在拾光系统中检测聚焦误差 的刃形边缘法 本发明涉及一种拾光系统；特别涉及一种供该系统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系统10。该拾光系统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。在该系统中，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。来自每个光电元件的、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通过比较每个光电元件地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，投射在每个光电元件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，投射在每个光电元件上的光束强度彼此不相同，由此使系统产生带有指示位移方向的非零值的聚焦误差。
在这种系统中，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系统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系统，该系统包括：一个用于产生光束的光源；一个光检测器，它包括被等分以提供第一和第二光电元件的接收表面，每个光电元件以光强度测量聚焦误差信号形式产生输出，其中光检测器和在光盘上的一个会聚点构成一根光轴；一个刃形边缘，备有一个反射表面，并配置在光盘和光检测器之间，使用其反射面将光源的光束反射到光盘的记录表面，其中，刃形边缘按这样一种方式配置，即相对于光轴倾斜一预定角度θ；一个物镜，配置在刃形边缘和光盘之间，用于将由刃形边缘反射的光束会聚到记录表面，并且用于将来自记录表面的反射的光束会聚到刃形边缘和光检测器；以及一个差动放大器，连到第一和第二光电元件，用于借助其比较光检测器的第一和第二光电元件的输出以产生聚焦误差信号。
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系统的示意图；
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系统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。在该系统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和在光盘上的会聚点17构成的轴60倾斜一预定的角度θ。θ最好为45°。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元件32，33。每个光电元件能产生以光束强度测量形式的输出。第一和第二光电元件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元件的输出产生聚焦误差信号。
要指出的是，光束在接收表面27的中心构成半圆定像，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偏向第二光电元件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偏向第一光电元件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)。
在系统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，在该系统中，该聚焦控制距离约为15μm。
如上所述，要指出的是在一个拾光系统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。