专利名称：光学拾取装置及其聚焦控制方法
技术领域：
本发明涉及一种光学拾取装置。更具体地讲，本发明涉及将由副光束(sidebeam)的干涉导致的聚焦误差信号的检测误差最小化的一种光学拾取装置和一种聚焦控制方法。
背景技术：
光学拾取装置安装在光学记录和/或再现设备中，从而该光学拾取装置将信息记录在光学信息记录介质中或从该光学信息记录介质再现信息。光学拾取装置当将信息记录在光学信息记录介质中或从该光学信息记录介质再现信息时还执行聚焦误差信号和寻轨(tracking)误差信号的检测。即，光学拾取装置通过基于聚焦误差信号的检测的聚焦伺服和基于寻轨误差信号的检测的寻轨伺服，来准确地将信息记录在光学信息记录介质中或从该光学信息记录介质再现信息。因此，光学记录和/或再现设备的提高的性能取决于如何实现聚焦伺服和寻轨伺服。
通常，光学拾取装置包括光源；物镜，用于将来自光源的光束会聚到光学信息记录介质的记录面上；和接收光学元件，用于从被光学信息记录介质反射并经过物镜的光束检测信息信号和误差信号。在光学拾取装置中执行聚焦伺服，以获得如图1所示的光束的各种形状。光束形状根据伺服驱动而改变。
光学拾取装置包括光栅，其将来自光源的光束分为三束光束，以将光学信息记录在诸如CD、CD-RW和DVD等的光学信息记录介质中，或者从该光学信息记录介质再现光学信息。如图2A和图2B所示，三个光电检测器接收该三束分离的光束。因此，三个光电检测器根据形成在其上的光束形状来检测聚焦误差信号。
通常，如图3所示，当图2的被分离的三束光束仅在各自相应的光电检测器内被接收到时，在来自光电检测器的信号中不存在DC偏移。
但是，如果由副光电检测器2和4接收到的副光束的一部分被主光电检测器1接收到，如图2B所示，那么副光束会干涉主光束。具体地讲，如图2B所示，来自主光束的信号将具有DC偏移，该DC偏移由副光束干涉产生的串扰的量5所导致。这导致聚焦误差信号的误差。
因此，如果发生副光束干涉，那么由于聚焦误差信号的误差而使光学拾取装置不能准确地执行聚焦操作，由此降低光学记录/再现设备的性能。
因此，需要这样一种改进的光学拾取装置，其通过使用辅助光电检测器，来将聚焦误差信号中的串扰所产生的DC偏移最小化，该串扰由在使用三束光束的光学拾取器中快速改变光束大小而导致。
发明内容
本发明的一方面在于解决至少以上问题和/或缺点，并提供至少下面描述的优点。因此，本发明的一方面在于提供一种光学拾取装置及其聚焦控制方法，其能够确定由聚焦误差信号的串扰导致的DC偏移，并且基于该确定来执行DC偏移的消除以将DC偏移最小化。
本发明的另一方面在于提供一种光学拾取装置及其聚焦控制方法，其能够纠正由副光束的干涉导致的主光束的聚焦误差信号中的误差，从而能够执行最佳的聚焦跟踪。
根据本发明的实施例，可通过提供一种光学拾取装置来实现以上和/或其它方面，该光学拾取装置包括至少一个或多个光源；衍射光学元件，用于将来自所述光源的光衍射为多束光束；物镜，用于会聚由衍射光学元件衍射的所述多束光束；光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束；和辅助光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束，以执行由所述光电检测器获得的聚焦误差检测信号的误差纠正。
最好，光电检测器可包括主光电检测器以及位于所述主光电检测器的两端的第一和第二副光电检测器。
最好，主光电检测器以及第一和第二副光电检测器每个被形成为四分结构。
最好，辅助光电检测器可位于光电检测器的一端，其中，光电检测器的所述一端位于所述多束光束没有被衍射的位置。
最好，辅助光电检测器可位于主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的一端。
最好，辅助光电检测器与主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的所述一端隔开预定距离，所述预定距离与主光电检测器和第一或第二副光电检测器之间的距离相等。
最好，所述多束光束包括主光束以及第一和第二副光束。
最好，如果辅助光电检测器位于第一和第二副光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去辅助光电检测器检测的光的量的两倍，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
