6中示出的第四示例多层光学信息记录介质的结构类似的结构。在第十示例多层光学信息记录介质中，省略了第二粘合层6，并且，直接在控制层5上形成记录层3。第十示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与第四示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。

图13为图解根据本发明的第十一实施例的示例信号记录/再现设备的配置的图，其中，该示例信号记录/再现设备用于在根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质上记录和再现信号。在此实施例中，使用图5中示出的第三示例多层光学信息记录介质作为示例光学记录介质，来描述示例信号记录/再现设备所进行的示例信号记录和再现过程。

下面，通过参照图13来描述本发明的第十一实施例。在图13中示出的第十一实施例的示例信号记录/再现设备中，从光源11(第一光源)发出的光束通过透镜12、极化分束器13、二向色棱镜14、1/4波片(wavelength plate)15、以及物镜16；并且，由此，在示例光学记录介质中的控制层5上的轨道上聚焦。从控制层5上的轨道反射的光束通过物镜16、1/4波片15、以及二向色棱镜14；被极化分束器13反射；通过聚光透镜(condenser lens)17、针孔18(第一针孔)、聚光透镜19和20、以及柱面透镜21；并且由此，在象限检测器(quadrant detector)22上聚焦。

通过聚光透镜20和柱面透镜21聚焦光束产生象散(astigmatism)，并且，由此使聚焦的光束具有两个焦点。象限检测器22位于两个焦点之间。例如，位于聚光透镜17和19之间的针孔18的直径略大于聚光透镜17所形成的光点的直径。这允许即使在光束未被精确地聚焦在控制层5上时，光束也通过针孔18。

从另一光源23(第二光源)发出的另一个光束通过透镜24；被极化分束器25反射；通过聚光透镜26和27；被二向色棱镜14反射；通过1/4波片15和物镜16；并且由此，在示例光学记录介质中的记录层3上聚焦。为物镜16提供例如线圈的定位机构，以调节物镜16的位置。

从记录层3反射的光束通过物镜16和1/4波片15；被二向色棱镜14反射；通过聚光透镜27和26、极化分束器25、聚光透镜28、以及针孔29(第二针孔)；并且，由此在光检测器30上聚焦。

光源23和针孔29位于共焦位置。聚光透镜26和27形成扩束器(beamexpander)，并用作定位机构。可通过沿着光轴而改变聚光透镜26和27的位置，而改变示例光学记录介质中的光束的焦点。换句话说，可通过改变聚光透镜26和27之间的距离，而沿着光轴调节来自光源23的光束的焦点。优选地，针孔29的直径等于或约为聚光透镜28所形成的光点的直径。

在如上所述的示例信号记录/再现设备中，从光源11发出的光束在控制层5上的轨道上聚焦，并且，调节聚光透镜26和27之间的距离，以便从光源23发出的光束在从自光源11发出的光束的焦点起沿光轴特定距离的点上聚焦。此机制使得：从光源23发出的光束有可能在特定的记录层3上聚焦。并且，如上所述，光源11发出的光束被轨道反射，并进入象限检测器22，并且，象限检测器22生成信号。基于象限检测器22生成的信号，通过象散方法而得到聚焦误差信号，并且，通过推挽式方法得到轨道误差信号。使用所得到的信号来控制物镜16的位置。

还可将示例信号记录/再现设备配置为包括多组光源23和光检测器30，并且，由此，使用多个光束来在多个记录层3上记录并再现信息。此外，可将示例信号记录/再现设备配置为包括多组光源11和象限检测器22，并且，由此，同时执行对多个记录层3的聚焦伺服控制。在此情况下，在示例信号记录/再现设备中需要例如液晶聚焦元件的动态聚焦单元。

下面，描述本发明的第十二实施例。根据本发明的第十二实施例，将第三或第九示例多层光学信息记录介质中的控制层5配置为存储有关记录层3和中间层2在相应记录层单元中的布置的信息以及有关记录层3和中间层2在该介质中的位置的信息。并且，将第四或第十示例多层光学信息记录介质中的控制层5配置为存储有关记录标记3a在对应的记录层3中水平和垂直布置的信息、以及有关记录标记3a在该介质中的位置的信息。

当在控制层5上形成用于跟踪的槽时，可通过以物理方式同时在控制层5上形成凸区(land)和凹坑，而记录以上信息。根据第十二实施例的示例多层光学信息记录介质的其它配置和特性与根据其它实施例的示例多层光学信息记录介质的配置和特性基本相同。

在根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质中，优选地，记录层3的总数为从几十到几百，并且，优选地，记录层单元中的层数为从几层到100。当考虑到产品的材料和规范时，优选地，记录层3和中间层2的厚度为从0.1微米到几十微米，并且，优选地，分隔层4的厚度为在1和大约100微米之间。并且，优选地，中间层2的厚度等于或大于记录层3的厚度。

