CN1246844C - 光学拾波装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光学拾波装置，用来检测对称的S型信号，用一种为了操作的稳定性的SSD方法获得聚焦误差信号。光学拾波装置向光学记录介质照射激光，并将至少由光学记录介质反射的光经过衍射元件导向光接收器件区，用衍射元件产生的衍射光按照光斑尺寸检测方法来检测聚焦误差信号，在这样的光学装置中，光接收器件区的位置从直通过衍射元件的0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件偏移。

Description

光学拾波装置
技术领域
本发明涉及一种光学拾波装置，用衍射元件产生的衍射光通过光斑尺寸检测(SSD)方法来检测聚焦误差信号。
背景技术
用衍射元件产生的衍射光通过光斑尺寸检测(SSD)方法来检测聚焦误差信号的光学拾波装置是众所周知的。图6到图8说明了这样的光学拾波装置。
图6给出了一种用SSD方法来检测聚焦误差信号的光学拾波装置实例结构。
激光光源21例如半导体激光器发出的激光束经过分束器22到达物镜23，并经由物镜23，照射到光学记录介质10(例如光盘的信息记录表面)。
光学记录介质10反射的光经过物镜23返回分束器22，其光路被分束器22折射，并被导向衍射元件24。
反射光被衍射元件24分为0阶直通光，和被衍射元件24衍射的+1阶光(衍射光)-1阶光(衍射光)。
0阶光、+1阶光、-1阶光到达光接收部件25。
在光接收部件25，例如，形成了图8所示的光接收模式。
光接收器件31具有与0阶光相应的光接收区域E。
光接收器件32具有三分的光接收区域A、S1、和B，与+1阶光相应。
光接收器件33也具有三分的光接收区域C、S2、和D，与-1阶光相应。
光接收器件31、32、33的光接收区域E、A、S1、B、C、S2、和D的每一个都输出一个电信号，其电流水平与入射光的强度相对应。
从光接收器件31、32和33的每一个输出的电信号被供给矩阵放大器(图中没有给出)以进行处理，例如电流/电压转换、放大、和矩阵运算，从而产生所需要的信号。
也就是说，产生了与光学记录介质10中所记录的信息相对应的重放信号、聚焦误差信号、循迹误差信号等。
物镜23被两轴机构(图中没有给出)固定，该机构具有聚焦线圈和循迹线圈，以使得在光学记录介质10的近距方向上(聚焦方向)和光学记录介质的轨道方向的反方向上(循迹方向)是可移置的。
伺服电路(图中没有给出)以聚焦误差信号为基础产生聚焦驱动信号，驱动两轴机构的聚焦线圈，使得物镜23在聚焦方向上被驱动，从而聚焦到光学记录介质10。
伺服电路还以循迹误差信号为基础产生循迹驱动信号，驱动两轴机构的循迹线圈，使得物镜23在循迹方向上被驱动，从而关于光学记录介质10循迹。
在SSD方法中，聚焦误差信号根据衍射光的光斑尺寸而产生。
在图8(a)所示的聚焦状态中，入射到光接收器件32的+1阶光的光斑尺寸等于入射到光接收器件33的-1阶光的光斑尺寸。
另一方面，如图8(b)和图8(c)所示，在物镜23太靠近或太远离光学记录介质10的散焦状态中时，入射到光接收器件32的+1阶光的光斑尺寸不等于入射到光接收器件33的-1阶光的光斑尺寸。
因此，通过比较光接收器件32和33上的光斑尺寸，就能够产生聚焦误差信号。
尤其是，在随后的矩阵放大器中，通过计算光接收区域A、S1、B、C、S2、和D的输出上的(A+B+S2)-(C+D+S1)来得到聚焦误差信号。
一般地，当物镜23从距离光学记录介质10最远的位置向最近的位置移动时，如本领域中所熟知，在聚焦误差信号中，在聚焦位置的附近能够观察到所谓的S形曲线，如图7中所示。
曲线的峰值P1到P2间基本成线性的区域对应着所谓的焦点对准区域。在基本操作中，如果物镜23位于焦点对准区域里，聚焦伺服系统以聚焦误差信号为基础将控制物镜23带到S形曲线的原点位置(即聚焦误差＝0的位置)。
如图7所示，这里假设用d表示S形信号的焦点对准区域的距离。也就是说“d”定义为当S形信号从峰值P1向P2变化时，光学记录介质的移置距离(光学记录介质关于物镜位置而变化的距离)。
而且，S形曲线关于其原点的单边焦点对准区域d1和d2定义为当S形信号从S形曲线的原点分别向峰值P1和P2变化时光学记录介质的移置距离。因此可以有下式：
d＝d1+d2                        …公式(1)
S形曲线的原点正好是光学记录介质的焦点位置。
在标准SSD方法中，如图8(a)所示，当被衍射元件24衍射的衍射光(+1阶光和-1阶光)光斑直径r相同，使得与0阶光的焦点位置基本重合(严格地说，它向衍射元件24移动了L·cosθ，其中θ代表衍射角，L代表衍射元件24和光接收部件25之间的距离)，这时该关系式是成立的。