最好，如果辅助光电检测器位于主光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由预定常量相乘的辅助光电检测器检测的光的量，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
根据本发明的一方面，提供一种光学拾取装置的聚焦控制方法，其包括以下步骤将来自光源的光分为主光束以及第一和第二副光束；将主光束以及第一和第二副光束照射到盘上；使用光电检测器和辅助光电检测器来检测从盘反射的主光束以及第一和第二副光束；使用由辅助光电检测器检测的光的量来执行光电检测器的聚焦误差检测信号的误差纠正。
最好，光电检测器包括主光电检测器以及位于所述主光电检测器的两端的第一和第二副光电检测器。
最好，辅助光电检测器位于主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的一端。
最好，辅助光电检测器与主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的所述一端隔开预定距离，所述预定距离与主光电检测器和第一或第二副光电检测器之间的距离相等。
最好，如果辅助光电检测器位于第一和第二副光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去辅助光电检测器检测的光的量的两倍，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
最好，如果辅助光电检测器位于主光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由预定常量相乘的辅助光电检测器检测的光的量，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
从下面详细的描述中，本发明的其它目的、优点和显著的特点对于本利领域的技术人员是明显的，下面详细的描述结合附图公开了本发明的示例性
通过结合附图，从下面的描述中，本发明特定实施例的以上和其它目的、特点及优点将会变得清楚，其中图1是示出基于聚焦信号的产生的光束形状的视图；图2A和图2B是示出由光电检测器检测的传统的光束图样的视图；图3是分别根据图2A和图2B的光束图样的聚焦误差信号的视图；图4是示出根据本发明示例性实施例的光学拾取装置的视图；图5是示出根据本发明示例性实施例的光电检测器的视图；和图6A和图6B是描述使用图5中的光电检测器来检测聚焦误差信号的视图。
在整个附图中，应该理解，相同的附图标号表示相同的部件、特征和结构。
具体实施例方式
在描述中所定义的事物如详细结构或部件被提供以有助于对本发明的实施例进行全面地理解。因此，本领域的普通技术人员应该认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例进行各种变化和修改。另外，为了清楚和简明，省略了对公知的功能或结构的描述。
图4是示出根据本发明示例性实施例的光学拾取装置的视图，该光学拾取装置使用具有不同厚度的第一光盘10a和第二光盘10b。该光学拾取装置包括辐射波长不同的第一光源54和第二光源64。例如，第一光源54可被设置有发出大约650nm的光的激光二极管，第二光源64可被设置有发出大约780nm的光的激光二极管。
从第一光源54和第二光源64发出的光相应地施加到第一光盘10a和第二光盘10b。这里，第一光盘10a是DVD光盘系列，第二光盘10b是CD光盘系列。更具体地讲，从第一光源54发出的光通过作为执行光透射和反射的光路转换器的第一立方体分束器50而施加到第一光盘10a。第一立方体分束器50布置在第一光源54和第一光盘10a之间的光路上。即，第一立方体分束器50被涂敷，以执行第一光源54发出的光的高于95％的透射，并执行第二光源64发出的光的预定百分比的透射和反射。另外，从第二光源64发出的光通过作为执行光透射和反射的光路转换器的第二立方体分束器60而施加到第二光盘10b。第二立方体分束器60布置在第二光源64和第二光盘10b之间的光路上。即，第二立方体分束器60被涂敷，以执行第二光源64发出的光的高于95％的透射，并执行第一光源54发出的光的预定百分比的透射和反射。这里，第一立方体分束器50和第二立方体分束器60分别被制造为适合于第一光盘10a和第二光盘10b。
另外，该光学拾取装置包括准直透镜40，用于将从第一光源54和第二光源64输出并经过第一立方体分束器50和第二立方体分束器60的光束准直；1/4偏振器32，用于将P或S偏振光转换为圆偏振光；全息光栅30，作为偏振全息元件再现DVD-RAM和DVD-R/RW中的信号；和物镜20，用于将光会聚到第一光盘10a和第二光盘10b上。
