用于调整光束聚焦的光学系统技术方案

用于调整包括在载体平面（５）上作光束（１）聚焦的一光学系统（Ｏｂ）和控制聚焦点相对于载体（５）平面的位移的一装置（Ｂ）的光装置的聚焦的系统，其特征是：所述光束是共点的，且所述系统至少包括： 一第一探测器（ＣＡ），具有指定的聚焦动态检测范围，接收由载体（５）反射的光束和给出表示载体（５）上光束（１）聚焦误差的第一聚焦误差信号； 一第二探测器（ＣＢ），具有小于第一探测器的动态范围的聚焦动态检测范围，接收由载体反射的共点光束和给出一表示载体（５）上光束（１）聚焦误差的第二聚焦误差信号；和 一控制逻辑单元，接收第一误差信号和第二误差信号，并启动控制装置的操作。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于聚焦调整或聚焦控制系统，特别是关于一用于调节在运动载体上作记录和/或读取信息单元的光束的聚焦的系统。它能特别适用于读和/或记录光或磁-光盘的设备。本专利技术可被用于记录计算机数据，但也可用于激光唱盘和光盘技术。光记录载体最常见的是由一反射面来构成，大多数情况均采取沿记录槽轨排列有不连续的小尺寸蚀变的圆盘形式。现今最普遍的载体类型是所谓的激光盘(CD)的声盘。在这一情况中，这些蚀变是反射平面上的微型凹槽，更普遍该是微型刻纹。这些微型刻纹具有0.4μm的宽度，二相邻槽轨轴线相隔1.6μm距离(称槽距)。这些微型刻纹的存在与否由一激光装置进行检测，其激光束被聚焦在反射面上，此光束的尺寸的小型化使得它每次仅能到达一个微型刻纹。在光束抵达反射面时即被反射回。在当光束到达一微型刻纹时则发生衍射。换言之，光线被向每一方向弥散。该装置是这样一种装置，即对于平滑表面上光束的反射，检测器接收最大的能量，而在光束抵达一微型刻纹时，这些检测器仅接收光线能量的一部分，这是因为衍射使得光束的部分离开了设置在记录盘和检测器之间的光系统。记录盘或其他预先记录的载体其所有的信息单元通常为微型刻纹形式。相反，在能被进行记录的盘中，通常仅被预先记录的信息或预先格式的为微型刻纹形式，而以形成其他蚀变亦即改变反射系数来进行记录信息，或者对于磁-光盘来说则是改变磁化强度，其在读取时以极化的旋转来表明。被预先记录的信息，或预先格式确定槽轨的结构。读取和/或记录装置的工作只有在读数激光束(或记录激光束)被聚焦在盘的反射表面上时才准确。为使激光束能总是维持聚焦在反射表面上，必须为伺服控制系统提供一根据强度和正负测量聚焦偏离的装置。现有的装置采用具有很宽的动态检测范围并提供很宽的调整范围的装置来实现这一聚焦调整功能。它们之中例如有连续式检测器。法国专利No.7401283中给出了一检测器的例子，其中借助柱面透镜将象散效应引入对读取光束的聚焦。将四个光检测器作十字状布置。在以正常方式进行聚焦时，此四个光探测器接收相同的光量。当聚焦在一个方向上偏移时，二径向相对的光探测器接收的光大于另外二个。当聚焦偏向相反方向时就产生相反的结果。这种类型的检测器的缺点在于其零调整误差位置随时间改变。聚焦调整也可采用如法国专利No.2523349中所介绍的“采样器”式探测器。在这种系统中，信息载体至少在一信息槽轨轴线的一边有一第一记号，而在同轴线的另一边有一第二记号。二光探测器被配置在包含该槽轨轴线的平面的两边，在对第一记号然后第二记号进行扫描期间接收由载体透射的光。所检测得的光量之差可被用来根据正负和大小确定聚焦的任何误差。这样的系统的缺点是它的动态范围很小。本专利技术提出的系统是使得能将这些不同型式的传感器相结合，而能得到一动态检测范围宽且不会受干扰的系统。这一系统对载体透射共点的读取光束。这使得沿着光束断面能量会作更有效的分布。