本发明的实施例提供了这样的多层光学信息记录介质，其使得有可能即使在光的波长或入射角变化时，也减小在记录或读取信号时的反射光量的波动，并由此防止S/N比减小；并且，即使在记录层的数目较大时，也精确地定位激光束。例如，这样的多层光学信息记录介质适于与光盘文件编排系统(optical disk filing system)或用于记录例如视频数据的信息的光信息记录/再现设备一起使用。

根据本发明的实施例，多层光学信息记录介质包括：多个记录层单元，在每个记录层单元中，交替地堆叠了一个或多个记录层、以及一个或多个中间层；以及一个或多个分隔层；其中，在光学记录介质的深度方向上，交替地堆叠记录层单元和分隔层。分隔层使得有可能控制并优化多个记录层单元之间的光相位变化，并由此，即使在光的波长或入射角变化时，也减小反射率或反射光量的波动。

根据本发明的实施例，多层光学信息记录介质包括：多个记录层，其被视为记录层单元，在每个记录层单元中排列记录标记，每个记录标记具有与周围区域的折射率不同的折射率，以便形成多层记录标记，其中，间隔地水平排列在每层记录标记中的记录标记，并间隔地垂直排列记录标记的层；以及一个或多个分隔层；其中，在光学记录介质的深度方向上，交替地堆叠记录层和分隔层。在这样的多层光学信息记录介质中，改变分隔层的厚度或折射率、或改变记录层之中的记录标记的层之间的垂直距离使得有可能在通过所述层透射光时改变光的相对相位。进而，这使得有可能即使在光的波长或入射角变化时，也通过相互干涉(mutual interference)减小反射率或反射光量的波动。

根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质还可包括用于跟踪每个记录层单元的控制层、以及/或者粘合或压敏粘合层。此外，可将控制层配置为存储有关层或记录标记在对应的一个记录层单元中的布置的信息、以及有关层或记录标记在光学记录介质中的位置的信息。这样的配置使得有可能为每个记录层单元精确地执行跟踪，并利用各种方法处理控制层。

下面，通过参照图15至24来描述本发明的实施例。图15为图解作为根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质的光盘100的示例结构的图。

如图15所示，光盘100包括覆盖层C、以及在覆盖层C上堆叠的三个多层单元(U1、U2和U3)。在图15中，Z方向表示沿着光盘100的厚度的方向(图15中的向上方向)。从沿Z方向位于光盘100的上游的光源发出激光束LB。

覆盖层C是光盘100的最下层。因此，激光束LB入射在覆盖层C的下表面上(覆盖层C的下表面是入射面)。在覆盖层C的上表面上堆叠多层单元U1，在多层单元U1的上表面上堆叠多层单元U2，并且，在多层单元U2的上表面上堆叠多层单元U3。

多层单元U1至U3中的每个包括导轨(guide track)层S和信息层M。

导轨层S对应于具有在390和420纳米之间的波长的光。在导轨层S上，以螺旋或同心方式形成导槽(或轨)。并且，形成导轨，以便间隔地摇摆。

如图16所示，信息层M位于沿Z方向的导轨层S的下游，并由交替堆叠的5个记录层D和5个树脂层G构成。换句话说，为5个记录层D提供一个导轨层S。并且，在多层单元的每个中，导轨层S的位置比记录层D更接近入射面。

每个记录层D由适于具有在650和680纳米之间的波长的光的双光子吸收材料制成。以光子模式，将信息记录在记录层D上。双光子吸收材料的例子包括光折射晶体(photorefractive crystal)、光敏聚合物、以及光致色变材料(photochromic material)。

在光子模式记录中，暴露于光点的区域的折射率与光点的光强分布成比例地改变。因此，光子模式记录所形成的点的直径约为正常记录所形成的点的直径的0.71(＝1/)倍那么大。例如，如图17所示，通过双光子吸收记录的凹坑(长度：Dz2，宽度：Dr2)小于通过正常单光子吸收记录的凹坑(长度：Dz1，宽度：Dr1)。因此，双光子吸收记录使得有可能即使在使用了具有相同的光源波长的光时，也以比单光子吸收记录高的记录密度记录信息(见Optronics有限公司发表的“Two-photon absorption recording on photochromicmaterial using laser diode”，Teruhiro Shiono，OPTRONICS，July 2005，No.28，p174)。换句话说，双光子吸收记录使得有可能增大光盘的存储容量。图17中的图的水平刻度上的每个值表示与凹坑的中心的距离。

如上所述，增大光盘的存储容量的一种方式在于，增大光盘中的记录层的数目。同时，增大每个记录层的存储容量是重要的。为增大每个记录层的存储容量，优选地，使用具有尽可能短的波长的光，来以高密度记录信息。然而，在当前技术状态，难以找到适于蓝光的双光子吸收材料。因此，优选地，使用适于绿光或红光的双光子吸收材料。由于当前绿光发射激光二极管未被量产，所以，在此实施例中，适于红光的双光子吸收材料用于记录层D。即使利用红光，，也可以在记录层D上形成具有与由单光子吸收记录形成的点的直径的0.71(＝1/