该光学拾取装置包括光电检测器80，用于通过排列在各个光路上的光学元件接收从第一光盘10a和第二光盘10b反射的光，并且支持聚焦伺服和寻轨伺服的执行。另外，该光学拾取装置还包括前监视光电检测器66。用于检测从第一光盘10a反射的光。
该光学拾取装置包括位于第一光源54和第一立方体分束器50之间的第一光栅52。在第二光源64和第二立方体分束器60之间布置有第二光栅62。这里，第一光栅52和第二光栅62分别将来自第一光源54和第二光源64的光束衍射为三束光束。即使本发明的该示例性实施例被实现为相应的第一光源54和第二光源64与相应的第一光栅52和第二光栅62分离，但它们也可分别被构造为单一模块。
该光学拾取装置包括位于第二立方体分束器60和光电检测器80之间的光路上的像散透镜70或凹透镜，其中，像散透镜70产生关于入射光的像散。这里，像散透镜70的像散通过像散方法用于聚焦误差检测。
另外，从第一光源54发出的光通过第一光栅52被分为三束光束。这三束光束被第一立方体分束器50透射和反射。来自第一立方体分束器50的光束中的一束传播到第一光盘10a。其后，从第一光盘10a反射的光通过第一立方体分束器50和第二立方体分束器60传播到光电检测器80。类似地，从第二光源64发出的光通过第二光栅62也被分为三束光束。这三束光束被第二立方体分束器60透射和反射。来自第二立方体分束器60的光束中的一束传播到第二光盘10b。其后，从第二光盘10b反射的光通过第一立方体分束器50和第二立方体分束器60传播到光电检测器80。
由光电检测器80接收的光用于聚焦伺服和寻轨伺服。这里，光电检测器80由第一光源54和第二光源64共用。
如图5所示，光电检测器80包括主光电检测单元82和排列在主光电检测单元82的两端的辅助光电检测单元84。主光电检测单元82包括主光电检测器82a，其是四分结构(four-split structure)；和副光电检测器82b和82c，排列在主光电检测器82a的两端。副光电检测器82b和82c每个为四分结构。其结果是，主光电检测单元82是12分结构。因此，由主光电检测单元82接收的光在差分像散方法中使用，以获得聚焦误差检测信号FES，聚焦误差检测信号FES由下面的方程(1)表示。
FES1＝[(A+C)-(B+D)]+g[((E+G)+(I+K))-((F+H)+(J+L))] -----(1)这里，g表示施加于副光电检测器82b和82c的检测信号的增益。即，由于来自副光电检测器82b和82c的光的量比主光电检测器82a的光的量相对小，所以该增益施加于副光电检测器82b和82c的检测信号，从而能够检测最佳的聚焦误差信号。
另一方面，如图5所示，排列在主光电检测单元82的两端的辅助光电检测单元84包括两组，其中一组具有三个辅助光电检测器84a、84b和84c，另一组具有三个辅助光电检测器84d、84e和84f。即，辅助光电检测单元84中的辅助光电检测器84b和84e位于主光电检测器82a的两端。另外，辅助光电检测单元84中的辅助光电检测器84a和84d以及84c和84f位于副光电检测器82b和82c每个的两端。这里，光电检测器80被这样设计，即，由图5中的带圈标号3和4所指示的各个辅助光电检测单元84和主光电检测单元82之间的距离与由图5中的带圈标号1和2所指示的主光电检测器82a与各个副光电检测器82b和82c之间的距离相等。另外，光电检测器80被这样设计，即，所有辅助光电检测器84a至84f的每个尺寸与主光电检测器82a以及副光电检测器82b和82c的尺寸相等。在该示例性实施例中，光电检测器80被实现为安装有六个辅助光电检测器84a至84f。但是，可以使用辅助光电检测器84a至84f的其它适合的布置。即，可使用任何适合数量的辅助光电检测器84a至84f，以使得聚焦误差检测信号的DC偏移被最小化。
当使用方程(1)来获得聚焦误差检测信号时，从第一光盘10a或第二光盘10b反射然后由光电检测器80的主光电检测单元82接收的三束光束(主光束和两束副光束)的第一和第二副光束可入射在主光电检测器82a上，由此在主光束中导致干涉。其结果是，聚焦误差检测信号中的串扰产生了DC偏移。但是，可基于由辅助光电检测单元84检测的光的量来消除该串扰。
