CN1252698C - 光盘设备 - Google Patents

光盘设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1252698C
CN1252698C CNB011254629A CN01125462A CN1252698C CN 1252698 C CN1252698 C CN 1252698C CN B011254629 A CNB011254629 A CN B011254629A CN 01125462 A CN01125462 A CN 01125462A CN 1252698 C CN1252698 C CN 1252698C
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
diffraction
sub
diffraction light
test section
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB011254629A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1339780A (zh
Inventor
西脇青儿
齐藤阳一
百尾和雄
长岛贤治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1339780A publication Critical patent/CN1339780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1252698C publication Critical patent/CN1252698C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0901Disposition 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
    • G11B7/0906Differential phase difference systems
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0901Disposition 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0908Disposition 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
    • G11B7/0909Disposition 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0943Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13Optical detectors therefor
    • G11B7/131Arrangement of detectors in a multiple array
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一种能够安装光盘的光盘设备,其包括:用于发光的光源;用于将由光源发出的光聚集到光盘上的物镜;可随物镜整体移动的第一光分配部分,其包括第一区域和第二区域,第一光分配部分输出由光盘反射且透过第一区域或第二区域的光作为透射光,输出由光盘反射且由第一区域衍射的光作为第一衍射光,输出由光盘反射且由第二区域衍射的光作为第二衍射光;透射光检测部分,用于检测该透射光并输出表示检测到的透射光的偏移的TE1信号;第一衍射光检测部分,其检测第一衍射光和第二衍射光,并输出表示所检测到的第一衍射光的光量和所检测到的第二衍射光的光量之差的TE2信号;及根据TE1信号和TE2信号产生用于光盘的跟踪误差信号的控制装置。

Description

光盘设备
技术领域
本发明涉及一种光盘设备,更具体地涉及一种用于寻找用于光盘的准确的跟踪误差信号的光盘设备。
背景技术
光盘被认为是一种用于存储大量数据的信息记录媒体。光盘可以在它的轨迹上存储信息,也允许所记录的信息被重现。在光盘设备上面能够安装光盘,它被用于在光盘上记录信息和/或重现存储在光盘上的信息。为了使光盘设备能够将信息精确地记录到一个适当的轨迹或者精确地从一个合适的轨迹重现信息,激光束需要精确地跟踪光盘上的轨迹。激光束跟随光盘上的轨迹的操作被称为“跟踪”。跟踪误差信号显示了激光束是否精确地跟踪了光盘上的轨迹。
在下文中,将描述一个传统的光盘设备和由该传统的光盘设备提供的跟踪误差信号。
图10A显示了一个传统的光盘设备1000。由激光源1010发出的激光通过光学***1015被汇聚在光盘1070上。由光盘1070反射的光通过光电检测器1050被检测到。基于由光电检测器1050检测到的结果,控制装置1085对光源1010、光学***1015和光盘1070之中的一个或多个元件作必要的控制。光学***1015例如可以包含,一个具有分光面1025的偏振分光镜1020,一个准直透镜1030,一个四分之一波片1042,一个反射镜1040和一个物镜1060。
下面将描述光盘设备1000的具体操作。
由光源1010发出的激光入射到偏振分光镜1020上,透过偏振分光镜1020的分光面1025,然后由准直透镜1030转换成平行光。线性偏振(P波)的平行光由四分之一波片1042转换成圆形偏振的光,然后由反射镜1040进行反射。反射光由物镜1060汇聚到光盘1070的信号面1074上。
光盘1070在基片1072和保护薄膜1076之间有信号面1074。信号面1074具有在光盘1070的直径方向(由箭头K标明)形成的凹坑(或者凹槽)。每个凹坑的深度为d,宽度为w,以间距p进行排列。光盘1070的直径方向与入射到光盘1070上光的方向垂直,平行于图10A所在的纸面。
由信号面1074反射的圆形偏振光透过物镜1060,由反射镜1040反射,然后由四分之一波片1642转换成线性偏振(S波)。该光由准直透镜1030会聚,由偏振分光镜1020的分光面1025反射,然后在光电探测头1050上聚集为光1080。基于由光电检测器1050检测到的信号,控制装置1085对光源1010、光学***1015和光盘1070之中的一个或多个元件作必要的控制。
在图10A中,标号1210代表光盘设备1000的光轴。
图10B显示了光电检测器1050的结构。光电检测器1050包含子光电检测器1050A和1050B。分割线1051显示了子光电检测器1050A和1650B之间的边界。子光电检测器1050A和1050B提供不同的光量。由减法器1091对子光电检测器1050A和1050B提供的光量执行减法,从而获得跟踪误差信号1091s(TE1信号)。由加法器1092对子光电检测器1050A和1050B提供的光量执行加法,从而获得重现信号1092s。分割线1051完全平分光电检测器1650上的会聚点1081。控制装置1085对光源1010、光学***1015和光盘1070之中的一个或多个元件作必要的控制,以使TE1信号的电平为零,以消除跟踪误差。
图11A显示了另一个传统的光盘设备1100。由激光源1110发出的激光通过光学***1115被汇聚在光盘1170上。由光电检测器1190检测到由光盘2170反射的光。基于由光电检测器1190检测到的结果,控制装置1185对光源1110、光学***1115和光盘1170之中的一个或多个元件作必要的控制。光学***1115例如可以包含,一个准直透镜1130、一个四分之一波片1142、一个偏振全息元件1145和一个物镜1160。
下面将描述光盘设备1100的具体操作。
由光源1110发出的激光由准直透镜1130转换成平行光,入射到偏振全息元件1145上。
偏振全息元件1145与物镜1160一起被集成到透镜支架1165之中。偏振全息元件1145具有四分之一波片1142。偏振全息元件1145的一个表面是偏振全息面1150。
入射到偏振全息元件1145上的线性偏振(P波)光,透过偏振全息面1150,通过四分之一波片1142转换成圆形偏振,由物镜1160聚集,然后汇聚到光盘1170的信号面1174上。
光盘1170在基片1172和保护薄膜1176之间具有信号面1174。信号面1174具有沿光盘1110的旋转方向形成的凹坑(或者凹槽)。每个凹坑的深度为d,宽度为w,以间距p进行排列。
通过信号面1174反射的圆形偏振光透过物镜1160,通过四分之一波片1142被转换成线性偏振(S波),然后通过偏振全息面1150衍射。衍射光透过准直透镜1130,并入射到光电检测器1190上。基于通过光电检测器1190检测到的信号,控制装置1185对光源1110、光学***1115和光盘1170之中的一个或多个元件作必要的控制。
图11B显示了偏振全息面1150的结构。偏振全息面1150包含两个区域1150a和1150b,彼此之间通过分割线1152分开。由光盘1170反射的光被分割线1152完全等分成两部分。
图11C显示了光电检测器1190的结构。光电检测器1190包含两个子光电检测器1190A和1190B,它们彼此由分割线1191分开。由偏振全息面1150的区域1150a(图11B)衍射的光线在子光电检测器1190A上聚集为点1181a。由偏振全息面1150的区域1150b(图11B)衍射的光在子光电检测器1190B上聚集为点1181b。子光电检测器1190A和1190B提供了不同的光量。由减法器1101对子光电检测器1190A和1190B提供的光量执行减法,从而获得跟踪误差信号1101s(TE2信号)。由加法器1102对子光电检测器1090A和1090B提供的光量执行加法,从而获得重现信号1102s。控制装置1185对光源1110、光学***1115和光盘1170之中的一个或多个元件作必要的控制,从而使TE2信号的电平为零点,以消除跟踪误差。
通过传统的光盘设备1000和1100获得的跟踪误差信号(TE1信号和TE2信号)具有下列问题。首先,将描述通过传统的光盘设备1000获得的跟踪误差信号(TE1信号)。
通常在光盘1000中,控制装置1085执行跟踪控制,当光盘1070相对于它的中心振动时,物镜1060跟随该振动,在直径方向K上偏移(图10A)。
图12(部分(a)到(d))显示了光盘1070的剖面图的光强分布,此时物镜1060的中心轴1220(部分(e))相对于光盘设备1000的光轴1210向右偏移了距离X(图1)。本剖面图沿着光盘设备1070的直径方向。部分(e)显示了光轴1210和物镜1060的中心轴1220之间的相对位置关系。
在图12中,部分(a)显示了在由光源1010发出的光透过物镜1060之前的光强分布1231。光强分布1231表现出以光轴1210为中心的高斯分布。在这一点上,如同在部分(e)所示,物镜1060的中心轴1220相对于光盘设备1000的光轴1210偏移了距离X。
部分(b)显示了该光透过物镜之后的光强分布1232。当物镜1060具有半径(孔径半径)长度r时,在离物镜1060的中心轴1220的距离超过r的位置的光强分布1232是零。换言之,在物镜1060的孔径边缘1240和1250外的光被屏蔽掉了。
部分(c)显示了在光被光盘1070反射之后和在光入射到物镜1060上之前的光强分布1233。由光盘1070反射的光的中心轴1215相对于物镜1060的中心轴1220向右偏移了距离X。换言之,由光盘1070反射的光的中心轴1215相对于光盘设备1000的光轴1210向右偏移了距离2X。由于在光盘设备1070的信号面1074上的凹坑产生衍射,所以,光强分布1233在光盘1070的直径方向被展开。
部分(d)显示了在光透过物镜1060之后的光强分布1234。正如在部分(b)中,在物镜1060的孔径边缘1240和1250外面的光被屏蔽掉。
当距离X是零时,通过把由光电检测器1050(图10B)获得的跟踪误差信号(TE1信号)控制到零,来精确地控制光盘1070的跟踪。然而,当距离X不是零时,就会产生跟踪偏移。
如上所述,通过光电检测器1050获得的跟踪误差信号(TE1信号)(图10B)显示了由子光电检测器1050A和1050B检测到的光量的差异。当物镜1060的光轴1210和中心轴1220之间存在距离X时,由子光电检测器1050A检测到的光量对应于由连接点A、B、C和D(部分(d))形成的图形区域ABCD,由子光电检测器1050B检测到的光量对应于由连接点C、D、E和F形成的图形区域CDEF。
出于下列原因,当光盘设备1100(图11A)的光轴和物镜1160的中心轴之间存在距离时,由光盘设备1100的光电检测器1190获得的跟踪误差信号(TE2信号)也按照相似的方式偏移。
通过光电检测器1190获得的跟踪误差信号(TE2信号)(图11C)显示了由子光电检测器1190A和1190B检测到的光量的差异。当光盘装置1100的光轴和物镜1160的中心轴1220之间存在距离X时,由子光电检测器1190A检测到的光量对应于由连接点A、B、C′和D′(部分(d))形成的图形区域,由子光电检测器1050B检测到的光量对应于由连接点C′、D′、E和F形成的图形区域。由光电检测器1190(TE2信号)提供的跟踪误差信号比由光电检测器1050提供的跟踪误差信号(TE1信号)的偏移小,但是仍然有极大的偏移。
图13A图示了当激光穿过凹坑(当跟踪断开时)时,跟踪误差信号的波形的不对称程度。在图13A中,在光盘设备1000的光轴1210和物镜1060的中心轴1220之间的距离X被假定是100微米。不对称程度表示为恒值线。通过表达式(H-L)/(H+L)获得不对称度,其中H是在图13B显示的高于地电平GND的信号输出电平(由标号1300标明),L是在图13B显示的低于地平GND的信号输出电平。
在图13A中,水平轴代表光盘1070的凹坑的宽度w,垂直轴代表凹坑的深度(d×光盘1070的基片1072的衍射率,参见图10A)。用于获
得在图13A显示的结果的计算参数如下:物镜1060的数值孔径(NA)=0.60;光源1010的波长λ=0.66μm;光盘1070的凹坑的间距(P)=0.74μm。在点R(其中凹坑的宽度w是0.30微米,凹坑的深度是λ/10),跟踪误差信号的不对称度是0.52。这对应于在图12的部分(d)显示的图案ABCD和图案CDEF之差。正如所理解的,在包括光电检测器1050的光盘设备1000中,在箭头K的方向上,物镜1060的中心轴1220相对于光盘设备1000的光轴1210偏移。结果导致跟踪误差信号的一个很大的不对称度,因此跟踪的控制变得不稳定。当执行跟踪控制时,可能产生人们不希望的非常大的离轨(off-track)。这使得来自相邻的轨迹的跟踪误差信号被遗漏(即,增加了串扰),使重现性能恶化,或者引起相邻轨迹的信号标志的一个部分被重写或者删除。
图14图示了当使用光盘设备1100中的光电检测器1190时,产生的跟踪误差信号的波形的不对称度。条件和上述的相同。在点R(其中凹坑的宽度w是0.30μm,凹坑的深度是λ/10),跟踪误差信号的不对称度是0.18。这对应于图12的部分(d)所示的图案ABC′D′和图案C′D′EF之差。该不对称度比通过光电检测器1050提供的要低,但是仍然大到足以引起跟踪的控制不稳定,重大的控制误差(离轨)和其它问题。
发明内容
根据本发明的一种能够安装一光盘的光盘设备,包括:一个用于发光的光源;一个物镜,用于将由光源发出的光聚集到光盘上;偏振全息元件,可随物镜整体地移动并且相对于该物镜定位以便由该光源发出的光在被该物镜聚集之前穿过,该偏振全息元件包括第一区域和第二区域,该偏振全息元件输出由光盘反射且透过第一区域或第二区域的光作为透射光、输出由光盘反射且由第一区域衍射的光作为第一衍射光且输出由光盘反射且由第二区域衍射的光作为第二衍射光;一个透射光检测部分,包括第一子透射光检测部分和第二子透射光检测部分用于检测该透射光,并输出一个TE1信号,该信号表示检测到的透射光的偏移;一个第一衍射光检测部分,用于检测第一衍射光和第二衍射光,并输出一个TE2信号,该信号表示所检测到的第一衍射光的光量和所检测到的第二衍射光的光量之差;以及一个控制装置,用于根据TE1信号和TE2信号产生一个用于光盘的跟踪误差信号;其中定义第一透射光为该透射光的一部分,且由第一子透射光检测部分检测,定义第二透射光义为透射光的一部分,且由第二子透射光检测部分检测;且定义该透射光的偏移为第一透射光的光量和第二透射光的光量之差。