这里假设物镜23的NA(数值孔径)用NA[L]表示。再假设直经过衍射元件24聚焦在光接收部件25上的0阶光的NA用NA[0]表示。再假设衍射元件24所衍射的+1阶光和-1阶光的数值孔径分别用NA[+1]′和NA[-1]′表示。
也假设这些数值孔径非常小，以至于可认为下列近似式是成立的：NA＝sinθ＝tanθ＝θ。
因此可得到下面的关系：
NA[-1]′＜NA[+1]′                       …公式(2)
所以下式成立：
NA[-1]′+NA[+1]′＝2·NA[L]              …公式(3)
如图6所示，从光接收部件25的位置(0阶光的焦点位置)到被衍射元件24衍射的衍射光(+1阶光和-1阶光)的焦点位置之间的距离分别用D11和D12表示。
因此，上述S形曲线的单边焦点对准区域d1和d2可近似表示为下式：
d1＝{(1/2)·D11·(NA[+1]′)2/(NA[L])2          …公式(4)
d2＝{(1/2)·D12·(NA[-1]′)2/(NA[L])2          …公式(5)
因为S形曲线的原点处光接收器件32和33上衍射光的光斑直径r是一样的，所以可得到下式：
r/2＝D11·NA[+1]′＝D12·NA[-1]′              …公式(6)
因此由公式(6)可得下式：
D11/D12＝NA[-1]′/NA[+1]′                     …公式(7)
如果可近似地取NA[0]＝NA[+1]′＝NA[-1]′，D11等于D12，则可从公式(4)和(5)中得到下式：
d1/d2＝1                                       …公式(8)
因此可得到衍射光(+1阶光和-1阶光)与0阶光之间具有如下的关系：
NA[+1]′＝L/(L-D11)·NA[0]                     …公式(9)
NA[-1]′＝L/(L+D12)·NA[0]                     …公式(10)
如果衍射元件24和光接收器件取25之间的距离L足够大，或者如果距离D11和D12足够小，则公式(8)成立。
但是如果上述近似不成立，不能取NA[0]＝NA[+1]′＝NA[-1]′，那么将得到公式(11)，而不是公式(8)：
d1/d2＝(NA[+1]′)2/(NA[-1]′)2·(D11/D12)
＝NA[+1]′/NA[-1]′               …公式(11)
在这种情况下，S形曲线的焦点对准区域就是非对称的。即具有如图7所示的焦点对准区域。
非对称的S形曲线意味着聚焦伺服系统信号增益的不稳定性或者非对称的聚焦边界，并且从光学记录介质的记录和重放的稳定性角度看，这是不利的。
在支持高密度记录介质的设备中，物镜23具有大的NA。为了实现如上所述S形曲线的焦点对准区域d，如公式(4)和(5)所体现，当物镜的数值孔径(NA[L])增加时，相对于衍射元件24的焦点变化距离也必须增加。
这进一步导致被衍射元件24衍射的衍射光比0阶光有更大的NA变化量，如公式9和10所描述。
因此在包括大NA物镜23的光学拾波装置中，S形曲线的焦点对准区域呈现出更多的不对称性。
而且，理想的是，为了减小光学拾波装置的尺寸，应该减小从衍射元件24到光接收部件25的距离L。
但是，如公式9和10所反映，随着从衍射元件24到光接收部件25的距离变得更小，被衍射元件24所衍射的衍射光NA的变化量比0阶光也就更大。因此，这种情况也导致S形曲线焦点对准区域更多的不对称性。
如上所述，S形曲线焦点对准区域的不对称性是用衍射元件通过SSD方法获得聚焦误差信号的光学拾波装置一个难题。
S形曲线焦点对准区域明显的不对称性会导致严重的问题，尤其是在包括大NA物镜23的光学拾波装置中，以及从衍射元件24到光接收部件25的距离小的时候，也就是在用于高密度光学记录介质的紧凑型光学拾波装置中。
发明内容
鉴于这样的问题，本发明的一个目的就是提供一种用SSD方法获得聚焦误差信号的光学拾波装置，从中检测到的聚焦误差信号具有对称的S形曲线。
为此，根据本发明，光学拾波装置向光学记录介质上照射激光，并将至少由光学记录介质反射的光经过衍射元件导向光接收部件，由衍射元件所衍射的衍射光以光斑尺寸检测方法来检测出聚焦误差信号，在这样的光学拾波装置中，光接收部件的位置设定成从直通过衍射元件的0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件位置的偏移。
特别是，光接收部件的位置从直通过衍射元件的0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件偏移，只要满足下面的关系式：