如图6A所示，当在第一副光电检测器82b的一端使用第一辅助光电检测器84a时，下面详细描述用于纠正聚焦误差检测信号的DC偏移的方法。如果在根据主光束的光束大小变化来接收主光束的主光电检测器82a中接收到副光束的一部分，那么分别相应于光的量b和c，在区域A和D以及B和C中由在主光束中产生的副光束导致干涉。另一方面，如果因为第一辅助光电检测器84a和第一副光电检测器82b之间的距离与第一副光电检测器82b和主光电检测器82a之间的距离相等，所以由第一辅助光电检测器84a接收的光的量a与在主光电检测器82a中导致干涉的光的量b相等，那么主光电检测器82a中的总的DC偏移(b+c)是由第一辅助光电检测器84a接收的光的量的两倍。因此，基于如上所述的DC偏移的检测，可通过下面的方程(2)来执行由主光电检测单元82接收的光的聚焦误差检测信号的误差纠正。
FES2＝FES1-2a---(2)在第一辅助光电检测器84a在辅助光电检测单元84中起作用的情况下，执行基于方程(2)的聚焦误差检测信号的误差纠正，这也同样适用于辅助光电检测器84c、84d和84f中的一个在辅助光电检测单元84中起作用的情况。
如图6B所示，当在主光电检测器82a的一端使用第二辅助光电检测器84b时，下面详细描述用于纠正聚焦误差检测信号的DC偏移的方法。如果在主光电检测器82a中接收到副光束的一部分，那么分别在区域A和D以及B和C中发生相应于光的量b和c的干涉。另一方面，因为第二辅助光电检测器84b和主光电检测器82a之间的距离与第一副光电检测器82b和主光电检测器82a之间的距离相等，所以与第二辅助光电检测器84b接收的光的量d相应的区域和与在主光电检测器82a中导致干涉的光的量b相应的区域相等。另一方面，第二辅助光电检测器84b接收的光的量d与由主光束导致的光的量相等，并且此时在主光电检测器82a中发生由副光束导致的干涉。如上所述，主光电检测器82a接收的光的量是副光电检测器82b和82c接收的光的量的g倍。其结果是，第二辅助光电检测器84b中的光的量d是与在主光电检测器82a中导致干涉的区域相应的光的量b的g倍。即，主光电检测器82a中的总的DC偏移(b+c)是第二辅助光电检测器84b接收的光的量d的[(1/g)×2]。因此，基于如上所述的DC偏移的检测，可通过下面的方程(3)来执行由主光电检测单元82接收的光的聚焦误差检测信号的误差纠正。
FES3＝FES1-(2d/g) ---(3)在第二辅助光电检测器84b在辅助光电检测单元84中起作用的情况下，执行基于方程(3)的聚焦误差检测信号的误差纠正，这也同样适用于第五辅助光电检测器84e在辅助光电检测单元84中起作用的情况。
另外，当主光电检测器中的副光束产生干涉时，可基于通过使用辅助光电检测器检测聚焦误差检测信号的DC偏移量的确定，来纠正误差。
根据本发明示例性实施例的光学拾取装置及其聚焦控制方法能够通过使用辅助光电检测器，来将通过在使用三束光束的光学拾取器中快速改变光束大小导致的聚焦误差信号中的串扰中产生的DC偏移最小化。
另外，根据本发明示例性实施例的光学拾取装置及其聚焦控制方法能够考虑主光电检测器和副光电检测器的位置来优化辅助光电检测器的位置，并且使用简单的方程来纠正与聚焦误差检测信号的DC偏移相应的误差，从而可容易地执行信号处理。
根据本发明示例性实施例的光学拾取装置及其聚焦控制方法能够使用辅助光电检测器来优化聚焦误差检测信号，从而可提高该光学拾取装置的性能。
虽然本发明参照其特定实施例已经被描述和显示，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种光学拾取装置，包括至少一个或多个光源；衍射光学元件，用于将来自所述光源的光衍射为多束光束；物镜，用于将由衍射光学元件衍射的所述多束光束会聚到盘上；光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束；和辅助光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束，以执行由所述光电检测器获得的聚焦误差检测信号的误差纠正。
2.根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中，所述光电检测器包括主光电检测器以及位于所述主光电检测器的两端的第一和第二副光电检测器。
3.根据权利要求2所述的光学拾取装置，其中，主光电检测器以及第一和第二副光电检测器每个被形成为四分结构。
4.根据权利要求1所述的光学拾取装置，其中，辅助光电检测器位于光电检测器的一端，其中，光电检测器的所述一端位于所述多束光束没有被衍射的位置。
5.根据权利要求2所述的光学拾取装置，其中，辅助光电检测器位于主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的一端。