在本发明的一个实施例中,光盘设备进一步包含一个第二光分配部分,用于将透射光导向透射光检测部分,且将第一衍射光和第二衍射光导向第一衍射光检测部分。
在本发明的一个实施例中,透射光检测部分包含第一子透射光检测部分和第二子透射光检测部分。第一透射光被定义为透射光的一部分,它由第一子透射光检测部分进行检测,第二透射光也被定义为透射光的一部分,它由第二子透射光检测部分进行检测。透射光的偏移被定义为第一透射光的光量和第二透射光的光量之差。
在本发明的一个实施例中,第一衍射光检测部分包含一个用于检测第一衍射光的第一子衍射光检测部分和一个用于检测第二衍射光的第二子衍射光检测部分。
在本发明的一个实施例中,控制装置利用TE2-k×TE1获得跟踪误差信号。
在本发明的一个实施例中,透射光检测部分包含第三区域和第四区域。所提供的第一子透射光检测部分位于第三区域内,第二子透射光检测部分位于第四区域内。第三区域和第四区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。
在本发明的一个实施例中,第一衍射光检测部分包含第五区域和第六区域。所提供的第一子衍射光检测部分位于第五区域内,第二子衍射光检测部分位于第六区域内。第五区域和第六区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。
在本发明的一个实施例中,控制装置依据物镜的数值孔径(NA)与在光盘的直径方向上光盘的凹坑间距(P)的逻辑乘积(NA×P)来修正k值。
在本发明的一个实施例中,k值为0.5×S2/S1或者更小,其中S1是由透射光检测部分检测到的透射光的光量,S2是由第一衍射光检测部分检测到的衍射光的光量。
在本发明的一个实施例中,当物镜的数值孔径(NA)和在光盘的直径方向上光盘的凹坑间距(P)的逻辑乘积(NA×P)是入射到光盘上的光的波长的0.9倍或者更大时,控制装置将k值设定为零。
在本发明的一个实施例中,控制装置如此设定k值,使得控制装置在光盘的直径方向偏移物镜而没有执行跟踪控制时,TE2-K×TE1的平均输出电平基本上是零。
在本发明的一个实施例中,光盘设备进一步包含一个象差部分,用于给透射光提供一个象差。该透射光检测部分包含第三区域,第四区域,第七区域和第八区域。所提供的第一子透射光检测部分位于第三区域内。所提供的第二子透射光检测部分位于第四区域内。所提供的第三子透射光检测部分位于第七区域内。所提供的第四子透射光检测部分位于第八区域内。第三区域和第四区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。第三区域和第八区域之间的边界平行于光盘的直径方向。第四区域和第七区域之间的边界平行于光盘的直径方向。第七区域和第八区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。第三区域关于第七区域正交。第四区域关于第八区域正交。基于提供有象差并由第一子透射光检测部分检测到的透射光的光量和提供有相差且由第三子透射光检测部分检测到的透射光的光量的总和、提供有相差且与由第二子透射光检测部分检测到的透射光的光量和提供有相差由第四子透射光检测部分检测到的透射光的光量的总和之差,该控制装置获得用于光盘的聚焦误差信号。
在本发明的一个实施例中,偏振全息元件包含第九区域和第十区域。偏振全息元件输出由光盘反射并由偏振全息元件的第九区域衍射的光,作为第三衍射光,输出由光盘反射并由偏振全息元件的第十区域衍射的光,作为第四衍射光。第一衍射光检测部分包含第一子衍射光检测部分,第二子衍射光检测部分,第三子衍射光检测部分和第四子衍射光检测部分,第五子衍射光检测部分和第六子衍射光检测部分。由第一子衍射检测部分和第二子衍射检测部分检测第一衍射光。由第五子衍射检测部分和第六子衍射检测部分检测第二衍射光。由第四子衍射检测部分和第五子衍射检测部分检测第三衍射光。由第二子衍射检测部分和第三子衍射检测部分检测第四衍射光。基于由第一子衍射光检测部分、第三子衍射光检测部分和第五子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量与由第二子衍射光检测部分、第四子衍射光检测部分和第六子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
在本发明的一个实施例中,光盘设备进一步包含一个第二衍射光检测部分。偏振全息元件输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光,作为第五衍射光,并且输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光,作为第六衍射光。第二衍射光检测部分包含第七子衍射光检测部分和第八子衍射光检测部分。基于由第七子衍射光检测部分检测到的第五衍射光的光量和由第八子衍射光检测部分检测到的第六子衍射光的光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
在本发明的一个实施例中,偏振全息元件包含一个全息元件,它具有一个包括三个或者多个台阶的锯齿状或台阶状的图案,该图案连续顺序地循环。偏振全息元件输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光,作为第五衍射光,并且输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光,作为第六衍射光。均由偏振全息元件输出的第一衍射光的光量和第五衍射光的光量是彼此不同的,均由偏振全息元件输出的第六衍射光的光量和第二衍射光的光量是彼此不同的。
在本发明的一个实施例中,由偏振全息元件输出的第一衍射光和第二衍射光是正一阶衍射光,由偏振全息元件输出的第五衍射光和第六衍射光是负一阶衍射光。
在本发明的一个实施例中,负一阶衍射光的光量基本上是零。
在本发明的一个实施例中,由偏振全息元件输出的光量用于正一阶衍射光的是最多的,用于透射光的是第二多的,用于负一阶衍射光的是最少的。
在本发明的一个实施例中,由偏振全息元件输出的光量用于透射光的是最多的,用于正一阶衍射光的是第二多的,用于负一阶衍射光的是最少的。
在本发明的一个实施例中,由偏振全息元件输出的光量用于透射光的是最多的,用于负一阶衍射光的是多的,用于正一阶衍射光的是最少的。
在本发明的一个实施例中,光盘设备进一步包含第二衍射光检测部分。偏振全息元件包含第九区域和第十区域。偏振全息元件输出由光盘反射并且由偏振全息元件的第九区域衍射的光作为第三衍射光,输出由光盘反射并且由偏振全息元件的第十区域衍射的光作为第四衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光作为第五衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光作为第六衍射光。第二衍射光检测部分包含第十一区域、第十二区域、第十三区域、第十四区域、第十五区域和第十六区域。所提供的第七子衍射光检测部分位于第十一区域内。所提供的第八子衍射光检测部分位于第十二区域内。所提供的第九子衍射光检测部分位于第十三区域的。所提供的第十子衍射光检测部分位于第十四区域内。第十一子衍射光检测部分位于第十五区域内。第十二子衍射光检测部分位于第十六区域内。由第七子衍射光检测部分和第八子衍射光检测部分检测第三衍射光。由第十一子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测第四衍射光。由第十子衍射光检测部分和第十一子子衍射光检测部分检测第五衍射光。由第八子衍射光检测部分和第九子衍射光检测部分检测第六衍射光。基于由第七子衍射光检测部分、第九子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量与由第八子衍射光检测部分、第十子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
在本发明的一个实施例中,光盘设备进一步包含一个第二衍射光检测部分。偏振全息元件包含第九区域和第十区域。偏振全息元件输出由光盘反射且由偏振全息元件的第九区域衍射的光作为第三衍射光,输出由光盘反射的并且由偏振全息元件的第十区域衍射的光作为第四衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光作为第五衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光作为第六衍射光。第二衍射光检测部分包含第十一区域、第十二区域、第十三区域、第十四区域、第十五区域和第十六区域。第七子衍射光检测部分提供在第十一区域。第八子衍射光检测部分提供在第十二区域。第九子衍射光检测部分提供在第十三区域。第十子衍射光检测部分提供在第十四区域。第十一子衍射光检测部分提供在第十五区域。第十二子衍射光检测部分提供在第十六区域。由第七子衍射光检测部分和第八子衍射光检测部分检测第三衍射光。由第八子衍射光检测部分和第九子衍射光检测部分检测第四衍射光。由第十子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测第五衍射光。由第十一子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测第六衍射光。基于由第七子衍射光检测部分、第九子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量与由第八子衍射光检测部分、第十子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
因此,此处所描述的本发明使以下优点成为可能,即提供一种光盘设备,用于十分有效地减小由于物镜的中心轴相对于光盘设备的光轴的偏移而引起的跟踪误差信号的不对称度,并且抑制离轨,从而实现满意的和稳定的数据记录和重现。
附图说明
在阅读和理解下面参考附图的详细描述之后,本发明的这些以及其它优点对于本技术领域的技术人员来说将更加明显。
图1A是根据本发明的第一个实例的一个光盘设备的示意图;
图1B显示了第一个实例的光盘设备的偏振全息面的结构;
图1C显示了第一个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图2是一张等值图,图示当激光穿过光盘的凹坑时,第一个实例的光盘设备的TE2信号的不对称度(凹坑间距p=1.23μm);
图3图示第一个实例的光盘设备中的偏振全息元件的衍射光量系数;
图4A是根据本发明的第二个实例的光盘设备的示意图;
图4B显示第二个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图5A显示了根据第三个实例的光盘设备中偏振全息面的结构;
图5B显示第三实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图6A显示了根据本发明第四个实例的光盘设备的偏振全息面结构;
图6B显示了第四个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图7A显示了根据本发明第五个实例的光盘设备的偏振全息面结构;
图7B显示了第五个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图8A显示了根据本发明的第六个实例的光盘设备的偏振全息面的结构;
图8B显示了第六个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图9A显示了根据本发明的第七个实例的光盘设备的偏振全息面的结构;
图9B显示了第七个实例的光盘设备的光电检测器的结构;
图10A是第一个传统的光盘设备的示意图;
图10B显示了第一个传统的光盘设备中的光电检测器的结构;
图11A是第二个传统的光盘设备的示意图;
图11B显示了第二个传统的光盘设备中的偏振全息面的结构;
图11C显示了第二个传统的光盘设备中的光电检测器的结构;
图12显示了当物镜的中心轴相对于光盘设备的光轴有偏移时,沿着光盘的直径方向的剖面的光强分布图。
图13A是一张等值图,图示了第一个传统的光盘设备中的TE1信号的不对称度(凹坑间距p=0.74μm);
图13B是一张信号波形图,图示了信号的不对称性;
图14是一张等值图,图示了第二个传统的光盘设备中的TE2信号的不对称度(凹坑间距p=0.74μm);
下面,将参照附图来描述本发明的具体实施例。
具体实施方式
(例1)
将参照图1A到1C、2、3、13A、13B和14来描述根据本发明的第一个实例的光盘设备100。
图1A显示了光盘设备100。由激光源110发出的激光通过光学***115被汇聚在光盘170上。由光电检测器100检测由光盘170反射的光。基于由光电检测器100检测到的结果,控制装置185对光源110,光学***115和光盘170之中的一个或多个元件作必要的控制。光学***115例如可以包含,一个具有分光面125的偏振分光镜120、一个准直透镜130、一个四分之一波片142、一个反射镜140、一个偏振全息元件145和一个物镜160。
下面描述光盘设备100的一个更具体的操作。
由光源110发出的激光入射到偏振分光镜120上,并透过偏振分光镜1200的分光面125,然后由准直透镜120转换成平行光。例如,光源110可以是一个半导体激光器。平行光由反射镜140反射,入射到偏振全息元件145上。
偏振全息元件145与物镜160一起被集成到透镜支架165中。偏振全息元件145具有四分之一波片142。偏振全息元件的一个表面是一个偏振全息面150。
入射在偏振全息元件145上的光(P波)透过偏振全息面,并由四分之一波片142转换成圆形偏振,由物镜160聚集,然后汇聚在光盘170的信号面174上。
光盘170在基片172和保护薄膜176之间具有信号面174。信号面174具有沿光盘170的旋转方向上形成的凹坑(或者凹槽)。每个凹坑的深度为d和宽度为w,按照间距p进行排列。
由信号面174反射的圆形偏振的光透过物镜160,并由四分之一波片转换成线性偏振(S波),然后由偏振全息面150衍射或者透过偏振全息面150。在此说明书中,零阶衍射被定义为透射。然后,光由反射镜140反射,由准直透镜130会聚,由偏振分光镜120的分光面125反射,然后聚集在光电检测器200上作为光180。基于由光电检测器光电检测器200检测到的信号,控制装置185对光源1、光电检测器200、光学***115和光盘170之中的一个或多个元件作必要的控制。例如,光电检测器200检测一个聚焦误差信号或者跟踪误差信号用于光盘170。
在此说明书中,一个全息元件充当第一光分配部分,一个偏振分光镜充当第二光分配部分。
图1B显示了偏振全息面150的结构。偏振全息面150包含两个区域150a和150b,它们由分割线152彼此分开。区域150a和150b具有不同的全息图案。分割线152平行于光盘170的旋转方向。由光盘170反射的光(即,光束151)完全被分割线152均匀地分成两半。经过偏振全息面150的透射光(零阶光)或者衍射光(例如±1阶光)偏振全息面,由反射镜140反射,由准直透镜130会聚。然后,光由偏振分光镜120的分光面125反射,聚集在光电检测器200上作为光180。
图1C显示了光电检测器200的结构。光电检测器200包含一个透射光检波器210用于检测透射光,以及一个第一衍射光探测器220和一个第二衍射光探测器230,两者都是用于检测衍射光。透射光探测器210提供在光电检测器200的中心区域。第一衍射光探测器220和第二衍射光探测器分别地提供在光电检测器200的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器210。
透射光检测器210包含四个子透射光检测器210A1、210A2、210B1和210B2。透射光检测器包含四个区域210C1、210C2、210C3和210C4。所提供的子透射光检测器210A1位于区域210C1内。子透射光检测器210A2位于区域210C2内。子透射光检测器210B1位于区域210C3内。所提供的子透射光检测器210B2位于区域210C4内。区域210C1、210C2、210C3和210C4彼此之间由互相垂直的分割线211和212分开。分割线都沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