(NA[+1]/NA[-1])＜(D2/D1)≤(NA[+1]/NA[-1])2
或者，光接收部件的位置从直通过衍射元件的0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件偏移，使得下面的关系式基本满足：
(D2/D1)＝(NA[+1]/NA[-1])2
在这些情况中，NA[+1]、NA[-1]、D1和D2定义如下：
NA[+1]代表衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；
NA[-1]代表衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
D1代表从衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到光接收部件的距离；
D2代表从衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到光接收部件的距离；
光接收部件包括+1阶衍射光所对应的光接收器件、-1阶衍射光所对应的光接收器件，它们的每一个都被分成三个或五个光接收区域，+1阶衍射光所对应光接收器件的中心光接收区域的宽度在尺寸上不同于-1阶衍射光所对应光接收器件的中心光接收区域的宽度，以补偿光学记录介质焦点位置和聚焦误差信号原点之间的偏差。
特别是，+1阶衍射光所对应的光接收器件中心光接收区域的宽度(s1)与-1阶衍射光所对应的光接收器件中心光接收区域的宽度(s2)之比基本按下式确定：
s1∶s2＝(D1/NA[-1])∶(D2/NA[+1])
或者，+1阶衍射光所对应的光接收器件中心光接收区域的宽度(s1)与-1阶衍射光所对应的光接收器件中心光接收区域的宽度(s2)之比基本按下式确定：
s1∶s2＝NA[-1]∶NA[+1]
因此根据本发明，光接收部件从直通过衍射元件的0阶光焦点向更靠近衍射元件偏移，从而修正聚焦误差信号(S形信号)的非对称形状。
而且，当光接收部件偏移时，通过使+1阶衍射光所对应的光接收器件的三个或五个光接收区域的宽度在尺寸上不同于-1阶衍射光所对应的光接收器件，就克服了关于光学记录介质的焦点位置和聚焦误差信号的S形曲线原点之间的偏差。
依照本发明的一个方面，提供了一种光学拾波装置，用来将激光照射到一光学记录介质上，并将至少由所述光学记录介质反射的光经过一衍射元件引导到一光接收部件，以便用所述衍射元件所产生的+1阶和-1阶衍射光，通过光斑尺寸检测方法，来检测聚焦误差信号，其中所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件。
在本发明的光学拾波装置中，只要下面的关系成立，所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件：
(NA[+1]/NA[-1])＜(D2/D1)≤(NA[+1]/NA[-1])2
其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离；以及D2代表从所述衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
在本发明的光学拾波装置中，所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件，使得下面的关系成立：
(D1/D2)＝(NA[+1]/NA[-1])2
其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离；以及D2代表从衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
在本发明的光学拾波装置中，所述光接收部件包括与衍射元件所衍射的+1阶光相对应的光接收器件，以及与衍射元件所衍射的-1阶光相对应的光接收器件，每个光接收器件都被分成三个或五个光接收区域，并且与+1阶衍射光相对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度在尺寸上不同于与-1阶衍射光相对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度，以便补偿所述光学记录介质上的焦点位置与根据焦点误差信号检测到的S形曲线信号的聚焦误差输出变为零的位置之间的偏差。