因此本专利技术的就涉及到一用于调整一光学装置的聚焦的系统，包括一为在载体平面上作光束聚焦的光路系统和一控制聚焦点相对载体平面的偏移的装置，其特点就在于所述光束是共点的，而且至少包括有一第一检测器，具有指定的检测聚焦的动态范围，接收由载体反射的光束和给出表明光束在载体上聚焦的误差的第一聚焦误差信号；一第二探测器，具有小于第一探测器的动态范围的检测聚焦的动态范围，接收由载体反射的共点光束和给出表明光束在载体上的聚焦误差的第二聚焦误差信号；和一控制逻辑单元，接收第一误差信号和第二误差信号并启动控制装置的操作。此二探测器可以具有不同的动态范围。但即使不考虑动态范围，它们也可能具有不同的设置特点(例如在精度)。因而应恰当地使它们互相配合来得到一能在聚焦调整中最有效地利用它们的特点的系统。因此，本专利技术还涉及到一用于调整一光学装置的聚焦的系统，包括一为在载体平面上聚焦光束的光学系统和一控制聚焦点相对于载体平面的偏移的控制装置，其特点在于所述装置至少包括有一第一探测器，接收由载体反射的光线，和给出表明光束在载体上聚焦的误差的第一聚焦误差信号；一第二探测器，也接收载体所反射的光线，和给出表明光束在载体上聚焦的误差的第二聚焦误差信号，此第二探测器的动态检测范围小于第一检测器的；一控制逻辑单元，用于在当第一聚焦误差信号超过一指定值时将控制装置的操作置于该第一信号的控制之下，直至第二聚焦误差信号超过另一指定值，然后此控制装置的操作就被置于此第二聚焦误差信号的控制之下。光的或磁-光载体具有一记录信息单元的主表面。这些信息单元可以是光学识标(例如标记、刻纹中的变化，反射能力的变化)或磁识标。对读取或记录光束聚焦的调整可以针对这一表面进行。但这样得到的调整是不精确的。此载体还可包含能由光的或磁-光读取装置作光学读取的信息单元。在这种情况下聚焦的调整可对这些信息单元进行。这一情况调整的范围较窄但精确的设定很稳定。本专利技术将这两种型式的调整加以结合。本专利技术还是关于一系统，用于调整一光学装置的聚焦，包括有一为在具有承载以光或磁标识形式记录的信息单元的表面的载体平面上进行光束聚焦的光系统，以及一为控制聚焦点相对载体平面的偏移的装置，其特点在于所述光束是共点的，且所述系统包括一第一探测器，使得能相对载体表面作聚焦调整并给一第一聚焦误差信号；一第二探测器，使得能由检测被记录的信息单元来作聚焦调整；和一控制逻辑单元，接收第一误差信号和第二误差信号，并启动控制装置的操作。本专利技术的各种目的和特点在下述说明和附图中将会更清楚的理解，所列附1a至附图说明图1c表示一现有技术中已知的系统；图2a和图2b表示按照本专利技术的聚焦系统；图3a和图3b按照本专利技术的运行曲线；和图4a和4b表示详细显示按照本专利技术的操作信号的曲线。首先参看图1a和1b以示例说明本专利技术对在一信息载体5例如一光盘上进行光束聚焦的应用。按照图1a，此光盘可在平面XY内围绕一平行于一参考三面体XYZ的第三轴的轴线旋转。这里假定此光盘的下表面是平滑的。与其平行的上表面也是平滑的但预先刻有槽轨7，此槽轨7是平滑的槽轨而其基本上不变的宽度大约等于或小于1μm。这样的光盘可用于在事先已经进行过记录的一平滑槽轨的一特殊点记录的信息单元，或者用于读出记录在这一槽轨的任一点的信息单元。此光盘例如说直径约为30cm，由与此光记录/读出系统的机壳作固定连结的驱动电机作相关连的旋转运动驱动。在这一示范实施例中，能读取光盘预定槽轨的装置具有一包括光能源(图1中未示出)的固定部分和一由记录/读取头构成的运动部分。众所周知，后者具有一显微镜式的物镜Ob，固定连结到一在一永磁铁(未示出)的磁场中移动的电磁线圈B，提供垂直伺服控制或聚焦，和一电流计镜M1提供径向伺服控制。光源通常为一基于半导体的激光源，其激光束必须加以放大以便能覆盖该物镜的入射光孔，这要在此物镜在沿着光轴的任何位置都能做到。