所提供的在第一外部区域的第一衍射光探测器220包含两个子衍射光探测器220A和220B。第一衍射光检波器220包含区域220C1和220C2。子衍射光探测器220A被提供在区域220C1。子衍射光探测器220B被提供在区域220C2。
所提供的在第二外部区域的第二衍射光探测器230包含两个子衍射光探测器230A和230B。第二衍射光探测器230包含区域230C1和230C2。所提供的子衍射光探测器230A位于区域230C1内。所提供的子衍射光探测器230B位于区域230C2内。
由偏振全息面150(图1B)的区域150a衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器220A上作为一个点182a。由偏振全息面150的区域150a衍射的负一阶衍射光在子衍射光探测器230A之后被聚焦,聚集在子衍射光探测器230A上作为点183a。
由偏振全息面150的区域150b衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器220B上作为一个点182b(图B)。由偏振全息面150的区域150b衍射的负一阶衍射光在子衍射光探测器230B之前被聚焦,聚集在子衍射光探测器230B上作为点183b。透过偏振全息面的光(零阶光或者透射光)基本上被聚集在透射光检测器210的分割线211和212的交叉点上(在透射光检测器210的中心区域),作为点181。此光在透射光检测器210的检测面之后被聚焦。
第一衍射光探测器220的子衍射光探测器220A和220B每个检测一个光量。由减法器243对检测到的光量执行减法,从而获得第二跟踪误差信号243s(TE2信号)。由加法器244对检测到的光量执行加法,从而获得重现信号244s。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器1190检测到的TE2信号。
基于子透射光检测器210A1,210A2,210B1和210B2的检测结果,光电检测器200的计算器241输出210A1+210A2-210B1-210B2。来自于计算器242的输出是第一跟踪误差信号241s(TE1信号)。该TE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。也基于子透射光检测器210A1,210A2,210B1和210B2的检测结果,光电检测器200的计算器242的输出是210A1+210B2-210A2-210B1。来自于计算器242的输出是第三跟踪误差信号242s(TE3信号)。TE3信号通常被称为相位微分TE(跟踪误差)信号。
在此例中,基本上为矩形的透射光检测器210被分成子透射光检测器210A1、210A2、210B1和210B2,它们也都基本上是矩形的。在这种情况下,由相邻的子透射光检测器(210A1和210A2)在近乎平行于光盘170检测到的光量和由另两个子透射光检测器(210B1和210B2)检测到的光量之差是TE1信号。由两个正交提供的子透射光检波器(210A1和210B2)检测到的光量和由另两个子透射光检测器(210A2和210B1)检测到的光量之差是TE3信号。
第二衍射光探测器230的子衍射光探测器230A和230B每个检测一个光量。通过由减法器245对检测到的光量进行减法操作,从而获得聚焦误差信号245s(FE信号)。
控制装置185基于TE1信号和TE2信号产生一个用于170光盘的跟踪误差信号。
在此例中,得到了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)。可以根据光盘的类型来使用这些跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘),控制装置185可以利用TE3信号作为关于凹坑信号(压纹信号(emboss signal))的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘或者DVD-R盘,控制装置185可以利用适当的常数k,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
例如,如果是凹坑间距为0.74μm的光盘170,由于所描述的关于光电检测器1050(图10B)在物镜160在箭头K(图1A)的方向偏移时的原因,TE1信号如图13A所示显示不对称性。考虑到光电检测器1190时的原因,TE2信号也显示如图14所示的不对称性(图11C)。从而,如果物镜160的偏移量是X,真实的跟踪误差信号(没有受到物镜160的偏移的影响的跟踪误差信号)的电平是TE,通过透射光检测器得到的光量总和是S1,通过第一衍射光探测器220得到的光量总和是S2,可以提供下列表达式。
TE1/S1=TE+X                   表达式1
TE2/S2=TE+m×X                表达式2
在点R(其中凹坑的宽度P是0.30微米,凹坑深度是λ/12),系数m=0.18/0.52=1/2.89。在点R′(其中凹坑宽度w是0.34μm,凹坑深度是λ/12),系数m=0.22/0.62=1/2.82。在不同于点R的点,m接近于1/2.89(参见图13A和14)。
从表达式1和2,获得表达式3。
TE=(TE2-k×TE1)/S2(1-m)       表达式3
其中k通过表达式4给出。
K=m×S2/S1                    表达式4
当光盘170的凹坑间距P是0.74微米时,通过完成表达式4,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号,获得没有物镜160的偏移影响的跟踪误差信号。用此方式,可以抑制由物镜160的偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。
图2示出了激光穿过凹坑(跟踪断开的时候)时的TE2信号的波形的不对称度。该光盘具有1.23μm的凹坑间距。用恒值线表示不对称程度。其它的条件与图13A中的相同。在点S(凹坑宽度w是0.615μm,凹坑深度是λ/12),TE2信号的不对称度是0.00。即使在那些凹坑深度和凹坑宽度不同于点S的点,TE2信号的不对称度几乎是零。这是因为当凹坑间距p=1.23μm时,光强分布1233(图12的部分(c))和1234(图12的部分(d))几乎是均匀的,因此图案ABC′D和C′D′EF具有几乎相等的区域。
相应地,如果光盘的凹坑间距是1.23μm,当控制装置185设定k=0时,所计算出的TE信号的电平值(TE2-k×TE1)等于TE2信号的大小。该TE信号不被物镜的偏移影响,有效地抑制了TE信号的不对称度。
因此,如果光盘170具有一个相对大的凹坑间距,例如DVD-RAM盘等等,控制装置185设定K=O。如果光盘170具有一个相对小的凹坑间距,如DVD-R盘、DVD-RW盘等等,控制装置185设定k=m×S2/S1。m的值是在例如1/2到1/5的范围内的一个恒定值。m的最佳值可以依照光盘170的凹坑间距、物镜160的数值孔径(NA)、物镜160上的入射光的边缘强度的系数(即,物镜160的边缘处相对于峰值光强的光强系数)等等来确定。依照物镜160的数值孔径(NA)和在光盘的直径方向上光盘170的凹坑间距(P)的逻辑乘积是否大于一个规定值(例如,波长的0.9倍),控制装置185可以确定对常数k进行修正。
通过如上所述地转换k值,即使安装不同类型的光盘,也可以极大地抑制由物镜160的偏移引起的TE信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨了。除了上述实例中的一次,依照光盘的间距,可以多次修正k的值。通过实践可以确定k的最佳值。在此情况下,控制装置185设定常数k的值,以使当物镜160在光盘的直径方向偏移时所计算出的信号TE2-k×TE1的平均输出电平(最大值和最小值的平均值)几乎是零,而不用进行跟踪控制。
图3图示了偏振全息元件145的衍射光量系数。偏振全息元件185的偏振全息面150基本上不衍射对着光盘170传播的光(P波),而是衍射从光盘170上传播出来的光(S波)。图3也显示了紧接在透过偏振全息面150之后的光的波面的相位分布19。相位分布19或者全息图案具有一个包括三个或者更多个台阶的锯齿状或台阶状的图案,该图案连续顺序地循环。第一台阶19a、第二台阶19b和第三台阶19c每个对应于一个相位周期,分别具有宽度系数为37%,25%和38%。第一台阶19a和第二台阶19b之间的相位差与第二台阶19b和第三台阶19c之间的相位差都是75度。
由于这样的一个周期的台阶状的相位分布19,产生了衍射光。其中透射光和衍射光的总和是100%,0阶光的光量(透射光量)的比率是20%,正一阶衍射光量的比率是47.6%,负一阶衍射光量的比率是12.4%。剩余部分被分配给高阶衍射光。第一个实例中的光盘设备100利用由子衍射光探测器220A和220B检测到的正一阶衍射光182a和182b(图1C)产生一个重现信号。相应地,当正的第一衍射光量的比率如图3所示的更高时,可以产生一个具有相对高的S/N比的信号。通常,S/N比是与检波指数(检测到的光量/(用于检测光的子探测器的数量))成比例的。在此实例中,
Figure C0112546200271
关于凹坑信号(压纹信号)的相位微分TE信号(TE3信号)通常要求高频率信号处理,但是不涉及任何S/N的问题,这是因为0阶光的比率大约是20%。
在第一个实例中的光盘设备100中,分别提供不同于传统的光盘设备1200中的光源110和光电检测器200。因此,为了获得一个跟踪误差信号,可使用透射光。
第一个实例中的光盘设备100包含偏振分光镜120,但普通专业技术人员将轻易地构思各种没有偏振分光镜120的结构。
在第一个实例中的光盘设备中,由光源110发出的光在由光盘170反射之后被衍射。因此,光可以有效地入射光盘设备200。
在上面的描述中,±1阶衍射光被用作衍射光。高阶衍射光(例如,±第二或者第三阶衍射光、)能被使用。点181可以在透射光检测器210的检测表面之前被聚焦。在这种情况下,可以根据光轴转换光分配,因此改变TE1信号的偏光性。这可以通过把上述的“TE1”变为“-TE1”来实现。提供了所述的相同的效果。
(例2)
图4A显示了根据本发明的第二个实例的光盘设备300。光盘设备300具有与第一个实例中的光盘设备100相同的结构,不同之处是在偏振分光镜120和光电检测器400之间的有一个平行的平板370,以及光电检测器400具有一个不同于光电检测器200的结构。与第一个实例中的相同元件将给予完全相同的标号,不再进行详细描述。提供的平行的平板370与入射到平板370上的汇聚光380的光轴之间存在倾斜。由于此倾斜的存在,经过平行的平板370的光线具有象差(散光),它的聚焦线在相对于出现在光电检测器400的检测表面上的分割线411成±45度的方向上延伸(图4B)。平行的平板370充当象差部分,
图4B显示了光电检测器400。光电检测器400包含一个透射光检测器410和一个衍射光探测器420。
透射光检测器410包含四个子透射光检测器410A1、410A2、410B1和410B2。透射光检测器410包含四个区域410C1、410C2、410C3和410C4。所提供的子透射光检测器410A1位于区域410C1内。所提供的子透射光检测器410A2位于区域410C2内。所提供的子透射光检测器410B1位于区域410C3内。所提供的子透射光检测器410B2区域410C4内。区域410C1、410C2、410C3和410C4由互相垂直的分割线411和412彼此分开。分割线411沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
衍射光探测器420包含两个子衍射光探测器420A和420B。衍射光探测器420包含区域420C1和420C2。子衍射光探测器420A被提供在区域420C1。子衍射光探测器420B被提供在区域420C2。
由偏振全息面150的区域150a衍射的正一阶衍射光在子衍射光探测器420A之前被聚焦在子衍射光探测器420A上,作为点382a。由偏振全息面150的区域150b衍射的正一阶衍射光在子衍射光探测器420B之后被聚焦,聚集在子衍射光探测器420B上,作为点352b。在此实例中,焦点在检测表面之后或者之前无关紧要。在此实例中,焦点可以在检测表面之后或者之前。
透过偏振全息面150的光(0阶光或者透射光)基本上被聚集在透射光检测器410的分割线411和112的交叉区域(在透射光检测器410的中心区域),作为点181。在这种情况下,透射光检测器410的检测表面基本上在两个聚焦线(垂直聚焦线和水平聚焦线)之间的中点上。相应地,在达到透射光检测器410的检测表面之前,当点381通过相对于分割线412顺时针方向倾斜45度的聚焦线时,光分配相对于该聚焦线是对称的。点381的光分配相当于在第一个实例中从点181顺时针方向旋转90度时的光分配。
衍射光探测器420的子衍射光探测器420A和420B每个检测一个光量。由减法器443对检测到的光量执行减法,从而获得第二跟踪误差信号443s(TE2信号)。由加法器444对检测到的光量执行加法,从而获得重现信号444s。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。
基于子透射光检测器410A1、410A2、410B1和410B2的检测结果,光电检测器400的计算器441输出410A1-410A2+410B1-410B2。来自于计算器441的输出是第一跟踪误差信号441s(TE1信号)。该TE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。基于子透射光检测器410A1、410A2、410B1和410B2的检测结果,光电检测器400的计算器412输出410A1-410A2+410B1-410B2。计算器442的输出是第三跟踪误差信号442s(TE3信号)。
与第一个实例的情况相似,基本上为矩形的透射光检测器410被分成子透射光检测器410A1、410A2、410B1和410B2,它们也基本上是矩形的。在这种情况下,由两个相邻的子透射光检测器(410A1和410B1)在平行于光盘170的旋转方向的方向上检测到的光量与另外由两个相邻的子透射光检测器(410A2和410B2)检测到的光量之差是TE1信号(如上所述,该光分配是相对于第一个实例中的光分配顺时针方向旋转了90度,因此第二个实例中平行于光盘170的旋转方向的分割线(412)也相对于第一个实例中的分割线(211)旋转了90度)。由两个所提供的相互正交的子透射光检波器(210A1和210B2)检测到的光量和由另两个子透射光检测器(210A2和210B1)检测到的光量之间的差是TE3信号。
物镜160的聚焦误差被反射作为汇聚光381的一个散光(+/-45度方向之差)。因此,由输出410A1+410B2-410A2-410B1的计算器442计算出的第三跟踪误差信号442s对应于一个聚焦误差信号(FE信号)。
在此实例中,也获得了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)。象在第一个实例一样,能依照光盘的类型来使用这些跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘),控制装置185可以利用TE3信号作为相对于凹坑信号(压纹信号)的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘,控制装置185可以采用适当的常数k,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置1185可以依照光盘类型来修正k的值。
与第一个实例相类似,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备300的光轴的偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决跟踪控制时的离轨。在此实例中,未使用负一阶衍射光。因此,可以改变偏振全息元件145的剖面的形状,以便减小负一阶衍射光的比率,并因此增加0阶衍射光和正一阶衍射光的比率。用此方式,相对于第一个实例,可以进一步改良重现信号和相位微分TE信号(TE3信号)的S/N比率。