在本发明的光学拾波装置中，+1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s1与-1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s2之比基本由下式确定：s1/s2＝(D1/NA[-1])∶(D2/NA[+1])。其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到光接收部件的距离；以及D2代表从衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
在本发明的光学拾波装置中，+1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s1与-1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s2之比基本由下式确定：s1/s2＝NA[-1]∶NA[+1]。其中NA[+1]代表衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；NA[-1]代表衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
附图说明
图1是根据本发明实施例的一种光学拾波装置结构示意图。
图2是本实施例的光学拾波装置所获得的聚焦误差信号示意图。
图3是本实施例的光学拾波装置中光接收部件里的光接收器件示意图。
图4是本实施例的光接收部件的一种变化示意图。
图5是本实施例的光接收部件的一种变化示意图。
图6是相关技术的一种光学拾波装置结构示意图。
图7是相关技术的光学拾波装置所获得的聚焦误差信号示意图。
图8是相关技术的光学拾波装置的光接收部件里的光接收器件示意图。
实施本发明的最佳实施方式
下面说明本发明的一种光学拾波装置实施例。
图1给出了本发明实施例的光学拾波装置的一种实例结构，用SSD方法检测聚焦误差信号。
激光光源1(例如半导体激光器)发出的激光束经过分束器2到达物镜3，并经过物镜3照射到光学记录介质10(例如光盘)的信息记录表面上。
光学记录介质10所反射的光经过物镜3又返回到分束器2，其光路被分束器2分开，被导向衍射元件4。
反射光被衍射元件4分成直通的0阶光，和被衍射元件4衍射的+1阶光(衍射光)和-1阶光(衍射光)。
0阶光、+1阶光、-1阶光达到光接收部件5。
尤其是在该实施例的光学拾波装置中，光接收部件5的位置比图6所示相关技术的单元向更靠近衍射元件4偏移，下文将详细说明。
在光接收部件5中形成了例如图3中所示的光接收模式。
光接收器件11具有与0阶光相应的光接收区域E。
光接收器件12具有三分的光接收区域A、S1和B，与+1阶光相对应。
光接收器件13也具有三分的光接收区域C、S2和D，与-1阶光相对应。
光接收器件11、12和13的光接收区域E、A、S1、B、C、S2和D都输出电信号，其电流水平与入射光的强度相应。
从光接收器件11、12和13的每一个输出的电信号被供给矩阵放大器(图中没有示出)，以进行处理，例如电流/电压转换、放大、和矩阵运算，从而产生所需要的信号。
也即产生与光学记录介质10所记录的信息相对应的重放信号、聚焦误差信号、循迹误差信号等。
物镜3用两轴机构(图中没有给出)固定，该机构具有聚焦线圈和循迹线圈，以便在相对于光学记录介质10的近距方向(聚焦方向)上和光学记录介质轨道方向的反方向(循迹方向)上是可移置的。
伺服电路(图中没有给出)根据聚焦误差信号产生聚焦驱动信号，以驱动两轴机构的聚焦线圈，使得物镜3在聚焦方向上被驱动，从关于光学记录介质10聚焦。
伺服电路还根据循迹误差信号产生循迹驱动信号，以驱动两轴机构的循迹线圈，使得物镜3在循迹方向上被驱动，从而跟踪光学记录介质10。
在SSD方法中，聚焦误差信号根据衍射光的光斑尺寸产生，并且类似于相关技术，在随后的矩阵放大器中，通过计算光接收区域A、S1、B、C、S2和D上输出的(A+B+S2)-(C+D+S1)来产生聚焦误差信号。
即也在原理中采用了入射到光接收器件12上的+1阶光的光斑尺寸和入射到光接收器件13上的-1阶光的光斑尺寸，它们都根据聚焦条件(聚焦/散焦)而变化。
但是在本实例中，由于光接收部件5的偏移，在聚焦状态，入射到光接收器件12上的+1阶光的光斑尺寸不等于入射到光接收器件13上的-1阶光的光斑尺寸。
因此，如图3所示，光接收器件12和光接收器件13具有不同的尺寸。更为特别的是，光接收区域S1和S2的每一个都构成三个分离的光接收区域的中心，它们设计成在分割方向上具有不同的宽度。下面也说明了这样做的意义。
在本实例中，可观察到具有图2所示S形曲线的聚焦误差信号。
正如通过比较图2和图7所理解的，在本实例中，能够获得对称的S形曲线(对称的s曲线焦点对准区域)。