)倍那么大的直径的点，从而可以以与利用蓝光可能得到的密度一样高的密度记录信息。

导轨层S不包含双光子吸收材料。由于双光子吸收材料在被暴露于从蓝到紫外的光谱中的光时会恶化，所以，优选地，对于这样的层，即例如在生产过程(例如，2P过程)中被照射紫外线以便处理紫外线加工的树脂或粘合剂的层，不使用双光子吸收材料。

如上所述，导轨层S不包含双光子吸收材料。因此，如果用于记录层D的红光还用于导轨层S，则不能将点的直径减小到满意的水平，并且，变得难以增大每记录层的存储容量。通常，点的直径与通过以下公式得到的值成比例：波长/透镜的数值孔径(NA)。因此，即使在不具有双光子吸收材料的层上，也可通过使用具有短波长的光来减小点的直径。在此实施例中，使用具有比用来照射记录层D的光的波长短的波长的蓝光来照射导轨层S。使用蓝光使得有可能缩小导轨层S上的轨道之间的间距(轨道间距)，并且，由此使得有可能增大每记录层的存储容量。并且，进而，增大的每记录层的存储容量使得有可能增大光盘的存储容量。并且，缩小轨道间距使得有可能在高密度记录介质上精确地执行伺服控制。

同时，作为多层单元而形成导轨层S和多个记录层D改善了光盘的倾斜容限。例如，取包括各自具有3微米的厚度的5个记录层的信息层M(信息层M的总厚度为3微米×5＝15微米)。在此情况下，即使在光盘100相对于光的入射角而倾斜1度时，光的焦点也仅偏移0.26微米。利用具有以上结构的光盘，即使在轨道间距像蓝光盘那样有0.32微米那么窄时，光的焦点也不会偏移出目标轨道，并且，因此，通过执行传统的倾斜控制，能够可靠地记录/再现信息。换句话说，光盘100满足通过下面示出的公式(1)而表示的条件。在公式(1)中，n表示每个多层单元中的记录层的数目，d表示每个记录层的厚度，而p表示轨道间距。

n×d×sin(1°)＜p   ......(1)

总之，具有交替堆叠导轨层S和信息层M的结构的光盘即使在光盘包括大量记录层时，也提供与仅具有较少的记录层的光盘的倾斜容限基本上相等的倾斜容限，并由此，使得有可能稳定且可靠地记录/再现信息。

下面，通过参照图18至21而描述作为根据本发明的实施例的光头的光学拾取器123的示例配置。

如图18所示，光学拾取器123包括光源LD1、极化分束器151、准直透镜152、象差校正(aberration correction)光学元件153、二向色棱镜154、1/4波片155、物镜160、光源LD2、检测透镜156、光检测器PD1、半透明反射镜(half mirror)159、衍射光学元件158、准直透镜157、光检测器PD2、以及用于驱动物镜160的驱动机构(未示出)。

光源LD1包括激光二极管，其发出具有约405纳米的波长的光。光源LD1沿Z方向在其最大强度上发光。例如，从光源LD1发出的光是p极化的。下文中，还将从光源LD1发出的光称为“伺服束”。

极化分束器151位于沿Z方向的光源LD1的下游。极化分束器151的反射率取决于进入光的极化状态而不同。在此实施例中，例如，极化分束器151的反射率对于p极化的光较低，而对于s极化的光较高。因此，从光源LD1发出的伺服束的大部分可通过极化分束器151。

准直透镜152位于沿Z方向的极化分束器151下游，并且，基本上使来自极化分束器151的伺服束准直。

象差校正光学元件153位于沿Z方向的准直透镜152的下游，并且，校正进入光束的象差。

光源LD2包括具有至少5个发光部分的激光二极管阵列，每个发光部分发出具有约660纳米的波长的光。光源LD2沿-Y方向发出5个光束。例如，从光源LD2发出的5个光束是p极化的。下文中，还将从光源LD2发出的光束称为“记录/再现束”。

半透明发射镜159位于沿-Y方向的光源LD2的下游，并以直角(rightangle)弯曲进入光束的一部分的光路。

衍射光学元件158位于沿-Y方向的半透明发射镜159的下游。通过衍射光学元件158而改变来自半透明发射镜159的5个记录/再现束的光路，使得它们的光轴汇合，并且，它们的发散角彼此不同。

准直透镜157位于沿-Y方向的衍射光学元件158的下游，并且，基本上使来自衍射光学元件158的5个记录/再现束准直。然而，由于来自衍射光学元件158的5个记录/再现束具有不同的发散角，所以，来自准直透镜157的每个束变为平行、略有发散、或略有会聚。

二向色棱镜154位于沿Z方向的象差校正光学元件153的下游、以及沿-Y方向的准直透镜157的下游。二向色棱镜154以直角弯曲具有约660纳米的波长的光(记录/再现束)的光路。