作为第二个实例的一个修改,由子透射光检测器410A1,410A2,410B1和410B2检测到的光量的总和可以作为一个重现信号被检测到。如果用于0阶衍射光的比率是70%,用于正的第一衍射光的比率是10%,重现信号的检波指数大约是35。用此方式,可以调整该光量,使得用于透射光的光量为最大,用于正一阶衍射光的为第二大,用于负一阶衍射光的为最小。
在上面的描述中,平行的平板370被使用作为象差部分。本发明不局限于这样的一个结构。例如,可以使用楔形棱镜作为象差部分。(例3)
图5A显示了根据第三个实例的光盘设备的偏振全息面550的结构。图5B显示了根据第三个实例的光盘设备的光电检测器500的结构。根据第三个实例的光盘设备具有与第一个实例中的光盘设备100相同的结构,不同之处是偏振全息面550和光电检测器500。将利用图1A中相应的标号描述其它元件。
在图5A中,偏振全息面550沿着分割线552和553被分成具有不同全息图案的第一区域550a、第二区域550b、第三区域550c和第四区域550d。分割线552平行于光盘170的旋转方向,分割线553垂直于分割线552。由光盘170反射的光束551沿着分割线552和553基本上被均匀地分成四部分。第一区域550a进一步沿着平行于分割线553的分割线被分成条形的区域550F11、550B11、550B12、550F12和5501F3。第二区域550b进一步沿着平行于分割线553的分割线被分成条形的区域550B21、550F21、550B22、550F22和550B23。第三区域550c进一步沿着平行于分割线553的分割线被分成条形的区域550B31、550F31、550B32、550F32和550F33。第四区域550d进一步沿着平行于分割线553的分割线被分成条形的区域550B41、550F41、550B42、550F42和550B43。
经过在标号中具有字母“F”(例如,550F11或者550F22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器500之前被聚集。经过在标号中具有字母“F”(例如,550B11或者550B22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器500之后被聚集。
参考图5B,光电检测器500包含一个透射光检测器510,一个第一衍射光探测器520和一个第二衍射光探测器530。透射光检测器510提供在光电检测器500的中心区域。第一衍射光探测器520和第二衍射光探测器530分别地提供在光电检测器500的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器510。
透射光检测器510包含四个子透射光检测器510A1、510A2、510B1和510B2。透射光检测器510包含四个区域510C1、510C2、510C3和510C4。所提供的子透射光检测器510A1位于区域510C1内。所提供的子透射光检测器510A2位于区域510C2内。所提供的子透射光检测器510B1位于区域510C3内。子透射光检测器510B2位于区域510C4内。区域510C1、510C2、510C3和510C4由互相垂直的分割线511和512彼此分开。分割线511平行于光盘170的旋转方向延伸。
所提供的位于第一外部区域的第一衍射光探测器520包含两个子衍射光探测器520A和520B。第一衍射光探测器520包含区域520C1和520C2。所提供的子衍射光探测器520A位于区域520C1内。所提供的子衍射光探测器520B位于区域520C2内。
所提供的位于第二外部区域的第二衍射光探测器530包含六个子衍射光探测器530A1、530A2、530A3、530B1、530B2和530B3。子衍射光探测器530A1、530B2和530A3彼此之间电传导。子衍射光探测器530B1、530A2和530B3也彼此之间电传导。第二衍射光探测器530包含区域530C1、530C2、530C3、530C4、530C5和530C6。所提供的子衍射光探测器530A1位于区域530C1内。所提供的子衍射光探测器530A2位于区域530C2内。所提供的子衍射光探测器530A3位于区域530C3内。所提供的子衍射光探测器530B1位于区域530C4内。所提供的子衍射光探测器530B2位于区域530C5的。子衍射光探测器530B3位于区域530C6的。
由偏振全息面550的第一区域550a的条形区域550B11和550B12(图5A彼此不相邻,但之间***区域550F12)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520B上作为点582B1。由条形区域550B11和550B12衍射的负一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器530B3和子衍射光探测器530B2上作为点583B1。
由另一些条形区域550F11、550F12和550F13衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520B上,作为点582F1。由条形区域550F11、550F12和550F13衍射的负一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器530B2和子衍射光探测器530B3上,作为点583F1。
由偏振全息面550的第二区域550b的条形区域550B21、550B22和550B23(图5A;彼此不相邻,但之间***区域550F21和550F22)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520A上,作为点582B2。由条形区域550B21,550B22和550B2衍射的负一阶衍射光在被聚集在衍射光探测器530A1上的同时,被聚集在子衍射光探测器530A2作为点583B2。
由另一些条形区域550F21和550F22衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520A上,作为点582F2。由条形区域550F21和550F22衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器530A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器530A1作为点583F2。
由偏振全息面550的第三区域550c的条形区域550B31、550B32(图5A;彼此不相邻,但之间***区域550F32)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520A上,作为点582B3。由条形区域550B31和550B32衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器530A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器530A3作为点583F3。
由另一些条形区域550F31、550F32和550F33衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520A上,作为点582F3。由条形区域550F31、550F32和550F33衍射的负一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器530A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器530A2在作为点583F3。
由偏振全息面550的第四区域550d的条形区域550B41,550B42和550B43(图5A;彼此不相邻,但之间***区域550F41和550F42)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520B上,作为点582B4。由条形区域550B41,550B42和550B43衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器530B2上的同时也被聚集在子衍射光探测器530B1上作为点583B4。
由另一些条形区域550F41和550F42衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器520B上作为点582F4。由条形区域550F41和550F42衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器530B1上的同时也被聚集在子衍射光探测器530B2上作为点583F4。
透过偏振全息面550的光(0阶光或者透射光)基本上被聚集在透射光检测器510的分割线511和512的交叉区域(透射光检测器510的中心区域)作为点581。点581的焦点在透射光检测器510的检测面之后。
第一衍射光探测器520的子光探测器520A和520B每个检测一个光量。由减法器543对检测到的光量执行减法,获得第二跟踪误差信号543s(TE2信号)。由加法器544对检测到的光量执行加法,获得重现信号544s。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。
该TE2信号对应于由偏振全息面550的第一区域550a和第四区域550d衍射的正一阶衍射光的光量与由偏振全息面550的第二区域550b和第三区域550c衍射的正一阶衍射光的光量之间的差。该重现信号对应于由第一区域550a,第二区域550b,第三区域550c和第四区域550d衍射的正一阶衍射光的光量的总和。
基于子透射光检测器510A1、510A2、510B1和510B2的检测结果,光电检测器500的计算器541输出550A1+510A2-510B1-51082。计算器541的输出是第一跟踪误差信号541s(TE1信号)。该TE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。基于子透射光检测器510A1、510A2、510B1和510B2的检测结果,光电检测器500的计算器542输出550A1+510B2-510B1-510A2。计算器542的输出是第三跟踪误差信号542s(TE3信号)。
在此实例中,透射光检测器5101基本上为矩形,它被分成子透射光检测器510A1、510A2、510B1和510B2,它们也基本上都是矩形的。在这种情况下,由两个相邻的平行于光盘170的旋转方向的子透射光检测器(510A1和510A2)检测到的光量和由另两个子透射光检测器(510B1和510B2)检测到的光量之差是TE1信号。由所提供的两个相互正交的子透射光检波器(510A1和510B2)检测到的光量和由另两个子透射光检测器(510A2和510B1)检测到的光量之差是TE3信号。
计算器545输出530B1+530B3+530A2-530A1-530A3-530B2。计算器545的输出是一个聚焦误差信号545s(FE信号)。
在此实例中,也获得了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)。象在第一个实例一样,能依照光盘的类型来使用这些跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘),控制装置185可以利用TE3信号作为相对于凹坑信号(压纹信号)的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘或者DVD-R盘,控制装置185可以利用适当的常数k,使用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
与第一个实例相似,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备300的光轴偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨了。在此实例中,偏振全息面550被分成小的条形区域。利用这些小的条形区域,获得了在光电检测器500之前聚集的光组分和在光电检测器500之后聚集的光组分。最终的衍射光被检测,作为一个FE信号。因此,可以减小在光盘170的基片172上的灰尘和污点所引起的不利的影响。因此,聚焦误差控制是非常稳定的。
在上面的描述中,子衍射光探测器530B1到子衍射光探测器530B3和530A2是导电的,子衍射光探测器530B2到子衍射光探测器530A1和530A3是导电的。来自于两组子衍射光探测器的输出之差成为一个FE信号。另外一种情况是,子衍射光探测器530B1和530B3、530A1和530A3可以彼此电传导,子衍射光探测器530B2可以与子衍射光探测器530A2进行电传导。在这种情况下,通过信号差(即,530B1+530B3+530A1+530A3-530B2-530A2)可以获得一个FE信号。在这种情况下,在第二衍射光探测器530上,点583B1和583F1与点583B4和583F4进行交换。或者在第二衍射光探测器530上,点583B3和583F3与点583B2和583F2相互交换。在第一衍射光探测器520上的点相应的进行交换。
在此实例中,偏振全息面550不一定要被分成小的条形区域。当偏振全息面550没有如图5A所示被分开时,第一区域550a和第三区域550c是用“B”显示的一个完整的区域,第二区域550b和第四区域550d是用“F”显示的一个完整的区域。减小了第二衍射光探测器530上的点583F1,583B2,583F3和583B4,以及第一衍射光探测器520上的点582B1,582F2,582B3和582F4。只留下了第二衍射光探测器530上的点583B1,583F2,583B3和583F4,以及第一衍射光探测器520上的点582B1,583F2,582B3和582F4。
(例4)
图6A显示了根据本发明第四个实例的光盘设备的偏振全息面650的结构。图6B显示了根据本发明第四个实例的光盘设备的光电检测器600的结构。根据第四个实例的光盘光盘设备具有与第一个实例中的光盘光盘设备100相同的结构,不同之处是偏振全息面650和光电检测器600。其它元件将利用图1A中相应的标号来描述。
在图6A中,偏振全息面650沿着分割线652和653被分成具有不同的全息图案的第一区域650a,第二区域650b,第三区域650c和第四区域650d。分割线652平行于光盘170的旋转方向,分割线653垂直于分割线652。由光盘170反射的光束651沿着分割线652和653基本上被均匀地分成四部分。第一区域650a进一步沿着平行于分割线653的分割线被分成条形区域650F11、650B11、650F12、650B12和650F13。第二区域650b进一步沿着平行于分割线653的分割线被分成条形区域650B21、650F21、650B22、650F22和650B23。第三区域650c进一步沿着平行于分割线653的分割线被分成条形区域650F31、650B31、650F32、650B32和650F33。第四区域650d进一步沿着平行于分割线653的分割线被分成条形区域650B41、650F41、650B42、650F42和650B43。
经过在标号中具有字母“F”(例如,650F11或者650F22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器600之前被聚集。经过在标号中具有字母“B”(例如650B11或者650B22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器600之后被聚集。
参考图6B,光电检测器600包含一个透射光检测器610,一个第一衍射光探测器620和一个第二衍射光探测器630。透射光检测器610提供在光电检测器光电检测器600的中心区域。第一衍射光探测器620和第二衍射光探测器630被分别提供在光电检测器600的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器610。