类似于图7中的情况，假设用d表示S形信号的焦点对准区域的距离。即“d”定义为当S形信号从峰值P1向峰值P2运动时光学记录介质的移置距离(光学记录介质相对于物镜的位置移动的距离)。
在图2所示的实例中，改善了S曲线焦点对准区域的对称性，S形曲线相对于其原点的单边焦点对准区域是相等的，用d0表示。
因此得到d0＝d/2。
下面的说明用到如下定义的术语：
NA[+1]代表衍射元件4产生的+1阶衍射光的NA。
NA[-1]代表衍射元件4产生的-1阶衍射光的NA。
NA[0]代表直通过衍射元件4的0阶光的NA。
NA[L]代表物镜3的NA。
D1代表从衍射元件4所衍射的+1阶光的焦点位置到光接收部件5的距离。
D2代表从衍射元件4所衍射的-1阶光的焦点位置到光接收部件5的距离。
s1代表+1阶光所对应的光接收器件12的中心光接收区域S1的宽度。
s2代表-1阶光所对应的光接收器件13的中心光接收区域S2的宽度。
r1代表到达光接收器件12的+1阶光的光斑直径。
r2代表到达光接收器件13的-1阶光的光斑直径。
为了呈现对称的S曲线焦点对准区域，如图2所示，需要在设计中使每个单边焦点对准区域d0都等于d/2。
当衍射光(+1阶光和-1阶光)分别被衍射元件转换成NA[+1]和NA[-1]时，为得到S形曲线的单边焦点对准区域d0(＝d/2)所要求的衍射光的焦点变化距离D 1和D2由下面的公式给出：
D1＝2d0·(NA[L])2/(NA[+1])2               …公式(12)
D2＝2d0·(NA[L])2/(NA[-1])2               …公式(13)
从上面的关系式中可得区域由下式确定：
d0＝(1/2)·D1·(NA[+1])2/(NA[L])2
＝(1/2)·D2·(NA[-1])2/(NA[L])2           …公式(14)
焦点变化距离D1和D2之比由下式确定：
D1/D2＝(NA[-1]/NA[+1])2                   …公式(15)
在相关技术中，如公式(7)所示，与D1/D2比值相应的焦点变化距离之比(D11/D12比值)由NA[-1]′/NA[+1]′给出；与之相反，在本实例中，光接收部件5被修正(偏移)，以便从0阶光的焦点位置更靠近衍射元件4，使得公式(15)表达的位置关系成立，因此改善了S曲线焦点对准区域的对称性。
因此，尽管相关技术的位置关系为D1/D2＝NA[-1]/NA[+1]，光接收部件5的位置从0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件4偏移，只要下面的关系式成立：
NA[+1]/NA[-1]＜(D2/D1)≤(NA[+1]/NA[-1])2
这使S形信号的单边S曲线焦点对准区域比图7中的d1和d2更接近于图2中的d0和d0。也就意味着改善了S曲线焦点对准区域的对称性。
由于公式(15)，即D1/D2＝(NA[-1]/NA[+1])2是以d0＝d/2为基础得到，所以D1/D2的比值大体上等于位置关系(NA[-1]/NA[+1])2(其中光接收部件5偏移)，从而优化了S曲线焦点对准区域的对称性。
S曲线焦点对准区域对称性的改善可获得聚焦伺服信号的稳定增益，或者对称的聚焦边界，因此得到光学记录介质稳定的写入或重放。
如上所述，尤其在支持高密度记录介质的光学拾波装置或紧凑型光学拾波装置中，呈现出非对称的S曲线焦点对准区域。通过偏移光接收部件5来改善其对称性，就能够实现适合于此种目的的光学拾波装置。
当关于光学记录介质10聚焦时，到达光接收器件12和13的衍射光(+1阶光和-1阶光)的光斑直径r1和r2分别由下面的公式确定：
r1＝2·D1·NA[+1]                   …公式(16)
r2＝2·D2·NA[-1]                   …公式(17)
在标准SSD方法中，衍射元件4所衍射的衍射光(+1阶光和-1阶光)当关于光学记录介质10聚焦时在光接收器件12和13上的光斑尺寸相同，并可得到下面的关系式：
r1/r2＝1                            …公式(18)
因此，衍射光被光接收器件以相同的比例分割，以根据SSD方法来进行信号运算，使得S形曲线的原点于光学记录介质10上的焦点位置相一致。
另一方面，在本实例中，当光学记录介质10位于焦点位置，衍射元件4所衍射的衍射光在光接收器件12和13上的光斑直径之比由公式(16)和(17)、(12)和(13)给出：
r1/r2＝D1·NA[+1]/D2·NA[-1]
＝NA[-1]/NA[+1]                         …公式(19)