1/4波片155位于沿Z方向的二向色棱镜154的下游，并对进入光赋予1/4波长的光相位差。

物镜160位于沿Z方向的1/4波片155的下游，并对来自1/4波片155的光聚焦。如图19至21所示，在多层单元中，5个记录/再现束中的每个在记录层D中的不同的记录层上聚焦，并且，在多层单元中，伺服束LB1在导轨层S上聚焦。

检测透镜156位于沿Y方向的极化分束器151的下游，并对从导轨层S返回、且沿Y方向被极化分束器151反射的光赋予象散。

光检测器PD1位于沿Y方向的检测透镜156的下游，并从检测透镜156接收光。

光检测器PD2位于沿-Z方向的半透明发射镜159的下游，并接收从信息层M返回、且沿-Z方向被半透明发射镜159反射的光。

驱动机构包括：聚焦致动器，用于沿聚焦方向(即，沿物镜160的光轴)精细地调节物镜160的位置；以及跟踪致动器，用于沿与轨道的切线正交的跟踪方向精细地调节物镜160的位置。

下面描述如上所述配置的光学拾取器123的工作。在下面的描述中，假定光盘100的多层单元U2中的5个记录层D为目标记录层。

从光源LD1发出的线性极化(p极化)的伺服束LB1进入极化分束器151。伺服束LB1的大部分通过极化分束器151；基本上被准直透镜152准直；由象差校正光学元件153进行象差校正；并进入二向色棱镜154。伺服束LB1通过二向色棱镜154；被1/4波片155圆极化；并通过物镜160而在多层单元U2中的导轨层S上聚焦。

沿着与进入伺服束LB1的圆极化的方向相反的方向，从多层单元U2中的导轨层S反射的光束(返回光束)被圆极化。返回光束经由物镜160而进入1/4波片155，并沿着与进入伺服束LB1的线性极化的方向正交的方向被线性极化(s极化)。随后，返回光束通过二向色棱镜154、象差校正光学元件153、以及准直透镜152，并进入极化分束器151。

返回光束被极化分束器151沿Y方向而反射，并且，经由检测透镜156而由光检测器PD1接收。如在传统的光盘设备中那样，光检测器PD1包括各自输出包含诸如摇摆信号信息和伺服信息(聚焦误差信息、跟踪误差信息等)的信号(控制信号)多个光接收元件(或多个光接收区域)。每个光接收元件(或光接收区域)通过光电转换而生成与所接收的光量成比例的信号。

另一方面，从光源LD2发出的线性极化(p极化)的5个记录/再现束LB2进入半透明发射镜159。半透明发射镜159发出的5个记录/再现束LB2通过衍射光学元件158和准直透镜157；并进入二向色棱镜154。二向色棱镜154沿Z方向而弯曲5个记录/再现束LB2的光路。随后，5个记录/再现束LB2被1/4波片155圆极化；并且，通过物镜160而在多层单元U2中的5个记录层D上聚焦。

沿与进入记录/再现束LB2的圆极化的方向相反的方向，对从多层单元U2中的5个记录层D反射的5个光束(返回光束)进行圆极化。返回光束经由物镜160而进入1/4波片155，并沿着与进入记录/再现束LB2的线性极化的方向正交的方向被线性极化(s极化)。随后，返回光束被二向色棱镜154沿Y方向而反射；通过准直透镜157和衍射光学元件158；并进入半透明发射镜159。返回光束被半透明发射镜159反射，并被光检测器PD2接收。光检测器PD2包括5个光接收元件(或5个光接收区域)，其中，每个元件(或区域)接收5个返回光束中的不同的一个，并输出包含例如再现信息的信息的信号。光接收元件(或光接收区域)中的每个通过光电转换，而生成与所接收的光量成比例的信号。换句话说，光检测器PD2可同时从5个记录层D读取信号。

如上所述，由于分离地提供用于接收代表伺服信息的光束的光检测器PD1、以及用于接收代表再现信息的光束的光检测器PD2，所以，可将每个光检测器配置为最佳地适合于其目的。例如，可使用低速光检测器作为光检测器PD1，并可使用高速光检测器作为光检测器PD2。尤其是，优选地，设计使用低速光检测器作为用于接收相对难以检测的短波长光的光检测器PD1的光驱动器。并且，由于具有固定强度的伺服束可用于记录和再现两者，所以，光检测器PD1不需要增益切换器(gain switch)。这使得有可能简化光检测器PD1的电路配置。

此外，具有较宽的动态范围的Si-PIN光电二极管(photodiode)可用于光检测器PD1，而具有高倍增因数的雪崩光电二极管(APD)可用于光检测器PD2。Si-PIN光电二极管适于代表伺服信息的光束的精确检测，该检测需要较宽的动态范围、以及与光量的线性。另一方面，雪崩光电二极管可放大代表再现信息的弱光束，该光束从具有较低的反射率的记录层D反射。