透射光检测器610包含四个子透射光检测器610A1、610A2、610B1和610B2。透射光检测器610包含四个区域610C1、610C2、610C3和610C4。子透射光检测器610A1被提供在区域610C1。子透射光检测器610A2被提供在区域610C2。子透射光检测器610B1被提供在区域610C3。子透射光检测器610B2被提供在区域610C4。区域610C1,610C2、61063和610C4通过彼此垂直的分割线611和612被彼此分开。分割线611沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
所提供的位于第一外部区域的第一衍射光探测器620包含两个子衍射光探测器620A和620B。第一衍射光探测器620包含区域620C 1和620C2。子衍射光探测器620A被提供在区域620C1。子衍射光探测器620B被提供在区域620C2。
所提供的位于第二外部区域的第二衍射光探测器630包含六个子衍射光探测器630A1、630A2、630A3、630B2和630B3。子衍射光探测器630A1、630B2和630A3彼此通过电传导。子衍射光探测器630B1、630A2和630B3彼此也通过电传导。第二衍射光探测器630包含区域630C1、630C2、630C3、630C4、630C5和630C6。所提供的子衍射光探测器630A1位于区域630C1内。所提供的子衍射光探测器630A2位于区域630C2内。所提供的子衍射光探测器630A3位于区域630C3内。所提供的子衍射光探测器630B1位于区域630C4内。所提供的子衍射光探测器630B2位于区域630C5内。所提供的子衍射光探测器630B3位于区域630C6内。
由偏振全息面650的第一区域650a的条形区域650B11和650B12(图6A;彼此不相邻,但***区域650F12之间)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620B上作为点682B1。由条形区域650B11和650B12衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630B1上的同时被聚集在子衍射光探测器630B2上作为点683B1。
由另一些条形区域650F11、650F12和650F13衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620B上,作为点682F1。由条形区域650F11、650F12和650F13衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器630A1上作为点683F1。
由第二区域650b的条形区域650B21、650B22和650B23(图6A;彼此不相邻,但之间***区域650F21和650F22)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620A上,作为点682B2。由条形区域650B21、650B22和650B23衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器630A3上作为点683B2。
由另一些条形区域650F21和650F22衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620A上,作为点682F2。由条形区域650F21和650F22衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630A3上的同时,被聚集在子衍射光探测器630A2上作为点683F2。
由第三区域650c的条形区域650B31和650B32(图6A;彼此不相邻,但之间***区域650F32)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620A上,作为点682B3。由条形区域650B31和650B32衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630B3上的同时,被聚集在子衍射光探测器630B2上作为点683B3。
由另一些条形区域650F31、650F32和650F33衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620A上作为点682F3。由条形区域650F31、650F32和650F33衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630B2上的同时被聚集在子衍射光探测器630B3上作为点683F3。
由第四区域650d的条形区域650B41、650B42、650B43(图6A;彼此不相邻,但之间***区域650F41和650F42)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620B上作为点682B4。由条形区域650B41、650B42和650B43衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器630B2上的同时被聚集在子衍射光探测器630B1上作为点683B4。
由另一些条形区域650F41和650F42衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器620B上作为点682F4。由条形区域650F41和650F42衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器630B1上的同时被聚集在子衍射光探测器630B2上作为点683F4。
透过偏振全息面650的光(0阶光)基本上被聚集在透射光检测器610的分割线611和112的交叉区域(在透射光检测器610的中心区域),作为点681。点681在透射光检测器610该检测表面之后被聚焦。
衍射光探测器620的子衍射光探测器620A和620B每个检测一个光量。由减法器643对检测到的光量执行减法,从而获得第二跟踪误差信号643s(TE2信号)。由加法器644对检测到的光量执行加法,从而获得重现信号644s。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。
该TE2信号对应于由偏振全息面650的第一区域650a和第四区域650d衍射的正一阶衍射光的光量与由偏振全息面650的第二区域650b和第三区域650c衍射的正一阶衍射光的光量之差。该重现信号对应于由第一区域650a,第二区域550b,第三区域650c和第四区域650d衍射的正一阶衍射光的光量的总和。
基于子透射光检测器610A1、610A2、610B1和610B2的检测结果,光电检测器600的计算器641输出610A1+610A2-610B1-610B2。来自于计算器641的输出是第一跟踪误差信号641s(TE1信号)。该TE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。基于子透射光检测器610A1、610A2、610B1和610B2的检测结果,光电检测器600的计算器642输出610A1+610B2-610A2-610B1。来自于计算器642的输出是第三跟踪误差信号642s(TE3信号)。
计算器645输出630B1+630B3+630A2-630A1-630A3-630B2。计算器645的输出是一个聚焦误差信号(FE信号)。
在此实例中,也获得了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)。与第一个实例中的情况相似,可以按照光盘类型来使用这三种跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘),控制装置185可以利用TE3信号作为相对于凹坑信号(压纹信号)的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘或者DVD-R盘,控制装置185可以利用适当的常数k,把TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
与在第一个实例中类似,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备的光轴偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨。在此实例中,偏振全息面650被分成小的条形区域。利用这些小的条形区域,获得了将在光电检测器600之前聚集的光组分和将在光电检测器600之后聚集的光组分。组合衍射光被检测作为一个FE信号。因此,可以减小在光盘170的基片172上的灰尘和污点所引起的不利的影响。因此,聚焦误差控制是非常稳定的。在第四个实例中,与第三个实例不同,用于分开子衍射光探测器630A1、630A2、630A3的分割线和用于分开6630B1、630B2、630B3的分割线是沿着光的衍射方向的。因此,当出现波长误差或者波长偏移时,在第二衍射光探测器630上的点沿着这些分割线移动。因此,可以极大地避免聚焦光盘时的检测误差。
第一个和第三个实例具有的一个优点是,尽管可能由于波长误差或者波长偏移而引起FE检测误差,但是有充足的空间用于旋转调整光电检测器。在用于检测FE信号的光探测器之间的分割线可以或者可以不沿着光的衍射方向。在第一个,第二个,第三个和下列实例中,分割线垂直于衍射方向。这些实例中的结构可以被修改,从而使分割线平行于衍射方向。
(例5)
图7A显示了根据本发明的第五个实例的光盘设备的偏振全息面750的结构。图7B显示了根据本发明的第五个实例的光盘设备的光电检测器700的结构。根据第五个实例的光盘光盘设备具有与第一个实例中的光盘光盘设备100相同的结构,不同之处是偏振全息面750和光电检测器700。其它元件将利用图1A中相应的标号来描述。
在图7A中,偏振全息面750沿着分割线752和753被分成具有不同的全息图案的第一区域750a、第二区域750b、第三区域750c和第四区域750d。分割线752平行于光盘170的旋转方向,分割线753垂直于分割线752。由光盘170反射的光束752沿着分割线752和753基本上被均匀地分成四部分。第一区域750a进一步沿着平行于分割线753的分割线被分成条形区域750F11、750B11、750F12、750B12和750F13。第二区域750b进一步沿着平行于分割线753的分割线被分成条形区域750B21、750F21、750B22、750F22和750B23。第三区域750c进一步沿着平行于分割线753的分割线被分成条形区域750F31、750B31、750F32、750B32和750F33。第四区域750d沿着平行于分割线753的分割线进一步被分成条形区域750B41、750F41、750B42、750F42和750B43。
经过在标号中具有字母“F”(例如,750F11或者750F22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器700之前被聚集。经过在标号中具有字母“B”(例如,750B11或者750B22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器700之后被聚集。
参考图7B,光电检测器700包含一个透射光检测器710、一个第一衍射光探测器720和一个第二衍射光探测器730。所提供的透射光检测器710位于光电检测器光电检测器700的中心区域。所提供的第一衍射光探测器720和第二衍射光探测器730分别位于光电检测器700的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器710。
透射光检测器710包含两个子透射光检测器710A和710B。透射光检测器710包含两个区域710C1和710C2。所提供的子透射光检测器710A位于区域710C1内。所提供的子透射光检测器710B位于区域710C2内。区域710C1和710C2由分割线721彼此分开。分割线721沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
所提供的位于第一外部区域的第一衍射光探测器720包含四个子衍射光探测器720A1、720A2、720B1和720B2。第一衍射光探测器720包含四个区域720C1、720C2、720C3和720C4。所提供的子衍射光探测器720A1位于区域720C1内。所提供的子衍射光探测器720A2位于区域720C2内。所提供的子衍射光探测器720B1位于区域720C3内。所提供的子衍射光探测器720B2位于区域720C4内。
与第三实例相同,提供在第二外部区域的第二衍射光探测器730包含六个子衍射光探测器730A1、730A2、730A3、730B1、730B2和730B3。子衍射光探测器730A1、730B2和730A3通过电彼此传导。子衍射光探测器730B 1、730A2和730B3也通过电彼此传导。第二衍射光探测器730包含区域730C1、730C2、730C3、730C4、730C5和730C6。所提供的子衍射光探测器730A1位于区域730C1内。所提供的子衍射光探测器730A2位于区域730C2内。所提供的子衍射光探测器730A3位于区域730C3内。所提供的子衍射光探测器730B1位于区域730C4内。所提供的子衍射光探测器730B2位于区域730C5内。所提供的子衍射光探测器730B3位于区域730C6内。
由偏振全息面750的第一区域750a的条形区域750B11和750B12(图7A;彼此不相邻,但之间***区域750F12)衍射的正一阶衍射光被聚集在一个子衍射光探测器720B1上,作为点782B1。由条形区域750B11和750B12衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器630B2上的同时,被聚集在子衍射光探测器730B2上作为点783B1。
由另一些条形区域750F11、750F12和750F13衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720B1上作为点782F1。由条形区域750F11、750F12和750F13衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730B3上的同时被聚集在子衍射光探测器730B2上作为点783F1。
由第二区域750b的条形区域750B21、750B22和750B23(图7A;彼此不相邻,但之间***区域750F21和750F22)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720A2上,作为点782B2。由条形区域750B21、750B22和750B23衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730A1上的同时,被聚集在子衍射光探测器730B2上作为点783B2。
由另一些条形区域750F21和750F22衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720A2上作为点782F2。由条形区域750F21和750F22衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730A2上的同时被聚集在子衍射光探测器730A1上作为点783F2。
由第三区域750c的条形区域750B31和750B32(图7A:彼此不相邻,但之间***区域750F32)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720A1上,作为点782B3。由条形区域750B31和750B32衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730A3上的同时,被聚集在子衍射光探测器730A2上作为点783B3。
由另一些条形区域750F31、750F32和750F33衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720A1上作为点782F3。由条形区域750F31、750F32和750F33衍射的负一阶衍射光在聚集在子衍射光探测器730A2上的同时被聚集在子衍射光探测器730A3上作为点783F3。