6.根据权利要求5所述的光学拾取装置，其中，辅助光电检测器与主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的所述一端隔开预定距离，所述预定距离与主光电检测器和第一或第二副光电检测器之间的距离相等。
7.根据权利要求6所述的光学拾取装置，其中，所述多束光束包括主光束以及第一和第二副光束。
8.根据权利要求7所述的光学拾取装置，其中，如果辅助光电检测器位于第一和第二副光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由辅助光电检测器检测的光的量的两倍，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
9.根据权利要求7所述的光学拾取装置，其中，如果辅助光电检测器位于主光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由预定常量相乘的辅助光电检测器检测的光的量，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
10.根据权利要求9所述的光学拾取装置，其中，所述预定常量由下面的方程表示常量＝(第一或第二副光束的量/主光束的量)×2。
11.根据权利要求7或8所述的光学拾取装置，其中，基于主光束的聚焦误差检测信号来执行聚焦误差检测信号的误差纠正。
12.一种光学拾取装置的聚焦控制方法，包括以下步骤将来自光源的光分为主光束以及第一和第二副光束；将主光束以及第一和第二副光束照射到盘上；使用光电检测器和辅助光电检测器来检测从盘反射的主光束以及第一和第二副光束；使用由辅助光电检测器检测的光的量来执行光电检测器的聚焦误差检测信号的误差纠正。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，光电检测器包括主光电检测器以及位于所述主光电检测器的两端的第一和第二副光电检测器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，辅助光电检测器位于主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的一端。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，辅助光电检测器与主光电检测器以及第一和第二副光电检测器的所述一端隔开预定距离，所述预定距离与主光电检测器和第一或第二副光电检测器之间的距离相等。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，如果辅助光电检测器位于第一和第二副光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由辅助光电检测器检测的光的量的两倍，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，如果辅助光电检测器位于主光电检测器的一端，那么通过从聚焦误差检测信号中减去由预定常量相乘的辅助光电检测器检测的光的量，来执行聚焦误差检测信号的误差纠正，其中，从光电检测器检测的光的量获得所述聚焦误差检测信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述预定常量由下面的方程表示常量＝(第一或第二副光束的量/主光束的量)×2。
全文摘要
提供了一种光学拾取装置及其聚焦控制方法，其能够确定由聚焦误差信号的串扰导致的DC偏移，基于该确定来消除该DC偏移，纠正由副光束的干涉导致的主光束的聚焦误差信号中的误差，从而能够执行最佳的聚焦跟踪。为此，该光学拾取装置包括至少一个或多个光源；衍射光学元件，用于将来自所述光源的光衍射为多束光束；物镜，用于会聚由衍射光学元件衍射的所述多束光束；光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束；和辅助光电检测器，用于检测从盘反射的所述多束光束，以执行由所述光电检测器获得的聚焦误差检测信号的误差纠正。
文档编号G11B7/13GK1808586SQ200510117049
公开日2006年7月26日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年1月17日
发明者朴城秀, 安荣万, 刘长勋, 洪政佑 申请人:三星电子株式会社