在这种情况中，如果根据标准方法，在光接收器件12和13上光被分割，光学记录介质上的焦点位置和S形曲线的原点之间则存在偏差。
因此在本实例中，如图3所示，衍射光所到达的光接收器件12和13的中心光接收区域S1和S2宽度之比s1/s2定义为：
s1/s2＝NA[-1]/NA[+1]                 …公式(20)
或
s1/s2＝D1·NA[+1]/D2·NA[-1]         …公式(21)
在图3中，0、+1和-1阶光斑分别用光接收器件11、12和13上的圆形阴影部分表示。由于光接收部件5从0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件4偏移，在聚焦状态，辐射到光接收器件12和13上的衍射光其光斑尺寸彼此不同，如图3所示。因此，如果采用图8中的光接收器件32和33，在聚焦状态通过计算(A+B+S2)-(C+D+S1)得到的聚焦误差信号就不在零点(S形曲线的原点)。
由于在这里将图3中光接收器件12和13的中心光接收区域S1和S2分割方向宽度s1比s2的比值设计成基本满足公式(20)或(21)，所以在聚焦状态通过计算(A+B+S2)-(C+D+S1)得到的聚焦误差信号就在零点(S形曲线的原点)。也即在光接收区域S1和S2探测到的光强是相等的，即使它们的光斑尺寸互不相同。
通过将光接收器件12和13以这种方式设计，尽管在聚焦状态探测到的衍射光光斑尺寸彼此不同，但是根据标准SSD方法通过计算(A+B+S2)-(C+D+S1)能够得到聚焦误差信号。因此电路设计中没有变化，例如随后的矩阵放大器。
图4给出了光接收部件5的光接收器件的一种变化实例。该实例表明与0阶光相应的光接收器件11被分成四个探测器部分。
如上所述，光接收部件5从0阶光的焦点位置向更靠近衍射元件4偏移。这也意味着入射到0阶光对应的光接收器件11上的0阶光的光斑较大。因此，即使在光接收器件11是具有四个光接收区域E1、E2、E3和E4的四分光接收器件情况下，也能够在光接收区域E1、E2、E3和E4上进行适当的光检测。
由于光接收器件11是四分光接收器件，0阶光所对应的光接收器件11能够检测到所谓的推挽信号或循迹误差信号。
当光学记录介质10是例如其上形成有摆动凹槽的光盘时，推挽信号是作为摆动信息被检测的。在一些情况中，循迹误差信号可从推挽信号中产生。
这样的推挽信号是通过例如计算四分光接收器件11的输出上的(E1+E4)-(E2+E3)来得到的。
通过所谓的PDP(微分相位检测)，四分的光接收器件11也可用来得到循迹误差信号。在这种情况下，从光接收器件11的输出得到信号(E1+E3)和(E2+E4)。检测信号(E1+E3)和信号(E2+E4)之间的相位误差，以产生循迹误差信号，其值与相位误差相对应。
图5给出了一种实例，其中光接收部件5的光接收器件12和13的每一个都被分成五个探测器部分。
在这种情况下，光接收器件12具有五个光接收区域F、A、S1、B和G。光接收器件13具有五个光接收区域H、D、S2、C和K。
在SSD方法中，在一些情况下，五分的光接收器件12和13可用来得到聚焦误差信号。这时，聚焦误差信号通过计算光接收器件12和13的输出上的{(S1+F+G)+C+D}-{(S2+H+k)+A+B}来得到。
同时在这些情况下，由于中心光接收区域S1和S2的宽度比s1/s2根据光接收部件5的偏移设计成基本满足上述的公式(20)或(21)，所以在聚焦状态，通过计算{(S1+F+G)+C+D}-{(S2+H+k)+A+B}得到的聚焦误差信号是在零点(S形曲线的原点)。
起初，这样的五分探测器是用来缩减图2中所示聚焦误差信号的虚假部分F。
但是相关技术中所呈现非对称S形曲线会阻止一个虚假部分的缩减。另一方面在本实例中，光接收部件5被偏移，以得到对称的S形曲线，因此有利地加强了五分探测器带来的虚假缩减效果。
已经说明了一种实施例的光学拾波装置；但是对该光学拾波装置的各个配置可进行各种各样的改变，尤其是对光器件的类型或数量，等等。
本发明的光学拾波装置可并入与多种光学记录介质诸如光盘、磁光盘和光卡相兼容的记录装置和重放装置中。这样的光学拾波装置特别适合于并入支持高密度光学记录介质的装置中。
正如从前面的说明中可以理解的，根据本发明的光学拾波装置，光接收部件的位置从0阶光的焦点位置向衍射元件有规定的偏移量，因此改善了用SSD方法检测到的聚焦误差信号的S形信号对称性。
这导致聚焦误差信号的稳定增益和光学记录介质的稳定记录和重放。具有对称性的S形信号考虑到对称的聚焦边界的情况。因此，总的聚焦边界增加，从而也获得光学记录介质稳定的记录和重放操作。
另一个好处是衍射元件和光接收区之间的距离可因此而减小。因此令人满意地减小了光学拾波装置的尺寸。