由第四区域750d的条形区域750B41、750B42、和750B43(图7A;彼此不相邻,之间***区域750F41和750F42)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720B2上作为点782B4。由条形区域750B41、750B42和750B43衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730B3上的同时被聚集在子衍射光探测器730B2上作为点783B4。
由另一些条形区域750F41和750F42衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器720B2上,作为点782F4。由条形区域750F41和750F4衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器730B1上的同时,被聚集在子衍射光探测器730B2上作为点783F4。
透过偏振全息面750的光(0阶光)基本上被聚集在分割线711的中心作为点781。点781在透射光检测器710的检测表面之前被聚焦。透射光检测器710的子透射光检测器710A和710B每个检测一个光量。由减法器741对检测到的光量执行减法,从而获得第二跟踪误差信号741s(TE2信号)。由加法器742对检测到的光量执行加法,从而获得重现信号742s。该FE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。
在此实例中,基本上是矩形的透射光检测器710被分成子透射光检测器710A和710B,它们也基本上都是矩形的。在这种情况下,由子透射光检测器710A和710B检测到的光量之差是TE1信号,其中710A和710B由平行于光盘170的旋转方向的分割线711彼此分开。由子透射光检测器710A和710B检测到的光量的总和是重现信号。
基于子衍射光探测器720A1、720A2、720B1和720B2的检测结果,光电检测器700的计算器743输出720A1+720A2-720B1-720B2。来自于计算器743的输出是第二跟踪误差信号743s(TE2信号)。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。基于子衍射光探测器720A1、720A2、720B1和720B2的检测结果,光电检测器700的计算器745输出720A1+720B2-720A2-720B1。来自于计算器744的输出是第三跟踪误差信号744s(TE3信号)。
基于子衍射光探测器730A1、730A2、730A3、730B1、730B2和730B3的检测结果,计算器745输出730B1+730B3+730A2-730A1-730A3-730B2。计算器745的输出是一个聚焦误差信号745s(FE信号)。
类似于第一个实例,一透过偏振全息面750之后,光的波面的相位就分布为锯齿状或者台阶状。相位分布19或者全息图案具有包括三个或者更多个台阶的锯齿状或台阶状的图案,该图案连续顺序地循环。在此实例中,第一个台阶和第二个台阶之间的相位差,以及第二个台阶第三个台阶之间的相位差是非常小的。用此方式,可以调整光量,使得用于0阶光的衍射光量比率是70%,用于正一阶衍射光的是15%,用于负一阶衍射光是5%。因为±1阶衍射光的衍射效率很小,衍射损耗也是很小的。因此,衍射光量的总和(即,70+15+5=90%)比第一个实例中的要大。因此,可以调整光量以便用于透射光的光量是最多的,用于正一阶衍射光的是第二多的,用于负一阶衍射光的是最少的。
在此实例中,也获得了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)象在第一个实例中一样,能依照光盘的类型来使用这些跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘,控制装置185可以利用TE3信号作为关于凹坑信号(压纹信号)的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘或者DVD-R盘,控制装置185可以利用适当的常数k,把TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
类似在第一个实例,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备300的光轴偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨。在此实例中,偏振全息面750被分成小的条形区域。利用这些小的条形区域,获得了将在光电检测器700之前被聚集的光组分和将在光电检测器700之后被聚集的光组分。组合衍射光被检测作为一个FE信号。因此,可以消除在光盘170的基片172上的灰尘和污点所引起的不利的影响。因此,聚焦误差控制是高度稳定的。
在第五个实例中,所检测到的0阶光(透射光)的光量被用来检测重现信号。
Figure C0112546200451
保证了比第一个实例中更高的S/N比率。
(例6)
图8A显示了根据本发明的第六个实例的光盘设备的偏振全息面850的结构。图8B显示了根据本发明的第六个实例的光盘设备的光电检测器800的结构。根据第六实例的光盘光盘设备具有与第一个实例中的光盘光盘设备100相同的结构,不同之处是偏振全息面850和光电检测器800。其它元件将利用图1A相应的标号来描述。
在图8A中,偏振全息面850沿着分割线852和853被分成具有不同的全息图案的第一区域850a,第二区域850b,第三区域850c和第四区域850d。分割线852平行于光盘170的旋转方向,分割线853垂直于分割线852。由光盘170反射的光束851沿着分割线852和853基本上被均匀地分成四部分。第一区域850a沿着平行于分割线853的分割线进一步被分成条形区域850F11、850B11、850F12、850B12和850F13。第二区域850b进一步沿着平行于分割线853的分割线被分成条形区域850B21、850F21、850B22、850F22和850B23。第三区域850c进一步沿着平行于分割线853的分割线被分成条形区域850F31、850B31、850F32、850B32和850F33。第四区域8506沿着平行于分割线853的分割线进一步被分成条形区域850B41、850F41、850B42、850F42和850B43。
经过在标号中具有字母“F”(例如,850F11或者850F22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器800之前被聚集。经过在标号中具有字母“B”(例如,850B11或者850B22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器800之后被聚集。
参考图8B,光电检测器800包含一个透射光检测器810,一个第一衍射光探测器820和一个第二衍射光探测器830。透射光检测器810被提供在光电检测器光电检测器800的中心区域。第一衍射光探测器820和第二衍射光探测器630被分别提供在光电检测器800的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器810。
透射光检测器810包含两个子透射光检测器810A和810B。透射光检测器810包含两个区域810C1和810C2。子透射光检测器810A被提供在区域810C1。子透射光检测器810B被提供在区域810C2。区域810C1和810C2由分割线811彼此分开。分割线812沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
提供在第一外部区域的第一衍射光探测器820包含两个子衍射光探测器820A和820B。第一衍射光探测器820包含区域820C1和820C2。子衍射光探测器820A被提供在区域820C1。子衍射光探测器820B被提供在区域820C2。
与第三实例相类似,提供在第二外部区域的第二衍射光探测器830包含六个子衍射光探测器830A1、830A2、830A3、830B1、830B2和830B3。子衍射光探测器830A1、830B2和830A3通过电彼此传导。子衍射光探测器830B1、830A2和830B3也通过电彼此传导。第二衍射光探测器830包含区域830C1、830C2、830C3、830C4、830C5和830C6。所提供的子衍射光探测器830A1位于区域830C1内。所提供的子衍射光探测器830A2位于区域830C2内。所提供的子衍射光探测器830A3位于区域830C3内。所提供的子衍射光探测器830A3位于区域830C4内。所提供的子衍射光探测器830B1位于区域830C5内。所提供的子衍射光探测器830B3位于区域830C6内。
由偏振全息面850的第一区域850a的条形区域850B11和850B12(图8A;彼此不相邻,之间***区域850F12)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820B上作为点882B1。由条形区域850B11和850B12衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830B2上的同时被聚集在子衍射光探测器830B3上作为点883B1。
由另一些条形区域850F11、850F12和850F13衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820B上作为点882F1。由条形区域850F11、850F12和850F13衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830B3上的同时被聚集在子衍射光探测器830B2上作为点883F1。
由第二区域850b的条形区域850B21、850B22和850B23(图8A;彼此不相邻,但之间***区域850F21和850F22)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820A上作为点882B2。由条形区域850B21、850B22和850B23衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830A1上的同时被聚集在子衍射光探测器830A2上作为点883B2。
由另一些条形区域850F21和850F22衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820A上作为点882F2。由条形区域850F21和850F22衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830A2上的同时被聚集在子衍射光探测器830A1上作为点883F2。
由第三区域650c的条形区域850B31和850B32(图8A;彼此不相邻,但之间***区域850F32)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820A上,作为点882B3。由条形区域850B31和850B32衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830A3上的同时,被聚集在子衍射光探测器830A2上作为点883B3。
由另一些条形区域850F31、850F32和850F33衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820A上,作为点882F3。由条形区域850F31、850F32和850F33衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830A2上的同时,被聚集在子衍射光探测器830A2上作为点883F3。
由第四区域850d的条形区域850B41,850B42和850B43(图8A;彼此不相邻,但之间***区域850F41和850F42)衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820B上作为点882B4。由条形区域850B41,850B42和850B43衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830B3上的同时被聚集在子衍射光探测器830B1上作为点883B4。
由另一些条形区域850F41和850F42衍射的正一阶衍射光被聚集在子衍射光探测器820B上作为点882F4。由条形区域850F41和850F4衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器830B1上的同时被聚集在子衍射光探测器830B1上作为点883F4。
透过偏振全息面850的光(0阶光)基本上被聚集在分割线811的中心作为点881。透射光检测器810的子透射光检测器810A和810B每个检测一个光量。由减法器841对检测到的光量执行减法,获得第一跟踪误差信号841s(TE1信号)。由加法器842对检测到的光量执行加法,获得重现信号842s。该FE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。
第一衍射光探测器820的子衍射光探测器820A和820B每个检测一个光量。由减法器843对检测到的光量执行减法,获得第二跟踪误差信号842s(TE2信号)。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。
基于子衍射光探测器830A1,830A2,830A3.,830B1,830B2和830B3的检测结果,计算器845输出830B1+830B3+830A2-830A1-830A3-830B2。计算器845的输出是一个聚焦误差信号845s(FE信号)。
与第一个实例中的不同,一透过偏振全息面850之后,光的波面的相位就分布为周期的矩形(所谓的双水平光栅形状)。较低台阶和较高台阶之间的相位差非常小。因此用于0阶光的衍射光量比率是70%,用于正一阶衍射光的是10%,用于负一阶衍射光是10%。因为+/-1st阶衍射光的衍射效率很小,衍射损耗也很小。因此,衍射光量的总和(即,70+10+10=90%)比第一个实例中的要大。因此,可以调整光量,使得用于透射光的光量是最多的,较少的用于正一阶衍射光或者用于负一阶衍射光。用此方式,可以调整光量,使得用于透射光的光量是最多的,用于负一阶衍射光的是第二多的,用于正一阶衍射光是最少的。
在此实例中,获得了两个类型的跟踪误差信号(TE1和TE2信号)。相应地,类似在第一个实例中,控制装置185可以使用一个适当的常数k,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
类似在第一个实例,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备300的光轴偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨。在此实例中,偏振全息面850被分成小的条形区域。利用这些小的条形区域,获得了在光电检测器800之前被聚集的光组分和在光电检测器800之后被聚集的光组分。组合衍射光被检测作为一个FE信号。因此,可以消除在光盘170的基片172上的灰尘和污点所引起的不利的影响。因此,聚焦误差控制是非常稳定的。
在第六个实例中,被检测到的0阶光(透射光)的光量被用来检测重现信号。 保证了比第一个实例中更高的S/N比率。因为没有获得第三跟踪误差信号(TE3信号),控制装置185不能执行对凹坑深度对应于波长的大约1/4的光盘170的凹坑信号(压纹信号)的跟踪,例如,DVD-ROM盘。
在第六个实例中,0阶光(透射光)的光量被用来检测重现信号。另外一种情况是,正一阶衍射光的检测光量能被使用。由子衍射光探测器820A和820B检测到的光量可以由加法器844做加法以便获得重现信号844s。在此情况下,透过偏振全息面850之后的光的波面的相位微分分布中20%用于0阶光,47.64%用于正一阶衍射光,12.4%用于负一阶衍射光。重现信号的检波指数为 47.6 / 2 = 34 .
