光学设备和用于检测球差的方法技术

一种光学设备，包括：　　　　－用于将具有第一数值孔径的第一辐射光束（２０３）和具有与第一数值孔径不同的第二数值孔径的第二辐射光束（２０４）聚焦到信息载体（２００）上的装置（２０６、２０８）；　　　　－用于检测对应于第一辐射光束的第一聚焦误差信号和对应于第二辐射光束的第二聚焦误差信号的装置（２１１）；　　　　－用于根据第一和第二聚焦误差信号测量第一辐射光束球差的装置（２１２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含用于检测球差的装置的光学设备。本专利技术还涉及一种用于检测球差的方法。本专利技术尤其涉及一种光盘装置，其用于从光盘读取数据和/或将数据记录到光盘上，该光盘例如CD、DVD或者Blu-Ray盘(BD)播放器和/或记录器。
技术介绍
从本申请人的US6229600中获知了一种包含用于检测球差的装置的光学设备。该专利中描述的专利技术的目的在于提供一种用于检测球差的检测系统。将这种检测系统用于一种包含用于将辐射光束聚焦到信息载体上的装置的光学设备中。通常，穿过保护信息层的透明层来扫描信息载体。透明层厚度的微小变化使穿过该透明层的高数值孔径辐射光束引起的球差显著变化。利用诸如US6229600中描述的双透镜物镜可以减少这种球差。但是为了减少球差，也许要确定球差的量。图1表示了如何按照US6229600来检测光学设备中的球差。该光学设备包括由驱动器113控制的辐射光源101、准直透镜102、物镜103、平凸透镜104、分束器105、两个检测器106和107、信号处理器108、加法器109、放大器110以及两个伺服控制器111和112。该光学设备意在用于扫描信息载体100。辐射光源101生成辐射光束，准直透镜102和物镜103将该辐射光束聚焦到信息载体100的信息层上。信息层反射该辐射光束并且物镜103和准直透镜102将其转变为会聚辐射光束。入射到分束器105的中心区域上的部分会聚辐射光束朝向检测器106偏转，入射到分束器105的外部区域上的部分会聚辐射光束朝向检测器107偏转。检测器106和107检测到的信号可以使信号处理器108提供对应于反射辐射光束内部部分和外部部分的聚焦误差信号。信号处理器108还通过将这两个聚焦误差信号相减来确定辐射光束的球差。如果获知了聚焦误差信号，伺服控制器111就驱动控制物镜103的轴向位置的致动器，以便校正聚焦误差。如果获知了球差，该伺服控制器112就驱动控制平凸透镜104的轴向位置的致动器，以便校正球差。上述光学设备的缺点在于其需要特殊的分束器105，从而使得该光学设备体积大并复杂。另一缺点在于其需要两个检测器，从而使得该光学设备体积大并复杂，这是因为这两个检测器需要不同的读取通道，因而包含不同的相关电子设备。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种光学设备，其包含用于检测球差的简化装置。为此，本专利技术提出了一种光学设备，其包含用于将具有第一数值孔径的第一辐射光束和具有与第一数值孔径不同的第二数值孔径的第二辐射光束聚焦到信息载体上的装置，用于检测对应于第一辐射光束的第一聚焦误差信号和对应于第二辐射光束的第二聚焦误差信号的装置，以及用于根据第一和第二聚焦误差信号测量第一辐射光束球差的装置。本专利技术基于以下认识，在具有球差的辐射光束中，光束中央的光线和光束外围的光线当它们聚焦到信息载体上时具有不同的焦点。焦点的位置差提供了一种测量球差的方法。现在，光束中央的光线的数值孔径比光束外围的光线的数值孔径小。因此，当具有不同数值孔径的两个辐射光束聚焦到信息载体上时，通过检测这两个辐射光束的焦点位置差可以获得球差的测量结果。因此，在这种光学设备中不再需要分束器，从而简化了设备。在优选实施例中，由两个辐射光源产生第一和第二辐射光束，该设备进一步包含用于打开和关闭辐射光束的装置，并且由同一个检测器检测第一和第二聚焦误差信号。根据这个实施例，使用了两个辐射光源，以便生成两个具有不同数值孔径的辐射光束。将辐射光束中的一个(例如蓝色激光)用于扫描信息层(例如Blu-ray盘)，另一辐射光束(例如拟于扫描DVD的辐射光束)用于提供球差的测量。例如，在扫描盘之前，关闭第一辐射光束并且打开第二辐射光束，实施对第二辐射光束聚焦误差信号的测量，继而实施球差测量，其后关闭第二辐射光束而打开第一辐射光束，以便扫描信息层。当使两个辐射光束打开的时间不同时，用同一个检测器检测对应于两个辐射光束的聚焦误差信号。因此，简化了该光学设备。