專利名稱：在拾光系統中檢測聚焦誤差的刃形邊緣法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種拾光系統;特別涉及一種供該系統應用的經改善的刃形邊緣方法，它使光效率提高。
對于光信息記錄盤，例如激光盤，共同的難題之一是存在聚焦誤差。已推薦出了一種刃形邊緣法用于解決這個問題。


圖1中說明一種使用該刃形邊緣法的現有拾光系統10。該拾光系統10包括一個光源12，一個光束分離器14，一個物鏡16，一個光信息記錄盤19(以后稱作光盤)，一刃形邊緣20，一個光檢測器22，以及一個差動放大器28。在該系統中，光束13從光源12，例如從激光二極管發(fā)射到光束分離器件14，并且部分由包括在其中的一反射面15所反射。從該反射面15反射的光束穿過物鏡16輻射到光盤19的記錄表面18，作為一個聚焦的光束。從光盤19反射的該聚焦的光束由物鏡16會聚并通過光束分離器14傳送。然后光束繞過刃形邊緣20投射到包括一個接收表面27的光檢測器22上，該接收表面27備有一對光電元件。來自每一個光電元件的、以光束強度形式的輸出分別連接到差動放大器28的第一和第二輸入端24，26，借助于比較每一個光電元件的輸出，即可使該差動放大器28檢測連帶的聚焦誤差，該聚焦誤差就是該兩個輸出的差。投射在接收表面27的每一個光接收部分上的光束強度按照在光盤19的記錄表面18和光束會聚點之間的位置上的關系而變化。
當光盤的記錄表面18和會聚點17重合時，這被稱作為一個“正好聚焦”位置。在這種情況下，投射在每一個光電元件上的光束的強度是相同的，這樣每一個光電元件的輸出，即對差勁放大器的第一和第二輸入端24，26的輸入是相同的，從而產生零聚焦誤差。如果光盤的記錄表面18和會聚點17不相重合，投射在每一個光電元件上的光束強度彼此不相同，由此使系統產生帶有指示位移方向的非零值的聚焦誤差。但是這種普通的刃形邊緣方法要求該刃形邊緣遮斷一部分光束，因此將降低該光束的光效率。
因此本發(fā)明的首要目的在于提供一種供拾光系統應用的改善了的刃形邊緣法，它可以增加光束的光效率。
根據本發(fā)明，提供了一種用于確定聚焦誤差的拾光系統，該系統包括一個用于產生光束的光源;一個具有第一和第二檢波器的光檢波單元，每個檢波器可產生光束強度測量形式的輸出，第一和第二檢波器彼此垂直、等分，以提供一對第一和第二光電元件，其中該第一檢測器和在光盤上的一個會聚點構成一根光軸;備有反射表面的光束分離器，該反射表面將光束從光源反射到光盤的記錄表面，并將從該光盤的記錄表面反射的光束傳送到光檢測單元，其中，反射表面按這樣一種方式放置，即相對于由記錄表面反射的光束的光軸，它是傾斜的;一個物鏡，放置在光束分離器和光盤之間，用于將由光束分離器反射的光束聚焦在記錄表面上，并用于將由記錄表面反射的光束會聚到光束分離器的反射表面上;一個刃形邊緣，備有一個背側表面，配置在光束分離器和第一檢波器之間，利用該刃形邊緣，使反射部分通過光束分離器的反射表面?zhèn)魉偷降诙z波器，而通過光束分離器傳送的剩余部分光束繞過刃形邊緣到達第一檢波器;一個第一相加器，該第一相加器連到該第一檢波器的第一光電元件以及第二檢波器的第一光電元件;一個第二相加器，該第二相加器連到該第一檢波器的第二光電元件以及第二檢波器的第二光電元件;以及一個差動放大器，借助其比較第一和第二相加器輸出，用于產生聚焦誤差信號。
根據以下結合附圖給出的最佳實施例的說明將更清楚本發(fā)明上述的和其他的目的及優(yōu)點，其中圖1表示使用刃形邊緣法的現有技術的拾光系統的示意圖;
圖2說明按照本發(fā)明最佳實施例的刃形邊緣法的透視圖;
圖3公開了一種詳細的圖，說明本發(fā)明的刃形邊緣和圖2所描繪的檢波單元之間的關系;
圖4A-4C舉例說明投射在檢波器接收表面上的光束的截面光強度分布;以及圖5描繪光盤位移和一個聚焦誤差信號強度變化之間的關系。
在圖2-5中說明按本發(fā)明最佳實施例的有創(chuàng)造性的刃形邊緣的各種形式。要指出的是，其中相同的部分具有相同的參考號碼。
圖2說明用于一個有能力檢測聚焦誤差的拾光系統10中的有創(chuàng)造性的刃形邊緣20的透視圖，它包括一個光源12，一個光束分離器14，一個物鏡16，一個光盤19，一個刃形邊緣20以及一個包括第一和第二檢波器31.37的光檢測單元50。在該系統10中，光束13從光源(例如激光二極管)12發(fā)射到光束分離器14，其一部分由包括在其中的反射面15所反射。由反射面15反射的光束通過物鏡輻射到光盤19的記錄表面18上作為一個聚焦光束。該聚焦光束從記錄表面18反射，然后通過光束分離器14傳送，通過光束分離器14傳送的聚焦的光束由刃形邊緣20分為兩部分21，23。刃形邊緣20備有用作反射器的一個背側表面34。聚焦光束的部分23由刃形邊緣20的該背側表面34反射到光檢測單元50的第二檢波器37，而其剩余部分21繞過刃形邊緣20到達其第一檢波器31，其中刃形邊緣20按這樣一種方式安置，即它相對垂直于第二檢波器37的第一光軸57傾斜預定角度θ。θ最好為45°。