下面，通过参照图22而描述作为根据本发明的实施例的光学驱动器的光盘设备120的示例配置。

如图22所示，光盘设备120包括用于转动光盘的主轴马达122、光学拾取器123、用于驱动光学拾取器123的搜寻马达121、激光控制电路124、编码器125、驱动控制电路126、再现信号处理电路128、缓冲RAM 134、缓冲管理器137、接口138、快闪存储器139、CPU 140、以及RAM 141。图22中的箭头指示信号和信息流，并且，不代表块间的所有连接。光盘设备120可用于在光盘100上记录/再现信息。

例如，再现信号处理电路128基于来自光检测器PD1的输出信号(光电转换信号)，而得到地址信息、同步信号、以及诸如聚焦误差信号和跟踪误差信号的伺服信号。并且，再现信号处理电路128基于来自光检测器PD2的输出信号(5个光电转换信号)从记录层D得到RF信号。

将伺服信号输出到驱动控制电路126，将地址信息输出到CPU 140，并将同步信号输出到编码器125和驱动控制电路126。此外，再现信号处理电路128对每个RF信号执行解码和误差检测，并随后经由缓冲管理器137，将作为再现数据的RF信号存储在缓冲RAM 134中。当在RF信号中检测到误差时，再现信号处理电路128在将RF信号存储在缓冲RAM 134中之前执行误差校正。将在再现数据中包含的地址信息输出到CPU 140。

驱动控制电路126基于来自再现信号处理电路128的伺服信号，而生成用于光学拾取器123的驱动机构的驱动信号，并将驱动信号输出到光学拾取器123。光学拾取器123根据驱动信号而执行跟踪控制和聚焦控制。驱动控制电路126根据来自CPU 140的指令，而生成用于驱动搜寻马达121的驱动信号、以及用于驱动主轴马达122的驱动信号。将驱动信号输出到搜寻马达121和主轴马达122。

例如，缓冲RAM 134暂时存储要被记录在光盘100上的数据(记录数据)、以及从光盘100再现的数据(再现数据)。缓冲管理器137控制向或从缓冲RAM 134输入/输出的数据。

编码器125根据来自CPU 140的指令，经由缓冲管理器137在缓冲RAM134中检索记录数据；调制记录数据；将误差校正码附加到记录数据；并且，生成要被写入在光盘100的信息层M上的记录信号。例如，为将信息记录在5个记录层D上，生成5个记录信号。将所生成的记录信号输出到激光控制电路124。

激光控制电路124控制光学拾取器123的每个光源的发光功率。

在记录信息时，基于记录信号、记录条件、光源LD2的激光二极管阵列的发光特性等，而生成用于光源LD2的驱动信号。例如，为同时将信息记录在5个记录层D上，为激光二极管阵列的5个发光部分生成5个驱动信号。

接口138允许光盘设备120和上游设备190(例如，个人计算机)之间的双向通信。接口138为标准接口，如AT附连分组接口(ATAPI)、小型计算机系统接口(SCSI)、或通用串行总线(USB)。

例如，快闪存储器139存储以CPU 140可理解的代码的方式编写的程序、源LD1的激光二极管的发光特性、光源LD2的激光二极管阵列的发光特性、以及包括记录功率和记录策略信息的记录条件。

CPU 140根据在快闪存储器139中存储的程序，而控制光盘设备120中的其它单元的操作，并且，例如，将控制数据存储在RAM 141和缓冲RAM 134中。

<记录过程>

下面，通过参照图23而描述光盘设备120中的示例记录过程，在从上游设备190请求用户数据的记录时执行该记录过程。图23中示出的流程图对应于CPU 140所执行的处理算法的集合。在该示例记录过程中，假定将用户数据记录在多个记录层上。

当从上游设备190接收到记录命令时，在CPU 140的程序计数器中设置与在图23中示出的流程图相对应的程序的初始地址，并开始记录过程。

在步骤401中，CPU 140指示驱动控制电路126使主轴马达122以特定的线速度(或角速度)转动光盘100，并将从上游设备190接收到记录命令报告给再现信号处理电路128。

在步骤403中，CPU 140分析记录命令，并基于在记录命令中指定的地址而确定目标记录层和目标多层单元。随后，CPU 140将所确定的信息报告给再现信号处理电路128、驱动控制电路126、编码器125、以及激光控制电路124。基于所确定的信息，驱动控制电路126控制物镜160，以便将伺服束LB1聚焦在目标多层单元中的导轨层S上。并且，CPU 140确定光源LD2的要被驱动的发光部分、以及光检测器PD2的要生成信号的光接收元件(或光接收区域)。

在步骤405中，CPU 140引用基于来自光检测器PD1的输出信号而得到的地址信息，并指示驱动控制电路126使搜寻马达121搜寻光学拾取器123，以便在与特定地址相对应的目标位置周围形成光点。如果不需要搜寻操作，则跳过此步骤。

