CN1046043C - 具有用作刃形边缘的光束分离器的拾光*** - Google Patents

具有用作刃形边缘的光束分离器的拾光*** Download PDF

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Abstract

一种具有用作刃形边缘的光速分离器的拾光***，包括一光源，一光检测器，以及一物镜，和一差动放大器，还包括一用作刃性边缘的光束分离器。该***与使用普通刃形边缘法的拾光***的不同之处在于在本发明***中设有光束分离器。由于***消除了由存在光束分离器而引起的损失因子，从而有可能提高光束的光效率。

Description

具有用作刃形边缘的光束分离器的拾光***
本发明涉及一种拾光***；特别涉及一种供该***应用的经改善的刃形边缘法，它使光效率提高。
对于光信息记录盘，例如激光盘，共同的难题之一是存在聚焦误差。已推荐出了一种刃形边缘法用于解决这个问题。
图1中说明一种使用该刃形边缘法的现有的拾光***10。该拾光***10包括一个光源12，一个光束分离器14，一个物镜16，一个光信息记录盘19(以后称作光盘)，一刃形边缘20，一个光检测器22，以及一个差动放大器28。在该***中，光束13从光源12，例如从激光二极管发射到光束分离器14，并且部分由包括在其中的一反射面15所反射。从该反射面15反射的光束穿过物镜16辐射到光盘19的记录表面18，作为一个聚焦的光束。从光盘19反射的该聚焦的光束由物镜16会聚并通过光束分离器14传送。然后光束绕刃形边缘20投射到包括一个接收表面27的光检测器22上，该接收表面27备有一对光电元件。来自每个光电池的、以光束强度测量形式的输出分别连接到差动放大器28的第一和第二输入端24,26，以允许所述差动放大器28通过比较每个光电池的输出去检测一个相关聚焦误差。该聚焦误差就是该两个输出的差。投射在接收表面27的每个光接收部分上的光束强度按照在光盘19的记录表面18和光束会聚点之间的位置上的关系而变化。
当光盘的记录表面18和会聚点17重合时，这被称作为一个“正好聚焦”位置。在这种情况下，投射在每个光电池上的光束的强度是相同的，这样每个光电元件的输出，即对差动放大器的第一和第二输入端24,26的输入是相同的，从而产生零聚焦误差。如果光盘的记录表面18和会聚点17不重合，投射在每个光电池上的光束强度彼此不相同，由此使***产生带有指示位移方向的非零值的聚焦误差。
在这种***中，投射到接收表面27上的光束强度按下式计算：i=rI*K*Rs2*Ro2其中i代表投射在接收表面27上的光束的强度，I是光源的强度，r是辐射损失因子，k是刃形边缘的损失因子，Rs是光束分离器的损失因子，以及Ro是物镜的损失因子，如果r,I,k,Rs和Ro分别为0.8,0.3,0.5,0.5和0.97，则i为0.028mw。但是这种普通的刃形边缘方法要求刃形边缘遮断一部分光束，因此将降低光束的光效率。
因此，本发明的首要目的在于提供一种供拾光***应用的改善了的刃形边缘法，它可以增加光束的光效率。
根据本发明，提供了一种用于确定聚焦误差的拾光***，该拾光***包括：一用于产生光束的光源，一光检测器，该光检测器的接收表面被等分以提供第一和第二光电池，每个光电池产生以光强度测量值形式的输出，其中光检测器的接收表面的中央与位于光盘上的会聚点形成一光轴，以及位于光源与光检测器之间的一个物镜，用于将光束会聚到记录表面上及用于将记录表面反射的光束会聚到光检测器上，和一差动放大器，它与第一、第二光电池相连，用于通过比较光检测器的第一、第二光电池的输出来产生一个聚焦误差信号，所述拾光***还包括一用作刃性边缘的光束分离器，它位于物镜和光检测器之间，并提供有一个反射表面，用来将来自光源的一部分光束反射到光盘的记录表面。
根据以下结合附图给出的最佳实施例的说明将更清楚本发明的上述的和其他的目的及优点，其中：
图1表示使用刃形边缘法的现有技术的拾光***的示意图；
图2说明按本发明最佳实施例的发明的刃形边缘法的透视图；