參照圖3，光檢測單元50包括第一、第二檢波器31、37，一對相加器60、62和一個差動放大器28，其中第一，第二檢波器31、37包括一對第一和第二光電元件，例如分別為32，33，38，39。每一個光電元件能產生光束強度測量形式的輸出。刃形邊緣20相對垂直于第二檢波器37的第一光軸57傾斜一預定角度，因此，由刃形邊緣20反射的投射在第二檢波器37上的聚焦光束的部分23和投射在第一檢波器31的上聚焦光束的剩余部分21是相同的。第一和第二光軸57、58彼此垂直。第一和第二檢測器31和37的第一光電元件32、38的輸出分別被送到第一相加器60，而第一和第二檢波器31和37的第二光元件33、39的輸出分別被送到第二相加器62。第一和第二相加器60、62的輸出按序被送到差動放大器28，該放大器28產生該兩輸出的差，由此提供了聚焦誤差信號。
圖4A表示當光盤19正好放置在聚焦位置時投射在第一和第二檢波器31、37接收表面中心上的光束40、41的橫截光強度分布。如果光盤19偏離該正好的聚焦位置，即偏離物鏡16，則在第一和第二檢波器31、37接收表面上成像的光束44、45的橫截光強度分布，如圖4B所示，偏向第一光電元件32、38。對于光盤19靠近物鏡移動的情況，在檢波器31、37接收表面上成像的光束42、43的橫截光強度分布，如圖4C所示，偏向第二光電元件33、39。
圖5說明電壓和位移為函數而測量的一條聚焦誤差檢測信號曲線70、箭頭72指示一個可能的聚焦控制距離。在該系統中，聚焦控制距離約為15μm。
如上所述，要指出的是，在一個拾光系統中，借助于使用刃形邊緣的背側表面的反射光束，用有創(chuàng)造性的刃形邊緣方法替代普通的刃形邊緣法將增加光束的光效率。
雖然本發(fā)明已就最佳實施例進行了描述，但是可以作出其他的改型，而不偏離如下列權利要求所述的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于確定聚焦誤差的拾光系統，包括一個光源，用于產生光束；一個光檢測單元，具有第一和第二檢測器，每個檢波器能產生光束強度測量形式的輸出，該第一和第二檢波器彼此垂直，每一個第一和第二檢波器被等分，以產生一對第一和第二光電元件，其中第一檢波器和處在光盤上的會聚點構成一條光軸；一個光束分離器，具有反射表面，用于將光束從光源反射到光盤的記錄表面，并將該從光盤記錄表面反射的光束傳送到光檢測單元，其中，該反射表面按這種方式配置，即它相對由記錄表面反射的光束的光軸是傾斜的；一個物鏡，放置在光束分離器和光盤之間，用于將光束分離器反射的光束聚焦于記錄表面上，并將由該記錄表面反射的光束會聚到該光束分離器的反射表面；一個刃形邊緣，備有一個背側表面，并放置在光束分離器和該第一檢波器之間，用該刃形邊緣的背側表面將通過光束分離器反射表面?zhèn)魉偷牟糠止馐瓷涞降诙z波器，將通過該光束分離器傳送的剩余部分光束繞過該刃形邊緣傳送到第一檢波器；一個第一相加器，它連接到第一檢波器的第一光電元件以及第二檢波器的第一光電元件；一個第二相加器，它連接到第一檢波器的第二光電元件以及第二檢波器的第二光電元件；以及一個差動放大器，用于比較第一和第二相加器輸出以產生聚焦誤差信號。
2.根據權利要求1的拾光系統，其中刃形邊緣的背側表面由反射材料做成。
3.根據權利要求1的拾光系統，其中，預定角度是45°。
4.根據權利要求1的拾光系統，其中，每一個檢波器具有一對第一和第二光電元件，用于檢測光束的強度。
全文摘要
用在拾光系統中檢測聚焦誤差的刃形邊緣法，該系統包括一光源，一光檢測單元，一光束分離器，一物鏡，一刃形邊緣，一對相加器和一差動放大器，該系統的特點是(1)光檢測單元包括的第一和第二檢波器彼此垂直，并等分地產生一對光電元件；(2)刃形邊緣將傳送的光束一部分反射到第二檢波器。而將剩余部分傳送到第一檢波器；(3)光檢測單元還包括第一和第二相加器，每個相加器分別與兩光電元件相連，用于相加兩光電元件的輸出；(4)差動放大器用于接收第一和第二相加器的輸出，將輸出之差作為聚焦誤差信號。
文檔編號G11B7/09GK1113338SQ9412013
公開日1995年12月13日 申請日期1994年11月16日 優(yōu)先權日1993年11月16日
發(fā)明者樸燦奎 申請人:大宇電子株式會社