尤其是在用大NA物镜支持高密度光学记录的光学拾波装置中或紧凑型的光学拾波装置中，S型信号的非对称性是很明显的。但是这种情况中的S型信号的非对称性可以通过本发明的光学拾波装置来克服，因此令人满意地获得用作高密度记录和重放的光学拾波装置。
+1阶衍射光所对应光接收器件的中心光接收区域的宽度在尺寸上不同于-1阶衍射光所对应光接收器件的中心光接收区域的宽度，以补偿光学记录介质上的焦点位置和聚焦误差信号原点之间的偏差。还有另一个好处，当光接收部件被偏移时，能够克服相对于光学记录介质的焦点位置和聚焦误差信号的S型曲线原点之间的偏差，并且可以采用类似于标准方法的计算方法得到聚焦误差信号，因此随后的运算电路就无需配置变化。

Claims (6)

1.一种光学拾波装置，用来将激光照射到一光学记录介质上，并将至少由所述光学记录介质反射的光经过一衍射元件引导到一光接收部件，以便用所述衍射元件所产生的+1阶和-1阶衍射光，通过光斑尺寸检测方法，来检测聚焦误差信号，其中所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件。
2.如权利要求1所述的光学拾波装置，其特征在于，只要下面的关系成立，所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件：
(NA[+1]/NA[-1])＜(D2/D1)≤(NA[+1]/NA[-1])2
其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；
NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离；以及
D2代表从所述衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
3.如权利要求1所述的光学拾波装置，其特征在于，所述光接收部件的位置比直通过所述衍射元件的0阶光的焦点位置更靠近所述衍射元件，使得下面的关系成立：
(D1/D2)＝(NA[+1]/NA[-1])2
其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；
NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离；以及
D2代表从衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
4.如权利要求1所述的光学拾波装置，其特征在于，所述光接收部件包括与衍射元件所衍射的+1阶光相对应的光接收器件，以及与衍射元件所衍射的-1阶光相对应的光接收器件，每个光接收器件都被分成三个或五个光接收区域，并且
与+1阶衍射光相对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度在尺寸上不同于与-1阶衍射光相对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度，以便补偿0阶光在所述光接收部件上的焦点位置与根据焦点误差信号检测到的S形曲线信号的聚焦误差输出变为零的位置之间的偏差。
5.如权利要求4所述的光学拾波装置，其特征在于，+1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s1与-1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s2之比由下式确定：
s1/s2＝(D1/NA[-1])∶(D2/NA[+1])
其中NA[+1]代表所述衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；
NA[-1]代表所述衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
D1代表从所述衍射元件所衍射的+1阶光的焦点位置到光接收部件的距离；以及
D2代表从衍射元件所衍射的-1阶光的焦点位置到所述光接收部件的距离。
6.如权利要求4所述的光学拾波装置，其特征在于，+1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s1与-1阶衍射光所对应的光接收器件的中心光接收区域的宽度s2之比由下式确定：
s1/s2＝NA[-1]∶NA[+1]
其中NA[+1]代表衍射元件所衍射的+1阶光的数值孔径；
NA[-1]代表衍射元件所衍射的-1阶光的数值孔径；
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