物镜Ob将光束聚焦在信息载体光盘5上的点3。此光盘以箭头6所示方向被旋转驱动。物镜Ob和镜M1被固体结合到构成记录/读取头的设备的一运动部件。此设备的这一运动部件的向前运动可由任一已知装置来实现。光盘5具有外观可能不同的预先蚀刻的槽轨。例如可以一空心预蚀刻，将一组槽轨单元作同心圆排列，或者作成螺旋状形式。槽轨单元的宽度选择得成为稍微小于光点的直径，这些单元以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于调整包括在载体平面(5)上作光束(1)聚焦的一光学系统(Ob)和控制聚焦点相对于载体(5)平面的位移的一装置(B)的光装置的聚焦的系统，其特征是所述光束是共点的，且所述系统至少包括一第一探测器(CA)，具有指定的聚焦动态检测范围，接收由载体(5)反射的光束和给出表示载体(5)上光束(1)聚焦误差的第一聚焦误差信号；一第二探测器(CB)，具有小于第一探测器的动态范围的聚焦动态检测范围，接收由载体反射的共点光束和给出一表示载体(5)上光束(1)聚焦误差的第二聚焦误差信号；和一控制逻辑单元，接收第一误差信号和第二误差信号，并启动控制装置的操作。2.用于调整包括在载体平面(5)上作光束(1)聚焦的一光学系统(ob)和控制聚焦点相对于载体(5)平面的位移的控制装置(B)的光装置的聚焦的系统，其特征是所述装置至少包括一第一探测器(CA)，接收由载体(5)反射的光线并给出一表示载体(5)上光束(1)聚焦误差的第一聚焦误差信号；一第二探测器(CB)，也接收由载体(5)反射的光线，并给出一表示载体(5)上光束(1)聚焦误差的第二聚焦误差信号，此第二探测器具有小于第一控制器的动态检测范围；和一控制逻辑单元，用于在当第一聚焦误差信号超过一指定的值(a)时将控制装置(V)的操作置于此第一聚焦误差信号的控制之下，直至第二聚焦误差信号超过另一指定值，然后控制装置(B)的操作被置于此第二聚焦误差信号的控制之下。3.用于调整一包括有为在载有以光或磁标识形式记录的信息单元的表面的载体(5)平面上的光束聚焦的光学系统(Ob)以及一控制聚焦点相对于载体(5)平面的位移的装置(B)的光装置的聚焦的系统，其特征是所述光束为共点的，而所述系统包括一第一探测器(CA)，使得能相对于载体的表面进行聚焦调整，并给出第一聚焦误差信号；一第二探测器(CB)，使得能由检测所记录的信息单元来调整聚焦；和一控制逻辑单元，接收第一误差信号和第二误差信号，并启动控制装置的操作。4.按照权利要求1或3的系统，其特征是控制逻辑单元在当第一聚焦误差信号超过某一指定值(a)时使得控制装置(B)能受此第一聚焦误差信号的控制直到第二聚焦误差信号超过另一指定值，然后此控制装置(B)的操作接受此第二聚焦误差信号的控制。5.按照权利要求2或3的系统，其特征是第一探测器(CA)具有指定的聚焦动态检测范围；和第二探测器(CB)具有小于第一探测器动态范围的聚焦动态检测范围。6.按照权利要求1或2的系统，其特征是第一探测器和/或第二探测器使得能由记录在载体上的信息单元检测聚焦。7.按照权利要求3或6的系统，其特征是所述信息单元是位于读取这些信息单元的轴线两侧的信息单元。8.按照权利要求2或4的系统，其特征是所述控制逻辑单元在启动一聚焦命令期间给出一连续的变量信号(fR)至控制装置(B)直至第一误差信号(εA)大于其指定值(a)。9.按照权利要求1、2或3中任一个的系统，其特征在于至少包...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦·勤卡尔韦纳，
申请(专利权)人：汤姆森无线电报总公司，
类型：发明
国别省市：