有利的是，该光学设备进一步包含用于脉冲化第二辐射光束的装置以及用于检测对应于所述脉冲化的第二辐射光束的脉冲化聚焦误差信号的装置。这可以增加信噪比，从而获得对球差的更精确测量。在优选实施例中，由同一个辐射光源生成第一和第二辐射光束，该光学设备进一步包含用于减小第一辐射光束的数值孔径从而获得第二辐射光束的装置，以及用于打开和关闭所述减小装置的装置。根据这个实施例，用于测量球差的第二辐射光束是第一辐射光束的一部分。这个实施例优选用于光学设备，其中可以仅使用一个辐射光源。有利的是，将液晶单元置于辐射光源和聚焦装置之间，以便减小第一辐射光束的数值孔径。由于电场的作用，该液晶单元可以简单、快速地切换。因此，很容易根据第一辐射光束构建第二辐射光束。此外，可以通过脉冲化的方式打开和关闭该液晶单元，这样就产生了脉冲化的第二辐射光束，从而提高了信噪比。本专利技术还涉及一种用于检测球差的方法，所述方法包括以下步骤检测与具有第一数值孔径的第一辐射光束相对应的第一聚焦误差信号，检测与具有不同于第一数值孔径的第二数值孔径的第二辐射光束相对应的第二聚焦误差信号，并且根据第一和第二聚焦误差信号测量第一辐射光束的球差。有利的是，根据第一和第二聚焦误差信号测量第一辐射光束的球差的步骤如下，计算第一聚焦误差信号和第二聚焦误差信号之差，从所述差值中减去预先定义的聚焦误差信号，所述预先定义的聚焦误差信号对应于利用第二辐射光束获得的聚焦误差信号，该第二辐射光束聚焦到具有预定厚度的信息载体上。为了获得对信息载体覆盖层厚度变化引起的球差的精确测量，考虑预先定义的聚焦误差信号，其对应于利用第二辐射光束获得的聚焦误差信号，该第二辐射光束聚焦到具有预定厚度的信息载体上。实际上，即使在具有预先定义的理想覆盖层厚度的信息载体的情况下，第二辐射光束也具有聚焦误差，这是因为该信息载体本来是要由第一辐射光束来读取的。在制造过程中可以确定预先定义的聚焦误差信号，并且将其载入光学设备的存储器，以便从第一聚焦误差信号和第二聚焦误差信号之差中减去该预先定义的聚焦误差信号。下文中将参照实施例描述本专利技术的这些以及其它方面，并使其清楚明显。附图说明通过举例的方式参照附图更加详细地描述本专利技术，在附图中图1表示了根据
技术介绍
的光学设备；图2表示了根据本专利技术优选实施例的光学设备；图3表示了根据本专利技术优选实施例的光学设备；图4表示了根据本专利技术另一实施例的光学设备。具体实施例方式图2中表示了根据本专利技术优选实施例的光学设备。这种光学设备包括用于生成第一辐射光束203的第一辐射光源201、用于生成第二辐射光束204的第二辐射光源202、第一分束器205、准直透镜206、第二分束器207、物镜208、平凸透镜209、伺服透镜210、检测装置211、测量装置212和两个伺服控制器213和214。这种光学设备拟用于扫描信息载体200。在下文中描述的实例中，信息载体200是包含信息层的Blu-ray盘。在扫描操作过程中，第一辐射光源201生成的第一辐射光束203扫描该Blu-ray盘。第一辐射光束203具有第一波长，为405nm。准直透镜206和物镜208将第一辐射光束203聚焦到信息载体200的信息层上。准直透镜206和物镜208是聚焦装置。第一辐射光束的数值孔径为0.85。在扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学设备，包括-用于将具有第一数值孔径的第一辐射光束(203)和具有与第一数值孔径不同的第二数值孔径的第二辐射光束(204)聚焦到信息载体(200)上的装置(206、208)；-用于检测对应于第一辐射光束的第一聚焦误差信号和对应于第二辐射光束的第二聚焦误差信号的装置(211)；-用于根据第一和第二聚焦误差信号测量第一辐射光束球差的装置(212)。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中由两个辐射光源(201、202)产生第一和第二辐射光束，该设备进一步包含用于打开和关闭辐射光束的装置，并且由同一个检测器检测第一和第二聚焦误差信号。3.根据权利要求2所述的光学设备，进一步包含用于脉冲化第二辐射光束的装置以及用于检测对应于所述脉冲化的第二辐射光束的脉冲化聚焦误差信号的装置。4.根据权利要求1所述的光学设备，其中由同一个辐射光源生成第一和第二辐射光束，该光学设备进一步包含用于减小第一辐射光束的数值孔径从而获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·亨德里克斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：