在步骤407中，CPU 140允许数据的记录。通过该许可，编码器125和激光控制电路124使光学拾取器123基本上同时将数据记录在目标记录层上。在记录期间，在特定的定时执行上述跟踪控制和聚焦控制。

在步骤409中，CPU 140确定是否完成了数据的记录。如果未完成数据的记录，则继续记录，并且，CPU 140在特定时间段之后再次执行此步骤。如果完成了数据的记录，则终止记录过程。在示例记录过程中，基本上同时将数据记录在多个记录层上。因此，示例记录过程使得有可能减小用于记录的时间。

<再现过程>

下面，通过参照图24而描述光盘设备120中的示例再现过程，在从上游设备190请求数据的再现时，执行该再现过程。图24中示出的流程图对应于CPU 140所执行的处理算法的集合。在该示例再现过程中，假定再现多个记录层上的数据。

当从上游设备190接收到再现命令时，在CPU 140的程序计数器中设置与在图24中示出的流程图相对应的程序的初始地址，并开始再现过程。

在步骤501中，CPU 140指示驱动控制电路126使主轴马达122以特定的线速度(或角速度)转动光盘100，并将从上游设备190接收到再现命令报告给再现信号处理电路128。

在步骤503中，CPU 140分析再现命令，并基于在再现命令中指定的地址而确定目标记录层和目标多层单元。随后，CPU 140将所确定的信息报告给再现信号处理电路128、驱动控制电路126、以及激光控制电路124。基于所确定的信息，驱动控制电路126控制物镜160，以便将伺服束LB1聚焦在目标多层单元中的导轨层S上。并且，CPU 140确定光源LD2的要被驱动的的发光部分、以及光检测器PD2的要生成信号的光接收元件(或光接收区域)。

在步骤505中，CPU 140指示驱动控制电路126使搜寻马达121驱动光学拾取器123，以便在与特定地址相对应的目标位置周围形成光点。如果不需要搜寻操作，则跳过此步骤。

在步骤507中，CPU 140允许数据的再现。通过该许可，光学拾取器123和再现信号处理电路128基本上同时再现目标记录层上的数据。将再现数据存储在缓冲RAM 134中。当再现数据到达特定量时，将再现数据传输到上游设备190。

在步骤509中，CPU 140确定是否完成了数据的再现。如果未完成数据的再现，则继续再现，并且，CPU 140在特定时间段之后再次执行此步骤。如果完成了数据的再现，则终止再现过程。在示例再现过程中，基本上同时再现多个记录层上的数据。因此，示例再现过程使得有可能减小用于再现的时间。

如上所述，在根据本发明的实施例的光盘100中，导轨层S用作向导层。

在根据本发明的实施例的光学拾取器123中，光源D1发出具有第一波长的光束，光源D2发出具有第二波长的光束，光检测器PD1接收从向导层反射的光束，而光检测器PD2独立地接收从多个记录层反射的多个光束。

在根据本发明的实施例的光盘设备120中，再现信号处理电路128、CPU140、以及由CPU 140执行的程序构成了处理单元。可通过硬件来实现由CPU140执行的程序所实现的处理的一部分或全部。

如上所述，根据本发明的实施例的光盘100包括多个多层单元，每个多层单元包括：与具有在390和420纳米之间的波长(第一波长)的光相对应的导轨层S(向导层)；以及由双光子吸收材料制成的多个记录层D，其对应于具有在650和680纳米之间的波长(第二波长)的光。此结构提供了高容量多层光学信息记录介质，其具有与仅具有较少的记录层的记录介质的倾斜容限基本上相等的倾斜容限。

利用根据本发明的实施例的光盘100，可使用具有660纳米的波长的激光束作为记录/再现束；并且，可使用具有405纳米的波长的激光束作为伺服束。这消除了使用例如毫微微秒激光器的昂贵的激光器的需要，并且，由此，使得有可能在低成本下制造用于在光盘100上记录/再现信息的光学拾取器和光盘设备。

在根据本发明的实施例的光盘100中，为多个记录层D提供一个导轨层S。此结构消除了在每个记录层上形成导槽的需要，并且由此，使得有可能简化生产过程的一部分。

在根据本发明的实施例的光盘100中，分离地提供导轨层S和记录层D。利用此结构，伺服束不在接近记录层的位置形成小光点，因此，即使在蓝光用于伺服束时，也可防止由对蓝至紫外光敏感的双光子吸收材料制成的记录层的恶化。

在根据本发明的实施例的光盘100中，导轨层S比信息层M更接近入射面。利用此结构，伺服束通过的基片厚度变小。因此，即使在蓝光用于伺服束时，以及即使在光盘100相对于物镜160倾斜1度时，也可得到高度精确的伺服信息。换句话说，光盘100具有高倾斜容限。

根据本发明的实施例的光学拾取器123使用蓝光发射激光二极管作为伺服束的光源，并且，因此，能够从光盘100精确地得到用于伺服控制的信号。

根据本发明的实施例的光学拾取器123使用蓝光发射激光二极管作为伺服束的光源，并且，使用红光发射激光二极管用于记录/再现束的光源。此配置使得有可能减小光学拾取器的大小和成本。