(例7)
图9A显示了根据本发明第七个实例的光盘设备的偏振全息面950的结构。图9B显示了根据本发明的第七个实例的光盘设备的光电检测器900的结构。根据第七个实例的光盘光盘设备具有与第一个实例中的光盘光盘设备100相同的结构,不同之处是偏振全息面950和光电检测器900。其它元件将利用图1A中相应的标号来描述。
在图9A中,偏振全息面950沿着分割线952和953被分成具有不同的全息图案的第一区域950a、第二区域950b,第三区域950c和第四区域950d。分割线952平行于光盘170的旋转方向,分割线953垂直于分割线952。由光盘170反射的光束951沿着分割线952和953基本上被均匀地分成四部分。第一区域950a进一步沿着953的分割线被分成条形区域950F11、950B11、950F12、950B12和950F13。第二区域950b进一步沿着953的分割线被分成条形区域950B21、950F21、950B22、95OF22和950B23。第三区域950c进一步沿着953的分割线被分成条形区域950F31、950F32、950B31、950B32和950F33。第四区域950d进一步沿着953的分割线被分成条形区域950B41、950F41、950B42、950F42和950B43。
经过在标号中具有字母“F”(例如,950F11或者950F22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器900之前被聚集。经过在标号中具有字母“B”(例如,950B11或者950B22)的条形区域的负一阶衍射光在光电检测器900之后被聚集。
参考图9B,光电检测器900包含一个透射光检测器910,一个第一衍射光探测器920和一个第二衍射光探测器930。所提供的透射光检测器910位于光电检测器光电检测器900的中心区域。所提供的第一衍射光探测器920和第二衍射光探测器930分别位于光电检测器900的第一外部区域和第二外部区域,以便在那之间***透射光检测器910。
透射光检测器910包含四个子透射光检测器910A1、910A2、910B1和910B2。透射光检测器910包含四个区域910C1、910C2、910C3和910C4。所提供的子透射光检测器910A1位于区域910C1内。所提供的子透射光检测器910A2位于区域910C2内。所提供的子透射光检测器910B1位于区域910C3内。所提供的子透射光检测器910B2位于区域910C4内。区域910C1,910C2,910C3和910C4由互相垂直的分割线911和912彼此分开。分割线911沿着平行于光盘170的旋转方向延伸。
第一衍射光探测器920具有一个区域920C。第一衍射光探测器920被提供在区域920C。
所提供的位于第二外部区域的第二衍射光探测器930包含六个子衍射光探测器930A1、930A2、930A3、930B1、930B2和930B3。子衍射光探测器930A1和930A3彼此通过电传导。子衍射光探测器930B1和930B3彼此也通过电传导。第二衍射光探测器930包含区域930C1、930C2、930C3、930C4、930C5和930C6。子衍射光探测器930A1被提供在区域930C1。子衍射光探测器930A2被提供在区域930C2。子衍射光探测器930A3被提供在区域930C3。子衍射光探测器930B1被提供在区域930C4。子衍射光探测器930B2被提供在区域930C5。子衍射光探测器930B3被提供在区域930C6。
由偏振全息面950的第一区域950a的条形区域950B11和950B12(图9A;彼此不相邻,但之间***区域950F12)衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上作为点982B1。由条形区域950B11和950B12衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器950B2上的同时被聚集在子衍射光探测器950B3上作为点983B1。
由另一些条形区域950F11、950F12和950F13衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上作为点982F1。由条形区域950F11、950F12和950F13衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器930B3上的同时被聚集在子衍射光探测器930B2上作为点983F1。
由偏振全息面950的第二区域950b的条形区域950B21、950B22和950B23(图9A;彼此不相邻,但之间***区域950F21和950F22)衍射的正一阶衍射光被聚集在第二衍射光探测器920上作为点982B2。由条形区域950B21、950B22和950B23衍射的负一阶衍射光在聚集在被聚集在子衍射光探测器930A1上的同时被聚集在子衍射光探测器930A2上作为点983B2。
由另一些条形区域950F21和950F22衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上,作为点982F2。由条形区域950F21和950F22衍射的负一阶衍射右在聚集在被聚集在子衍射右探测器930A2上的同时,被聚集在子衍射右探测器930A1上作为点983F3。
由偏振全息面950的第三区域950c的条形区域950B31和950B32(图9A;彼此不相邻,但之间***区域950F32)衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上,作为点982B3。由条形区域950B31和950B32衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器930A3上的同时,被聚集在子衍射光探测器930A2上作为点983B3。
由另一些条状区域950F31、950F32和950F33d衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920A上作为点982F3。由条形区域950F31、950F32和950F33衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器930A2上的同时被聚集在子衍射光探测器930A3上作为点983F2。
由偏振全息面950的第四区域950d的条形区域950B41,950B42和950B43(图9A;彼此不相邻,但之间***区域950F41和950F42)衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上作为点982B4。由条形区域950B41,950B42和950B43衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器930B2上的同时被聚集在子衍射光探测器930B1上作为点983B4。
由另一些条形区域950F41和950F42衍射的正一阶衍射光被聚集在第一衍射光探测器920上作为点982F4。由条形区域950F41和950F42衍射的负一阶衍射光在被聚集在子衍射光探测器930B1上的同时被聚集在子衍射光探测器930B2上作为点983F4。
透过偏振全息面950的光(0阶光)基本上被聚集在分割线911和912的交叉区域(在透射光检测器910的中心区域),作为点981。
基于第一衍射光探测器920的检测结果,获得一个重现信号11d。
基于子透射光检测器910A1、910A2、910B1和910B2的检测结果,光电检测器900的计算器941输出910A1+910A2-910B1-910B2。来自于计算器941的输出是第一跟踪误差信号941s(TE 1信号)。该TE1信号对应于在图10B显示的由光电检测器1050检测到的TE1信号。基于子透射光检测器910A1、910A2、910B1和910B2的检测结果,光电检测器900的计算器942输出910A1+910B2-910A2-910B1。来自于计算器942的输出是第三跟踪误差信号942s(TE3信号)。
基于子衍射光探测器930A1、930A2、930A3、930B1、930B2和930B3的检测结果,获得一个对应于930B1+930B3的检测信号11e,一个对应于930B2的检测信号11f,一个对应于930A1+930A3的检测信号11g和一个对应于930A2的检测信号11h。通过计算11g+11h-11e-11f,获得第二跟踪误差信号(TE2信号)。通过计算11e-11f-11g+11h,获得聚焦误差信号(FE信号)。该TE2信号对应于在图11C显示的由光电检测器光电检测器1190检测到的TE2信号。
在此实例中,透过偏振全息面950之后的光的波面的相位分布类似于第一个实例中的分布。分配给0阶光量(透射光量)的衍射光量的比率是20%,用于正一阶衍射光量的比率是47.68%,用于负一阶衍射光量的比率是12.4%。
在此实例中,也获得了三个类型的跟踪误差信号(TE1,TE2和TE3信号)。象在第一个实例一样,能依照光盘的类型来使用这些跟踪误差信号。例如,如果是凹坑深度大约为波长的1/4的光盘(例如,DVD-ROM盘),控制装置185可以利用TE3信号作为关于凹坑信号(压纹信号)的跟踪误差信号。
如果是具有导向槽的光盘,例如DVD-RAM盘或者DVD-R盘,控制装置185可以利用适当的常数k,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。在这种情况下,控制装置185可以依照光盘类型修正k的值。
类似在第一个实例,可以极大地抑制由物镜160的中心轴相对于光盘设备300的光轴偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨。在此实例中,偏振全息面9S0被分成小的条形区域。利用这些小的条形区域,获得了在光电检测器900之前被聚集的光组分和在光电检测器900之后被聚集的光组分。组合衍射光被检测作为一个FE信号。因此,可以消除在光盘170的基片172上的灰尘和污点所引起的不利的影响。因此,聚焦误差控制是非常稳定的。在第七实例中,探测器(第一衍射光探测器920)被用来检测重现信号。检波指数大约是47.6。保证了比第一个实例中更高的S/N比率。
根据本发明,照惯例被检测的两个类型的跟踪误差信号(TE1和TE2信号)可以同时被检测。因此,控制装置185从两个类型的跟踪误差信号获得十分精确的跟踪误差信号。控制装置185可以用一个适当的常数k,利用TE2-k×TE1的计算结果作为跟踪误差信号。偏振全息元件和光电检测器可以以不同方式被分布。可以按照不同的方式分配衍射效率。全息元件可以是一个非偏振全息元件或者另外的分配元件。
根据本发明,利用TE2-k×TE1的计算结果作为一个跟踪误差信号,极大地抑制了激光穿过凹坑时由物镜的偏移引起的跟踪误差信号的不对称度。可以解决执行跟踪控制时的离轨。因此,可以实现满意的和稳定的记录和重现。如果其中一个光分配部分,例如偏振全息元件等等具有三个或更多台阶的锯齿状或台阶状的图案(该图案连续顺序地循环),重现信号可以具有非常高的S/N比率,从而可以获得一个高的信号重现性能。
本领域技术人员可以很轻易地作出其它各种修改,同时又不会偏离本发明的范围和精神。所以,后附的权利要求的范围不限定于在此之前的描述,而应当做广泛地解释。

Claims (21)

1、一种能够安装一光盘的光盘设备,包括:
一个用于发光的光源;
一个物镜,用于将由光源发出的光聚集到光盘上;
偏振全息元件,可随物镜整体地移动并且相对于该物镜定位以便由该光源发出的光在被该物镜聚集之前穿过,该偏振全息元件包括第一区域和第二区域,该偏振全息元件输出由光盘反射且透过第一区域或第二区域的光作为透射光、输出由光盘反射且由第一区域衍射的光作为第一衍射光且输出由光盘反射且由第二区域衍射的光作为第二衍射光;
一个透射光检测部分,包括第一子透射光检测部分和第二子透射光检测部分用于检测该透射光,并输出一个TE1信号,该信号表示检测到的透射光的偏移;
一个第一衍射光检测部分,用于检测第一衍射光和第二衍射光,并输出一个TE2信号,该信号表示所检测到的第一衍射光的光量和所检测到的第二衍射光的光量之差;以及
一个控制装置,用于根据TE1信号和TE2信号产生一个用于光盘的跟踪误差信号;
其中定义第一透射光为该透射光的一部分,且由第一子透射光检测部分检测,定义第二透射光义为透射光的一部分,且由第二子透射光检测部分检测;且定义该透射光的偏移为第一透射光的光量和第二透射光的光量之差。
2、根据权利要求1的光盘设备,还包括一个第二光分配部分,该第二光分配部分用于将透射光导向透射光检测部分,以及将第一衍射光和第二衍射光导向第一衍射光检测部分。
3、根据权利要求1的光盘设备,其中第一衍射光检测部分包含一个用于检测第一衍射光的第一子衍射光检测部分和一个用于检测第二衍射光的第二子衍射光检测部分。
4、根据权利要求1的光盘设备,其中控制装置利用TE2-k×TE1来获得跟踪误差信号。
5、根据权利要求1的光盘设备,其中:
透射光检测部分包含第三区域和第四区域,
所提供的第一子透射光检测部分位于第三区域内,第二子透射光检测部分位于第四区域内;且
第三区域和第四区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。
6、根据权利要求3的光盘设备,其中:
第一衍射光检测部分包含第五区域和第六区域;
所提供的第一子衍射光检测部分位于第五区域内,第二子衍射光检测部分位于第六区域内,且
第五区域和第六区域之间的边界平行于光盘的旋转方向。
7、根据权利要求4的光盘设备,其中,控制装置依照物镜的数值孔径(NA)和在光盘的直径方向上光盘的凹坑间距(P)的逻辑乘积(NA×P)来修正k值。
8、根据权利要求4的光盘设备,其中k的值是0.5×S2/S1或者更小,其中S1是由透射光检测部分检测到的透射光的光量,S2是由第一衍射光检测部分检测到的衍射光的光量。
9、根据权利要求7的光盘设备,其中当物镜的数值孔径(NA)和在光盘的直径方向上光盘的凹坑间距(P)的逻辑乘积(NA×P)是入射到光盘上的光的波长的0.9倍或者更多时,控制装置将k值设为0。
10、根据权利要求4的光盘设备,其中控制装置设定k的值,使得当控制装置没有执行跟踪控制而沿光盘的直径方向偏移物镜时,TE2-k×TE1的平均输出电平为零。
11、根据权利要求1的光盘设备,还包括一个向所述透射光提供象差的象差部分,其中:
该透射光检测部分包含第三区域、第四区域、第七区域和第八区域,
第一子透射光检测部分被提供于第三区域内,
第二子透射光检测部分被提供于第四区域内,
第三子透射光检测部分被提供于第七区域内,
第四子透射光检测部分被提供于第八区域内,
第三区域和第四区域之间的边界平行于光盘的旋转方向,
第三区域和第八区域之间的边界平行于光盘的直径方向,
第四区域和第七区域之间的边界平行于光盘的直径方向,
第七区域和第八区域之间的边界平行于光盘的旋转方向,
第三区域关于第七区域正交,
第四区域关于第八区域正交,
基于被提供有象差且由第一子透射光检测部分检测到的透射光的光量和被提供有象差且由第三子透射光检测部分检测到的透射光的光量的总和,与被提供有象差且由第二子透射光检测部分检测到的透射光光量和被提供有象差且由第四子透射光检测部分检测到的透射光的光量的总和之差,控制装置获得用于该光盘的聚焦误差信号。
12、根据权利要求1的光盘设备,其中:
偏振全息元件包含第九区域和第十区域,
偏振全息元件输出由光盘反射且由该偏振全息元件的第九区域衍射的光作为第三衍射光,输出由光盘反射且由该偏振全息元件的第十区域衍射的光作为第四衍射光,
第一衍射光检测部分包含第一子衍射光检测部分、第二子衍射光检测部分、第三子衍射光检测部分、第四子衍射光检测部分、第五子衍射光检测部分和第六子衍射光检测部分,
由第一子衍射检测部分和第二子衍射检测部分检测第一衍射光,
由第五子衍射检测部分和第六子衍射检测部分检测第二衍射光,
由第四子衍射检测部分和第五子衍射检测部分检测第三衍射光,
由第二子衍射检测部分和第三子衍射检测部分检测第四衍射光,
基于由第一子衍射光检测部分、第三子衍射光检测部分和第五子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量,与由第二子衍射光检测部分、第四子衍射光检测部分和第六子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得用于光盘的聚焦误差信号。
13、根据权利要求1的光盘设备,还包括一个第二衍射光检测部分,其中:
该偏振全息元件输出分别由光盘反射和由该偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光,作为第五衍射光,并且输出分别由光盘反射和由该偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光,作为第六衍射光,