图3A-3C举例说明投射在光检测器接收表面上的光束的截面光强度分布；以及
图4描绘光盘位移和一个聚焦误差信号强度变化之间的关系。
在图2-4中说明按本发明最佳实施例的有创造性的刃形边缘的各种形式，要指出的是其中相同的部分具有相同的参考号码。
图2说明用于一个有能力检测聚焦误差的拾光***10中的有创造性的刃形边缘20的透视图，它包括一个光源12，一个物镜16，一个光盘19，一个具有反射表面34的差动放大器28以及一个备有接收表面27的光检测器22。在该***10中，例如从激光二极管光源发射的光束13投射到刃形边缘20，并且部分地由包括在其内的反射表面34所反射。来自反射表面34的反射光束15通过物镜16辐射到光盘19的记录表面18上作为聚焦光束。刃形边缘按这样一种方式安置，即相对于由光检测器22的接收表面27的中央和在光盘上的会聚点17构成的轴60倾斜一预定的角度θ，光轴60垂直于来自光源12的光束13的中央轴。最好为135°。由光盘19的记录表面18反射的聚焦的光束由物镜16会聚，然后绕过刃形边缘20。该绕过刃形边缘20的聚焦的光束投射在光检测器的接收表面27上，接收表面27包括第一和第二光电池32,33。每个光电池能产生以光束强度测量形式的输出。第一和第二光电池的输出送到差动放大器28上的一对输入端24,26，该差动放大器28根据比较光检测器的第一和第二光电池的输出产生聚焦误差信号。
要指出的是，光束在接收表面27上构成半圆，因为刃形边缘已在中心截掉了半个圆的光束班点。
图3A表示当光盘正好放在聚焦位置上时投射在接收表面27中心上的光束的横截光强度分布。它是最小的班点尺寸。如果光盘19离开光检测器22移动，则如图3B所示，投射在接收表面27上的光束的横截光强度分布40偏向第二光电池33。而如果光盘移向光检测器22。则投射在接收表面27上的光束的横截光强度分布40偏向第一光电池32，而且，相对图3B中所示的图形，形成的半圆形光束是在中心线处的反转图形(参见图3C)。
在***10中，投射到接收表面27上的光束21(图2)的强度使用下列关系式计算：
          i=rI*K*Ro2这时i代表投射在接收表面27上的光束的强度，I是光源强度，r是辐射损失因子，k是刃形边缘的损失因子，Ro是物镜的损失因子。如果r,I,K和Ro分别为0.8,0.3,0.5和0.7，则i为0.1129mw，投射在本发明的接收表面27上的光束的强度比现有技术的大4倍。
图4说明以电压和位移为函数而测量的一条聚焦误差检测信号曲线70，箭头72指示一个可能的聚焦控制距离，在该***中，该聚焦控制距离约为15μm。
如上所述，要指出的是在一个拾光***中用有创造性的刃形边缘法替代普通的刃形边缘方法将增加光束的光效率，这是由于有创造性的刃形边缘法不用光束分离器。
虽然本发明已就最佳实施例进行了描述，但是可以作出其他的改型，而不偏离如下列权利要求所陈述的本发明的范围。

Claims (4)

1、一种拾光***，包括一用于产生光束的光源，一光检测器，该光检测器的接收表面被等分以提供第一和第二光电池，每个光电池产生以光强度测量值形式的输出，其中光检测器的接收表面的中央与位于光盘上的会聚点形成一光轴，以及位于光源与光检测器之间的一个物镜，用于将光束会聚到记录表面上及用于将记录表面反射的光束会聚到光检测器上，和一差动放大器，它与第一、第二光电池相连，用于通过比较光检测器的第一、第二光电池的输出来产生一个聚焦误差信号，所述拾光***的特征在于：
所述拾光***还包括一用作刃形边缘的光束分离器，它位于物镜和光检测器之间，并提供有一个反射表面，用来将来自光源的一部分光束反射到光盘的记录表面。
2、根据权利要求1的拾光***，其特征在于：其中该预定角度为135°。
3、根据权利要求1的拾光***，其特征在于：光束分离器是这样设置的，即它相对于光轴倾斜一预定的角度θ。
4、根据权利要求3的拾光***，其特征在于：从光盘记录表面反射到光检测器的那部分光束由物镜会聚并经过光束分离器。
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