在根据本发明的实施例的光学拾取器123中，具有大约405纳米的波长的光的焦点比具有大约660纳米的波长的光的焦点更接近物镜160。此配置防止光盘100中的记录层D的恶化。并且，由于玻璃的折射率通常随着光的波长变短而变高，所以，设计具有用于短波长光的短焦距的物镜是相当容易的。更具体地，可使用被设计用来处理通过使用透镜材料的色差(chromaticaberration)而实现的短波长光和长波长光两者的不昂贵的透镜，作为物镜。

在根据本发明的实施例的光学拾取器123中，独立地提供用于接收反射伺服束的光检测器、以及用于接收记录/再现光束的光检测器。此配置使得有可能优化每个光检测器的响应速度、增益、灵敏度、调制特性等，以便每个光检测器可生成适当的信号。

根据本发明的实施例的光盘设备120包括上述光学拾取器123，并且，因此，能够在光盘100上精确地记录、再现和/或删除信息。

在上述实施例中，光盘100包括3个多层单元。然而，光盘100中的多层单元的数目不限于3个。

在上述实施例中，每个多层单元包括5个记录层。然而，多层单元中的记录层的数目不限于5个。当每个多层单元中的记录层的数目少于/多于5个时，可根据记录层的数目而改变光源LD2的发光部分的数目。

并且，根据本发明的实施例的多层光学信息记录介质可具有像图25中示出的光盘100a的结构那样的结构。在光盘100a中，在覆盖层C的上表面上堆叠多个导轨层(S1、S2和S3)；并且，在导轨层(S1、S2和S3)的顶部堆叠多个信息层(M1、M2和M3)。在光盘100a中，导轨层S1和信息层M1之间的距离、导轨层S2和信息层M2之间的距离、以及导轨层S3和信息层M3之间的距离为相同的距离t。

在光盘100a中，如图26至28所示，当在信息层M1上记录/再现信息时，导轨层S1用于伺服控制，当在信息层M2上记录/再现信息时，导轨层S2用于伺服控制，并且，当在信息层M3上记录/再现信息时，导轨层S3用于伺服控制。因此，在此情况下，将物镜160配置为使得伺服束LB1的焦点和记录/再现束LB2中的最近的一个的焦点之间的距离等于距离t。

并且，在光盘100a中，导轨层S1至S3位于比信息层M1至M3更接近入射面的位置。因此，即使在伺服束从一个导轨层移动到另一个时，伺服束也不通过记录层。这防止来自除了目标层之外的层的伺服束的反射(闪耀，flare)，并且，由此，使得有可能得到稳定的伺服信号，并在无中断的情况下高速执行伺服控制。

此外，在光盘100a中，记录层和导轨层是分离的。此结构使得有可能简化生产过程。

根据本发明的另一个实施例，多层光学信息记录介质可具有像图29中示出的光盘100b的结构那样的结构。在光盘100b中，在一组导轨层和一组信息层之间提供滤波层(filter layer)F。滤波层F反射具有390和420纳米之间的波长的光，并且，透射具有650和680纳米之间的波长的光。换句话说，滤波层F反射伺服束LB1，并由此防止伺服束LB1到达由双光子吸收材料制成的记录层D。进而，这消除了使记录层D恶化的原因之一，并使得有可能可靠地记录/再现信息。

根据本发明的另一个实施例，多层光学信息记录介质可具有像图30中示出的光盘100c的结构那样的结构。光盘100c包括多个多层单元(UN1、UN2......)，每个多层单元包括多个导轨层和多个信息层。

通过根据光盘100a中的距离t而改变伺服束LB1和记录/再现束LB2的有效直径，并通过改变物镜160的数值孔径，光学拾取器123可容易地适合于光盘100a。

根据本发明的实施例，优选地，从光源LD1发出的光的波长在390和420纳米之间，并且，优选地，从光源LD2发出的光的波长在650和680纳米之间。

在以上实施例中，导轨层S对应于具有390和420纳米之间的波长的光，而记录层D对应于具有650和680纳米之间的波长的光。然而，用于导轨层S的光的波长范围和用于记录层D的光的波长范围不限于以上范围，只要该波长范围不重叠即可。即使在波长范围与上述波长范围不同时，光源LD1也发出用于导轨层S的光，而光源LD2也发出用于记录层D的光。

将根据本发明的实施例的光盘设备120配置为在光盘上记录和再现信息。然而，可将光盘设备120配置为仅在光盘上再现信息。

将根据本发明的实施例的光盘设备120和光学拾取器123配置为基本上同时在多个记录层上记录/再现信息。然而，可将光盘设备120和光学拾取器123配置为一次在一个记录层上记录/再现信息。在此情况下，可将光源LD2配置为仅包括一个发光部件。可将光源LD2配置为仅包括一个光接收元件(或光接收区域)。