第二衍射光检测部分包含一个第七子衍射光检测部分和一个第八子衍射光检测部分,和
基于由第七子衍射光检测部分检测到的第五衍射光的光量与由第八子衍射光检测部分检测到的第六子衍射光的光量之差,控制装置获得用于光盘的聚焦误差信号。
14、根据权利要求1的光盘设备,其中:
该偏振全息元件包含一个全息元件,该全息元件具有一个包含三个或者更多个台阶的锯齿状或台阶状的图案,该图案连续顺序地循环,
偏振全息元件输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光作为第五衍射光,以及输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光作为第六衍射光,且
均由偏振全息元件输出的第五衍射光的光量和第一衍射光的光量彼此不同,均由偏振全息元件输出的第六衍射光的光量和第二衍射光的光量彼此不同。
15、根据权利要求14的光盘设备,其中由第一光衍射部分输出的第一衍射光和第二衍射光是正一阶衍射光,由偏振全息元件输出的第五衍射光和第六衍射光是负一阶衍射光。
16、根据权利要求15的光盘设备,其中负一阶衍射光的光量基本上为零。
17、根据权利要求15的光盘设备,其中由偏振全息元件输出的光量用于正一阶衍射光的是最多的,用于透射光的是第二多的,用于负一阶衍射光的是最少的。
18、根据权利要求15的光盘设备,其中由偏振全息元件输出的光量用于透射光的是最多的,用于正一阶衍射光的是第二多的,用于负一阶衍射光的是最少的。
19、根据权利要求15的光盘设备,其中由偏振全息元件输出的光量用于透射光的是最多的,用于负一阶衍射光的是第二多的,用于正一阶衍射光的是最少的。
20、根据权利要求1的光盘设备,还包括一个第二衍射光检测部分,其中:
该偏振全息元件包含第九区域和第十区域,
该偏振全息元件输出由光盘反射且由偏振全息元件的第九区域衍射的光作为第三衍射光,输出由光盘反射且由偏振全息元件的第十区域衍射的光作为第四衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光作为第五衍射光,且输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光作为第六衍射光,
第二衍射光检测部分包含第十一区域、第十二区域、第十三区域、第十四区域、第十五区域和第十六区域,
第七子衍射光检测部分被提供于第十一区域内,
第八子衍射光检测部分被提供于第十二区域内,
第九子衍射光检测部分被提供于第十三区域内,
第十子衍射光检测部分被提供于第十四区域内,
第十一子衍射光检测部分被提供于第十五区域内,
第十二子衍射光检测部分被提供于第十六区域内,
由第七子衍射光检测部分和第八子衍射光检测部分检测第三衍射光,
由第十一子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测第四衍射光,
由第十子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测第五衍射光,
由第八子衍射光检测部分和第九子衍射光检测部分检测第六衍射光,
基于由第七子衍射光检测部分、第九子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量,与由第八子衍射光检测部分、第十子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
21、根据权利要求1的光盘设备,还包括一个第二衍射光检测部分,其中:
偏振全息元件包含第九区域和第十区域,
该偏振全息元件输出由光盘反射且由偏振全息元件的第九区域衍射的光作为第三衍射光,输出由光盘反射且由偏振全息元件的第十区域衍射的光作为第四衍射光,输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第一区域衍射的与第一衍射光分离的光作为第五衍射光,且输出分别由光盘反射和由偏振全息元件的第二区域衍射的与第二衍射光分离的光作为第六衍射光,
第二衍射光检测部分包含第十一区域、十二该区域、第十三区域、第十四区域、第十五区域和第十六区域,
第七子衍射光检测部分被提供于第十一区域内,
第八子衍射光检测部分被提供于第十二区域内,
第九子衍射光检测部分被提供于第十三区域内,
第十子衍射光检测部分被提供于第十四区域内,
第十一子衍射光检测部分被提供于第十五区域内,
第十二子衍射光检测部分被提供于第十六区域内,
由第七子衍射光检测部分和第八子衍射光检测部分检测第三衍射光,
由第八子衍射光检测部分和第九子衍射光检测部分检测第四衍射光,
由第十子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测第五衍射光,
由第十一子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测第六衍射光,
基于由第七子衍射光检测部分、第九子衍射光检测部分和第十一子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量与由第八子衍射光检测部分、第十子衍射光检测部分和第十二子衍射光检测部分检测到的衍射光的总光量之差,控制装置获得一个用于光盘的聚焦误差信号。
CNB011254629A 2000-06-21 2001-06-21 光盘设备 Expired - Fee Related CN1252698C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000185830 2000-06-21
JP185830/2000 2000-06-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1339780A CN1339780A (zh) 2002-03-13
CN1252698C true CN1252698C (zh) 2006-04-19

Family

ID=18686087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011254629A Expired - Fee Related CN1252698C (zh) 2000-06-21 2001-06-21 光盘设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6822934B2 (zh)
EP (1) EP1170735B8 (zh)
KR (1) KR100470520B1 (zh)
CN (1) CN1252698C (zh)
DE (1) DE60136999D1 (zh)
MY (1) MY129338A (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4106208B2 (ja) * 2001-10-04 2008-06-25 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
US20050171954A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-04 Yahoo! Inc. Selective electronic messaging within an online social network for SPAM detection
KR100730511B1 (ko) * 2005-05-09 2007-06-20 박무상 누수 방지 프레임 조립식 창틀골조
JP4949262B2 (ja) * 2005-10-18 2012-06-06 パナソニック株式会社 光ディスク装置
EP2315203A4 (en) * 2008-08-11 2012-03-28 Mitsubishi Electric Corp OPTICAL HEAD AND OPTICAL PLATE DEVICE
JP5227926B2 (ja) * 2009-09-16 2013-07-03 株式会社日立メディアエレクトロニクス 光ピックアップ装置および光ディスク装置
JPWO2014199504A1 (ja) * 2013-06-14 2017-02-23 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 光情報記録再生装置、及び調整方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62229533A (ja) * 1986-03-31 1987-10-08 Toshiba Corp 光ピツクアツプのトラツキングサ−ボ装置
US5278401A (en) * 1991-08-13 1994-01-11 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical disc apparatus having five light receiving areas for detecting focus error and tracking error
US5289446A (en) * 1991-10-23 1994-02-22 U.S. Philips Corporation Device for scanning a record carrier
JP3337702B2 (ja) * 1991-11-14 2002-10-21 キヤノン株式会社 光学的情報記録再生装置
DE69318486T2 (de) * 1992-06-02 1998-11-26 Nec Corp Magneto-optische Kopfeinrichtung
JPH0660416A (ja) * 1992-08-10 1994-03-04 Olympus Optical Co Ltd 光学的情報記録再生装置
DE4322149A1 (de) * 1993-06-21 1994-12-22 Fujitsu Ltd Optische Informationsaufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
US5757754A (en) * 1994-06-30 1998-05-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Holographic optical head
JPH09180240A (ja) * 1995-12-21 1997-07-11 Hitachi Ltd 光ヘッド
US5737296A (en) * 1996-01-23 1998-04-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Focus and tracking error detection by using plus and minus first order diffracted light
US6418095B1 (en) * 1996-06-18 2002-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head device, inclination detection apparatus using the same, and optical information processing apparatus using the same
JPH1011785A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Sharp Corp 光学ヘッド
JPH1040567A (ja) * 1996-07-19 1998-02-13 Hitachi Ltd 光学ヘッドおよびそれを用いた光学的情報再生装置
JPH1091971A (ja) * 1996-09-12 1998-04-10 Sony Corp 光学式ディスク装置のトラッキング制御装置とその方法
JPH10143878A (ja) * 1996-11-12 1998-05-29 Hitachi Ltd 光ピックアップおよびそれを用いた光ディスク装置
KR100275682B1 (ko) * 1996-12-10 2000-12-15 윤종용 광 기록/재생 장치
JPH10241190A (ja) * 1997-02-24 1998-09-11 Sanyo Electric Co Ltd 光ピックアップ装置およびそれを用いた光学記録媒体駆動装置
KR100238084B1 (ko) * 1997-05-17 2000-02-01 윤종용 Tes오프셋의 보정기능을 지닌 광픽업
KR100483599B1 (ko) * 1997-06-30 2005-09-14 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 광학헤드및정보기록재생장치
JP3953645B2 (ja) * 1997-06-30 2007-08-08 松下電器産業株式会社 光学ヘッド
JPH11120608A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Toshiba Corp 光ヘッド装置
KR100327215B1 (ko) * 1998-07-08 2002-07-18 윤종용 광픽업의트래킹에러신호검출장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020000129A (ko) 2002-01-04
CN1339780A (zh) 2002-03-13
US20020009023A1 (en) 2002-01-24
MY129338A (en) 2007-03-30
DE60136999D1 (de) 2009-01-29
KR100470520B1 (ko) 2005-03-08
US6822934B2 (en) 2004-11-23
EP1170735A2 (en) 2002-01-09
EP1170735B8 (en) 2009-04-08
EP1170735B1 (en) 2008-12-17
EP1170735A3 (en) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1290101C (zh) 光学摄像管、光盘、及其信息处理装置
CN1259659C (zh) 记录再生用光学***、物镜和拾光装置
CN1258760C (zh) 波长选择性衍射光栅
CN1822142A (zh) 校正波阵面错误的透镜及其光学拾取器和校正方法
CN100341057C (zh) 光学头及光盘装置
CN1961365A (zh) 多焦点物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置
CN1906679A (zh) 物镜光学***、光拾取装置以及光信息记录再生装置
CN1284159C (zh) 光学头装置及光学信息记录再生装置
CN1252703C (zh) 光学读出装置和物镜
CN1571038A (zh) 光拾取装置用物镜、光拾取装置和光信息记录再现装置
CN1197980A (zh) 光读出装置及使用该装置的光学记录媒体驱动装置
CN1183527C (zh) 光学头装置
CN1252698C (zh) 光盘设备
CN1685411A (zh) 液晶光学元件和光学装置
CN1265365C (zh) 光学元件
CN1910671A (zh) 光拾取装置用对物光学***、光拾取装置以及光信息记录再生装置
CN1762009A (zh) 光衍射器件以及光信息处理装置
CN1705992A (zh) 光盘装置
CN1147845C (zh) 光学拾取装置、记录/再现装置以及聚光***和耦合透镜
CN1615513A (zh) 光学头装置及光盘装置以及光学装置及复合光学元件
CN1118803C (zh) 光学透镜、光学头装置及光盘装置
CN1576938A (zh) 透镜和采用该透镜的光学***、光学头以及光盘装置
CN1192024A (zh) 光读出装置及使用该装置的光学记录媒体驱动装置
CN1615512A (zh) 光学头装置及光盘装置以及光学装置及复合光学元件
CN1905026A (zh) 光拾波器、光盘装置、光检测器和衍射光栅

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060419

Termination date: 20130621