在以上实施例中，在导轨层S上形成导槽。然而，可在导轨层S上形成导坑(guide pit)(前导坑，prepit)来替代导槽。并且，可在导轨层S上形成槽和前导坑两者。

可将导轨层S设计为可记录的。可记录的导轨层S使得有可能进一步增大光盘的存储容量。在此情况下，如同混合盘(hybrid disk)，例如，可使用导轨层S来存储只读程序或安全数据。并且，根据蓝光标准而记录这样的数据使得有可能使用遵循蓝光标准的光盘设备的信号处理系统，从而使得有可能减小光盘设备的制造成本。

此外，导轨层S可包含预先记录的信息，如用来识别其在光盘中的位置的单元号。这样的标识信息帮助减小访问导轨层S、或在多个导轨层S之间跳跃的时间。

如上所述，本发明的实施例提供了高容量多层光学信息记录介质，其具有与仅具有较少的记录层的记录介质的倾斜容限基本上相等的倾斜容限。本发明的另一个实施例提供了光头，其可根据本发明的实施例，从多层光学信息记录介质精确地接收信号。本发明的另一个实施例提供了光学驱动器，其可根据本发明的实施例，在多层光学信息记录介质上精确地记录、再现、以及/或者删除信息。

本发明不限于具体公开的实施例，并且，可作出变化和修改，而不会背离本发明的范围。

本发明基于在2005年12月2日提交的日本在先申请第2005-349202号、以及在2006年1月25日提交的日本在先申请第2006-016382号，通过引用而将其全部内容合并于此。

Claims (13)

1.一种光学记录介质，包括：

多个多层单元，其各自包括：

与具有第一波长的光相对应的向导层，以及

多个记录层，其对应于具有与第一波长不同的第二波长的光；

其中，在光学记录介质的深度方向上堆叠多层单元，

其中，具有第一波长的光以及具有第二波长的光均通过相同的入射面而进入光学记录介质；并且

向导层比每个多层单元中的记录层更接近入射面而放置。

2.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，

以同心或螺旋方式在向导层上形成轨道；以及

当n表示每个多层单元中的记录层的数目、d表示每个记录层的厚度、且p表示轨道之间的间距时，n×d×sin(1°)＜p成立。

3.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，可在向导层上记录信息。

4.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，可在向导层上预先记录信息。

5.如权利要求4所述的光学记录介质，其中，在向导层上预先记录的信息包括用来识别向导层在光学记录介质中的位置的信息。

6.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，第一波长比第二波长短。

7.如权利要求6所述的光学记录介质，其中，第一波长在390和420纳米之间，且第二波长在650和680纳米之间。

8.如权利要求1所述的光学记录介质，其中，在向导层上至少形成导槽或导坑。

9.一种光学记录介质，包括：

多个向导层，其对应于具有第一波长的光；以及

多个记录层，其对应于具有与第一波长不同的第二波长的光，

其中，

具有第一波长的光以及具有第二波长的光均通过相同的入射面而进入光学记录介质；并且

向导层比记录层更接近入射面而放置。

10.如权利要求9所述的光学记录介质，其中，在向导层和记录层之间提供反射具有第一波长的光并透射具有第二波长的光的滤波层。

11.一种用于在如权利要求1所述的光学记录介质上记录或再现信息的光头，包括：

第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束；

第二光源，其被配置为发出具有第二波长的光束；

物镜，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层之一上聚焦具有第二波长的光束；

光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层之一反射的光束；

第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束；以及

第二光检测器，其被配置为检测从记录层之一反射的光束，

其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜。

12.一种用于在如权利要求1所述的光学记录介质上记录或再现信息的光头，包括：

第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束；

第二光源，其包括多个发光部分，并被配置为从发光部分发出具有第二波长的光束；

物镜，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层上聚焦具有第二波长的光束；

光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层反射的光束；

第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束；以及

第二光检测器，其包括多个光接收部分，并被配置为利用光接收部分来独立地检测从记录层反射的光束，

其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜。

13.一种光学驱动器，用于在如权利要求1所述的光学记录介质上记录、再现、或删除信息，该光学驱动器包括：

光头，其包括：

第一光源，其被配置为发出具有第一波长的光束，

第二光源，其被配置为发出具有第二波长的光束，

物镜，其被配置为在向导层上聚焦具有第一波长的光束，并在记录层之一上聚焦具有第二波长的光束，

光学系统，其被配置为将具有第一波长的光束和具有第二波长的光束导向物镜，并分离从向导层反射的光束、以及从记录层之一反射的光束，

第一光检测器，其被配置为检测从向导层反射的光束，以及

第二光检测器，其被配置为检测从记录层之一反射的光束；

其中，将物镜配置为：使得具有第一波长的光束的焦点变为比具有第二波长的光束的焦点更接近物镜，以及

处理单元，其被配置为基于来自光头的第二光检测器的输出信号，而再现该光学记录介质上的信息。

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